JP2562059B2 - 坑壁の展開画像作成装置 - Google Patents

坑壁の展開画像作成装置

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JP2562059B2 JP27225889A JP27225889A JP2562059B2 JP 2562059 B2 JP2562059 B2 JP 2562059B2 JP 27225889 A JP27225889 A JP 27225889A JP 27225889 A JP27225889 A JP 27225889A JP 2562059 B2 JP2562059 B2 JP 2562059B2
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守 小西
芳男 竹知
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Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
本発明は、横坑の坑壁の状態を撮影して記録するため
の装置に関し、特には、坑壁の全周360度の画像を単一
の画像として撮影し、平面上に展開した画像として記録
する装置に関するものである。
【従来の技術】
従来は、撮影したい断面の位置から離れた場所から撮
影することによって、坑壁の全周360度の画像を単一の
画像として撮影記録したり、坑内に、カメラの光軸を坑
の軸に平行に設置し、前記カメラのレンズ前方に光軸に
45度傾斜させた平面鏡を回転させることにより、坑壁の
全周を単一の画像として撮影することが行われてきた。 しかし、撮影したい断面の位置から離れた場所から撮
影するという方法では、坑内の浮遊微細粉塵等によって
鮮明な画像が得られないという問題と、坑壁をかなり斜
めから撮影することになるので、画像が圧縮されてしま
い、解像度が落ちるという問題がある。 また一方のカメラのレンズの前で鏡を回転させる方法
では撮影に時間がかかるという問題がある。 そこで、特開平1−210594号公報に開示されているよ
うに、垂直方向に掘削されたボーリング孔内を昇降する
ゾンデに全周方向の透明窓を設けると共にその内部に全
周が写る回転体鏡と照明ランプを収容して、前記回転体
に写った坑壁をテレビカメラで撮影するように構成され
た技術がある。この技術は、垂直方向に掘削されたボー
リング孔を対象とするという制限があるが、従来の装置
より一歩進んだものである。
【発明が解決しようとする課題】
このような種々な構成による坑壁画像の撮影装置にお
いては、基本的に円筒状の坑壁画像を平面的な展開画像
に展開する技術と、テレビカメラ等で順次得られる坑壁
の画像を解析する場合の画像の上下方向等の向きを一致
させる技術とが重要である。 そこで、前述した特開平1−210594号公報の技術は、
撮影対象が垂直方向に掘削されたボーリング孔の坑壁で
あるので、ボーリング孔内を昇降するゾンデに方位計を
備えて、坑壁画像とともに方位計も撮影することによっ
て、坑壁の画像の向きを把握する技術が開示されてい
る。 ところが、トンネル等のように横坑の坑壁画像を撮影
する場合には、方位計によって坑壁画像の上下方向等の
向きを把握することはできないという問題があった。 そこで、本発明は上記問題点を解決するために、トン
ネル等のように横坑の坑壁画像を撮影して、その展開画
像を得ることのできる装置を提供することを目的として
いる。
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明にかかる坑の壁面の展開画像作成
装置では、略円形断面をもつ横坑の所定幅の略円筒状の
内壁面の画像を映すよう横坑の中心に設けた凸面鏡と、
該凸面鏡に映された画像を撮影して基本画像を得る電子
カメラと、前記基本画像の鉛直方向を重力の作用によっ
て指示する指示手段と、前記基本画像の向きを鉛直方向
に修正する修正手段と、前記基本画像を順次半径の異な
る同心円状の複数の環状画像に分解し、該環状画像を直
線状画像に展開し、この直線状画像を順次並べることに
よって平面に展開された展開画像を出力する画像処理手
段とを備えるという手段を講じた。 また、修正手段は、電子カメラを横坑内に懸垂するこ
とによって、電子カメラの画像の上下方向を鉛直方向に
一致させるように構成されている懸垂手段とするとよ
い。 また、修正手段は、電子カメラを回転自在に支持する
支持手段と、前記電子カメラに垂下された重錘とからな
り、前記重錘によって前記電子カメラの特定部位の方向
を鉛直方向に一致させるように構成するとよい。 また、指示手段は、小球もしくは液体中の気泡によっ
て鉛直方向を電子カメラの視野内に指示する指示手段と
するとよい。
【作用】
本発明においては、横坑の中心に設けた凸面鏡に映さ
れた内壁面の所定幅の略円筒状の画像を、電子カメラに
よって撮影して基本画像を得る。 そして、画像処理手段によって、前記基本画像を順次
半径の異なる同心円状の複数の環状画像に分解し、該環
状画像を直線状画像に展開し、この直線状画像を順次並
べることによって平面に展開された展開画像を出力す
る。 このとき、前記基本画像の鉛直方向は、指示手段によ
って指示されているので、修正手段により画像の上下方
向を鉛直方向に一致させるように修正した状態で正確な
展開画像が得られる。 また、修正手段を、電子カメラを横坑内に懸垂する懸
垂手段とすることによって、電子カメラの画像の上下方
向は、鉛直方向に一致した状態に修正される。 また、修正手段を、電子カメラを回転自在に支持する
支持手段と、前記電子カメラに垂下された重錘とから構
成することにより、電子カメラの画像の上下方向は常時
鉛直方向に一致するように修正される。 また、指示手段を、小球もしくは液体中の気泡によっ
て鉛直方向を指示する構成とすることにより、小球は常
時重力の作用によって鉛直方向を指示し、気体中の気泡
は重力と反対方向に作用する浮力によって鉛直方向を指
示するのである。よって、この鉛直方向も電子カメラの
視野内において坑壁の基本画像と共に撮影されるので、
基本画像の鉛直方向は常時把握されているのである。そ
して、修正手段により画像の上下方向を修正して展開画
像を得るのである。
【実施例】
以下に本発明をその実施例を示した図面に基づいて詳
細に説明する。 第1図は本発明の撮像装置の一実施例の使用状態の側
面図、第2図は本発明の撮像装置の一実施例の詳細な構
成を示す側面断面図、第3図は同撮像装置の光軸に垂直
な面での断面図、第4図は本発明の再生装置、画像展開
装置、展開画像記録装置、入力画像モニタおよび展開画
像モニタの構成を示すブロック図、第5図(a)は撮像
装置の正面図、第5図(b)は重錘による鉛直方向指示
器の実施例を示す正面図、第5図(c)は気泡による鉛
直方向指示器の実施例を示す側面断面図、第5図(d)
は気泡による鉛直方向指示器の実施例を示す正面図、第
5図(e)は小球による鉛直方向指示器の実施例を示す
正面図、第6図は本発明の基本原理を説明する原理説明
図、第7図は本発明における画像の構成図であり、第7
図(a)は凸面鏡上の画像を示す画像図、第7図(b)
は電子カメラにおける画像を示す画像図、第7図(c)
は平面画像に展開した画像を示す画像図である。 図面において、 1はボーリング孔の坑壁、2はカッターヘッド、3は推
進ジャッキ、4は大口径ボーリング機本体、5は懸垂ア
ーム、6は外筒、7は透明窓、8は回転体鏡、9は遮光
フード、10は照明ランプ、11はバッテリー、12は電子カ
メラ、13は水準器、14はホルダーリング、15は基準梁、
16は取付け装置、18は再生装置、19は画像展開装置、20
は入力画像メモリ、21は展開画像メモリ、22は入力画像
モニタ、23は展開画像モニタ、24は展開画像記憶装置、
26は防塵用フィルター、27は防塵用仕切板、28は散光マ
ット、29はバッテリー充電プラグ、30はストロボ同期プ
ラグである。 撮像装置31は、ボーリング機本体4の前方に推進ジャ
ッキ3にて支持されたカッターヘッド2の後方における
基準梁15に、取付け装置16,ホルダーリング14及び懸垂
アーム5にてこの撮像装置31の中心軸と坑の中心軸とが
略一致するよう懸垂され、カッターヘッド2にて掘削後
の坑壁の状態を撮影するように設置されている。なお、
第3図および第5図の(a)における懸垂アームは請求
項(1)の指示手段に対応し、基準梁15,取付け装置16,
ホルダーリング14及び懸垂アーム5は、請求項(1)の
修正手段、もしくは対請求項(2)の懸垂手段に対応し
ている。 ここで、撮像装置31には、電子カメラ12によって撮影
される画像の上下方向を常に鉛直方向に保つとともに、
電子カメラ12のローリング角を知るための水準器13も設
けられている。即ち、水準器13によって示される鉛直方
向が画面の上下方向と一致しないときは、撮像装置31を
ホルダーリング14内で回転させて水準器13によって示さ
れる鉛直方向と画面の上下方向とを一致させる。このと
き、撮像装置31をホルダーリング14内で回転させる構造
が請求項(1)における修正手段を構成している。 前記撮像手段31の詳細は、第2図に示したように、外
筒6の内側には、前部の透明窓7の内部に照明ランプ10
と凸面鏡8が、後部には電子カメラ12が設けられ、前記
照明ランプ10からの光は透明窓7を通って坑壁を照明
し、電子カメラ12は照明された坑壁を透明窓7を通して
撮影するような構成となっている。 また、撮像装置31の機器への電源供給用のバッテリー
11、バッテリー充電プラグ29、照明ランプ10の光を散光
させる散光マット28、防塵用仕切り板27、防塵用フィル
ター26、余分な光を遮断するための遮光フィード9、及
びストロボ同期プラグ30等の必要な部品が設けられてい
る。 第5図(b)に示したように、撮像装置31をホルダー
リング14内で回転自在に支え、撮像装置31に重錘33を垂
下させることにより、格別な回転調節機構を備えなくて
も撮像装置31の上下方向を重錘33によって常に自動的に
鉛直方向に一致させることが可能となる。なお、第5図
(b)におけるホルダーリング14および重錘33は、請求
項(3)の修正手段に対応している。 また、第5図(c)に示したように、凸面鏡8の光軸
近傍の電子カメラの視野内に透明部分か切り欠き部分を
設け、この部分に鉛直方向指示器13Aを配置して、凸面
鏡8を介した坑壁の画像とともに鉛直方向指示器13Aが
示す鉛直方向も写すことによって、輪状の画像を直線状
の画像に展開するときの基準としても良い。このとき、
鉛直方向指示器13Aとしては、第5図(d)に示すよう
に、液体13Bを充満した円形容器の中に小さな気泡13Cを
封入して液体と気泡との輝度を異なるようにしても良
く、第5図(e)に示すように、円形容器の中に輝度の
異なる小球13Dを封入しこの小球の位置で常に鉛直方向
を示すようにしても良い。なお、この鉛直方向指示器13
Bと電子カメラ12との間にはピント整合用のレンズを設
けると良い。なお、第5図の(c),(d),(e)に
おける鉛直方向指示器13Aは請求項(4)の指示手段に
対応している。 第4図に示すように画像処理装置32においては、撮像
装置31からの映像(第7図(b)参照)を入力画像モニ
タ22と画像展開装置19の入力画像メモリ20に入力する。
18は再生装置である。 画像展開装置19においては、入力画像メモリ20の画像
を前述したように多数の輪状の画像に分解し、例えば、
輪状の画像の下端から右回りに展開し、線状の画像とし
て展開画像メモリ21に入力する。この展開画像メモリ21
の画像は展開画像モニタ23によって第7図(c)のよう
に表示される。 この展開画像メモリ21の画像を展開画像記憶装置24に
て記録保存するのである。 このようにして、本発明によれば、所定の幅aの坑壁
の曲面の画像を凸面鏡8を介して平面的な画像(第7図
(c)参照)として撮影および記録できるのである。 よって、長いボーリング孔であっても、所定の幅aづ
つ順次撮像して、展開して記録することが可能となるの
である。 以上のようにして、撮影したい断面の近距離の場所か
ら撮影するので坑内の浮遊微細粉塵等による影響を受け
にくいので鮮明な画像を得ることができるという効果が
得られる。 また、坑壁面に略垂直な視線で撮影するので、画像が
坑壁面の凹凸によって隠れる部分がなく正確な画像を得
ることができるという効果も得られる。 更に、一回の撮影で所定の幅の坑壁面を同時に撮影で
きるので、坑壁の撮像を短時間で行い効率の高い作業が
できるという効果も得られるのである。
【発明の効果】
本発明によれば、横坑の中心に設けた凸面鏡に映され
た内壁面の画像を撮影するので、正確が基本画像が得ら
れ、横坑において正確な展開画像が得られるという効果
が得られる。 また、画像処理手段によって前記基本画像から項壁の
展開画像を出力するときに、基本画像の鉛直方向を指示
手段によって把握して処理するので、横坑において正確
な展開画像が得られる。 また、懸垂手段によって電子カメラを横坑内に懸垂す
るので、電子カメラの画像の上下方向は、鉛直方向に一
致するように修正され、横坑において正確な展開画像が
得られる。 また、電子カメラを回転自在に支持するとともに重錘
によって電子カメラの画像の上下方向を常時鉛直方向に
一致させるよう修正するので、横坑において正確な展開
画像が得られる。 また、小球もしくは液体中の気泡によって鉛直方向を
指示する指示手段を電子カメラにおいて坑壁の画像とと
もに撮影するので、基本画像の鉛直方向を把握して画像
処理することができ、横坑において正確な展開画像が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の撮像装置の一実施例の使用状態の側面
図、第2図は本発明の撮像装置の一実施例の詳細な構成
を示す側面断面図、第3図は同撮像装置の光軸に垂直な
面での断面図、第4図は本発明の再生装置、画像展開装
置、展開画像記録装置、入力画像モニタおよび展開画像
モニタの構成を示すブロック図、第5図(a)は撮像装
置の正面図、第5図(b)は重錘による鉛直方向指示器
の実施例を示す正面図、第5図(c)は気泡による鉛直
方向指示器の実施例を示す側面断面図、第5図(d)は
気泡による鉛直方向指示器の実施例を示す正面図、第5
図(e)は小球による鉛直方向指示器の実施例を示す正
面図、第6図は本発明の基本原理を説明する原理説明
図、第7図は本発明における画像の構成図であり、第7
図(a)は凸面鏡上の画像を示す画像図、第7図(b)
は撮像手段における画像を示す画像図、第7図(c)は
平面画像に展開した画像を示す画像図である。 1……ボーリング坑壁、5……懸垂アーム(懸垂手
段)、7……透明窓、8……凸面鏡、10……照明ラン
プ、12……電子カメラ、13……水準器(指示手段)、13
A……鉛直方向指示器(指示手段)、13B……液体、13C
……気泡、13D……小球、14……ホルダーリング(懸垂
手段)、15……基準梁(懸垂手段)、16……取付け装置
(懸垂手段)、19……画像展開装置(画像処理手段)、
31……撮像装置、33……重錘
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀和田 俊一 北海道札幌市西区手稲宮の沢123番地7 (56)参考文献 特開 平1−210594(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】略円形断面をもつ横坑の所定幅の略円筒状
    の内壁面の画像を映すよう横坑の中心に設けた凸面鏡
    と、 該凸面鏡に映された画像を撮影して基本画像を得る電子
    カメラと、 前記基本画像の鉛直方向を重力の作用によって指示する
    指示手段と、 前記基本画像の向きを鉛直方向に修正する修正手段と、 前記基本画像を順次半径の異なる同心円状の複数の環状
    画像に分解し、該環状画像を直線状画像に展開し、この
    直線状画像を順次並べることによって平面に展開された
    展開画像を出力する画像処理手段と を備えたことを特徴とする坑壁の展開画像作成装置。
  2. 【請求項2】修正手段は、電子カメラを横坑内に懸垂す
    ることによって、電子カメラの画像の上下方向を鉛直方
    向に一致させるように構成されている懸垂手段であるこ
    とを特徴とする請求項(1)に記載の坑壁の展開画像作
    成装置。
  3. 【請求項3】修正手段は、電子カメラを回転自在に支持
    する支持手段と、前記電子カメラに垂下された重錘とか
    らなり、前記重錘によって前記電子カメラの特定部位の
    方向を鉛直方向に一致させるように構成されていること
    を特徴とする請求項(1)に記載の坑壁の展開画像作成
    装置。
  4. 【請求項4】指示手段は、小球もしくは液体中の気泡に
    よって鉛直方向を電子カメラの視野内に指示する指示手
    段であることを特徴とする請求項(1)に記載の坑壁の
    展開画像作成装置。
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