JP4698902B2 - 検査用カメラの走査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート部材のひび割れ等の欠陥を撮影するとともに撮影された画像を再生できる検査用カメラの走査装置に関する。
コンクリート構造物の劣化現象が社会的に大きな問題となっており、こうした劣化を簡易に、かつ効率的に調査する技術が求められている。
【0002】
【従来の技術】
従来、ひび割れなどの分布図は写真やビデオなどを用いるものの、基本的には目視による調査が一般的である。
また、最近ではデジタル画像を用いて、ひび割れを抽出し易く処理することにより、目視のひび割れ調査を支援するソフトなどが開発されてきており、実際の調査に活用されはじめている。
より効率的な画像診断をおこなうためには、コンクリート構造物の調査範囲全般にわたって一定の距離と一定の角度から撮影した連続画像が必要となる。
【0003】
連続画像を得る従来の方法には、レーザーを照射しその反射光から表面画像を再構成する方法や、任意の角度および位置からデジタルカメラやビデオカメラで撮影した多数の画像を画像処理により再構成する方法などがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前者のレーザーを用いる方法は、レーザーを非常に細かな幅で高速に走査、照射し、反射光を取り込んで表面画像を再構成する方法である。
しかし、得られる情報に対して多大な記憶容量が必要とされるほか、トンネル内などの比較的光量が限定されている場合には測定可能であるが、屋外のように大きな光量がある場合には測定が困難になるなどの問題点がある。
一方、後者のデジタルカメラやビデオカメラによる測定は、従来、目視検査の補助的な道具として利用されてきた方法であり、測定面に対し任意の角度と任意の距離から撮影した画像を、ソフト的に画像を正面から撮影した像と同じ角度から撮影したものと同じように変形させたり、合成させたりする方法である。
【0005】
しかし、この方法は、撮影の位置が変化し、ソフト的に変換度が大きくなると、測定精度が大きく損なわれるという欠点がある。
また、撮影画像が一枚毎に距離や角度が異なると、多数の画像を合成して構造物全体の画像を得ようとした場合に、現実的に利用できないほど飛躍的にソフト的な変換処理量が増大することにある。
【0006】
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、検査用カメラが測定面に対し、一定の距離と一定の角度でもって撮影を可能とする検査用カメラの走査装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、車両と、コンクリート部材のひび割れ等の欠陥を撮影するとともに撮影された画像を再生できる検査用カメラと、前記車両に取り付けられ、前記コンクリート部材の曲率や角度と一致するガイドレールと、このガイドレールに沿って前記検査用カメラを走行させる走行装置とを備え、前記ガイドレールは、前記コンクリート部材の曲率や角度に応じて、曲率や角度を任意に変化させることができる調整機構を備えていることを特徴とする。
【0008】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の検査用カメラの走査装置において、前記検査用カメラから前記コンクリート部材の検査表面までの距離を測定するセンサ部と、このセンサ部による距離値が特定の範囲値以下になるように前記調整機構の曲率や角度を任意に変化させる指令を前記調整機構に出力する制御装置とをさらに備えていることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第一実施形態に係る検査用カメラの走査装置Aを示す。本実施形態では、断面形状が一定のトンネル10に適用した例を示す。
本実施形態では、例えば、軌道1aを走行する電車などの車両1上にガイドレール3を取り付け、このガイドレール3に沿って監査用カメラ7を走行させながらトンネル10の検査面10aを撮影するようになっている。
【0010】
ガイドレール3は、図1〜図3に示すように、複数の断面T字形のブロック3aを曲率可変ジョイント3bを介して連結して成るレール状部材によって構成されており、各曲率可変ジョイント3bにおける結合部の曲がり具合によって、トンネル10の曲率または角度と一致するように調整できる。本実施形態では、トンネル10の曲率に一致するように調整されている。
【0011】
ガイドレール3には、走行する検査用カメラ7が軌道から脱落しないように、両端部にストッパ3c,3dが設けてある。
ガイドレール3には、同じ曲率になってガイドレール3を支持するフレーム部材5が連結されている。フレーム部材5は、ガイドレール3が横転しないように車両1に固定されている。
【0012】
検査用カメラ7は、例えば、ビデオカメラのようにコンクリート部材のひび割れ等の欠陥を撮影し、その画像を再生でき、その画像によりコンクリート部材のひび割れ等の欠陥を診断することができる機能を備えている。
検査用カメラ7は、ガイドレール3に沿って走行する走行装置9に取り付けられている。
【0013】
走行装置9は、ガイドレール3の断面T字形のブロック3aを跨ぐように取り付けられる保持部材9aと、この保持部材9a内に配され、断面T字形のブロック3aに回転自在に当接するローラ9bと、保持部材9a内に配され、断面T字形のブロック3aに回転自在に駆動用車輪9cと、この駆動用車輪9cに駆動力を与えるモータなどの駆動装置9dによって構成されている。
【0014】
次に、斯くして構成された本実施形態に係る検査用カメラの走査装置Aの作用を説明する。
先ず、各曲率可変ジョイント3bを操作して複数の断面T字形のブロック3aにおける結合部位の曲がり具合を調整して、ガイドレール3の曲率を、トンネル10の検査面10aの曲率と一致させる。なお、検査する対象物がトンネル10の場合には、ほぼ一定断面で、走行中に大きく測定対象物の断面が変化しないので、上述のようにガイドレール3の曲率をトンネル10の検査面10aの曲率と一致させるだけで、車両1を走行させることが可能となる。
【0015】
次に、ガイドレール3に検査用カメラ7を取り付ける。検査用カメラ7は、スタート位置に設置される。この位置は、図示しない記憶装置に記憶される。
次に、車両1を走査すると同時に、検査用カメラ7をガイドレール3に沿って駆動装置7により移動させながら検査面10aを撮影する。
斯くして、本実施形態によれば、トンネル10の検査面10aに対し、検査用カメラ7が常に一定の角度と一定の距離で撮影した画像を得ることができる。
【0016】
ひび割れなどの画像検査のためには、高分解能のカメラを用い、撮影画角もひび割れ検出できる範囲内に限定する必要があるため、大きな構造物全体を検査しようとした場合に、必然的に多数の画面を合成することになる。任意の位置や角度で撮影した画像から構造物全体の検査画像を合成する場合、各画像毎に角度補正や撮影画角の大きさを変化させる必要が生じるため、ソフト処理に膨大なメモリが必要であるばかりでなく、処理時間も膨大となり現実的ではない。
【0017】
また、ソフト的な処理は実際に測定画像を伸張したり、縮小したりするため、測定情報を失ったり、不正確な検査情報を与える可能性が高い。
これに対し、本実施形態に係る検査カメラの走査装置Aに搭載した検査用カメラ7で撮影した画像は、検査面10aに対し、全て一定の角度と距離から撮影された画像であるため、ソフト的に画像を変形させる必要がなく、位置情報に従って適切な画像を重ね合わせるだけで、構造物全体の検査画像を得ることが可能となる。このため、ソフト処理にかける膨大な時間を軽減することができる。
【0018】
また、本実施形態によれば、こうしたソフト処理を軽減、あるいは不要とすることができるため、より精度の高い検査が可能となる。
図4は、本発明の第二実施形態に係る検査用カメラの走査装置Bを示す。
本実施形態では、橋梁や他の構造物などのように比較的平らな面から構成されるコンクリート11の検査面11aを測定する装置に適用した例を示す。
【0019】
本実施形態は、第一実施形態における車両1を路面を走行する車両13に変えるとともに、ガイドレール3をコンクリート11の検査面11aと同様に一定の角度に折り曲げた形態とした点で、第一実施形態とは相違する。
従って、本実施形態では、ガイドレール3が検査面11aと同様に一定の角度に折り曲げた形態となるように、ガイドレール3の調整が行われ、車両13が検査面11aと一致するように走行される。
【0020】
本実施形態においても、第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
図5〜図10は、本発明の第三実施形態に係る検査用カメラの走査装置Cを示す。
本実施形態では、検査用カメラ7と一緒に走行するようにガイドレール3に配設される対象物距離検出器21と、この対象物距離検出器21に連絡する制御装置19と、この制御装置19から指令に基づいてガイドレール3をコンクリート15の検査面15aの曲率や角度と一致するようにガイドレール3の曲率や角度を調整する調整機構23とを設けた点で、第一実施形態とは相違する。
【0021】
対象物距離検出器21としては、例えば、レーザー変位計などのように検査面15aとの距離を検知することができる機器が用いられる。
調整機構23としては、例えば、図7〜図9に示すように、隣り合う各断面T字形のブロック3a間に設けた油圧や空気圧で制御される角度制御用アクチエータ25と、隣り合う各断面T字形のブロック3a間に設けた連結用金属板27とで構成されている。
【0022】
連結用金属板27は、隣り合う各断面T字形のブロック3aのフランジ部3eの上面に設けたガイド溝3fに一端部を固定して摺動自在に嵌入している。
アクチエータ25の変位を大きくすると、曲率を大きくすることが可能であり、この時、各レール要素である各断面T字形のブロック3a上端の間隔が開くことになる。レール間隔が開いても検査用カメラ7を搭載した駆動部分が断面T字形のブロック3a部分を移動可能なように、断面T字形のブロック3a上部部分には連結用金属板27がスライドできるように取り付けられている。
【0023】
隣り合う各断面T字形のブロック3aは、所定の間隔を置いて曲率可変ジョイント3bを介して連結してある。
測定する対象物であるコンクリート15の断面が走行中に変化するような場合には、リアルタイムにガイドレール3の形状を変化させる必要がある。
この場合、本実施形態に係る検査用カメラの走査装置Cにおいては、例えば、図6に示す制御システムのブロック図に基づいて制御されるようになっている。
【0024】
例えば、車両13が走行中に検査用カメラ7と検査面15aとの距離を対象物距離検出器21により測定し、直前の測定位置での測定値と差がある場合、その差が最小となるように制御装置19が、調整機構23に対してガイドレール3の曲率をリアルタイムに変化させるように制御する指令を出力する。
すなわち、検査用カメラ7の各走行位置において、ガイドレール3における進行方向の断面T字形のブロック3a間の曲率を測定距離に応じて変化させる。測定距離が大きくなっている場合には、それが小さくなるようにガイドレール3の曲率を小さくし、逆の場合にはその反対の動きをさせる。
【0025】
また、実際にはガイドレール3の制御に若干のタイムラグが生じるので、検査用カメラ7と検査対象面である検査面15a間の距離測定位置および測定速度を速めることなどにより、タイムラグの影響を最小にすることができる。
以上のように、本実施形態によれば、車両13が走行中に検査用カメラ7と検査面15aとの距離を対象物距離検出器21により測定し、常にコンクリート15の検査面15aの曲率や角度が異なる場合には、制御装置19が調整機構23に対してガイドレール3の曲率や角度をリアルタイムに変化させるように制御する指令を出力することができるので、ガイドレール3が検査面11aと同様に一定の角度または曲率に折り曲げた形態となるように、ガイドレール3の調整が行われ、車両13が検査面11aと一致するように走行される。
【0026】
本実施形態においても、第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、本実施形態に係る検査用カメラの走査装置Cによれば、図1に示すトンネル10の場合には、ガイドレール3を図1に示すように湾曲させ、図4に示すコンクリート11の場合には、ガイドレール3を図4に示すように折り曲げるように制御される。
【0027】
また、連結用金属板27は、隣り合う各断面T字形のブロック3aのフランジ部3eの上下面にガイド溝3fを設け、各ガイド溝3fに取り付けても良い。
図11は、調整機構23を構成する角度制御用アクチエータ25としてモータ23aとネジ23b,23cを用いた例を示す。
モータ23aは、隣り合う断面T字形のブロック3aに固定され、フレキシブル回転軸23dを正転または逆転することによって、フレキシブル回転軸23dに設けた雄ネジ23bを、隣り合う断面T字形のブロック3aに固定された雌ネジ23dを螺合させることにより、隣り合う断面T字形のブロック3aの間隔を任意に調整できるようになっている。
【0028】
なお、制御アクチエータ25としては、図7や図11に示す装置以外に、例えば、ワイヤなどをモータで巻き取るタイプでも、高速で所定の変位量に制御できるものであっても良い。
【0029】
【発明の効果】
本発明によれば、コンクリート構造物などの被検査面に対し、常に一定の角度と距離から撮影された画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施形態に係る検査用カメラの走査装置Aを示す説明図である。
【図2】図1における要部を示す拡大図である。
【図3】図1における要部を示す拡大図である。
【図4】本発明の第二実施形態に係る検査用カメラの走査装置Bを示す説明図である。
【図5】本発明の第三実施形態に係る検査用カメラの走査装置Cを示す説明図である。
【図6】図6における本発明の第三実施形態に係る検査用カメラの走査装置Cの制御システムのブロック図である。
【図7】図5における調整機構を示す側面図である。
【図8】図5における調整機構を示す断面図である。
【図9】図5における調整機構を示す上面図である。
【図10】図5における調整機構が角度または曲率調整のために回動した状態を示す側面図である。
【図11】図5における調整機構の別の例を示す側面図である。
【符号の説明】
A,B,C 検査用カメラの走査装置
1 車両
3 ガイドレール
3a 断面T字形のブロック
3b 曲率可変ジョイント
5 フレーム部材
7 監査用カメラ
9 走行装置
10 トンネル
10a 検査面
11 コンクリート
11a 検査面
13 車両
19 制御装置
21 対象物距離検出器
23 調整機構
25 角度制御用アクチエータ
27 連結用金属板
23a モータ23
23b 雄ネジ
23c 雌ネジ
Claims (2)
- 車両と、
コンクリート部材のひび割れ等の欠陥を撮影するとともに撮影された画像を再生できる検査用カメラと、
前記車両に取り付けられ、前記コンクリート部材の曲率や角度と一致するガイドレールと、
このガイドレールに沿って前記検査用カメラを走行させる走行装置と
を備え、
前記ガイドレールは、前記コンクリート部材の曲率や角度に応じて、曲率や角度を任意に変化させることができる調整機構を備えている
ことを特徴とする検査用カメラの走査装置。 - 請求項1に記載の検査用カメラの走査装置において、
前記検査用カメラから前記コンクリート部材の検査表面までの距離を測定するセンサ部と、
このセンサ部による距離値が特定の範囲値以下になるように前記調整機構の曲率や角度を任意に変化させる指令を前記調整機構に出力する制御装置と
をさらに備えていることを特徴とする検査用カメラの走査装置。
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