JPH0682241A - 物体表面の監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 物体表面を実際に即したモニタリングを可能
にし、物体表面の質感をより正確に評価できることを目
的とする。 【構成】 左右のビデオカメラ９、１０で撮影される耐
火物７を吹き付けた鉄骨１の表面を、照明灯１２により
左右で陰影に差が生じる状態に照明し、この照明状態に
ある耐火物表面を左右のビデオカメラ９，１０で撮影
し、この撮影画像をモニタ表示装置１３に表示する。距
離センサ１１により耐火物表面までの距離を計測し、こ
の距離データを信号処理装置１９により耐火物表面の凹
凸状態を反映したＣＧ画像に処理し、このＣＧ画像とビ
デオカメラ１０で撮影した実画像とを画像処理装置１６
で合成してモニタ表示装置１４に表示させ、立体鏡１７
を通して立体視する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体表面の監視装置に
係り、さらに詳しくは、物体表面を実際に即したモニタ
リングを容易に実現できるようにした物体表面の監視装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、鉄骨構造の高層建造物において
は、梁、柱などの表面にロックウールとセメントスラリ
ーなどからなる耐火物を吹き付け、鉄骨を火災発生時の
熱から保護するとともに発錆などを防止するようになっ
ている。

【０００３】従来、このような耐火物の吹付けには、被
吹付け物である梁などの長手方向に自動走行する専用の
吹付けロボットが使用されつつある。この種の吹付けロ
ボットにおいて、耐火物を被吹付け物に吹付ける場合
は、吹付けロボットのアームの先端等に設けた距離セン
サーにより、アーム先端と被吹付け物間の距離を測定
し、この距離が予め定めた値になるように被吹付け物に
対するノズルの位置を一定値に制御する。そして吹付け
ロボット本体には、耐火物の吹き付け状態を撮影するビ
デオカメラを設置し、このビデオカメラで撮影した画像
を遠隔地に設置したモニタテレビに表示することで、被
吹付け物に対する耐火物の吹き付け状態、すなわち、吹
付けもれ、吹付けむらなどを監視するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うな従来の耐火物吹付け装置では、吹付け物に対する耐
火物の吹付け状態を１台のビデオカメラにより撮影し、
この撮影画像をモニタテレビに２次元的に表示すること
により、吹付け状態を監視するものであるため、吹付け
もれのように２次元的な画像でも比較的に明確に判断で
きる場合にはそれほど問題がないが、吹付けむら、すな
わち吹付けの厚さが規定以下になっていたりすると、モ
ニタテレビに表示される平面的な画像だけでは耐火物の
吹付け不足を容易に判断することができず、監視者に対
する負担が増大するほか、耐火物の吹付け不足を見落と
すおそれがあり、耐火物の吹付け状態を正しく評価でき
ないという問題があった。

【０００５】本発明は、上述のような事情に鑑みなされ
たものであり、その目的とするところは、耐火物を吹き
付けることにより、物体の表面に所定の加工を施すよう
な物体において、その表面を実際に即したモニタリング
を可能にし、物体表面の質感をより正確に評価できるよ
うにした、物体表面の監視装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、監視対象である物体の表面を異なる方向か
ら撮影する左右２台のビデオカメラと、前記左右のビデ
オカメラから出力される映像信号を立体視画像として表
示するモニタ表示手段と、前記左右のビデオカメラで撮
影される物体表面を照明して物体表面の３次元形状に陰
影を付ける照明手段と、前記左右のビデオカメラから出
力される映像信号で形成される左右の画像に視覚的に差
異を生じさせるように前記照明手段の照射位置を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする。また、本発明
は、前記照明手段が複数の照明灯から構成され、この各
照明灯を前記制御手段により選択的に点灯制御して物体
表面を照明することを特徴とする。また、本発明は、前
記２台のビデオカメラで撮影される物体表面を測距用信
号で走査することにより、該物体表面までの距離を計測
する距離センサと、前記距離センサから出力される距離
信号に基づいて物体の表面形状に応じた３次元のコンピ
ュータグラフィックス画像を作成し、該コンピュータグ
ラフィックス画像と前記一方のビデオカメラで撮像した
実画像とを合成して前記立体視用のモニタ表示手段に出
力する画像処理手段とを設けたことを特徴とする。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の一実施例による物体表面の監
視装置を耐火物の吹付けのモニタリングに適用した場合
の構成を示すブロック図、図２は吹付けロボットとその
アームに装着された諸装置と被吹付け物体である鉄骨と
の配置関係を示す構成図である。

【０００８】まず、図２において、１は耐火物の吹付け
対象である鉄骨（梁材）、２は鉄骨１上に敷設した床ス
ラブであり、この床スラブ２上には、吹付けロボット３
が鉄骨１の長手方向（図１の紙面に対して垂直な方向）
に自動走行可能に載置されている。吹付けロボット３
は、床スラブ２の端縁に向けて水平に伸びる支持部材４
を備え、この支持部材４の先端には下方へ垂下するアー
ム５の一端が取りつけられているとともに、アーム５に
は、その長手方向に沿って上下方向（Ｙ方向）に移動す
る可動体６が取り付けられている。可動体６は、鉄骨１
に対し縦方向に自動的に往復移動するものであり、この
可動体６には、鉄骨１の表面に耐火物７を吹付けるノズ
ル８、耐火物７が吹付けられた鉄骨１の表面を撮影する
立体視用の左右のビデオカメラ９、１０、吹き付けられ
た耐火物７の表面までの距離を計測する超音波等からな
る距離センサ１１および吹付け耐火物７の表面を照明す
る照明灯１２がそれぞれ取りつけられている。なお、左
右のビデオカメラ９、１０は、雲台２０を介して可動体
６に取りつけられ、雲台２０を水平方向及び俯抑方向に
動作させることにより、ビデオカメラ９、１０の向きを
変更できるようになっている。

【０００９】次に、図１の構成について述べる。図１に
おいて、右眼用ビデオカメラ１０には右眼用のモニタ表
示装置１３が接続され、このモニタ表示装置１３には右
眼用ビデオカメラ１０で撮影された鉄骨表面の実画像が
表示される。左眼用ビデオカメラ９には、このビデオカ
メラ９から出力される映像信号と１ライン毎にディジタ
ル信号に変換するＡ−Ｄコンバータ１５を介して画像処
理装置１６が接続されている。この画像処理装置１６
は、ビデオカメラ９で撮影された実画像と後述する距離
センサ１１の距離情報をもとに作成された物体表面の３
次元画像（コンピュータグラフィックス画像：ＣＧ画
像）とを合成するものであり、この実画像とＣＧ画像と
の合成画像は、左眼用のモニタ表示装置１４に出力され
る。左眼及び右眼用のモニタ表示装置１３、１４の前面
には、両画面に表示された画像を立体視するための航空
写真用の立体鏡１７が配置されている。

【００１０】距離センサ１１から発生する測距用の信号
（超音波）は、吹付けロボット３のＸ方向の動きと可動
体６のＹ方向の動きにより吹付け完了の耐火物表面をＸ
Ｙ方向に走査し、これにより基準位置から耐火物表面ま
での距離を計測する。距離センサ１１から出力される距
離信号はＡ−Ｄコンバータ１８によりデジタル信号に変
換されて信号処理装置１９に入力される。信号処理装置
１９は、Ａ−Ｄコンバータ１８から出力される距離デー
タに基づいて、鉄骨１に吹き付けられた耐火物７の厚さ
を算出すると共に、この算出された厚さデータに基づい
て物体（耐火物７）の表面の凹凸に対応する３次元のコ
ンピュータグラフィックス画像（以下ＣＧ画像という）
を作成する。信号処理装置１９で作成されたＣＧ画像デ
ータは画像処理装置１６に出力される。

【００１１】照明灯１２は、左右２台のビデオカメラ
９，１０で撮影される耐火物表面を照明することによ
り、耐火物７の表面に生じている３次元形状（吹き付け
の厚さむらにより生じる凹凸形状）に陰影を付け、これ
により、左右２台のビデオカメラ９，１０から得られる
左右の画像に視覚的に大きな差異を生じさせる。また照
明灯１２には、左右２台のビデオカメラ９，１０で撮影
される耐火物表面に対する照明位置を変更する操作装置
２１が連結され、この操作装置２１には、手動による指
令信号が与えられるようになっており、この指令信号は
立体視用モニタ表示装置１３，１４を見ながら操作され
るジョイステックなどの操作指令手段から出力される。

【００１２】操作装置２１には、照明灯１２の耐火物表
面に対する照明位置（Ｘ，Ｙ方向の位置）を検出する位
置検出器２２が接続されており、この位置検出器２２か
ら出力される位置信号は制御装置２３に入力される。制
御装置２３は、位置検出器２２から出力される位置信号
を基に、耐火物表面に対する照明灯１２の最適照明位置
を算出する学習機能を備え、この制御装置２３で算出さ
れた位置データは操作装置２１に出力される。

【００１３】次に、上述のように構成された本実施例の
動作について説明する。鉄骨表面への耐火物７の吹付け
に際しては、吹付けロボット３を鉄骨２の長手方向（未
吹付け側）へ所定間隔移動させ、この状態で可動体６を
アーム５に沿って下端側から上端方向へ移動させなが
ら、ノズル８から耐火物を噴出して耐火物を鉄骨２の表
面に所定の厚さに吹き付ける。そして可動体６が上端に
達したならば、再び吹付けロボット３を鉄骨２の長手方
向に所定間隔移動させ、可動体６を上端から下端へ移動
しながらノズル８から噴出する耐火物を鉄骨２の表面に
所定の厚さに吹き付ける。以下、同様な動作を繰り返す
ことにより、鉄骨２の全長に亘って耐火物７を吹き付け
る。

【００１４】次に、耐火物の吹き付けられた鉄骨表面を
モニタリングする場合について述べる。このモニタリン
グは耐火物の吹付け作業と同時に行われる。まず、照明
灯１２を点灯して、耐火物７が吹き付けられた鉄骨１の
表面を照明する。これにより耐火物表面の凹凸形状に陰
影を付けて、左右２台のビデオカメラ９，１０から得ら
れる左右の画像に視覚的に大きな差異が生じるようにす
る。

【００１５】このような照明状態にする場合は、モニタ
表示装置１３，１４に表示される立体視画像を立体鏡１
７を通して見ながらジョイステックなどを手動操作する
ことにより、操作装置２１に指令信号を送り、この指令
信号により操作装置２１を駆動して照明灯１２を最適な
照明位置に調整する。このときの位置は位置検出器２２
により検出され、制御装置２３に取り込まれる。そし
て、制御装置２３では、位置信号に基づいて照明灯の最
適照明位置を算出し、この算出された位置データによ
り、手動設置以後の照明灯１２の位置を自動的に制御す
る。このような照明された耐火物７の表面は左右のビデ
オカメラ９、１０により撮像される。そして右眼用のビ
デオカメラ１０で撮像された映像信号は右眼用のモニタ
表示装置１３に出力され、実画像として表示される。

【００１６】一方、左眼用のビデオカメラ９で撮像され
た映像信号は水平走査タイミングに仕合わせてＡ−Ｄコ
ンバータ１５に取れ込まれるとともにサンプリングさ
れ、１画素当たり複数ビットのディジタル信号に変換さ
れた後、画像処理装置１６に入力される。また、距離セ
ンサ１１から発生する測距用超音波は、吹付けロボット
３および可動体６の動きに応じて耐火物表面をＸＹ走査
し、この走査により計測された距離センサ１１からの距
離信号はＡ−Ｄコンバータ１８によりデジタル信号に変
換されて信号処理装置９に入力される。

【００１７】信号処理装置１９では、入力される距離デ
ータに基づいて、鉄骨１に吹き付けられた耐火物７の厚
さをＡ−Ｄコンバータ１８でのサンプリング処理毎に算
出するとともに、算出された厚さデータを基に耐火物表
面の凹凸形状に応じた３次元のＣＧ画像を作成する。

【００１８】信号処理装置１９で作成されたＣＧ画像デ
ータは画像処理装置１６に取り込まれ、左眼用のビデオ
カメラ９により撮像された実画像に上書きされた形に合
成される。この合成画像データはモニタ表示装置に適合
するＲＧＢ信号またはＮＴＳＣ信号に変換されて左眼用
のモニタ表示装置１４に出力され表示される。したがっ
て、モニタ表示装置１３、１４の画面上に表示された左
右の画像を立体鏡１７を通して見ることにより、立体視
画像を見ることができる。

【００１９】上述のような本実施例においては、左右２
台のビデオカメラで撮影される耐火物の表面を照明灯に
より照明し、その照明の位置による陰影の違いから立体
感を出し、左右のビデオカメラから得られる左右の画像
に視覚的に大きな差異を持たせるようにしたので、立体
鏡を通してモニタ表示装置に表示された画像を見たとき
の耐火物表面の画像は立体感があり、耐火物表面の質感
を正確に評価できる。また、照明灯により耐火物表面
に、その凹凸形状に応じた陰影を付けるのに加えて、距
離センサで検出した距離情報から耐火物の表面形状を反
映したＣＧ画像を作成し、このＣＧ画像と左眼用のビデ
オカメラで撮像した実画像とを合成して、左眼用のモニ
タ表示装置に表示させると共に、右眼用のビデオカメラ
で撮像した実画像を右眼用のモニタ表示装置に表示し、
この両モニタ表示装置に表示された左右の画像を立体鏡
を通して立体視できるようにしたので、目視により耐火
物表面を観察するときと、ほぼ同様な実際に即した画像
を得ることができるとともに、耐火物表面の質感を遠隔
地から容易にかつ正確に評価することができる。

【００２０】なお、上記実施例では、距離センサ１１か
らの距離情報から作成したＣＧ画像を実画像に重合して
立体視用のモニタ表示装置１４に表示させる場合につい
て述べたが、本発明はこれに限定されない。例えば、左
右のビデオカメラ９、１０で撮影した画像をそのまま立
体視用のモニタ表示装置１３、１４に出力して表示する
ようにしてもよい。この場合、左右のビデオカメラ９、
１０で撮影される画像は、吹付け後の耐火物のみに限ら
ず、ノズルによる耐火物の吹付け状態や鉄骨１の表面な
どを撮像するようにしてもよい。また、このような場合
のビデオカメラは、雲台２０を操作することにより任意
の向きに変更する。更にまた、立体視用のモニタ表示手
段は、上記実施例に示すように２台のモニタ表示装置に
限らず、１台のモニタ表示装置に左右の画像信号を交互
に出力し、このモニタ表示装置に表示される画像を液晶
シャッタメガネを通して見るようにしたもの、あるい
は、ブロジェッタによりスクリーン上に交互に映写され
る合成画像を偏光メガネを通してみる方式のものでも良
い。また、上記実施例では、１個の照明灯１２により耐
火物等の物体の表面を照射する場合について述べたが、
本発明はこれに限定されず、複数の照明灯を利用しても
よい。この場合、各照明灯を制御装置により選択的に点
灯して物体表面が最適な状態に照明できるようにする。
また、本発明は、上記実施例に示すような耐火物の表面
形状のモニタリングのみに限らず、その他の物体の表面
形状をモニタリングし評価するものにも同様に適用でき
ることは勿論である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ビ
デオカメラで撮影される物体の表面を照明灯により照明
し、その照明位置による物体表面形状の左右からの陰影
に違いを持たせ、そして左右のビデオカメラから得られ
る左右の画像に視覚的に大きな差異が生じるようにした
ので、立体視用モニタ表示装置に表示される画像は物体
の表面形状を忠実に反映したものとなり、物体表面のモ
ニタリングが容易となって、その質感を正確に評価する
ことができる。また、本発明においては、物体表面に左
右で異なる陰影を付けるとともに、距離センサにより物
体表面までの距離を計測し、この距離情報を基に３次元
のＣＧ画像を作成し、このＣＧ画像とビデオカメラで撮
影した実画像とを合成して立体視モニタ表示手段に表示
できるようにしたので、モニタ表示手段を通して見る物
体表面の画像がより現実的となり、物体表面に生じてい
る凹凸等の質感を更に明確に評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の物体表面監視装置の一実施例を示す全
体の構成図である。

【図２】本実施例を鉄骨吹付けロボットに適用した場合
を示す各部の配置関係図である。

【符号の説明】

１ 鉄骨（物体） ７ 耐火物 ９，１０ ビデオカメラ １１ 距離センサ １２ 照明灯（照明手段） １３，１４ モニタ表示装置 １６ 画像処理装置 １９ 信号処理装置 ２１ 操作装置 ２２ 位置検出器 ２３ 制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視対象である物体の表面を異なる方向
   から撮影する左右２台のビデオカメラと、 前記左右のビデオカメラから出力される映像信号を立体
   視画像として表示するモニタ表示手段と、 前記左右のビデオカメラで撮影される物体表面を照明し
   て物体表面の３次元形状に陰影を付ける照明手段と、 前記左右のビデオカメラから出力される映像信号で形成
   される左右の画像に視覚的に差異を生じさせるように前
   記照明手段の照射位置を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする物体表面の監視装置。
2. 【請求項２】 前記照明手段は複数の照明灯から構成さ
   れ、この各照明灯を前記制御手段により選択的に点灯制
   御して物体表面を照明することを特徴とする請求項１記
   載の物体表面の監視装置。
3. 【請求項３】 前記２台のビデオカメラで撮影される物
   体表面を測距用信号で走査することにより、該物体表面
   までの距離を計測する距離センサと、 前記距離センサから出力される距離信号に基づいて物体
   の表面形状に応じた３次元のコンピュータグラフィック
   ス画像を作成し、該コンピュータグラフィックス画像と
   前記一方のビデオカメラで撮像した実画像とを合成して
   前記立体視用のモニタ表示手段に出力する画像処理手段
   とを設けたことを特徴とする請求項１記載の物体表面の
   監視装置。