JP6068099B2 - Equipment for investigating the surface of road structures - Google Patents
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Description
道路構造物の表面、例えば、道路走行面、路面、舗装面、ジョイント部、トンネルの内壁面、擁壁の壁面の構造物の表面の欠陥を調査する装置に関するものである。 The present invention relates to a device for investigating surface defects of road structures such as road running surfaces, road surfaces, pavement surfaces, joints, inner wall surfaces of tunnels, and wall surfaces of retaining walls.
例えば、コンクリートやアスファルトを用いた道路構造物の走行面や舗装面、また、道路構造物同士や橋梁とのジョイント、トンネルの内壁面、擁壁の壁面は、それ自体の劣化に加え、長年にわたる気象の変化や、地盤の変化、荷重負荷、振動、酸化などの影響により、その表面にひび割れ、クラックや錆を始めとする欠陥が発生する。
このひび割れや錆などの欠陥は、道路構造物の本格的な損壊、即ち、部分的な破壊や剥離の前兆であるため、調査によってひび割れを早期に発見し、補修することは、構造物の損壊を防止する上で非常に重要な作業となっている。
For example, running and paving surfaces of road structures using concrete and asphalt, joints between road structures and bridges, inner wall surfaces of tunnels, and wall surfaces of retaining walls are not only deteriorated themselves, but also for many years. Defects such as cracks, cracks and rust occur on the surface due to the influence of weather changes, ground changes, load loading, vibration, oxidation, and the like.
These defects, such as cracks and rust, are a sign of serious damage to road structures, i.e., a sign of partial destruction or delamination. It has become a very important task in preventing this.
上記の欠陥の少なくとも一部を効率よく調査できるようにするため、本発明の出願人は、特願２０１１−２３７２４９号を提案した。
この従来の発明では、主要な照射領域が重複しないように配置された複数の照明手段で路面を斜めに照明して欠陥に影を生じやすくさせ、その照明領域を路面に対して垂直に撮影するよう配置された撮影手段で撮影して、撮影画像に含まれる影をひび割れとして抽出することにより、欠陥の調査を容易にする。
The applicant of the present invention has proposed Japanese Patent Application No. 2011-237249 in order to efficiently investigate at least a part of the above defects.
In this conventional invention, the road surface is obliquely illuminated with a plurality of illumination means arranged so that the main irradiation areas do not overlap so that a defect is easily shaded, and the illumination area is photographed perpendicular to the road surface. By taking a picture with photographing means arranged in this manner and extracting the shadow included in the photographed image as a crack, the defect investigation is facilitated.
しかしながら、上記の従来技術では、可視画像に基づいてひび割れを抽出するため、路面の色むらや汚れなどをひび割れと間違い、誤判定することがあった。
また、上記の従来技術では、わだちのような路面の歪みや、歪みを伴ったひび割れのような欠陥は、正確に判別することが困難であり、誤判定や、見逃しの恐れがあった。
However, in the above-described prior art, cracks are extracted based on a visible image, and therefore, uneven color and dirt on the road surface may be mistaken and erroneously determined as cracks.
Further, in the above-described conventional technology, it is difficult to accurately determine a road surface distortion such as a rut and a crack such as a crack accompanied by the distortion, and there is a risk of erroneous determination or oversight.
また、現在、実用化されている走行面の画像を撮影する調査装置、及び、壁面の画像を撮影する調査装置は、照明手段や撮影装置の数や規模が大きく、これらを同時に一台の車両に搭載することができなかった。
このため、走行面及び壁面の調査を実施するためには、２種類の調査用の専用車両が必要となり、コストや運用上のロスが非常に大きい、という問題があった。
In addition, the investigation device that captures the image of the running surface and the investigation device that captures the image of the wall surface, which are currently in practical use, have a large number and size of illumination means and imaging devices. Could not be installed.
For this reason, in order to carry out the investigation of the running surface and the wall surface, two types of special vehicles for investigation are required, and there is a problem that costs and operational losses are very large.
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、走行面に加え、壁面の欠陥の調査も、一台の車両で同時に実施できるようにすると共に、道路構造物の走行面に生じた欠陥を調査する際に、欠陥の誤検出や、見逃しをなくし、欠陥を確実に判別して構造物の状態を的確に調査できるようにする道路構造物の表面を調査する装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and in addition to the traveling surface, the wall surface can be investigated simultaneously with a single vehicle, and the traveling surface of the road structure is also provided. Providing equipment for investigating the surface of road structures so that it is possible to accurately detect the state of a structure by accurately detecting the defect and eliminating the false detection and oversight of the defect The purpose is to do.
上記目的を達成するため、本発明の第１発明に係る道路構造物の表面を調査する装置は、
車両の走行中に、道路構造物のうち、少なくとも道路走行面、及び、道路走行面の上方に道路走行面に対して立体的に構成される壁面をそれぞれ撮影し、撮影によって得られた撮影情報に基づいて道路構造物の表面の欠陥の判断に用いる画像を生成する道路構造物の表面を調査する装置において、
道路走行面に対し、車両の進行方向に対して直交する走行面撮影軸を設定し、その走行面撮影軸に沿って光線を照射する走行面照明手段と、
壁面に対し、車両の進行方向に対して直交する壁面撮影軸を設定し、その壁面撮影軸に沿って光線を照射する壁面照明手段と、
走行面撮影軸を撮影するラインセンサを備えた走行面撮影手段と、
壁面撮影軸を撮影するラインセンサを備えた壁面撮影手段と、
走行面撮影手段によって取得された走行面画像を結合して連続する調査対象画像を生成する走行面画像結合手段と、
壁面撮影手段によって取得された壁面画像を結合して連続する調査対象画像を生成する壁面画像結合手段と、
走行面画像結合手段及び壁面画像結合手段によって生成された調査対象画像を、調査用画像として表示するディスプレイ装置と
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an apparatus for investigating the surface of a road structure according to the first invention of the present invention comprises:
Photographing information obtained by photographing each of the road structures, at least the road traveling surface and the three-dimensional wall surface configured with respect to the road traveling surface above the road traveling surface, while the vehicle is traveling In an apparatus for investigating the surface of a road structure that generates an image used to determine the surface defect of the road structure based on
A traveling surface illumination unit that sets a traveling surface photographing axis perpendicular to the traveling direction of the vehicle with respect to the road traveling surface, and irradiates light along the traveling surface photographing axis;
Wall surface illumination means for setting a wall surface photographing axis perpendicular to the traveling direction of the vehicle with respect to the wall surface, and irradiating light along the wall surface photographing axis;
A traveling surface photographing means having a line sensor for photographing a traveling surface photographing axis;
Wall surface photographing means having a line sensor for photographing a wall surface photographing axis;
A traveling surface image combining unit that combines the traveling surface images acquired by the traveling surface photographing unit to generate a continuous investigation target image;
Wall surface image combining means for combining the wall surface images acquired by the wall surface photographing means to generate continuous investigation target images;
And a display device for displaying the investigation target image generated by the traveling surface image combining unit and the wall surface image combining unit as an image for investigation.
また、第２発明に係る道路構造物の表面を調査する装置は、第１発明において、
第１の走行面撮影軸に対応する、第１の走行面照明手段、及び、第１の走行面撮影手段を具備する第１の走行面画像取得システムと、
第２の走行面撮影軸に対応する、第２の走行面照明手段、及び、第２の走行面撮影手段を具備する第２の走行面画像取得システムと、
を具備し、
第１の走行面照明手段が、第１の走行面撮影軸に向けて、走行面に対して斜めに光線を照射し、
第１の走行面撮影手段が、第１の走行面撮影軸を、走行面に対して略垂直方向から撮影し、
第２の走行面照明手段が、第２の走行面撮影軸を、走行面に対して略垂直方向から光線を照射し、
第２の走行面撮影手段が、第２の走行面撮影軸に向けて、走行面に対して斜め方向から撮影する
ことを特徴とする。
Moreover, the apparatus for investigating the surface of the road structure according to the second invention is the first invention,
A first traveling surface image acquisition system comprising a first traveling surface illumination means and a first traveling surface photographing means corresponding to a first traveling surface photographing axis;
A second traveling surface image acquisition system comprising a second traveling surface illumination means and a second traveling surface photographing means corresponding to the second traveling surface photographing axis;
Comprising
The first traveling surface illumination means irradiates light rays obliquely with respect to the traveling surface toward the first traveling surface imaging axis,
The first traveling surface photographing means photographs the first traveling surface photographing axis from a direction substantially perpendicular to the traveling surface,
The second traveling surface illumination means irradiates the second traveling surface photographing axis with light rays from a direction substantially perpendicular to the traveling surface;
The second traveling surface photographing means is characterized in that the photographing is performed from an oblique direction with respect to the traveling surface toward the second traveling surface photographing axis.
また、第３発明に係る道路構造物の表面を調査する装置は、第２発明において、
少なくとも第２の走行面照明手段が、第２の走行面撮影軸に対し、レーザ光線を照射して、第２の走行面撮影軸上に線状のマーカを形成し、
第２の走行面撮影手段が、第２の走行面撮影軸上に形成されたマーカを撮影する
ことを特徴とする。
Moreover, the apparatus for investigating the surface of the road structure according to the third invention is the second invention,
At least the second traveling surface illumination means irradiates the second traveling surface imaging axis with a laser beam to form a linear marker on the second traveling surface imaging axis,
The second traveling surface photographing means photographs a marker formed on the second traveling surface photographing axis.
また、第４発明に係る道路構造物の表面を調査する装置は、第１から第３発明の何れかにおいて、
壁面照明手段が、壁面撮影軸に向けて、壁面に対して斜めに光線を照射し、
壁面撮影手段が、壁面撮影軸を、壁面に対して略垂直方向から撮影する
ことを特徴とする。
An apparatus for investigating the surface of a road structure according to the fourth invention is any one of the first to third inventions,
The wall illumination means irradiates the wall with a light beam obliquely toward the wall imaging axis,
The wall surface photographing means photographs the wall surface photographing axis from a direction substantially perpendicular to the wall surface.
また、第５発明に係る道路構造物の表面を調査する装置は、第１から第３発明の何れかにおいて、
壁面照明手段が、壁面撮影軸を、壁面に対して略垂直方向から光線を照射し、
壁面撮影手段が、壁面撮影軸に向けて、面壁面に対して斜め方向から撮影する
ことを特徴とする。
An apparatus for investigating the surface of a road structure according to the fifth invention is any one of the first to third inventions.
The wall surface illumination means irradiates the wall surface shooting axis with light from a direction substantially perpendicular to the wall surface,
The wall surface photographing means is characterized by photographing from an oblique direction with respect to the surface wall surface toward the wall surface photographing axis.
また、第６発明に係る道路構造物の表面を調査する装置は、第５発明において、
壁面照明手段が、壁面撮影軸に対し、レーザ光線を照射して、壁面撮影軸上に線状のマーカを形成し、
壁面撮影手段が、壁面撮影軸上に形成されたマーカを撮影する
ことを特徴とする。
Moreover, the apparatus for investigating the surface of the road structure according to the sixth invention is the fifth invention,
The wall surface illumination means irradiates a laser beam to the wall surface imaging axis to form a linear marker on the wall surface imaging axis,
The wall surface photographing means photographs the marker formed on the wall surface photographing axis.
また、第７発明に係る道路構造物の表面を調査する装置は、第１から第６発明の何れかにおいて、
走行面撮影手段及び壁面撮影手段の少なくとも一方が、カラー画像を撮影する
ことを特徴とする。
Moreover, the apparatus for investigating the surface of the road structure according to the seventh invention is any one of the first to sixth inventions,
At least one of the traveling surface photographing means and the wall surface photographing means captures a color image.
第１発明によれば、走行面及び壁面の撮影手段としてラインセンサを備えたカメラを使用するので、撮影手段によって撮影される撮影領域を、走行面または壁面撮影軸に沿った線状のごく狭い範囲に限定でき、各撮影手段及び各照明手段の設置数を抑えることができる。
このため、撮影前の撮影視野や照明の配光の設定の手間を大幅に軽減することができる。
According to the first aspect of the invention, since the camera provided with the line sensor is used as the photographing means for the traveling surface and the wall surface, the photographing area photographed by the photographing means is very narrow in a line along the traveling surface or the wall surface photographing axis. The range can be limited, and the number of each photographing unit and each lighting unit can be reduced.
For this reason, it is possible to significantly reduce the trouble of setting the field of view before shooting and the light distribution of illumination.
また、各撮影手段の撮影領域が、面状ではなく、線状であるため、例えば、隣接する撮影視野を有する撮影手段の撮影視野の調整は、隣接する撮影視野の端部の相対位置を調整するだけでよくなり、撮影手段の配置、撮影視野の調整が非常に容易になる。
また、各照明手段についても、照明すべき撮影領域が線状であるので、各照明手段の照射領域の調整、例えば、隣接する照射領域を有する照明手段の調整は、隣接する照射領域の端部位置の近傍のみが重複し、照射領域の主要な照射領域（大部分の照射領域）には、単独の照明手段からの光線が照射されるように配置、調整することが非常に容易になる。
In addition, since the imaging area of each imaging unit is not a plane but a line, for example, adjustment of the imaging field of an imaging unit having an adjacent imaging field of view adjusts the relative position of the end of the adjacent imaging field of view. This makes it easy to arrange the photographing means and adjust the photographing field of view.
Moreover, since the imaging area to be illuminated is also linear for each illumination means, adjustment of the illumination area of each illumination means, for example, adjustment of illumination means having an adjacent illumination area, is performed at the end of the adjacent illumination area. It is very easy to arrange and adjust so that only the vicinity of the position overlaps and the main irradiation area (most irradiation area) of the irradiation area is irradiated with light from a single illumination means.
また、面状の画像をモザイクのように配列して繋ぎ合わせる場合と異なり、調査対象画像の生成に必要な処理が処理が少なくてすみ、また、取り扱う画像のサイズも小さくなるので、本発明では、メモリを始めとするシステム構成を小規模のものとすることができる。 Also, unlike the case where planar images are arranged and joined like a mosaic, the processing required for generating the image to be investigated requires less processing, and the size of the image to be handled becomes smaller. The system configuration including the memory can be made small.
また、構成要素自体を小型化すると共に、構成要素数を減らすことができるので、装置全体をコンパクトにでき、走行面の撮影用の構成と、壁面の撮影用の構成を、１台の車両に搭載し、一度の走行で、走行面と壁面の両方を同時に撮影し、調査することができ、低コストの装置を用いて、短時間で効率よく道路構造物の表面を調査することが可能になる。 In addition, since the components themselves can be reduced in size and the number of components can be reduced, the entire apparatus can be made compact, and the configuration for shooting the running surface and the configuration for shooting the wall surface can be combined into one vehicle. Equipped with a single run, both the running surface and the wall surface can be photographed and investigated at the same time, and the surface of road structures can be efficiently investigated in a short time using low-cost equipment. Become.
第２発明によれば、第１発明の効果に加え、異なる種類の欠陥を調査し得る、異なる方式の画像取得システムを採用することにより、調査対象となる欠陥の種類を増やすことができるようになる。 According to the second invention, in addition to the effects of the first invention, by adopting different types of image acquisition systems capable of investigating different types of defects, the types of defects to be investigated can be increased. Become.
第３発明によれば、第１発明の効果に加え、走行面に形成された歪み、例えば、わだちを調査できるようになる。 According to the third invention, in addition to the effects of the first invention, it becomes possible to investigate the distortion formed on the traveling surface, for example, rut.
第４発明によれば、第１発明の効果に加え、トンネルの覆工面や擁壁の表面などの壁面に発生したひび割れ状の欠陥を調査できるようになる。 According to the fourth invention, in addition to the effects of the first invention, it becomes possible to investigate crack-like defects generated on the wall surface such as the tunnel lining surface and the retaining wall surface.
第５発明によれば、第１発明の効果に加え、トンネルの覆工面や擁壁の表面などの壁面に生じた歪みを検出できるようになる。 According to the fifth invention, in addition to the effect of the first invention, it is possible to detect distortion generated on the wall surface such as the tunnel lining surface and the retaining wall surface.
第６発明によれば、第１発明の効果に加え、トンネルの覆工面や擁壁の表面などの壁面に生じた歪みを検出できるようになる。 According to the sixth invention, in addition to the effects of the first invention, it is possible to detect distortion generated on the wall surface such as the tunnel lining surface and the retaining wall surface.
第７発明によれば、第１発明の効果に加え、ジョイントなどの金属部に生じたさびを調査できるようになる。 According to the seventh aspect, in addition to the effect of the first aspect, it becomes possible to investigate rust generated in a metal part such as a joint.
本発明は、撮影手段にラインセンサを備えたもの、即ち、ラインセンサカメラを採用することにより、システムをコンパクト化し、一台の車両で走行面と壁面を同時に撮影し、欠陥の調査を容易に実施可能にすることを特徴とする。
これにより、調査費要する費用、時間を圧縮することができる。
The present invention employs a line sensor in the photographing means, that is, adopts a line sensor camera to make the system compact, and it is easy to investigate defects by photographing the running surface and the wall simultaneously with one vehicle. It is possible to implement.
As a result, the cost and time required for the survey cost can be reduced.
また、システムのコンパクト化により、例えば、走行面に異なるタイプの撮影システムを採用し、異なるタイプの欠陥を調査対象とすることができるようになる。
この場合、同一の走行面から取得した調査結果を合成したり、組み合わせたりすることにより、単独の調査結果からでは判別が困難であった欠陥を新たに確認できるようになる。
以下、実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。
Further, with the compact system, for example, a different type of imaging system can be adopted for the traveling surface, and different types of defects can be investigated.
In this case, by combining or combining the survey results acquired from the same running surface, it becomes possible to newly confirm a defect that was difficult to discriminate from the single survey results.
Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated in detail.
図１は本発明に係る道路構造物の表面を調査する装置の実施例１を搭載する車両を示す側面図、図２は図１の車両の調査状態を示す説明側面図、図３は図２の第１の走行面画像取得システムの動作状態を示す背面図、図４は図２の第２の走行面画像取得システムの動作状態を示す背面図、図５は図２における照射領域を示す走行平面図、図６は図２の壁面照明手段の照射範囲を示す説明図、図７は図２の壁面照明手段の照射範囲を示す説明図、図８は図５で説明した壁面撮影手段の撮影範囲を示す説明図、図９は図５に示した照明状態の実施状態を示す説明図、図１０は第２の走行面画像取得システムの測定原理を示す説明図、図１１は第２の走行面画像取得システムによって得られる高さ画像の一例を示す説明図、図１２は第２の走行面画像取得システムによって得られるブリスタリングの解析画像を示す説明図、図１３はブリスタリング発生箇所の可視画像図、図１４は図１３の箇所のブリスタリング解析に基づく路面高さ画像図、図１５は図１４に基づくブリスタリング部の解析画像図、図１６は第２の走行面画像取得システムによる高分解能の高さ画像図、図１７は図１６からわだち情報が除去されたひび画像を示す解析画像図、図１８は走行面から得られた画像の合成画像図、図１９は壁面画像取得システムによって得られる画像図、図２０は走行面のカラー画像を示す画像説明図、図２１は第２の走行面画像取得システムによって得られる高さ画像の一例を示す説明図である。 FIG. 1 is a side view showing a vehicle equipped with Example 1 of an apparatus for investigating the surface of a road structure according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory side view showing an investigation state of the vehicle in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a rear view showing the operation state of the second traveling surface image acquisition system in FIG. 2, and FIG. 5 is a traveling view showing the irradiation area in FIG. FIG. 6 is an explanatory view showing an irradiation range of the wall surface illumination means of FIG. 2, FIG. 7 is an explanatory view showing an irradiation range of the wall surface illumination means of FIG. 2, and FIG. 8 is an image of the wall surface imaging means explained in FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram showing an implementation state of the illumination state shown in FIG. 5, FIG. 10 is an explanatory diagram showing a measurement principle of the second traveling surface image acquisition system, and FIG. 11 is a second traveling diagram. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a height image obtained by the surface image acquisition system, and FIG. FIG. 13 is a visible image diagram of the blistering occurrence location, FIG. 14 is a road surface height image diagram based on the blistering analysis of the location of FIG. 13, and FIG. 14 is an analysis image diagram of the blistering part, FIG. 16 is a high-resolution height image diagram obtained by the second running surface image acquisition system, and FIG. 17 is an analysis image diagram showing a crack image from which the information is removed from FIG. 18 is a composite image of images obtained from the running surface, FIG. 19 is an image obtained by the wall surface image acquisition system, FIG. 20 is an image explanatory view showing a color image of the running surface, and FIG. 21 is a second running image. It is explanatory drawing which shows an example of the height image obtained by a surface image acquisition system.
まず、図１〜図９について説明する。
図中、１は本発明に係る道路構造物の表面を調査する装置の実施例１を搭載する車両、１０は扉、１１は作業腕、１２は作業腕、１３−１は第１の走行面撮影手段、１３−１ａは第１の走行面撮影手段１３−１の撮影範囲、１３−２は第２の走行面撮影手段、１３−２ａは第２の走行面撮影手段１３−２の撮影範囲、１４−１は第１の走行面撮影手段、１４−１ａは第１の走行面撮影手段１４−１の撮影範囲、１４−２は第２の走行面撮影手段、１４−２ａは第２の走行面撮影手段１４−２の撮影範囲、１５０−１〜１５７−１は第１の走行面照明手段、１５−１ａは第１の走行面照明手段１５２−１及び１５３−１の照射範囲、１５−１ｂは第１の走行面撮影手段１５６−１及び１５７−１の照射範囲、１５−１ｃは第１の走行面撮影手段１５０−１及び１５１−１の照射範囲、１５−１ｄは走行面撮影手段１５４−１及び１５５−１の照射範囲、１５０−２は第２の走行面照明手段、 １５１−２は第２の走行面照明手段、１６は壁面照明手段、１６ａは壁面照明手段１６の照射範囲、１７は壁面撮影手段、１７ａは壁面撮影範囲である。
First, FIGS. 1 to 9 will be described.
In the figure, 1 is a vehicle equipped with Example 1 of an apparatus for investigating the surface of a road structure according to the present invention, 10 is a door, 11 is a work arm, 12 is a work arm, and 13-1 is a first running surface. The photographing means, 13-1a is the photographing range of the first traveling surface photographing means 13-1, 13-2 is the second traveling surface photographing means, and 13-2a is the photographing range of the second traveling surface photographing means 13-2. , 14-1 is a first traveling surface photographing means, 14-1a is a photographing range of the first traveling surface photographing means 14-1, 14-2 is a second traveling surface photographing means, and 14-2a is a second photographing surface. An imaging range of the traveling surface photographing means 14-2, 150-1 to 157-1 are first traveling surface illumination means, 15-1a is an irradiation range of the first traveling surface illumination means 152-1 and 153-1, 15 -1b is an irradiation range of the first traveling surface photographing means 156-1 and 157-1, and 15-1c is the first traveling surface photographing means. 50-1 and 151-1 irradiation range, 15-1d is traveling surface imaging means 154-1 and 155-1 irradiation range, 150-2 is second traveling surface illumination means, and 151-2 is second traveling. The surface illumination means, 16 is the wall surface illumination means, 16a is the irradiation range of the wall surface illumination means 16, 17 is the wall surface photographing means, and 17a is the wall surface photographing range.
車両１は、例えば道路維持作業に用いられる作業用トラックをベースとする作業車両である。
この車両１の荷台部分は、コンテナ状になっており、コンテナの一方の側面中央からコンテナ天井を横切って、反対側の側面を開閉するための扉１０が設けられる。
The vehicle 1 is a work vehicle based on a work truck used for road maintenance work, for example.
The loading platform portion of the vehicle 1 has a container shape, and a door 10 is provided to open and close the opposite side surface across the container ceiling from the center of one side surface of the container.
作業腕１１、１２は、車両の後部に、後方に突出するよう、進退制御可能に設けられ、常時は、図１に示されるように、車両１のコンテナに収納される。
車両１が水平面にあるときに、作業腕１１、１２の下方の走行面には、走行方向に直交する３本の走行面撮影軸が設定され、以下の説明では、車両から遠い側から、順次第１〜第３の走行面撮影軸と呼ぶ。
The work arms 11 and 12 are provided at the rear part of the vehicle so as to be able to advance and retreat so as to protrude rearward, and are normally stored in the container of the vehicle 1 as shown in FIG.
When the vehicle 1 is in a horizontal plane, three traveling plane imaging axes orthogonal to the traveling direction are set on the traveling plane below the work arms 11 and 12, and in the following description, sequentially from the side far from the vehicle. This is called the first to third travel surface imaging axes.
まず、走行面の画像取得システムについて説明する。
この実施例１では、走行面画像取得システムとして、第１及び第２の走行面画像取得システムを具備する。
第１の走行面画像取得システムは、第１の走行面撮影手段及び第１の走行面照明手段を具備し、第２の走行面画像取得システムは、第２の走行面撮影手段及び第２の走行面照明手段を具備する。
First, a traveling surface image acquisition system will be described.
In the first embodiment, as the traveling surface image acquisition system, first and second traveling surface image acquisition systems are provided.
The first traveling surface image acquisition system includes first traveling surface imaging means and first traveling surface illumination means, and the second traveling surface image acquisition system includes second traveling surface imaging means and second traveling surface imaging means. A traveling surface illumination means is provided.
実施例１の走行面の撮影において、前提として、第１の走行面撮影軸が、車両１を後方から見たときに、車両の左側から、中央を越える位置に渡って直線状に設定される。
次に、第２の走行面撮影軸は、第１の走行面撮影軸より車両１側に、車両１を後方から見たときに、車両の右側から中央を越える位置に渡って直線状に設定される。
次に、第３の走行面撮影軸は、第２の走行面撮影軸より車両１側に、車両１を後方から見たときに、車両の左側から右側を横切るよう直線状に設定される。
In the imaging of the traveling surface of the first embodiment, the first traveling surface imaging axis is set linearly from the left side of the vehicle to the position beyond the center when the vehicle 1 is viewed from the rear. .
Next, the second travel surface imaging axis is set linearly across the position from the right side of the vehicle to the center when the vehicle 1 is viewed from the rear, on the vehicle 1 side from the first travel surface imaging axis. Is done.
Next, the third travel surface imaging axis is set linearly so as to cross the right side from the left side of the vehicle when the vehicle 1 is viewed from the rear, on the vehicle 1 side from the second travel surface imaging axis.
第１の走行面撮影手段１３−１は、一方の作業腕１１の中程に、設けられるラインセンサカメラである。
この第１の走行面撮影手段１３−１は、車両１が水平面にあるときに、第１の走行面撮影軸を真上から撮影するよう設けられ、撮影範囲１３−１ａを有する。
The first traveling surface photographing means 13-1 is a line sensor camera provided in the middle of one work arm 11.
The first traveling surface photographing means 13-1 is provided so as to photograph the first traveling surface photographing axis from directly above when the vehicle 1 is on a horizontal plane, and has a photographing range 13-1a.
第１の走行面撮影手段１４−１は、他方の作業腕１２の中程に、設けられるラインセンサカメラである。
この第１の走行面撮影手段１４−１は、車両１が水平面にあるときに、第２の走行面撮影軸を真上から撮影するよう設けられ、撮影範囲１４−１ａを有する。
The first traveling surface photographing means 14-1 is a line sensor camera provided in the middle of the other work arm 12.
The first traveling surface photographing means 14-1 is provided so as to photograph the second traveling surface photographing axis from directly above when the vehicle 1 is on a horizontal plane, and has a photographing range 14-1a.
次に、第１の走行面照明手段１５０−１〜１５７−１について説明する。
これら第１の走行面照明手段１５０−１〜１５７−１は、車両１を後方から見たときに、左から順に配列され、その照射光が車両１を横から見たときに走行面に対して斜めに入射するよう配置される。
Next, the first traveling surface illumination means 150-1 to 157-1 will be described.
These first traveling surface illumination means 150-1 to 157-1 are arranged in order from the left when the vehicle 1 is viewed from the rear, and the irradiation light is directed to the traveling surface when the vehicle 1 is viewed from the side. So that it is incident obliquely.
第１の走行面照射手段１５０−１、１５１−１は、車両１を後方から見たときに、第２の走行面撮影軸の左側半分を斜め左上方向から照射するよう調整され、照射範囲１５−１ｃを照射する。 The first traveling surface irradiation means 150-1 and 151-1 are adjusted so as to irradiate the left half of the second traveling surface imaging axis from the diagonally upper left direction when the vehicle 1 is viewed from the rear, and the irradiation range 15 Irradiate -1c.
第１の走行面照射手段１５２−１、１５３−１は、車両１を後方から見たときに、第１の走行面撮影軸の左側半分を斜め右上方向から照射するよう調整され、照射範囲１５−１ａを照射する。 The first traveling surface irradiation means 152-1 and 153-1 are adjusted so as to irradiate the left half of the first traveling surface imaging axis from the diagonally upper right direction when the vehicle 1 is viewed from the rear. Irradiate -1a.
第１の走行面照射手段１５４−１、１５５−１は、車両１を後方から見たときに、第２の走行面撮影軸の右側半分を斜め左上方向から照射するよう調整され、照射範囲１５−１ｄを照射する。 The first traveling surface irradiation means 154-1 and 155-1 are adjusted so as to irradiate the right half of the second traveling surface imaging axis from the diagonally upper left direction when the vehicle 1 is viewed from the rear, and the irradiation range 15 Irradiate -1d.
第１の走行面照射手段１５６−１、１５７−１は、車両１を後方から見たときに、第１の走行面撮影軸の右側半分を斜め右上方向から照射するよう調整され、照射範囲１５−１ｂを照射する。 The first traveling surface irradiation means 156-1 and 157-1 are adjusted to irradiate the right half of the first traveling surface imaging axis from the diagonal upper right direction when the vehicle 1 is viewed from the rear, and the irradiation range 15 Irradiate -1b.
第２の走行面撮影手段１３−２は、一方の作業腕１１の先端側に設けられる高速３Ｄ計測カメラシステムである。
第２の走行面撮影手段１３−２は、車両１を後方から見たときに、車両１近傍の第３の走行面撮影軸の左側半分を、車両１後部から離れた位置から斜めに撮影するよう、その撮影方向が調整され、撮影範囲１３−２ａを有する。
この撮影範囲は、図４において、作業腕１１の下方に斜めに延びる２本の点線に挟まれる範囲である。
The second traveling surface photographing means 13-2 is a high-speed 3D measurement camera system provided on the distal end side of one work arm 11.
When the vehicle 1 is viewed from the rear, the second traveling surface photographing means 13-2 photographs the left half of the third traveling surface photographing axis in the vicinity of the vehicle 1 obliquely from a position away from the rear portion of the vehicle 1. Thus, the shooting direction is adjusted to have a shooting range 13-2a.
This imaging range is a range between two dotted lines extending obliquely below the work arm 11 in FIG.
第２の走行面撮影手段１４−２は、他方の作業腕１２の先端側に設けられる高速３Ｄ計測カメラシステムである。
第２の走行面撮影手段１４−２は、車両１を後方から見たときに、車両１近傍の第３の走行面撮影軸の右側半分を、車両１後部から離れた位置から斜めに撮影するよう、その撮影方向が調整され、撮影範囲１４−２ａを有する。
この撮影範囲は、図４において、作業腕１２の下方に斜めに延びる２本の点線に挟まれる範囲である。
The second traveling surface photographing means 14-2 is a high-speed 3D measurement camera system provided on the distal end side of the other work arm 12.
When the vehicle 1 is viewed from the rear, the second traveling surface photographing unit 14-2 obliquely photographs the right half of the third traveling surface photographing axis in the vicinity of the vehicle 1 from a position away from the rear portion of the vehicle 1. Thus, the shooting direction is adjusted to have a shooting range 14-2a.
This shooting range is a range sandwiched between two dotted lines extending obliquely below the work arm 12 in FIG.
第２の照明手段１５０−２は、一方の作業腕１１の根元側に設けられるレーザ光照射装置である。
第２の照明手段１５０−２は、車両１を後方から見たときに、車両１近傍の第３の走行面撮影軸の左側半分を真上から直線状に照射するよう配置される。
この第２の照明手段１５０−２の照射範囲は、図４において、作業腕１１の下方に斜めに延びる２本の実線に挟まれる範囲である。
The second illumination unit 150-2 is a laser beam irradiation device provided on the base side of one work arm 11.
The second illuminating means 150-2 is arranged so as to irradiate the left half of the third traveling surface imaging axis in the vicinity of the vehicle 1 linearly from directly above when the vehicle 1 is viewed from the rear.
The irradiation range of the second illumination unit 150-2 is a range between two solid lines extending obliquely below the work arm 11 in FIG.
第２の照明手段１５１−２は、他方の作業腕１２の根元側に設けられるレーザ光照射装置である。
第２の照明手段１５１−２は、車両１を後方から見たときに、車両１近傍の第３の走行面撮影軸の右側半分を真上から直線状に照射するよう配置される。
この第２の照明手段１５１−２の照射範囲は、図４において、作業腕１２の下方に斜めに延びる２本の実線に挟まれる範囲である。
なお、図３及び図４において、作業腕１１、１２に設けられる各撮影手段及び照明手段は、作業腕１１、１２に内蔵されるので、後方からは視認できない。
The second illumination unit 151-2 is a laser beam irradiation device provided on the base side of the other work arm 12.
The second illumination unit 151-2 is arranged so as to irradiate the right half of the third traveling surface imaging axis in the vicinity of the vehicle 1 linearly from directly above when the vehicle 1 is viewed from the rear.
The irradiation range of the second illumination means 151-2 is a range sandwiched between two solid lines extending obliquely below the work arm 12 in FIG.
3 and 4, the photographing means and the illumination means provided in the work arms 11 and 12 are built in the work arms 11 and 12, and therefore cannot be viewed from the rear.
このため、各撮影手段及び照明手段の引き出し線は、それぞれが内臓される作業腕１１、１２に関連付けられる。
また、作業腕１２に設けられる各手段の配置は、図２と略対称であり、第１の走行面撮影手段１４−１の位置が、撮影軸の前後位置に対応して、変位して設けられる。
For this reason, the lead lines of the respective photographing means and illumination means are associated with the work arms 11 and 12 in which they are incorporated.
Further, the arrangement of each means provided on the work arm 12 is substantially symmetric with respect to FIG. It is done.
また、上記の実施例には、図示しない走行面画像結合手段、壁面画像結合手段、及び、少なくとも取得した画像と生成した画像を表示するディスプレイ装置が設けられる。
走行面画像結合手段及び壁面画像結合手段は、後述の各画像取得システムにおける画像の結合を実行する際に、各画像を所定の配置で結合や合成する処理を行う。
また、ディスプレイ装置は、本発明に係る装置を走査するオペレータ等に対し、画像取得時の設定の調整や、結合の微調整、合成の微調整、欠陥の確認のために、取得した画像、及び、生成された画像を提示する。
In the above-described embodiment, a traveling surface image combining unit, a wall surface image combining unit, and a display device that displays at least the acquired image and the generated image are provided.
The running surface image combining unit and the wall surface image combining unit perform processing of combining and combining the images in a predetermined arrangement when executing image combining in each image acquisition system described later.
In addition, the display device, for an operator who scans the device according to the present invention, adjusts the setting at the time of image acquisition, fine adjustment of the combination, fine adjustment of the synthesis, confirmation of the defect, Present the generated image.
次に、壁面画像取得システムについて説明する。
壁面画像取得システムは、壁面照明手段１６及び壁面撮影手段１７を具備する。
実施例１の壁面の撮影において、前提として、車両の進行方向に対して直交し、車両１の一方の側方から天井を経由して他方の側方に至る直線状の壁面撮影軸が設定される。
Next, the wall surface image acquisition system will be described.
The wall surface image acquisition system includes wall surface illumination means 16 and wall surface photographing means 17.
In the photographing of the wall surface of the first embodiment, as a premise, a linear wall surface photographing axis that is orthogonal to the traveling direction of the vehicle and extends from one side of the vehicle 1 to the other side through the ceiling is set. The
壁面照明手段１６は、扉１０を開いたときに、車両の側方から上方にかけて所要の配光で照明するよう、車両１の荷台に設けられる。
壁名照明手段１６には、図示しない光源が複数も受けられており、これらの光源は、壁面撮影軸に向けて光線を照射し、例えば、図６及び図７に示したような照射範囲１６ａを有する。
The wall surface illumination means 16 is provided in the loading platform of the vehicle 1 so as to illuminate with a required light distribution from the side of the vehicle to the top when the door 10 is opened.
The wall name illuminating means 16 receives a plurality of light sources (not shown). These light sources irradiate light rays toward the wall surface photographing axis. For example, an irradiation range 16a as shown in FIGS. Have
図６及び図７に示した照射範囲１６ａは、例えば、同一方向２車線のトンネルを想定した配光パターンであり、左側車線の走行中には、車両１の左側のトンネル下縁から、トンネル天井中央を越えた領域に至る壁面撮影軸を照射するよう調整される。
また、右側車線の走行中には、左側車線とは対称的に、車両１の右側のトンネル下縁から、トンネル天井中央を越えた領域に至る壁面撮影軸を照射するよう調整される。
壁面撮影手段１７は、ラインセンサカメラであり、扉１０を開いたときに、壁面照明手段１６の照明範囲内にある壁面撮影軸を撮影するよう、車両１の荷台に設けられる。
The irradiation range 16a shown in FIGS. 6 and 7 is, for example, a light distribution pattern assuming a two-lane tunnel in the same direction. During traveling in the left lane, the tunnel ceiling extends from the lower tunnel edge on the left side of the vehicle 1. It is adjusted to illuminate the wall surface shooting axis that reaches the area beyond the center.
In addition, while traveling in the right lane, the wall surface shooting axis extending from the lower tunnel edge on the right side of the vehicle 1 to the region beyond the center of the tunnel ceiling is adjusted symmetrically with the left lane.
The wall surface photographing means 17 is a line sensor camera and is provided on the loading platform of the vehicle 1 so as to photograph the wall surface photographing axis within the illumination range of the wall surface illumination means 16 when the door 10 is opened.
本実施例においては、一回の撮影で使用される壁面撮影手段１７は２台であり、図８に示したように、１台あたり約８１度で広がる撮影範囲を有するものを配置して、撮影すべき壁面撮影軸を分担して撮影する。
なお、図８は左側車線の場合を示すが、右側車線の場合には、図８と対称に配置された壁面撮影手段を用い、同様に撮影を実行する。
In the present embodiment, there are two wall surface photographing means 17 used for one photographing, and as shown in FIG. 8, the one having a photographing range extending by about 81 degrees per one is arranged, Take a picture with the wall axis to be shot.
Although FIG. 8 shows the case of the left lane, in the case of the right lane, photographing is performed in the same manner using wall surface photographing means arranged symmetrically with FIG.
上記の壁面撮影システムを用いて壁面の画像取得の状態の一例は、図９に示した通りである。
この図９中、トンネル内壁面に形成された白い帯状の領域が、壁面照射範囲であり、この内側に、壁面撮影軸が設定されていることになる。
An example of the state of image acquisition of the wall surface using the above-described wall surface photographing system is as shown in FIG.
In FIG. 9, the white belt-like region formed on the inner wall surface of the tunnel is the wall surface irradiation range, and the wall surface photographing axis is set inside this region.
次に、上記実施例１の第１の走行面画像取得システム、第２の走行面画像取得システム、及び、壁面画像取得システムの動作について説明する。
まず、第１の走行面画像取得システムは、本願出願人が、特願２０１１−２３７２４９で提案したものと基本的に同様のシステムである。
Next, operations of the first traveling surface image acquisition system, the second traveling surface image acquisition system, and the wall surface image acquisition system of the first embodiment will be described.
First, the first traveling surface image acquisition system is basically the same system as the one proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 2011-237249.
この第１の走行面画像取得システムでは、走行面に対し、同一方向から斜めに照明を照射し、走行面に生じたひび割れ等の欠陥に影を生じさせ、欠陥を明瞭に判別できるようにした上で、この照射範囲を、走行面に対して真上、即ち、略鉛直方向から撮影することにより、この影を撮影して、走行面の欠陥を調査する。
実施例１では、各走行面撮影手段で撮影される画像は、理論上は、一連の帯状の画像４枚となる。
In this first traveling surface image acquisition system, the traveling surface is illuminated obliquely from the same direction, shadows are generated on defects such as cracks on the traveling surface, and the defects can be clearly identified. Above, this shadow is image | photographed by image | photographing this irradiation range directly above with respect to a running surface, ie, a substantially perpendicular direction, and the defect of a running surface is investigated.
In the first embodiment, the images photographed by the respective traveling surface photographing means are theoretically four series of belt-shaped images.
本実施例では、図示しない走行距離測定装置から得られる撮影位置情報を参照し、各帯状の画像から、走行方向に対して横方向に連続する画像を含む所定範囲の画像の相互位置を微調整した上で結合し、走行面全体の一連の画像を形成する。
この画像では、ひび割れを明瞭に確認できる一方で、走行面の色むらや汚れをひび割れと間違えて誤判定する可能性を排除できない。
In this embodiment, with reference to shooting position information obtained from a travel distance measuring device (not shown), the mutual position of images in a predetermined range including images continuous in the lateral direction with respect to the travel direction is finely adjusted from each band-shaped image. Are combined to form a series of images of the entire running surface.
In this image, cracks can be clearly confirmed, but the possibility of misjudgment of color unevenness and dirt on the running surface as cracks cannot be excluded.
次に、第２の走行面画像取得システムの測定原理について説明する。
この第２の走行面画像取得システムでは、わだち測定、ブリスタリング（空気だまり）検出を行う。
この第２の走行面画像取得システムでは、図１０に示すように、測定対象物に対してスリットレーザを直情から照射し、このスリットレーザをマーカとして、エリアカメラから斜めにマーカ撮影を行う。
Next, the measurement principle of the second traveling surface image acquisition system will be described.
In this second running surface image acquisition system, rudder measurement and blistering (air clogging) detection are performed.
In this second traveling surface image acquisition system, as shown in FIG. 10, a slit laser is radiated from an instinct to a measurement object, and marker imaging is performed obliquely from an area camera using this slit laser as a marker.
これは、３次元形状測定技術の一種であり、対象物が平面の場合は、マーカは直線として映るが、凹凸などの歪みがある場合には、マーカが歪んで映る。
この歪みをプロファイル化することにより、測定制度１ｍｍ以下で走行面の状態を調査することが可能になる。
This is a kind of three-dimensional shape measurement technique. When the object is a plane, the marker appears as a straight line, but when there is distortion such as unevenness, the marker appears distorted.
By profiling this distortion, it becomes possible to investigate the state of the running surface with a measurement system of 1 mm or less.
上記の測定で得られる画像の一例として、図１１を示す。
この図１１は、測定によって得られた高さ情報から、高さが低くなるほど暗色に変化するよう生成された高さ画像を示すものであり、この高さ画像からわだちの状況、及び、ひび割れを特定することができる。
なお、図１１の画像中、下側の折れ線グラフによって示された高さは、高さ画像の横線で示した部分の高さを示すものである。
FIG. 11 shows an example of an image obtained by the above measurement.
FIG. 11 shows a height image generated from the height information obtained by the measurement so as to change to a darker color as the height is lower. From the height image, the situation of the rut and cracks are shown. Can be identified.
Note that the height indicated by the lower line graph in the image of FIG. 11 indicates the height of the portion indicated by the horizontal line of the height image.
また、第２の走行面画像取得システムで、高分解能の３次元計測技術を用いれば、走行面の表面形状をより詳細に把握できる。
具体的には、高分解能３次元計測技術を用いることによって、鋼床板橋などで発生する局所的なブリスタリング部を確認できるようにすることできる。
Moreover, if the high-resolution three-dimensional measurement technique is used in the second traveling surface image acquisition system, the surface shape of the traveling surface can be grasped in more detail.
Specifically, by using a high-resolution three-dimensional measurement technique, it is possible to confirm a local blistering portion that occurs in a steel deck bridge or the like.
例えば、高分解能３次元計測技術によって確認されるブリスタリングは、図１２に示されるように解析される。
このようなブリスタリングは、単なる可視画像では、図１３に示すように、確認できない。
For example, blistering confirmed by a high-resolution three-dimensional measurement technique is analyzed as shown in FIG.
Such blistering cannot be confirmed with a mere visible image as shown in FIG.
しかしながら、高分解能３次元計測技術に基づく上記の解析技術を利用すれば、図１４に示す高さ画像図を生成することができ、ブリスタリング部を確認することが可能になる。
さらに、この高さ画像を、赤外線調査に用いられるＪソフトで解析すると、図１５に示すように、ブリスタリング部のみを抽出し、その程度を解析画像から判定することが可能になる。
However, if the above analysis technique based on the high-resolution three-dimensional measurement technique is used, the height image diagram shown in FIG. 14 can be generated, and the blistering part can be confirmed.
Further, when this height image is analyzed by J software used for infrared survey, as shown in FIG. 15, it is possible to extract only the blistering portion and determine the degree from the analysis image.
次に、第２の走行面画像取得システムを用いたひび割れを抽出について説明する。
既に述べたとおり、可視画像（第１の走行面画像取得システムによる画像）からは、路面の色むら、汚れなどをひび割れと間違えて誤判定するため、可視画像に基づくひび割れの正確な自動検出は困難である。
Next, extraction of cracks using the second traveling surface image acquisition system will be described.
As already mentioned, from the visible image (image by the first running surface image acquisition system), the color unevenness of the road surface, dirt, etc. are mistakenly judged as cracks, so accurate automatic detection of cracks based on visible images is Have difficulty.
そこで、第２の走行面画像取得システムにより、高分解能の高さ画像（図１６）を生成し、この高さ画像図に対し、上記のＪソフトの画像フィルタ処理を実行すると、図１７に示される、わだち情報が除去されたひび画像が生成される。
このひび画像を解析することにより、ある程度、ひび割れを自動抽出することが可能になる。
Therefore, when a high-resolution height image (FIG. 16) is generated by the second running surface image acquisition system and the above J software image filtering process is executed on this height image diagram, it is shown in FIG. The crack image from which the rudder information is removed is generated.
By analyzing this crack image, it becomes possible to automatically extract cracks to some extent.
次に、ひび割れ等の欠陥の自動検出の高分解能化と、クラックシールなどの凹凸のないひび割れを判定する方法について説明する。
本実施例では、上記のとおり、第１の走行面画像取得システムでは可視画像を生成し、第２の走行面画像取得システムでは、１種類のひびを含むわだち画像と、２種類の解析画像を生成する。
Next, a description will be given of a method for increasing the resolution of automatic detection of defects such as cracks and a method for determining cracks without unevenness such as crack seals.
In the present embodiment, as described above, the first traveling surface image acquisition system generates a visible image, and the second traveling surface image acquisition system generates a rudder image including one type of crack and two types of analysis images. Generate.
このうち、可視画像と、ひびを含むわだち画像を合成すると、図１８（ａ）に示した合成画像が生成される。
なお、ここでいう合成とは、異なる種類の画像を、同一の撮影領域が重複するよう重ね合わせることを示す。
この画像では、ひび割れを正確に確認でき、より正確にひび割れを自動検出可能になる。
Among these, when a visible image and a rudder image including a crack are synthesized, a synthesized image shown in FIG. 18A is generated.
Note that the term “composite” here refers to superimposing different types of images so that the same imaging region overlaps.
In this image, the crack can be accurately confirmed, and the crack can be automatically detected more accurately.
また、可視画像と、ブリスタリング部の解析画像を合成すると、図１８（ｂ）に示した合成画像が生成される。
この画像では、走行面に生じたブリスタリング部を正確に確認できるようになり、より正確にブリスタリング部を自動検出可能になる。
Further, when the visible image and the analysis image of the blistering unit are combined, the combined image shown in FIG. 18B is generated.
In this image, the blistering portion generated on the running surface can be accurately confirmed, and the blistering portion can be automatically detected more accurately.
また、可視画像と、ひび画像を示す解析画像図を合成すると、図１８（ｃ）に示した合成画像が生成される。
この画像では、走行面に生じたわだちを正確に確認できるようになり、より正確にわだちを自動検出可能になる。
Further, when the visible image and the analysis image diagram showing the cracked image are combined, the combined image shown in FIG. 18C is generated.
In this image, it becomes possible to accurately check the rudder generated on the running surface, and it is possible to automatically detect the rudder more accurately.
次に、実施例１の壁面画像取得システムによって得られた画像の具体例について説明する。
上記の壁面画像取得システムでは、４帯に分割された状態で取得されたトンネル内壁面の画像が、互いの相対位置を調整した上で結合され、トンネル内壁面の連続した画像を生成する。
Next, a specific example of an image obtained by the wall surface image acquisition system according to the first embodiment will be described.
In the above-described wall surface image acquisition system, the images of the tunnel inner wall surfaces acquired in the state of being divided into four bands are combined after adjusting their relative positions to generate a continuous image of the tunnel inner wall surface.
具体的には、図１９に示されるような画像が生成される。
この画像は、図の左右方向が車両の進行方向であり、上下方向が撮影軸に沿った方向となる。
この画像によれば、トンネル内壁面や目地の状態をはっきりと確認することができ、壁面の調査を正確に実行することができる。
Specifically, an image as shown in FIG. 19 is generated.
In this image, the horizontal direction in the figure is the traveling direction of the vehicle, and the vertical direction is the direction along the imaging axis.
According to this image, the state of the inner wall surface and joints of the tunnel can be clearly confirmed, and the wall surface can be accurately investigated.
次に、上記実施例１の変更例について説明する。
上記実施例１の第１の走行面画像取得システムの第１の走行面撮影手段に、カラー撮影機能を具備したものを用いた場合、走行面のジョイント部の錆やひびを明確に判別できるようになる。
この画像の一例を、図２０に示した。
Next, a modified example of the first embodiment will be described.
When the first traveling surface image capturing unit of the first traveling surface image acquisition system of the first embodiment having a color photographing function is used, it is possible to clearly determine rust and cracks in the joint portion of the traveling surface. become.
An example of this image is shown in FIG.
なお、この画像では、便宜上すべて白黒写真として写されているが、実際には、錆部モノクロ画像以外はすべてカラー画像である。
このカラー画像においては、ひび部も鮮明に確認することができる。
また、さび部モノクロ画像では、さびの発生の確認は困難であるが、さび部カラー画像では、接続部に係る白線部分に、茶色く浮かび上がったさびを明確に確認することができる。
In this image, all black and white photographs are shown for convenience, but in reality, all the images other than the rust portion monochrome images are color images.
In this color image, cracks can also be clearly observed.
Moreover, in the rust portion monochrome image, it is difficult to confirm the occurrence of rust, but in the rust portion color image, it is possible to clearly confirm the rust that appears brown in the white line portion related to the connection portion.
次に、上記の図１１と同様の高さ画像の他の一例として、図１１とは異なる領域の撮影によって得られた画像例を図２１に示す。
この画像例でも、わだち及びクラックを明瞭に確認することが可能である。
Next, as another example of the height image similar to FIG. 11 described above, an example of an image obtained by photographing an area different from that in FIG. 11 is shown in FIG.
Even in this image example, it is possible to clearly confirm rubbing and cracks.
次に、壁面撮影手段の配置パターンについて、図８とは異なるパターンの例を図２２に示す。
この配置パターンでは、一回の走行で使用される撮影装置は、３台であり、１台あたりの撮影範囲の広がりは、約６１度である。
なお、撮影装置の数や各撮影装置の撮影範囲の広がり角度は、実施例に限定されるものではなく、撮影対象の形状や規模に応じて、適宜設定できるものである。
Next, FIG. 22 shows an example of a pattern different from FIG. 8 regarding the arrangement pattern of the wall surface photographing means.
In this arrangement pattern, three imaging devices are used in one run, and the expansion of the imaging range per unit is about 61 degrees.
Note that the number of photographing devices and the spread angle of the photographing range of each photographing device are not limited to the embodiment, and can be set as appropriate according to the shape and scale of the photographing object.
本発明は上記のように構成されるので、本発明によると、各画像取得システムをきわめて単純な構成とすることができる上、取得された画像を極めて単純に管理することができるようになるので、簡単で負荷の少ない処理で画像を処理し、合成し、解析することができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。 Since the present invention is configured as described above, according to the present invention, each image acquisition system can be configured to be very simple, and acquired images can be managed very simply. Since the images can be processed, synthesized, and analyzed with simple and low-load processing, the entire apparatus can be made compact.
このため、本発明では、走行面とトンネル内壁面のような壁面の調査を、一台の車両で同時に実施できるようになり、機材の導入コスト、ランニングコストを大幅に圧縮することができる。
また、一台の車両で、複数種類の画像情報を取得できるようになったことで、多様な欠陥を正確に確認できるようになり、さらには、得られた画像情報を相互に関連付けることによって、欠陥の認知精度を飛躍的に高めることができるようになり、その結果、欠陥の自動検出につなげることを可能にする。
For this reason, in the present invention, it becomes possible to simultaneously investigate a running surface and a wall surface such as a tunnel inner wall surface with one vehicle, and the introduction cost and running cost of equipment can be greatly reduced.
In addition, since it is now possible to acquire multiple types of image information with a single vehicle, it becomes possible to accurately check various defects, and by correlating the obtained image information with each other, It becomes possible to dramatically improve the recognition accuracy of defects, and as a result, it is possible to lead to automatic detection of defects.
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではない。
例えば、第１の照明手段の配置及び数は、本実施例に限定されるものではなく、走行面に対し、斜めに光線を照射して、ひびに影を生じされることができれば、適宜設計変更が可能である。
In addition, this invention is not limited to said Example.
For example, the arrangement and the number of the first illumination means are not limited to the present embodiment, and can be appropriately designed as long as they can irradiate light rays obliquely to the traveling surface and cause shadows on the cracks. It can be changed.
また、第１の照明手段として、いわゆるライン照明とすることが推奨される。
また、壁面の照明手段として、第１の照明手段と同様のパターンの照明を採用しても良い。
また、各解析画像図、合成画像図において、測定高さに応じて変化するカラー画像を採用することが推奨される。
Also, it is recommended that the first illumination means be so-called line illumination.
Moreover, you may employ | adopt the illumination of the pattern similar to a 1st illumination means as an illumination means of a wall surface.
In addition, it is recommended to use a color image that changes according to the measurement height in each analysis image diagram and composite image diagram.
また、照明手段の光源には、ＬＥＤ照明の他、ハロゲンランプ、メタルはライドランプ（ＨＩＤ）など、どのような種類の光源を使用しても良い。
また、第１の照明手段によって照射される光線は、欠陥に対して斜めに照射され、欠陥に陰影を発生し得るものであればどのような角度であってもよいが、構造物の表面に対して４０〜５０度程度であれば、好適な陰影を発生させることができる。
Further, as the light source of the illuminating means, any type of light source such as a halogen lamp and a metal lamp (HID) may be used in addition to LED illumination.
The light beam irradiated by the first illuminating means may be at any angle as long as it is irradiated obliquely with respect to the defect and can cause a shadow on the defect. On the other hand, if it is about 40 to 50 degrees, a suitable shadow can be generated.
また、撮影手段の撮影方向は、実施例では、撮影領域に対して垂直になるよう配置されているが、画像内の陰影の確認が困難にならなければ、垂直でなくてもよい。 In the embodiment, the photographing direction of the photographing unit is arranged so as to be perpendicular to the photographing region, but may not be perpendicular if it is not difficult to confirm the shadow in the image.
また、上記実施例において、この装置全体を制御するための操作短間として、ノートパソコンのようなモバイル端末を採用することが望ましく、この端末を車両の運転室に設置し、調査のために撮影を行っている間、端末の表示手段に、撮影結果及び補正結果の画像のうち、少なくともいずれか一方を表示し、ユーザが、処理の進捗状況を運転室で確認できるようにしてもよい。 Also, in the above embodiment, it is desirable to adopt a mobile terminal such as a notebook computer as a short operation time for controlling the entire apparatus. This terminal is installed in the cab of the vehicle and photographed for investigation. During the process, at least one of the image of the photographing result and the correction result may be displayed on the display unit of the terminal so that the user can check the progress of the process in the cab.
また、各画像取得システムの調査対象は、コンクリートやアスファルトを用いた道路構造物の走行面や舗装面、また、道路構造物同士や橋梁とのジョイント、トンネルの内壁面、擁壁の壁面など、車両の走行中に面する構造物であればどのようなものであってもよく、これらの構造物に付帯された照明や金具等のさび具合などを調査対象としてもよい。
さらに、本発明は、本発明の範囲内で自由に設計変更し得るものであり、上記実施例に限定されるものではない。
In addition, the survey targets of each image acquisition system include roads and pavement surfaces of road structures using concrete and asphalt, joints between road structures and bridges, inner walls of tunnels, walls of retaining walls, etc. Any structure may be used as long as the vehicle faces while the vehicle is traveling, and the rusting condition of lighting, metal fittings, and the like attached to these structures may be investigated.
Furthermore, the present invention can be freely modified within the scope of the present invention, and is not limited to the above embodiments.
本発明では、一台の車両で、一度に走行面と壁面の調査を正確かつ迅速にできるようになると共に、走行面の欠陥を正確に検出できるようになり、ユーザの利便性の向上、経済的な負担の抑制の点で利用可能性が高い。 According to the present invention, it is possible to accurately and quickly investigate the running surface and the wall surface at a time with one vehicle, and it becomes possible to accurately detect defects on the running surface, improving user convenience and economy. The possibility of use is high in terms of restraining the burden on the environment.
１ 本発明に係る道路構造物の表面を調査する装置の実施例１を搭載する車両
１０ 扉
１１ 作業腕
１２ 作業腕
１３−１ 第１の走行面撮影手段
１３−１ａ 第１の走行面撮影手段１３−１の撮影範囲
１３−２ 第２の走行面撮影手段
１３−２ａ 第２の走行面撮影手段１３−２の撮影範囲
１４−１ 第１の走行面撮影手段
１４−１ａ 第１の走行面撮影手段１４−１の撮影範囲
１４−２ 第２の走行面撮影手段
１４−２ａ 第２の走行面撮影手段１４−２の撮影範囲
１５０−１ 第１の走行面照明手段
１５１−１ 第１の走行面照明手段
１５２−１ 第１の走行面照明手段
１５３−１ 第１の走行面照明手段
１５４−１ 第１の走行面照明手段
１５５−１ 第１の走行面照明手段
１５６−１ 第１の走行面照明手段
１５７−１ 第１の走行面照明手段
１５−１ａ 第１の走行面照明手段１５２−１及び１５３−１の照射範囲
１５−１ｂ 第１の走行面撮影手段１５６−１及び１５７−１の照射範囲
１５−１ｃ 第１の走行面撮影手段１５０−１及び１５１−１の照射範囲
１５−１ｄ 走行面撮影手段１５４−１及び１５５−１の照射範囲
１５０−２ 第２の走行面照明手段
１５０−２ａ 第２の走行面照明手段の照射範囲
１５１−２ 第２の走行面照明手段
１５１−２ａ 第２の走行面照明手段の照射範囲
１６ 壁面照明手段
１６ａ 壁面照明手段１６の照射範囲
１７ 壁面撮影手段
１７ａ 壁面撮影範囲
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 10 which mounts Example 1 of the apparatus which investigates the surface of the road structure which concerns on this invention Door 11 Work arm 12 Work arm 13-1 1st running surface imaging | photography means 13-1a 1st running surface imaging | photography means 13-1 imaging range 13-2 second traveling surface imaging means 13-2a imaging range 14-1 second traveling surface imaging means 13-2 first traveling surface imaging means 14-1a first traveling surface Imaging range 14-2 of imaging means 14-1 Second traveling surface imaging means 14-2a Imaging range 150-1 of second traveling surface imaging means 14-2 First traveling surface illumination means 151-1 First Traveling surface illumination unit 152-1 First traveling surface illumination unit 153-1 First traveling surface illumination unit 154-1 First traveling surface illumination unit 155-1 First traveling surface illumination unit 156-1 First Traveling surface illumination means 157-1 First traveling surface illumination means 15-1a First Irradiation range 15-1b of traveling surface illumination means 152-1 and 153-1 First irradiation area imaging means 15-1 and 157-1 of first traveling surface imaging means 156-1 and 157-1 First traveling surface imaging means 150-1 and 151- 1 irradiation range 15-1d irradiation range 150-2 of traveling surface photographing means 154-1 and 155-1 second traveling surface illumination means 150-2a irradiation range 151-2 of second traveling surface illumination means second Traveling surface illumination means 151-2a Irradiation range 16 of second traveling surface illumination means Wall surface illumination means 16a Irradiation range 17 of wall surface illumination means 16 Wall surface photographing means 17a Wall surface photographing range
Claims (3)
道路走行面に対し、車両の進行方向に対して直交する走行面撮影軸を設定し、その走行面撮影軸に沿って光線を照射する走行面照明手段と、
壁面に対し、車両の進行方向に対して直交する壁面撮影軸を設定し、その壁面撮影軸に沿って光線を照射する壁面照明手段と、
走行面撮影軸を撮影するラインセンサを備えた走行面撮影手段と、
壁面撮影軸を撮影するラインセンサを備えた壁面撮影手段と、
走行面撮影手段によって取得された走行面画像を結合して連続する調査対象画像を生成する走行面画像結合手段と、
壁面撮影手段によって取得された壁面画像を結合して連続する調査対象画像を生成する壁面画像結合手段と、
走行面画像結合手段及び壁面画像結合手段によって生成された調査対象画像を、調査用画像として表示するディスプレイ装置と
を備え、
走行面撮影手段が、
第１の走行面撮影軸に対応する、第１の走行面照明手段、及び、第１の走行面撮影手段を具備する第１の走行面画像取得システムと、
第２の走行面撮影軸に対応する、第２の走行面照明手段、及び、第２の走行面撮影手段を具備する第２の走行面画像取得システムと、
を具備し、
第１の走行面照明手段が、第１の走行面撮影軸に向けて、走行面に対して斜めに光線を照射し、
第１の走行面撮影手段が、第１の走行面撮影軸を、走行面に対して略垂直方向から撮影し、
第２の走行面照明手段が、第２の走行面撮影軸を、走行面に対して略垂直方向から光線を照射し、
第２の走行面撮影手段が、第２の走行面撮影軸に向けて、走行面に対して斜め方向から撮影し、
第１の走行面撮影手段が、可視画像を生成し、
第２の走行面撮影手段が、高速３Ｄ計測カメラシステムであり、高さ画像を生成するものであって、
生成された高さ画像は、ひびを含むわだち画像であり、
生成された高さ画像に、画像フィルタ処理を実行して、わだち情報が除去されたひび画像を生成し、
生成された高さ画像から、高分解能の３次元計測技術を利用した解析技術、および、赤外線調査に用いられる解析を実行して、ブリスタリング部のみを抽出したブリスタリング部の解析画像を生成し、
可視画像に、ひびを含むわだち画像、わだち情報が除去されたひび画像、および、ブリスタリング部の解析画像のいずれか一つとを合成する
上記の道路構造物の表面を調査する装置。 Photographing information obtained by photographing each of the road structures, at least the road traveling surface and the three-dimensional wall surface configured with respect to the road traveling surface above the road traveling surface, while the vehicle is traveling In an apparatus for investigating the surface of a road structure that generates an image used to determine the surface defect of the road structure based on
A traveling surface illumination unit that sets a traveling surface photographing axis perpendicular to the traveling direction of the vehicle with respect to the road traveling surface, and irradiates light along the traveling surface photographing axis;
Wall surface illumination means for setting a wall surface photographing axis perpendicular to the traveling direction of the vehicle with respect to the wall surface, and irradiating light along the wall surface photographing axis;
A traveling surface photographing means having a line sensor for photographing a traveling surface photographing axis;
Wall surface photographing means having a line sensor for photographing a wall surface photographing axis;
A traveling surface image combining unit that combines the traveling surface images acquired by the traveling surface photographing unit to generate a continuous investigation target image;
Wall surface image combining means for combining the wall surface images acquired by the wall surface photographing means to generate continuous investigation target images;
A display device for displaying the investigation target image generated by the traveling surface image combining unit and the wall surface image combining unit as an image for investigation ,
The running surface photographing means
A first traveling surface image acquisition system comprising a first traveling surface illumination means and a first traveling surface photographing means corresponding to a first traveling surface photographing axis;
A second traveling surface image acquisition system comprising a second traveling surface illumination means and a second traveling surface photographing means corresponding to the second traveling surface photographing axis;
Comprising
The first traveling surface illumination means irradiates light rays obliquely with respect to the traveling surface toward the first traveling surface imaging axis,
The first traveling surface photographing means photographs the first traveling surface photographing axis from a direction substantially perpendicular to the traveling surface,
The second traveling surface illumination means irradiates the second traveling surface photographing axis with light rays from a direction substantially perpendicular to the traveling surface;
The second traveling surface photographing means photographs from the oblique direction with respect to the traveling surface toward the second traveling surface photographing axis,
A first traveling surface photographing means generates a visible image;
The second traveling surface photographing means is a high-speed 3D measurement camera system, which generates a height image,
The generated height image is a rudder image containing cracks,
Image filtering is performed on the generated height image to generate a cracked image from which the rutting information has been removed,
From the generated height image, an analysis technique using high-resolution three-dimensional measurement technology and an analysis used for infrared survey are performed to generate an analysis image of the blistering part that extracts only the blistering part. ,
The visible image is combined with any one of the cracked image, the cracked image from which the track information has been removed, and the analysis image of the blistering part.
A device for inspecting the surface of the above road structure.
可視画像と、ブリスタリング部の解析画像の合成によって得られた合成画像から、走行面に生じたブリスタリング部を検出し、From the composite image obtained by combining the visible image and the analysis image of the blistering part, the blistering part generated on the running surface is detected,
可視画像と、わだち情報が除去されたひび画像の合成によって得られた合成画像から、走行面に生じたわだちを検出検出するDetects and detects the rudder on the running surface from the composite image obtained by combining the visible image and the cracked image from which the rudder information has been removed.
請求項１に記載の道路構造物の表面を調査する装置。The apparatus which investigates the surface of the road structure of Claim 1.
第２の走行面撮影手段が、第２の走行面撮影軸上に形成されたマーカを撮影する
請求項１または２に記載の道路構造物の表面を調査する装置。 At least the second traveling surface illumination means irradiates the second traveling surface imaging axis with a laser beam to form a linear marker on the second traveling surface imaging axis,
The apparatus for investigating the surface of the road structure according to claim 1 or 2, wherein the second traveling surface photographing means photographs a marker formed on the second traveling surface photographing axis.
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