JP4535974B2 - An image processing apparatus having a top-and-bottom correction function, a pipeline inspection system equipped with the image processing apparatus, and a pipeline image processing method. - Google Patents
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Description
本発明は、管路内の状況や管路内に嵌通されたケーブル等に対する視覚的検査を行う管路点検システムに関する。 The present invention relates to a pipeline inspection system that performs a visual inspection of a situation in a pipeline, a cable fitted in the pipeline, and the like.
一般に、地中に埋設された又は建造物内に配設された管路内の状況やその管路内に嵌通されたケーブルの状態を直接的な目視により点検することはできない。一方、カメラの製造技術の進歩により動画像撮影用カメラの小型化が実現されている。この小型カメラを管路内に入れて撮影し、管路内状況やケーブル状態をモニタ表示させることにより容易に点検を実施することができる。 In general, it is not possible to directly check the condition in a pipe line buried in the ground or arranged in a building and the state of a cable inserted in the pipe line. On the other hand, downsizing of a moving image photographing camera has been realized by the advancement of camera manufacturing technology. Inspection can be easily carried out by putting this small camera in the pipeline and photographing it, and displaying the status of the pipeline and the cable state on the monitor.
例えば、特許文献1には、敷設された配管に穿孔した孔に突出する覗き筒を挿入し、管路内を照明して、その内部の様子をミラーにより写し出して画像センサで撮影する確認装置が提案されている。この特許文献1によれば、管路内状況及び、嵌通されている径の細いケーブルが管路壁にへばりついた状態であっても、撮影された画像からその敷設状態を確認することができる。 For example, Patent Document 1 discloses a confirmation device that inserts a peeping tube projecting into a hole drilled in a laid pipe, illuminates the inside of the pipe, projects the state of the inside with a mirror, and captures the image with an image sensor. Proposed. According to this patent document 1, it is possible to confirm the laying state from a photographed image even in a state in a pipe line and a state in which a thin cable having a diameter is stuck to a pipe wall. .
また一般的に、カメラを先端に取り付けた押し込みロッドを管路内に押し込みつつ、移動するカメラにより管路内を撮影して、管路内状況及びケーブル状態を点検する点検システムが知られている。例えば、特許文献2には、管路内に貫装された電力ケーブルに跨りつつ、管路内を移動して、先端に設けられたカメラにより管路内状況とケーブル状態を撮影する管路内点検用カメラヘッドが開示されている。この特許文献2に開示されるカメラヘッドは、ケーブルを跨ぎ、管路内壁に当接しつつ移動させるために、撮像部から二股に分かれて翼状に垂れ下がる2つの支持部を設けた形状を成している。このカメラヘッドは、ケーブルにガイドされるように管路内を移動して撮影を行い、管路内状況やケーブル状態を点検している。
前述した特許文献1による確認装置による点検は、配管に孔を穿孔するため、地中に埋設された管路や建造物内に配設された管路においては、管表面を露出させなければならず、土砂の撤去作業や建造物の損壊及び修復が必要となる。点検のためだけに、これらの作業を実施するのは容易ではなく、また道路に埋設されていた場合には点検に際して交通の障害となり、コスト的にみても実施し難い。また、管路内の壁面のどこにケーブルがへばりついているかが事前には分からないため、孔を穿孔する際にドリル先端によりケーブルに損傷を与える可能性もある。 In the inspection by the confirmation device according to Patent Document 1 described above, a hole is drilled in the pipe. Therefore, the pipe surface must be exposed in a pipe line buried in the ground or in a building. Therefore, it is necessary to remove earth and sand and to destroy and repair the building. It is not easy to carry out these operations only for the inspection, and if they are buried on the road, it will be an obstacle to the traffic at the time of inspection, and it will be difficult to carry out in terms of cost. Further, since it is not known in advance where the cable is stuck on the wall surface in the pipe, there is a possibility that the cable is damaged by the tip of the drill when the hole is drilled.
また、従来の点検作業に用いられるカメラを先端に取り付けた押し込みロッドは、管路内を移動するに従い、管路の曲がりや押し込みロッドの捩れによりカメラが回転して、モニタに表示される撮影画像の天地(上下方向)が分からなくなる。例えば、点検中に管路に生じている亀裂などの破損を発見した場合、表示されている画像の天地が敷設された管路の天地と一致していれば、その亀裂が天地左右のどの方向に生じているか等の判断を迅速に行うことができる。 In addition, the push rod attached to the tip of the camera used for the conventional inspection work is a photographed image displayed on the monitor as the camera rotates due to bending of the pipeline or twisting of the push rod as it moves through the pipeline. The top and bottom (up and down direction) of is lost. For example, if a crack or other damage is found in a pipeline during inspection, if the top and bottom of the displayed image match the top and bottom of the pipeline, It is possible to quickly determine whether it has occurred.
また、すでにモニタ表示される管路内の画像に天地の方向を示すマークが表示される点検システムも提案されている。しかし、ある角度で回転した状態の管路画像に単に天地の方向を示すマークを付与した場合、そのマークを見ながら亀裂の方向を見極める必要があり、迅速な判断は容易ではない。 There has also been proposed an inspection system in which a mark indicating the direction of the top and bottom is displayed on an image in a pipeline already displayed on a monitor. However, when a mark indicating the direction of the top and bottom is simply added to the pipeline image rotated at a certain angle, it is necessary to determine the direction of the crack while looking at the mark, and quick determination is not easy.
前述した特許文献2によるカメラヘッドでは、電力ケーブルに跨っている、即ち移動がケーブルにガイドされているため、カメラは管路内で回転しづらく、撮影された画像の天地が入れ替わらない。これは、電力ケーブルのように径が比較的太く、管路内の底部に比較的真っ直ぐに這うように配設され、大きな捩れが発生していないケーブルであれば移動時のガイドとして機能する。しかし、通信ケーブル用の管路は比較的細い配管を用いている上、通信ケーブルにおいても径が細く管路内で大きな撓みや捻れが発生している状態で配設されている場合もある。従って、特許文献2のように、カメラを通信ケーブルに跨って移動させると撮影された画像が回転することとなり、天地が分からなくなる。また、管路内に複数本のケーブルが交差するように配設されていたり、ケーブルを跨いだ状態で移動できるスペースが取れない比較的細い管路であれば、適用することができない。 In the above-described camera head according to Patent Document 2, since the power cable is straddled, that is, the movement is guided by the cable, the camera is difficult to rotate in the pipeline, and the top and bottom of the photographed image does not change. This is a cable having a relatively large diameter, such as a power cable, and arranged so as to crawl relatively straight on the bottom of the pipeline, and functions as a guide for movement when the cable does not have a large twist. However, the communication cable pipes use relatively thin pipes, and the communication cables may be arranged in a state where the diameter is small and large bending or twisting occurs in the pipes. Therefore, as in Patent Document 2, when the camera is moved across the communication cable, the captured image is rotated, and the top and bottom are not understood. Further, the present invention cannot be applied to a relatively thin pipe line in which a plurality of cables are arranged so as to intersect with each other in the pipe line or a space that can be moved while straddling the cable is not obtained.
また、前述した各特許文献を含む従来技術においては、管路内を撮影した画像をそのままモニタ表示するだけであり、画像の位置補正は行われていない。
そこで本発明は、敷設される管路内を撮影した画像に対して、管路の天地状態と一致するように画像補正を施して、管路内の状況やその管路内の配設部材の状態を点検する天地補正機能を有する画像処理装置及びその画像処理装置を搭載する管路点検システムを提供することを目的とする。
Further, in the prior art including the above-described patent documents, an image taken in the pipeline is simply displayed on the monitor as it is, and the position of the image is not corrected.
In view of this, the present invention corrects an image obtained by photographing the inside of a pipeline to be laid out so as to coincide with the vertical state of the pipeline, so that the situation in the pipeline and the arrangement members in the pipeline are corrected. It is an object of the present invention to provide an image processing apparatus having a top-and-bottom correction function for inspecting a state and a pipeline inspection system equipped with the image processing apparatus.
本発明は上記目的を達成するために、第1に、天地方向からなる角度情報を検出するセンサを搭載するカメラ部が管路内を移動しつつ動画像として撮影した管路画像及び該センサが検出した角度情報を入力する画像入力部と、少なくとも前記管路画像、該管路画像に関する情報及び前記角度情報を天地判別マークとして表示する外部の表示装置と、前記画像入力部からの前記管路画像に対して、管内状況判断に必要な表示領域を円形に切り取り、前記表示装置に表示されている前記天地判別マークに従い、前記表示領域のみに対して、撮像された前記管路の配設方向と一致するように天地方向の回転補正を施し、天地補正された管路画像を生成する画像処理部と、装置全体の駆動を制御するための制御情報及び、前記天地補正を行うための画像処理情報を記憶し、且つ前記天地補正された管路画像を一時的に記憶する記憶部と、前記管路画像に前記表示領域を重畳させた天地補正画像を生成し、前記表示装置に出力する画像出力部と、前記記憶部からの制御情報に基づき装置全体を制御する制御部と、で構成され、地中に埋設された又は建造物内に配設されている前記管路の天地状態と前記管路画像から切り取られた前記表示領域の天地が一致することを特徴とする天地補正機能を有する画像処理装置を提供する。 In order to achieve the above object, according to the present invention, firstly, a pipeline image taken as a moving image while a camera unit equipped with a sensor that detects angle information in the vertical direction moves in the pipeline, and the sensor An image input unit that inputs detected angle information, an external display device that displays at least the pipeline image, information about the pipeline image, and the angle information as a top / bottom discrimination mark, and the pipeline from the image input unit the image, cut out display space required in the tube situation determination circular, the display in accordance with the circumferential determining marks displayed on the device, only for the display area, the captured arrangement direction of the conduit picture for performing subjected to rotation correction of vertical direction to coincide, an image processing unit that generates a vertical corrected line image, the control information for controlling the driving of the entire device and the vertical correction and Storing processing information, and the storage unit for temporarily storing the top-bottom corrected line image, the display produces a vertical orientation correction image overlapped with the area in the conduit image, and outputs to the display device An image output unit, and a control unit that controls the entire apparatus based on control information from the storage unit, and a top- and- bottom state of the pipeline embedded in the ground or disposed in a building There is provided an image processing apparatus having a top / bottom correction function, wherein the top and bottom of the display area cut out from the pipeline image coincide with each other.
また本発明は、第2に、挿入された管路内を撮影するカメラ及び天地方向を指し示す角度情報を検出するセンサを搭載し、撮影された管路画像に角度情報を関連づけた画像データを出力するカメラヘッド部と、前記カメラヘッド部を先端に着脱可能に取り付けて前記管路に挿入するための長尺な押し込みロッドと、前記押し込みロッドを巻回収納するロッド巻き枠部と、前記管路開口部から前記管路内に挿入されたカメラまでの距離を検出する挿入距離検出部と、前記管路の撮影に関する画像情報の入力やオペレータの指示を入力するための入力部と、少なくとも前記管路画像、該管路画像に関する情報及び前記角度情報を天地判別マークとして表示する表示部と、前記カメラヘッド部から出力される前記画像データによる前記管路画像に対して、管内状況判断に必要な表示領域を円形に切り取り、前記表示装置に表示されている前記天地判別マークに従い、前記表示領域のみに対して、撮像された前記管路の配設方向と一致するように天地方向の回転補正を施し、前記管路画像に天地補正された表示領域を重畳させた天地補正画像を生成する画像処理装置と、システム全体を駆動制御するためのシステム制御情報及び、前記カメラヘッド部から出力された管路画像及び該管路画像に関する情報と、前記天地補正画像とを記憶する記録部と、
管路開口部の近傍に配置され、前記カメラヘッド部の挿入操作を確認するための補助表示部と、予め定められた制御情報に基づき、前記画像処理装置の画像処理制御を含むシステム全体の駆動制御を行う制御部と、で構成され、前記画像処理装置による、撮影された管路内の画像に対して予め定めた点検に必要な表示領域を撮影時に検出され、前記表示部に表示されている前記角度情報を示す前記天地判別マークに従い、その表示領域を回転させて実際の管路の配設状態と表示領域画像の天地を一致させて表示させる天地補正機能を有する管路点検システムを提供する。
Secondly , the present invention is equipped with a camera for photographing the inside of the inserted pipeline and a sensor for detecting angle information indicating the vertical direction, and outputs image data in which the angle information is associated with the photographed pipeline image. A camera head part, a long push rod for detachably attaching the camera head part to a tip and inserting the camera head part into the pipe line, a rod winding frame part for winding and storing the push rod, and the pipe line An insertion distance detection unit for detecting a distance from the opening to the camera inserted into the pipeline, an input unit for inputting image information relating to photographing of the pipeline and an operator instruction, and at least the tube road image, and a display unit for displaying information and the angle information about the conduit image as circumferential discrimination mark, pair the conduit image by the image data output from the camera head unit Te, cut display space required in the tube situation determination circular, in accordance with the vertical discrimination mark displayed on the display device, only to the display area coincides with the arrangement direction of the conduit taken The image processing apparatus for performing the top-and-bottom direction rotation correction and generating a top-and-bottom corrected image in which the top-and-bottom-corrected display area is superimposed on the pipeline image, system control information for driving and controlling the entire system, and A recording unit that stores a pipeline image output from the camera head unit, information about the pipeline image, and the top-and-bottom correction image ;
An auxiliary display unit arranged in the vicinity of the duct opening, for confirming the insertion operation of the camera head unit, and driving of the entire system including image processing control of the image processing apparatus based on predetermined control information A control unit that performs control, and a display area necessary for a predetermined inspection with respect to the image in the captured pipeline by the image processing device is detected at the time of shooting and displayed on the display unit. In accordance with the top / bottom discrimination mark indicating the angle information , a pipe inspection system having a top / bottom correction function for rotating and displaying the display area so that the actual pipe arrangement state and the top / bottom of the display area image coincide with each other is provided. To do.
本発明によれば、敷設される管路内を撮影した画像に対して、管路の天地状態と一致するように画像補正を施して、管路内の状況やその管路内の配設部材の状態を点検する天地補正機能を有する画像処理装置及びその画像処理装置を搭載する管路点検システムを提供することができる。 According to the present invention, an image obtained by photographing the inside of a pipeline to be laid is subjected to image correction so as to coincide with the vertical state of the pipeline, and the situation in the pipeline and the arrangement member in the pipeline It is possible to provide an image processing apparatus having a top-and-bottom correction function for inspecting the state and a pipeline inspection system equipped with the image processing apparatus.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1には、本発明の天地補正機能を有する画像処理装置及びその画像処理装置を搭載する管路点検システムの概略的な構成を示して説明する。
本発明は、撮影された管路内の画像に対して、予め定めた点検に必要な表示領域を撮影時に検出された角度情報(天地方向情報)に従い、その表示領域を回転させて、実際の管路の配設状態と表示領域画像の天地を一致させて表示させる天地補正機能を有する画像処理装置であり、この画像処理装置は管路点検システムに搭載されて使用される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an image processing apparatus having an upside-down correction function according to the present invention and a pipeline inspection system equipped with the image processing apparatus.
According to the present invention, a display area necessary for a predetermined inspection is rotated according to angle information (vertical direction information) detected at the time of photographing with respect to a photographed image in a pipeline, This is an image processing apparatus having a top and bottom correction function for displaying the arrangement state of the pipe line and the top and bottom of the display area image, and this image processing apparatus is mounted and used in a pipe line inspection system.
この管路点検システムは、管路14に挿入されて管路内を撮影するカメラ1を搭載するカメラヘッド部2と、カメラヘッド部2を先端に取り付けて管路14に挿入するための長尺な押し込みロッド3と、押し込みロッド3を出し入れ可能に巻回収納するロッド巻き枠部4と、カメラ1の駆動制御部(CCU)を含みシステム全体を制御するシステム制御部5と、撮影した画像に対して後述する画像処理をリアルタイムに施す画像処理装置6と、制御情報や画像データ及びその画像データに関する情報(以下、画像情報と称する)を記録する記憶部7と、画像情報の入力やオペレータ42の指示を入力するためのキーボード等から成る入力部8と、画像データ及び画像情報をリアルタイムに表示する表示部(モニタ)9と、押し込みロッド3に一体的に設けられてカメラ1とシステム制御部5を接続し、画像信号の伝搬を行う画像信号用ケーブル10と、管路開口部から管路14内に挿入されたカメラ1の距離を検出する挿入距離検出部11と、作業者43が現在のカメラ1の挿入状態を確認するための補助表示部12と、で構成される。
This pipeline inspection system includes a camera head unit 2 that mounts a camera 1 that is inserted into a
記憶部7は、システム全体の制御を行うための制御プログラム及びシステムの駆動用パラメータ等からなる制御情報を記憶する例えばフラッシュメモリと、回転処理された画像や画像情報を記憶する書き換え可能なメモリ(例えば、SDRAM)を用いて構成することができる。また、半導体メモリに代わってハードディスク等を用いてもよい。さらに着脱自在な外部記憶媒体(磁気テープや半導体メモリ)27に対して書き込み読み出しするための入出力インターフェース部(I/F部)7aを備えている。
The
前述した画像情報はモニタ9に表示される情報であり、カメラ1の撮影時に得られる情報又は画像データを記録する際に入力部8により入力される情報からなる。尚、カメラヘッド部2を管路内に挿入する前に、管路内の土砂等の堆積物にウォータジェット水流を放出して洗浄除去する洗浄部13を備えてもよい。
The image information described above is information displayed on the monitor 9 and includes information obtained at the time of photographing by the camera 1 or information inputted by the
この構成において、システム制御部5、画像処理装置6、記憶部7、入力部8及び表示部9は、管路点検時には地上に配置され、好ましくは移動可能な車両15等に搭載されて機動性を有している。尚、ロッド巻き枠部4は、点検時に車両15等に積載された状態で使用してもよいし、点検対象となるマンホール口近傍の地上に配置して用いてもよい。またカメラヘッド部2、挿入距離検出部11及び補助表示部12においても移動時には、その車両等に積載される。
In this configuration, the
押し込みロッド3は、軽量且つ剛性の高い部材、例えばFRP等の樹脂性ワイヤが好ましい。勿論、金属製ワイヤを用いることも可能である。この押し込みロッド3は、点検する管路長よりも長尺であり、持ち運び時にはロッド巻き枠部4のドラムに巻回されている。ロッド巻き枠部4から押し込みロッド3の送り出し/巻き取りは作業者による手動でもモータ等を用いた電動であってもよい。
The
カメラヘッド部2の先端に搭載されるカメラ1は、CCD等の撮像素子を用いて動画及び静止画を撮影する撮影機能21と、LED等の照明用光源からなり撮影範囲を照明する照明機能22を有している。カメラ駆動用電源及び照明用光源の電源は、画像信号用ケーブル10の一部を利用する又は専用の電源ケーブルを併設して設けて供給する、又は電池を搭載して供給してもよい。
A camera 1 mounted at the tip of the camera head unit 2 includes a shooting function 21 for shooting a moving image and a still image using an image pickup device such as a CCD, and an illumination function 22 for illuminating a shooting range including an illumination light source such as an LED. have. The power source for driving the camera and the power source for the illumination light source may be supplied by using a part of the
さらに、カメラヘッド部2内には、天地方向即ち、重力方向を検出する公知なセンサ23を備えている。また、カメラヘッド部2は密閉性が図られ、防水・防塵機能を有している。また後端には、押し込みロッド3の先端部分と着脱自在に取り付けるためのコネクタ部位24が設けられている。
Further, the camera head unit 2 is provided with a known sensor 23 for detecting the vertical direction, that is, the gravity direction. The camera head unit 2 is hermetically sealed and has a waterproof / dustproof function. Moreover, the
また、図2に示すように、モニタ9に表示される画像情報は、カメラ1の撮影時に得られる情報又は画像データを記録する際に入力部8により入力される情報からなる。例えば、撮影日時31、線名(管路名)32、マンホール名33、ダクト番号(配管の番号)34、管路14への挿入距離35、カメラヘッド部2の挿入速度36、後述する天地判別表示(矢印)37、発生している現象(損傷状態)38、その現象が発生している位置39及び、使用したシステムの各ユニット番号40等が相当する。これらの情報は、文字、数字又はマークによりモニタ画面上の注目する画像領域から外れた支障のない位置に表示され、カメラ1の動き又は設定時間に応じて更新されるように表示される。また、これらの画像情報は、全情報を常時表示する必要はなく、表示有無の切り替え機能を持たせて必要なときに選択して表示させてもよい。補助表示部12においては、撮影時には少なくとも管路14への挿入距離35、カメラヘッドの挿入速度36及び天地判別表示37が表示されればよい。カメラヘッド部2の挿入速度36は、専用の速度検出部を設けてもよいし、挿入距離検出部11を用いて、単位時間当たりの押し込みロッド3の移動距離から算出してもよい。
As shown in FIG. 2, the image information displayed on the monitor 9 is composed of information obtained at the time of photographing by the camera 1 or information inputted by the
また、本実施形態では、図1に示すように、挿入距離検出部11を管路14の開口部に設ける例について説明したが、挿入距離検出部11をロッド巻き枠部4内に設けて、カメラヘッドが管路14の開口部内に挿入された位置を起点(距離0)として、押し込みロッド3の移動距離(カメラヘッドの管路内位置)を求めてもよい。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the example in which the insertion
画像処理装置6は、図2に示すように、撮影された管路14内の管路画像25において、予め定めた点検に必要な表示領域(回転表示領域)26を撮影時に検出された天地方向情報(モニタ9には、天地判別表示(矢印)37として表示)に従い、実際の管路14の配設状態と天地が一致するように、その表示領域を回転処理する。ここでは、回転表示領域26が回転処理されて天地が補正されている回転画像の信号を回転画像信号又は回転画像データと称している。本実施形態では、天地判別表示37を矢印として表示しており、ここでは矢が向く方向を「地」の方向としている。勿論、天地判別表示37の表示形式は限定されない。
As shown in FIG. 2, the image processing device 6 detects the display area (rotation display area) 26 necessary for a predetermined inspection in the pipeline image 25 in the photographed
この回転表示領域26を含む管路画像25を天地補正画像(又は、管路画像信号を天地補正画像信号)と称している。本実施形態では、回転表示領域26は、画面中央を中心とする円形であり、その直径は画面の縦横辺で短い方の辺に近い長さとしている。勿論、画像から視認できる大きさであれば、特に限定されることもない。また、本実施形態では、回転処理を行うために円形の回転表示領域26としているが、特に限定されるものではない。尚、画像の処理速度(画像変換速度)が高ければ、管路画像全体を回転移動させて、点検対象の主たる領域をトリミング処理した状態で表示させるようにすることもできる。
The pipeline image 25 including the
図3には、画像処理装置6の構成例を示す。
この画像処理装置6は、カメラ1からのアナログカラー画像信号及びセンサ23により検出された天地方向の角度情報を入力するための画像入力端子51と、アナログカラー画像信号をデジタル変換して画像データを生成するA/D変換部52と、図2に記載した回転表示領域26の画像回転処理や補完処理を含む画像処理を行う画像処理部(DSP)53と、制御情報及び画像回転処理に用いる画像処理プログラム等を記憶する記憶部54と、画像回転処理された回転表示領域26を含む回転画像データをアナログ画像信号に変換するD/A変換部55と、天地補正画像信号をモニタ9に出力するための出力端子56と、画像入力端子51から入力したアナログ画像信号(非画像処理)を通過させて未処理で出力するバイパス部57と、アナログ画像信号の入力先を画像処理部53側とバイパス部57のいずれかに切り換える処理切換部58と、制御情報に基づき装置全体を制御する制御部59と、画像処理装置内の各構成部位に駆動させるための電源を供給する電源部60と、で構成される。
FIG. 3 shows a configuration example of the image processing apparatus 6.
The image processing device 6 converts the analog color image signal from the camera 1 and the angle information of the top and bottom direction detected by the sensor 23, and the analog color image signal to digitally convert the image data. An A /
記憶部54は、装置全体の制御を行うための制御プログラム等からなる制御情報と、画像回転処理や補完処理等を行う演算式やパラメータ等を含む画像処理プログラム(又は画像処理アプリケーション)を記憶する。また、記憶部54は、これらに加えて、画像回転処理や補完処理等が施された画像データ及び、A/D変換部52から入力した未処理の画像データを一時的に記憶してもよい。
The
本実施形態においては、モニタ9から電源部60に駆動電源を供給する構成である。勿論、これに限定されず、別途電源部としては、電池を用いることもできる。尚、記憶部54は前述した記憶部7と同様に、半導体メモリ以外にも、着脱自在な記憶媒体例えば、磁気記録テープ、外付け型ハードディスク又は大容量半導体メモリ等に天地補正画像及び画像情報を併せて記録させる機能を持たせてもよい。
In the present embodiment, drive power is supplied from the monitor 9 to the
本実施形態では、処理切換部58を用いて、アナログカラー画像信号の入力先を選択したが、これに限定されず、例えば、処理切換部58を設けずに電源部60の電源をオフすると、自動的に画像処理部53からバイパス部57に切り換える構成としてもよい。バイパス部57を用いる例としては、例えば、天地補正画像の検査時に管路内に欠陥が発見された際、元の撮影画像によりさらに詳細に確認を行うために、バイパス部57を通過させて、カメラが撮影した画像自体を観察する。また後で画像回転処理を行うのであれば、カメラ1から出力されたアナログカラー画像信号(非画像処理)及び画像情報をそのまま記録させてもよい。
In the present embodiment, the processing
本実施形態では、基本的には、管路14内を移動するカメラ1で撮影された動画像をリアルタイムに画像回転処理を施して天地補正画像としてリアルタイムに観察し、欠陥の検出を行っている。
一方、欠陥報告としては、その欠陥箇所が写った静止画像(又は写真)による報告が行われる。従って、撮影した画像から静止画像を切り出す必要がある。その手法としては、カメラ1が管路14内を移動しつつ動画として撮影を行い、その撮影画像に前述した画像回転処理を施して天地補正画像としてリアルタイムに観察しながら、モニタ9を見るオペレータ42からの指示に基づき、所望する位置で動画像から画像を切り出して静止画像を生成する。この時、静止画像の撮影は、オペレータ42の指示だけではなく、カメラの視野内で不具合箇所が視認可能な距離ごとに静止画像を順次撮影する設定でもよい。
別の手法としては、管路14内を移動しつつ動画として撮影を行い、その撮影画像(未画像処理)と、撮影画像に前述した画像回転処理を施した天地補正画像とを記憶する。撮影完了後に、記憶されたそれぞれの画像をモニタ9に再生し、モニタ9を見るオペレータ42からの指示に基づき、動画像から画像を切り出して静止画像を生成する。このように一旦記録した後、再生する場合には、撮影画像と天地補正画像とを同期させて再生すれば、天地補正画像において欠陥を検出する作業を行いつつ、検出した際に撮影画像に対しても容易に欠陥を確認することもできる。
In the present embodiment, basically, a moving image photographed by the camera 1 moving in the
On the other hand, as a defect report, a still image (or photograph) in which the defect portion is shown is reported. Therefore, it is necessary to cut out a still image from the captured image. As the technique, the camera 1 takes a picture as a moving image while moving in the
As another method, a moving image is taken while moving in the
このように構成された画像処理装置6における画像データの画像回転処理について説明する。
カメラヘッド2が管路14に挿入されると共に、オペレータ42の操作によりカメラ1による撮影が開始される。カメラ1から撮影された動画像(アナログカラー画像信号)が入力端子51を介してA/D変換部52に入力される。A/D変換部52は、アナログカラー画像信号をデジタル変換して管路画像25となる画像データを生成し画像処理部53へ出力する。この時、画像データと共にカメラヘッド部2に設けた重力センサ23からの天地方向情報も画像処理部53へ出力される。
The image rotation process of the image data in the image processing apparatus 6 configured as described above will be described.
The camera head 2 is inserted into the
画像処理部53は、この管路画像25から予め設定された回転表示領域26を抽出して、天地方向情報に基づき、例えばアフィン(Affin)変換等の公知な幾何学変換により画像を回転させる処理を行う。この回転処理は、1画像(インターレース式では2フレーム)毎に処理を施す。この処理時には適宜、公知な補完処理を施してもよい。
The
回転処理された回転表示領域26は、元の画像データに嵌め込んで天地補正画像として生成し記憶部54に記憶させる及びモニタ9に表示させる。さらに、補助表示部12には、この天地補正画像を表示させてもよいし、バイパス部57を通過したアナログ画像信号(非画像処理)を表示してもよい。また、補助表示部12には画像情報の中から必要な情報、少なくとも撮影日時31、ダクト番号34、管路14への挿入距離35、カメラヘッド部2の挿入速度36等が表示されればよい。尚、本実施形態では、動画と静止画とを切り換えてモニタ表示する構成とするが、これに限定されるものではない。例えば、モニタ画面上に動画と静止画を合わせて表示することも可能である。
The
次に、図1を参照して、管路点検システムを用いた管路内点検の作業工程について説明する。
まず、車両等からロッド巻き枠部4を点検を行う管路14が開口するマンホールの近傍に配置し、押し込みロッド3の先端にカメラヘッド部2を取り付ける。この時、車両にはシステム制御部5、画像処理装置6、記憶部7、入力部8及び表示部9が搭載されている。また、ロッド巻き枠部4から管路14の開口部までの間で好適する位置に挿入距離検出部11を配置する。挿入距離検出部11は、管路14の開口部を起点(距離0)として、管路14内に挿入された押し込みロッド3の長さを検出する。挿入距離検出部11により検出された押し込みロッド3の押し込み距離情報は、モニタ9の画像情報に随時更新されるように表示されてもよいし、オペレータ42によって静止画として切り出した画像に操作入力してもよいし、任意の距離区間移動したタイミングで検出された長さを操作入力してもよい。尚、挿入距離検出部11による検出の起点は管路14の開口部に限定されるものではなく、マンホールの開口中央(マンホール鉄蓋のセンタ位置)を基準としてもよい。
Next, with reference to FIG. 1, the work process of the in-pipe inspection using the pipe check system will be described.
First, the rod winding frame part 4 is arranged from the vehicle or the like in the vicinity of the manhole where the
また、マンホールの開口部には、押し込みロッド3を保護しつつスムーズに導入されるように補助するための押し込みロッド導入補助具を設ける。さらに、マンホール内でロッドの押し込みを行う作業者43に挿入状況が分かるように補助表示部12を配置し、この管路点検システムを操作するオペレータ42と無線等の通信手段を用いて、適宜通信を行っている。この例では、管路14のロッド到達側のマンホール内にも確認者を配置している。その他、必要に応じて、作業の総括指揮を行う綜合指揮者44、連絡や確認を行う確認者45等、適当数の作業者を配置する。尚、管路14内に土砂等の堆積物があった場合には、洗浄部13を用いて、ウォータジェット水流による洗浄除去を行う。
Further, a push rod introduction assisting tool for assisting the introduction so as to be smoothly introduced while protecting the
カメラヘッド部2を先頭にして押し込みロッド3をロッド巻き枠部4より引き出し、カメラヘッド部2を管路14の開口から挿入する。この時、車両等に乗車するオペレータ42は、必要な画像情報例えば、撮影日時31、線名32及びマンホール名33を入力部8により入力し、またカメラ1が出力するアナログ画像信号が適正になるように初期設定して輝度等を調整する。
The push-in
次に、押し込み作業者43は、オペレータ42と連絡を取りながら、補助表示部12に表示されるカメラヘッド部2の挿入速度36や管路内の状況を確認しつつ押し込み作業を行う。この時にオペレータ42の操作によりカメラ1で撮影された動画像は、押し込みロッド3と一体的に設けられている画像信号用ケーブル10を通じてシステム制御部5に伝搬される。
Next, the push-in
システム制御部5に入力された動画像は、予め設定されたルーチンに従い、前述したように回転表示領域26を抽出して、天地方向情報に基づき回転処理を行った天地補正画像を生成し、画像情報と共にモニタ9及び補助表示部12に表示し及び、記憶部7に記憶される。この時、オペレータ42は、この天地補正画像を観察して管路14の欠陥や通信ケーブルの不具合を発見したならば、押し込み作業者43に指示して、例えば、その不具合箇所の前後2m程度の範囲でカメラヘッド部2を往来させて、不具合箇所がよく分かる位置で止めさせる。次に、静止画像を取り出す又はカメラ1に静止画像を撮影させて、その静止画像に必要な画像情報を入力したり、押し込み作業者43に指示を与える等の作業を行う。また、静止画像を撮影する機能を備えていないカメラであったならば、カメラヘッド部2の移動を停止させた状態で所定時間に亘り、不具合箇所を動画撮影してもよい。
The moving image input to the
引き続き、押し込み作業者43は押し込みロッド3を管路14に押し込む。オペレータ42は必要に応じて、押し込み作業者43に指示して、押し込み動作を停止させて、静止画像の撮影や画像情報等の入力や画像記録処理等を行う。そして押し込みロッド3が管路14のロッド到達側まで送り込まれると、その到達側のマンホール内に配置される確認者から到達確認の指示が出される。オペレータ42による必要な処理が行われた後、押し込み作業者43は押し込みロッド3を管路14から引き戻す。この時、確認者はカメラヘッド部2を押し込みロッド3から取り外して、コネクタ部24に封止栓を取り付けることにより、引き戻しに掛かる負荷を低減させたり、引っ掛かりによるカメラヘッド部2への損傷の機会を低減させてもよい。
Subsequently, the pushing
以上説明したように、本実施形態の画像処理装置は、地上に敷設又は地下に埋設されている管路の天地状態と一致するように画像補正を施す。この画像処理装置を搭載する管路点検システムは、実際の管路の天地状態と表示される管路内画像の天地が一致するため、発生している不具合の状況が迅速に把握することができ、点検判断の高効率化と点検時間の短縮が実現できる。 As described above, the image processing apparatus according to the present embodiment performs image correction so as to coincide with the top-and-bottom state of a pipeline laid on the ground or buried underground. In the pipeline inspection system equipped with this image processing device, the top and bottom of the actual pipeline and the top and bottom of the displayed image in the pipeline are the same, so it is possible to quickly grasp the status of the failure that has occurred. This makes it possible to increase the efficiency of inspection judgment and shorten the inspection time.
また、前述した実施形態では、センサ23として垂直方向のみを検出して天地状態を判断するセンサを例としたが、勿論これに限定されるものではない。例えば、姿勢検出が可能な公知な3次元位置センサを搭載して、移動時のカメラヘッド部2の傾きを検出する機能を持たせて、管路形状や移動妨害(管路の不具合等)によるヘッド部の屈曲状態を検出してカメラヘッド部2が受ける損傷を事前に回避することもできる。この公知な3次元位置センサとしては、例えば、多関節機構を用いた機械式センサ、交流磁界を3つのコイルで検出する磁気式センサ又は、音の伝搬遅延を用いた超音波式センサ等を用いてもよい。さらに、この3次元位置に加えて方位検出機能を有する6次元位置センサを用いることもできる。この6次元位置センサを用いれば、天地だけでなく、方位も検出できるので水平に敷設又は埋設される管路だけでなく、垂直など角度を持って敷設又は埋設される管路に対しても、その管路内の状況やその管路内に嵌通されたケーブルの状態に対して、不具合が発生している方位を天地同様に特定することができる。 In the above-described embodiment, the sensor 23 detects the vertical direction by detecting only the vertical direction. However, the present invention is not limited to this. For example, a known three-dimensional position sensor capable of posture detection is mounted, and a function of detecting the tilt of the camera head unit 2 during movement is provided, so that the pipe shape or movement obstruction (such as a pipe fault) occurs. It is also possible to avoid in advance damage to the camera head unit 2 by detecting the bent state of the head unit. As this known three-dimensional position sensor, for example, a mechanical sensor using an articulated mechanism, a magnetic sensor that detects an alternating magnetic field with three coils, or an ultrasonic sensor using a sound propagation delay is used. May be. Furthermore, in addition to this three-dimensional position, a six-dimensional position sensor having an orientation detection function can also be used. If this 6-dimensional position sensor is used, not only the top and bottom but also the direction can be detected, so not only horizontally laid or buried pipelines, but also vertically or vertically laid or buried pipelines, It is possible to specify the azimuth in which a problem has occurred in the same way as the top and bottom with respect to the situation in the pipeline and the state of the cable fitted in the pipeline.
1…カメラ、2…カメラヘッド部、3…押し込みロッド、4…ロッド巻き枠部、5…システム制御部、6…画像処理装置、7…記憶部、7a…入出力インターフェース部(I/F部)、8…入力部、9…モニタ、10…画像信号用ケーブル、11…挿入距離検出部、12…補助表示部、13…洗浄部、14…管路、21…撮影機能、22…照明機能、23…重力センサ、25…管路画像、26…回転表示領域、31…撮影日時、34…ダクト番号、35…挿入距離、36…挿入速度、42…オペレータ、51…入力端子、52…A/D変換部、53…画像処理部、54…記憶部、57…バイパス部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Camera, 2 ... Camera head part, 3 ... Push rod, 4 ... Rod winding frame part, 5 ... System control part, 6 ... Image processing apparatus, 7 ... Memory | storage part, 7a ... Input / output interface part (I / F part) , 8 ... Input unit, 9 ... Monitor, 10 ... Image signal cable, 11 ... Insertion distance detection unit, 12 ... Auxiliary display unit, 13 ... Cleaning unit, 14 ... Pipe line, 21 ... Shooting function, 22 ... Illumination function 23 ... Gravity sensor, 25 ... Pipe image, 26 ... Rotation display area, 31 ... Shooting date and time, 34 ... Duct number, 35 ... Insertion distance, 36 ... Insertion speed, 42 ... Operator, 51 ... Input terminal, 52 ... A / D conversion unit, 53... Image processing unit, 54... Storage unit, 57.
Claims (5)
少なくとも前記管路画像、該管路画像に関する情報及び前記角度情報を天地判別マークとして表示する外部の表示装置と、
前記画像入力部からの前記管路画像に対して、管内状況判断に必要な表示領域を円形に切り取り、前記表示装置に表示されている前記天地判別マークに従い、前記表示領域のみに対して、撮像された前記管路の配設方向と一致するように天地方向の回転補正を施し、天地補正された管路画像を生成する画像処理部と、
装置全体の駆動を制御するための制御情報及び、前記天地補正を行うための画像処理情報を記憶し、且つ前記天地補正された管路画像を一時的に記憶する記憶部と、
前記管路画像に前記表示領域を重畳させた天地補正画像を生成し、前記表示装置に出力する画像出力部と、
前記記憶部からの制御情報に基づき装置全体を制御する制御部と、
で構成され、
地中に埋設された又は建造物内に配設されている前記管路の天地状態と前記管路画像から切り取られた前記表示領域の天地が一致することを特徴とする天地補正機能を有する画像処理装置。 An image input unit that inputs a pipeline image captured as a moving image while a camera unit equipped with a sensor that detects angle information composed of the top and bottom directions moves in the pipeline, and angle information detected by the sensor;
An external display device that displays at least the pipeline image, information about the pipeline image and the angle information as a top and bottom discrimination mark;
For the pipeline image from the image input unit, a display area necessary for judgment of the in-pipe situation is cut out in a circle, and only the display area is imaged according to the top / bottom discrimination mark displayed on the display device. An image processing unit that performs rotation correction in the vertical direction so as to coincide with the arrangement direction of the pipeline, and generates a vertical-corrected pipeline image;
A storage unit for storing control information for controlling driving of the entire apparatus and image processing information for performing the top-and-bottom correction, and temporarily storing the top-and-bottom-corrected pipeline image;
An image output unit that generates a top-and-bottom correction image in which the display region is superimposed on the pipeline image, and outputs the image to the display device;
A control unit that controls the entire apparatus based on control information from the storage unit;
Consists of
An image having a top-and-bottom correction function, wherein the top- and- bottom state of the pipe line buried in the ground or disposed in a building coincides with the top and bottom of the display area cut out from the pipe-line image Processing equipment.
前記画像処理部は、前記カメラ部により動画撮影されている管路画像に対して、リアルタイムに前記回転補正を施して前記天地補正画像を生成し前記画像出力部から出力して、前記表示部に動画表示させることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 In the image processing apparatus,
Wherein the image processing section, to the conduit image being movie shooting by the camera unit, generating the vertical compensation image subjected to the rotation correction in real time and output from the image output unit, said display unit The image processing apparatus according to claim 1, wherein a moving image is displayed.
前記画像入力部から入力した前記管路画像に前記画像処理部による天地補正処理を施さずに出力するバイパス部と、
前記画像処理部と前記バイパス部の出力を切り換えて、前記管路画像及び前記天地補正画像の何れかを前記表示装置に出力する処理切換部と、
を具備し、
前記画像処理部は、前記表示部に対して、前記天地補正画像及び前記管路画像のうちの何れかの動画像と、前記カメラ部が撮影した静止画像とを切り換えにより、何れか一方又は、前記動画像及び前記静止画像を合わせて表示させることを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 In the image processing apparatus,
A bypass unit that outputs the pipeline image input from the image input unit without performing top-and-bottom correction processing by the image processing unit;
A process switching unit that switches the output of the image processing unit and the bypass unit and outputs either the pipeline image or the top-and-bottom correction image to the display device;
Equipped with,
The image processing unit, for the display unit, by switching between the moving image of the top and bottom correction image and the pipeline image and the still image captured by the camera unit, The image processing apparatus according to claim 3, wherein the moving image and the still image are displayed together.
前記カメラヘッド部を先端に着脱可能に取り付けて前記管路に挿入するための長尺な押し込みロッドと、
前記押し込みロッドを巻回収納するロッド巻き枠部と、
前記管路開口部から前記管路内に挿入されたカメラまでの距離を検出する挿入距離検出部と、
前記管路の撮影に関する画像情報の入力やオペレータの指示を入力するための入力部と、
少なくとも前記管路画像、該管路画像に関する情報及び前記角度情報を天地判別マークとして表示する表示部と、
前記カメラヘッド部から出力される前記画像データによる前記管路画像に対して、管内状況判断に必要な表示領域を円形に切り取り、前記表示装置に表示されている前記天地判別マークに従い、前記表示領域のみに対して、撮像された前記管路の配設方向と一致するように天地方向の回転補正を施し、前記管路画像に天地補正された表示領域を重畳させた天地補正画像を生成する画像処理装置と、
システム全体を駆動制御するためのシステム制御情報及び、前記カメラヘッド部から出力された管路画像及び該管路画像に関する情報と、前記天地補正画像とを記憶する記録部と、
管路開口部の近傍に配置され、前記カメラヘッド部の挿入操作を確認するための補助表示部と、
予め定められた制御情報に基づき、前記画像処理装置の画像処理制御を含むシステム全体の駆動制御を行う制御部と、
で構成され、
前記画像処理装置による、撮影された管路内の画像に対して予め定めた点検に必要な表示領域を撮影時に検出され、前記表示部に表示されている前記角度情報を示す前記天地判別マークに従い、その表示領域を回転させて実際の管路の配設状態と表示領域画像の天地を一致させて表示させる天地補正機能を有することを特徴とする管路点検システム。 A camera for photographing the inside of the inserted pipeline and a sensor for detecting angle information indicating the top-to-bottom direction, and a camera head unit for outputting image data in which angle information is associated with the photographed pipeline image;
A long push rod for removably attaching the camera head part to the tip and inserting it into the conduit;
A rod winding frame for winding and storing the push rod; and
An insertion distance detector for detecting a distance from the pipeline opening to the camera inserted into the pipeline;
An input unit for inputting image information related to photographing of the pipeline and an operator's instruction;
A display unit that displays at least the pipeline image, information about the pipeline image, and the angle information as a top and bottom discrimination mark;
With respect to the pipeline image based on the image data output from the camera head unit, a display area necessary for judgment of an in- pipe situation is cut out in a circle, and the display area is displayed according to the top / bottom discrimination mark displayed on the display device. An image that generates a top-and-bottom correction image in which a top-and-bottom correction display area is superimposed on the pipe-line image by performing rotation correction in the top-and-bottom direction so as to coincide with the direction in which the captured pipe is disposed. A processing device;
System control information for driving and controlling the entire system, a pipeline image output from the camera head unit, information on the pipeline image, and a recording unit for storing the top and bottom correction image ;
An auxiliary display unit that is disposed in the vicinity of the duct opening and for confirming the insertion operation of the camera head unit;
A control unit that performs drive control of the entire system including image processing control of the image processing device based on predetermined control information;
Consists of
According to the top and bottom discriminating mark indicating the angle information displayed on the display unit, which is detected at the time of photographing a display area necessary for a predetermined inspection with respect to the photographed image in the pipeline by the image processing device. A pipeline inspection system characterized by having a top / bottom correction function for rotating the display area to display the actual pipe arrangement state and the top / bottom of the display area image.
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