JP2868957B2 - Method and apparatus for photographing inside cavity - Google Patents

Method and apparatus for photographing inside cavity

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JP2868957B2 JP22829392A JP22829392A JP2868957B2 JP 2868957 B2 JP2868957 B2 JP 2868957B2 JP 22829392 A JP22829392 A JP 22829392A JP 22829392 A JP22829392 A JP 22829392A JP 2868957 B2 JP2868957 B2 JP 2868957B2
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道直 寺田
亨介 三島
俊一 亀和田
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REATSUKUSU KK
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REATSUKUSU KK
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ボーリング孔等の空洞
内壁の状態を撮影して記録するための空洞内撮影方法お
よび空洞内撮影装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-cavity photographing method and apparatus for photographing and recording the state of a cavity inner wall such as a boring hole.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の空洞内を撮影する場合は、カメラ
の光軸を空洞軸に平行に設置し、光軸に対して45度傾
斜させた平面鏡を上記カメラのレンズ前方で回転させる
ことにより、空洞内壁面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、かかる従来の技術だ
と、回転機構が必要となって構造が複雑になり、データ
処理操作が煩雑になり、また処理の高速性が要求される
等の問題があった。
2. Description of the Related Art When taking a picture inside a conventional cavity, the optical axis of the camera is set parallel to the cavity axis, and a plane mirror inclined at 45 degrees to the optical axis is rotated in front of the lens of the camera. It has been practiced to photograph the entire circumference of the cavity inner wall surface as a single image. However, such a conventional technique has a problem that a rotating mechanism is required, the structure is complicated, data processing operation is complicated, and high-speed processing is required.

【0003】そこで、最近になって、円錐状鏡を使用し
て予め空洞内壁面の連続したスライス画像を得る空洞内
撮影装置が提案されるに至った。しかし、かかる空洞内
撮影装置だと、側方視による展開画像の作成に主眼が置
かれているために、ボアホールカメラ本来の目的である
目視による観察機能を充分に発揮させることができず、
空洞内壁面全体の状況が把握しにくくなり、地質分布や
割れ目分布などの地質の状態や湧水の状況を即座に判断
することができなくなるという問題があった。
[0003] Therefore, recently, an intracavity photographing apparatus which obtains a continuous slice image of the inner wall surface of the cavity in advance using a conical mirror has been proposed. However, with such an in-cavity photographing apparatus, since the main focus is on creation of a developed image by side view, the visual observation function which is the original purpose of the borehole camera cannot be sufficiently exhibited,
There was a problem that it became difficult to grasp the state of the entire inner wall surface of the cavity, and it was not possible to immediately determine the state of the geology, such as the geological distribution and fracture distribution, and the state of the spring water.

【0004】かかる問題を解決するために、出願人は、
特願平3−93148号において、カメラの前方に凸面
鏡を配し、該凸面鏡に、空洞の所定幅の略円筒状の内壁
面の画像を映して撮影する空洞内撮影方法と装置を提案
した。そこにおいて、前記凸面鏡の中央部分に貫通孔を
設け、前方視画像を得るときは、カメラを前記貫通孔内
に進行させ、前方の内壁面の画像を前方視で撮影し、側
方視画像を得るときは、カメラを後退させて、その視野
に前記凸面鏡の鏡面を納めた状態で、鏡面に映った内壁
面の側方視画像を撮影するように構成したものも開示し
た。
In order to solve such a problem, the applicant has
In Japanese Patent Application No. 3-93148, there has been proposed an in-cavity imaging method and apparatus in which a convex mirror is disposed in front of a camera, and an image of a substantially cylindrical inner wall surface having a predetermined width is projected on the convex mirror. There, a through-hole is provided in the central portion of the convex mirror, and when obtaining a forward-view image, a camera is advanced into the through-hole, an image of the front inner wall surface is captured in a forward view, and a side-view image is obtained. Also disclosed is a configuration in which the camera is retracted to obtain a side view image of the inner wall surface reflected on the mirror surface with the mirror surface of the convex mirror set in the field of view when the camera is retracted.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特願平3−9
3148号によれば、確かに、内壁面の側方視画像と前
方視画像を得ることが可能になるが、共通のカメラで両
方の画像を得るには、凸面鏡とカメラの相対位置を変化
させる必要があるので、両方の画像を得るには手間がか
かるという問題と、相対位置変化のために精密な駆動機
構を要し、装置の耐久性の問題や作業現場の雰囲気によ
る悪影響を受けやすいという問題があった。
[Problems to be solved by the invention]
According to No. 3148, it is possible to obtain a side view image and a forward view image of the inner wall surface, but to obtain both images with a common camera, the relative position of the convex mirror and the camera is changed. It is necessary to obtain both images, which is troublesome, and it requires a precise drive mechanism to change the relative position, and is susceptible to equipment durability issues and the adverse effects of the workplace atmosphere. There was a problem.

【0006】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、周囲の内壁面の側方
視画像と、前方の前方視画像とを同時に撮像することの
できる空洞内撮影方法および空洞内撮影装置を提供する
ことにある。
[0006] The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to simultaneously capture a side view image of a surrounding inner wall surface and a front view image in front. An object of the present invention is to provide an intra-cavity imaging method and an intra-cavity imaging apparatus.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の空洞内撮影方
法は、内面に鏡面が形成された無底円筒状の内面鏡の中
心軸をカメラの光軸に合わせて配設し、前記内面鏡に、
その僅かに前方における空洞内壁面の側方視画像を映
し、前記カメラによって、前記内面鏡の内空部を通した
前方視画像と、前記内面鏡に映った側方視画像とを同時
に撮影するように構成した。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for photographing inside a cavity, wherein a center axis of a bottomless cylindrical inner mirror having a mirror surface formed on an inner surface thereof is aligned with an optical axis of a camera. In the mirror,
A side view image of the cavity inner wall surface slightly in front thereof is projected, and the camera simultaneously shoots a forward view image passing through the inner space of the inner mirror and a side view image reflected on the inner mirror. It was configured as follows.

【0008】請求項2の空洞内撮影装置は、内面に鏡面
が形成された無底円筒状の内面鏡と、前記内面鏡に映し
た空洞内壁面の側方視画像及び前記内面鏡の内空部を通
した前方視画像とを同時に撮影するように前記内面鏡の
中心軸に光軸を合わせて配設されたカメラとを備えると
いう手段を講じた。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an in-cavity photographing apparatus, wherein a bottomless cylindrical inner mirror having a mirror surface formed on an inner surface, a side view image of the inner wall surface of the cavity reflected on the inner mirror, and an inner space of the inner mirror And a camera arranged with the optical axis aligned with the central axis of the internal mirror so as to simultaneously capture a forward-looking image through the section.

【0009】[0009]

【作用】本発明の空洞内撮影方法によれば、内面に鏡面
が形成された無底円筒状の内面鏡の中心軸をカメラの光
軸に合わせて配設したので、前記内面鏡には、その僅か
に前方における空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の側方
視画像が映る。そこで、前記カメラによって撮影する
と、前記内面鏡の内空部を通した前方視画像と、前記内
面鏡に映った側方視画像とが同時に撮影される。
According to the inside cavity imaging method of the present invention, the center axis of the bottomless cylindrical inner mirror having a mirror surface formed on the inner surface is arranged in accordance with the optical axis of the camera. A side view image of a substantially cylindrical inner wall surface having a predetermined width slightly ahead of the cavity is shown. Therefore, when photographing is performed by the camera, a forward view image passing through the inner space of the inner mirror and a side view image reflected on the inner mirror are simultaneously captured.

【0010】そして、本発明の空洞内撮影装置によれ
ば、内面鏡に映った側方視画像と、直接撮影する前方視
画像とを、一つのカメラにて同時に撮影することができ
るので、空洞内壁面全体の状況や湧水の状況をも迅速に
把握にすることができる。
According to the in-cavity photographing apparatus of the present invention, the side view image reflected on the endoscope and the forward view image directly photographed can be simultaneously photographed by one camera. It is also possible to quickly grasp the situation of the entire inner wall surface and the state of spring water.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。図1において、本発明の空洞内撮影装置のヘッド部
Aは、筒状のケース1内に小型カメラ2を収め、ケース
1の先端面に内面鏡3を取着して構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, a head part A of the in-cavity photographing apparatus of the present invention is configured such that a small camera 2 is housed in a cylindrical case 1 and an inner mirror 3 is attached to a tip end surface of the case 1.

【0012】この内面鏡3は、カメラ2側を底面側と
し、前方を頂点とする円錐台の側面に対応する曲面の内
面を鏡面とした内面鏡であり、円錐台の上底と下底が無
い無底円錐台であり、内空部は透視可能になっており、
カメラ2から前方視画像を透視して撮影することができ
るように構成されている。
The inner mirror 3 is an inner mirror having a camera 2 side as a bottom side and a curved inner surface corresponding to a side surface of a truncated cone having the front as a vertex. There is no bottomless truncated cone, the inner space is transparent,
The camera 2 is configured so as to be able to photograph a forward-looking image while seeing it through.

【0013】前記カメラ2は、内面鏡3まで撮影できる
ように視野を広げるための広角アダプター21,CCD
撮像素子を備えたカメラヘッド22を備え、撮像データ
はコネクタ23を介してケーブル24に伝送され、記録
装置及び画像処理装置へ入力される。外ケース12内へ
の水分の浸入を防止するために、止水コーンや止水リン
グからなる止水構造25が設けられている。
The camera 2 has a wide-angle adapter 21 for widening the field of view so that an image can be taken up to the inner mirror 3, and a CCD.
A camera head 22 having an image sensor is provided. Image data is transmitted to a cable 24 via a connector 23 and input to a recording device and an image processing device. In order to prevent infiltration of moisture into the outer case 12, a water stopping structure 25 including a water stopping cone and a water stopping ring is provided.

【0014】内面鏡3の前部にはアクリル窓31が形成
され、外側には照明ランプ32と散光用の照明窓33が
配設されている。そして、上記カメラ関係を納めた内ケ
ース11と、それに外嵌された外ケース12とからケー
ス1は構成されている。前記外ケース12はオフセット
カップリング5を介してU型ロッド6に接続固定されて
いる。
An acrylic window 31 is formed at the front of the inner mirror 3, and an illumination lamp 32 and an illumination window 33 for dispersing light are arranged outside. The case 1 is composed of an inner case 11 containing the above-mentioned camera relationship and an outer case 12 fitted on the inner case 11. The outer case 12 is connected and fixed to the U-shaped rod 6 via the offset coupling 5.

【0015】図2に示すように、6個の照明ランプ32
を60度おきに配置して、内壁面を明るくするととも
に、照明窓33によって、光を散乱させて、映像に影が
できにくいようにした。
As shown in FIG. 2, six illumination lamps 32 are provided.
Are arranged at intervals of 60 degrees to make the inner wall surface bright, and the illumination window 33 scatters light so that a shadow is hardly formed on an image.

【0016】図3において、像を結ぶ位置を点Cとする
と、内面鏡3に映ってカメラ2で撮影される側方視画像
Sの範囲は、空洞内壁面の位置B1から位置B2までの
幅の円筒状の部分である。前方視画像Fの範囲は、位置
B3より前方の画像である。よって、前記点Cにおいて
得られる画像は、図4に示したように、前方視画像Fと
側方視画像Sとが一体となった状態で得られる。
In FIG. 3, assuming that an image forming position is a point C, the range of the side view image S reflected by the internal mirror 3 and taken by the camera 2 is the width from the position B1 to the position B2 of the inner wall surface of the cavity. Is a cylindrical part. The range of the forward-view image F is an image ahead of the position B3. Therefore, the image obtained at the point C is obtained in a state where the front-view image F and the side-view image S are integrated as shown in FIG.

【0017】撮影装置の前方の下方の位置B1,B2は
内面鏡3の上部に映るので、図4の画像においては、画
面の上部の位置B1’,B2’に表れる。
Since the lower positions B1 and B2 in front of the photographing device are reflected on the upper part of the inner mirror 3, they appear in the upper positions B1 'and B2' on the screen in the image of FIG.

【0018】撮影装置の前方の下方の位置B3は内面鏡
3に映ることなく、カメラ2に直接撮影されるので、図
4の画像においては、画面の下部の位置B3’に表れ
る。このようにして得られた前方視画像Fによって、空
洞内の全体的な状態を観察し、側方視画像Sによって、
内面鏡3の僅かに前方の位置における空洞内壁の状態を
詳細に観察することができるのである。
Since the lower position B3 in front of the photographing device is not directly reflected on the inner mirror 3 but is directly photographed by the camera 2, it appears at the lower position B3 'on the screen in the image of FIG. The overall state inside the cavity is observed with the forward-view image F obtained in this way, and with the side-view image S,
The state of the inner wall of the cavity at a position slightly in front of the inner mirror 3 can be observed in detail.

【0019】このようにして、カメラ2にて得られた前
方視画像Fと側方視画像Sとが合わさった画像は、画像
処理手段4に入力される。
The combined image of the forward-view image F and the side-view image S obtained by the camera 2 is input to the image processing means 4.

【0020】画像処理手段4は、図6に示すように、小
型カメラ2からの映像を入力画像モニタ41と画像展開
装置42の入力画像メモリ43に入力するよう構成され
ている。44は再生装置、45は展開画像記憶装置であ
る。46は展開画像メモリ、47は展開画像モニタであ
る。
As shown in FIG. 6, the image processing means 4 is configured to input an image from the small camera 2 to an input image monitor 41 and an input image memory 43 of an image developing device 42. Reference numeral 44 denotes a reproducing device, and reference numeral 45 denotes a developed image storage device. 46 is a developed image memory, and 47 is a developed image monitor.

【0021】以上のようにして構成される空洞内撮影装
置は、次のようにして空洞内の撮影を行う。即ち、カメ
ラ2の光軸が空洞軸と平行になるように空洞内撮影装置
のヘッド部Aを空洞内に挿入する。そして、図4に示し
たように前方視画像Fと側方視画像Sとを撮影し、モニ
ター41に写し出す。
The intracavity photographing apparatus configured as described above photographs the inside of the cavity as follows. That is, the head part A of the intracavity photographing device is inserted into the cavity such that the optical axis of the camera 2 is parallel to the cavity axis. Then, as shown in FIG. 4, the front view image F and the side view image S are photographed and displayed on the monitor 41.

【0022】画面の説明 モニター41に写し出した図4の前方視画像Fにおい
て、イは割れ目、ロは湧水、ハは空洞底面を流れる湧水
の状況である。そして、前方視画像Fによって地質分布
や割れ目イの分布などの地質の状態や湧水ロ等の状況を
概括的に把握することができ、また小石や段差個所の発
見も容易でこれらを事前に避けることができる。
Description of the Screen In the forward view image F of FIG. 4 projected on the monitor 41, a is a crack, B is spring water, and C is a state of spring water flowing through the bottom of the cavity. The forward-looking image F allows the general understanding of the geological state such as the geological distribution and the distribution of the fractures i, the state of spring water, and the like, and also makes it easy to find pebbles and steps, and these are preliminarily obtained. Can be avoided.

【0023】図4の側方視画像Sにおいては、前方視の
テレビ画像でチェックした個所を詳細にかつ正確に調査
するために展開画像にする。
In the side view image S shown in FIG. 4, a developed image is used in order to investigate the location checked in the forward view television image in detail and accurately.

【0024】画像処理手段4は、内面鏡3の上の画像の
周囲部分の同心円状の側方視画像Sを平面画像に展開画
像処理をするものであって、空洞の長さ方向に一定長
(例えば5mm)前進するごとに撮影し、複数の側方視画
像Sを得、すべての側方視画像Sにおいて、同一半径上
の環状画像をそれぞれ直線状画像に展開し、これらの直
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
開画像を出力するものである。
The image processing means 4 develops a concentric side view image S of the peripheral portion of the image on the internal mirror 3 into a planar image and develops the image into a plane image. (E.g., 5 mm) Each time the vehicle advances, a plurality of side-view images S are obtained, and in all the side-view images S, annular images having the same radius are developed into linear images, respectively. Are sequentially arranged to output a developed image developed on a plane.

【0025】すなわち、空洞内壁面の全周の側方視画像
は内面鏡3を介して撮影され、円形の画像の周囲のドー
ナツ状の部分に変形して記録されている。この画像をま
ずデジタル化して各画素の電気的輝度信号として入力画
像メモリに取り込み、これを一定の位置(例えば下方
向)を基準点として、ある半径の円周(a〜b)に沿っ
てこの円周上に位置する画素の信号をとりだし、これを
展開メモリ上に1行の単位行の画像信号として並べて、
1行分の展開画像(a〜b)を得る。これを側壁面上で
一定の単位距離だけ移動して撮影するごとに行い、展開
メモリ上では一定の距離で単位行の画像信号を列方向に
並べ、展開画像とする。そして、この展開画像メモリ4
6の画像を展開画像記憶装置45にて記録保存するので
ある。
That is, the side view image of the entire circumference of the inner wall surface of the cavity is photographed through the inner mirror 3, and is recorded in a deformed donut shape around the circular image. This image is first digitized and taken into an input image memory as an electric luminance signal of each pixel, and is taken along a circumference (a to b) of a certain radius with a certain position (for example, downward) as a reference point. The signals of the pixels located on the circumference are taken out and arranged on a development memory as an image signal of one unit row,
The developed images (a and b) for one line are obtained. This process is performed every time the image is taken while moving on the side wall surface by a certain unit distance, and the image signals of the unit rows are arranged in the column direction at a certain distance on the expansion memory to obtain an expanded image. Then, the developed image memory 4
The image No. 6 is recorded and stored in the developed image storage device 45.

【0026】画像の展開処理の詳細に関しては、特願平
3−93148号に記載した内容に準じるものであるの
で省略した。
The details of the image development processing are omitted because they are based on the contents described in Japanese Patent Application No. 3-93148.

【0027】[0027]

【発明の効果】上述によって明らかなように本発明にか
かる空洞内撮影方法によれば、空洞内壁面の地質分布や
割れ目分布などの地質の状態を正確に把握することがで
きる空洞内壁面の側方視画像と、カメラの前方の空洞内
壁面を目視感によって観察して地質分布や割れ目分布な
どの地質の状態や湧水の状況を概括的に把握することが
できる前方視画像とを、同時に撮影することができると
いう効果が得られる。
As is apparent from the above description, according to the method for photographing inside a cavity according to the present invention, the side of the inside wall surface of the cavity, which can accurately grasp the geological state such as the distribution of geology and the distribution of cracks on the inside wall surface of the cavity. At the same time, the aerial image and the forward-looking image that can visually grasp the inner surface of the cavity in front of the camera and visually understand the geological state such as geological distribution and fracture distribution and the state of spring water, The effect of being able to take a picture is obtained.

【0028】そして、本発明の空洞内撮影装置によれ
ば、上記効果が得られるとともに、撮影装置内において
カメラの移動をする必要が無いので、信頼性の高い撮影
装置を提供することが可能となる。
According to the in-cavity photographing apparatus of the present invention, the above-mentioned effects can be obtained, and it is not necessary to move the camera in the photographing apparatus, so that a highly reliable photographing apparatus can be provided. Become.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の画像撮影装置のカメラヘッド部分の側
面断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view of a camera head portion of an image photographing apparatus according to the present invention.

【図2】前記カメラヘッド部分のX−X線断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of the camera head portion.

【図3】本発明の基本原理を説明する原理説明図であ
る。
FIG. 3 is a principle explanatory diagram for explaining a basic principle of the present invention.

【図4】本撮影方法において得られる前方視画像と側方
視画像とが連続した画像の例である。
FIG. 4 is an example of an image in which a forward-view image and a side-view image obtained by the present imaging method are continuous.

【図5】前記実施例における展開画像処理の原理を説明
する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of developed image processing in the embodiment.

【図6】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
示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a reproduction device, an image development device, a developed image recording device, an input image monitor, and a developed image monitor of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2・・・カメラ 3・・・内面鏡 4・・・画像処理手段 2 ・ ・ ・ Camera 3 ・ ・ ・ Internal mirror 4 ・ ・ ・ Image processing means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀和田 俊一 札幌市東区北12条東14丁目3番7号 株 式会社 レアックス内 (56)参考文献 特開 平4−161693(JP,A) 特開 平1−90016(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01C 7/00 - 7/06 E21B 47/00 - 47/01 G01C 11/00 - 11/34 G02B 23/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shunichi Kamewada Reaks Co., Ltd. (56) References JP-A-4-161693 (JP, A) Hei 1-90001 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01C 7/00-7/06 E21B 47/00-47/01 G01C 11/00-11/34 G02B 23/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内面に鏡面が形成された無底円筒状の内
面鏡をその中心軸をカメラの光軸に合わせて空洞内に配
設し、前記内面鏡に、その僅かに前方における空洞内壁
面の側方視画像を映し、前記カメラによって、前記内面
鏡の内空部を通した前方視画像と、前記内面鏡に映った
側方視画像とを同時に撮影するように構成したことを特
徴とする空洞内撮影方法。
A bottomless cylindrical inner mirror having a mirror surface formed on an inner surface thereof is disposed in a cavity with its center axis aligned with the optical axis of a camera. A side view image of a wall surface is projected, and the camera is configured to simultaneously shoot a forward view image passing through the inner space of the inner mirror and a side view image reflected on the inner mirror. The method of shooting inside the cavity.
【請求項2】 内面に鏡面が形成された無底円筒状の内
面鏡と、前記内面鏡に映した空洞の所定幅の略円筒状の
内壁面の側方視画像及び前記内面鏡の内空部を通した前
方視画像とを同時に撮影するように前記内面鏡の中心軸
に光軸を合わせて配設されたカメラとを備えたことを特
徴とする空洞内撮影装置。
2. A bottomless cylindrical inner mirror having a mirror surface formed on an inner surface, a side view image of a substantially cylindrical inner wall surface of a predetermined width of a cavity reflected on the inner mirror, and an inner space of the inner mirror. A camera disposed so that an optical axis is aligned with a center axis of the internal mirror so as to simultaneously capture a forward-looking image passing through the inside of the cavity.
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