JP7044331B2 - Image processing systems, image processing methods and programs for efficiently inspecting structures such as bridges - Google Patents

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本発明は、橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム、画像処理方法及びプログラムに関するものであって、特に橋梁のひび割れなどの損傷の有無についての点検作業を簡単、迅速、正確かつ低コストにて実施するのに適した橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム、画像処理方法及びプログラムに関するものである。 The present invention relates to an image processing system, an image processing method and a program for efficiently inspecting a structure such as a bridge, and in particular, an inspection work for the presence or absence of damage such as a crack in a bridge can be easily and quickly performed. It relates to an image processing system, an image processing method and a program for efficiently inspecting a structure such as a bridge suitable for accurate and low cost implementation.

従来、特に小規模の橋梁のコンクリート製の壁面などについての点検を行う際には、現場における目視にてひび割れの寸法をクラックスケールなどにて直接実測し、チョークによるマーキングを行うとともに、スケッチと写真にてその位置と大きさを記録する方法が一般的に行われているが、かかる作業には多くの時間と労力を要し、非常に効率が悪いものとなっている。
また、国内に存在し定期的にひび割れの有無や損傷についての点検が必要な橋梁の大多数を占めるものは、長さが2m~15m程度のものであり、桁下が数m~10m程度のものが多く、正面から撮影した複数の画像を取得するには、足場を組んで撮影位置を移動しながら撮影する必要があり、そのような作業は困難である。
なお、橋梁のコンクリート壁面に幅0.2mmのひび割れが生じると、その深さは10cm程度あることが予測され、内部の鉄筋に腐食が発生するおそれがある。
従って、正面画像から幅0.1mm程度のひび割れの存在とその位置を検出するには、構造物の詳細画像を取得する必要がある。
Conventionally, when inspecting concrete walls of small-scale bridges in particular, the dimensions of cracks are directly measured on-site with a crack scale, etc., marked with chalk, and sketched and photographed. The method of recording the position and size of the concrete is generally performed, but such work requires a lot of time and labor and is very inefficient.
In addition, the majority of bridges that exist in Japan and require regular inspection for cracks and damage are about 2 m to 15 m in length and several m to 10 m below the girder. In many cases, in order to acquire a plurality of images taken from the front, it is necessary to form a scaffold and shoot while moving the shooting position, and such work is difficult.
If a crack having a width of 0.2 mm occurs on the concrete wall surface of the bridge, the depth is predicted to be about 10 cm, and there is a possibility that corrosion may occur in the internal reinforcing bar.
Therefore, in order to detect the existence and position of cracks having a width of about 0.1 mm from the front image, it is necessary to acquire a detailed image of the structure.

長さが2m~15m程度の小さな橋梁についてドローンを用いることは、木の枝などの障害物を避ける必要があるなど、高度な操縦テクニックを必要としたり、高価な装置が必要になるという問題がある。
従来、構造物を検査するために、移動体を用いて複数枚の画像データを取得し、それらを統合する方法が提案されているが(特許文献1~4)、それらの方法には以下のような問題がある。
・小さな橋梁の下には通常通路が無く、移動体を適切に移動させることは困難である。
・統合する複数個の画像データは、構造物を正面から撮影したものでなければならない。・隣接する画像データに重複する部分が必要となっている。
Using a drone for a small bridge with a length of about 2 m to 15 m requires advanced maneuvering techniques such as avoiding obstacles such as tree branches, and requires expensive equipment. be.
Conventionally, in order to inspect a structure, a method of acquiring a plurality of image data using a moving body and integrating them has been proposed (Patent Documents 1 to 4), but these methods include the following methods. There is such a problem.
・ There is usually no passage under a small bridge, and it is difficult to move the moving body properly.
-Multiple image data to be integrated must be taken from the front of the structure. -There is a need for overlapping parts in adjacent image data.

また、上記従来の技術においては、小さな橋梁といったアクセスしにくい現場に存在する構造物について、微細なひび割れの存在と位置を特定できる簡易な画像処理システムを提供できるものではないという問題がある。
そこで、本件発明者らは既に特願2018-30606号において、定位置から複数の詳細画像を撮影し、各詳細画像についての距離及び傾きを計算し、正面画像に変換したものを統合して詳細な広域の正面画像を得る発明を開示している(図14参照)。
この発明においては、予め位置関係が特定された3つ以上のレーザーポインタとカメラを使用することで、斜め方向から撮影して得た画像データを正面画像のデータに変換する手法を開示している。
そして、本願発明は、上記特願2018-30606号において開示されている発明のシステム及び手法を部分的に利用しつつさらに発展させたものである。
Further, the above-mentioned conventional technique has a problem that it is not possible to provide a simple image processing system capable of identifying the existence and position of fine cracks in a structure existing in an inaccessible site such as a small bridge.
Therefore, the inventors of the present invention have already taken a plurality of detailed images from a fixed position in Japanese Patent Application No. 2018-30606, calculated the distance and inclination of each detailed image, and integrated the converted into a front image for details. The invention for obtaining a wide-area front image is disclosed (see FIG. 14).
The present invention discloses a method of converting image data obtained by shooting from an oblique direction into front image data by using three or more laser pointers and a camera whose positional relationship is specified in advance. ..
The invention of the present application is further developed while partially utilizing the system and method of the invention disclosed in Japanese Patent Application No. 2018-30606.

特開2012-18073号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-18073 特開2009-85785号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-85785 特開2004-37440号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-37440 特開2012-177569号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-177569

上記特願2018-30606号の発明においては、検査すべき構造物にひび割れなどの損傷部分が点在しているに過ぎない場合においても、構造物の広い範囲(広域)を漏れなく詳細な画像として撮影しているため、撮影枚数が無駄に多くなり、作業に時間を要するという問題がある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、
(A)橋梁などの構造物を検査するための画像処理システム、及び、画像処理方法において、微細なひび割れの存在と位置を簡単、迅速、正確かつ低コストにて特定できる画像処理システム、及び、画像処理方法を提供し、かつ、
(B)アクセスしにくい現場に存在する構造物についても撮影作業を行い易く、かつ、得られた画像データを正確かつ迅速に処理できる橋梁などの構造物を検査するための画像処理システム、及び、画像処理方法を提供するとともに、
(C)橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム、画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法及びその方法のために使用することができるプログラムを提供することにある。
In the invention of Japanese Patent Application No. 2018-30606, even when the structure to be inspected is only dotted with damaged parts such as cracks, a detailed image of a wide range (wide area) of the structure without omission is obtained. There is a problem that the number of shots is unnecessarily large and it takes time to work.
Therefore, the problem to be solved by the present invention is
(A) An image processing system for inspecting structures such as bridges, and an image processing system that can easily, quickly, accurately, and inexpensively identify the existence and position of fine cracks in an image processing method. Provides an image processing method and
(B) An image processing system for inspecting structures such as bridges, which makes it easy to perform photography work even for structures existing in sites that are difficult to access, and which can accurately and quickly process the obtained image data, and While providing an image processing method,
(C) An image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge, a method for efficiently inspecting a structure such as a bridge using an image processing system, and a program that can be used for the method. Is to provide.

本発明の他の目的は、
構造物を正面から撮影していない画像からも正面画像を取得してそれらを統合できる画像処理システム、画像処理方法及びプログラムを提供するとともに、
隣接する画像データに重複する部分がなくても、複数の画像を統合できる画像処理システム、画像処理方法及びプログラムを提供し、さらには、
現場での目視による損傷部分の確認作業を適宜参照し利用することで、点検作業をより一層効率化するとともに、点検作業によって得られるデータの信頼性を向上させることができる画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法及びその方法のために使用することができるプログラムを提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、
前記画像データ中において検出された構造物の損傷部分にその長さ、幅などの情報を付加して記録できる画像処理システム、及び、
同一構造物について過去において得た画像データと、新たに入手した画像データとを比較対照することができ、当該構造物における損傷部分の経時変化を確認できる画像処理システムを提供することにある。
Another object of the present invention is
In addition to providing an image processing system, image processing method and program that can acquire front images from images that are not taken from the front of the structure and integrate them, as well as
Provided are an image processing system, an image processing method and a program capable of integrating a plurality of images even if there is no overlapping part in adjacent image data, and further,
By using an image processing system that can further improve the efficiency of inspection work and improve the reliability of the data obtained by inspection work by appropriately referring to and using the work of visually checking the damaged part on site. The purpose is to provide a method for efficiently inspecting structures such as bridges and a program that can be used for that method.
Furthermore, another object of the present invention is
An image processing system that can add information such as the length and width to the damaged part of the structure detected in the image data and record it, and
It is an object of the present invention to provide an image processing system capable of comparing and contrasting image data obtained in the past with respect to the same structure and newly obtained image data, and confirming a change with time of a damaged portion in the structure.

(1)本発明は、「 橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムであって、
カメラと、少なくとも3個のレーザーポインタと、それらを一体的に保持することができる固定手段と、からなる撮影装置と、
当該撮影装置によって得られた画像データを処理するデータ処理装置と、を備え、
構造物の一部を前記撮影装置によって撮影した部分画像データと、当該撮影装置によって同一位置及び同一方向にて前記構造物の一部を拡大して撮影した詳細画像データであって、前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点が写るように前記部分画像データの中央部を撮影した詳細画像データと、から得られる広狭2つの画像データセットと、
前記同一位置から前記構造物の一部とは異なる部分を撮影することで得られる他の部分画像データと、当該他の部分画像データと対応する他の詳細画像データとから得られる他の広狭2つの画像データセットと、
前記同一位置から前記撮影装置によって構造物の特定部分を別途撮影した複数の特定部分詳細画像データと、
に基づいて動作する画像処理システムであって、
前記データ処理装置は、
前記詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び個々の前記広狭2つの画像データセットにおける部分画像データと詳細画像データの拡大倍率に基づいて部分画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の粗い広域正面画像データを得ることができるとともに、
前記特定部分詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び各特定部分詳細画像データの拡大倍率に基づいて特定部分詳細画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データを得ることができることを特徴とする橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム」を最も主要な特徴とするものである。
(1) The present invention is "an image processing system for efficiently inspecting structures such as bridges.
An imaging device consisting of a camera, at least three laser pointers, and a fixing means capable of holding them integrally.
A data processing device for processing image data obtained by the photographing device is provided.
Partial image data obtained by photographing a part of the structure by the photographing apparatus and detailed image data obtained by magnifying a part of the structure in the same position and direction by the photographing apparatus, and the laser pointer. Detailed image data obtained by photographing the central part of the partial image data so that at least three irradiation points can be captured, and two wide and narrow image data sets obtained from the image data set.
Other wide and narrow 2 obtained from other partial image data obtained by photographing a part different from a part of the structure from the same position and other detailed image data corresponding to the other partial image data. With one image dataset,
A plurality of specific part detailed image data in which a specific part of a structure is separately photographed from the same position by the photographing apparatus, and
An image processing system that operates based on
The data processing device is
The distance data from the camera to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera from at least three irradiation points by the laser pointer in the detailed image data are calculated, and the distance data, the tilt data, and individual data are calculated. Based on the magnification of the partial image data and the detailed image data in the two wide and narrow image data sets, a plurality of partial image data are combined and integrated to obtain a coarse wide area front image data of a structure having a unified scale. As well as being able to get
The distance data from the camera to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera from at least three irradiation points by the laser pointer in the specific partial detailed image data are calculated, and the distance data, the tilt data, and the like. And , based on the magnification of each specific part detailed image data, a plurality of specific part detailed image data are combined and integrated to obtain a partially detailed wide area front image data of a structure having a unified scale scale. The most important feature is "an image processing system for efficiently inspecting structures such as bridges, which is characterized by being able to do so."

(2)本発明の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムにおいて、前記撮影装置におけるレーザーポインタは、4個であり、それらの各レーザーポインタは、前記カメラの光軸と平行に配置されており、かつ、前記詳細画像データの対角線上の四隅部分と対応する位置に照射点を得られるようにレーザー光を発することができるものであっても良い。
(3)本発明の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムにおいて、前記データ処理装置は、前記広域正面画像データ中における構造物の損傷部分の候補を自動検出して表示でき、さらに、当該損傷部分の候補を削除又は修正可能であっても良い。
(4)本発明の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムにおいて、前記データ処理装置は、損傷部分の候補の削除又は修正の履歴から学習し、次に構造物の損傷部分の候補を自動検出する際に反映させることができるものであっても良い。
(2) In the image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge of the present invention, there are four laser pointers in the photographing apparatus, and each of these laser pointers is the optical axis of the camera. It may be arranged in parallel and may emit laser light so that an irradiation point can be obtained at a position corresponding to the four corners on the diagonal line of the detailed image data.
(3) In the image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge of the present invention, the data processing device automatically detects and displays a candidate for a damaged portion of the structure in the wide area front image data. Further, it may be possible to delete or correct the candidate of the damaged portion.
(4) In the image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge of the present invention, the data processing device learns from the history of deletion or correction of a candidate for a damaged portion, and then damages the structure. It may be one that can be reflected when the candidate of the part is automatically detected.

(5)本発明の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムにおいて、前記データ処理装置は、ホストコンピュータと、当該ホストコンピュータと接続されるローカル端末装置とから構成されており、前記ホストコンピュータにて、構造物の粗い広域正面画像データと、構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データの生成、及び、損傷部分の候補の削除又は修正の履歴から学習し次に構造物の損傷部分の候補を自動検出する際に反映させる処理を行うことができ、前記ローカル端末装置にて、当該損傷部分の候補を削除又は修正可能であっても良い。
(6)本発明の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムにおいて、前記データ処理装置は、前記広域正面画像データ中において検出された構造物の損傷部分にその長さ、幅などの情報を付加して記録できるものであっても良い。
(7)本発明の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムにおいて、前記データ処理装置は、同一構造物について過去において得た画像データと、新たに入手した画像データとを比較対照することができ、当該構造物における損傷部分の経時変化を確認できるものであっても良い。
(5) In the image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge of the present invention, the data processing device is composed of a host computer and a local terminal device connected to the host computer. , The host computer learns from the coarse wide area front image data of the structure, the generation of the partially detailed wide area front image data of the structure, and the history of deletion or correction of the candidate of the damaged part. It is possible to perform a process of reflecting the candidate for the damaged portion of the structure when automatically detecting the damaged portion, and the local terminal device may be able to delete or correct the candidate for the damaged portion.
(6) In the image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge of the present invention, the data processing apparatus includes the length of the damaged portion of the structure detected in the wide area front image data. It may be one that can be recorded by adding information such as width.
(7) In the image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge of the present invention, the data processing apparatus obtains image data obtained in the past and newly obtained image data of the same structure. It may be possible to compare and contrast, and it may be possible to confirm the change with time of the damaged portion in the structure.

(8)さらに、本発明は、「 画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法であって、
カメラと、少なくとも3個のレーザーポインタと、それらを一体的に保持することができる固定手段と、からなる撮影装置と、
当該撮影装置によって得られた画像データを処理するデータ処理装置と、を備えた画像処理システムを使用し、
1)構造物の一部を前記撮影装置によって撮影した部分画像データと、当該撮影装置によって同一位置及び同一方向にて前記構造物の一部を拡大して撮影した詳細画像データであって、前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点が写るように前記部分画像データの中央部を撮影した詳細画像データと、から得られる広狭2つの画像データセットと、
前記同一位置から前記構造物の一部とは異なる部分を撮影することで得られる他の部分画像データと、当該他の部分画像データと対応する他の詳細画像データとから得られる他の広狭2つの画像データセットと、
を前記画像処理システムに入力することで、
前記詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び個々の前記広狭2つの画像データセットにおける部分画像データと詳細画像データの拡大倍率に基づいて部分画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の粗い広域正面画像データを得るステップと、
2)目視にて発見した構造物の損傷部分を特定部分と判断し、前記同一位置から前記撮影装置によって構造物の当該特定部分を別途撮影した複数の特定部分詳細画像データを前記画像処理システムに入力することで、
当該特定部分詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び各特定部分詳細画像データの拡大倍率に基づいて特定部分詳細画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データを得るステップと、
からなることを特徴とする画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法」である。
(9)本発明の画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法において、前記撮影装置におけるレーザーポインタは、4個であり、それらの各レーザーポインタは、前記カメラの光軸と平行に配置されており、かつ、前記詳細画像データの対角線上の四隅部分と対応する位置に照射点を得られるようにレーザー光を発することができるものであっても良い。
(8) Further, the present invention is "a method for efficiently inspecting a structure such as a bridge using an image processing system.
An imaging device consisting of a camera, at least three laser pointers, and a fixing means capable of holding them integrally.
Using an image processing system equipped with a data processing device that processes the image data obtained by the photographing device,
1) Partial image data obtained by photographing a part of the structure by the photographing apparatus and detailed image data obtained by magnifying a part of the structure in the same position and the same direction by the photographing apparatus. Detailed image data obtained by photographing the central part of the partial image data so that at least three irradiation points by the laser pointer are captured, and two wide and narrow image data sets obtained from the partial image data.
Other wide and narrow 2 obtained from other partial image data obtained by photographing a part different from a part of the structure from the same position and other detailed image data corresponding to the other partial image data. With one image dataset,
By inputting to the image processing system
The distance data from the camera to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera from at least three irradiation points by the laser pointer in the detailed image data are calculated, and the distance data, the tilt data, and individual data are calculated. Based on the magnification of the partial image data and the detailed image data in the two wide and narrow image data sets, a plurality of partial image data are combined and integrated to obtain a coarse wide area front image data of a structure having a unified scale. Steps to get and
2) The damaged part of the structure found visually is determined to be a specific part, and a plurality of specific part detailed image data in which the specific part of the structure is separately photographed from the same position by the photographing apparatus is applied to the image processing system. By inputting
The distance data from at least three irradiation points by the laser pointer to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera in the specific part detailed image data are calculated, and the distance data, the tilt data, And , based on the magnification of each specific part detailed image data, a plurality of specific part detailed image data are combined and integrated to obtain a partially detailed wide area front image data of a structure having a unified scale scale. Steps and
This is a method for efficiently inspecting structures such as bridges using an image processing system characterized by being composed of. "
(9) In a method for efficiently inspecting a structure such as a bridge using the image processing system of the present invention, there are four laser pointers in the photographing apparatus, and each of these laser pointers is the light of the camera. It may be arranged in parallel with the axis and may be capable of emitting a laser beam so that an irradiation point can be obtained at a position corresponding to the four diagonal corners of the detailed image data.

(10)また、本発明は、「 画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法をコンピュータ、タブレット、携帯電話などのデータ処理装置にて実行する際に使用することができるプログラムであって、
前記詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び個々の前記広狭2つの画像データセットにおける部分画像データと詳細画像データの拡大倍率に基づいて部分画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の粗い広域正面画像データを得ることができるとともに、
前記特定部分詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び各特定部分詳細画像データの拡大倍率に基づいて特定部分詳細画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データを得ることができるプログラム」である。
(11)本発明のプログラムは、前記広域正面画像データ中における構造物の損傷部分の候補を自動検出して表示する処理と、当該損傷部分の候補に対する削除又は修正を受け付ける処理と、前記損傷部分の候補の削除又は修正の履歴から学習し、次に構造物の損傷部分の候補を自動検出する際に反映させる処理と、をさらに含むものであっても良い。
(10) Further, the present invention can be used when "a method for efficiently inspecting a structure such as a bridge using an image processing system is executed by a data processing device such as a computer, a tablet, or a mobile phone. It ’s a program that you can do
The distance data from the camera to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera from at least three irradiation points by the laser pointer in the detailed image data are calculated, and the distance data, the tilt data, and individual data are calculated. Based on the magnification of the partial image data and the detailed image data in the two wide and narrow image data sets, a plurality of partial image data are combined and integrated to obtain a coarse wide area front image data of a structure having a unified scale. As well as being able to get
The distance data from the camera to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera from at least three irradiation points by the laser pointer in the specific partial detailed image data are calculated, and the distance data, the tilt data, and the like. And , based on the magnification of each specific part detailed image data, a plurality of specific part detailed image data are combined and integrated to obtain a partially detailed wide area front image data of a structure having a unified scale scale. It is a program that can be done.
(11) The program of the present invention automatically detects and displays a candidate for a damaged portion of a structure in the wide area front image data, a process for accepting deletion or correction of the candidate for the damaged portion, and the damaged portion. It may further include a process of learning from the history of deletion or modification of the candidate and then reflecting it when automatically detecting the candidate of the damaged part of the structure.

(1)上記のように構成した本発明は、各レーザーポインタによるレーザー光とカメラの光軸とが固定された撮影装置を用いているため、レーザーポインタによる各照射点の座標位置と、撮影装置を用いて予め対象との位置関係が特定された状態で撮影した画像データ中におけるレーザーポインタによる各照射点の座標位置との相対的な関係から、カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出することができる。この場合、3個の照射点についての相対的な関係を用いることで、前記距離データ及び傾きデータを算出することができるため、4個以上のレーザーポインタを採用した場合には、少なくとも3個の照射点が鮮明であれば画像処理を行うことができる。
かかる画像処理は、特願2018-30606号にて開示されている発明を用いることで可能である。
さらに、定位置から撮影して入手したバラバラの状態の複数枚の画像データを、被写体と対応する正しい位置に再配置して統合しているため、隣接する画像データに重複する部分がなくても、複数の画像を統合することができる。
本発明は、定位置から撮影することによって得られた複数枚の画像データから構造物の広範囲の正面画像を構築することができるため、撮影装置を移動させながら撮影する作業が必須のものでは無く、アクセスしにくい現場に存在する構造物についての検査を簡単、迅速、正確かつ低コストにて行うことができる。
さらに、本願発明においては、広狭2つの画像データセットを用いる手法により、少ない撮影枚数にて迅速に構造物の粗い広域正面画像データを得て、構造物の広範囲の正面画像データを迅速に得ることができ、さらに、構造物の特定部分(具体的には目視で確認した損傷部分であって、特に詳細な画像データが必要な部分)を別途撮影した複数の特定部分詳細画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データを得ることができる。
従って、本願発明においては、正面から構造物を撮影する必要が無く、かつ、撮影場所を変更する必要も無いばかりか、構造物の広範囲について漏れなく詳細に撮影する必要も無く、検査データの品質を低下させること無く撮影枚数を減らして検査作業を極めて効率的に処理することができる。
(1) Since the present invention configured as described above uses an imaging device in which the laser light from each laser pointer and the optical axis of the camera are fixed, the coordinate positions of each irradiation point by the laser pointer and the imaging device. From the relative relationship with the coordinate position of each irradiation point by the laser pointer in the image data taken in the state where the positional relationship with the target is specified in advance using, the distance data from the camera to the structure and the camera 3 Tilt data in the dimensional direction can be calculated. In this case, the distance data and the tilt data can be calculated by using the relative relationship between the three irradiation points. Therefore, when four or more laser pointers are adopted, at least three laser pointers are used. Image processing can be performed if the irradiation point is clear.
Such image processing can be performed by using the invention disclosed in Japanese Patent Application No. 2018-30606.
Furthermore, since multiple image data in different states obtained by shooting from a fixed position are rearranged and integrated at the correct position corresponding to the subject, even if there is no overlapping part in the adjacent image data. , Multiple images can be integrated.
Since the present invention can construct a wide-range front image of a structure from a plurality of image data obtained by shooting from a fixed position, it is not essential to shoot while moving the shooting device. It is possible to easily, quickly, accurately and at low cost to inspect structures existing in sites that are difficult to access.
Further, in the present invention, by a method using two wide and narrow image data sets, a wide area front image data of a structure can be quickly obtained with a small number of images, and a wide area front image data of the structure can be quickly obtained. In addition, a plurality of specific parts of a structure (specifically, a damaged part visually confirmed and a part requiring particularly detailed image data) are combined with a plurality of specific parts. Can be integrated to obtain partially detailed wide-area frontal image data of structures with a unified scale scale.
Therefore, in the present invention, it is not necessary to photograph the structure from the front, it is not necessary to change the photographing location, and it is not necessary to photograph a wide range of the structure in detail without omission, and the quality of the inspection data is not required. It is possible to process the inspection work extremely efficiently by reducing the number of shots without reducing the number of images.

(2)本発明の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムにおいて、前記撮影装置におけるレーザーポインタが4個であり、それらの各レーザーポインタが前記カメラの光軸と平行に配置されており、かつ、前記詳細画像データの対角線上の四隅部分と対応する位置に照射点を得られるようにレーザー光を発することができるものである場合には、レーザーポインタによる1個の照射点が不鮮明であっても以後の画像処理を行うことができ、さらには、画像データ中の撮影範囲が適切なものであることを簡単に確認することができ、個々の撮影作業を迅速に行うことができるばかりか、撮影以後の画像処理作業についても迅速かつ適切に進めることができる。
(3)本発明の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムにおいて、前記データ処理装置が、前記広域正面画像データ中における構造物の損傷部分の候補を自動検出して表示でき、さらに、当該損傷部分の候補を削除又は修正可能である場合には、構造物中における損傷部分のピックアップを迅速に行うとともに、現場における目視による確認によって構造物中における損傷部分を正確にデータ化することができ、検査の信頼性を優れたものとすることができる。
(4)本発明の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムにおいて、前記データ処理装置が、損傷部分の候補の削除又は修正の履歴から学習し、次に構造物の損傷部分の候補を自動検出する際に反映させることができるものである場合には、構造物中における損傷部分のピックアップの精度を高めたり、検出対象の性質をカスタマイズすることができ、損傷部分の候補を削除又は修正する作業を軽減し、効率化するとともに、システムの信頼性、利便性及び汎用性を高めることができる。
(2) In the image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge of the present invention, there are four laser pointers in the photographing apparatus, and each of these laser pointers is parallel to the optical axis of the camera. When it is arranged and the laser beam can be emitted so that the irradiation point can be obtained at the position corresponding to the four corners on the diagonal line of the detailed image data, one irradiation by the laser pointer is performed. Subsequent image processing can be performed even if the points are unclear, and it is possible to easily confirm that the shooting range in the image data is appropriate, and individual shooting work can be performed quickly. Not only can it be done, but also the image processing work after shooting can be carried out quickly and appropriately.
(3) In the image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge of the present invention, the data processing device automatically detects and displays a candidate for a damaged portion of the structure in the wide area front image data. If the damaged part candidate can be deleted or corrected, the damaged part in the structure can be quickly picked up, and the damaged part in the structure can be accurately data by visual confirmation at the site. It is possible to improve the reliability of the inspection.
(4) In the image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge of the present invention, the data processing device learns from the history of deletion or correction of a candidate for a damaged portion, and then damages the structure. If it can be reflected in the automatic detection of the candidate part, it is possible to improve the accuracy of picking up the damaged part in the structure and customize the property of the detection target, and the candidate of the damaged part. It is possible to reduce or improve the efficiency of the work of deleting or modifying the system, and to improve the reliability, convenience and versatility of the system.

(5)本発明の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムにおいて、前記データ処理装置が、ホストコンピュータと、当該ホストコンピュータと接続されるローカル端末装置とから構成されており、前記ホストコンピュータにて、構造物の粗い広域正面画像データと、構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データの生成、及び、損傷部分の候補の削除又は修正の履歴から学習し次に構造物の損傷部分の候補を自動検出する際に反映させる処理を行うことができ、前記ローカル端末装置にて、当該損傷部分の候補を削除又は修正可能である場合には、現場における目視による確認によって構造物中における損傷部分を正確にデータ化することができるとともに、ローカル端末装置の負担とデータ通信の負荷を軽減し、データ処理作業の効率化と利便性の向上を図ることなどができる。
(6)本発明の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムにおいて、前記データ処理装置が、前記広域正面画像データ中において検出された構造物の損傷部分にその長さ、幅などの情報を付加して記録できるものである場合には、損傷部分の状態に関する情報を一目瞭然にて簡単に確認でき、極めて便利なシステムを提供できる。
(7)本発明の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムにおいて、前記データ処理装置が、同一構造物について過去において得た画像データと、新たに入手した画像データとを比較対照することができ、当該構造物における損傷部分の経時変化を確認できるものである場合には、補修作業の計画や実行などに資することができるなど、極めて有益なデータベースを提供することができる。
(5) In the image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge of the present invention, the data processing device is composed of a host computer and a local terminal device connected to the host computer. , The host computer learns from the coarse wide area front image data of the structure, the generation of the partially detailed wide area front image data of the structure, and the history of deletion or correction of the candidate of the damaged part. If a process that can be reflected when automatically detecting a candidate for a damaged part of a structure can be performed and the candidate for the damaged part can be deleted or corrected by the local terminal device, it is visually observed at the site. By checking, the damaged part in the structure can be accurately converted into data, the burden on the local terminal device and the load on data communication can be reduced, and the efficiency and convenience of data processing work can be improved. ..
(6) In the image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge of the present invention, the data processing apparatus has a length of the damaged portion of the structure detected in the wide area front image data. When information such as width can be added and recorded, information on the state of the damaged part can be easily confirmed at a glance, and an extremely convenient system can be provided.
(7) In the image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge of the present invention, the data processing apparatus obtains image data obtained in the past for the same structure and newly obtained image data. If it is possible to compare and contrast and confirm the change over time in the damaged part of the structure, it is possible to provide an extremely useful database that can contribute to the planning and execution of repair work. ..

(8)本発明の画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法においては、目視にて発見した構造物の損傷部分を特定部分と判断し、同一の位置から前記撮影装置によって構造物の当該特定部分を別途撮影した複数の特定部分詳細画像データを前記画像処理システムに入力することで、スケールの尺度が統一された構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データを得ることができるため、構造物の詳細画像が必要な損傷部分についての撮影作業を効率的に行うことができ、かつ、構造物中における損傷部分が存在する位置の確認も容易である。
(9)本発明の画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法において、前記撮影装置におけるレーザーポインタが4個であり、それらの各レーザーポインタが前記カメラの光軸と平行に配置されており、かつ、前記詳細画像データの対角線上の四隅部分と対応する位置に照射点を得られるようにレーザー光を発することができるものである場合には、レーザーポインタによる1個の照射点が不鮮明であっても以後の画像処理を行うことができ、さらには、画像データ中の撮影範囲が適切なものであることを簡単に確認することができ、個々の撮影作業を迅速に行うことができるばかりか、撮影以後の画像処理作業についても迅速かつ適切に進めることができる。
(10)本発明の画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法をコンピュータ、タブレット、携帯電話などのデータ処理装置にて実行する際に使用することができるプログラムにおいては、簡易な方法にて広狭2つの画像データセットから構造物の粗い広域正面画像データを得ることができるとともに、特定部分詳細画像データを複数枚組み合わせて構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データを得ることができるため、定位置からの少ない撮影枚数であっても検査の品質を維持して構造物の点検作業を迅速かつ容易なものとすることができる。
(11)本発明の画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法をコンピュータ、タブレット、携帯電話などのデータ処理装置にて実行する際に使用することができるプログラムにおいて、前記広域正面画像データ中における構造物の損傷部分の候補を自動検出して表示する処理と、当該損傷部分の候補に対する削除又は修正を受け付ける処理と、前記損傷部分の候補の削除又は修正の履歴から学習し次に構造物の損傷部分の候補を自動検出する際に反映させる処理と、をさらに含むものである場合には、構造物中における損傷部分のピックアップの精度を高めたり、検出対象の性質をカスタマイズすることができ、損傷部分の候補を削除又は修正する作業を軽減し、効率化するとともに、システムの信頼性、利便性及び汎用性を高めることができる。
(8) In the method for efficiently inspecting a structure such as a bridge using the image processing system of the present invention, the damaged part of the structure found visually is determined to be a specific part, and the image is taken from the same position. By inputting a plurality of specific part detailed image data separately captured by the apparatus into the image processing system, a partially detailed wide area front image of the structure having a unified scale scale is obtained. Since the data can be obtained, it is possible to efficiently perform the photographing work for the damaged part that requires a detailed image of the structure, and it is easy to confirm the position where the damaged part exists in the structure.
(9) In a method for efficiently inspecting a structure such as a bridge using the image processing system of the present invention, there are four laser pointers in the photographing apparatus, and each of these laser pointers is the optical axis of the camera. If they are arranged in parallel and can emit laser light so that irradiation points can be obtained at positions corresponding to the four diagonal corners of the detailed image data, one laser pointer is used. Even if the irradiation point of the laser is unclear, the subsequent image processing can be performed, and further, it is possible to easily confirm that the shooting range in the image data is appropriate, and the individual shooting work can be performed quickly. Not only can it be done quickly, but also the image processing work after shooting can be done quickly and appropriately.
(10) In a program that can be used when a method for efficiently inspecting a structure such as a bridge using the image processing system of the present invention is executed by a data processing device such as a computer, a tablet, or a mobile phone. A wide-area front image data of a structure can be obtained from two wide and narrow image data sets by a simple method, and a wide-area front image of the structure is partially detailed by combining a plurality of specific partial detailed image data. Since image data can be obtained, it is possible to maintain the quality of inspection and make the inspection work of the structure quick and easy even with a small number of photographs taken from a fixed position.
(11) In a program that can be used when a method for efficiently inspecting a structure such as a bridge using the image processing system of the present invention is executed by a data processing device such as a computer, a tablet, or a mobile phone. From the process of automatically detecting and displaying the candidate of the damaged part of the structure in the wide area front image data, the process of accepting the deletion or correction of the candidate of the damaged part, and the history of the deletion or correction of the candidate of the damaged part. If it further includes a process to learn and then reflect when automatically detecting a candidate for a damaged part of the structure, improve the accuracy of picking up the damaged part in the structure or customize the properties of the detection target. It is possible to reduce or improve the efficiency of the work of deleting or correcting the candidate of the damaged part, and to improve the reliability, convenience and versatility of the system.

なお、橋梁などの構造物を検査するという目的のためには、本発明の画像処理システム、画像処理方法及びプログラムにおいて、ひび割れや損傷などの位置を厳密に特定する必要は無いため、撮影装置によって構造物を撮影する「定位置」とは、三脚によって撮影装置を支える場合に限らず、手持ちによって撮影する場合を含む。
従って、本発明の画像処理システム、画像処理方法及びプログラムは、橋梁などの構造物を検査する際において、極めて扱い易く使い勝手の良いものとなっている。
For the purpose of inspecting structures such as bridges, it is not necessary to strictly specify the positions of cracks and damages in the image processing system, image processing method and program of the present invention. The “fixed position” for photographing a structure is not limited to the case where the photographing device is supported by a tripod, but also includes the case where the image is taken by hand.
Therefore, the image processing system, the image processing method, and the program of the present invention are extremely easy to handle and easy to use when inspecting a structure such as a bridge.

図1は本発明を具体化した橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムと各種画像データを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an image processing system and various image data for efficiently inspecting a structure such as a bridge that embodies the present invention. 図2は本発明を具体化した橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムの一実施形態の概要を示す斜視図及び撮影装置によって橋梁を撮影する様子を示す平面図である。FIG. 2 is a perspective view showing an outline of an embodiment of an image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge embodying the present invention, and a plan view showing a state in which a bridge is photographed by an imaging device. .. 図3は本発明を具体化した橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムの撮影装置及びレーザーポインタによる照射点を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing an imaging device of an image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge embodying the present invention and an irradiation point by a laser pointer. 図4は本発明を具体化した橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムの撮影装置によって橋梁を撮影する様子を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing a state in which a bridge is photographed by an imaging device of an image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge that embodies the present invention. 図5は本発明を具体化した橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムの他の実施形態を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing another embodiment of an image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge that embodies the present invention. 図6は本発明を具体化した橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムによってカメラの位置姿勢推定処理を行う際の計算処理を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining calculation processing when performing position / orientation estimation processing of a camera by an image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge embodying the present invention. 図7は本発明を具体化した橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理方法の手順を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of an image processing method for efficiently inspecting a structure such as a bridge that embodies the present invention. 図8は本発明を具体化した橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理方法において、適切な撮影位置を選定してから撮影を行う手順を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for performing imaging after selecting an appropriate imaging position in an image processing method for efficiently inspecting a structure such as a bridge that embodies the present invention. 図9は本発明を具体化した橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理方法において、信頼性を高めた位置姿勢推定処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of position / orientation estimation processing with improved reliability in an image processing method for efficiently inspecting a structure such as a bridge embodying the present invention. 図10は本発明を具体化した橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理方法において、特定部分詳細画像を処理する手順を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a procedure for processing a specific partial detailed image in an image processing method for efficiently inspecting a structure such as a bridge that embodies the present invention. 図11は本発明を具体化した橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理方法において、レーザーポインタが3個である場合の手順を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing a procedure when there are three laser pointers in an image processing method for efficiently inspecting a structure such as a bridge that embodies the present invention. 図12は本発明を具体化した橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理方法において、得られる画像の解像度について説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the resolution of an image obtained in an image processing method for efficiently inspecting a structure such as a bridge that embodies the present invention. 図13は本発明を具体化した撮影装置の調整及び較正に使用するボードを示す正面図である。FIG. 13 is a front view showing a board used for adjusting and calibrating an imaging device that embodies the present invention. 図14は本発明とは異なる橋梁などの構造物を検査するための画像処理方法によって得られる構造物の広範囲の詳細な正面画像を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a wide range of detailed frontal images of a structure obtained by an image processing method for inspecting a structure such as a bridge different from the present invention.

本発明は、「 橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムであって、カメラと、少なくとも3個のレーザーポインタと、それらを一体的に保持することができる固定手段と、からなる撮影装置と、当該撮影装置によって得られた画像データを処理するデータ処理装置と、を備え、
構造物の一部を前記撮影装置によって撮影した部分画像データと、当該撮影装置によって同一位置及び同一方向にて前記構造物の一部を拡大して撮影した詳細画像データであって、前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点が写るように前記部分画像データの中央部を撮影した詳細画像データと、から得られる広狭2つの画像データセットと、前記同一位置から前記構造物の一部とは異なる部分を撮影することで得られる他の部分画像データと、当該他の部分画像データと対応する他の詳細画像データとから得られる他の広狭2つの画像データセットと、前記同一位置から前記撮影装置によって構造物の特定部分を別途撮影した複数の特定部分詳細画像データと、に基づいて動作する画像処理システムであって、
前記データ処理装置は、前記詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び個々の前記広狭2つの画像データセットにおける部分画像データと詳細画像データの拡大倍率に基づいて部分画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の粗い広域正面画像データを得ることができるとともに、前記特定部分詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び各特定部分詳細画像データの拡大倍率に基づいて特定部分詳細画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データを得ることができることを特徴とする橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム」である。
The present invention is "an image processing system for efficiently inspecting structures such as bridges, which includes a camera, at least three laser pointers, and a fixing means capable of integrally holding them. It is provided with a photographing device comprising a photographing device and a data processing device for processing image data obtained by the photographing device.
Partial image data obtained by photographing a part of the structure by the photographing apparatus and detailed image data obtained by magnifying a part of the structure in the same position and direction by the photographing apparatus, and the laser pointer. The detailed image data obtained by photographing the central portion of the partial image data so that at least three irradiation points are captured, and the two wide and narrow image data sets obtained from the above, and a part of the structure from the same position are different. The other wide and narrow image data sets obtained from the other partial image data obtained by photographing the portion and the other detailed image data corresponding to the other partial image data, and the photographing device from the same position. It is an image processing system that operates based on a plurality of specific part detailed image data obtained by separately photographing a specific part of a structure.
The data processing device calculates distance data from at least three irradiation points by the laser pointer to the structure from the camera and tilt data in the three-dimensional direction of the camera in the detailed image data, and the distance data, A structure in which a plurality of partial image data are combined and integrated based on the inclination data and the magnification of the partial image data and the detailed image data in each of the two wide and narrow image data sets, and the scale of the scale is unified. Coarse wide area front image data can be obtained, and distance data from at least three irradiation points by the laser pointer to the structure and tilt data of the camera in the three-dimensional direction in the specific part detailed image data can be obtained. Is calculated, and based on the distance data, the tilt data, and the magnification of each specific part detailed image data, a plurality of specific part detailed image data are combined and integrated, and the scale of the structure is unified. It is an image processing system for efficiently inspecting structures such as bridges, which is characterized by being able to obtain detailed wide-area frontal image data.

さらに、本発明は、「 画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法であって、カメラと、少なくとも3個のレーザーポインタと、それらを一体的に保持することができる固定手段と、からなる撮影装置と、当該撮影装置によって得られた画像データを処理するデータ処理装置と、を備えた画像処理システムを使用し、
1)構造物の一部を前記撮影装置によって撮影した部分画像データと、当該撮影装置によって同一位置及び同一方向にて前記構造物の一部を拡大して撮影した詳細画像データであって、前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点が写るように前記部分画像データの中央部を撮影した詳細画像データと、から得られる広狭2つの画像データセットと、前記同一位置から前記構造物の一部とは異なる部分を撮影することで得られる他の部分画像データと、当該他の部分画像データと対応する他の詳細画像データとから得られる他の広狭2つの画像データセットと、を前記画像処理システムに入力することで、
前記詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び個々の前記広狭2つの画像データセットにおける部分画像データと詳細画像データの拡大倍率に基づいて部分画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の粗い広域正面画像データを得るステップと、
2)目視にて発見した構造物の損傷部分を特定部分と判断し、前記同一位置から前記撮影装置によって構造物の当該特定部分を別途撮影した複数の特定部分詳細画像データを前記画像処理システムに入力することで、
当該特定部分詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び各特定部分詳細画像データの拡大倍率に基づいて特定部分詳細画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データを得るステップと、
からなることを特徴とする画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法」である。
また、本発明は、「上記のような構造物を効率的に検査するための画像処理方法をコンピュータ、タブレット、携帯電話などのデータ処理装置に実行させるためのプログラム」である。
そして、本発明は、以下において説明する実施形態などによって好適に具体化することができるものである。
Further, the present invention is "a method for efficiently inspecting a structure such as a bridge using an image processing system, and can integrally hold a camera, at least three laser pointers, and the like. An image processing system including a photographing device including a fixing means, a photographing device including the photographing device, and a data processing device for processing image data obtained by the photographing device is used.
1) Partial image data obtained by photographing a part of the structure by the photographing apparatus and detailed image data obtained by magnifying a part of the structure in the same position and the same direction by the photographing apparatus. Detailed image data obtained by photographing the central part of the partial image data so that at least three irradiation points by the laser pointer are captured, two wide and narrow image data sets obtained from the same, and a part of the structure from the same position. The image processing system comprises another partial image data obtained by photographing different parts and two other wide and narrow image data sets obtained from the other partial image data and other detailed image data corresponding to the other partial image data. By typing in
The distance data from the camera to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera from at least three irradiation points by the laser pointer in the detailed image data are calculated, and the distance data, the tilt data, and individual data are calculated. Based on the magnification of the partial image data and the detailed image data in the two wide and narrow image data sets, a plurality of partial image data are combined and integrated to obtain a coarse wide area front image data of a structure having a unified scale. Steps to get and
2) The damaged part of the structure found visually is determined to be a specific part, and a plurality of specific part detailed image data in which the specific part of the structure is separately photographed from the same position by the photographing apparatus is applied to the image processing system. By inputting
The distance data from at least three irradiation points by the laser pointer to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera in the specific part detailed image data are calculated, and the distance data, the tilt data, And , based on the magnification of each specific part detailed image data, a plurality of specific part detailed image data are combined and integrated to obtain a partially detailed wide area front image data of a structure having a unified scale scale. Steps and
This is a method for efficiently inspecting structures such as bridges using an image processing system characterized by being composed of. "
Further, the present invention is "a program for causing a data processing device such as a computer, a tablet, or a mobile phone to execute an image processing method for efficiently inspecting a structure as described above".
The present invention can be suitably embodied by the embodiments described below.

なお、本発明において、「正面画像」とは、構造物の鉛直方向の壁面については、水平方向から見た画像であり、構造物の水平方向の底面、天井面については、直下から見た画像であり、構造物の水平方向の床面、上面については、真上から見た画像である。 In the present invention, the "front image" is an image seen from the horizontal direction of the vertical wall surface of the structure, and an image seen from directly below the horizontal bottom surface and the ceiling surface of the structure. The horizontal floor surface and upper surface of the structure are images viewed from directly above.

以下、本発明を具体化した橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム1の一実施形態について説明する。
図1及び図2に示すように、本発明の一実施形態の橋梁などの構造物2を検査するための画像処理システム1は、撮影装置10とデータ処理装置20とから構成される。
そして、当該撮影装置10は、1個のカメラ11と、4個のレーザーポインタLp1~Lp4と、それらを一体的に保持することができる固定手段12と、から構成されている。
Hereinafter, an embodiment of an image processing system 1 for efficiently inspecting a structure such as a bridge that embodies the present invention will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the image processing system 1 for inspecting a structure 2 such as a bridge according to an embodiment of the present invention includes a photographing device 10 and a data processing device 20.
The photographing device 10 is composed of one camera 11, four laser pointers Lp1 to Lp4, and a fixing means 12 capable of integrally holding them.

前記カメラ11は、画素数が1千万~4千万程度のデジタルカメラを好適に用いることができるが、構造物2の検査に必要な画像解像度が低くても良い場合、又は、構造物2が小さくて接近した場所から複数枚の画像データを得られる場合には、数百万ピクセル程度の画像解像度を得られるデジタルカメラ又は携帯電話22であっても良い。
さらに、前記カメラ11としては、異なる拡大倍率にて撮影できるズーム機能を備えたものが好適であるが、レンズ交換によって異なる拡大倍率の画像データを得られるものであっても本発明を具体化して実施することができる。但し、作業効率は低下することになる。
また、各撮影画像のデータに焦点距離の情報、即ち、各画像データの拡大倍率を算出するためのデータ、が自動的に記録されない場合には、別途各撮影画像のデータについてその撮影時の焦点距離を記録し、データ処理装置20に入力する必要がある。
なお、レンズ交換する場合、又は、ズーム可能な範囲の両端で撮影する場合など、拡大倍率が一定である場合には、各画像の焦点距離をデータ処理装置20に入力する処理は簡単に行うことができる。
前記カメラ11としては、当該カメラ11により撮影される画像の画素分解能(1ピクセルあたりの実サイズ)の範囲及び撮影時の構造物2までの距離に応じて、前記カメラ11の有効画素数、光学ズーム倍率といったカメラ11のスペックを選択可能である。
また、前記カメラ11は、無線又は有線にて接続されたモニターによって離れた場所から撮影箇所及び焦点合わせを確認でき、かつ、後述する位置姿勢推定処理によって得られた構造物2との相対的な位置関係からスケールの尺度が統一された画像が得られるようカメラ11のズーム機構とシャッターを遠隔制御できるものであっても良い。
さらに、カメラ11としては、動画を撮影できる機能を有するデジタルカメラ、携帯電話、又は、図5に示すようなビデオカメラ11aであっても良い。
なお、ビデオカメラ11aによって構造物2の動画データを得る場合には、動画データ中における適宜の画像データを抽出・選択して以後の画像処理を行えば良い。
As the camera 11, a digital camera having about 10 to 40 million pixels can be preferably used, but the image resolution required for inspection of the structure 2 may be low, or the structure 2 may be used. When a plurality of image data can be obtained from a small and close place, a digital camera or a mobile phone 22 that can obtain an image resolution of about several million pixels may be used.
Further, the camera 11 preferably has a zoom function capable of shooting at different magnifying powers, but the present invention is embodied even if image data having different magnifying powers can be obtained by exchanging lenses. Can be carried out. However, the work efficiency will decrease.
If the focal distance information, that is, the data for calculating the magnification of each image data, is not automatically recorded in the data of each captured image, the focus of the data of each captured image at the time of shooting is separately recorded. It is necessary to record the distance and input it to the data processing device 20.
When the magnification is constant, such as when changing lenses or when shooting at both ends of the zoomable range, the process of inputting the focal length of each image into the data processing device 20 should be performed easily. Can be done.
The camera 11 has the number of effective pixels and optics of the camera 11 according to the range of pixel resolution (actual size per pixel) of the image captured by the camera 11 and the distance to the structure 2 at the time of imaging. The specifications of the camera 11 such as the zoom magnification can be selected.
Further, the camera 11 can confirm the shooting location and focusing from a remote location by a monitor connected wirelessly or by wire, and is relative to the structure 2 obtained by the position / orientation estimation process described later. The zoom mechanism and shutter of the camera 11 may be remotely controlled so that an image having a unified scale scale can be obtained from the positional relationship.
Further, the camera 11 may be a digital camera having a function of shooting a moving image, a mobile phone, or a video camera 11a as shown in FIG.
When the moving image data of the structure 2 is obtained by the video camera 11a, appropriate image data in the moving image data may be extracted and selected, and the subsequent image processing may be performed.

さらに、本発明において、前記カメラ11は、好適にはズーム機能により、構造物2の一部を撮影した部分画像データと、同一位置及び同一方向にて前記構造物の一部を拡大して撮影した詳細画像データであって、前記レーザーポインタLp1~Lp4による少なくとも3個の照射点が写るように前記部分画像データの中央部を撮影した詳細画像データと、から広狭2つの画像データセットを得られるものであることが必要である。
なお、本発明における広狭2つの画像データセットを構成する部分画像データと詳細画像データの拡大倍率の実際の運用上好ましい範囲は、2~5倍程度であり、本発明を実施する際に使用するカメラのズーム倍率は5~10倍程度あればよい。
但し、本発明における広狭2つの画像データセットを構成する部分画像データと詳細画像データの拡大倍率は、精度が低下する可能性もあるが、原理上10倍程度であってもよい。
Further, in the present invention, the camera 11 preferably uses a zoom function to magnify and photograph a part of the structure at the same position and in the same direction as the partial image data obtained by photographing a part of the structure 2. Two wide and narrow image data sets can be obtained from the detailed image data obtained by photographing the central portion of the partial image data so that at least three irradiation points by the laser pointers Lp1 to Lp4 are captured. It needs to be a thing.
The practically preferable range of the magnification of the partial image data and the detailed image data constituting the two wide and narrow image data sets in the present invention is about 2 to 5 times, which is used when carrying out the present invention. The zoom magnification of the camera may be about 5 to 10 times.
However, the magnification of the partial image data and the detailed image data constituting the two wide and narrow image data sets in the present invention may be about 10 times in principle, although the accuracy may decrease.

前記固定手段12は、前記4個のレーザーポインタLp1~Lp4によるレーザー光が、前記カメラ11によって撮影される詳細画像の4隅付近に照射されるように、4個のレーザーポインタLp1~Lp4を前記カメラ11の光軸と平行かつ当該光軸を中心とする対角線上に配置して固定することができるものである。
この固定手段12は、合成樹脂、軽金属又は木材などの剛性材料から構成することができ、前記カメラ11の光軸と各レーザーポインタLp1~Lp4の光軸との位置関係が常時狂うことがないようにそれらを保持できれば良く、その形状は、長方形、正方形の他、他の四角形、X字形、円形、多角形、三角形、V字形、A字形などの枠状のもの又は板状のものなど、適宜選択可能である。
また、撮影装置10によって定位置から複数枚の画像データを得るために、固定手段12に三脚13を装着してカメラ11による撮影を行っても良い。
The fixing means 12 uses the four laser pointers Lp1 to Lp4 so that the laser light from the four laser pointers Lp1 to Lp4 is irradiated to the vicinity of the four corners of the detailed image captured by the camera 11. It can be arranged and fixed in parallel with the optical axis of the camera 11 and on a diagonal line centered on the optical axis.
The fixing means 12 can be made of a rigid material such as synthetic resin, light metal, or wood, so that the positional relationship between the optical axis of the camera 11 and the optical axes of the laser pointers Lp1 to Lp4 does not always get out of order. It suffices if they can be held in a square, and the shape may be a rectangle, a square, another quadrangle, an X-shape, a circle, a polygon, a triangle, a V-shape, an A-shape or the like, or a plate-like shape as appropriate. It is selectable.
Further, in order to obtain a plurality of image data from a fixed position by the photographing device 10, a tripod 13 may be attached to the fixing means 12 and an image may be taken by the camera 11.

本発明において、各レーザーポインタLp1~Lp4は、数メートル~20メートル程度離れた対象物までレーザー光を照射できる1mW程度のものを好適に使用でき、視認性に優れた緑色又は赤色のものが好ましい。
また、各レーザーポインタLp1~Lp4による照射点P1~P4の輝点形状は、真円で中心から正規分布に従うような輝度分布が好ましい。
なお、輝点の直径は、一例として、4m離れたところで4mm程度のものを用いることができる。
本発明において使用する撮影装置10によるレーザーポインタLp1~Lp4の固定状態を確認し正しい位置に固定されるように調整するには、図13の左側に示すように、撮影画像中におけるレーザーポインタLp1~Lp4の理想的な照射位置が分かるマークが付された調整用ボード30を使用すると良い。
さらに、本発明において使用する撮影装置10としては、図3の下部に示すように、8個のレーザーポインタLp1~Lp8を対角線上に配置したものを採用しても良い。このようにレーザーポインタの数を増やすことで、後述する画像処理の際におけるレーザーポインタによる照射点の選択肢が増え、画像処理の精度を高めることができる。
In the present invention, each laser pointer Lp1 to Lp4 can preferably be used with a laser pointer of about 1 mW capable of irradiating an object with a distance of several meters to 20 meters with a laser beam, and a green or red pointer having excellent visibility is preferable. ..
Further, the shape of the bright spots of the irradiation points P1 to P4 by the laser pointers Lp1 to Lp4 is preferably a perfect circle and a luminance distribution that follows a normal distribution from the center.
As an example, the diameter of the bright spot can be about 4 mm at a distance of 4 m.
In order to confirm the fixed state of the laser pointers Lp1 to Lp4 by the photographing apparatus 10 used in the present invention and adjust the laser pointers Lp1 to Lp4 so as to be fixed at the correct position, the laser pointers Lp1 to Lp1 in the captured image are shown on the left side of FIG. It is preferable to use the adjustment board 30 marked with a mark indicating the ideal irradiation position of Lp4.
Further, as the photographing apparatus 10 used in the present invention, as shown in the lower part of FIG. 3, eight laser pointers Lp1 to Lp8 may be arranged diagonally. By increasing the number of laser pointers in this way, the choice of irradiation points by the laser pointers in the image processing described later increases, and the accuracy of the image processing can be improved.

前記データ処理装置20としては、カメラ11によって構造物2を撮影することによって得られた画像データを記録メディアを介して、あるいは、無線又は有線にて読み込むことができるノート型パソコン21を好適に使用することができる。
また、このデータ処理装置20としては、ホストコンピュータ23と、当該ホストコンピュータ23と接続される携帯電話22又はタブレット端末24をローカル端末装置とする構成であっても良い。
この場合、後述する通り、前記ホストコンピュータ23にて、構造物の粗い広域正面画像データと、構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データの生成、及び、損傷部分の候補の削除又は修正の履歴から学習し次に構造物の損傷部分の候補を自動検出する際に反映させる処理を行うことができ、前記ローカル端末装置にて、当該損傷部分の候補を削除又は修正可能とすることができる。その場合には、現場における目視による確認によって構造物中における損傷部分を正確にデータ化することができるとともに、ローカル端末装置の負担とデータ通信の負荷を軽減し、データ処理作業の効率化と利便性の向上を図ることなどができる。
As the data processing device 20, a notebook personal computer 21 capable of reading image data obtained by photographing a structure 2 with a camera 11 via a recording medium or wirelessly or by wire is preferably used. can do.
Further, the data processing device 20 may be configured such that the host computer 23 and the mobile phone 22 or the tablet terminal 24 connected to the host computer 23 are local terminal devices.
In this case, as will be described later, the host computer 23 generates coarse wide-area front image data of the structure and partially detailed wide-area front image data of the structure, and deletes or deletes candidates for damaged parts. It is possible to learn from the repair history and reflect it when the candidate for the damaged part of the structure is automatically detected next, and the candidate for the damaged part can be deleted or corrected by the local terminal device. Can be done. In that case, the damaged part in the structure can be accurately converted into data by visual confirmation at the site, and the burden on the local terminal device and the load on data communication can be reduced to improve the efficiency and convenience of data processing work. It is possible to improve the sex.

次に、前記データ処理装置20について説明する。
前記データ処理装置20は、構造物2の一部を前記撮影装置10によって撮影した部分画像データと、当該撮影装置10によって同一位置及び同一方向にて前記構造物2の一部を拡大して撮影した詳細画像データであって、前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点が写るように前記部分画像データの中央部を撮影した詳細画像データと、から得られる広狭2つの画像データセットと、前記同一位置から前記構造物2の一部とは異なる部分を撮影することで得られる他の部分画像データと、当該他の部分画像データと対応する他の詳細画像データとから得られる他の広狭2つの画像データセットと、前記同一位置から前記撮影装置10によって構造物2の特定部分を別途撮影した複数の特定部分詳細画像データと、に基づいて動作するものである。
具体的には、前記データ処理装置20は、前記詳細画像データ中における前記レーザーポインタLp1~Lp4による少なくとも3個の照射点から前記カメラ11から構造物2までの距離データ及びカメラ11の3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び個々の広狭2つの画像データセットにおける部分画像データと詳細画像データの拡大倍率に基づいて部分画像データを複数枚組み合わせてあるべき正しい位置に再配置して統合し、スケールの尺度が統一された構造物の粗い広域正面画像データを得ることができるとともに、前記特定部分詳細画像データ中における前記レーザーポインタLp1~Lp4による少なくとも3個の照射点から前記カメラ11から構造物2までの距離データ及びカメラ11の3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び各特定部分詳細画像データの拡大倍率に基づいて特定部分詳細画像データを複数枚組み合わせて再配置して統合し、スケールの尺度が統一された構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データを得ることができるものである。
Next, the data processing device 20 will be described.
The data processing device 20 enlarges and photographs a part of the structure 2 at the same position and in the same direction as the partial image data obtained by photographing a part of the structure 2 by the photographing apparatus 10. The detailed image data obtained by photographing the central portion of the partial image data so that at least three irradiation points by the laser pointer are captured, and the two wide and narrow image data sets obtained from the same . Two other wide and narrow images obtained from other partial image data obtained by photographing a part different from a part of the structure 2 from a position and other detailed image data corresponding to the other partial image data. It operates based on an image data set and a plurality of specific part detailed image data in which a specific part of the structure 2 is separately photographed by the photographing apparatus 10 from the same position.
Specifically, the data processing device 20 includes distance data from at least three irradiation points by the laser pointers Lp1 to Lp4 in the detailed image data to the structure 2 from the camera 11 and a three-dimensional direction of the camera 11. The tilt data in the above should be calculated, and a plurality of partial image data should be combined based on the distance data, the tilt data, and the magnification of the partial image data and the detailed image data in each of the two wide and narrow image data sets. Coarse wide area front image data of the structure with unified scale can be obtained by rearranging and integrating in the correct position, and at least three by the laser pointers Lp1 to Lp4 in the specific partial detailed image data. The distance data from the irradiation point of the camera 11 to the structure 2 and the tilt data of the camera 11 in the three-dimensional direction are calculated, and based on the magnification of the distance data, the tilt data, and the detailed image data of each specific portion. Therefore, a plurality of specific partial detailed image data can be combined, rearranged and integrated to obtain partially detailed wide area front image data of a structure having a unified scale scale.

より詳細には、前記データ処理装置20は、
(ア)前記撮影装置10によって定位置から構造物2の一部を撮影することによって得られた詳細画像データのそれぞれについて、前記レーザーポインタLp1~Lp4による各照射点P1~P4の詳細画像データ中における座標位置を抽出する照射点抽出処理と、
(イ)前記詳細画像データのそれぞれについて、前記照射点抽出処理によって得られた前記レーザーポインタLp1~Lp4による各照射点P1~P4の座標位置と、前記撮影装置を用いて予め対象との位置関係が特定された状態で撮影した画像データ中における前記レーザーポインタLp1~Lp4による各照射点の座標位置との相対的な関係から、前記カメラ11から構造物2までの距離データ及びカメラ11の3次元方向での傾きデータを算出する位置姿勢推定処理と、
(ウ)前記個々の広狭2つの画像データセットにおける部分画像データと詳細画像データのそれぞれについて、前記位置姿勢推定処理によって得られた距離データ、傾きデータ及び、個々の広狭2つの画像データセットにおける部分画像データと詳細画像データの拡大倍率に基づいて、スケールの尺度が統一された構造物2の正面画像データに変換する正面画像取得処理と、
(エ)前記正面画像取得処理によって得られた複数枚の正面画像データを、前記位置姿勢推定処理によって得られた距離データ、傾きデータ、及び、個々の広狭2つの画像データセットにおける部分画像データと詳細画像データの拡大倍率に基づいて、部分画像データを複数枚組み合わせて再配置して統合し、スケールの尺度が統一された構造物の粗い広域正面画像データを得る画像統合処理と、
を行うことができるものである。
ここで、部分画像データと詳細画像データの「拡大倍率」は、好適には、各画像を撮影した際のカメラ11の焦点距離から算出されるものである。
More specifically, the data processing device 20 is
(A) In the detailed image data of the irradiation points P1 to P4 by the laser pointers Lp1 to Lp4, for each of the detailed image data obtained by photographing a part of the structure 2 from a fixed position by the photographing apparatus 10. Irradiation point extraction process to extract the coordinate position in
(A) For each of the detailed image data, the positional relationship between the coordinate positions of the irradiation points P1 to P4 by the laser pointers Lp1 to Lp4 obtained by the irradiation point extraction process and the target in advance using the photographing apparatus. From the relative relationship with the coordinate position of each irradiation point by the laser pointers Lp1 to Lp4 in the image data taken in the specified state, the distance data from the camera 11 to the structure 2 and the three dimensions of the camera 11 Position / orientation estimation processing that calculates tilt data in the direction,
(C) For each of the partial image data and the detailed image data in the two wide and narrow image data sets, the distance data, the inclination data, and the partial in the two wide and narrow image data sets obtained by the position and orientation estimation process. Front image acquisition processing that converts to front image data of structure 2 with a unified scale scale based on the magnification of image data and detailed image data, and
(D) The plurality of front image data obtained by the front image acquisition process are combined with the distance data, the inclination data, and the partial image data in each of the two wide and narrow image data sets obtained by the position and orientation estimation process. Image integration processing to obtain coarse wide-area front image data of a structure with a unified scale scale by combining multiple partial image data, rearranging and integrating them based on the magnification of detailed image data.
Can be done.
Here, the "magnification magnification" of the partial image data and the detailed image data is preferably calculated from the focal length of the camera 11 when each image is taken.

さらに、本発明において、前記データ処理装置20は、
(オ)前記特定部分詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、各特定部分詳細画像データの拡大倍率に基づいて特定部分詳細画像データを複数枚組み合わせて再配置して統合し、スケールの尺度が統一された構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データを得ることができるものである。
Further, in the present invention, the data processing device 20 is
(E) The distance data from the camera to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera from at least three irradiation points by the laser pointer in the specific part detailed image data are calculated, and each specific part detailed image. It is possible to combine a plurality of specific partial detailed image data based on the magnification of the data, rearrange them, and integrate them to obtain a partially detailed wide area front image data of a structure having a unified scale scale. It is a thing.

さらに、本発明において、前記データ処理装置20は、損傷部分の候補を自動的に検出して表示することができる。
例えば、ひび割れや穴といった損傷部分であれば、画像データ中において周囲よりも黒く表示されるため、それらを損傷部分として自動的にピックアップし、鮮明な色にてカラー表示することで、存在箇所を明確化することができる。
また、本発明において、前記データ処理装置20は、現場において構造物の実際の損傷部分を目視確認することで、自動検出された損傷部分の候補を削除したり修正する処理を受け付けることができる。かかる修正には、損傷部分の長さ、幅、種類などのデータを記入し、記録する処理を含む(図1の下部に記載した広域正面画像データ参照)。
さらに、本発明において、前記データ処理装置20は、損傷部分の候補を削除したり修正する処理の履歴から学習し、次に損傷部分の候補を自動的に検出して表示する際に反映させることができるようになっている。
Further, in the present invention, the data processing device 20 can automatically detect and display a candidate for a damaged portion.
For example, damaged parts such as cracks and holes are displayed blacker than the surroundings in the image data, so they are automatically picked up as damaged parts and displayed in vivid colors to indicate the existing location. Can be clarified.
Further, in the present invention, the data processing device 20 can accept a process of deleting or correcting an automatically detected candidate for a damaged portion by visually confirming an actual damaged portion of the structure at the site. Such modifications include the process of entering and recording data such as length, width and type of damaged portion (see wide area frontal image data at the bottom of FIG. 1).
Further, in the present invention, the data processing device 20 learns from the history of the process of deleting or correcting the candidate of the damaged portion, and then reflects it when automatically detecting and displaying the candidate of the damaged portion. Can be done.

また、本発明において、前記データ処理装置20は、現場にて目視確認することで、追加すべき損傷部分を指、タッチペン又はマウスなどによるスケッチ操作によって正面画像データ中に表示して記録することができるものであっても良い(図1の下部に記載した広域正面画像データ参照)。
さらに、本発明において、前記データ処理装置20は、同一構造物2について過去において得た画像データと、新たに入手した画像データとを比較対照することができ、当該構造物2における損傷部分の経時変化を確認できるものであってもよい。
Further, in the present invention, the data processing device 20 can display and record the damaged portion to be added in the front image data by a sketch operation with a finger, a touch pen, a mouse, or the like by visually checking at the site. It may be possible (see the wide area front image data described at the bottom of FIG. 1).
Further, in the present invention, the data processing device 20 can compare and contrast the image data obtained in the past with respect to the same structure 2 and the newly obtained image data, and the damaged portion in the structure 2 can be compared and contrasted with time. It may be something that can confirm the change.

前記データ処理装置20は、前記位置姿勢推定処理において、前記複数枚の画像データのそれぞれについて、前記照射点抽出処理によって得られた前記レーザーポインタLp1~Lp4による各照射点P1~P4の座標位置と、前記撮影装置10におけるカメラ11とレーザーポインタLp1~Lp4の配置位置データとから、前記カメラ11から構造物2までの距離データ及びカメラ11の3次元方向での傾きデータを算出する位置姿勢推定処理を行うものであっても良い。
ここで、前記データ処理装置20による位置姿勢推定処理は、前記レーザーポインタLp1~Lp4による各照射点P1~P4の内の3個の照射点の座標位置が特定できれば、前記カメラ11から構造物2までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出することができる。
従って、照射点P1~P4の内の何れか1個が不鮮明で判別困難であっても、以後の画像処理を行うことができる。
In the position / orientation estimation process, the data processing device 20 sets the coordinate positions of the irradiation points P1 to P4 by the laser pointers Lp1 to Lp4 obtained by the irradiation point extraction process for each of the plurality of image data. Position / orientation estimation processing for calculating the distance data from the camera 11 to the structure 2 and the tilt data of the camera 11 in the three-dimensional direction from the arrangement position data of the camera 11 and the laser pointers Lp1 to Lp4 in the photographing device 10. It may be something that does.
Here, in the position / orientation estimation process by the data processing device 20, if the coordinate positions of three irradiation points among the irradiation points P1 to P4 of the irradiation points P1 to P4 by the laser pointers Lp1 to Lp4 can be specified, the structure 2 can be specified from the camera 11. It is possible to calculate the distance data up to and the tilt data of the camera in the three-dimensional direction.
Therefore, even if any one of the irradiation points P1 to P4 is unclear and difficult to discriminate, the subsequent image processing can be performed.

さらに、前記データ処理装置20は、前記位置姿勢推定処理において、前記照射点抽出処理によって得られた前記レーザーポインタLp1~Lp4による4個の照射点P1~P4の座標位置と、前記撮影装置10を用いて予め対象との位置関係が特定された状態で撮影した画像データ中における前記レーザーポインタLp1~Lp4による4個の照射点P1~P4の座標位置との4点の対応の内から選択される異なる3点の対応の2以上の組み合わせから、前記距離データ及び傾きデータを算出することで、それらのデータの精度を高めることができるものであっても良い。 Further, in the position / orientation estimation process, the data processing device 20 obtains the coordinate positions of the four irradiation points P1 to P4 by the laser pointers Lp1 to Lp4 obtained by the irradiation point extraction process, and the photographing device 10. It is selected from the correspondence of four points with the coordinate positions of the four irradiation points P1 to P4 by the laser pointers Lp1 to Lp4 in the image data taken in the state where the positional relationship with the target is specified in advance. By calculating the distance data and the inclination data from two or more combinations of correspondences of three different points, the accuracy of the data may be improved.

また、本発明の好適な実施形態において、前記レーザーポインタLp1~Lp4による4個の照射点P1~P4は、正対する平面上において、正確には長方形又は正方形の頂点上に配置されるべきものであり、前記データ処理装置20は、前記位置姿勢推定処理において、前記撮影装置10を用いて予め異なる距離から正対する平面、好適には、図13の右側に示すように、10cm角の正方形を市松模様にて並べたキャリブレーションボード31を撮影した複数枚の画像データに基づいて、距離データ及び傾きデータを算出し、前記カメラ11と4個のレーザーポインタLp1~Lp4の光軸のズレを検出することで、構造物2の画像データ中における照射点P1~P4の座標位置を補正することができるものであると良い。 Further, in a preferred embodiment of the present invention, the four irradiation points P1 to P4 by the laser pointers Lp1 to Lp4 should be arranged on the planes facing each other, to be exact, on the vertices of a rectangle or a square. In the position / orientation estimation process, the data processing device 20 uses the photographing device 10 to form a plane facing from different distances in advance, preferably a 10 cm square as shown on the right side of FIG. Distance data and tilt data are calculated based on a plurality of image data obtained by photographing the calibration boards 31 arranged in a pattern, and the deviation of the optical axes of the camera 11 and the four laser pointers Lp1 to Lp4 is detected. Therefore, it is preferable that the coordinate positions of the irradiation points P1 to P4 in the image data of the structure 2 can be corrected.

さらに、本発明の好適な実施形態において、前記データ処理装置20は、前記画像統合処理によって得られた構造物2の広範囲の正面画像から、構造物2に生じているひび割れ5又は剥離などの損傷の計測処理を行うことができるものである。
かかる計測処理は、カメラ11と対象物との距離データ及びカメラ11の傾きデータ、並びに、画像データの解像度から、各画像データ中における損傷の座標位置(各照射点P1~P4同士の距離)を特定できるため、可能となる。
かかる損傷部分については、既に説明した通り、自動にて損傷部分の候補を検出して表示し、さらにそれらの候補を現場における目視にて確認し、現場にあるデータ処理装置20、好ましくは携帯電話又はタブレットなどのローカル端末装置によって、追加、削除又は修正することで、より一層正確な検査結果データを得ることができるものとすることができる。
Further, in a preferred embodiment of the present invention, the data processing apparatus 20 has damage such as cracks 5 or peeling caused in the structure 2 from a wide range front image of the structure 2 obtained by the image integration process. It is possible to perform the measurement processing of.
In such measurement processing, the coordinate position of damage (distance between irradiation points P1 to P4) in each image data is determined from the distance data between the camera 11 and the object, the tilt data of the camera 11, and the resolution of the image data. It is possible because it can be specified.
As described above, the damaged portion is automatically detected and displayed as a candidate for the damaged portion, and the candidates are visually confirmed at the site, and the data processing device 20 at the site, preferably a mobile phone, is used. Alternatively, more accurate inspection result data can be obtained by adding, deleting or modifying with a local terminal device such as a tablet.

次に、上記にて説明した本発明の「橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム1」を用いて橋梁などの構造物2を検査するための画像処理方法について説明する。
本発明の橋梁などの構造物2を検査するための画像処理方法は、好適には、前記カメラ11により撮影された画像の画素分解能(1ピクセルあたりの実サイズ)が、0.1mm/ピクセル~0.3mm/ピクセルの範囲内である画像処理システム1を用いて構造物2の広範囲の正面画像から構造物2に生じている微細なひび割れ5の存在とその位置を確認することができる構造物2を検査するための画像処理方法であって、図7に示すように、以下のステップS1~S7から構成されている。
Next, an image processing method for inspecting a structure 2 such as a bridge will be described using the "image processing system 1 for efficiently inspecting a structure such as a bridge" of the present invention described above. ..
The image processing method for inspecting a structure 2 such as a bridge of the present invention preferably has a pixel resolution (actual size per pixel) of an image taken by the camera 11 of 0.1 mm / pixel or more. A structure capable of confirming the existence and position of fine cracks 5 generated in the structure 2 from a wide range front image of the structure 2 using an image processing system 1 within a range of 0.3 mm / pixel. 2 is an image processing method for inspecting, and as shown in FIG. 7, it is composed of the following steps S1 to S7.

前記カメラ11と4個のレーザーポインタLp1~Lp4を有する撮影装置10によって、構造物2から離れた定位置から構造物2の一部分を同一方向にて撮影することによって部分画像データと、その中央部分を撮影した詳細画像データの広狭2つの画像データセットを取得するステップS1(画像データセット撮影)。
前記撮影装置10によって、構造物2から離れた前記と同じ定位置から構造物2の他の部分を同一方向にて撮影することによって部分画像データと、その中央部分を撮影した詳細画像データの広狭2つの画像データセットを取得するステップS2(他の画像データセット撮影)。
前記データ処理装置20による照射点抽出処理によって、前記複数枚の詳細画像データのそれぞれについて、前記レーザーポインタLp1~Lp4による各照射点P1~P4の画像データ中での座標位置を抽出するステップS3(照射点抽出処理)。
前記データ処理装置20による位置姿勢推定処理によって、前記複数枚の詳細画像データのそれぞれについて、前記照射点抽出処理によって得られた前記レーザーポインタLp1~Lp4による各照射点P1~P4の座標位置と、前記撮影装置10を用いて予め対象との位置関係が特定された状態で撮影した画像データ中における前記レーザーポインタLp1~Lp4による各照射点の座標位置との相対的な関係から、前記カメラ11から構造物2までの距離データ及びカメラ11の3次元方向での傾きデータを算出するステップS4(位置姿勢推定処理)。
Partial image data and a central portion thereof are obtained by photographing a part of the structure 2 in the same direction from a fixed position away from the structure 2 by the photographing apparatus 10 having the camera 11 and four laser pointers Lp1 to Lp4. Step S1 (image data set shooting) for acquiring two wide and narrow image data sets of detailed image data taken.
The wide and narrow of the partial image data and the detailed image data obtained by photographing the central portion thereof by photographing the other part of the structure 2 in the same direction from the same fixed position away from the structure 2 by the photographing apparatus 10. Step S2 (taking another image data set) to acquire two image data sets.
Step S3 (step S3) of extracting the coordinate positions in the image data of the irradiation points P1 to P4 by the laser pointers Lp1 to Lp4 for each of the plurality of detailed image data by the irradiation point extraction process by the data processing device 20. Irradiation point extraction process).
For each of the plurality of detailed image data by the position / orientation estimation process by the data processing device 20, the coordinate positions of the irradiation points P1 to P4 by the laser pointers Lp1 to Lp4 obtained by the irradiation point extraction process and the coordinate positions. From the camera 11 based on the relative relationship with the coordinate position of each irradiation point by the laser pointers Lp1 to Lp4 in the image data taken in a state where the positional relationship with the target is specified in advance using the photographing device 10. Step S4 (position / orientation estimation process) for calculating the distance data to the structure 2 and the tilt data of the camera 11 in the three-dimensional direction.

前記データ処理装置20による正面画像取得処理によって、前記複数枚の部分画像データのそれぞれについて、前記位置姿勢推定処理によって得られた距離データ、傾きデータ及び拡大倍率に基づいて再配置して統合し、スケールの尺度が統一された構造物2の粗い広域正面画像データに変換するステップS5(粗い広域正面画像取得処理)。
図10に示す別ルーチンに示すように、現場において目視確認した構造物中の損傷部分を特定部分とし、当該特定部分を前記と同じ定位置から撮影した特定部分詳細画像データについて、前記データ処理装置20が行った位置姿勢推定処理によって得られた距離データ、傾きデータ及び拡大倍率に基づいて再配置して前記構造物2の粗い広域正面画像データと統合し、構造物2の部分的に詳細化された広域正面画像を構築するステップS6(部分的に詳細化された広域正面画像取得処理)。
前記部分的に詳細化された広域正面画像取得処理によって得られた構造物2の部分的に詳細化された広域正面画像から、構造物2に生じているひび割れ5又は剥離などの損傷部分を自動的に検出し表示するとともに、構造物2に生じているひび割れなどの幅及び長さなどの損傷部分の情報を付加して記録するステップS7(損傷部分の情報付加処理)。
By the front image acquisition process by the data processing device 20, each of the plurality of partial image data is rearranged and integrated based on the distance data, the tilt data and the enlargement magnification obtained by the position / orientation estimation process. Step S5 (coarse wide area front image acquisition process) for converting the structure 2 into coarse wide area front image data having a unified scale.
As shown in another routine shown in FIG. 10, the data processing apparatus is used for detailed image data of a specific part obtained by taking a damaged part in a structure visually confirmed at the site as a specific part and taking the specific part from the same fixed position as described above. The structure 2 is partially detailed by rearranging it based on the distance data, the inclination data, and the magnification obtained by the position / orientation estimation process performed by 20 and integrating it with the coarse wide area front image data of the structure 2. Step S6 (partially detailed wide area front image acquisition process) for constructing the wide area front image.
From the partially refined wide area front image of the structure 2 obtained by the partially refined wide area front image acquisition process, the damaged part such as the crack 5 or the peeling generated in the structure 2 is automatically removed. Step S7 (information addition processing of the damaged part) in which information on the damaged part such as the width and length of cracks and the like occurring in the structure 2 is added and recorded while being detected and displayed.

なお、本発明の構造物を効率的に検査するための画像処理方法において、前記データ処理装置による位置姿勢推定処理は、前記撮影装置10を用いて予め異なる距離から正対する平面、好適には、図13の右側に示すように、10cm角の正方形を市松模様にて並べたキャリブレーションボード31を撮影した複数枚の画像データに基づいて、距離データ及び傾きデータを算出し、前記カメラ11と4個のレーザーポインタLp1~Lp4の光軸のズレを検出するステップS0(キャリブレーション)をさらに含むものであっても良い。これにより、構造物2の画像データ中における照射点P1~P4の座標位置を補正することができる。
さらに、本発明の構造物を効率的に検査するための画像処理方法は、撮影のステップS1の前に、撮影位置から撮影される構造物2の範囲が、カメラ11の光軸の上下左右それぞれ最大60度の範囲内となるように、構造物2から離れた定位置を選定するステップS1-0をさらに含むものであると良い(図8参照)。
なお、本発明の構造物を効率的に検査するための画像処理方法において、カメラ11による撮影位置は、1箇所に限られるものではなく、構造物2が水平方向又は上下方向に長い場合には、複数箇所から複数枚の撮影を行い、その際の移動距離を元に、又は、画像データ中の特徴点を照合することで、構造物2のさらに広範囲の正面画像を構築することもできる。
In the image processing method for efficiently inspecting the structure of the present invention, the position / orientation estimation process by the data processing device is performed on a plane facing from different distances in advance using the photographing device 10, preferably. As shown on the right side of FIG. 13, distance data and tilt data are calculated based on a plurality of image data obtained by photographing a calibration board 31 in which 10 cm square squares are arranged in a checkered pattern, and the cameras 11 and 4 are used. It may further include step S0 (calibration) for detecting the deviation of the optical axes of the laser pointers Lp1 to Lp4. Thereby, the coordinate positions of the irradiation points P1 to P4 in the image data of the structure 2 can be corrected.
Further, in the image processing method for efficiently inspecting the structure of the present invention, the range of the structure 2 photographed from the photographing position is set up, down, left and right of the optical axis of the camera 11 before the photographing step S1. It is preferable that the step S1-0 for selecting a fixed position away from the structure 2 so as to be within the range of 60 degrees at the maximum is further included (see FIG. 8).
In the image processing method for efficiently inspecting the structure of the present invention, the shooting position by the camera 11 is not limited to one place, and when the structure 2 is long in the horizontal direction or the vertical direction, it is not limited to one position. It is also possible to construct a wider frontal image of the structure 2 based on the moving distance at that time or by collating the feature points in the image data by taking a plurality of pictures from a plurality of places.

また、本発明の構造物を効率的に検査するための画像処理方法は、前記位置姿勢推定処理のステップS4において、前記照射点抽出処理によって得られた前記レーザーポインタLp1~Lp4による4個の照射点P1~P4の座標位置と、前記撮影装置10を用いて予め対象との位置関係が特定された状態で撮影した画像データ中における前記レーザーポインタLp1~Lp4による4個の照射点P1~P4の座標位置との4点の対応の内から選択される異なる3点の対応の2以上の組み合わせから、前記距離データ及び傾きデータを算出することで、それらのデータの精度を高めることができるステップS3-1を採用しても良い(図9参照)。 Further, in the image processing method for efficiently inspecting the structure of the present invention, four irradiations by the laser pointers Lp1 to Lp4 obtained by the irradiation point extraction processing in step S4 of the position / orientation estimation processing are performed. The four irradiation points P1 to P4 by the laser pointers Lp1 to Lp4 in the image data taken in a state where the positional relationship between the coordinate positions of the points P1 to P4 and the target is specified in advance using the photographing device 10. Step S3 that can improve the accuracy of the data by calculating the distance data and the inclination data from two or more combinations of the correspondences of three different points selected from the correspondences of the four points with the coordinate positions. -1 may be adopted (see FIG. 9).

次に、データ処理装置20による位置姿勢推定処理の具体的手順(計算処理理論)について以下、説明する。
図6に示すように、構造物2をカメラ11で撮影した画像データ(撮影画像)は、基準状態で撮影された画像からX軸(水平方向)及びY軸(上下方向)において回転しており、Z軸(前後方向)において移動していると考えられる。
そこで、
i)基準状態での輝点座標と回転・移動後の輝点座標の関係より、

Figure 0007044331000001

ii)回転と移動による距離変化により、
Figure 0007044331000002
Next, a specific procedure (calculation processing theory) of the position / orientation estimation process by the data processing device 20 will be described below.
As shown in FIG. 6, the image data (captured image) of the structure 2 captured by the camera 11 is rotated in the X-axis (horizontal direction) and the Y-axis (vertical direction) from the image captured in the reference state. , Z-axis (front-back direction) is considered to be moving.
Therefore,
i) From the relationship between the bright spot coordinates in the reference state and the bright spot coordinates after rotation / movement
Figure 0007044331000001

ii) Due to the change in distance due to rotation and movement
Figure 0007044331000002

上記i)とii)より、距離に関する方程式

Figure 0007044331000003

が成り立つので、以下のパラメータが既知であれば、方程式を解くことができる。
Figure 0007044331000004

の「輝点座標のペア(組み合わせ)が3点以上」
「各レーザーポインタの傾き」:
Figure 0007044331000005

「基準状態での撮影装置と壁面との距離」:Z
「撮影時の焦点距離」:
Figure 0007044331000006
From i) and ii) above, the equation for distance
Figure 0007044331000003

Therefore, if the following parameters are known, the equation can be solved.
Figure 0007044331000004

"There are 3 or more pairs (combinations) of bright spot coordinates"
"Tilt of each laser pointer":
Figure 0007044331000005

"Distance between the shooting device and the wall surface in the standard state": Z
"Focal length at the time of shooting":
Figure 0007044331000006

ここで、本件発明の橋梁などの構造物2を効率的に検査するための画像処理システム1の一実施例について説明する(図2参照)。
<点検対象の構造物と損傷の程度>
橋梁のコンクリート壁面3における0.1mm以上の幅を有するひび割れを検出する検査のための画像処理を行う場合
即ち、本システムにおける重要な要素としては、画像の分解能があり、分解能(正面向きで平面を撮影する場合)は、
・カメラの総画素数[pix]
・カメラセンサのサイズ[mm]
・撮影時の壁面との距離[m]
・焦点距離(ズーム値)[mm]
の4つのパラメータで決定される。
そしてこれらの値を考慮しつつ、使用するカメラのスペック、及び、広狭2つの画像データセットを構成する部分画像データと詳細画像データの拡大倍率を適宜選択する必要がある。
<使用するカメラ>
SONY社製のデジタルカメラ:Cyber-shot DSC-RX10M4
解像度 :5472 x 3648
光学ズーム倍率:25倍まで
撮影時の焦点距離は画像データ中(Exif内)に記録される。
<詳細画像のスペック>
画像分解能 :0.2mm/pix
最大撮影可能範囲:1.1m x 0.7m
最大撮影可能距離:0.73m(25倍ズーム利用なら18.25m)
<レーザーポインタ>
水平方向48cm、上下方向32cmの長方形の頂点に配置
カメラはその長方形の中心位置に光軸が配置されるようにして固定
(この配置が、位置姿勢推定処理において利用される配置位置データとなる。)
<広狭2つの画像データセットを構成する部分画像データと詳細画像データの拡大倍率について>
既に述べた通り、実際の運用上、作業効率及び処理精度などの観点から、拡大倍率は、2~5倍程度が好ましい。
<部分画像の撮影枚数>
広狭2つの画像データセットを構成する部分画像データと詳細画像データの拡大倍率を3とし、画像の統合を容易にするために、3割重ねながら撮影する場合
(壁面の幅/2.4)x(壁面の高さ/1.5)枚
但し、壁面全体を漏れなく撮影するには、小数点以下は切り上げた枚数となる。
Here, an embodiment of the image processing system 1 for efficiently inspecting the structure 2 such as a bridge of the present invention will be described (see FIG. 2).
<Structure to be inspected and degree of damage>
When performing image processing for inspection to detect cracks having a width of 0.1 mm or more on the concrete wall surface 3 of a bridge That is, an important element in this system is image resolution, and resolution (front facing and flat surface). When shooting),
-Total number of pixels of the camera [pix]
・ Camera sensor size [mm]
・ Distance to the wall surface at the time of shooting [m]
・ Focal length (zoom value) [mm]
It is determined by the four parameters of.
Then, while considering these values, it is necessary to appropriately select the specifications of the camera to be used and the enlargement magnification of the partial image data and the detailed image data constituting the two wide and narrow image data sets.
<Camera to use>
Sony digital camera: Cyber-shot DSC-RX10M4
Resolution: 5472 x 3648
Optical zoom magnification: Up to 25x The focal length at the time of shooting is recorded in the image data (in Exif).
<Detailed image specifications>
Image resolution: 0.2 mm / pix
Maximum shooting range: 1.1m x 0.7m
Maximum shooting distance: 0.73m (18.25m when using 25x zoom)
<Laser pointer>
Placed at the apex of a rectangle 48 cm in the horizontal direction and 32 cm in the vertical direction The camera is fixed so that the optical axis is placed at the center position of the rectangle (this placement is the placement position data used in the position / orientation estimation process. )
<About the magnification of partial image data and detailed image data that make up two wide and narrow image data sets>
As already described, in actual operation, from the viewpoint of work efficiency and processing accuracy, the enlargement magnification is preferably about 2 to 5 times.
<Number of partial images taken>
When shooting with 30% overlap to facilitate image integration by setting the magnification of the partial image data and detailed image data that make up the two wide and narrow image data sets to 3 (wall width / 2.4) x (Height of wall surface / 1.5) However, in order to take a picture of the entire wall surface without omission, the number after the decimal point is rounded up.

本発明において、照射点抽出処理、位置姿勢推定処理、正面画像取得処理、画像統合処理、ひび割れ計測処理を行う「データ処理装置20」は、PC(コンピュータ)の他、タブレット、携帯電話(スマートフォン)などであってもよく、本発明のプログラムは、それらのデータ処理装置20において動作し、本発明の画像処理方法(本明細書中において説明した各ステップにおけるデータ処理)をそれらのデータ処理装置において実行することができるものである。
ここで、照射点抽出処理、正面画像取得処理、ひび割れ計測処理の個々の処理については、従来公知の画像処理方法及びプログラムを用いて当業者において容易に理解でき、かつ、処理できるものであり、詳細な説明は省略する。
In the present invention, the "data processing device 20" that performs irradiation point extraction processing, position / orientation estimation processing, frontal image acquisition processing, image integration processing, and crack measurement processing is a PC (computer), a tablet, and a mobile phone (smartphone). The program of the present invention operates in those data processing devices 20, and the image processing method of the present invention (data processing in each step described in the present specification) is applied to those data processing devices. It is something that can be done.
Here, the individual processes of the irradiation point extraction process, the front image acquisition process, and the crack measurement process can be easily understood and processed by those skilled in the art by using conventionally known image processing methods and programs. A detailed description will be omitted.

本発明は、橋梁の他、堤防、ダム、道路、トンネル、建物、橋脚などの柱状物、その他の構造物2の壁面3、床面、底面4、天井面上面などを検査するための画像処理システムとして使用することができるものであり、鉛直又は水平な平面の検査に限定されるものではなく、傾斜した平面についての画像データについても正面画像として再配置して統合することができる、橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム、画像処理方法及びプログラムである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, in addition to bridges, image processing for inspecting columnar objects such as embankments, dams, roads, tunnels, buildings, and piers, wall surfaces 3, floor surfaces, bottom surfaces 4, and ceiling surface surfaces of other structures 2. It can be used as a system, and is not limited to inspection of vertical or horizontal planes, and image data for inclined planes can also be rearranged and integrated as front images, such as bridges. An image processing system, an image processing method, and a program for efficiently inspecting the structure of the above.

本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で画像処理システム1に使用する撮影装置10の各部の形状、寸法、角度、設置位置、大きさなどを適宜変更して実施しても良い。
一例として、本発明の構造物を検査するための画像処理システム1は、カメラ11と、4個のレーザーポインタLp1~Lp4と、それらを一体的に保持することができる固定手段と、からなる撮影装置であって、当該撮影装置を構成する固定手段は、前記4個のレーザーポインタLp1~Lp4によるレーザー光が、前記カメラ11によって撮影される画像の4隅付近に照射されるように、4個のレーザーポインタLp1~Lp4を前記カメラ11の光軸を中心とする対角線上にて「拡開する」ように配置して固定することができるものであっても良い。
ここで、「拡開する」とは、レーザーポインタLp1~Lp4による各レーザー光が、カメラ11の光軸に対して一定の角度を以て広がっていくことである。
この実施形態においては、撮影装置を小型化することが可能となる。
The present invention may be carried out by appropriately changing the shape, dimensions, angles, installation positions, sizes and the like of each part of the photographing apparatus 10 used in the image processing system 1 without departing from the gist of the present invention.
As an example, the image processing system 1 for inspecting the structure of the present invention includes a camera 11, four laser pointers Lp1 to Lp4, and a fixing means capable of integrally holding them. In the apparatus, the fixing means constituting the photographing apparatus is four so that the laser light from the four laser pointers Lp1 to Lp4 is irradiated to the vicinity of the four corners of the image captured by the camera 11. The laser pointers Lp1 to Lp4 may be arranged and fixed so as to "expand" on the diagonal line about the optical axis of the camera 11.
Here, "expanding" means that each laser beam from the laser pointers Lp1 to Lp4 spreads at a certain angle with respect to the optical axis of the camera 11.
In this embodiment, the photographing apparatus can be miniaturized.

さらに、本発明の図5に示す実施形態においては、カメラとしてのビデオカメラ11aと、3個のレーザーポインタLp1~Lp3を保持する固定手段(図示略)を備えた撮影装置10を用いている。
この実施形態において、当該撮影装置10を構成する固定手段は、前記3個のレーザーポインタLp1~Lp3によるレーザー光が、前記カメラ11aによって撮影される画像の範囲内に照射されるように、3個のレーザーポインタLp1~Lp3を前記カメラ11aの光軸と平行かつ当該光軸の周囲に配置した三角形の頂点上に配置して固定することができるものである。
そして、3個のレーザーポインタLp1~Lp3の配置は、好適実施形態として、水平方向に沿った底辺を有する正三角形の頂点上であると良い。
この実施形態の場合、本発明の構造物を検査するための画像処理方法の一実施形態は、図11に示すように、以下のステップS10~S17から構成される。
Further, in the embodiment shown in FIG. 5 of the present invention, a video camera 11a as a camera and a photographing device 10 provided with fixing means (not shown) for holding three laser pointers Lp1 to Lp3 are used.
In this embodiment, three fixing means constituting the photographing device 10 are provided so that the laser light from the three laser pointers Lp1 to Lp3 is irradiated within the range of the image photographed by the camera 11a. Laser pointers Lp1 to Lp3 can be arranged and fixed on the apex of a triangle arranged parallel to the optical axis of the camera 11a and around the optical axis.
The arrangement of the three laser pointers Lp1 to Lp3 is preferably on the apex of an equilateral triangle having a base along the horizontal direction as a preferred embodiment.
In the case of this embodiment, one embodiment of the image processing method for inspecting the structure of the present invention comprises the following steps S10 to S17 as shown in FIG.

撮影装置10を用いて予め異なる距離から正対する平面を撮影した複数枚の詳細画像データに基づいて、距離データ及び傾きデータを算出し、前記カメラ11aと3個のレーザーポインタLp1~Lp3の光軸のズレを検出するステップS10(キャリブレーション)。
これにより、構造物2の詳細画像データ中における照射点P1~P3の座標位置を補正することができる。
かかるキャリブレーションには、一例として、図13の右側に示すように、10cm角の正方形を市松模様にて並べたキャリブレーションボード31を好適に使用することができる。
Distance data and tilt data are calculated based on a plurality of detailed image data obtained by photographing planes facing each other from different distances in advance using the photographing device 10, and the optical axes of the camera 11a and the three laser pointers Lp1 to Lp3. Step S10 (calibration) for detecting the deviation of.
Thereby, the coordinate positions of the irradiation points P1 to P3 in the detailed image data of the structure 2 can be corrected.
For such calibration, as an example, as shown on the right side of FIG. 13, a calibration board 31 in which 10 cm square squares are arranged in a checkered pattern can be preferably used.

前記カメラ11aと3個のレーザーポインタLp1~Lp3を有する撮影装置10によって、構造物2から離れた定位置から構造物2の一部分を同一方向にて撮影することによって部分画像データと、その中央部分を撮影した詳細画像データの広狭2つの画像データセットを取得するステップS11(画像データセット撮影)。
前記カメラ11aと3個のレーザーポインタLp1~Lp3を有する撮影装置10によって、構造物2から離れた前記と同じ定位置から構造物2の他の部分を同一方向にて撮影することによって部分画像データと、その中央部分を撮影した詳細画像データの広狭2つの画像データセットを取得するステップS12(他の画像データセット撮影)。
前記データ処理装置20による照射点抽出処理によって、前記複数枚の詳細画像データのそれぞれについて、前記レーザーポインタLp1~Lp3による各照射点P1~P3の画像データ中での座標位置を抽出するステップS13(照射点抽出処理)。
Partial image data and a central portion thereof are obtained by photographing a part of the structure 2 in the same direction from a fixed position away from the structure 2 by the photographing apparatus 10 having the camera 11a and three laser pointers Lp1 to Lp3. Step S11 (image data set shooting) for acquiring two wide and narrow image data sets of detailed image data taken.
Partial image data by photographing the other part of the structure 2 in the same direction from the same fixed position as described above away from the structure 2 by the photographing apparatus 10 having the camera 11a and the three laser pointers Lp1 to Lp3. Step S12 (taking another image data set) to acquire two wide and narrow image data sets of detailed image data obtained by photographing the central portion thereof.
Step S13 (step S13) of extracting the coordinate positions in the image data of the irradiation points P1 to P3 by the laser pointers Lp1 to Lp3 for each of the plurality of detailed image data by the irradiation point extraction process by the data processing device 20. Irradiation point extraction process).

前記データ処理装置20による位置姿勢推定処理によって、前記複数枚の詳細画像データのそれぞれについて、前記照射点抽出処理によって得られた前記レーザーポインタLp1~Lp3による各照射点P1~P3の座標位置と、前記撮影装置10を用いて予め対象との位置関係が特定された状態で撮影した画像データ中における前記レーザーポインタLp1~Lp3による各照射点の座標位置との相対的な関係又は前記撮影装置におけるカメラ11aとレーザーポインタLp1~Lp3の配置位置データとから、前記カメラ11aから構造物2までの距離データ及びカメラ11aの3次元方向での傾きデータを算出するステップS14(位置姿勢推定処理)。 For each of the plurality of detailed image data by the position / orientation estimation process by the data processing device 20, the coordinate positions of the irradiation points P1 to P3 by the laser pointers Lp1 to Lp3 obtained by the irradiation point extraction process and the coordinate positions. The relative relationship with the coordinate position of each irradiation point by the laser pointers Lp1 to Lp3 in the image data taken in a state where the positional relationship with the target is specified in advance using the photographing device 10, or the camera in the photographing device. Step S14 (position / orientation estimation process) for calculating the distance data from the camera 11a to the structure 2 and the tilt data of the camera 11a in the three-dimensional direction from the arrangement position data of the laser pointers Lp1 to Lp3.

前記データ処理装置20による正面画像取得処理によって、前記複数枚の部分画像データのそれぞれについて、前記位置姿勢推定処理によって得られた距離データ、傾きデータ及び拡大倍率に基づいて再配置して統合し、スケールの尺度が統一された構造物2の粗い広域正面画像データに変換するステップS15(粗い広域正面画像取得処理)。
図10に示す別ルーチンに示すように、現場において目視確認した構造物中の損傷部分を特定部分とし、当該特定部分を前記と同じ定位置から撮影した特定部分詳細画像データについて、前記データ処理装置20が行った位置姿勢推定処理によって得られた距離データ、傾きデータ及び拡大倍率に基づいて再配置して前記構造物2の粗い広域正面画像データと統合し、構造物2の部分的に詳細化された広域正面画像を構築するステップS16(部分的に詳細化された広域正面画像取得処理)。
前記部分的に詳細化された広域正面画像取得処理によって得られた構造物2の部分的に詳細化された広域正面画像から、構造物2に生じているひび割れ5又は剥離などの損傷部分を自動的に検出し表示するとともに、構造物に生じているひび割れなどの幅及び長さなどの損傷部分の情報を付加して記録するステップS17(損傷部分の情報付加処理)。
By the front image acquisition process by the data processing device 20, each of the plurality of partial image data is rearranged and integrated based on the distance data, the tilt data and the enlargement magnification obtained by the position / orientation estimation process. Step S15 (coarse wide area front image acquisition process) for converting the structure 2 into coarse wide area front image data having a unified scale.
As shown in another routine shown in FIG. 10, the data processing apparatus is used for detailed image data of a specific part obtained by taking a damaged part in a structure visually confirmed at the site as a specific part and taking the specific part from the same fixed position as described above. The structure 2 is partially detailed by rearranging it based on the distance data, the inclination data, and the magnification obtained by the position / orientation estimation process performed by 20 and integrating it with the coarse wide area front image data of the structure 2. Step S16 (partially detailed wide area front image acquisition process) for constructing the wide area front image.
From the partially refined wide area front image of the structure 2 obtained by the partially refined wide area front image acquisition process, the damaged part such as the crack 5 or the peeling generated in the structure 2 is automatically removed. Step S17 (information addition processing of the damaged part) of step S17 (information addition processing of the damaged part) in which information on the damaged part such as the width and length of cracks and the like occurring in the structure is added and recorded while being detected and displayed.

本発明の上記実施形態の構造物を効率的に検査するための画像処理方法においては、レーザーポインタLp1~Lp3を3個のみ有する撮影装置10を用いているため、小型化及び軽量化することができ、システムの構築コストを低減することができる。
また、カメラとしてビデオカメラ11aを用いている場合には、撮影作業を迅速かつスムーズに行うことができる。
なお、ビデオカメラ11aによって構造物2の動画データを得る場合には、動画データ中における適宜の画像データを抽出・選択して以後の画像処理を行えば良い。
In the image processing method for efficiently inspecting the structure of the above embodiment of the present invention, since the photographing apparatus 10 having only three laser pointers Lp1 to Lp3 is used, it is possible to reduce the size and weight. It is possible to reduce the system construction cost.
Further, when the video camera 11a is used as the camera, the shooting work can be performed quickly and smoothly.
When the moving image data of the structure 2 is obtained by the video camera 11a, appropriate image data in the moving image data may be extracted and selected, and the subsequent image processing may be performed.

また、本発明の画像処理方法においては、カメラ11のズーム機能を使用することで、得られる構造物2の平面画像の解像度を簡単に変更することができる。
さらに、部分的に解像度を上げるには、ズーム倍率を高め、照射点P1~P4の位置を撮影範囲の4隅になるべく接近させれば良い。
逆に撮影効率を高め、解像度を低下させても良い場合には、ズーム倍率を低めて構造物2の広範囲を撮影するようにすれば良く、この場合、照射点P1~P4は、撮影範囲の4隅付近において、中央部寄りの位置に配置されることになる(図12参照)。
Further, in the image processing method of the present invention, the resolution of the obtained planar image of the structure 2 can be easily changed by using the zoom function of the camera 11.
Further, in order to partially increase the resolution, the zoom magnification may be increased and the positions of the irradiation points P1 to P4 may be as close as possible to the four corners of the photographing range.
On the contrary, if it is acceptable to increase the shooting efficiency and lower the resolution, the zoom magnification may be lowered to shoot a wide range of the structure 2. In this case, the irradiation points P1 to P4 are within the shooting range. It will be arranged near the center of the four corners (see FIG. 12).

さらに、本発明は、画像処理システム1のカメラ11,11aとして携帯電話又はタブレット(PC)を使用し、データ処理装置20としても当該携帯電話又はタブレット(PC)を使用することで、撮影装置10によってデータ処理装置20を兼用することもできる。
その場合、本発明の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムを小型・軽量化でき、画像処理作業もスムーズに行うことができる。
また、本発明の画像処理システムに通信機能を持たせることができるため、遠隔地にある現場で得られたデータを無線通信にて速やかに事業所などの大きなモニタやPCの在る場所へ転送することもできる。
Further, the present invention uses a mobile phone or tablet (PC) as the cameras 11 and 11a of the image processing system 1, and also uses the mobile phone or tablet (PC) as the data processing device 20 to obtain a photographing device 10. It is also possible to use the data processing device 20 in combination.
In that case, the image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge of the present invention can be made smaller and lighter, and the image processing work can be smoothly performed.
Further, since the image processing system of the present invention can be provided with a communication function, data obtained at a remote site can be quickly transferred to a large monitor such as a business office or a place where a PC is located by wireless communication. You can also do it.

本発明の画像処理システムにおいて、PC画面上のひび割れをマウスポインタによってなぞることで、そのひび割れの長さ、及び位置を特定し、その長さ及び位置のデータを部分的に詳細化された広域正面画像のデータと関連づけて記録することもできる。
本発明の画像処理システムにおいて、前記データ処理装置20は、前記構造物2の粗い広域正面画像データ又は部分的に詳細化された広域正面画像データ中における構造物の損傷部分の候補を自動検出して表示でき、さらに、当該損傷部分の候補を削除又は修正可能である。
さらに、本発明の画像処理システムにおいて、前記データ処理装置20は、損傷部分の候補の削除又は修正の履歴から学習し、次に構造物の損傷部分の候補を自動検出する際に反映させることができる。
本発明の画像処理システムにおいて、前記データ処理装置20は、ホストコンピュータ23と、当該ホストコンピュータ23と接続されるローカル端末装置(ノート型パソコン21、携帯電話22、又は、タブレット端末24など)とから構成されたものとし、前記ホストコンピュータ23にて、構造物の粗い広域正面画像データと、構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データの生成、及び、損傷部分の候補の削除又は修正の履歴から学習し次に構造物の損傷部分の候補を自動検出する際に反映させる処理を行うことができ、前記ローカル端末装置にて、当該損傷部分の候補を削除又は修正可能とすることもできる。
本発明の画像処理システムにおいて、前記データ処理装置20は、構造物の粗い広域正面画像データ及び構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データの任意の部分を拡大・縮小表示したり、特定の部分を選択したりクリックすることで当該部分を別画面として表示させることもできる。
さらに、本発明の画像処理システムにおいて、前記データ処理装置20は、同一構造物2について過去において得た画像データと、新たに入手した画像データとを比較対照して表示することができ、当該構造物2における損傷部分の経時変化を確認することもできる。
In the image processing system of the present invention, by tracing a crack on a PC screen with a mouse pointer, the length and position of the crack are specified, and the data of the length and position is partially detailed in a wide area front. It can also be recorded in association with image data.
In the image processing system of the present invention, the data processing device 20 automatically detects a candidate for a damaged portion of a structure in the coarse wide area front image data of the structure 2 or the partially detailed wide area front image data. In addition, the candidate for the damaged part can be deleted or corrected.
Further, in the image processing system of the present invention, the data processing device 20 may learn from the history of deletion or modification of the candidate for the damaged portion, and then reflect it when automatically detecting the candidate for the damaged portion of the structure. can.
In the image processing system of the present invention, the data processing device 20 is derived from a host computer 23 and a local terminal device (notebook personal computer 21, mobile phone 22, tablet terminal 24, etc.) connected to the host computer 23. Assuming that it is configured, the host computer 23 generates coarse wide-area front image data of the structure and partially detailed wide-area front image data of the structure, and deletes or corrects candidates for damaged parts. It is possible to perform a process of learning from the history of the above and reflecting it when the candidate of the damaged part of the structure is automatically detected next, and it is also possible to delete or correct the candidate of the damaged part by the local terminal device. can.
In the image processing system of the present invention, the data processing device 20 enlarges / reduces and displays an arbitrary part of the coarse wide area front image data of the structure and the partially detailed wide area front image data of the structure. By selecting or clicking a specific part, that part can be displayed as a separate screen.
Further, in the image processing system of the present invention, the data processing device 20 can display the image data obtained in the past for the same structure 2 and the newly obtained image data in comparison and contrast with each other. It is also possible to confirm the change over time in the damaged portion of the object 2.

本発明は上記にて説明した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して具体化しても良い。
例えば、各画像データセット中における詳細画像データについても、特定部分詳細画像データとともに、部分的に詳細化された広域正面画像データに含めて正しい位置に再配置して統合しても良い。その場合、詳細画像データを無駄なく利用することができる。
また、本発明のデータ処理装置による構造物の損傷部分の候補を自動検出して表示する処理は、構造物の粗い広域正面画像データ又は構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データなど、何れの画像データに対して行うことができるものであっても良い。
The present invention is not limited to the embodiments and examples described above, and may be appropriately modified and embodied without departing from the spirit of the present invention.
For example, the detailed image data in each image data set may be included in the partially refined wide area front image data together with the specific partial detailed image data and rearranged at the correct position for integration. In that case, the detailed image data can be used without waste.
Further, the process of automatically detecting and displaying the candidate of the damaged part of the structure by the data processing apparatus of the present invention includes a coarse wide area front image data of the structure or a partially detailed wide area front image data of the structure. , Any image data may be used.

本発明は、信頼性、操作性、利便性、汎用性に優れ、撮影作業、画像解析作業などといった構造物の損傷部分の検査に要する作業及び処理を安価にて簡素化、迅速化、効率化することができる、橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム、画像処理方法及びプログラムとして産業上好適に利用可能である。 The present invention is excellent in reliability, operability, convenience, and versatility, and simplifies, speeds up, and improves efficiency of work and processing required for inspection of damaged parts of structures such as shooting work and image analysis work at low cost. It can be industrially and suitably used as an image processing system, an image processing method and a program for efficiently inspecting a structure such as a bridge.

1 画像処理システム
2 構造物
3 壁面
4 底面
5 ひび割れ
10 撮影装置
11 カメラ
11a ビデオカメラ(カメラ)
12 固定手段
13 三脚
20 データ処理装置
21 ノート型パソコン(データ処理装置)
22 携帯電話(データ処理装置)
23 ホストコンピュータ
24 タブレット端末
30 調整用ボード
31 キャリブレーションボード
Lp1~Lp8 レーザーポインタ
P1~P4 照射点
1 Image processing system 2 Structure 3 Wall surface 4 Bottom surface 5 Crack 10 Imaging device 11 Camera 11a Video camera (camera)
12 Fixing means 13 Tripod 20 Data processing device 21 Notebook personal computer (data processing device)
22 Mobile phone (data processing device)
23 Host computer 24 Tablet terminal 30 Adjustment board 31 Calibration board Lp1 to Lp8 Laser pointer P1 to P4 Irradiation point

Claims (11)

橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システムであって、
カメラと、少なくとも3個のレーザーポインタと、それらを一体的に保持することができる固定手段と、からなる撮影装置と、
当該撮影装置によって得られた画像データを処理するデータ処理装置と、を備え、
構造物の一部を前記撮影装置によって撮影した部分画像データと、当該撮影装置によって同一位置及び同一方向にて前記構造物の一部を拡大して撮影した詳細画像データであって、前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点が写るように前記部分画像データの中央部を撮影した詳細画像データと、から得られる広狭2つの画像データセットと、
前記同一位置から前記構造物の一部とは異なる部分を撮影することで得られる他の部分画像データと、当該他の部分画像データと対応する他の詳細画像データとから得られる他の広狭2つの画像データセットと、
前記同一位置から前記撮影装置によって構造物の特定部分を別途撮影した複数の特定部分詳細画像データと、
に基づいて動作する画像処理システムであって、
前記データ処理装置は、
前記詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び個々の前記広狭2つの画像データセットにおける部分画像データと詳細画像データの拡大倍率に基づいて部分画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の粗い広域正面画像データを得ることができるとともに、
前記特定部分詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び各特定部分詳細画像データの拡大倍率に基づいて特定部分詳細画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データを得ることができることを特徴とする橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム。
An image processing system for efficiently inspecting structures such as bridges.
An imaging device consisting of a camera, at least three laser pointers, and a fixing means capable of holding them integrally.
A data processing device for processing image data obtained by the photographing device is provided.
Partial image data obtained by photographing a part of the structure by the photographing apparatus and detailed image data obtained by magnifying a part of the structure in the same position and direction by the photographing apparatus, and the laser pointer. Detailed image data obtained by photographing the central part of the partial image data so that at least three irradiation points can be captured, and two wide and narrow image data sets obtained from the image data set.
Other wide and narrow 2 obtained from other partial image data obtained by photographing a part different from a part of the structure from the same position and other detailed image data corresponding to the other partial image data. With one image dataset,
A plurality of specific part detailed image data in which a specific part of a structure is separately photographed from the same position by the photographing apparatus, and
An image processing system that operates based on
The data processing device is
The distance data from the camera to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera from at least three irradiation points by the laser pointer in the detailed image data are calculated, and the distance data, the tilt data, and individual data are calculated. Based on the magnification of the partial image data and the detailed image data in the two wide and narrow image data sets, a plurality of partial image data are combined and integrated to obtain a coarse wide area front image data of a structure having a unified scale. As well as being able to get
The distance data from the camera to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera from at least three irradiation points by the laser pointer in the specific partial detailed image data are calculated, and the distance data, the tilt data, and the like. And , based on the magnification of each specific part detailed image data, a plurality of specific part detailed image data are combined and integrated to obtain a partially detailed wide area front image data of a structure having a unified scale scale. An image processing system for efficiently inspecting structures such as bridges, which is characterized by being able to.
前記撮影装置におけるレーザーポインタは、4個であり、それらの各レーザーポインタは、前記カメラの光軸と平行に配置されており、かつ、前記詳細画像データの対角線上の四隅部分と対応する位置に照射点を得られるようにレーザー光を発することができるものであることを特徴とする請求項1に記載の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム。 There are four laser pointers in the photographing apparatus, and each of these laser pointers is arranged parallel to the optical axis of the camera and at positions corresponding to the four corners on the diagonal line of the detailed image data. The image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge according to claim 1, wherein a laser beam can be emitted so that an irradiation point can be obtained. 前記データ処理装置は、前記広域正面画像データ中における構造物の損傷部分の候補を自動検出して表示でき、さらに、当該損傷部分の候補を削除又は修正可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム。 The data processing apparatus is characterized in that it can automatically detect and display a candidate for a damaged portion of a structure in the wide area front image data, and can delete or correct the candidate for the damaged portion. Or an image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge according to 2. 前記データ処理装置は、損傷部分の候補の削除又は修正の履歴から学習し、次に構造物の損傷部分の候補を自動検出する際に反映させることができるものであることを特徴とする請求項3に記載の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム。 The data processing device is characterized in that it can learn from the history of deletion or modification of a candidate for a damaged portion and then reflect it when automatically detecting a candidate for a damaged portion of a structure. An image processing system for efficiently inspecting structures such as bridges according to 3. 前記データ処理装置は、ホストコンピュータと、当該ホストコンピュータと接続されるローカル端末装置とから構成されており、
前記ホストコンピュータにて、構造物の粗い広域正面画像データと、構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データの生成、及び、損傷部分の候補の削除又は修正の履歴から学習し、次に構造物の損傷部分の候補を自動検出する際に反映させる処理を行うことができ、
前記ローカル端末装置にて、当該損傷部分の候補を削除又は修正可能であることを特徴とする請求項4に記載の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム。
The data processing device is composed of a host computer and a local terminal device connected to the host computer.
The host computer learns from the coarse wide area front image data of the structure, the generation of the partially detailed wide area front image data of the structure, and the history of deletion or correction of the candidate of the damaged part, and then follows. It is possible to perform processing that reflects when automatically detecting a candidate for a damaged part of a structure.
The image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge according to claim 4, wherein the candidate for the damaged portion can be deleted or corrected by the local terminal device.
前記データ処理装置は、前記広域正面画像データ中において検出された構造物の損傷部分にその長さ、幅などの情報を付加して記録できるものであることを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム。 The data processing apparatus according to claim 1 to 5, wherein the data processing apparatus can add information such as the length and width to the damaged portion of the structure detected in the wide area front image data and record the data. An image processing system for efficiently inspecting structures such as bridges according to any one of the items. 前記データ処理装置は、同一構造物について過去において得た画像データと、新たに入手した画像データとを比較対照することができ、当該構造物における損傷部分の経時変化を確認できるものであることを特徴とする請求項1~6の何れか一項に記載の橋梁などの構造物を効率的に検査するための画像処理システム。 The data processing device can compare and contrast the image data obtained in the past for the same structure with the newly obtained image data, and can confirm the change with time of the damaged part in the structure. An image processing system for efficiently inspecting a structure such as a bridge according to any one of claims 1 to 6, which is a feature. 画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法であって、
カメラと、少なくとも3個のレーザーポインタと、それらを一体的に保持することができる固定手段と、からなる撮影装置と、
当該撮影装置によって得られた画像データを処理するデータ処理装置と、を備えた画像処理システムを使用し、
1)構造物の一部を前記撮影装置によって撮影した部分画像データと、当該撮影装置によって同一位置及び同一方向にて前記構造物の一部を拡大して撮影した詳細画像データであって、前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点が写るように前記部分画像データの中央部を撮影した詳細画像データと、から得られる広狭2つの画像データセットと、
前記同一位置から前記構造物の一部とは異なる部分を撮影することで得られる他の部分画像データと、当該他の部分画像データと対応する他の詳細画像データとから得られる他の広狭2つの画像データセットと、
を前記画像処理システムに入力することで、
前記詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び個々の前記広狭2つの画像データセットにおける部分画像データと詳細画像データの拡大倍率に基づいて部分画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の粗い広域正面画像データを得るステップと、
2)目視にて発見した構造物の損傷部分を特定部分と判断し、前記同一位置から前記撮影装置によって構造物の当該特定部分を別途撮影した複数の特定部分詳細画像データを前記画像処理システムに入力することで、
当該特定部分詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び各特定部分詳細画像データの拡大倍率に基づいて特定部分詳細画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データを得るステップと、
からなることを特徴とする画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法。
It is a method to efficiently inspect structures such as bridges using an image processing system.
An imaging device consisting of a camera, at least three laser pointers, and a fixing means capable of holding them integrally.
Using an image processing system equipped with a data processing device that processes the image data obtained by the photographing device,
1) Partial image data obtained by photographing a part of the structure by the photographing apparatus and detailed image data obtained by magnifying a part of the structure in the same position and the same direction by the photographing apparatus. Detailed image data obtained by photographing the central part of the partial image data so that at least three irradiation points by the laser pointer are captured, and two wide and narrow image data sets obtained from the partial image data.
Other wide and narrow 2 obtained from other partial image data obtained by photographing a part different from a part of the structure from the same position and other detailed image data corresponding to the other partial image data. With one image dataset,
By inputting to the image processing system
The distance data from the camera to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera from at least three irradiation points by the laser pointer in the detailed image data are calculated, and the distance data, the tilt data, and individual data are calculated. Based on the magnification of the partial image data and the detailed image data in the two wide and narrow image data sets, a plurality of partial image data are combined and integrated to obtain a coarse wide area front image data of a structure having a unified scale. Steps to get and
2) The damaged part of the structure found visually is determined to be a specific part, and a plurality of specific part detailed image data in which the specific part of the structure is separately photographed from the same position by the photographing apparatus is applied to the image processing system. By inputting
The distance data from at least three irradiation points by the laser pointer to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera in the specific part detailed image data are calculated, and the distance data, the tilt data, And , based on the magnification of each specific part detailed image data, a plurality of specific part detailed image data are combined and integrated to obtain a partially detailed wide area front image data of a structure having a unified scale scale. Steps and
A method for efficiently inspecting structures such as bridges using an image processing system characterized by consisting of.
前記撮影装置におけるレーザーポインタは、4個であり、それらの各レーザーポインタは、前記カメラの光軸と平行に配置されており、かつ、前記詳細画像データの対角線上の四隅部分と対応する位置に照射点を得られるようにレーザー光を発することができるものであることを特徴とする請求項8に記載の画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法。 There are four laser pointers in the photographing apparatus, and each of these laser pointers is arranged parallel to the optical axis of the camera and at positions corresponding to the four corners on the diagonal line of the detailed image data. A method for efficiently inspecting a structure such as a bridge by using the image processing system according to claim 8, wherein a laser beam can be emitted so that an irradiation point can be obtained. 前記請求項8に記載されている画像処理システムを用いて橋梁などの構造物を効率的に検査する方法をコンピュータ、タブレット、携帯電話などのデータ処理装置にて実行する際に使用することができるプログラムであって、
前記請求項8に記載されている前記詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び個々の前記広狭2つの画像データセットにおける部分画像データと詳細画像データの拡大倍率に基づいて部分画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の粗い広域正面画像データを得ることができるとともに、
前記特定部分詳細画像データ中における前記レーザーポインタによる少なくとも3個の照射点から前記カメラから構造物までの距離データ及びカメラの3次元方向での傾きデータを算出し、当該距離データ、当該傾きデータ、及び各特定部分詳細画像データの拡大倍率に基づいて特定部分詳細画像データを複数枚組み合わせて統合し、スケールの尺度が統一された構造物の部分的に詳細化された広域正面画像データを得ることができることを特徴とするプログラム。
It can be used when the method for efficiently inspecting a structure such as a bridge by using the image processing system according to claim 8 is executed by a data processing device such as a computer, a tablet, or a mobile phone. It ’s a program,
The distance data from the camera to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera from at least three irradiation points by the laser pointer in the detailed image data according to claim 8 are calculated, and the data is calculated. Based on the distance data, the tilt data, and the magnification of the partial image data and the detailed image data in each of the two wide and narrow image data sets, a plurality of partial image data were combined and integrated, and the scale of the scale was unified. It is possible to obtain coarse wide area front image data of the structure and at the same time.
The distance data from the camera to the structure and the tilt data in the three-dimensional direction of the camera from at least three irradiation points by the laser pointer in the specific partial detailed image data are calculated, and the distance data, the tilt data, and the like. And , based on the magnification of each specific part detailed image data, a plurality of specific part detailed image data are combined and integrated to obtain a partially detailed wide area front image data of a structure having a unified scale scale. A program characterized by being able to.
前記広域正面画像データ中における構造物の損傷部分の候補を自動検出して表示する処理と、
当該損傷部分の候補に対する削除又は修正を受け付ける処理と、
前記損傷部分の候補の削除又は修正の履歴から学習し、次に構造物の損傷部分の候補を自動検出する際に反映させる処理と、
をさらに含むものであることを特徴とする請求項10に記載のプログラム。
A process of automatically detecting and displaying a candidate for a damaged part of a structure in the wide area front image data,
Processing to accept deletion or correction of the damaged part candidate,
A process of learning from the history of deletion or correction of the damaged part candidate, and then reflecting it when automatically detecting the damaged part candidate of the structure.
10. The program of claim 10, further comprising:
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