JP2675725B2 - 気球を利用した壁面点検装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気球を利用してビデオ
カメラや計測用カメラ等の撮像手段を上下動させ、水力
発電所のサージタンクや水圧鉄管路等の内部の壁面等を
撮像して、該壁面を遠隔的に点検する気球を利用した壁
面点検装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水力発電所のサージタンクや水圧鉄管路
等の内部、特に内壁は、ひび割れ等を検出するために定
期的に点検する必要があるが、このようなサージタンク
等は構造的に非常に大きなものであるとともに、内部が
暗く、かつ内部への出入り口がかなり小さいものである
ため、その内壁を点検することは非常に困難である。

【０００３】例えば、サージタンクの大きさは直径が約
３〜１５メートル、高さが大きなものでは１００メート
ルもあるとともに、このサージタンク内に通じるマンホ
ールの直径は例えば３５〜４５センチメートルと狭く、
またサージタンクの制水口もかなり狭いものとなってい
る。

【０００４】従って、サージタンク等の内部は、従来は
全く点検されないか、または検査員が例えば梯子等を使
用して肉眼で観察して直接点検する程度である。

【０００５】また、サージタンク等の内部を点検するた
めに利用できる既存のシステムとしては、例えば装置を
壁づたいに這い上がらせながら点検を行うシステムがあ
るが、この方法は点検に時間がかかり、決められた期間
内に作業を完遂させることが困難であるとともに、シス
テム操作に伴う危険性がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、サー
ジタンク等の内部の点検は、従来全く行われないか、ま
たは検査員が例えば梯子等を使用して肉眼で直接観察し
て行う程度であったり、更には装置を壁づたいに這い上
がらせながら点検を行う既存のシステムを利用した場合
には、点検に時間がかかり、決められた期間内に作業を
完遂させることが困難であるとともに、システム操作に
伴う危険性があり、サージタンク等の内壁を安全かつ効
率的に点検し得るシステムの開発が要望されている。

【０００７】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、サージタンク等のような比較
的大きく、点検しにくい部分の壁面を安全かつ効率的に
点検し得る気球を利用した壁面点検装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の気球を利用した壁面点検装置は、空中を上
昇し得る気球と、該気球に取り付けられ、画像を撮像す
る撮像手段と、前記気球に連結され、該気球の高さを調
整する高さ調整手段と、前記撮像手段に連結され、該撮
像手段の撮像方向を検出する方向検出手段と、前記撮像
手段を垂直軸の周りで所望角度回転させる回転手段と、
前記撮像手段に有線で接続され、該壁面撮像手段で撮像
した画像を前記有線を介して受信し、該画像を分析する
ために記録する記録手段と、前記方向検出手段で検出し
た前記撮像方向を基準に前記撮像手段を所望の方向に向
けさせ、該方向の壁面の画像を撮影するように前記高さ
調整手段および前記回転手段を制御するとともに前記撮
像手段で撮像した画像を前記記録手段に記録するように
制御する制御手段とを有することを要旨とする。

【０００９】

【作用】本発明の気球を利用した壁面点検装置では、気
球に取り付けた撮像手段を所望の方向に向けさせるとと
もに、気球の高さを調整しながら、撮像手段で所望の方
向の壁面の画像を撮像し、この撮像した壁面画像を有線
で記録手段に送信して、画像分析のために記録してい
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１１】図１は、本発明の一実施例に係わる気球を
利用した壁面点検装置の全体構成を示す図である。同図
に示す気球を利用した壁面点検装置は、サージタンク２
１内で浮遊している気球１を有し、該気球１にはサージ
タンク２１の内壁の画像を撮像して観測するための観測
部２がアルミバー１０を介して吊り下げられている。

【００１２】気球１は、その両端下側寄りの部分に連結
されたワイヤ４２がまとめられて回転式電動ドラム５の
ドラムに巻回され、これにより気球１の高さが固定され
ているとともに、該回転式電動ドラム５を回転させて、
ワイヤ４２を巻き取ったり、または繰り出すことによ
り、気球１の高さを調整することができる。なお、気球
１に連結されたワイヤ４２はサージタンク２１の制水口
２１ａを介してサージタンク２１から下側に出て、この
下側に設けられた回転式電動ドラム５に連結されてい
る。すなわち、回転式電動ドラム５は、サージタンク２
１内に設けられてなく、サージタンク２１から出た下側
に設けられている。なお、このサージタンク２１の下側
の位置は、地上でなく、サージタンク２１に連結された
導水路に通じている部分である。この部分は、図１にお
いてサージタンク下側部分５９として示されている。

【００１３】このサージタンク２１に下側から連結され
た導水路に通じているサージタンク下側部分５９には、
前記回転式電動ドラム５に加えて、３個のオートリール
２３、方位検出用ビデオカメラ６、コントロールユニッ
ト２５、光送信装置２７、地上側制御ユニット（親機）
４ａ、インバータ４５、回転式電動ドラム５に接続され
たエンコーダ４７が設けられている。オートリール２３
は、観測部２に搭載された各装置に接続された電源ケー
ブル５１、信号ケーブル５３、光ファイバケーブル５５
を巻き取る装置であり、回転式電動ドラムの回転数に応
じて各ケーブルを繰り出したり、巻き取るものである。

【００１４】オートリール２３でそれぞれ巻き取られた
電源ケーブル５１、信号ケーブル５３、光ファイバケー
ブル５５は、各部に接続され、電源の供給、電気信号お
よび光信号の授受に供されるが、各オートリール２３に
はコントロールユニット２５から信号制御用のケーブル
が接続されている。また、このコントロールユニット２
５からは方位検出用ビデオカメラ６にも信号制御用のケ
ーブルが接続され、該方位検出用ビデオカメラ６には地
上側制御ユニット（親機）４ａから制御信号が供給され
ている。また、地上側制御ユニット（親機）４ａからの
信号は、インバータ４５を介して回転式電動ドラム５に
供給され、回転式電動ドラム５に接続されたエンコーダ
４７からの回転式電動ドラムの回転数の信号は地上側制
御ユニット（親機）４ａに供給されている。

【００１５】気球１に吊り下げられた観測部２の下端部
には、該観測部２の方向を指示するための方向検出用ラ
イトバー５７が取り付けられているが、この方向検出用
ライトバー５７は観測部２が回転する場合には一緒に回
転するというように観測部２に一体的に取り付けられ、
これにより該方向検出用ライトバー５７の方向が観測部
２の方向、すなわち観測部２が撮像しようとする撮像方
向、すなわち観察方向を示していることになる。そし
て、この方向検出用ライトバー５７を前記方位検出用ビ
デオカメラ６によって撮像し、この撮像した方向検出用
ライトバー５７の画像により方向検出用ライトバー５７
の方向、すなわち観測部２の観察方向を検出できるよう
になっている。方位検出用ビデオカメラ６からの方向検
出信号は、光送信装置２７に供給されている。

【００１６】前記サージタンク下側部分５９に設けられ
た各装置のうち、光送信装置２７に接続された光ファイ
バケーブル６１、観測部２に接続された光ファイバケー
ブル５５がオートリール２３を介して延長された光ファ
イバケーブル６３、地上側制御ユニット（親機）４ａに
接続された信号ケーブル６５はマンホール４１を介して
導水路外部に出て、導水路外部に設けられている各導水
路外部装置に接続されている。具体的には、光ファイバ
ケーブル６１は光受信装置２９を介して画像処理ボード
３３に接続され、該画像処理ボード３３から更にパソコ
ン３５に接続されている。また、光ファイバケーブル６
３は記録部３の光受信装置３７を介してＶＴＲ３９に接
続され、該ＶＴＲ３９から記録部３のモニタ４０に接続
されている。更に、信号ケーブル６５は導水路外部側制
御ユニット（子機）４ｂに接続され、該導水路外部側制
御ユニット（子機）４ｂはカウンターボード３１を介し
てパソコン３５に接続されている。パソコン３５は、例
えばラップトップ型やディスクトップ型等の通常のパー
ソナルコンピュータであり、キーボード、フロッピーデ
ィスク装置を有する本体部およびＣＲＴディスプレイか
ら構成されている。

【００１７】マンホール４１は、サージタンク２１の下
側部分５９に連結されている図示しない導水路等に通じ
ているものであり、サージタンク２１の内部にはこのマ
ンホール４１から導水路およびサージタンク下側部分５
９を介して通じている。すなわち、導水路外部からは、
マンホール４１を通って導水路内に入って、サージタン
ク下側部分５９に到り、このサージタンク下側部分５９
からサージタンク２１内に入ることができる。そして、
このマンホール４１の直径は例えば３５〜４５センチメ
ートル程度とかなり小さなものである。従って、上述し
たように、サージタンク２１内部に入れられている気球
１、観測部２、およびサージタンク下側部分５９に設け
られているオートリール２３、方位検出用ビデオカメラ
６、回転式電動ドラム５、導水路外部側制御ユニット
（親機）４ａ、コントロールユニット２５、光送信装置
２７、インバータ４５等はすべて分解されて、内部に搬
入され、この内部で組み立てられてから作動するように
なっている。

【００１８】以上のように構成された気球を利用した壁
面点検装置においては、回転式電動ドラム５によってワ
イヤ４２を繰り出したり、巻き取ったりすることによ
り、気球１、すなわち観測部２の高さを適当な所望の位
置に調整するとともに、観測部２を後述するように回転
させて所望の観察方向を向けさせることにより、観測部
２によってサージタンク２１の内壁の画像を撮像するこ
とができる。そして、該観測部２で撮像したサージタン
ク２１の壁面の画像は光ファイバケーブル５５、オート
リール２３、光ファイバケーブル６３を介して導水路外
部に設けられている光受信装置３７に送信され、該光受
信装置３７からＶＴＲ３９に記録されるとともに、該Ｖ
ＴＲ３９からモニタ４０に壁面映像として表示される。
点検員はこのモニタ４０に表示されたサージタンク２１
の壁面映像を観察して、サージタンク２１の壁面にひび
割れ等があるか否かのような壁面の点検を行うことがで
きる。

【００１９】また、回転式電動ドラム５による気球１、
すなわち観測部２の高さの調整および観測部２の観察方
向の調整は、導水路外部に設けられた導水路外部側制御
ユニット（子機）４ｂから信号ケーブル６５を介して導
水路外部側制御ユニット（親機）４ａに高さおよび方向
制御用の指令信号を送出し、該指令信号を導水路外部側
制御ユニット（親機）４ａからインバータ４５を介して
回転式電動ドラム５に供給することにより行われる。ま
た、回転式電動ドラム５がこの指令信号に応じて高さを
調整すべく回転すると、この回転信号はエンコーダ４７
で解読されて、高さ調整信号として導水路外部側制御ユ
ニット（親機）４ａに供給され、更に該導水路外部側制
御ユニット（親機）４ａから信号ケーブル６５を介して
導水路外部側制御ユニット（子機）４ｂに供給される。
導水路外部側制御ユニット（子機）４ｂはこの高さ調整
信号を受信すると、該高さ調整信号をカウンターボード
３１を介してパソコン３５に供給する。この結果、パソ
コン３５にこの高さ調整信号に基づいて気球１および観
測部２の高さを後述するように点検員にわかるように表
示することができる。

【００２０】また、導水路外部側制御ユニット（子機）
４ｂは、観測部２の観察方向を制御するための方向制御
用の指令信号を送出するが、この指令信号は導水路外部
側制御ユニット（子機）４ｂから信号ケーブル６５を介
して導水路外部側制御ユニット（親機）４ａに送信さ
れ、該導水路外部側制御ユニット（親機）４ａからコン
トロールユニット２５に供給される。そして、コントロ
ールユニット２５はこの指令信号をオートリール２３、
信号ケーブル５３を介して観測部２に送信する。観測部
２はこの指令信号を受信すると、この指令信号に応じて
観測部２を回転させ、これにより該指令信号に対応した
観察方向を向くように制御する。更に、観測部２の観察
方向は、観測部２の下端部に取り付けられている方向検
出用ライトバー５７をサージタンク下側部分５９に設け
られている方位検出用ビデオカメラ６によって撮像する
ことにより検出することができる。そして、該方位検出
用ビデオカメラ６で検出された観測部２の観察方向信号
は、方位検出用ビデオカメラ６から光送信装置２７、光
ファイバケーブル６１を介し、更に導水路外部の光受信
装置２９、画像処理ボード３３を介してパソコン３５に
供給され、これによりパソコン３５に観測部２の観察方
向が表示されるようになっている。

【００２１】図２は、気球１およびアルミバーを示して
いるが、気球１は同図（ａ）の（イ）〜（ハ）に示すよ
うに、複数種類の気球モジュール、すなわち（イ）に示
すような「俵形」、（ロ）に示すような「太鼓形」、
（ハ）に示すような「半俵形」等があり、これらの気球
モジュールを組み合わせることにより、図２（ｂ）の
（イ）〜（ハ）に示すような所望の大きさおよび浮力を
有する気球を構成することができる。このような気球モ
ジュールを組み合わせて、所望の大きさの気球を構成す
ることにより、直径の異なる種々のサージタンク２１に
も気球を対応させることができる。なお、図２におい
て、各気球モジュールおよび気球の長さがその下側にメ
ートルで参考のため示されている。また、アルミバーも
小さなアルミバーＡ，Ｂを組み合せて、長いアルミバー
を構成している。

【００２２】また、気球１は、例えばコンクリート等で
構成されたサージタンク２１の内壁に接触しても、簡単
に破れないような強度を有する材質で形成される必要が
あるが、このような材質のものとしては、例えばネオプ
レーンゴムまたは塩化ビニール等がある。これらの材質
で気球を形成することにより、気球に浮力を持たせるた
めに気球内に充填されているヘリウムガスが気球内部か
ら気球外部に漏出することを極力抑えることができる。

【００２３】なお、気球を図２に示すように横長にした
理由は、気球下部に取り付ける観測部２がほぼ気球の真
下中心にあり、サージタンク２１の壁面からの距離、す
なわち撮像距離を一定にすることによりビデオ映像およ
び写真の縮尺を一定とするためである。

【００２４】観測部２は、図３にその詳細を示すよう
に、複数の棚を有するアルミフレームで構成され、その
ほぼ中央部にサージタンク２１の壁面を撮像するための
モニター用ビデオカメラ７１が配設され、このモニター
用ビデオカメラ７１の両側には同時シャッタ装置７３お
よび光送信装置７５が設けられ、更にこれらの装置７
３，７５の両側には外方に突出して２個の壁面照射用ビ
デオライト７７が取り付けられている。この壁面照射用
ビデオライト７７によってサージタンク２１の内壁を照
射することにより、モニター用ビデオカメラ７１にサー
ジタンク２１の暗い内壁でも明確に撮像することができ
る。

【００２５】また、モニター用ビデオカメラ７１下側に
はストロボ８１および前記方向検出用ライトバー５７を
作動させるためのライトバー機構８３が設けられ、この
ライトバー機構８３はＤＣモータ８３ａを有している。
なお、該ライトバー機構８３によって制御される方向検
出用ライトバー５７は図３において左の一部のみが示さ
れている。

【００２６】更に、観測部２の上下端部寄りには、それ
ぞれスチルカメラ８５および８７が搭載されている。前
記モニター用ビデオカメラ７１は、サージタンク２１の
壁面の状況を逐次モニタするためのものであり、このモ
ニター用ビデオカメラ７１によって壁面の現況を観察し
た後、２台のスチルカメラ８５および８７によってその
部分を立体的に詳細に撮影することにより、その部分の
ひび割れの幅、長さ、はらみ出しの量等を写真測量的に
解析し、ひび割れの幅や長さ等を算出することができ
る。すなわち、モニター用ビデオカメラ７１は概査用で
あり、スチルカメラ８５および８７は精査用に使用され
るものである。

【００２７】モニター用ビデオカメラ７１は、標準（１
６mm）または広角（８．５mm）等の固定焦点レンズを利
用することができ、またズームレンズを用いて、壁面の
所望の部分をズームアップすることもできる。スチルカ
メラ８５および８７として、ハッセルブラッドカメラ
（画角６cm×６cm）または一般の３５mmカメラを利用す
ることができる。

【００２８】なお、モニター用ビデオカメラ７１のアイ
リス、ズーム、フォーカスは導水路外部部の導水路外部
側制御ユニット（子機）４ｂから調節することができ
る。

【００２９】図４は、観測部２の上端部をアルミバー１
０に取り付ける構造を示している。観測部２の上端部に
取り付けられた取付棒２０は、ユニバーサルジョイント
１４に取り付けられ、該ユニバーサルジョイント１４か
ら引き揚げワイヤ１６を介して固定部１７に取り付けら
れ、該固定部１７がアルミバー１０に固定されるように
なっている。そして、このアルミバー１０は図１に示し
たように気球１に複数のワイヤを介して吊り下げられて
いる。また、固定部１７内には取り外しワイヤ１３が固
定用フック１１およびロック用フック１５を介して取り
付けられ、該取り外しワイヤ１３によって解除し得る機
構となっており、遠隔的な観測部の離脱着が可能な構造
としている。

【００３０】次に、図５以降を参照して、各制御動作に
ついて説明する。

【００３１】まず、図５（ａ）を参照して、サージタン
ク２１の壁面点検画像データを転送する処理について説
明する。

【００３２】観測部２のモニター用ビデオカメラ７１で
撮像されたサージタンク２１の壁面の画像は、光送信装
置７５で光信号に変換されてから、光ファイバケーブル
５５、オートリール２３、光ファイバケーブル６３を介
して記録部３の光受信装置３７に送信されて、電気信号
に変換され、該光受信装置３７から観測時刻とともにＶ
ＴＲ３９でビデオテープに記録されるとともに、モニタ
４０に表示される。

【００３３】次に、図５（ｂ）を参照して、撮影高度お
よび観測方向、すなわち観測部２が撮影しようとする撮
影高度および観測方向のためのデータを転送する処理に
ついて説明する。方位検出用ビデオカメラ６によって観
測部２の下端部に取り付けられている方向検出用ライト
バー５７を撮像した観測部２の観測方向を示す画像信号
は、方位検出用ビデオカメラ６から光送信装置２７で光
信号に変換されてから、光ファイバケーブル６１を介し
て導水路外部に設けられている光受信装置２９に送信さ
れて、電気信号に変換され、該光受信装置２９から画像
処理ボード３３を介してパソコン３５に供給される。な
お、パソコン３５は撮像時刻を特定するための時刻と同
期して前記観測を示す画像信号を受信し、フロッピーデ
ィスクに記録するとともに、パソコン３５のＣＲＴディ
スプレイに表示する。

【００３４】また、回転式電動ドラム５からの観測部２
の撮影高度を示す信号は、エンコーダ４７、導水路外部
側制御ユニット（親機）４ａ、信号ケーブル６５を介し
て導水路外部に設けられている導水路外部側制御ユニッ
ト（子機）４ｂに送信され、該導水路外部側制御ユニッ
ト（子機）４ｂからカウンターボード３１を介してパソ
コン３５に供給され、フロッピーディスクに記録される
とともに、ＣＲＴディスプレイに表示される。なお、パ
ソコン３５のディスプレイによる表示は、例えば図１０
に示すように行われる。なお、画像信号等の伝送に光フ
ァイバケーブル５５、光ファイバケーブル６１、光ファ
イバケーブル６３を使用する理由は軽量であることが１
つの理由である。

【００３５】次に、図６を参照して、気球１、すなわち
観測部２の高さの制御動作について説明する。

【００３６】観測部２の高さ制御は、導水路外部側制御
ユニット（子機）４ｂに設けられた例えばジョイステイ
ックのような操作部を操作することにより行われるが、
観測部２の現在の高さがパソコン３５のディスプレイに
表示されているとともに、導水路外部側制御ユニット
（子機）４ｂの操作部を操作することにより変化する観
測部２の高さ、すなわち気球１の高さは逐次パソコン３
５のディスプレイに表示されるので、この高さ表示を観
察しながら行うことができる。すなわち、観測部２の高
さを制御するように導水路外部側制御ユニット（子機）
４ｂの操作部を操作すると、この高さ操作信号は導水路
外部側制御ユニット（子機）４ｂからサージタンク下側
部分５９に設けられている導水路外部側制御ユニット
（親機）４ａに送信され、該導水路外部側制御ユニット
（親機）４ａからインバータ４５を介して回転式電動ド
ラム５に供給され、これにより回転式電動ドラム５は回
転して、ワイヤ４２の繰り出しまたは巻き取りを行う。

【００３７】そして、この回転式電動ドラム５の回転動
作は、エンコーダ４７を介して導水路外部側制御ユニッ
ト（親機）４ａに送信され、該導水路外部側制御ユニッ
ト（親機）４ａから導水路外部側制御ユニット（子機）
４ｂ、カウンターボード３１を介してパソコン３５に供
給され、パソコン３５で観測部２の高さ、すなわち撮影
高度が算出され、そのディスプレイに表示される。従っ
て、高さ調整を行っている点検員は、この高さ表示を観
察しながら所望の高さになった時に操作を停止すること
により、観測部２を所望の高さに設定することができ
る。

【００３８】次に、図７を参照して、観測部２の観測方
向の制御動作について説明する。

【００３９】観測方向を制御するには、まず観測部２の
現在の方向を検出する必要があるが、これは観測部２の
下端部に取り付けられている方向検出用ライトバー５７
をサージタンク下側部分５９に設けられている方向検出
用ビデオカメラ６によって撮像し、この撮像した方向検
出用ライトバー５７の方向データを光送信装置２７、光
受信装置２９、画像処理ボード３３を介してパソコン３
５に送信することにより、観測部２の現在の観測方向を
検出し、パソコン３５のディスプレイに表示することが
できる。

【００４０】そして、観測部２を現在の観測部２の観測
方向と異なる所望の観測方向に向けたい場合には、該所
望の観測方向と現在の観測方向との差をパソコン３５で
算出し、この差データをパソコン３５からコントロール
ユニット、導水路外部側制御ユニット（子機）４ｂ、導
水路外部側制御ユニット（親機）４ａを介して観測部２
に搭載した電源リレーユニット７９に送信し、該電源リ
レーユニット７９から観測方向制御ユニット８９のＤＣ
モータ８８を駆動することにより、観測部２を所望の観
測方向に自動的に向けることができる。

【００４１】なお、方向検出用ライトバー５７は、図７
に示すような左右に延出し、この延出した左右の先端部
にそれぞれ赤色および青色のランプが取り付けられ、こ
れにより観測部２を適確に指示するようになっている。
このように構成される方向検出用ライトバー５７は観測
部２とともにサージタンク２１内に入れられる場合、該
方向検出用ライトバー５７の延出した左右の先端部がサ
ージタンク２１の制水口２１ａの壁にぶつかって破損す
るおそれがあるが、このような破損を防止するために、
方向検出用ライトバー５７は、図８（ａ）に示すような
観測部２の側部に重なるように折り畳むことができる。

【００４２】方向検出用ライトバー５７の操作は、図８
（ａ）に示すように、観測部２に搭載されているライト
バー機構８３のＤＣモータ８３ａによって方向検出用ラ
イトバー５７に取り付けられているワイヤを巻き取った
り、繰り出したりすることにより行われる。すなわち、
ライトバー機構８３のＤＣモータ８３ａは電源リレーユ
ニット７９、導水路外部側制御ユニット（親機）４ａを
介して導水路外部側制御ユニット（子機）４ｂによって
導水路外部から制御することができる。そして、方向検
出用ライトバー５７を観測部２とともに制水口２１ａを
介してサージタンク２１内に入れるには、図８（ｂ）に
示すように方向検出用ライトバー５７を観測部２の側部
に密着させるように折り畳んで、制水口２１ａを通し、
サージタンク２１内に入ってから方向検出用ライトバー
５７を広げればよい。

【００４３】図９は、電源ケーブル５１、信号ケーブル
５３、光ファイバケーブル５５を各オートリール２３に
よって繰り出したり、巻き取る動作を気球１を回転式電
動ドラム５によって繰り出したり、巻き取る動作と同期
させて行う動作を示す説明図である。導水路外部側制御
ユニット（子機）４ｂから送出されるワイヤ繰り出し／
巻取り命令を導水路外部側制御ユニット（親機）４ａを
介して一方において更にインバータ４５を介して回転式
電動ドラム５に送出し、他方においてコントロールユニ
ット２５を介して各オートリール２３および方向検出用
ビデオカメラ６に送出することにより、各ワイヤケーブ
ル５１，５３，５５のオートリール２３による繰り出
し、巻き取り動作を回転式電動ドラム５による気球１の
繰り出し、巻き取り動作と同期させて行うことができ
る。なお、方向検出用ビデオカメラ６には方向検出用ラ
イトバーと方向検出用ビデオカメラ間の距離に応じてビ
デオレンズの焦点距離とピントを調整する命令もコント
ロールユニット２５を介して供給される。

【００４４】本壁面点検装置では、観測部２による観測
高度および観測方向等の観測状況を確認しながら、制御
を行う必要があるが、このために図１０に示すようにパ
ソコン３５のカラーディスプレイに観測部２の観測高度
および観測方向が表示されるようになっている。図１０
では、パソコン３５のディスプレイに表示された画面を
示しているが、この表示画面において左側部分にはサー
ジタンク２１の垂直断面が高さ表示とともに表示され、
このサージタンク２１の垂直断面の内部に丸印で観測部
２の観測高度が表示されている。また、表示画面の右側
部分には、サージタンク２１の水平断面が表示され、観
測部２が位置する中心からの観測方向および観測範囲が
表示されている。また、該表示画面の右下部分には日
付、時刻、現在方位、現在高度、その他の数値データが
表示されている。このようにパソコン３５のディスプレ
イでは、観測部２によって観測される観測部２の観測高
度および観測方向が逐次表示されるとともに、パソコン
３５自身にはこれらのデータが必要に応じて記録される
ようになっている。

【００４５】従って、点検員は、パソコン３５に表示さ
れた上述した観測高度、方向、数値データ等を観察しな
がら、導水路外部側制御ユニット（子機）４ｂの操作部
を操作することにより観測部２の観測高度、方向を所望
の位置に制御することができる。そして、観測部２に搭
載されているモニター用ビデオカメラ７１はサージタン
ク２１内部の壁面の状況を連続的に監視するために利用
することができるとともに、写真撮影場所の選定等にも
利用される。

【００４６】図１１は、観測部２に搭載されたモニター
用ビデオカメラ７１によるサージタンク２１内部の壁面
を全体的に点検する方法を示す説明図である。同図
（ａ）に示すように、まず最初は、モニター用ビデオカ
メラ７１の観測方向を一定の方向に固定し、気球１の高
度を調整することにより、モニター用ビデオカメラ７１
を観測部２とともに鉛直上向きに移動させながらモニタ
ー用ビデオカメラ７１によってサージタンク２１の壁面
を最上部まで撮像する。最上部に到達したら、図１１
（ｂ）に示すように、観測部２を所定の角度、例えば約
４０度水平に回転させて、観測部２の観測方向を変更す
る。それから、図１１（ｃ）に示すように、この変更し
た観測方向を維持して、モニター用ビデオカメラ７１を
観測部２とともに鉛直下向きに移動させながらモニター
用ビデオカメラ７１よってサージタンク２１の壁面を最
下部まで撮像する。このような動作を繰り返しながら、
モニター用ビデオカメラ７１で撮像したサージタンク２
１の壁面の画像を記録部３のモニタ４０に表示し、この
表示を見ながらサージタンク２１の壁面をすべて点検す
る。

【００４７】なお、モニター用ビデオカメラ７１を上下
動させる場合には、点検箇所の洩れがないように、隣合
った観測コースは約３０％程度オーバーラップするよう
に設定される。そして、更に詳細に点検したい場合に
は、移動を一時停止して、モニター用ビデオカメラ７１
をズームアップして観測することもできる。

【００４８】以上のようにして撮像されたサージタンク
２１の壁面の画像を基に壁面のひび割れ、遊離石灰、水
の染みだし等を点検するとともに、これらの状態に関す
る壁面全体の展開図を図１２に示すように作成すること
ができる。なお、図１２は展開図の一部である。

【００４９】図１３は、観測部２に搭載されている２台
のスチルカメラ８５および８７による立体写真の取得お
よびひび割れ等の計測を示す説明図である。

【００５０】スチルカメラによって立体写真を取得する
には、隣合う写真が６０％程度オーバーラップするよう
に１台のスチルカメラを移動させながら撮影していく方
法と、６０％程度のオーバーラップ写真が得られるよう
に予め２台のスチルカメラをセットして同期撮影する方
法とがある。本実施例では、前者の方法では観測部２の
揺れ等があると対象とする壁面の写真に関する撮影条件
が不確定となり、精密な計測ができないので、２枚の写
真ができるだけ同じ条件下で撮像される後者の方法を採
用している。

【００５１】更に、壁面上に写真計測を行うための基準
点を設置することが不可能であるので、レーザマーカを
サージタンク２１の壁面に照射し、これを基準点として
写真中に同時に写し込むようにしている。すなわち、こ
の基準点用のレーザマーカは、図１３に示すように、２
台のスチルカメラ８５および８７の各撮影範囲Ａおよび
Ｂのオーバーラップ部の４隅に表示されるが、必要によ
り中央にも写し込まれることもある。なお、レーザは軽
量性を第一とし、暗闇でも確認でき、かつフラッシュを
用いて撮影した写真上でもマーカとして確認できる半導
体レーザを使用している。

【００５２】このようにレーザマーカを基準点として有
する立体写真を取得することにより、利用しない場合に
比較して、１桁精度の良い計測結果が得られることが実
験により確認された。

【００５３】なお、写真撮影の際には、モニター用ビデ
オカメラ７１による点検用に搭載している壁面照射用ビ
デオライト７７は消し、撮影フィルムとしては色も点検
のために重要な要素であることからカラーフィルムを使
用する。また、立体写真はモニター用ビデオカメラ７１
によるモニタ点検で必要と見なされる箇所についてのみ
行うこととするが、調査時間、調査費用により壁面全体
について行うこともできる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
気球に取り付けた撮像手段を所望の方向に向けさせると
ともに、気球の高さを調整しながら、撮像手段で所望の
方向の壁面の画像を撮像し、この撮像した壁面画像を有
線で記録手段に送信して、画像分析のために記録してい
るので、従来観測不可能または困難であった大規模土木
構造物等の特に壁面等を効率的かつ安全に短時間で自動
的に観測点検することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる気球を利用した壁面
点検装置の全体構成を示す図である。

【図２】図１の壁面点検装置に使用される気球の構成を
示す図である。

【図３】図１の壁面点検装置に使用される観測部の詳細
な構成を示す図である。

【図４】図１の壁面点検装置において観測部の上端部を
アルミバーに取り付ける構造を示している。

【図５】図１の壁面点検装置においてサージタンクの壁
面点検画像データを転送する処理を示す説明図である。

【図６】図１の壁面点検装置において観測部の高さの制
御動作を示す説明図である。

【図７】図１の壁面点検装置において観測部の観測方向
の制御動作を示す説明図である。

【図８】図１の壁面点検装置に使用されている方向検出
用ライトバーに対する制御動作およびサージタンク内へ
の挿入動作を示す説明図である。

【図９】図１の壁面点検装置において各ワイヤケーブル
の繰り出し、巻き取り動作と回転式電動ドラムの動作と
の同期を示す説明図である。

【図１０】図１の壁面点検装置に使用されるパソコンの
ディスプレイに表示される表示画面を示す図である。

【図１１】図１の壁面点検装置において観測部に搭載さ
れたモニター用ビデオカメラによるサージタンク内部の
壁面を点検する方法を示す説明図である。

【図１２】図１の壁面点検装置によって得られたサージ
タンクの壁面のひび割れ等の状態を示す図である。

【図１３】図１の壁面点検装置に使用されるスチルカメ
ラによる立体写真の撮影処理を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 気球 ２ 観測部 ３ 記録部 ４ａ 導水路外部側制御ユニット（親機） ４ｂ 導水路外部側制御ユニット（子機） ５ 回転式電動ドラム ６ 方向検出用ビデオカメラ ２１ サージタンク ３５ パソコン ５７ 方向検出用ライトバー ７１ モニター用ビデオカメラ ８５，８７ スチルカメラ ８９ 観測方向制御ユニット

フロントページの続き (72)発明者 横田 道生 東京都新宿区新宿４丁目２番18号 アジ ア航測株式会社内 (72)発明者 金子 朝一 東京都新宿区新宿４丁目２番18号 アジ ア航測株式会社内 (72)発明者 早川 清二郎 東京都新宿区新宿４丁目２番18号 アジ ア航測株式会社内 (72)発明者 水谷 信之 東京都新宿区新宿４丁目２番18号 アジ ア航測株式会社内 (72)発明者 落合 達也 東京都新宿区新宿４丁目２番18号 アジ ア航測株式会社内 (72)発明者 飯島 礼利 東京都新宿区新宿４丁目２番18号 アジ ア航測株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−149341（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−125334（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空中を上昇し得る気球と、該気球に取り
   付けられ、画像を撮像する撮像手段と、前記気球に連結
   され、該気球の高さを調整する高さ調整手段と、前記撮
   像手段に連結され、該撮像手段の撮像方向を検出する方
   向検出手段と、前記撮像手段を垂直軸の周りで所定角度
   回転させる回転手段と、前記撮像手段に有線で接続さ
   れ、該壁面撮像手段で撮像した画像を前記有線を介して
   受信し、該画像を分析するために記録する記録手段と、
   前記方向検出手段で検出した前記撮像方向を基準に前記
   撮像手段を所望の方向に向けさせ、該方向の壁面の画像
   を撮像するように前記高さ調整手段および前記回転手段
   を制御するとともに前記撮像手段で撮像した画像を前記
   記録手段に記録するように制御する制御手段とを有する
   ことを特徴とする気球を利用した壁面点検装置。
2. 【請求項２】 前記気球は、大きさおよび浮力を調整し
   得るように微細化された複数の形体の小型気球を組み合
   わせて構成されることを特徴とする請求項１記載の気球
   を利用した壁面点検装置。
3. 【請求項３】 前記方向検出手段は、前記撮像手段に連
   結され、該撮像手段の撮像方向に対して所定の関係で対
   応する光を発生する光発生手段と、該光発生手段から発
   生する光を検出し、この検出した光の位置に基づいて前
   記撮像手段の撮像方向を判定する判定手段とを有するこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の気球を利用した
   壁面点検装置。