JP2584344B2 - 水中ロボットにおける距離測定方式及び表面凹凸測定方式 - Google Patents
水中ロボットにおける距離測定方式及び表面凹凸測定方式Info
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- JP2584344B2 JP2584344B2 JP2330647A JP33064790A JP2584344B2 JP 2584344 B2 JP2584344 B2 JP 2584344B2 JP 2330647 A JP2330647 A JP 2330647A JP 33064790 A JP33064790 A JP 33064790A JP 2584344 B2 JP2584344 B2 JP 2584344B2
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば発電所の導水路等の点検等に使用され
る水中ロボットにおける距離測定方式及び被測定物の表
面凹凸測定方式に関するものである。
る水中ロボットにおける距離測定方式及び被測定物の表
面凹凸測定方式に関するものである。
従来、例えば発電所における導水路内を点検する場
合、水中点検用ロボットが用いられている。この水中点
検用ロボットは導水路内壁面を撮影するテレビカメラを
有しており、このテレビカメラの画面情報を水中ケーブ
ルを介して陸上等に配置されたモニターテレビに映し、
これを作業者が目視しながら水中点検用ロボットを遠隔
操作することによって行なっている。
合、水中点検用ロボットが用いられている。この水中点
検用ロボットは導水路内壁面を撮影するテレビカメラを
有しており、このテレビカメラの画面情報を水中ケーブ
ルを介して陸上等に配置されたモニターテレビに映し、
これを作業者が目視しながら水中点検用ロボットを遠隔
操作することによって行なっている。
しかしながら、この作業においては水中ロボットと壁
面間の距離の測定が困難で、特に壁面に剥離等による凹
凸が生じている場合、その凹凸の程度（特に深さ）が測
定できないという問題があった。
面間の距離の測定が困難で、特に壁面に剥離等による凹
凸が生じている場合、その凹凸の程度（特に深さ）が測
定できないという問題があった。
ところで、この一般的に壁面の凹凸測定システムとし
ては、（１）超音波を利用する方式と（２）レーザ光を
利用する方式とが知られている。
ては、（１）超音波を利用する方式と（２）レーザ光を
利用する方式とが知られている。
しかしながら、かかる方式の測定システムを水中ロボ
ットに用いる場合に問題がある。
ットに用いる場合に問題がある。
即ち、超音波を利用する方法は、多重反射がある場合
には、多数の反射波の中から特定の反射波を分離して処
理することが困難なために使用できず、その結果、導水
路内等の点検を行なう水中ロボットには使用することが
できない。
には、多数の反射波の中から特定の反射波を分離して処
理することが困難なために使用できず、その結果、導水
路内等の点検を行なう水中ロボットには使用することが
できない。
一方、後者のレーザ光を利用する場合にも問題があ
る。具体的には、第８図に示すようにロボット本体１に
テレビカメラ２、レーザ装置３、及び画像センサー４を
配置し、テレビカメラ２からの画像情報は水中ケーブル
５内のテレビ画像回線６及びVTR7を経てモニタテレビ８
に映像を映しだす。
る。具体的には、第８図に示すようにロボット本体１に
テレビカメラ２、レーザ装置３、及び画像センサー４を
配置し、テレビカメラ２からの画像情報は水中ケーブル
５内のテレビ画像回線６及びVTR7を経てモニタテレビ８
に映像を映しだす。
一方、レーザ装置３により被測定物の表面９に照射さ
れた輝点10は画像センサー４により検知され画像センサ
データ回線11を介して処理・演算装置12へ導かれ、ここ
で水中ロボットと被測定物の表面９（壁面）との距離が
演算され、インターフェース13及びVRT7を経てモニタテ
レビ８上に映すことができるとともに、データ収録装置
14に収録されることとなる。
れた輝点10は画像センサー４により検知され画像センサ
データ回線11を介して処理・演算装置12へ導かれ、ここ
で水中ロボットと被測定物の表面９（壁面）との距離が
演算され、インターフェース13及びVRT7を経てモニタテ
レビ８上に映すことができるとともに、データ収録装置
14に収録されることとなる。
しかし、この方式では、特別の画像センサー４と、ロ
ボット本体１と陸上の処理・演算装置12とを結ぶ画像セ
ンサーデータ回線11の両者が必要となっていた。
ボット本体１と陸上の処理・演算装置12とを結ぶ画像セ
ンサーデータ回線11の両者が必要となっていた。
そのため、小型化及び軽量化が非常に重要なロボット
の小型化に限度が有り、また、画像センサーや、画像セ
ンサーデータ回線を水中で確実にデータを送信できると
ともにロボットの行動を制約しない柔軟性が必要な水中
ケーブルが、高価なものになって建造コストが高くなる
という問題や、ロボットの操縦時における水中ケーブル
の抵抗が大となって大きな動力が必要になり、また操縦
も難しくなるという問題があった。
の小型化に限度が有り、また、画像センサーや、画像セ
ンサーデータ回線を水中で確実にデータを送信できると
ともにロボットの行動を制約しない柔軟性が必要な水中
ケーブルが、高価なものになって建造コストが高くなる
という問題や、ロボットの操縦時における水中ケーブル
の抵抗が大となって大きな動力が必要になり、また操縦
も難しくなるという問題があった。
また、テレビカメラで実際に見ている視野に２次元ス
キャナの計測範囲を入れる必要があり、そのための２次
元スキャナの方向及び位置の設定の調節を行う必要があ
った。
キャナの計測範囲を入れる必要があり、そのための２次
元スキャナの方向及び位置の設定の調節を行う必要があ
った。
本発明は前記したような従来の問題を解決するために
なされたものであって、ロボット本体に被測定物を撮影
するテレビカメラと、該テレビカメラと測量基準距離を
有し、かつ少なくとも前記テレビカメラの撮影範囲内に
輝点を変位可能なレーザ装置とを配置するとともに、前
記テレビカメラの画面情報を水中ケーブルを介して水上
に設けられた処理・演算装置に導き、該処・理演算装置
において、前記測量基準距離と前記レーザ装置の照射角
と前記輝点の変位とによりロボット本体と被測定物の距
離を演算する如く構成した点に特徴がある。
なされたものであって、ロボット本体に被測定物を撮影
するテレビカメラと、該テレビカメラと測量基準距離を
有し、かつ少なくとも前記テレビカメラの撮影範囲内に
輝点を変位可能なレーザ装置とを配置するとともに、前
記テレビカメラの画面情報を水中ケーブルを介して水上
に設けられた処理・演算装置に導き、該処・理演算装置
において、前記測量基準距離と前記レーザ装置の照射角
と前記輝点の変位とによりロボット本体と被測定物の距
離を演算する如く構成した点に特徴がある。
更に、本発明は、水中ロボットにおける距離測定方式
とレーザ装置による輝点をＸ軸、Ｙ軸方向に間隔を置い
て変位させ、複数の輝点を有する画面情報を作成し、処
理・演算装置において測量基準距離と前記レーザ装置の
照射角と各輝点とにより各輝点との距離を演算するとと
もに、この各輝点間を結ぶことによって水中ロボットに
おける被測定物の表面凹凸測定方式を提供するものであ
る。
とレーザ装置による輝点をＸ軸、Ｙ軸方向に間隔を置い
て変位させ、複数の輝点を有する画面情報を作成し、処
理・演算装置において測量基準距離と前記レーザ装置の
照射角と各輝点とにより各輝点との距離を演算するとと
もに、この各輝点間を結ぶことによって水中ロボットに
おける被測定物の表面凹凸測定方式を提供するものであ
る。
本発明にかかる水中ロボットにおける距離測定方式に
よれば、レーザー装置による輝点を、ロボットのテレビ
カメラで捉えて、この輝点の変位の画面情報をテレビカ
メラの画像情報の一部に含んで陸上の演算装置に送るの
で、ロボット側にはレーザ装置の受光器としての特別な
画像センサーや２次元スキャナの受光用の画像センサー
データ回線は、必要でなくなる。
よれば、レーザー装置による輝点を、ロボットのテレビ
カメラで捉えて、この輝点の変位の画面情報をテレビカ
メラの画像情報の一部に含んで陸上の演算装置に送るの
で、ロボット側にはレーザ装置の受光器としての特別な
画像センサーや２次元スキャナの受光用の画像センサー
データ回線は、必要でなくなる。
さらに、このテレビカメラは特別な画像センサーであ
る必要がないので、ロボットに既に設置されている操縦
用テレビカメラを使用でき、新たなテレビカメラの設置
の必要がなくなる。
る必要がないので、ロボットに既に設置されている操縦
用テレビカメラを使用でき、新たなテレビカメラの設置
の必要がなくなる。
このように、特別の画像センサーや高価な画像センサ
ーデータ回線を必要としないためと、それに伴うデータ
の増幅器やその電源なども省略できるのでロボットに搭
載される装置が小型化され、建造コストを低減できる。
ーデータ回線を必要としないためと、それに伴うデータ
の増幅器やその電源なども省略できるのでロボットに搭
載される装置が小型化され、建造コストを低減できる。
また、テレビカメラで実際に見ている視野に２次元ス
キャナの計測範囲を入れる必要がなくなるので、テレビ
カメラと２次元スキャナの位置関係を調整する手間が不
要となる。
キャナの計測範囲を入れる必要がなくなるので、テレビ
カメラと２次元スキャナの位置関係を調整する手間が不
要となる。
以下、第１図乃至第７図に基づき本発明による水中ロ
ボットにおける距離測定方式、及び表面凹凸測定方式の
一実施例を説明する。
ボットにおける距離測定方式、及び表面凹凸測定方式の
一実施例を説明する。
第１図において、第８図と同一符号は同一名称を示
す。ロボット本体１には被測定物の表面９を撮影するた
めのテレビカメラ２とこのテレビカメラ２と測量基準距
離ｌを持たせてレーザ装置３を取付けている。
す。ロボット本体１には被測定物の表面９を撮影するた
めのテレビカメラ２とこのテレビカメラ２と測量基準距
離ｌを持たせてレーザ装置３を取付けている。
そしてこのレーザ装置３は少なくともテレビカメラ２
の撮影可能な範囲Ｆに輝点10を変位させることができる
よう、即ち照射角θ１が角Θ内で走査可能なように構成
されている。
の撮影可能な範囲Ｆに輝点10を変位させることができる
よう、即ち照射角θ１が角Θ内で走査可能なように構成
されている。
そして、このテレビカメラ２で映された画面情報は、
水中ケーブル５内のテレビ画像回線６、VTR7を介してモ
ニタテレビ８に導かれて映写するとともに処理演算装置
12へ入力される。
水中ケーブル５内のテレビ画像回線６、VTR7を介してモ
ニタテレビ８に導かれて映写するとともに処理演算装置
12へ入力される。
この処理演算装置12には第２図に示すように予めテレ
ビカメラ２とレーザ装置３との測量基準距離ｌが入力さ
れているとともに、レーザ装置３を遠隔操作により指示
した照射角θ１が入力されている。そして画面情報から
得られた輝度10とテレビカメラ２の中心線との間隔ｘか
ら先ず角β１が求められる。然る後、 の式（１）より輝点10とテレビカメラ２の中心線との実
際の距離X1が求められる。一方、 の式によりテレビカメラ２の中心Ｏと被測定物の表面９
までの距離Y1が求められるのである。そしてかかるレー
ザ装置３を遠隔操作によりＸ方向に間隔を置いて移動さ
せる。即ち、第３図に示すように照射角θ１を照射角θ
１〜θｎに順次変更し、輝点10を水平方向に変位させて
その都度前記方式により演算装置がなされ、その結果を
データ収録装置14に収録するとともにインターフェース
13、VTR7を経てモニタテレビ８上に表示する。そして第
４図に示すモニタテレビ８上の点Ｐを結ぶことにより、
二次的な凹凸を表示することができる。
ビカメラ２とレーザ装置３との測量基準距離ｌが入力さ
れているとともに、レーザ装置３を遠隔操作により指示
した照射角θ１が入力されている。そして画面情報から
得られた輝度10とテレビカメラ２の中心線との間隔ｘか
ら先ず角β１が求められる。然る後、 の式（１）より輝点10とテレビカメラ２の中心線との実
際の距離X1が求められる。一方、 の式によりテレビカメラ２の中心Ｏと被測定物の表面９
までの距離Y1が求められるのである。そしてかかるレー
ザ装置３を遠隔操作によりＸ方向に間隔を置いて移動さ
せる。即ち、第３図に示すように照射角θ１を照射角θ
１〜θｎに順次変更し、輝点10を水平方向に変位させて
その都度前記方式により演算装置がなされ、その結果を
データ収録装置14に収録するとともにインターフェース
13、VTR7を経てモニタテレビ８上に表示する。そして第
４図に示すモニタテレビ８上の点Ｐを結ぶことにより、
二次的な凹凸を表示することができる。
勿論、レーザ装置３を前記したように水平照射角θ１
に加えて垂直照射角ψで可変することもできる。即ちＺ
軸方向へ可変とするものであって、この場合第５図乃至
第７図を参照して説明する。
に加えて垂直照射角ψで可変することもできる。即ちＺ
軸方向へ可変とするものであって、この場合第５図乃至
第７図を参照して説明する。
第５図においてレーザ装置３は水平照射角θ、及び垂
直照射角ψで被測定物の表面９に輝点10を照射する。こ
の実施例においてテレビカメラ２の水平角２α、垂直角
２βで可変可能なようになっている。
直照射角ψで被測定物の表面９に輝点10を照射する。こ
の実施例においてテレビカメラ２の水平角２α、垂直角
２βで可変可能なようになっている。
そして前述したようにかかる輝点10を有する画面情報
が処理演算装置12へ導入されると、テレビカメラ２の中
心からの輝点10におけるx,yの変位と測量基準距離ｌ及
び水平照射角θからその変位量が次の（３）〜（５）式
から求められる。
が処理演算装置12へ導入されると、テレビカメラ２の中
心からの輝点10におけるx,yの変位と測量基準距離ｌ及
び水平照射角θからその変位量が次の（３）〜（５）式
から求められる。
ただし、 ここでHO…テレビカメラ画像垂直幅 SO… 〃 水平幅 そして第６図のａまたはｂに示すようにレーザ装置３
を水平方向に変位させる。
を水平方向に変位させる。
次にレーザ装置３を垂直方向に変向して輝点10の間隔
を置いて照射し、この画像情報により演算した後、モニ
タテレビ８上に表示すると第７図に示すように三次元的
な距離が表示されることになる。したがって、被測定物
の表面の凹凸が測定できるのである。
を置いて照射し、この画像情報により演算した後、モニ
タテレビ８上に表示すると第７図に示すように三次元的
な距離が表示されることになる。したがって、被測定物
の表面の凹凸が測定できるのである。
本発明にかかる水中ロボットにおける距離測定方式及
び表面の凹凸測定方式は、ロボット本体に被測定物を撮
影するテレビカメラと、該テレビカメラと測量基準距離
を有しかつ少なくとも前記テレビカメラの撮影範囲内に
輝点を走査可能な如きレーザ装置とを配置し、更に前記
テレビカメラの画面情報を水中ケーブルを介して水上に
設けられた処理・演算処理に導き、該処理・演算装置に
おいて、前記測量基準距離とレーザ装置の照射角と前記
輝点の変位とによりロボット本体と被測定物との距離を
演算するようにした構成している。
び表面の凹凸測定方式は、ロボット本体に被測定物を撮
影するテレビカメラと、該テレビカメラと測量基準距離
を有しかつ少なくとも前記テレビカメラの撮影範囲内に
輝点を走査可能な如きレーザ装置とを配置し、更に前記
テレビカメラの画面情報を水中ケーブルを介して水上に
設けられた処理・演算処理に導き、該処理・演算装置に
おいて、前記測量基準距離とレーザ装置の照射角と前記
輝点の変位とによりロボット本体と被測定物との距離を
演算するようにした構成している。
従って、本発明にかかる水中ロボットにおける距離測
定方式によれば、レーザー装置による輝点を、ロボット
のテレビカメラで捉えて、この輝点の変位の画面情報を
テレビカメラの画面情報を一部に含んで陸上の演算装置
に送るので、ロボット側にはレーザー装置の受光器とし
ての特別な画像センサーや２次元スキャナの受光用の画
像センサーデータ回線は、必要でなくなる。
定方式によれば、レーザー装置による輝点を、ロボット
のテレビカメラで捉えて、この輝点の変位の画面情報を
テレビカメラの画面情報を一部に含んで陸上の演算装置
に送るので、ロボット側にはレーザー装置の受光器とし
ての特別な画像センサーや２次元スキャナの受光用の画
像センサーデータ回線は、必要でなくなる。
さらに、このテレビカメラは特別な画像センサーであ
る必要がないので、ロボットに既に設置されている操縦
用テレビカメラを使用でき、新たなテレビカメラの設置
の必要がなくなる。
る必要がないので、ロボットに既に設置されている操縦
用テレビカメラを使用でき、新たなテレビカメラの設置
の必要がなくなる。
このように、特別の画像センサーや高価な画像センサ
ーデータ回線を必要としないためと、それに伴うデータ
の増幅器やその電源なども省略できるのでロボットに搭
載される装置が小型化され、建造コストを低減できる。
ーデータ回線を必要としないためと、それに伴うデータ
の増幅器やその電源なども省略できるのでロボットに搭
載される装置が小型化され、建造コストを低減できる。
また、テレビカメラで実際に見ている視野に２次元ス
キャナの計測範囲を入れる必要がなくなるので、テレビ
カメラと２次元スキャナの位置関係を調整する手間が不
要となる。
キャナの計測範囲を入れる必要がなくなるので、テレビ
カメラと２次元スキャナの位置関係を調整する手間が不
要となる。
第１図ないし第７図は本発明による水中ロボットの距離
測定方式及び表面凹凸測定方式の実施例を示すものてあ
って、第１図は本発明を実施するための装置の系統図、
第２図は演算方式の説明図、第３図は二次元的凹凸測定
の説明図、第４図はモニタテレビ画面図、第５図は他の
実施例における演算方式の説明図、第６図は三次的凹凸
測定の説明図、第７図はモニタテレビ画面図である。ま
た、第８図は従来のレーザ光を水中テレビの距離測定に
用いる場合の説明図である。 １……ロボット本体、２……テレビカメラ ３……レーザ装置、４……画像センサー ５……水中ケーブル、６……テレビ画像回線 ７……VTR、８……モニタテレビ ９……表面、10……輝点 11……画像センサデータ回線 12……処理・演算装置、13……インターフェイス 14……データ収録装置。
測定方式及び表面凹凸測定方式の実施例を示すものてあ
って、第１図は本発明を実施するための装置の系統図、
第２図は演算方式の説明図、第３図は二次元的凹凸測定
の説明図、第４図はモニタテレビ画面図、第５図は他の
実施例における演算方式の説明図、第６図は三次的凹凸
測定の説明図、第７図はモニタテレビ画面図である。ま
た、第８図は従来のレーザ光を水中テレビの距離測定に
用いる場合の説明図である。 １……ロボット本体、２……テレビカメラ ３……レーザ装置、４……画像センサー ５……水中ケーブル、６……テレビ画像回線 ７……VTR、８……モニタテレビ ９……表面、10……輝点 11……画像センサデータ回線 12……処理・演算装置、13……インターフェイス 14……データ収録装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 俊之 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 岸本 修治 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 阿部 守 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−17606（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】ロボット本体に、被測定物を撮影するテレ
ビカメラと、該テレビカメラと測量基準距離を離間し、
かつ少なくとも前記テレビカメラの撮影範囲内に輝点を
走査可能なレーザ装置とを配置するとともに、前記テレ
ビカメラの画面情報を離間して水上に設けられた処理・
演算装置に水中ケーブルを介して導き、該処理・演算装
置において、前記測量基準距離とレーザ装置の照射角と
前記輝点の変位とによりロボット本体と被測定物の距離
を演算して求めることを特徴とする水中ロボットにおけ
る距離測定方式。 - 【請求項２】ロボット本体に、被測定物を撮影するテレ
ビカメラと、該テレビカメラと測量基準距離を離間し、
かつ少なくとも前記テレビカメラの撮影範囲内において
輝点を移動可能にしたレーザ装置とを配置するととも
に、前記テレビカメラの画面情報を離間して水上に設け
られた処理・演算装置に水中ケーブルを介して導くよう
に構成し、前記レーザ装置による輝点を少なくとも一方
向に移動させて輝点の複数の変位の画面情報を作成し、
前記処理・演算装置において前記測量基準距離とレーザ
装置の照射角と、前記輝点の複数の変位とにより、ロボ
ット本体と被測定物上の輝点の複数の各位置との距離を
演算して求めて、被測定物の表面の凹凸を求めることを
特徴とする水中ロボットにおける被測定物の表面凹凸測
定方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2330647A JP2584344B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 水中ロボットにおける距離測定方式及び表面凹凸測定方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2330647A JP2584344B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 水中ロボットにおける距離測定方式及び表面凹凸測定方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04204107A JPH04204107A (ja) | 1992-07-24 |
| JP2584344B2 true JP2584344B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=18235009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2330647A Expired - Fee Related JP2584344B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 水中ロボットにおける距離測定方式及び表面凹凸測定方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2584344B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3418480B2 (ja) * | 1995-04-17 | 2003-06-23 | 医療法人社団ケント会 | 医療支援装置 |
| KR100830243B1 (ko) * | 2006-05-19 | 2008-05-16 | 대우조선해양 주식회사 | 플로팅 도크에서의 선박 축/타계 정렬방법 |
| JP4836845B2 (ja) * | 2007-03-23 | 2011-12-14 | 株式会社東芝 | 水中カメラモジュール、水中カメラモジュールを備えた監視装置および水中カメラモジュールの使用方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6217606A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-26 | Hitachi Zosen Corp | 水中計測装置 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2330647A patent/JP2584344B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04204107A (ja) | 1992-07-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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