JP6450481B2 - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明に係る撮像装置により撮像が行われる検査対象物の一つである橋梁の構造を示す斜視図であり、橋梁を下から見た斜視図である。
図2は、本発明に係る撮像装置を含む移動式撮像装置の外観を示す斜視図であり、橋梁1の主桁2間に設置されている状態に関して示している。また、図3は、図2に示した移動式撮像装置の要部断面図である。
図5は、本発明に係る撮像装置を含む移動式撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。
まず、撮像ユニット202の撮像方向と検査対象物の平面の法線方向とのなす角度θを算出する意義について説明する。
ax+by+cz+d=0
上記のように検査対象物の平面を特定することで、検査対象物の平面の法線ベクトルnは、n=(a,b,c)と表すことができる。そして、撮像ユニット202の撮像方向(撮像ユニット202を基準にした座標系のz方向)と検査対象物の平面の法線方向とのなす角度θは、法線ベクトルn(n=(a,b,c))から、次式により算出することができる。
θ=arccos(c/√(a2+b2+c2))
また、撮像ユニット202と検査対象物との距離(撮像ユニット202の光軸方向(z方向)の撮像距離)Dは、次式により算出することができる。
D=−d/c
角度算出部220は、上記[数2]式により算出した角度θを示す情報を出力し、距離算出部227は、上記[数3]式により算出した距離Dを示す情報を出力する。
[第1の実施形態]
図8は、本発明に係る撮像方法の第1の実施形態を示すフローチャートであり、図9は、第1の実施形態の撮像方法を模式的に示した概略図である。
図10は、本発明に係る撮像方法の第2の実施形態を示すフローチャートである。
図11は、本発明に係る撮像方法の第3の実施形態を示すフローチャートである。尚、図10に示した第2の実施形態と共通するステップには同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施形態では、橋梁の床版を検査対象物としたが、これに限らず、平面を有する検査対象物であれば、如何なるものでもよい。
Claims (10)
- 平面を有する検査対象物を撮像する撮像装置において、
視差をもつ複数の画像を撮像する複数の撮像部からなる撮像ユニットと、
前記撮像ユニットにより撮像された前記検査対象物を示す複数の画像に基づいて、前記撮像ユニットの撮像方向と前記検査対象物の平面の法線方向とのなす角度を算出する角度算出部と、
前記撮像ユニットの撮像方向と前記検査対象物の平面の法線方向とのなす角度が、許容角度範囲内の角度のときに、前記撮像ユニットの少なくとも1つの撮像部により前記検査対象物を示す検査用画像の撮像を行わせ、該検査用画像を取得する撮像制御部と、
を備え、
前記許容角度範囲は、前記撮像ユニットの撮像方向と前記検査対象物の平面の法線方向とのなす角度が、前記許容角度範囲内の最大の角度のときに、前記撮像ユニットから最も遠くなる画角の端部における前記検査用画像の解像度が、前記検査対象物の検査精度に要求される最低限の解像度が得られる角度範囲である撮像装置。 - 前記角度算出部は、前記複数の画像から同一直線上にない3点以上の対応点を検出する対応点検出部と、前記対応点検出部により検出した3点以上の対応点の空間座標を算出する空間座標算出部とを有し、
前記算出した3点以上の対応点の空間座標から前記検査対象物の平面を推定し、推定した平面の法線方向に基づいて前記撮像ユニットの撮像方向と前記検査対象物の平面の法線方向とのなす角度を算出する請求項1に記載の撮像装置。 - 前記撮像ユニットは、撮像倍率が調整可能な撮像光学系を有し、
前記許容角度範囲は、前記撮像光学系の撮像倍率に応じて設定される請求項1または2に記載の撮像装置。 - 前記撮像装置を搭載し、前記検査対象物の平面に沿って前記撮像装置を移動させる移動体と、
前記移動体に対する移動指令を手動操作により出力する移動体操作部と、
前記移動体操作部からの移動指令に基づいて前記移動体を移動させる移動体制御部と、
を備えた請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記撮像制御部により取得された検査用画像と、前記検査用画像の撮像時の前記撮像ユニットの撮像方向と前記検査対象物の平面の法線方向とのなす角度とを関連付けて記録する画像記録部を備えた請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記撮像ユニットにより撮像された前記検査対象物を示す複数の画像に基づいて、前記撮像ユニットの撮像方向における前記検査対象物と前記撮像ユニットとの距離を算出する距離算出部と、
前記撮像制御部により取得された検査用画像と、前記検査用画像の撮像時の前記撮像ユニットの撮像方向と前記検査対象物の平面の法線方向とのなす角度と、前記距離算出部により算出された前記距離とを関連付けて記録する画像記録部と、
を備えた請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記撮像ユニットは、撮像倍率が調整可能な撮像光学系を有し、
前記画像記録部は、前記検査用画像と、前記検査用画像の撮像時の前記撮像ユニットの撮像方向と前記検査対象物の平面の法線方向とのなす角度と、前記距離算出部により算出された前記距離と、前記撮像光学系の撮像倍率とを関連付けて記録する請求項6に記載の撮像装置。 - 前記角度算出部は、前記検査用画像の撮像時に取得した前記撮像ユニットにより撮像された前記検査対象物を示す複数の画像に基づいて、前記撮像ユニットの撮像方向と前記検査対象物の平面の法線方向とのなす角度を算出する請求項5又は6に記載の撮像装置。
- 平面を有する検査対象物を撮像する撮像方法において、
複数の撮像部からなる撮像ユニットにより視差をもつ複数の画像を撮像するステップと、
角度算出部により前記撮像ユニットにより撮像された前記検査対象物を示す複数の画像に基づいて、前記撮像ユニットの撮像方向と前記検査対象物の平面の法線方向とのなす角度を算出するステップと、
前記撮像ユニットの撮像方向と前記検査対象物の平面の法線方向とのなす角度が、許容角度範囲内の角度のときに、前記撮像ユニットの少なくとも1つの撮像部により前記検査対象物を示す検査用画像の撮像を行わせ、該検査用画像を取得するステップと、
を含み、
前記許容角度範囲は、前記撮像ユニットの撮像方向と前記検査対象物の平面の法線方向とのなす角度が、前記許容角度範囲内の最大の角度のときに、前記撮像ユニットから最も遠くなる画角の端部における前記検査用画像の解像度が、前記検査対象物の検査精度に要求される最低限の解像度が得られる角度範囲である撮像方法。 - 前記角度を算出するステップは、
前記複数の画像から同一直線上にない3点以上の対応点を検出するステップと、
前記検出した3点以上の対応点の空間座標を算出するステップと、を含み、
前記算出した3点以上の対応点の空間座標から前記検査対象物の平面を推定し、推定した平面の法線方向に基づいて前記撮像ユニットの撮像方向と前記検査対象物の平面の法線方向とのなす角度を算出する請求項9に記載の撮像方法。
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