JPH1144635A - Dry/moisture moisture detection system of object surface in which two cameras of same visual field are used - Google Patents
Dry/moisture moisture detection system of object surface in which two cameras of same visual field are usedInfo
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- JPH1144635A JPH1144635A JP19997197A JP19997197A JPH1144635A JP H1144635 A JPH1144635 A JP H1144635A JP 19997197 A JP19997197 A JP 19997197A JP 19997197 A JP19997197 A JP 19997197A JP H1144635 A JPH1144635 A JP H1144635A
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ダムのコンクリート打
設表面などの大規模なコンクリート打設表面やゴルフ場
の地盤表面などの物体表面が乾燥しているか湿潤してい
るかを検出する検出システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a detection system for detecting whether a surface of an object such as a large-scale concrete placing surface such as a concrete placing surface of a dam or a ground surface of a golf course is dry or wet. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】ダムなどの大規模なコンクリートの打設
を行う場合は打設後の硬化に伴う発熱によるクラックな
どの発生を防止するため、コンクリート表面に散水して
放熱を促進し、温度を均一に和らげながら養生してい
る。この散水は人手によるかスプリンクラーによって行
われているが、コンクリート表面を乾燥させないために
湿潤していて散水の必要のない場所にも行うことになり
がちである。2. Description of the Related Art When a large-scale concrete such as a dam is cast, water is sprinkled on the concrete surface to promote heat radiation to prevent the occurrence of cracks and the like due to heat generated by the hardening after the casting. Cured while softening evenly. This watering is done manually or by a sprinkler, but tends to be done in places that are moist and do not require watering to keep the concrete surface dry.
【0003】これに対して既に特願平7-316781で物体表
面の乾湿検知システムが開示されている。このシステム
によれば、散水の必要な場所が的確に検出できるので、
過剰に散水することはなく、乾燥箇所を見落とし散水を
怠るという事態を招くこともなくなる。さらに、散水車
に搭載すれば、自動散水も可能となり、人手や経費の節
減となる。On the other hand, Japanese Patent Application No. 7-316781 discloses a system for detecting dryness and humidity of an object surface. According to this system, the location where watering is required can be accurately detected,
There is no excessive watering, and there is no possibility of overlooking a dry spot and neglecting watering. Furthermore, if it is mounted on a watering vehicle, automatic watering is also possible, which saves manpower and costs.
【0004】しかし特願平7-316781では、乾湿検出部を
光源9によりコンクリートなどの物体10の表面に斜め
に照射し、その反射光を偏光フィルター11を通してカ
メラ13で集光して、コンピュータ12およびその付属
装置に送る。偏光フィルター11は連続的に90°づつ
回転し、水平偏光および垂直偏光が交互にカメラ13に
送られるものであった。However, in Japanese Patent Application No. Hei 7-316781, a dry / wet detecting unit is obliquely irradiated by a light source 9 onto the surface of an object 10 such as concrete, and the reflected light is condensed by a camera 13 through a polarizing filter 11 and the computer 12 And its attachments. The polarizing filter 11 was continuously rotated by 90 °, and the horizontally polarized light and the vertically polarized light were alternately sent to the camera 13.
【0005】図1は、特願平7-316781のシステムの概念
図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of the system of Japanese Patent Application No. 7-316781.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ここに特願平7-316781
のものには、次のような問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] Here, Japanese Patent Application No. 7-316781
Had the following problems.
【0007】機械的に偏光フィルターを回転させるた
めに、可動部が存在しシステムの構成を複雑にした。In order to mechanically rotate the polarizing filter, there are movable parts, which complicates the configuration of the system.
【0008】またカメラのシャッターと偏光フィルタ
ーの角度を同期させる機構も必要である。Further, a mechanism for synchronizing the angle between the camera shutter and the polarizing filter is also required.
【0009】また1台のカメラで水平と垂直の偏光イ
メージを順番に取り込むため、演算に使用する2枚のイ
メージには時間的な差があり、システムを移動体に搭載
した場合には2枚のイメージは同一地点のものではなく
なり、検出システムに誤差を生じさせる原因となってい
た。Further, since one camera sequentially captures the horizontal and vertical polarization images, there is a time difference between the two images used for the calculation. When the system is mounted on a moving body, two images are used. Images were no longer at the same point, causing errors in the detection system.
【0010】そこで本発明は、これらの問題点を解決す
るために、同一視野の2台のカメラを用いてカメラの機
構を改良したものである。In order to solve these problems, the present invention uses two cameras having the same field of view and improves the camera mechanism.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、かかるコンピ
ュータによる画像処理システムを利用してリアルタイム
に物体表面の乾湿を検知するシステムにおいて、前述の
ような問題点を解決するために創案されたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a system for real-time detecting the dryness and wetness of the surface of an object by using such an image processing system by a computer, which is designed to solve the above-mentioned problems. It is.
【0012】即ち、本発明は、(A)物体表面を斜めに
照射する光源(B)物体表面よりの反射光を平行光にす
るレンズ(C)レンズによって平行光にされた光を2方
向に分ける半透明鏡またはプリズム(D)光の向きを変
える反射鏡(E)分光された光のうち、特定方向の振動
成分をもつ光のみを透過する偏光フィルター(F)偏光
フィルターを透過した光をイメージとして取り込む2台
のカメラ(G)カメラで取り込んだイメージの画像処理
と乾湿判定の演算処理を行うコンピュータ(H)画像処
理および演算処理の結果を表示するディスプレイならび
にこれらの結果を記録する記録部とから構成され、(I)
同一時間に同一視野の2台のカメラから取り込まれた、
画素ごとに明るさの値をもつ一対の水平偏光イメージと
垂直偏光イメージに対して、画像処理により、水平偏光
イメージから垂直偏光イメージを減算した減算イメージ
を求め、この減算イメージから予め用意したしきい値イ
メージを減算したしきい値減算イメージを求め、このし
きい値減算イメージの各画素の明るさの平均値を求め、
この平均値より物体の乾湿を判断する演算を行い、これ
らの結果を表示および/または記録することを特徴とす
る同一視野の2台のカメラを用いた物体表面の乾湿検出
システムであることを主旨とする。That is, the present invention provides (A) a light source that irradiates an object surface obliquely, (B) a lens that converts reflected light from the object surface into parallel light, and (C) a light that has been made parallel by a lens in two directions. A semi-transparent mirror or a prism (D) that changes the direction of light; (E) a polarizing filter that transmits only light having an oscillating component in a specific direction of the split light; (F) a light that passes through a polarizing filter. Two cameras for capturing images (G) Computer for performing image processing of images captured by cameras and arithmetic processing for determining wet / dry (H) Display for displaying the results of image processing and arithmetic processing, and recording unit for recording these results And (I)
At the same time, captured from two cameras with the same field of view,
A pair of horizontal polarization image and vertical polarization image having a brightness value for each pixel is obtained by image processing to obtain a subtraction image obtained by subtracting the vertical polarization image from the horizontal polarization image, and a threshold prepared in advance from the subtraction image. A threshold subtraction image obtained by subtracting the value image is obtained, and an average value of the brightness of each pixel of the threshold subtraction image is obtained.
An arithmetic operation for judging whether the object is wet or dry based on the average value, and displaying and / or recording these results. And
【0013】本発明の乾湿検出システムを走行車に搭載
して、被検知面を走行し、乾燥部を検知したとき、別の
散水車や人手により散水してもよいが、本発明の乾湿検
出システムを自動散水車に搭載しておき、乾燥部を検知
したときは自動的あるいは搭乗者のキー操作で散水する
のが好ましい。また、コンピュータの一部もしくは全部
を基地に設置しておき、走行車との間を無線で交信して
演算処理や画像処理の一部もしくは全部を基地のコンピ
ュータで行い、走行車に指令するシステムとしてもよい
ことは言うまでもない。When the dry / humidity detection system of the present invention is mounted on a traveling vehicle, the vehicle travels on the surface to be detected, and when a dry portion is detected, water may be sprinkled by another watering vehicle or manually. It is preferable that the system is mounted on an automatic watering vehicle, and when a drying unit is detected, watering is performed automatically or by a key operation of a passenger. A system in which part or all of a computer is installed at a base, and a part of or all of arithmetic processing and image processing are performed by a computer at the base by wirelessly communicating with a traveling vehicle, and a command is issued to the traveling vehicle. Needless to say, this may be done.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら本発明を
説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.
【0015】図1は従来のシステムの概念図であり、一
枚の偏光フィルターが90度づつ回転しなければならな
かった。FIG. 1 is a conceptual diagram of a conventional system, in which one polarizing filter has to be rotated by 90 degrees.
【0016】本発明では、物体表面からの反射光を半透
明鏡あるいはプリスムを使用して2方向に分け、必要に
応じて反射板により光路を変化させ、それぞれの光を9
0度異なる向きで配置された偏光フィルターを透過さ
せ、2台のカメラで水平偏光イメージと垂直偏光イメー
ジを同時に得るものである。In the present invention, the reflected light from the surface of the object is divided into two directions using a translucent mirror or prism, and the light path is changed by a reflector if necessary, and each light is separated into nine directions.
Through a polarizing filter arranged in a direction different by 0 degrees, a horizontal polarization image and a vertical polarization image are simultaneously obtained by two cameras.
【0017】図2は偏光の入力に基づいて物体表面の状
態を判断するに至るコンピュータによるイメージのピク
セル処理のステップを説明する表である。FIG. 2 is a table illustrating the steps of computer pixel processing of an image leading to the determination of the state of the object surface based on the input polarization.
【0018】本発明のシステムは湿潤表面からの反射光
は乾燥表面からの反射光よりも振動方向が揃っていると
いう原理に基づいており、湿潤表面では水平偏光による
イメージは垂直偏光によるイメージより明るくなる現象
を利用している。The system of the present invention is based on the principle that reflected light from a wet surface is more oscillating than reflected light from a dry surface, where an image with horizontal polarization is brighter than an image with vertical polarization. Utilize a phenomenon.
【0019】図3は、本発明の2台のカメラを用いたカ
メラ機構の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a camera mechanism using two cameras according to the present invention.
【0020】光源としてはハロゲンランプなど高光量の
単色光を使用するのが好ましいことはいうまでもなく、
その光源による物体表面からの反射光をレンズ1で集光
し平行光線に変換する。平行光線の一部は半透明鏡2を
透過し水平振動の光を透過する偏光フィルター3を透過
し第一のカメラ4にイメージとして取り込まれる。レン
ズ1で集光された平行光線の他の一部は半透明鏡2で反
射し、反射板5によって再び光の方向を変え垂直振動の
光を透過する偏光フィルター6を透過し第二のカメラ7
にイメージとして取り込まれる。It is needless to say that it is preferable to use a high intensity monochromatic light such as a halogen lamp as a light source.
Light reflected from the object surface by the light source is condensed by the lens 1 and converted into a parallel light beam. Part of the parallel light passes through the polarizing filter 3 that transmits through the translucent mirror 2 and transmits light of horizontal vibration, and is captured by the first camera 4 as an image. Another part of the parallel light beam condensed by the lens 1 is reflected by the translucent mirror 2, the light direction is changed again by the reflection plate 5, and the light passes through the polarizing filter 6 which transmits the light of the vertical vibration, and the second camera 7
Is captured as an image.
【0021】第一のカメラ4及び第二のカメラ7に取り
込まれたイメージは、コンピュータ及びその付属装置に
送られて処理される。The images captured by the first camera 4 and the second camera 7 are sent to a computer and its attached devices for processing.
【0022】即ち、図2に示されるように、乾燥表面に
おいては水平偏光イメージ(I) と垂直偏光イメージ(II)
の間に明るさの違いはほとんどない。しかし、湿潤表面
においては偏光現象のため、乾燥表面と比較すると相対
的に水平偏光イメージ(I) の明るさが増加し、逆に垂直
偏光イメージ(II)の明るさが減少する。また、水溜まり
の表面でも偏光現象が起き、水溜まりを写した水平偏光
イメージ(I) では水溜まりのある部分の明るさが増加す
る。That is, as shown in FIG. 2, on the dry surface, the horizontal polarization image (I) and the vertical polarization image (II)
There is almost no difference in brightness between the two. However, due to the polarization phenomenon on the wet surface, the brightness of the horizontal polarization image (I) increases and the brightness of the vertical polarization image (II) decreases on the contrary as compared with the dry surface. In addition, the polarization phenomenon also occurs on the surface of the puddle, and the brightness of the portion with the puddle increases in the horizontal polarization image (I) showing the puddle.
【0023】ここで、同一地点の一対の水平偏光イメー
ジ(I) と垂直偏光イメージ(II)の対応する画素の明るさ
の値を水平偏光イメージ(I) から垂直偏光イメージ(II)
を減算することで減算イメージ(III) が得られる。しか
し、この減算イメージ(III)では、イメージ上は乾燥状
態と水溜まりを識別することができるが、コンピュータ
が判別に使用する減算イメージの明るさの平均値(IV)は
水溜まりの大きさにより,両者とも同程度の小さな値と
なる場合があり、このままでは区別できない。Here, the brightness values of the corresponding pixels of the pair of horizontal polarization image (I) and vertical polarization image (II) at the same point are converted from the horizontal polarization image (I) to the vertical polarization image (II).
Is subtracted to obtain a subtraction image (III). However, in the subtraction image (III), the dry state and the puddle can be distinguished on the image, but the average value (IV) of the brightness of the subtraction image used for the discrimination by the computer depends on the size of the puddle. Both values may be as small as the same, and cannot be distinguished as they are.
【0024】このため、散水を要する程度に乾燥してい
る表面での減算イメージをしきい値イメージ(V) とし
て、予めコンピュータ内に記録しておき、得られた減算
イメージ(III) より,対応するこのしきい値イメージ
(V) を同様の方法で減算することでしきい値減算イメー
ジ(VI)を得る。しきい値減算イメージの明るさの平均値
(VII) は、乾燥状態と水溜まりで大きく異なるため両者
を明確に区別することができる。もちろん、しきい値減
算イメージの明るさの平均値(VII) により湿潤状態も判
別できる。For this reason, the subtraction image on the surface which is dry to the extent that watering is necessary is recorded in advance in a computer as a threshold image (V), and the corresponding subtraction image (III) is used. This threshold image
By subtracting (V) by the same method, a threshold subtraction image (VI) is obtained. Average brightness of threshold subtracted image
(VII) can be clearly distinguished between the dry state and the water pool because they differ greatly. Of course, the wet state can also be determined from the average value (VII) of the brightness of the threshold subtraction image.
【0025】従って、このしきい値減算イメージの明る
さの平均値(VII) に対して、ある基準値を設定し、しき
い値減算イメージの明るさの平均値(VII) がこの基準値
より小さければ散水を必要とすると判断される。この判
断に従って、自動的あるいは人手によって散水が行われ
る。Therefore, a certain reference value is set for the average brightness value (VII) of the threshold-subtracted image, and the average brightness value (VII) of the threshold-subtracted image is higher than the reference value. If it is smaller, it is determined that watering is required. According to this determination, watering is performed automatically or manually.
【0026】図4は、図3の半透明鏡2の代わりにプリ
ズム8を用いて、光の方向を変えた例を示す図である。FIG. 4 is a view showing an example in which the direction of light is changed by using a prism 8 instead of the translucent mirror 2 of FIG.
【0027】図5は、反射板5を使用しないで、光路を
変更した例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example in which the light path is changed without using the reflection plate 5.
【0028】このように本発明では半透明鏡あるいはプ
リズムで同一視野の光路を分け反射鏡で光路を変化させ
る仕組みであればよく、図3、4または5の実施例に限
定するものでない。As described above, the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG. 3, 4 or 5 as long as the optical path of the same field of view is divided by the translucent mirror or the prism and the optical path is changed by the reflecting mirror.
【0029】なお2つの偏光イメージは、光路内に反射
回数によっては、片側のイメージが鏡像になっている場
合があり、この場合はコンピュータで座標変換を行った
後で、画像処理の演算を行う。Depending on the number of reflections in the optical path, one of the two polarized images may be a mirror image. In this case, the computer performs coordinate transformation and then performs image processing calculations. .
【0030】[0030]
【発明の効果】本発明により、散水の必要な場所が的確
に検出できるので、過剰に散水することはなく、乾燥箇
所を見落とし散水を怠るという事態を招くこともなくな
る。さらに、散水車に搭載すれば、自動散水も可能とな
り、人手や経費の節減となる。According to the present invention, the location where watering is required can be accurately detected, so that watering is not excessively performed, and a situation in which a dry spot is overlooked and watering is neglected does not occur. Furthermore, if it is mounted on a watering vehicle, automatic watering is also possible, which saves manpower and costs.
【0031】また、従来の物体表面の乾湿検出システム
に比較して、カメラ部分に可動部がなく、システムの信
頼性が向上する。さらに2つの偏光イメージは同一時
間、同一視野のものであるため、演算誤差を最小にする
ことができ、精度の高い検出により散水することができ
る。Further, compared with the conventional system for detecting dryness and humidity on the surface of an object, there is no movable part in the camera part, and the reliability of the system is improved. Further, since the two polarized images have the same field of view for the same time, the calculation error can be minimized, and water can be sprinkled by highly accurate detection.
【図1】従来のシステムの概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of a conventional system.
【図2】カメラで取り込んだ偏光イメージより、物体表
面の乾湿の状態を判別するに至るコンピュータの画像処
理及び演算の過程を示す表である。FIG. 2 is a table showing a process of computer image processing and calculation for determining a wet / dry state of an object surface from a polarization image captured by a camera.
【図3】本発明の2台のカメラを用いたカメラ機構の一
例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a camera mechanism using two cameras of the present invention.
【図4】図3の半透明鏡2の代わりにプリズム8を用い
て、光の方向を変えた例を示す図である。4 is a diagram showing an example in which a prism 8 is used instead of the translucent mirror 2 in FIG. 3 to change the direction of light.
【図5】反射板5を使用しない例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example in which a reflection plate 5 is not used.
1……レンズ、2……半透明鏡、3……水平方向の光を
透過する偏光フィルター、4……第一カメラ、5……反
射板、6……垂直方向の光を透過する偏光フィルター、
7……第二カメラ、8……プリズム、9……光源、10
……コンクリート等の物体、11……回転機構を有する
偏光フィルター、12……コンピュータ、13……カメ
ラDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens 2 ... Translucent mirror 3 ... Polarizing filter which transmits light in the horizontal direction 4 ... First camera 5 ... Reflector 6 ... Polarizing filter which transmits light in the vertical direction ,
7 Second camera, 8 Prism, 9 Light source, 10
... An object such as concrete, 11 a polarizing filter having a rotating mechanism, 12 a computer, 13 a camera
Claims (1)
(B)物体表面よりの反射光を平行光にするレンズ
(C)レンズによって平行光にされた光を2方向に分け
る半透明鏡またはプリズム(D)光の向きを変える反射
鏡(E)分光された光のうち、特定方向の振動成分をも
つ光のみを透過する偏光フィルター(F)偏光フィルタ
ーを透過した光をイメージとして取り込む2台のカメラ
(G)カメラで取り込んだイメージの画像処理と乾湿判
定の演算処理を行うコンピュータ(H)画像処理および
演算処理の結果を表示するディスプレイならびにこれら
の結果を記録する記録部とから構成され、(I)同一時
間に同一視野の2台のカメラから取り込まれた、画素ご
とに明るさの値をもつ一対の水平偏光イメージと垂直偏
光イメージに対して、画像処理により、水平偏光イメー
ジから垂直偏光イメージを減算した減算イメージを求
め、この減算イメージから予め用意したしきい値イメー
ジを減算したしきい値減算イメージを求め、このしきい
値減算イメージの各画素の明るさの平均値を求め、この
平均値より物体の乾湿を判断する演算を行い、これらの
結果を表示および/または記録することを特徴とする同
一視野の2台のカメラを用いた物体表面の乾湿検出シス
テム。(A) a light source for irradiating an object surface obliquely; (B) a lens that converts reflected light from the object surface into parallel light; Or a prism (D) that changes the direction of light, a reflecting mirror (E), and a polarizing filter (F) that transmits only light having a vibration component in a specific direction among the split light, and that captures light transmitted through a polarizing filter as an image 2 (G) A computer that performs image processing of images captured by the cameras (G) and arithmetic processing of wet / dry determination (H) A display that displays the results of image processing and arithmetic processing, and a recording unit that records these results , (I) a pair of horizontally and vertically polarized images with brightness values for each pixel captured from two cameras with the same field of view at the same time, By processing, a subtraction image obtained by subtracting the vertical polarization image from the horizontal polarization image is obtained, a threshold subtraction image obtained by subtracting a threshold image prepared in advance from the subtraction image is obtained, and each pixel of the threshold subtraction image is obtained. An average value of brightness is calculated, an operation for determining whether the object is wet or dry is performed based on the average value, and the results are displayed and / or recorded. Dry / wet detection system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19997197A JPH1144635A (en) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | Dry/moisture moisture detection system of object surface in which two cameras of same visual field are used |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19997197A JPH1144635A (en) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | Dry/moisture moisture detection system of object surface in which two cameras of same visual field are used |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1144635A true JPH1144635A (en) | 1999-02-16 |
Family
ID=16416645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19997197A Withdrawn JPH1144635A (en) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | Dry/moisture moisture detection system of object surface in which two cameras of same visual field are used |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1144635A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110055970A (en) * | 2019-06-06 | 2019-07-26 | 中国葛洲坝集团第一工程有限公司 | Eulittoral zone panel conserves intelligence system and control and maintenance process |
CN114922451A (en) * | 2022-05-27 | 2022-08-19 | 深圳市海清视讯科技有限公司 | Concrete wall surface water spraying control method, device, equipment, system and medium |
-
1997
- 1997-07-25 JP JP19997197A patent/JPH1144635A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110055970A (en) * | 2019-06-06 | 2019-07-26 | 中国葛洲坝集团第一工程有限公司 | Eulittoral zone panel conserves intelligence system and control and maintenance process |
CN114922451A (en) * | 2022-05-27 | 2022-08-19 | 深圳市海清视讯科技有限公司 | Concrete wall surface water spraying control method, device, equipment, system and medium |
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