JP7060934B2

JP7060934B2 - 撮影画像補正システム

Info

Publication number: JP7060934B2
Application number: JP2017179415A
Authority: JP
Inventors: 昌美本澤; 三馨鈴木; 賢一堀口
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2022-04-27
Anticipated expiration: 2037-09-19
Also published as: JP2019056961A

Description

本発明は、撮影画像補正システムに関する。

現在、道路や橋梁、トンネルといった様々なインフラ施設の老朽化が進んでおり、改修工事が各地で行われ、また改修計画が進められている。インフラ施設の多くは鉄筋コンクリート構造物（ＲＣ構造物）や鋼構造物であるが、例えば竣工から４０年以上が経過したＲＣ構造物や鋼構造物の表面上には、様々な損傷部が存在している。この損傷部の具体例として、コンクリート表面上においては、ひび割れ、白華、遊離石灰、錆汁等が挙げられ、鋼材表面上においては、鋼材腐食や亀裂、塗膜の劣化等が挙げられる。

ＲＣ構造物や鋼構造物の改修工事や改修計画に際しては、まず、インフラ施設の技術担当者や業務委託された調査会社もしくは建設会社の技術担当者により、ＲＣ構造物や鋼構造物の表面の点検が実施される。この点検では、損傷部の定量評価が重要となる。たとえば、ひび割れや亀裂の幅や長さ、一定幅以上のひび割れや亀裂の数、遊離石灰等の形状や面積などが定量的に評価され、この定量評価に基づいて、構造物の更新施工の有無やメンテナンスの有無等が判断されることになる。ここで、観察対象物上にレーザー光を照射し、レーザー光の照射によって生じた光点を撮像画像中から検出し、検出された光点の位置に基づいて観察対象物の大きさの尺度となる目盛を撮像画像上に描画する撮像装置の目盛生成方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。撮像画像中に写り込んだ光点を検出し、この光点の位置に基づいて目盛幅を計算し、撮像画像上に目盛を描画することにより、観察を行いながら観察対象物の大きさの計測が可能になるとしている。

特開２０１４－１６０１０９号公報

構造物の点検に関し、昨今、ＣＣＤカメラ等を搭載した無人航空機（ＵＡＶ（Unmanned Air Vehicle）もしくはドローンで、以下、代表して「ＵＡＶ」と称する）を飛ばしてコンクリート表面や鋼材表面を撮影し、撮影画像を繋いで構造物全体の表面画像を作成する方法が用いられている。この方法によれば、延長の長いトンネル内にＵＡＶを航行させながらトンネル表面の撮影を行うことにより、検査員が歩きながらトンネル表面の撮影を行う方法に比べて、撮影時間が格段に短くなる。また、例えば道路橋の鉄筋コンクリート製の床版の下面や、床版を支持する型鋼からなる主桁のウェブ側面等、高度の高い位置にある構造物の観察においては、ＵＡＶを航行させて撮影対象を撮影することにより、高所作業車等を利用して撮影対象に近接等して撮像する方法に比べて、簡易な方法で、かつ自由度の高い撮影が可能になる。また、高所作業車等がアクセスできない場所の撮影が可能となり、さらには、高所での検査員による撮影が不要になることで検査時の危険性も解消される。

しかしながら、ＵＡＶを用いて撮影対象を撮影する場合、ＵＡＶが蛇行することにより、撮影対象に対して正対した状態での撮影が難しくなる。なお、例えば高所作業車を利用して検査員が撮影する方法において、撮影対象に十分アクセスできないような場合には、斜め方向から撮影対象を撮影せざるを得ないことがあり、このような場合も撮影対象に対して正対した状態で撮影できないことになる。このように、正対しない状態、言い換えれば、斜め側方や斜め下方、斜め上方から撮影対象を撮影した場合に、取り込まれた撮影画像は、撮影対象の表面に存在する損傷部に関する正しい情報を提供しないことになる。例えば、撮影対象中に存在するひび割れの幅や長さは正しい定量値とならず、遊離石灰等の形状や面積も正しい定量値とならない。

そこで、撮影画像に対してあおり補正処理を実行し、例えば斜め方向からの撮影による撮影画像をあおり補正して正対画像を作成することにより、あおり補正によって作成された正対画像中に内在するひび割れ等の損傷部も正しい定量値を有することになる。

しかしながら、あおり補正処理を実施するには、撮影対象に対する正対位置に対してＵＡＶ等がどの程度ずれた位置で撮影したのかが明確でなければ、正しいあおり補正を実行することはできない。例えば、上記する特許文献１に記載の撮像装置の目盛生成方法では、撮像画像上に目盛を描画することはできるものの、正しくあおり補正処理を実行することはできない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、正対撮影されていない撮影画像を適正にあおり補正することのできる撮影画像補正システムを提供することを目的としている。

前記目的を達成すべく、本発明による撮影画像補正システムの一態様は、撮影画像データ取得装置と、撮影画像データ補正装置とを有し、
前記撮影画像データ取得装置は、
少なくとも三つのレーザー光源と、
撮影機と、
撮影対象に照射されるレーザー光によって形成される光点の色を変更する光点色変更部と、を備え、
前記撮影画像データ補正装置は、
前記レーザー光源から前記撮影対象に照射されるレーザー光によって形成される光点を含む撮影画像データが入力される撮影画像データ入力部と、
各レーザー光源間の距離の比率で特定される正規距離比データと、前記撮影画像データ内にある各光点間の距離の比率で特定される非正規距離比データとを比較し、双方の距離比に基づいて前記撮影画像データをあおり補正して正対画像データを作成するあおり補正部と、を備えることを特徴とする。

本態様によれば、システムの構成要素である撮影画像データ取得装置が光点色変更部を有していることにより、レーザー光によって形成される光点と同系色の領域が撮影対象内に存在する場合でも、レーザー光の光色を光点色変更部にて変更することにより、撮影画像データ内に複数の光点を明確に内在させることができる。

また、撮影画像データ取得装置が少なくとも三つのレーザー光源を備えていることにより、撮影画像データ内には少なくとも三つの光点を形成でき、この少なくとも三つの光点により、少なくとも三つの光点間距離を特定することができる。仮に二つのレーザー光源しかない場合、形成される光点も二つとなり、二以上の光点間距離が形成できないことから、距離の比率が求められない。従って、撮影画像データ取得装置は、「少なくとも三つのレーザー光源」を要する。一方、撮影画像データ取得装置には、少なくとも三つのレーザー光源がそれぞれ所定の位置に存在していることより、各レーザー光源間の距離及びその比率が特定できる。撮影画像データ取得装置が撮影対象に正対した状態で各レーザー光源からレーザー光が照射される場合、各レーザー光源間の距離の比率（正規距離比）と、撮影画像データ内にある各光点間の距離の比率（非正規距離比）は一致する。そのため、撮影画像データ補正装置のあおり補正部にてあおり補正を実行する必要はない。なお、このように正規距離比と非正規距離比が一致する場合でも、本明細書では、各光点間の距離の比率を「非正規距離比」とし、そのデータを「非正規距離比データ」とする。一方、撮影画像データ取得装置が撮影対象に正対していない状態で各レーザー光源からレーザー光が照射される場合は、正規距離比と非正規距離比は一致しない。そこで、あおり補正部において、双方の距離比に基づいて、撮影対象に対する撮影画像データ取得装置の撮影角度を特定する。特定された撮影角度に基づいて撮影画像データをあおり補正部にてあおり補正することにより、撮影画像データを好適に正対画像データに補正でき、そこに内在するひび割れ等の損傷部は正しい定量値を有するものとなる。

また、本発明による撮影画像補正システムの他の態様は、前記撮影画像データ取得装置が、前記光点の形状を変更する光点形状変更部をさらに備えることを特徴とする。

本態様によれば、撮影対象が仮に光点と同系色の領域を有している場合でも、光点形状変更部にて光点の形状を撮影対象には存在し得ない特異な形状とすることにより、撮影画像データ内に少なくとも三つ以上の光点を確実に内在させることができる。この特異な形状としては、例えば、星形やハート形など、撮影対象表面に存在する損傷部やシミ等の形状としてはあり得ない形状が挙げられる。

また、本発明による撮影画像補正システムの他の態様において、前記撮影画像データ補正装置は、既に寸法及び形状が決まっている所定部材の寸法情報データ及び形状情報データを格納する格納部と、前記あおり補正部にて作成された前記正対画像データ内に前記所定部材と同じ形状跡が存在しているか否かを判定する判定部と、該判定部にて検出された形状跡を有する前記所定部材の前記寸法情報データに基づいて前記正対画像データ内に存在する損傷部の寸法を特定する損傷部寸法特定部と、をさらに備えることを特徴とする。

本態様によれば、格納部に格納されている所定部材の例えば形状情報データと一致する形状跡が正対画像データ内に存在する場合に、この形状跡を所定部材に同定し、この形状跡の寸法を利用して正対画像データ内の損傷部の寸法を特定することができる。例えば、所定部材が型枠の場合、その形状は矩形であり、その寸法は９００×１８００ｍｍ等（長辺と短辺の比率が２：１）であることより、このような比率の長短辺を有する矩形の形状跡が判定部にて特定された際に、これを型枠の形状跡と判定する。そして、型枠の長短辺の有する実際の長さに基づいて、正対画像データ内に存在するひび割れ等の長さや幅、さらには、遊離石灰等の面積を特定することができる。なお、「正対画像データ」とは、仮にあおり補正部によるあおり補正が結果として不要であった場合（撮影が撮影対象に対して正対して実施された場合）の撮影画像データも含む意味である。

また、本発明による撮影画像補正システムの他の態様は、前記撮影画像データ取得装置が、航行機構をさらに有することを特徴とする。

本態様によれば、航行機構にて撮影画像データ取得装置を航行させながら撮影対象の撮影を行うことができるため、例えば、延長の長いトンネルの壁面の撮影や、高所の道路橋の床版等の撮影も、効率的かつ安全に行うことができる。また、航行姿勢での撮影対象の撮影ゆえに撮影画像データ取得装置がぶれたりしながら撮影を行う場合でも、あおり補正部にて撮影画像データのあおり補正を実行できるため、撮影対象に正対した状態で取得される撮影画像データと同等の正対画像データを得ることができる。

また、本発明による撮影画像データ取得装置の一態様は、撮影画像データをあおり補正する撮影画像補正システムを形成し、該撮影画像データを取得する撮影画像データ取得装置であって、
少なくとも三つのレーザー光源と、
撮影機と、を有し、
前記レーザー光源から撮影対象に照射されるレーザー光によって形成される光点の色を変更する光点色変更部をさらに有することを特徴とする。

本態様によれば、レーザー光によって形成される光点と同系色の領域が撮影対象内に存在する場合でも、レーザー光の光色を光点色変更部にて変更することにより、撮影画像データ内に複数の光点を明確に内在させることができる。

また、本発明による撮影画像データ取得装置の他の態様は、前記光点の形状を変更する光点形状変更部をさらに有することを特徴とする。

本態様によれば、撮影対象が仮に光点と同系色の領域を有している場合でも、光点形状変更部にて光点の形状を撮影対象には存在し得ない特異な形状とすることにより、撮影画像データ内に少なくとも三つ以上の光点を確実に内在させることができる。

また、本発明による撮影画像データ取得装置の他の態様は、航行機構をさらに有することを特徴とする。

本態様によれば、航行機構にて撮影画像データ取得装置を航行させながら撮影対象の撮影を行うことができるため、効率的かつ安全に撮影対象の撮影を行うことができる。

また、本発明による撮影画像データ取得装置の他の態様において、前記光点色変更部は、各レーザー光源が、異色のレーザー光を照射する複数の異色レーザー光源を選択自在に備えている。

本態様によれば、簡易な構成の光点色変更部にて、レーザー光の色を変更することができる。例えば、少なくとも三つのレーザー光源がそれぞれ、赤色のレーザー光を照射する異色レーザー光源と、緑色のレーザー光を照射する異色レーザー光源を併設した態様で備えている。撮影対象表面を確認した検査員が、撮影対象表面に赤色もしくは同系色の領域を確認した場合、全てのレーザー光源において、緑色のレーザー光を照射する異色レーザー光源を選定して、撮影対象へのレーザー光の照射を行うことができる。

また、本発明による撮影画像補正方法の一態様は、少なくとも三つのレーザー光源と、撮影機と、を備える撮影画像データ取得装置を使用して、所定の色の光点を撮影対象に照射し、該光点を含む撮影画像データを取得する撮影画像データ取得工程と、
各レーザー光源間の距離の比率で特定される正規距離比データと、撮影画像データ内にある各光点間の距離の比率で特定される非正規距離比データとを比較し、双方の距離比に基づいて前記撮影画像データをあおり補正して正対画像データを作成するあおり補正工程と、を有することを特徴とする。

本態様によれば、所定の色の光点を撮影対象に照射し、当該光点を含む撮影画像データを取得し、正規距離比データと非正規距離比データに基づいて撮影画像データをあおり補正することにより、高精度な正対画像データを作成することができる。なお、「所定の色」とは、例えば、検査員が撮影対象表面を確認した際に、当該撮影対象表面に存在しないと判定する色のことである。従って、仮に撮影画像データを確認した際に、当該所定の色と同系色の領域が存在し、光点を明確に確認できない場合には、異なる光点色のレーザー光を選定して再度レーザー光の照射が実行され、撮影画像データの取得が実行される。

また、本発明による撮影画像補正方法の他の態様は、前記撮影画像データ取得工程において、所定の色を有し、かつ、所定の形状を有する前記光点を形成するレーザー光を前記撮影対象に照射することを特徴とする。

本態様によれば、レーザー光によって形成される光点と同系色の領域が撮影対象内に存在する場合でも、レーザー光の光色を光点色変更部にて変更することにより、撮影画像データ内に複数の光点を確実に内在させることができる。

また、本発明による撮影画像補正方法の他の態様は、既に寸法及び形状が決まっている所定部材の寸法情報データ及び形状情報データを格納する格納工程と、
前記あおり補正工程にて作成された前記正対画像データ内に、前記所定部材と同じ形状跡が存在しているか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程にて検出された形状跡を有する前記所定部材の前記寸法情報データに基づいて、前記正対画像データ内に存在する損傷部の寸法を特定する損傷部寸法特定工程と、をさらに有することを特徴とする。

本態様によれば、格納工程にて格納される所定部材の例えば形状情報データと一致する形状の形状跡が正対画像データ内に存在する場合に、この形状跡を所定部材に同定し、この所定部材の実際の寸法を利用して、正対画像データ内に存在する損傷部の寸法を特定することができる。

また、本発明による撮影画像補正方法の他の態様は、前記撮影画像データ取得装置が航行機構をさらに有しており、
前記撮影画像データ取得工程において、前記撮影画像データ取得装置を航行させながら前記撮影画像データを取得することを特徴とする。

本態様によれば、撮影画像データ取得装置を航行させながら前記撮影画像データを取得することができるため、効率的かつ安全に撮影対象の撮影を行うことができる。

以上の説明から理解できるように、本発明の撮影画像補正システムによれば、正対撮影されていない撮影画像を適正にあおり補正することができる。

実施形態に係る撮影画像補正システムの全体構成の一例を示す図である。撮影画像データ取得装置のハードウェア構成の一例を示す図である。操作端末のハードウェア構成の一例を示す図である。撮影画像データ取得装置の機能構成の一例を示す図である。撮影画像データ取得装置の外観を示す斜視図である。光点の形状を変更する機構を説明する斜視図である。撮影画像データ補正装置のハードウェア構成の一例を示す図である。撮影画像データ補正装置の機能構成の一例を示す図である。実施形態に係る撮影画像補正方法を示すフローチャートである。光点を含む撮影画像データの一例を示す図である。光点を含む撮影画像データの他の例を示す図である。光点を含む撮影画像データのさらに他の例を示す図である。

以下、各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

［実施形態］
＜１．撮影画像補正システムの全体構成＞
はじめに、撮影画像補正システムの全体構成について説明する。図１は、撮影画像補正システムの全体構成の一例を示す図である。図１に示すように、撮影画像補正システム１０００は、撮影画像データ取得装置１００と、操作端末２００と、撮影画像データ補正装置４００とを有する。撮影画像データ取得装置１００と操作端末２００は、無線通信が可能であり、操作端末２００とサーバ装置である撮影画像データ補正装置４００とは、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）等に代表されるネットワーク３００を介して通信可能となっている。撮影画像データ取得装置１００で取得された撮影画像データは、操作端末２００に送信され、操作端末２００より、ネットワーク３００を介して撮影画像データが撮影画像データ補正装置４００に送信される。撮影画像データ補正装置４００では、撮影画像データの補正処理が実行され、あおり補正にて作成された複数の正対画像を合成したり、正対画像データ内に存在する損傷部の定量値の算出等が実行される。なお、図示例の撮影画像データ補正システム１０００は、操作端末２００より、ネットワーク３００を介して撮影画像データ補正装置４００に対して撮影画像データの送信がおこなわれる形態であるが、撮影画像データ取得装置１００で取得された撮影画像データを、ＳＤカードやＣＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の記録媒体に記録し、記録媒体を検査員が撮影画像データ補正装置４００に入力する形態であってもよい。

＜２．撮影画像データ取得装置のハードウェア構成＞
次に、撮影画像データ取得装置のハードウェア構成について説明する。図２は、撮影画像データ取得装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。図２に示すように、撮影画像データ取得装置１００は、コントローラ１０と、撮影機１１、レーザー光源１２、航行機構１３、ＧＰＳ（Global Positioning System）１４、ジャイロセンサ１５、通信インターフェイス１６等のハードウェアを有する。

コントローラ１０は、撮影画像データ取得装置１００の本体におけるコンピュータである。図２において、コントローラ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）１０４、ＮＶＲＡＭ（Non-Volatile RAM）１０５等を有する。

ＲＯＭ１０３には、各種のプログラムやプログラムによって利用されるデータ等が記憶されている。ＲＡＭ１０２は、プログラムをロードするための記憶領域や、ロードされたプログラムのワーク領域として用いられる。ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０２にロードされたプログラムを処理することにより、各種の機能を実現する。ＨＤＤ１０４には、プログラムやプログラムが利用する各種のデータ等が記憶される。ＮＶＲＡＭ１０５には、各種の設定情報等が記憶される。

撮影機１１は、撮影対象を撮像するハードウェアであり、ＣＣＤカメラやデジタルカメラ（一眼レフを含む）、デジタルカメラ（ハイビジョン）、デジタルビデオカメラ等からなる。レーザー光源１２は、半導体レーザー光の照射源であり、光色の異なる複数の異色レーザー光源を有する。レーザー光の光色は光線の波長によって決定され、６３５乃至６９５ｎｍの波長の赤色レーザー光、５３２ｎｍの波長の緑色レーザー光が一般的であり、その他、青色レーザー光や黄色レーザー光などもある。航行機構１３は複数の回転自在なプロペラを有し、撮影画像データ取得装置１００の昇降と上昇した状態での所定方向への航行を支援する。すなわち、航行機構１３を有する撮影画像データ取得装置１００はＵＡＶである。

ＧＰＳ１４は、撮影画像データ取得装置１００の位置情報（経度及び緯度）を測位する。ジャイロセンサ１５は、航行時の撮影画像データ取得装置１００の高度や航行姿勢等を測位する。撮影画像データ取得装置１００が航行しながら撮影対象を撮影するに当たり、撮影画像データと、撮影が実行された際の撮影画像データ取得装置１００の位置情報データや姿勢情報データは、紐付けされてコントローラ１０に格納される。通信インターフェイス１６は、操作端末２００との間で無線通信を実行するためのハードウェアである。

＜３．操作端末のハードウェア構成＞
次に、操作端末のハードウェア構成について説明する。図３は、操作端末２００のハードウェア構成の一例を示す図である。操作端末２００は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）や、スマートフォン、タブレット端末等のデバイスである。操作端末２００と撮影画像データ取得装置１００のコントローラ１０とは、例えば、近距離無線通信、ＬＡＮ等の通信回線を介して無線通信可能に接続される。図３に示すように、操作端末２００は、撮影画像データ取得装置１００の航行や、撮影対象へのレーザー光の照射及び撮影対象の撮影等、撮影画像データ取得装置１００へ様々な指令信号を送信するとともに、撮影画像データ取得装置１００から送信されてきた撮影画像データとこの撮影画像データが取得された際の撮影画像データ取得装置１００の位置情報データ等を受信する。撮影画像データと、撮影が実行された際の撮影画像データ取得装置１００の位置情報データや姿勢情報データは、紐付けされた状態で、ネットワーク３００を介して撮影画像データ補正装置４００に送信する。

図３において、操作端末２００は、ＣＰＵ２０１、メモリ２０２、補助記憶装置２０３、無線通信装置２０４、表示装置２０５、及び入力装置２０６等を有する。

補助記憶装置２０３は、操作端末２００にインストールされたプログラム等を記憶する。メモリ２０２は、プログラムの起動指示があった際に、補助記憶装置２０３からプログラムを読み出して記憶する。ＣＰＵ２０１は、メモリ２０２に記憶されたプログラムに従い、操作端末２００の有する機能を実現する。表示装置２０５は、液晶ディスプレイ等からなり、たとえばタッチパネルの表示機能を担う。入力装置２０６は、表示装置２０５に対する接触体の接触を検出するセンサを有する電子部品である。接触体の接触の検出方式としては、静電方式や抵抗膜方式、光学方式などがある。この接触体として、検査員の指や専用ペン等が挙げられる。無線通信装置２０４は、無線ＬＡＮ又は移動体通信網等において通信を行う際に必要となる、アンテナ等の電子部品である。

＜４．撮影画像データ取得装置の機能構成＞
次に、撮影画像データ取得装置の機能構成について説明する。図４は、撮影画像データ取得装置１００の機能構成の一例を示す図である。図４に示すように、撮影画像データ取得装置１００は、レーザー光照射部１１０、撮影部１２０、光点色変更部１３０、光点形状変更部１４０、航行部１５０、位置情報取得部１６０、及びデータ格納部１７０を有する。ここで、各部の説明に当たり、必要に応じて図５，６を参照する。図５は、撮影画像データ取得装置の外観を示す斜視図であり、図６は、光点の形状を変更する機構を説明する斜視図である。

レーザー光照射部１１０は、撮影対象に対し、検査員にて選択された光色のレーザー光を照射する。撮影対象は、例えば、ＲＣ構造物のコンクリート表面や鋼構造物の鋼材表面等である。レーザー光照射部１１０からレーザー光を照射した状態で、撮影対象の撮影を実行し、撮影画像データ内にレーザー光による光点を含ませる。そのため、検査員は、撮影対象表面内に同系色の領域がないと判断される光色のレーザー光を照射するレーザー光源１２を、レーザー光照射部１１０にて設定する。

ここで、図５を参照して、撮影画像データ取得装置１００の具体的な構成を説明する。図５に示すように、撮影画像データ取得装置１００は、基部１７の中央に撮影機１１を搭載し、撮影機１１の周囲四か所にレーザー光源１２を有している。また、基部１７の下面四か所には折り曲げ腕部があり、折り曲げ腕部の先端に航行機構１３が装備されている。基部１７の内部には、コントローラ１０、ＧＰＳ１４、及びジャイロセンサ１５等が内蔵されている。航行機構１３は、中央のモータ１３Ａの回転軸に対し、１８０度の相対位置を有する二枚の翼１３Ｂが取り付けられてプロペラを形成している。

四つのレーザー光源１２はいずれも、光色の異なるレーザー光を照射する二つの異色レーザー光源１２Ａ，１２Ｂを有し、これら異色レーザー光源１２Ａ，１２Ｂは不図示のモータにてＸ方向に回転する回転テーブル１２Ｃ上に載置されている。また、各レーザー光源１２間の距離は規定値を有し、それぞれ、Ｌ１乃至Ｌ４の距離となる。従って、各レーザー光源１２間の距離比も、Ｌ１：Ｌ２：Ｌ３：Ｌ４に設定される。なお、図示例の撮影画像データ取得装置１００は、基部１７の下方に複数の航行機構１３を有し、撮影機１１が上方の撮影対象を撮影するように構成されている。例えば、道路橋を構成する鉄筋コンクリート製の床版の下面を撮影対象とする場合等に適用される。しかしながら、撮影対象に応じて、基部１７に対する航行機構１３の取付け態様や、撮影機１１の配向態様などが適宜変更される。また、撮影機１１は、回動機構や回転機構の台座上に取付けられ、撮影機１１の回動や回転によって様々な角度方向の撮影対象の撮影を可能としてもよい。

図４に戻り、レーザー光照射部１１０により、四つのレーザー光源１２のうち、例えば赤色のレーザー光を照射する異色レーザー光源１２Ａが選定されて、四条のレーザー光が撮影対象に照射され、撮影対象表面に四つの赤色の光点が形成される。

撮影部１２０は、レーザー光による複数の光点が表面に形成されている撮影対象の撮影を実行し、撮影画像データを取り込んでデータ格納部１７０に格納する。図示例の撮影画像データ取得装置１００を適用する場合、取り込まれた撮影画像データ内には、四点の赤色の光点が内在する。

光点色変更部１３０は、光色の異なるレーザー光を照射する異色レーザー光源１２Ａ，１２Ｂの中から、先行して検査員にて選定されている赤色の異色レーザー光源１２Ａとは異なる光色（例えば緑色）のレーザー光を照射する異色レーザー光源１２Ｂを選定する。図５に示すように、回転テーブル１２Ｃを回転させることにより、最初に選定されていた赤色のレーザー光を照射する異色レーザー光源１２Ａから、緑色のレーザー光を照射する他の異色レーザー光源１２Ｂに変更される。このことにより、撮影対象表面に形成される光点の色も赤色から緑色に変更される。例えば、当初は赤色の光点が選定されていた場合において、取り込まれた撮影画像データを確認した際に、赤色と同系色の領域が存在していて赤色の光点を明確に確定できないことが判明した際に、他の緑色のレーザー光を照射する異色レーザー光源１２Ｂが光点色変更部１３０にて選定され、光点色の変更が実行される。

光点形状変更部１４０は、レーザー光の形状を変更する。このレーザー光の形状変更方法に関し、図６を参照して説明する。図６に、異色レーザー光源１２Ａの具体的な構成を示している。なお、他の異色レーザー光源１２Ｂも同様の具体的な構成を有している。異色レーザー光源１２Ａの本体内部には、レーザー光が通過する光路２１があり、本体の上端には移動テーブル２３があり、移動テーブル２３上には、三種類のレーザー形状を備えた異種形状筒２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃが照射方向に沿って併設されている。なお、図示例は、円形のレーザー光を照射する異種形状筒２２Ａ、ハート形のレーザー光を照射する異種形状筒２２Ｂ、及び星形のレーザー光を照射する異種形状筒２２Ｃを用意している。

移動テーブル２３の側面には移動式ナット２４が取り付けられている。一方、異色レーザー光源１２Ａの本体側面にはモータ２８が取り付けられており、モータ２８の回転軸の先端に環状ギヤ２７が装備されている。この環状ギヤ２７と共にべベルギヤを構成する切頭円錐状のギヤを先端に備えた螺子軸２５があり、螺子軸２５の端部が移動式ナット２４内に入り込むとともに、移動式ナット２４の内部の螺子溝と螺合している。モータ２８を回転させることにより、べベルギヤを介して螺子軸２５が回転し、螺子軸２５の回転により、移動式ナット２４がＹ方向にスライドし、選定された異種形状筒が本体の光路２１に連通する。

光点色変更部１３０にて光点色を変更しても、依然として撮影画像データ内に光点と同系色の領域が存在する等の場合に、この光点形状変更部１４０において、光点の形状を撮影対象中には存在し得ない形状に設定することにより、撮影画像データ内に光点を確実に内在させることができる。また、任意の光色のレーザー光を選定した際に、同時に光点形状変更部１４０にて例えば異種形状筒２２Ｂ，２２Ｃのいずれかを選定してレーザー光の照射を実行することにより、光色の変更を不要として、一度の異色レーザー光源の設定にて、光点が確実に内在された撮影画像データを取得することが可能になる。

航行部１５０は、航行機構１３を形成するモータ１３Ａを駆動させ、モータ１３Ａの回転速度を調整することにより、航行機構１３による揚力を調整し、撮影画像データ取得装置１００の昇降制御を実行する。また、航行機構１３の翼１３Ｂの角度を不図示の角度調整機構等にて調整することにより、撮影画像データ取得装置１００を所定方向へ所定の速度で航行させたり、所定の位置で撮影画像データ取得装置１００を浮遊させた状態で航行を停止させ、撮影を実行することができる。

位置情報取得部１６０は、航行する撮影画像データ取得装置１００の位置情報データや姿勢情報データを取得し、取得した各種のデータをデータ格納部１７０に格納する。例えば、浮遊し、所定位置で停止している（航行していない）状態の撮影画像データ取得装置１００が、撮影部１２０にて撮影画像データを取得する場合に、取得された撮影画像データと、撮影時の撮影画像データ取得装置１００の位置情報データ及び姿勢情報データを紐付けした状態で、データ格納部１７０に格納する。

＜５．撮影画像データ補正装置のハードウェア構成＞
次に、撮影画像データ補正装置のハードウェア構成について説明する。図７は、撮影画像データ補正装置４００のハードウェア構成の一例を示す図である。撮影画像データ補正装置４００は、サーバー装置である。撮影画像データ補正装置４００は、撮影画像データと、撮影が実行された際の撮影画像データ取得装置１００の位置情報データ及び姿勢情報データとが紐付けされた状態で操作端末２００から送信され、ネットワーク３００を介してこれらのデータを受信する。

図７において、撮影画像データ補正装置４００は、ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、無線通信装置４０４、及び表示装置４０５を有し、これらの各部がバス４０６にて相互に接続されている。

ＲＯＭ４０２には、各種のプログラムやプログラムによって利用されるデータ等が記憶されている。ＲＡＭ４０３は、プログラムをロードするための記憶領域や、ロードされたプログラムのワーク領域として用いられる。ＣＰＵ４０１は、ＲＡＭ４０３にロードされたプログラムを処理することにより、各種の機能を実現する。無線通信装置４０４は、無線ＬＡＮ又は移動体通信網等において通信を行う際に必要となるアンテナ等の電子部品である。表示装置４０５は、液晶ディスプレイ等からなる。この表示装置４０５は、複数の光点を含む撮影画像を表示し、あおり補正処理されて作成される正対画像を表示し、さらには、正対画像が並べられてできる撮影対象の連続画像を表示する。また、正対画像中に存在するひび割れ等の損傷部の長さや幅等の定量値に関し、損傷部毎に算定された各種の定量値を例えば表形式で表示する。

＜６．撮影画像データ補正装置の機能構成＞
次に、撮影画像データ補正装置の機能構成について説明する。図８は、撮影画像データ補正装置４００の機能構成の一例を示す図である。図８に示すように、撮影画像データ補正装置４００は、撮影画像データ入力部４１０、あおり補正部４２０、判定部４３０、損傷部寸法特定部４４０、及びデータ格納部４５０を有する。

撮影画像データ入力部４１０は、撮影画像データと、撮影時の撮影画像データ取得装置１００の位置情報データ及び姿勢情報データとを紐付けした状態で当該データを入力する。

あおり補正部４２０は、まず、データ格納部４５０に格納されている、レーザー光源１２間の距離の比率で特定される正規距離比データを読み込む。例えば、図５を参照すると、Ｌ１：Ｌ２：Ｌ３：Ｌ４が正規距離比データとなる。次に、あおり補正部４２０にて読み込まれた撮影画像データ内にある、各光点間の距離の比率を特定し、これを非正規距離比データとする。撮影画像データ取得装置１００が航行しながら撮影対象の撮影を行う場合、撮影画像データ取得装置１００は往々にして蛇行することから、撮影対象に対して正対した状態での撮影は難しい。従って、あおり補正部４２０では、正規距離比データと非正規距離比データとを比較し、双方の距離比に基づいて撮影画像データをあおり補正する。すなわち、撮影画像データ内に例えば四点の光点が存在することにより、撮影画像データ内の光点間の距離が特定でき、複数の光点間距離の比率が特定されることにより、非正規距離比データと正規距離比データとの対比を行うことが可能になる。このあおり補正部４２０により、例えば斜め方向から撮影された撮影画像データが適正にあおり補正されてなる、正対画像データを作成する。

判定部４３０は、正対画像データ内において、所定部材と同じ形状跡が存在しているか否かを判定する。データ格納部４５０には、所定部材として、形状や寸法が予め特定されている型枠に関する形状情報データと寸法情報データが格納されている。撮影対象がコンクリート表面の場合、コンクリート表面には施工時の型枠跡が存在していることが往々にしてあることより、所定部材として型枠が好適である。型枠の形状は一般に矩形であり、その寸法は９００×１８００ｍｍ等（長辺と短辺の比率が２：１）であることより、このような比率の長短辺を有する矩形と同じ形状跡が正対画像データ内に存在するか否かを判定部４３０にて判定する。

損傷部寸法特定部４４０は、正対画像データ内に存在する損傷部の特定を行う。データ格納部４５０には、ひび割れに特有の形状データ、遊離石灰等に特有の形状データ等が格納されている。判定部４３０において、形状および寸法が特定できる型枠等の所定部材と同じ形状跡が存在すると判定された場合には、この形状跡の有する実際の寸法（上記する型枠の９００ｍｍや１８００ｍｍ等）を用いて、正対画像データ内に存在する損傷部の寸法（定量値）を特定する。

＜７．撮影画像補正方法＞
次に、撮影画像補正方法について説明する。図９は、撮影画像補正方法の一例を示すフローチャートであり、撮影画像データ取得装置１００による撮影画像データの取得と、撮影画像データ補正装置４００による正対画像データの作成、さらには損傷部の定量値の特定を実行する処理の流れを示している。ここで、各工程の説明に当たり、必要に応じて図１０乃至１２を参照する。図１０乃至１２はいずれも、光点を含む撮影画像データの一例を示す図である。例えば、図１０を取り上げて説明すると、図示する撮影対象は、道路橋を構成する鉄筋コンクリート製の床版の下面である。図５に示す撮影画像データ取得装置１００が床版の下方を航行しながら、上方にある床版の下面に対して四つの光点Ｒ１乃至Ｒ４を形成した状態で撮影が行われ、図示する撮影画像データが取得される。図中、多数のひび割れＣや遊離石灰Ｆが存在する。また、撮影画像データ内には、縦１８００ｍｍ、横９００ｍｍの矩形の型枠跡Ｍが多数存在している。さらに、円形の形状を有する、四つの光点Ｒ１乃至Ｒ４が撮影画像データ内に存在している。

ステップＳ５００において、レーザー光源１２から照射されるレーザー光の光点色の設定をおこなう。ここでは、検査員が、撮影対象中に同系色の領域が存在しないと仮に判定する光色のレーザー光を照射する異色レーザー光源１２Ａ，１２Ｂのいずれか一方が選定される。

ステップＳ５０２において、光色が設定されたレーザー光を撮影対象に照射し、撮影対象表面に少なくとも三つ以上の光点を形成する。

ステップＳ５０４において、光点を含むように撮影対象表面を撮影し、撮影画像データを取得するとともに、撮影画像データの確認を行う。以上、ステップＳ５００乃至Ｓ５０４までが撮影画像データ取得工程となる。

ステップＳ５０６では、撮影画像データ内に形成されるべき数の光点が確認できるか否かを検証する。

検証の結果、所定数の光点が確認されない場合（１回目の検証にて確認されない場合）、ステップＳ５００に戻り、光点色を変更して新たな光点色のレーザー光を設定する。例えば、図１０において、光点Ｒ１乃至Ｒ４と同系色の領域が存在する場合、これら光点Ｒ１乃至Ｒ４が光点として認識されない可能性が十分にある。

この新たな光点色のレーザー光を撮影対象に照射し、取得された撮影画像データを確認して、再度、撮影画像データ内に所定数の光点が確認できるか否かを検証する。

この検証でも所定数の光点が確認できない場合（２回目の検証にて確認されない場合）、撮影画像データ取得装置１００が備える異色レーザー光源１２Ａ，１２Ｂの各レーザー光による光点色と同系色の領域が撮影対象に存在していると判断し、ステップＳ５０８において、光点形状の変更を行う。例えば、図１１においては、光点Ｒ１乃至Ｒ４の形状を円形から星形に変更している。この光点形状の変更では、撮影対象内に存在し得ない形状の光点を形成するものとし、この光点形状の変更により、撮影画像データ内に所定数の光点を確実に内在させることができる。

ステップＳ５１０において、所定数の光点が内在する撮影画像データを撮影画像データ補正装置４００にて取得する。

ステップＳ５１２において、撮影画像データに対してあおり補正を行い、正対画像データを作成する。具体的には、レーザー光源１２間の距離の比率で特定される正規距離比データと、撮影画像データ内にある各光点間の距離の比率で特定される非正規距離比データとを比較し、双方の距離比に基づいて撮影画像データに対してあおり補正を行うあおり補正工程を実行する。例えば、図５に示す撮影画像データ取得装置１００を使用する場合、正規距離比データは、Ｌ１：Ｌ２：Ｌ３：Ｌ４である。これに対し、撮影画像データ内で確認される四つの光点Ｒ１乃至Ｒ４の各距離が図１２に示すように、正規距離比データに対応する順に、Ｌ５：Ｌ６：Ｌ７：Ｌ８であったとする。この場合、正規距離比データである、Ｌ１：Ｌ２：Ｌ３：Ｌ４と、非正規距離比データである、Ｌ５：Ｌ６：Ｌ７：Ｌ８を比較し、双方の距離比から撮影時の正対姿勢に対する傾斜角度を割出し、割出された傾斜角度を用いてあおり補正を行い、正対画像データを作成する。

ステップＳ５１４において、寸法や形状が分かっている様々な所定部材に関する、寸法情報データや形状情報データを、撮影画像データ補正装置４００のデータ格納部４５０に格納する、格納工程を実行する。所定部材として、例えば、型枠が挙げられる。図１０等において、撮影対象である床版の下面には多数の型枠跡が存在している。そして、型枠は、縦１８００ｍｍ、横９００ｍｍの長さを有し、従って、長短辺比が２：１の矩形の平面形状を有していることが、データとして格納されている。

ステップＳ５１６において、正対画像データ内に、型枠等の所定部材と同じ形状跡が存在するか否かを判定する、判定工程を実行する。図１０等においては、型枠跡が存在することより、判定工程では所定部材と同じ形状跡が存在すると判定される。このように判定された場合、図１０等において示す、撮影対象内に存在するひび割れＣや遊離石灰Ｆ等の損傷部の寸法（定量値）を、所定部材の実際の寸法を使用することにより特定する、損傷部寸法特定工程を実行する。例えば、型枠の長短辺の長さ１８００ｍｍ、９００ｍｍを使用して、ひび割れＣのひび割れの長さや幅、遊離石灰Ｆの面積を特定することができる。また、判定工程において、所定部材と同じ形状跡が存在しないと判定された場合は、損傷部の寸法を特定することなく、処理を終了する。

このように、撮影対象中に少なくとも三つ以上の光点を形成した状態で撮影画像データを取得することにより、撮影画像データに対して高精度のあおり補正を実行することができ、正対画像データを得ることができる。また、あおり補正にて得られた正対画像データ内において、寸法や形状の分かっている所定部材と同等の形状跡の存在を判定することにより、この所定部材の実際の寸法を用いて正対画像データ内に存在する損傷部の定量値を高精度に特定することができる。

以上、本発明の実施の形態を、図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

１０：コントローラ
１１：撮影機
１２：レーザー光源
１２Ａ，１２Ｂ：異色レーザー光源
１３：航行機構
１００：撮影画像データ取得装置
１１０：レーザー光照射部
１２０：撮影部
１３０：光点色変更部
１４０：光点形状変更部
１５０：航行部
１６０：位置情報取得部
１７０：データ格納部
２００：操作端末
３００：ネットワーク
４００：撮影画像データ補正装置（サーバ装置）
４１０：撮影画像データ入力部
４２０：あおり補正部
４３０：判定部
４４０：損傷部寸法特定部
１０００：撮影画像補正システム
Ｒ１，Ｒ２：光点
Ｒ３，Ｒ４：光点

Claims

撮影画像データ取得装置と、撮影画像データ補正装置とを有し、
前記撮影画像データ取得装置は、
少なくとも三つのレーザー光源と、
撮影機と、
撮影対象に照射されるレーザー光によって形成される光点の色を変更する光点色変更部と、を備え、
前記撮影画像データ補正装置は、
前記レーザー光源から前記撮影対象に照射されるレーザー光によって形成される光点を含む撮影画像データが入力される撮影画像データ入力部と、
各レーザー光源間の距離の比率で特定される正規距離比データと、前記撮影画像データ内にある各光点間の距離の比率で特定される非正規距離比データとを比較し、双方の距離比に基づいて前記撮影画像データをあおり補正して正対画像データを作成するあおり補正部と、を備えることを特徴とする、撮影画像補正システム。
前記撮影画像データ取得装置が、前記光点の形状を変更する光点形状変更部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の撮影画像補正システム。
前記撮影画像データ補正装置は、既に寸法及び形状が決まっている所定部材の寸法情報データ及び形状情報データを格納する格納部と、前記あおり補正部にて作成された前記正対画像データ内に前記所定部材と同じ形状跡が存在しているか否かを判定する判定部と、該判定部にて検出された形状跡を有する前記所定部材の前記寸法情報データに基づいて前記正対画像データ内に存在する損傷部の寸法を特定する損傷部寸法特定部と、をさらに備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の撮影画像補正システム。
前記撮影画像データ取得装置が、航行機構をさらに有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮影画像補正システム。