JPH09161068A - 画像撮影方法とそれを用いた画像編集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ＣＣＤカメラによる変状展開図の作成が実用
レベルで困難であった。 【解決手段】 ２台以上のカメラ１と、カメラ１の各撮
影視野内の共通撮影視野部分を含む対象物２にレーザビ
ームを照射するレーザ装置と、各カメラ１の同期した画
像を記録・再生する記録・再生装置とを備え、各カメラ
１の撮影画像に記録されたレーザビーム像により画像の
サイズ合わせや位置合わせをして画像合成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の画像撮影方法とそれ
を用いた画像編集装置は、道路トンネル、鉄道トンネ
ル、電力洞道等の建造物のコンクリート壁面のひび、亀
裂、剥離等の状態をＣＣＤカメラにより撮影し、例えば
トンネルの内周方向、距離方向の画像を連続的に合成し
て展開図を効率的に作成するのに用いられるものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】トンネル等、コンクリート建造物では老
朽化に伴って壁面に変状（ひび、亀裂、剥離等）が現わ
れてくる。この変状は建造物の寿命と密接な関係をもっ
ており、変状の形状や大きさを見ることにより建造物の
安全性や残り耐用年数等を推定することが可能となる。
前記変状の調査は、建造物の壁面をカメラ（写真機）又
はビデオカメラで撮影・記録し、記録された写真又は画
像を基にして変状展開図を作成し、この変状展開図を基
に行なう。

【０００３】以下に変状展開図作成をトンネルの例で説
明する。巡視・点検員がトンネル内を端から端まで歩行
又は車に乗車して移動し、トンネル内の壁面を写真機又
はビデオカメラで撮影する。この場合、写真機やビデオ
カメラの撮影視野は限られているため、トンネルの内壁
面をその周方向に連続させて撮影し、その位置での撮影
が完了すると、トンネル内を少し先に進んで続く位置で
内壁面について周方向の撮影を行なう。この周方向の撮
影と移動とを繰り返すことによりトンネル内壁の全てに
ついて撮影を完了することができる。そして巡視・点検
員が撮影した写真又は画像を事務所において写真拡大し
たり或いはビデオ再生したりして、これを見ながら職員
がトンネルの内壁の変状をスケッチして変状展開図を作
成していた。

【０００４】しかしトンネルのような大きな建造物につ
いて人手による変状展開図の作成は容易でない。撮影自
体に手間がかかるのはもちろんであるが、次のような問
題もある。トンネルの様な大きな建造物について各部の
壁面をその真正面から撮影することはできず、また壁面
との距離を一定にして撮影することもできず、また壁面
の曲がりを捕えることもできない。このため、単に撮影
された後の写真や画像を見ても建造物の表面に現われた
変状の形状や大きさを正確に把握して変状展開図に再現
することは至極困難である。従って、得られる変状展開
図はあいまいさを含んだものとなり、建造物の状態の正
確な推測に支障を来すことになる。

【０００５】近年は画像処理技術が発達しつつあるが、
これにともないビデオ画像自動編集システムなるものが
前記変状展開図の自動作成に利用されるようになりつつ
ある。このビデオ画像自動編集システムは現在は次のよ
うなものがあり、一つは複数のＣＣＤカメラを用い、こ
れらカメラの画像を合成して画像編集を行なうシステム
があり、一つは魚眼レンズを取り付けたＣＣＤカメラを
用い、このカメラの画像をゆがみ補正して画像編集を行
なうシステムがある。

【０００６】前者の複数台のカメラで画像編集を行なう
システムは、トンネル内を走行可能な台車に同トンネル
の内壁面に向けて放射状に複数のＣＣＤカメラが取り付
けられ、個々のカメラの撮影視野が少しずつオーバーラ
ップされて、これらカメラでトンネル内周壁面が一つづ
きの映像として撮影されるようになっている。そして各
カメラの画像は画像記録・再生装置に記録され、記録さ
れた画像は画像合成装置によって合成されるようになっ
ている。このシステムでは、個々のカメラで撮影した画
像について、画像合成装置が画像間の走査線毎又は複数
画素毎の比較を行ない、各画像の共通部分（オーバーラ
ップ部分）を見い出してそこから画像の合成を行なうよ
うになっている。

【０００７】後者の魚眼レンズのカメラで画像編集を行
なうシステムは、魚眼レンズ付きのＣＣＤカメラがトン
ネルの内壁面全体を撮影することができ、同ＣＣＤカメ
ラが撮影した画像が画像記録・再生装置に記録されるよ
うになっている。そして記録された画像は画像処理装置
により処理されて魚眼レンズによるゆがみが補正される
ようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】複数のＣＣＤカメラに
よる画像編集装置では、画像間の共通部分を見い出すた
めに、画像サイズが全て同一であることと、共通部分に
特徴的なパターンが存在することが必要である。しかし
トンネル内でカメラと被写体との距離を一定にしてサイ
ズを統一することは困難であり、またトンネル内に特徴
的なパターンがあまりないことから、先のアルゴリズム
で画像間の共通部分を見い出して画像合成をすることが
必ずしも正確に行なわれない。画像合成に誤動作が発生
することが多い。従って、実際の利用には適さない。

【０００９】魚眼レンズ付きＣＣＤカメラによる画像編
集装置では、単一のカメラで広角の画像が得られるため
画像合成が必要ないが、魚眼レンズで撮影された画像を
平面画像に変換すると、変換された画像に画素の粗い部
分が発生し、その部分の変状が正確に表示されなくなる
という問題があった。魚眼レンズ付きのカメラを複数用
いて高精度を得ようとすると、前記複数のＣＣＤカメラ
による問題点が生じてしまう。

【００１０】本発明の目的は、前記諸問題を解消して、
正確な変状展開図を作成することができる画像撮影方法
とそれを用いた画像編集装置を実現することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の画像撮影方法は図１、７に示すように、ＣＣＤカメ
ラ１の撮影視野内の対象物２にレーザビームを照射し
て、同ＣＣＤカメラ１により対象物２を撮影することを
特徴とするものである。

【００１２】本発明のうち請求項２記載の画像撮影方法
は図１、７に示すように、２台以上のＣＣＤカメラ１の
各撮影視野内の少なくとも共通撮影部分を含む対象物２
にレーザビームを照射して、これらＣＣＤカメラ１によ
り対象物２を撮影することを特徴とするものである。

【００１３】本発明のうち請求項３記載の画像撮影方法
は図１に示すように、縦横に広がりのある撮影視野を有
するＣＣＤカメラ１で対象物２を撮影することを特徴と
するものである。

【００１４】本発明のうち請求項４記載の画像撮影方法
は図７に示すように、ライン状の撮影視野を有するＣＣ
Ｄカメラ１をその撮影ラインを横移動しながら同ＣＣＤ
カメラ１で対象物２を撮影することを特徴とするもので
ある。

【００１５】本発明のうち請求項５記載の画像編集装置
は図１〜９に示すように、ＣＣＤカメラ１と、ＣＣＤカ
メラ１の撮影視野内の対象物２にレーザビームを照射す
るレーザ装置３と、ＣＣＤカメラ１の撮影画像を記録・
再生する記録・再生装置４とを備え、撮影画像に記録さ
れたレーザビーム像により同撮影画像のサイズやゆがみ
を補正可能とすることを特徴とするものである。

【００１６】本発明のうち請求項６記載の画像編集装置
は図１〜９に示すように、２台以上のＣＣＤカメラ１
と、これらＣＣＤカメラ１の各撮影視野内の少なくとも
共通撮影視野部分を含む対象物２にレーザビームを照射
するレーザ装置３と、各ＣＣＤカメラ１の同期した画像
を記録・再生する記録・再生装置４とを備え、各ＣＣＤ
カメラ１の撮影画像に記録されたレーザビーム像により
各撮影画像のサイズ合わせや位置合わせをして画像合成
可能とすることを特徴とするものである。

【００１７】本発明のうち請求項７記載の画像編集装置
は図２に示すように、２台以上のＣＣＤカメラ１が放射
状に配置され、ＣＣＤカメラ１間にレーザ装置３が配置
されてなることを特徴とするものである。

【００１８】本発明のうち請求項８記載の画像編集装置
は図３に示すように、レーザ装置３から出射されるレー
ザビームが複数のスポットビームであることを特徴とす
るものである。

【００１９】本発明のうち請求項９記載の画像編集装置
は図４に示すように、レーザ装置３から出射されるレー
ザビームが２以上のラインビームを交差させたものであ
ることを特徴とするものである。

【００２０】本発明のうち請求項１０記載の画像編集装
置は図９に示すように、レーザ装置３から出射されるレ
ーザビームが２以上の互いに平行で相対距離の一定なレ
ーザビームであることを特徴とするものである。

【００２１】本発明のうち請求項１１記載の画像編集装
置は図１に示すように、ＣＣＤカメラ１の撮影視野が縦
横方向に広がりを持つことを特徴とするものである。

【００２２】本発明のうち請求項１２記載の画像編集装
置は図７に示すように、ＣＣＤカメラ１の撮影視野がラ
イン状であることを特徴とするものである。

【００２３】

【作用】本発明のうち請求項１記載の画像撮影方法で
は、ＣＣＤカメラ１の撮影視野内の対象物２にレーザビ
ームを照射して、同ＣＣＤカメラ１により対象物２を撮
影するため、撮影画像上に記録されたレーザビーム像の
サイズ、形状、配置等を調べることにより、撮影画像上
における対象物２のサイズやゆがみ等を確認して補正す
ることが可能となり、各所で撮影した撮影画像を同じよ
うな基準で客観的に観察し、評価することが可能とな
る。

【００２４】本発明のうち請求項２記載の画像撮影方法
では、２台以上のＣＣＤカメラ１の各撮影視野内の少な
くとも共通撮影部分を含む対象物２にレーザビームを照
射して、これらＣＣＤカメラ１により対象物２を撮影す
るため、各撮影画像上に記録されたレーザビーム像のサ
イズ、形状、配置等を調べることにより、撮影画像上に
おける対象物２のサイズやゆがみ等を確認して補正する
ことが可能となり、しかも共通撮影部分のレーザビーム
像から各撮影画像の位置合わせやサイズ合わせが可能と
なり、複数のＣＣＤカメラ１で撮影した撮影画像から１
枚の合成画像を得ることが可能となる。

【００２５】本発明のうち請求項３記載の画像撮影方法
では、縦横に広がりのある撮影視野を有するＣＣＤカメ
ラ１で対象物２を撮影するため、例えば図１に示すトン
ネル（対象物２）の例では、一回の撮影でトンネルの周
方向全てと長手方向について一定長を撮影することがで
き、カメラ撮影とカメラ移動を繰り返すことにより、長
尺なトンネルの内壁面全てを撮影することが可能にな
る。

【００２６】本発明のうち請求項４記載の画像撮影方法
では、ライン状の撮影視野を有するＣＣＤカメラ１をそ
の撮影ラインを横移動しながら同ＣＣＤカメラ１で対象
物２を撮影するため、例えば図７に示すトンネル（対象
物２）の例では、トンネルの長手方向に沿ってＣＣＤカ
メラ１を移動しながら連続カメラ撮影を行なうことによ
り、長尺なトンネルの内壁面全てを撮影することが可能
になる。請求項３の撮影方法では、トンネルの周方向に
ついて撮影された画像について画像合成を行なうほか、
トンネルの長手方向前後で撮影された画像についても画
像合成を行なわなければならないが、この請求項４の撮
影方法では、トンネルの長手方向についての画像合成は
不要であり、トンネルのような長尺なものについての撮
影が容易となる。また各ＣＣＤカメラ１の撮影画像がラ
イン状で１画像当りの画素数が少ないため、画像に残さ
れたレーザビーム像を検出する画像処理が容易となる。

【００２７】本発明のうち請求項５記載の画像編集装置
では、ＣＣＤカメラ１と、ＣＣＤカメラ１の撮影視野内
の対象物２にレーザビームを照射するレーザ装置３と、
ＣＣＤカメラ１の撮影画像を記録・再生する記録・再生
装置４とを備え、撮影画像に記録されたレーザビーム像
により同撮影画像のサイズやゆがみを補正可能とするた
め、各所で撮影、記録された撮影画像を同じような基準
の元で客観的に観察し、評価することが可能となり、建
造物の検査で使用される変状展開図を自動作成すること
が容易に可能となる。

【００２８】本発明のうち請求項６記載の画像編集装置
では、２台以上のＣＣＤカメラ１と、これらＣＣＤカメ
ラ１の各撮影視野内の少なくとも共通撮影視野部分は含
む対象物２にレーザビームを照射するレーザ装置３と、
各ＣＣＤカメラ１の同期した画像を記録・再生する記録
・再生装置４とを備え、各ＣＣＤカメラ１の撮影画像に
記録されたレーザビーム像により各撮影画像のサイズ合
わせや位置合わせをして画像合成するため、複数のＣＣ
Ｄカメラ１で撮影した撮影画像から１枚の合成画像を得
ることが可能となり、建造物の検査で使用される変状展
開図を自動作成することが容易に可能となる。

【００２９】本発明のうち請求項７記載の画像編集装置
では、２台以上のＣＣＤカメラ１が放射状に配置され、
ＣＣＤカメラ１間にレーザ装置３が配置されてなるた
め、各ＣＣＤカメラ１の撮影視野内の共通撮影部分の対
象物２にレーザビームを照射し易くなる。

【００３０】本発明のうち請求項８記載の画像編集装置
では、レーザ装置３から出射されるレーザビームが複数
のスポットビームであるため、これらスポットビーム像
の間隔や配置を測定することにより撮影画像のサイズや
ゆがみを補正することが容易となり、また画像合成の際
の画像同士の位置合わせが容易となる。

【００３１】本発明のうち請求項９記載の画像編集装置
では、レーザ装置３から出射されるレーザビームが２以
上のラインビームを交差させたものであるため、交差す
るラインビームの縦横のサイズや交差角度を測定するこ
とにより、撮影画像のサイズやゆがみを補正することが
容易となり、また画像合成の際の画像同士の位置合わせ
が容易となる。

【００３２】本発明のうち請求項１０記載の画像編集装
置では図９に示すように、レーザ装置３から出射される
レーザビームが２以上の互いに平行で相対距離の一定な
レーザビームであるため、撮影画像に記録されたレーザ
ビーム像の相対位置（距離）から、それをスケールにし
て撮影された対象物２の実サイズを測定することができ
る。

【００３３】本発明のうち請求項１１記載の画像編集装
置では、ＣＣＤカメラ１の撮影視野が縦横方向に広がり
を持つため、図１に示すように１撮影である程度広い面
積を撮影することが可能である。

【００３４】本発明のうち請求項１２記載の画像編集装
置では、ＣＣＤカメラ１の撮影視野がライン状であるた
め、同カメラ１の撮影ラインを横に移動しながら撮影す
ることにより広い面積を連続して撮影することが可能で
ある。

【００３５】

【本発明の画像撮影方法の実施の形態１】本発明の画像
撮影方法の一実施形態例を図１、２に基づいて説明す
る。トンネル（対象物）２内を走行可能とする台車１０
に３台のＣＣＤカメラ（縦横に広がりのある撮影視野を
有するＣＣＤカメラ：以下カメラと記す）１（１ａ、１
ｂ、１ｃ）を外向きに放射状に取り付けて、第１カメラ
１ａはトンネル２の左側面を、第２カメラ１ｂはトンネ
ル２の天井面、第３カメラ１ｃは右側面を夫々撮影する
ようにし、尚且つ、第１カメラ１ａの撮影視野と第２カ
メラ１ｂの撮影視野を一部オーバーラップさせ、第２カ
メラ１ｂの撮影視野と第３カメラ１ｃの撮影視野を一部
オーバーラップさせる。そして、例えば第２カメラ１ｂ
や第３カメラ１ｃで夫々図３（ａ）又は図４（ａ）に示
すような画像が撮影されるようにし、各撮影画像の縁に
共通撮影部分２３ができるようにする。

【００３６】前記台車１０に４台のレーザ装置３（３
ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）を外向きに放射状に取り付け
て、第１レーザ装置３ａのレーザは第１カメラ１ａの撮
影視野の左端のトンネル内壁面を、第２レーザ装置３ｂ
のレーザは第１カメラ１ａと第２カメラ１ｂの共通撮影
部分２３のトンネル内壁面を、第３レーザ装置３ｃは第
２カメラ１ｂと第３カメラ１ｃの共通撮影部分２３のト
ンネル内壁面を、第４レーザ装置３ｄのレーザは第３カ
メラ１ｃの撮影視野の右端のトンネル内壁面を、夫々照
射するようにする。前記レーザ装置３ａ、３ｂ、３ｃ、
３ｄが出力するレーザビームは図５（ａ）に示すような
４本の平行するレーザビームとし、撮影画像に図３
（ａ）、（ｂ）に示すようなスポットビーム像が写され
るようにするか、或いはレーザビームを図４に示すよう
な２本のラインビームが十字型に交差されたものとし、
撮影画像に図４（ａ）、（ｂ）に示すようなビーム像が
写されるようにする。

【００３７】停止させた台車１０で前記３台のカメラ１
ａ〜１ｃによるトンネル内壁面の同時撮影を行ない、撮
影が完了したら同台車１０をトンネル２の長手方向に少
し移動して次の撮影位置にセットし、そこでトンネル内
壁面の撮影を行なう。一撮影毎の台車１０の移動量は、
移動前後で撮影される画像について撮影画像の一部に共
通部ができるように設定する。カメラ１による撮影と台
車１０の移動とを何回も繰り返し行ない、トンネル２の
内壁面をトンネル２の入り口側から出口側に向かって順
次撮影していく。そして、トンネル２内で撮影した全て
の画像は、台車１０に取り付けた画像記録・再生装置４
に記録する。

【００３８】以上説明した撮影方法で撮影され、画像記
録・再生装置４に記録された撮影画像は、３台のカメラ
１ａ、１ｂ、１ｃで夫々で大きく異なり、また同じカメ
ラ１ａ、１ｂ、１ｃで撮影しても台車１０の停止位置に
より夫々異なったものとなる。カメラ１ａ、１ｂ、１ｃ
が撮影するトンネル２の内壁面は、内壁面と近い部分で
は同壁面が大きく表示され、遠い部分では同内壁面が小
さく表示されるため、第１カメラ１ａが撮影する内壁面
は同壁面が図３（ｂ）又は図４（ｂ）に示すようなゆが
んだ台形状になり、第２カメラ１ｂが撮影する内壁面は
同壁面があまりゆがみのない四角形状になり、第３カメ
ラ１ｃが撮影する内壁面は同壁面がゆがんだ台形状にな
る。そして各カメラ１ａ、１ｂ、１ｃの撮影画像の縁に
は、図３（ｂ）又は図４（ｂ）に示すように各々ビーム
像が記録され、そのビーム像のサイズ（スポットビーム
の場合はスポット間隔）がトンネル２の内壁面と近い部
分では大きく表示され、トンネル２の内壁面と遠い部分
では小さく表示される。なお、ここでは台車１０がトン
ネル２内で少し左側によっているため、第１カメラ１ａ
と第３カメラ１ｃとでトンネル内壁面のサイズが異な
り、第１カメラ１ａでトンネル２内壁面が大きく表示さ
れている。

【００３９】前記画像記録・再生装置４に記録された画
像は、これを適宜手法で画像処理することにより、撮影
された各画像のサイズを統一化したり、画像のゆがみを
補正したりすることができ、また隣接して撮影された画
像同士をサイズ合わせ、位置合わせして合成したりする
ことが可能となる。以下にその例を説明する。

【００４０】撮影画像に記録されたビーム像は、トンネ
ル内壁面が近い部分ではサイズが大きく、遠い部分では
サイズが小さくなるため、撮影画像のビーム像のサイズ
（スポットビームの場合はスポット間隔）を揃えること
により各所で撮影された画像の被写体（トンネル２）の
撮影倍率を統一することが可能となる。また画像に残さ
れたビーム像のサイズを測定することにより、撮影時の
カメラ１ａ〜１ｃとトンネル２との距離を求めることも
可能となる。また撮影画像の両サイドに写されたビーム
像のサイズが図３（ａ）の右図又は図４（ａ）の右図に
示すように左右で異なっている場合は、それらビーム像
のサイズを揃えるように画像変形を行なうことで、例え
ば第３カメラ１ｃがトンネル内壁面を斜め下方から撮影
して略台形状にゆがんだ像を、あたかも真正面から撮影
したように修正して略四角形状にすることも可能とな
る。また、隣接した２枚の撮影画像について、両画像を
適宜拡大縮小し、また位置を移動して、両画像の共通撮
影部分２３に写されたビーム像のサイズ合わせと位置合
わせを行なうことにより、これら２枚の画像を継ぎ目の
ない１枚の合成画像に合成することが可能となる。

【００４１】画像記録・再生装置４に記録された全ての
画像について以上述べたような画像処理を行なうことに
より、トンネル２内で撮影された複数枚の画像から、ト
ンネル２の内壁面の変状の様子を表す１枚の変状展開図
を合成することも可能となる。

【００４２】以上説明した画像撮影方法は、カメラ１を
３台でトンネル２の周方向を撮影視野に収めるものであ
るが、カメラ１の台数は何台でもよく、２台或いは４台
以上でトンネル２の周方向を撮影視野に収めるようにし
てもよい。またカメラ１は放射状に配置したが、これも
トンネル２の内壁面を撮影するからそうしたのであっ
て、他のものを撮影するにはその対象物の撮影に適した
配置にする。またレーザビームの形状も前記スポットビ
ームや十字型ビームに限られず、例えばカメラの撮影視
野に格子状のレーザビーム像を写すようにすれば、この
格子の間隔やゆがみから画像各部の状態を細かく捕える
ことが可能になり、より高度な画像編集を行なうことも
可能となる。場合によってはレーザで数字や文字などを
書き入れることも可能である。

【００４３】

【本発明の画像編集装置の実施の形態１】本発明の画像
編集装置の一実施形態例を次に説明する。この装置は、
前記説明した画像撮影方法を採用してトンネル内壁面の
変状展開図を作成するものである。

【００４４】３台のＣＣＤカメラ１がトンネル２内を走
行可能な台車１０の上にトンネル２の内壁面に向けて放
射状に配置されており、第１カメラ１ａはトンネル２の
左側面側、第２カメラ１ｂはトンネル２の天井面側、第
３カメラ１ｃはトンネル２の右側面側を夫々撮影するよ
うになっている。第１カメラ１ａの撮影視野と第２カメ
ラ１ｂの撮影視野はその一部を互いにオーバーラップさ
せてあり、また第２カメラ１ｂの撮影視野と第３カメラ
１ｃの撮影視野もその一部を互いにオーバーラップさせ
てある。そして各カメラ１ａ〜１ｃの撮影画像は後述す
る記録・再生装置４に同期したタイミングで夫々独立し
て記録されるようにしてある。

【００４５】前記レーザ装置３は第１カメラ１ａの左
側、第１カメラ１ａと第２カメラ１ｂの間、第２カメラ
１ｂと第３カメラ１ｃの間、第３カメラ１ｃの右側、に
夫々配置されており、第１レーザ装置３ａのレーザは第
１カメラ１ａの撮影視野の左端を照射し、第２レーザ装
置３ｂのレーザは第１カメラ１ａと第２カメラ１ｂの共
通撮影部分のトンネル内壁面を照射し、第３レーザ装置
３ｃは第２カメラ１ｂと第３カメラ１ｃの共通撮影部分
のトンネル内壁面を照射し、第４レーザ装置３ｄのレー
ザは第３カメラ１ｃの撮影視野の右端を照射するように
してある。前記レーザ装置３ａ〜３ｄは、図５（ａ）に
示すように平行して４本のレーザビームを発生するよう
にしてあり、カメラ１ａ〜１ｃで撮影される画像に図３
（ａ）（ｂ）に示すようなスポット状の像が記録される
ようにしてある。

【００４６】前記画像記録・再生装置４は図６に示すよ
うに、第１〜第３のカメラ１ａ〜１ｃが撮影する各画像
を、設定された一定の速度で全て同期させて取り込み、
記録するものである。この画像記録・再生装置４に記録
された画像は、画像選択部１２によりカメラ１ａ〜１ｃ
が撮影した画像の中から２枚の選択して後述する編集装
置１３に出力することができるようになっている。また
この画像記録・再生装置４は、編集装置１３で編集され
た（合成された）画像を記録・再生することもできる。

【００４７】前記編集装置１３は、画像信号のＡＤ変換
部１５、計測部１６、比較・演算部１７、画像合成部１
８、ＤＡ変換部１９からなり、前記画像記録・再生装置
４から入力される２枚の画像を処理して１枚の合成画像
を作成し、それを出力モニタ１４に表示させることがで
きる。例えば、画像選択部１２で画像２０ｂ｛図３
（ａ）の左に示す第２カメラ１ｂの画像｝と画像２０ｃ
｛図３（ａ）の右に示す第３カメラ１ｃの画像｝とが選
択されて編集装置１３に入力された場合、計測部１６は
選択された２つの画像２０ｂ、２０ｃについてスポット
ビーム像２１ｉ〜２１ｘの位置検出を行ない、画像２０
ｂのスポットビーム像２１ｉ〜２１ｐの間隔、画像２０
ｃのスポットビーム像２１ｑ〜２１ｘの間隔を測定し、
比較・演算部１７が両画像２０ｂ、２０ｃ間でスポット
ビーム像２１ｉ〜２１ｘの比較を行ない、画像合成部１
８がスポットビーム像間隔の長い画像をスポットビーム
像間隔の短い画像に合わせ、対応したスポットビーム像
を重ね合わせた形で画像合成し、ＤＡ変換部１９が合成
画像の圧縮を行ない、出力モニタ１４に画像合成を映し
出す。この処理は、他の画像、即ち画像２０ａと画像２
０ｂについても同様に行ない、３枚の画像２０ａ〜２０
ｃから図２（ｂ）に示すような１枚の画像を合成する。
なお、台車１０のカメラ１が３台の場合は２回の処理で
１枚の合成画像を得ることができるが、カメラ１がＮ台
の場合は、２枚の画像２０についての合成を（Ｎ−１）
回行ない、Ｎ枚の画像２０から（Ｎ−１）枚の合成画像
を得て、それらを合わせて１枚の画像にする。

【００４８】この編集装置１３は、図３（ｂ）に示す合
成画像を作成できるほか、台車１０が移動される毎に撮
影されたトンネル２の長手方向における画像について
も、レーザビーム像を調べて画像合成することができ、
最終的にトンネル２の内壁面全体の変状展開図を作成す
ることもできる。

【００４９】なお、前記台車１０がトンネル２内を走行
する際、台車１０とトンネル２との位置関係は微妙にず
れることが想定されるため、カメラ１やレーザ装置３の
設定の具合によっては、カメラ１間の共通撮影部分２３
がなくなったり、共通撮影部分２３が残っていてもそこ
にレーザービームが照射されなくなったりすることがあ
る。従って、前記カメラ１の視野の設定やレーザ装置３
のレーザ照射方向は前記台車１０の位置ズレを想定して
余裕をもって設定することが望まれる。

【００５０】以上説明した画像編集装置において、スポ
ットビームを発生するレーザ装置３ａ〜３ｄは図５
（ａ）のように、１本のレーザビームを発生するレーザ
ビーム装置を４台並べて構成してもよいが、図５（ｂ）
のようにラインビーム装置の先にピンポイントの孔を開
けたスリット２９を設け、ラインビームからスポットビ
ームを作成することもできる。これ以外にもレーザ装置
のレーザを光ファイバ、光学素子等で分配してスポット
ビームが発生されるようにしてもよい。

【００５１】

【本発明の画像編集装置の実施の形態２】本発明の画像
編集装置の他の実施形態例を次に説明する。この装置で
は、前記実施形態１のレーザ装置３を二つのラインビー
ム装置を組み合わたものに置き換えて、レーザ装置３か
ら十字型のビームを発生するようにしてある。

【００５２】この装置のカメラ１ａ〜１ｃで撮影される
画像２５ａ〜２５ｃは図４に示すようなものであり、こ
れらの画像２５ａ〜２５ｃを編集装置１３にかけ、画像
２５ｂと画像２５ｃとから１枚の合成画像を作成し、ま
た画像２５ａと画像２５ｂとから１枚の合成画像を作成
して、これらから１枚の合成画像を作成する。この編集
装置１３では、図３のスポットビーム像２１ａ〜２１ｘ
のスポット間隔を計測する代わりに、図４の十字型のビ
ーム像２６ａ〜２６ｆの縦横のサイズＬ、Ｗ及び交点の
位置を計測し、これにより画像２５ａ〜２５ｃ間のサイ
ズ合わせと位置合わせを行ない、画像合成をする。

【００５３】

【本発明の画像撮影方法の実施の形態２】本発明の画像
撮影方法の他の実施形態例を図９に基づいて説明する。
前記実施形態１の撮影方法において、レーザ装置３の夫
々を図９（ｂ）に示すような互いに平行し、且つ相対距
離ａ１、ａ２の一定な３本のスポットビームを出射可能
なものとする。この方法で撮影される画像は例えば図９
（ａ）（ｃ）に示すようなものである。図９（ａ）は画
像にトンネル２の内壁面の亀裂が映されている例であ
り、各スポットビーム像の位置座標を画像処理により求
め、その位置座標からスポットビーム像の縦横の相対距
離ｂ１、ｂ２を算出する。この場合、ｂ１はａ１に相当
し、ｂ２はａ２に相当するため、これを基に各画素の間
隔と実際の距離との対応付けが可能となる。ここで、画
像中の２点を選べば、その２点間の実際の距離が算出で
き、図９（ａ）に示す亀裂の幅の測定を容易に行なうこ
とができる。また、図９（ｂ）は画像にトンネル２の内
壁面の剥離が映されている例であり、この場合、画像を
２値化して剥離部分の画素数を算出すれば、剥離部分の
面積を測定することもできる。

【００５４】

【本発明の画像撮影方法の実施の形態３】本発明の画像
撮影方法のさらに他の実施形態例を図７に基づいて説明
する。トンネル（対象物）２内を走行可能とする台車１
０に３台のＣＣＤカメラ（ライン状の撮影視野を有する
ＣＣＤカメラ（ＣＣＤライン・センサカメラと呼ばれ
る）：以下カメラと記す）１（１ａ、１ｂ、１ｃ）を外
向きに放射状に取り付けて、第１カメラ１ａはトンネル
２の左側面を、第２カメラ１ｂはトンネル２の天井面、
第３カメラ１ｃは右側面を夫々撮影するようにし、尚且
つ、第１カメラ１ａの撮影視野と第２カメラ１ｂの撮影
視野を一部オーバーラップさせ、第２カメラ１ｂの撮影
視野と第３カメラ１ｃの撮影視野を一部オーバーラップ
させる。そして、例えばカメラ１ａ〜１ｃで図８に示す
ような画像が撮影されるようにし、各撮影画像の縁に共
通撮影部分２３ができるようにする。ちなみに、前記カ
メラ１ａ〜１ｃは縦方向（トンネル２の周方向）の撮影
画素数が１０００であり、横方向（トンネル２の長手方
向）の撮影画素数が１である。

【００５５】前記台車１０に４台のレーザ装置３（３
ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）を外向きに放射状に取り付け
て、第１レーザ装置３ａのレーザは第１カメラ１ａの撮
影視野の左端のトンネル内壁面を、第２レーザ装置３ｂ
のレーザは第１カメラ１ａと第２カメラ１ｂの共通撮影
部分２３のトンネル内壁面を、第３レーザ装置３ｃは第
２カメラ１ｂと第３カメラ１ｃの共通撮影部分２３のト
ンネル内壁面を、第４レーザ装置３ｄのレーザは第３カ
メラ１ｃの撮影視野の右端のトンネル内壁面を、夫々照
射するようにする。前記レーザ装置３ａ、３ｂ、３ｃ、
３ｄが出力するレーザビームは図７、８に示すような１
本の偏平（ライン状）レーザビームであり、同レーザビ
ームが細長い共通撮影部分２３を縦断する形で像を作る
ようにしてある。なお、レーザは一定の大きさ（カメラ
１の画素分解能以上）を持つスポットビームを用いるこ
ともできる。

【００５６】前記台車１０をトンネル２の一方の出入り
口から他方の出入り口まで定速走行させて、３台のカメ
ラ１ａ〜１ｃによる撮影を行ない、各カメラ１ａ〜１ｃ
の撮影画像を同台車１０に取り付けた画像記録・再生装
置４に一定速度で、且つみな同期させて記録する。

【００５７】以上説明した撮影方法で撮影され、前記画
像記録・再生装置４に記録された画像は図８のようにラ
イン状になっており、これがトンネル２の長手方向につ
いてカメラ１ａ〜１ｃ毎に連続して記録されている。各
カメラ１ａ〜１ｃの再生ライン画像３０ａ〜３０ｃの両
端にはレーザビーム像３１が記録されており、共通撮影
部分２３にレーザビーム像３０が記録されている。各カ
メラ１ａ〜１ｃの再生ライン画像３０ａ〜３０ｃについ
て、夫々の共通撮影部分２３に記録されているレーザビ
ーム像３０を検出することにより、互いの位置関係が判
明し、再生ライン画像３０ａ〜３０ｃから１枚の合成ラ
イン画像を得ることができる。再生ライン画像３０ａ〜
３０ｃはトンネル２の長手方向について連続しているた
め、合成ライン画像を順次出力することにより、トンネ
ル２の長手方向に連続したライン画像が、１枚のフレー
ム画像として出力モニタ１４に出力され、同モニタ１４
にトンネル２の内壁面の変状の様子を表す変状展開図が
表示される。

【００５８】なお、前記再生ライン画像３０ａ〜３０ｃ
の合成に際して検出されるレーザビーム像３０は、図８
に示すように複数画素にまたがって記録されるため、合
成する画像３０ａ〜３０ｃについて像検出画素の中心部
分を演算により求め、この中心部分を重ね合わせること
でレーザビーム像３１の位置合わせを行ない、画像を合
成する。

【００５９】以上説明した撮影方法を実施する画像編集
装置は、図２の画像編集装置のカメラ１ａ〜１ｃをライ
ン状の撮影視野を持つものに置き換え、各カメラ１ａ〜
１ｃのライン状の撮影視野を図７に示すようにトンネル
の周方向に沿って設定し、第１カメラ１ａの撮影視野と
第２カメラ１ｂの撮影視野をその一部をオーバーラップ
させ、また第２カメラ１ｂの撮影視野と第３カメラ１ｃ
の撮影視野もその一部をオーバーラップさせる。そして
各カメラ１ａ〜１ｃの撮影画像が記録・再生装置４に一
定速度で且つ同期したタイミングで夫々独立して記録さ
れるようにする。

【００６０】記録・再生装置４に記録されたライン画像
を処理する編集装置１３は、図６に示したものと同じ
く、画像信号のＡＤ変換部１５、計測部１６、比較・演
算部１７、画像合成部１８、ＤＡ変換部１９から構成
し、前記画像記録・再生装置４から入力される２枚のラ
イン画像を処理して１枚の合成ライン画像を作成し、そ
れを出力モニタ１４に表示させる。例えば、画像選択部
１２でライン画像３０ａとライン画像３０ｂとが選択さ
れて編集装置１３に入力された場合、計測部１６は選択
された２つのライン画像３０ａ、３０ｂについてレーザ
ビーム像３１の検出とその中心位置の検出を行ない、比
較・演算部１７が両ライン画像３０ａ、３０ｂの中心位
置を比較し、画像合成部１８が対応したビーム像中心位
置を重ね合わせて画像合成し、ＤＡ変換部１９が合成画
像の圧縮を行ない、出力モニタ１４に画像合成を映し出
す。この処理は、他の画像、即ち画像３０ｂと画像３０
ｃについても同様に行ない、３枚のライン画像３０ａ〜
３０ｃから１枚のライン画像を合成する。このライン画
像の合成をトンネル２の長手方向のライン画像について
連続して行なうことによりライン画像からフレーム画像
が構成され、同フレームにトンネル２の内壁面が表示さ
れる。

【００６１】なお、台車１０のカメラ１が３台の場合は
２回の処理で１枚のライン合成画像を得ることができる
が、カメラ１がＮ台の場合は、２枚のライン画像３０に
ついての合成を（Ｎ−１）回行ない、Ｎ枚のライン画像
３０から（Ｎ−１）枚のライン合成画像を得て、それら
を合わせて１枚の合成フレーム画像にする。

【００６２】

【発明の効果】本発明のうち請求項１記載の画像撮影方
法を用いれば、ＣＣＤカメラで撮影された画像の撮影条
件が個々に異なっていても、それら撮影画像を同じよう
な基準で客観的に観察し、評価することが可能となる。

【００６３】本発明のうち請求項２記載の画像撮影方法
を用いれば、複数のＣＣＤカメラで撮影された個々の撮
影画像について、隣接する画像の位置合わせやサイズ合
わせを行なって、大きな１枚の合成画像を得ることが可
能となる。

【００６４】本発明のうち請求項３記載の画像撮影方法
を用いれば、例えば図１に示すトンネルの例では、一回
の撮影でトンネルの周方向全てと長手方向について一定
長を撮影することができ、カメラ撮影とカメラ移動を繰
り返すことにより、長尺なトンネルの内壁面全てを撮影
することが可能になる。

【００６５】本発明のうち請求項４記載の画像撮影方法
を用いれば、例えば図７に示すトンネルの例では、トン
ネルの長手方向に沿ってＣＣＤカメラを移動しながら連
続カメラ撮影を行なうことにより、長尺なトンネルの内
壁面全てを撮影することが可能になる。この方法では、
トンネルの長手方向についての画像合成は不要となり、
トンネルのような長尺なものについて合成画像の作成が
非常に容易となる。またＣＣＤカメラの撮影画像がライ
ン状であり、１画像当りの画素数が少ないため、画像に
残されたレーザビーム像を検出する画像処理が容易とな
り、合成画像の作成をスピーディーに行なうことができ
る。

【００６６】本発明のうち請求項５記載の画像編集装置
を用いれば、撮影された画像のサイズを統一して表示さ
せることができ、建造物の検査で使用される変状展開図
を自動作成することが可能となる。

【００６７】本発明のうち請求項６記載の画像編集装置
を用いれば、複数のＣＣＤカメラで撮影された画像を合
成して１枚の合成画像を得ることが可能となり、建造物
の検査で使用される変状展開図を自動作成することが容
易に可能となる。

【００６８】本発明のうち請求項７記載の画像編集装置
を用いれば、各ＣＣＤカメラ１の撮影視野内の共通撮影
部分の対象物２に確実にレーザビームが照射される。

【００６９】本発明のうち請求項８記載の画像編集装置
を用いれば、画像に記録されるビームがスポットビーム
であるため、ビーム像により遮られる画像情報が少な
く、高品質の画像編集を行なうことができる。

【００７０】本発明のうち請求項９記載の画像編集装置
を用いれば、画像に記録されるビームがラインビームで
あるため、ビーム像の中心位置を特定しやすく、画像合
成が容易となる。

【００７１】本発明のうち請求項１０記載の画像編集装
置を用いれば、相対距離を規定したレーザビームを照射
するため、そのビーム像の相対距離から画像に映し出さ
れている亀裂や剥離部分の大きさや面積を実測すること
が容易となる。

【００７２】本発明のうち請求項１１記載の画像編集装
置を用いれば、ＣＣＤカメラ１の撮影視野が縦横方向に
広がりを持つため、１撮影である程度広い面積を撮影す
ることができる。

【００７３】本発明のうち請求項１２記載の画像編集装
置を用いれば、ＣＣＤカメラ１の撮影視野がライン状で
あるため、同カメラ１の撮影ラインを横に移動しながら
撮影することにより広い面積を連続して撮影することが
可能であり、また短時間で画像合成を実行することがで
きる。

【００７４】また、本発明の画像編集装置を用いれば次
のような効果もある。 １．画質の劣化も殆どないため高品質の合成画像を得る
ことができる。 ２．撮影から画像の合成までを自動化できるので短時間
で合成画像を作成することができる。 ３．トンネル等、建造物の変状展開図の作成を短時間で
且つ正確に作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像撮影方法の一実施形態例を示した
説明図。

【図２】本発明の画像編集装置の一実施形態例を示した
概略図。

【図３】（ａ）、（ｂ）は本発明の画像撮影方法及び装
置による画像合成の様子を示した説明図。

【図４】（ａ）、（ｂ）は本発明の画像撮影方法及び装
置による他の方法での画像合成の様子を示した説明図。

【図５】（ａ）、（ｂ）は本発明の画像撮影方法及び装
置におけるレーザ装置の異なる例を示した説明図。

【図６】（ａ）、（ｂ）は図１の画像編集装置における
記録・再生装置及び画像編集部の説明図。

【図７】本発明の画像撮影方法の他の実施形態例を示し
た説明図。

【図８】本発明の画像撮影方法及び画像編集装置による
画像合成の例を示した説明図。

【図９】本発明の画像撮影方法のさらに他の実施形態例
であり、（ａ）は同撮影方法により撮影される亀裂の説
明図、（ｂ）は同撮影方法に使用されるレーザ装置の説
明図、（ｃ）は同撮影方法に使用される剥離部分の説明
図。

【符号の説明】

１ ＣＣＤカメラ ２ 対象物 ３ レーザ装置 ４ 記録・再生装置

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＣＣＤカメラ（１）の撮影視野内の対象物
   （２）にレーザビームを照射して、同ＣＣＤカメラ
   （１）により対象物（２）を撮影することを特徴とする
   画像撮影方法。
2. 【請求項２】２台以上のＣＣＤカメラ（１）の各撮影視
   野内の少なくとも共通撮影部分を含む対象物（２）にレ
   ーザビームを照射して、これらＣＣＤカメラ（１）によ
   り対象物（２）を撮影することを特徴とする画像撮影方
   法。
3. 【請求項３】縦横に広がりのある撮影視野を有するＣＣ
   Ｄカメラ（１）で対象物（２）を撮影することを特徴と
   する請求項１又は請求項２記載の画像撮影方法。
4. 【請求項４】ライン状の撮影視野を有するＣＣＤカメラ
   （１）をその撮影ラインを横移動しながら同ＣＣＤカメ
   ラ（１）で対象物（２）を撮影することを特徴とする請
   求項１又は請求項２記載の画像撮影方法。
5. 【請求項５】ＣＣＤカメラ（１）と、ＣＣＤカメラ
   （１）の撮影視野内の対象物（２）にレーザビームを照
   射するレーザ装置（３）と、ＣＣＤカメラ（１）の撮影
   画像を記録・再生する記録・再生装置（４）とを備え、
   撮影画像に記録されたレーザビーム像により同撮影画像
   のサイズやゆがみを補正可能とすることを特徴とする画
   像編集装置。
6. 【請求項６】２台以上のＣＣＤカメラ（１）と、これら
   ＣＣＤカメラ（１）の各撮影視野内の少なくとも共通撮
   影視野部分を含む対象物（２）にレーザビームを照射す
   るレーザ装置（３）と、各ＣＣＤカメラ（１）の同期し
   た画像を記録・再生する記録・再生装置（４）とを備
   え、各ＣＣＤカメラ（１）の撮影画像に記録されたレー
   ザビーム像により各撮影画像のサイズ合わせや位置合わ
   せをして画像合成可能とすることを特徴とする画像編集
   装置。
7. 【請求項７】２台以上のＣＣＤカメラ（１）が放射状に
   配置され、ＣＣＤカメラ（１）間にレーザ装置（３）が
   配置されてなることを特徴とする請求項６記載の画像編
   集装置。
8. 【請求項８】レーザ装置（３）から出射されるレーザビ
   ームが複数のスポットビームであることを特徴とする請
   求項５乃至請求項７の夫々に記載の画像編集装置。
9. 【請求項９】レーザ装置（３）から出射されるレーザビ
   ームが２以上のラインビームを交差させたものであるこ
   とを特徴とする請求項５乃至請求項７の夫々に記載の画
   像編集装置。
10. 【請求項１０】レーザ装置（３）から出射されるレーザ
    ビームが２以上の互いに平行で相対距離の一定なレーザ
    ビームであることを特徴とする請求項５乃至請求項７の
    夫々に記載の画像編集装置。
11. 【請求項１１】前記ＣＣＤカメラ（１）の撮影視野が縦
    横方向に広がりを持つことを特徴とする請求項５乃至請
    求項１０の夫々に記載の画像編集装置。
12. 【請求項１２】前記ＣＣＤカメラ（１）の撮影視野がラ
    イン状であることを特徴とする請求項５乃至請求項１０
    の夫々に記載の画像編集装置。