JPWO2017122641A1 - 計測支援装置及び計測支援方法 - Google Patents
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Abstract
Description
橋梁1の損傷を計測する場合、検査員はデジタルカメラ104(図2参照)を用いて橋梁1を下方から撮影し(図1のC方向)、検査範囲について画像を取得する。撮影は、橋梁1の延伸方向(図1のA方向)及びその直交方向(図1のB方向)に適宜移動しながら行う。なお橋梁1の周辺状況により検査員の移動が困難な場合は、橋梁1に沿って移動可能な移動体にデジタルカメラ104を設置して撮影を行ってもよい。このような移動体には、デジタルカメラ104の昇降機構及び/またはパン・チルト機構を設けてもよい。なお移動体の例としては車輌、ロボット、及び飛翔体を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
図2は、本実施形態に係る計測支援装置100の概略構成を示すブロック図である。計測支援装置100は、画像取得部102(画像取得装置)、画像処理部108(スケール画像生成部、画像表示部、画像操作部)、記録部110、表示部112(画像表示部)、及び操作部114を備え、これら各部は互いに接続されていて、必要な情報を送受信できるようになっている。
次に、上述した構成の計測支援装置100を用いたひび割れの計測について説明する。図3は本実施形態に係る計測の手順(計測支援方法)を示すフローチャートである。なお、本実施形態ではコンクリート構造物である橋梁1の床版2に生じたひび割れを計測する場合について説明する。
まず、上述のようにデジタルカメラ104で撮影した橋梁1のステレオ画像を、無線通信により画像入力部106に入力する(ステップS100;画像取得工程)。橋梁1の画像は検査範囲に応じて複数入力され、また入力する画像には、デジタルカメラ104により撮影日時の情報が付加されている。なお入力画像の撮影日時は必ずしも全ての画像において同一である必要はなく、複数日に亘っていてもよい。画像は複数の画像を一括して入力してもよいし、一度に1つの画像を入力するようにしてもよい。また、撮影した画像をそのまま入力するのではなく、編集及び/または合成等の画像処理を施した画像(例えば、計測範囲の一部を撮影した画像を合成して生成した、計測範囲全体を示す画像)を入力してもよい。以下の説明では、構造物を撮影して得られた画像であれば、そのような画像処理を施した画像についても「撮影画像」と記載する。なお、橋梁1の画像は無線通信でなく各種メモリカード等の非一時的記録媒体を介して入力してもよいし、既に撮影され記録されている画像のデータをネットワーク経由で入力してもよい。
次に、ステップS100で取得したステレオ画像に基づいて、ひび割れが存在する測定面の距離及び向きを算出する(ステップS110)。本実施形態ではステップS100で橋梁1のステレオ画像を入力しているので、入力したステレオ画像から各画素位置での視差を算出し、算出した視差に基づいて測定面の向きを算出することができる。なおステップS110では、デジタルカメラ104と測定面との距離を測定面の距離とし、ステップS100で取得したステレオ画像の撮影方向に対する測定面の向きを測定面の向きとすることができる。なお測定面の距離及び向きの測定はデジタルカメラ104で取得したステレオ画像を用いるのではなく、光源を備えたデジタルカメラからパルス光を照射してその反射光を受光し、受光した反射光に基づいて測定面の距離及び向きを算出する、いわゆるTOF(Time Of Flight)方式により行うようにしてもよい。
次に、画像処理部108(スケール画像生成部)はスケール画像を生成する(ステップS120;スケール画像生成工程)。スケール画像とは、ひび割れの長さを測定するための目盛りと、ひび割れの幅を測定するための線画及び数字と、のうち少なくとも一方が付されたスケール(クラックスケール)を示す画像であり、画像処理部108は、ステップS110で算出した距離及び向きに応じた種類、形状、及び大きさのスケール画像を生成する。このスケール画像は、種類、形状、及び大きさに対応して目盛り、線画、及び数字が異なる。なお画像処理部108は、このようにして生成したスケール画像を表示部112に表示する(画像表示の詳細は後述する)。
距離に応じたスケール画像の例を図4〜7に示す。図4は測定面まで遠い場合のスケール画像CS10Aを示す図である。このようなスケール画像CS10Aを用いることで、長いひび割れを一度に測定することができる。図5,6は測定面までの距離がそれぞれ中距離、近距離の場合のスケール画像CS10B,CS10Cを示す図である。これらの図に示すスケール画像では、図4に示すスケール画像CS10Aよりも短いひび割れを測定できるように目盛り及び数字が付されている。
次に、測定面の向きとスケール画像との関係について説明する。図8はデジタルカメラ104の撮影位置及び撮影方向を示す図である。なお図8において測定面E1は紙面に垂直方向であるものとする。
ステップS120で測定面の距離及び向きに応じたスケール画像を生成すると、画像処理部108は、撮影画像とスケール画像とを重ね合わせて表示部112の画像表示領域IAに表示する(ステップS130;画像表示工程)。以下、撮影画像及びスケール画像の表示について説明する。なお以下の例では、3つのひび割れCR1−1〜CR1−3で構成されるひび割れCR1を表示する場合について説明する。
図13は撮影画像とスケール画像との重ね合わせ表示の例を示す図である。図13では、長さ測定用のスケールを示すスケール画像CS2が選択され、ひび割れCR1−2の付近に、ひび割れCR1−2の長さ方向に沿って表示した例を示している。スケール画像CS2の目盛りを読み取ってひび割れCR1−2の長さを測定することができる。なお、図13以降の例では撮影方向が測定面に正対している場合について説明する。正対していない場合は、図11の例のように測定面の向きに応じてスケール画像を変形して表示することができる。
図18は撮影画像とスケール画像との重ね合わせ表示の他の例を示す図である。図18では、幅測定用のスケールを示すスケール画像CS3が選択され、ひび割れCR1−1の付近に、ひび割れCR1−1の方向と直交する方向に沿って表示した例を示している。表示されたスケール画像CS3を適宜移動してひび割れの幅に合った線画の数値を読み取ることで、ひび割れCR1−1の幅を測定することができる。
<画像操作及び画像操作に基づく画像表示>
ステップS130で撮影画像及びスケール画像が表示されたら、画像処理部108はユーザによる撮影画像及び/またはスケール画像の操作が検出されたか否かを判断する(ステップS140)。ユーザによる操作が検出されたら(ステップS140でYes)、画像処理部108は検出結果に応じて撮影画像及び/またはスケール画像を操作し(ステップS150)、操作後の画像を表示する(ステップS160;画像表示工程)。以下、ステップS150の画像操作及びステップS160の画像表示について説明する。
図20〜22はスケール画像の移動操作の例を示す図である。図20〜22では、表示領域DA2内のスケール情報表示領域SA2に、スケール画像CS2を操作するための移動ボタンBU4及び回転ボタンBU5が表示されている。図20のようにスケール画像CS2が表示された状態で移動ボタンBU4が選択されると、図21に示すように、操作部114のマウス等を介した操作によりスケール画像CS2が長さ方向L1、及び長さ方向L1に直交する方向L2に移動できるようになる。図22はそのようにしてスケール画像CS2をひび割れCR1−1の付近に移動した様子を示す図である。画像処理部108は移動操作の方向及び大きさに応じた位置にスケール画像CS2を表示(描画)する。これにより、ユーザは迅速かつ容易に計測を行うことができる。
図23は、スケール画像の回転操作の例を示す図である。回転ボタンBU5が選択されると、操作部114を介した操作によりスケール画像CS2が点P3を中心として矢印R1方向に回転できるようになる。図24はそのようにしてスケール画像CS2を回転した様子を示す図であり、図24の状態から図21,22と同様にスケール画像CS2をL3方向に移動してひび割れCR1−3に近づけ、長さを測定することができる。なお、スケール画像は、点P3のようなコーナー部の点ではなく中央部の点を中心として回転してもよい。例えば、図25に示すようにスケール画像CS2の中央部の点P4を回転中心として矢印R2方向に回転させてもよい。
図26は撮影画像の拡大操作の例を示す図である。図26では表示領域DA3内のスケール情報表示領域SA3に撮影画像操作用の拡大ボタンBU6、縮小ボタンBU7、回転ボタンBU8、移動ボタンBU9が表示されていて、拡大ボタンBU6を選択すると画像表示領域IAに表示された撮影画像を拡大することができる。図27は拡大後の撮影画像を示す図であり、図26で表示されていたひび割れCR2が拡大されてひび割れCR2Aとして表示されている。また、このような撮影画像の拡大と連動して、撮影画像の拡大前に表示されていたスケール画像CS2も拡大操作され、スケール画像CS2Aとして表示される。この際、図27に示すように、スケール画像の拡大に連動して目盛り及び数値も変更される。このような撮影画像の拡大に連動したスケール画像の拡大により、ユーザは迅速かつ容易に計測を行うことができる。
ユーザ操作に基づく画像操作及び画像表示が終了したら、画像処理部108及び記録部110は計測結果を記録する(ステップS170)。図28は計測結果の記録例を示す図である。図28は、表示領域DA4内に表示された情報表示領域SA4に、点P5におけるひび割れCR1−1の幅(ここでは1.4mm)を入力する例を示している。また図29は、表示領域DA5内に表示された情報表示領域SA5に、点P6,P7をそれぞれ始点、終点とするひび割れCR1−2の長さ(ここでは50mm)を入力する例を示している。これらの図に示す例において、ユーザは操作部114を介してひび割れの長さ及び/または幅を入力することができる。このようにして入力した計測結果は記録部110に記録される。
図30はステップS190における計測結果表示の例を示す図である。図30では、ステップS170で記録した計測結果(ここではひび割れCR1−1の幅及びひび割れCR1−2の長さ)が、表示領域DA6の画像表示領域IAにおいて吹き出しBA1,BA2により表示されている。このような表示は、画像処理部108が記録部110に記録された計測結果を参照して行うことができる。なお、図28〜30では図12〜27に示すようなスケール画像(縮小画像)及び一部ボタンの表示は省略しているが、必要に応じ表示してもよい。
2 床版
3 主桁
3A 接合部
100 計測支援装置
102 画像取得部
104 デジタルカメラ
104L 左画像用光学系
104R 右画像用光学系
106 画像入力部
108 画像処理部
110 記録部
112 表示部
114 操作部
BA1 吹き出し
BA2 吹き出し
BU1 OKボタン
BU2 キャンセルボタン
BU3 消去ボタン
BU4 移動ボタン
BU5 回転ボタン
BU6 拡大ボタン
BU7 縮小ボタン
BU8 回転ボタン
BU9 移動ボタン
CR1 ひび割れ
CR1−1 ひび割れ
CR1−2 ひび割れ
CR1−3 ひび割れ
CR2 ひび割れ
CR2A ひび割れ
CR3 ひび割れ
CR3−1 ひび割れ
CR3−2 ひび割れ
CR4 ひび割れ
CR4−1 ひび割れ
CR4−2 ひび割れ
CR5 ひび割れ
CR5−1 ひび割れ
CR5−2 ひび割れ
CR6 ひび割れ
CR6−1 ひび割れ
CR6−2 ひび割れ
CR6−3 ひび割れ
CS1 スケール画像
CS10A スケール画像
CS10B スケール画像
CS11 スケール画像
CS2 スケール画像
CS20 スケール画像
CS20A スケール画像
CS3 スケール画像
CS4 スケール画像
D1 撮影方向
D2 撮影方向
DA1 表示領域
DA2 表示領域
DA3 表示領域
DA4 表示領域
DA5 表示領域
DA6 表示領域
E1 測定面
F1 端部
IA 画像表示領域
L1 方向
L2 方向
R1 矢印
R2 矢印
S100〜S190 計測方法の各ステップ
SA1 スケール情報表示領域
SA2 スケール情報表示領域
SA3 スケール情報表示領域
SA4 情報表示領域
SA5 情報表示領域
i1 撮影画像
i2 撮影画像
i3 撮影画像
θ1 角度
θ2 角度
Claims (10)
- 構造物の画像を取得する画像取得部と、
前記構造物の測定面に生じたひび割れを計測するためのスケール画像であって、前記ひび割れの長さを測定するための目盛りと、前記ひび割れの幅を測定するための線画及び数字と、のうち少なくとも一方が付されたスケールを示すスケール画像を生成するスケール画像生成部と、
前記構造物の画像と前記スケール画像とを重ね合わせて表示領域に表示する画像表示部と、
を備え、
前記スケール画像生成部は前記画像取得部と前記測定面との距離、及び前記測定面の向きに応じたスケール画像を生成し、
前記画像表示部は、前記構造物の画像における前記ひび割れの位置及び方向に応じた位置及び方向に前記生成したスケール画像を重ね合わせて表示する、
計測支援装置。 - 前記スケール画像生成部は、前記距離及び前記向きに応じた種類、形状、及び大きさのスケールを示すスケール画像を生成する請求項1に記載の計測支援装置。
- 前記スケール画像が示す前記スケールは、前記種類、前記形状、及び前記大きさに対応して前記目盛り、前記線画、及び前記数字が異なる請求項2に記載の計測支援装置。
- 前記画像表示部は、前記スケール画像を前記ひび割れの方向に沿って、または前記ひび割れの方向と直交した方向に沿って表示する請求項1から3のいずれか1項に記載の計測支援装置。
- ユーザの入力に応じて前記構造物の画像及び前記スケール画像を操作する画像操作部を備える請求項1から4のいずれか1項に記載の計測支援装置。
- 前記画像操作部は、前記画像操作部による前記構造物の画像の操作に連動して前記スケール画像を操作する請求項5に記載の計測支援装置。
- 前記表示領域は、前記構造物の画像及び前記スケール画像を表示する画像表示領域と、前記画像表示領域に表示可能な種類のスケールを示すスケール情報を表示するスケール情報表示領域と、を含み、
前記画像表示部は前記スケール情報表示領域に表示された複数のスケール情報のうちから選択したスケール情報に対応するスケール画像を前記画像表示領域に表示する、請求項1から6のいずれか1項に記載の計測支援装置。 - 前記構造物の画像として前記構造物のステレオ画像を取得する光学系と、前記取得したステレオ画像に基づいて前記距離及び前記向きを算出する画像処理部と、を備える請求項1から7のいずれか1項に記載の計測支援装置。
- 前記画像処理部は前記ステレオ画像から前記ひび割れの前記位置及び前記方向を検出し、前記画像表示部は前記検出した前記位置及び前記方向に基づいて前記スケール画像を表示する請求項8に記載の計測支援装置。
- 画像取得装置により構造物の画像を取得する画像取得工程と、
前記構造物の測定面に生じたひび割れを計測するためのスケール画像であって、前記ひび割れの長さを測定するための目盛りと、前記ひび割れの幅を測定するための線画及び数字と、のうち少なくとも一方が付されたスケールを示すスケール画像を生成するスケール画像生成工程と、
前記構造物の画像と前記スケール画像とを重ね合わせて表示領域に表示する画像表示工程と、
を備え、
前記スケール画像生成工程では前記画像取得装置と前記測定面との距離、及び前記測定面の向きに応じたスケール画像を生成し、
前記画像表示工程では、前記構造物の画像において、前記ひび割れの位置及び方向に応じた位置及び方向に前記生成したスケール画像を重ね合わせて表示する、
計測支援方法。
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