JP4957143B2 - 写真計測システム - Google Patents

Description

本発明は、写真計測システムに関する。

橋梁等の大型構造物を建造する場合には、ブロック工法が採用される。このブロック工法は、周知のように、工場で組み立てられたブロック構造体を大型構造物の建造現場に持ち込んで全体を組み上げるものである。このようなブロック工法においては、組み立てられたブロック構造体の建造状態を評価するために、写真計測等の三次元計測技術が用いられる。
例えば写真計測の場合、複数方向からブロック構造体の写真を撮影し、これら複数の写真の画像に所定の画像処理を施すことにより、ブロック構造体の各部寸法を計測（演算）する。このような写真計測については、例えば以下の特許公報に詳細が開示されている。
特開２００１−２４９０２０号公報 特開２００２−０３９７５３号公報 特開２００２−１８１５３６号公報 特開２００４−３５４２３４号公報

ところで、上記写真計測においては、周知のように、計測精度が画像の枚数（撮影方向数）に依存する。このため、作業者は、要求される計測精度を満足するために必要な枚数の写真を撮影し、当該撮影された全ての写真の画像を解析装置に入力して画像処理を行わなければならない。
ここで、写真撮影現場（つまり大型構造物の製造場所）と解析装置の据付場所とは異なっていることが多い。この場合には、作業者は、製造場所における写真の撮影を終えた後に、当該撮影に使用したカメラを解析装置の据付場所に移動させて、写真の画像を解析装置に入力する手順を踏むことになる。

しかしながら、このような従来の写真計測では、撮影ミス等により大型構造物の計測に必要な方向数の画像が取得できていなかった場合に、この事実は、解析装置による画像処理の結果を取得した段階で明らかとなる。即ち、作業者は、撮影時には、撮影ミス等による画像の不足を認識することができない。上記画像不足があった場合には、解析装置による画像処理の後で、画像の不足を補うために追加撮影を行う必要がある。
そのため、解析装置による画像処理が完了するまでの間は、画像不足があった場合の追加撮影に備えて、ブロック構造体を写真撮影現場に拘束しておく必要がある。よって、ブロック構造体を速やかに建造現場に搬出できない。
写真撮影現場つまり大型構造物の製造場所は、スペースが限られているので、同じブロック構造体が長期に渡って場所を占有するのは不都合である。撮影追加を避けようとすると、撮影不足を起こさないようにするため過剰に撮影を行うこととなる。過剰な撮影は、撮影作業及びその後の解析作業を煩雑にするので、好ましくない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、計測対象物の撮影時に、必要数の画像を確実に取得して、写真撮影の作業効率を向上させることを可能にすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、第１の手段として、計測対象物の各部位に設定されたターゲットをカメラを用いて複数方向から撮影し、所定の解析装置を用いて前記カメラが撮影した前記計測対象物の画像に所定の画像処理を施すことにより前記ターゲットの位置を計測する写真計測システムであって、前記カメラが撮影した前記計測対象物の画像を通信回線を介して前記解析装置に順次送信する画像伝送手段と、前記計測対象物の撮影現場に設けられ、前記通信回線を介して外部から受信した所定情報を報知する報知手段と、前記解析装置が出力した計測結果を前記通信回線を介して前記報知手段に順次送信する結果伝送手段と、を備えることを特徴とする写真計測システムを採用した。

また、第２の手段として、上記第１の手段に係る写真計測システムにおいて、前記解析装置は、所望の計測精度を満足しない前記ターゲットの有無を前記計測結果の１つとして出力するものを採用した。

第３の手段として、上記第１又は２の手段に係る写真計測システムにおいて、前記解析装置は、前記計測対象物の設計情報に基づく前記ターゲットの位置の理論値を記憶し、当該理論値と画像処理によって得られた測定値とが所定の閾値を超えて異なる場合には、この旨を計測結果の１つとして出力するものを採用した。

第４の手段として、上記第１から３の何れかの手段に係る写真計測システムにおいて、前記画像伝送手段は、前記計測対象物の画像に前記報知手段の識別情報を付加して前記解析装置に送信し、前記解析装置は、複数の前記画像伝送手段から前記画像及び前記識別情報を受信し、各画像伝送手段から受信した前記識別情報に対応する前記報知手段に前記計測結果を送信するものを採用した。

第５の手段として、上記第１から４の何れかの手段に係る写真計測システムにおいて、前記報知手段は、前記計測結果を画像表示する携帯表示装置であるものを採用した。

本発明によれば、カメラが撮影した計測対象物の画像を画像伝送手段が解析装置に順次送信し、解析装置は画像伝送手段から受信した画像を解析して計測結果を出力し、結果伝送手段は解析装置が出力した計測結果を、撮影現場に設けられている報知手段に順次送信し、報知手段は結果伝送手段から受信した計測結果を報知するので、作業者は、撮影時に、撮影進行状況に応じた計測結果を把握することができる。したがって、作業者が撮影時に撮影不足のターゲットを把握でき、撮影不足のターゲットの撮影を追加できるため、計測対象物の撮影時に必要数の画像を確実に取得することができ、よって写真撮影の作業効率を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における写真計測システムの概要を示す概念図である。
まず、図１に示すように、本実施形態においては、工場Ａの所定スペースに設置された大型構造物の一部分である工作物Ｂを計測対象物とし、作業者は、カメラＣ及び小型通信端末Ｄ（報知装置）を携帯する。また、写真計測を実行する解析装置Ｅは、工場Ａから離れた解析室Ｆに設置されている。そして、カメラＣ及び小型通信端末Ｄは、ネットワークＮ（通信回線）を介して解析装置Ｅと通信可能である。ネットワークＮとしては、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）等がある。

工作物Ｂは、右端に手前に突き出した突部ｂを有する形状であって、所定箇所にターゲットｔが貼付されている。ターゲットｔは、裏面に粘着材が塗布された円形のシートであって、表面の外周部が黒く着色され、中央部が反射部とされている。反射部には、透明なガラスの細粒（ガラスビーズ）が密集状態に接着固定されている。カメラＣが撮影時に工作物Ｂにストロボ光を照射すると、該ストロボ光をターゲットｔの反射部が指向性なく照射方向に反射する。これにより、撮影画像にターゲットｔの反射部が明るく映し出される。
なお、ターゲットｔは、上記形態のものに限らず、別の形態のものであってもよい。例えば、反射部は白や赤に塗装（或いは印刷）したものでもよく、更に、反射部と周辺とに適度なコントラストが得られれば、外周部がないものであってもよい。

カメラＣは、通信部（画像伝送手段）を内蔵するデジタルスチルカメラであり、工作物Ｂの画像を撮影する毎に、当該画像のデジタル画像信号をネットワークＮを介して解析装置Ｅへ送信する。
小型通信端末Ｄは、作業者がカメラＣと共に携帯するものであって、表示部ｄ及び通信部を備えている。そして、小型通信端末Ｄは、解析装置ＥからネットワークＮを介して送信される計測結果を受信し、該計測結果を表示部ｄに表示する。なお、小型通信端末Ｄの具体例は、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）や携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ等である。
解析装置Ｅは、通信部（結果伝送手段）を有するパーソナルコンピュータ或いはワークステーションに画像解析プログラムを搭載したものである。解析装置Ｅは、カメラＣからネットワークＮを介して送信される撮影画像を受信し、該撮影画像を画像解析プログラムによって解析して各ターゲットｔの三次元座標値及びその計測精度を算出する。そして、解析装置Ｅは、上記解析によって得られた計測結果をネットワークＮを介して小型通信端末Ｄへ送信する。

次に、本写真計測システムに主要動作について、図２をも参照して説明する。図２は、本写真計測システムの動作を示すシーケンス図である。
まず、撮影に先立ち、解析装置Ｅは、工作物Ｂに貼付された各ターゲットｔの三次元座標値の理論値を記憶する（ステップＳ１）。その後、作業者は、カメラＣにより撮影を行う（ステップＳ２）。撮影にあたって、作業者は、図１に符号ｐ１、ｐ２、ｐ３及びｐ４で示すように、それぞれ異なる方向から工作物Ｂを撮影し、各ターゲットｔにつき別々の方向から撮影された画像が所定数以上得られるようにする。

写真計測により三次元座標値の実測値を得るには、各ターゲットｔにつき最低２方向から撮影されている必要がある。多方向から撮影されているほど計測の精度が向上する。
カメラＣは、撮影する毎に、撮影により得られた画像を解析装置ＥへネットワークＮを介して送信する（ステップＳ３）。

解析装置Ｅは、カメラＣからネットワークＮを介して受信した撮影画像を解析する（ステップＳ４）ことにより、各ターゲットｔの三次元座標値の実測値を得る。該実測値は、カメラＣから送信されてきた新たな後続の撮影画像に同一のターゲットｔが別方向から写し込まれている場合に、この新たな撮影画像をも解析装置Ｅが加味して解析しなおすことにより更新される。また、該更新により、実測値の計測精度が向上する。
解析装置Ｅは、理論値を記憶している各ターゲットｔについての計測結果を小型通信端末ＤへネットワークＮを介して送信する（ステップＳ５）。計測結果は、各ターゲットｔの実測値及び該実測値の計測精度と、該計測精度が所定の値を満足していないターゲットｔの撮影不足方向を示す情報と、実測値が得られていないターゲットｔの情報とを含んでいる。

小型通信端末Ｄは、解析装置ＥからネットワークＮを介して受信した計測結果を、表示部ｄに表示させる（ステップＳ６）。作業者は、小型通信端末Ｄの表示部ｄを任意のタイミングで確認して、撮影すべきターゲットｔ及びこのターゲットｔを撮影すべき方向を認識して、撮影（ステップＳ２）を行う。
例えば、工作物Ｂに貼付された６枚のターゲットｔをそれぞれ３方向から撮影する場合に、作業者が、ｐ１，ｐ２及びｐ３の各地点から撮影を行ったところ、３回目のｐ３地点からの撮影において、５，６番目の各ターゲットｔが突部ｂのかげになって撮影画像に写し込まれていなかったとする。この場合、ｐ１，ｐ２及びｐ３の各地点からの撮影画像を解析した解析装置Ｅが、５，６番目のターゲットｔについての撮影が不足していることと、これまでの撮影方向とについて、小型通信端末Ｄを介して作業者に報知する。これにより、作業者は、５，６番目のターゲットｔの撮影不足を認識し、新たなｐ４地点からの撮影を行う。

このように、本実施形態によれば、カメラＣが工作物Ｂの撮影画像を解析装置Ｅに順次送信し、解析装置ＥはカメラＣから受信した撮影画像を解析して得た計測結果を小型通信端末Ｄに順次送信し、小型通信端末Ｄは解析装置Ｅから受信した計測結果を表示部ｄに表示するので、作業者は、撮影時に、小型通信端末Ｄの表示部ｄによって計測結果を確認しながら撮影を行うことができるため、作業者は、撮影時に、撮影進行状況に応じた計測結果を把握することができ、撮影不足のターゲットｔを把握でき、このため、撮影不足のターゲットｔの撮影を追加できるので、撮影時に必要数の画像を確実に取得することができ、よって写真撮影の作業効率を向上させることができる。

なお、図３は、本写真計測システムの変形例を示す概念図である。
複数の工場Ａ１，Ａ２，…Ａｎにおいてそれぞれ工作物Ｂ１，Ｂ２，…Ｂｎの撮影を行うカメラＣ１，Ｃ２，…Ｃｎは、撮影画像に小型通信端末Ｄ１，Ｄ２，…Ｄｎの識別情報を付加して解析装置Ｅ’に送信する。解析装置Ｅ’は、複数のカメラＣ１，Ｃ２，…Ｃｎから撮影画像及び識別情報の伝送を受け付けるサーバとして機能すると共に、同一の識別情報が付加された撮影画像毎に解析を行って、該解析により得た計測結果を、識別情報が示す小型通信端末Ｄ１，Ｄ２，…Ｄｎに送信する。

また、本実施形態では、状況報知装置を小型通信端末Ｄとして説明したが、実施にあたっては、状況報知装置は、小型或いは携帯型の端末でなくとも、作業者が該装置による報知内容を任意のタイミングで確認可能に所持できるものであればよい。
更に、状況報知装置は、小型通信端末Ｄのように表示部ｄを備えるものでなくてもよく、例えばスピーカー等を備え、音声により作業者に計測結果を報知するものであってもよい。

本発明の一実施形態における写真計測システムの概要を示す概念図である。 本発明の一実施形態における写真計測システムの動作を示すシーケンス図である。 本発明の他の実施形態における写真計測システムの概要を示す概念図である。

符号の説明

Ａ…工場、 Ｂ…工作物（計測対象物）、 ｂ…突部、 Ｃ…カメラ、 Ｄ…小型通信端末（報知手段）、 ｄ…表示部、 Ｅ…解析装置、 Ｆ…解析室、 Ｎ…ネットワーク（通信回線）、 ｐ１〜ｐ４…撮影地点、 ｔ…ターゲット、 Ａ１，Ａ２，…工場、 Ｂ１，Ｂ２，…工作物（計測対象物）、 Ｃ１，Ｃ２，…カメラ、 Ｄ１，Ｄ２，…小型通信端末（報知手段）

Claims (4)

1. 計測対象物の各部位に設定されたターゲットをカメラを用いて複数方向から撮影し、所定の解析装置を用いて前記カメラが撮影した前記計測対象物の画像に所定の画像処理を施すことにより前記ターゲットの位置を計測する写真計測システムであって、
   前記カメラが撮影した前記計測対象物の画像を通信回線を介して前記解析装置に順次送信する画像伝送手段と、
   前記計測対象物の撮影現場に設けられ、前記通信回線を介して外部から受信した所定情報を報知する報知手段と、
   前記解析装置が出力した計測結果を前記通信回線を介して前記報知手段に順次送信する結果伝送手段とを備え、
   前記解析装置は、所望の計測精度を満足しない前記ターゲットの有無を前記計測結果の１つとして出力することを特徴とする写真計測システム。
2. 前記解析装置は、前記計測対象物の設計情報に基づく前記ターゲットの位置の理論値を記憶し、当該理論値と画像処理によって得られた測定値とが所定の閾値を超えて異なる場合には、この旨を計測結果の１つとして出力することを特徴とする請求項１に記載の写真計測システム。
3. 前記画像伝送手段は、前記計測対象物の画像に前記報知手段の識別情報を付加して前記解析装置に送信し、
   前記解析装置は、複数の前記画像伝送手段から前記画像及び前記識別情報を受信し、各画像伝送手段から受信した前記識別情報に対応する前記報知手段に前記計測結果を送信する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の写真計測システム。
4. 前記報知手段は、前記計測結果を画像表示する携帯表示装置であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の写真計測システム。

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