構造物の点検装置
【課題】 本発明は橋梁等の構造物の点検に際し、点検対象物の状態を正確かつ簡便に把握する装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 軽車両移動体に設けられた水平垂直に移動可能である自在アーム構造体上に、パン方向及びチルト方向に自在に回転可能雲台に複数の撮像カメラを搭載することで点検する撮像対象を自在に選定すると共に複数のレーザーポインタを前記撮像カメラ光軸に平行配置しレーザー光を照射することで、前記対象物の状態を把握することを特徴とする橋梁等の構造点検装置。
【解決手段】 軽車両移動体に設けられた水平垂直に移動可能である自在アーム構造体上に、パン方向及びチルト方向に自在に回転可能雲台に複数の撮像カメラを搭載することで点検する撮像対象を自在に選定すると共に複数のレーザーポインタを前記撮像カメラ光軸に平行配置しレーザー光を照射することで、前記対象物の状態を把握することを特徴とする橋梁等の構造点検装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁または構造物の部位を電子カメラにより撮像して点検する構造物の点検装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁や構造物の老朽化に伴い強度の劣化が問題となっており、例えば道路の橋梁については既存の橋梁の多くは建造されてから年数も経過し掛け替えや補強が必要となってきている。
【０００３】
こうした橋梁、構造物に関し、安全確認のため定期的に点検を行う必要が有り、点検の際に点検調査書類を作成していく業務が行われている。しかしながら道路等の橋梁検査は橋梁下部の点検が必要であり目視確認が困難な点検箇所であるため点検作業には大型クレーンや点検用足場といった大がかりな設備が必要であった。このことは高所の構造物やトンネル内部等の目視困難かつ危険な点検調査にもあてはまる。このような大型点検設備は作業安全または作業スペースの確保等管理コストも多大であり、また確実な点検調査検証には多くの時間と人手を要した。
【０００４】
このような大掛かりな設備は点検コスト負担が大きく、改善策として目視確認が困難に対応するため水平垂直に移動及び回転可能である保持アーム（以下自在アームと表記する）構造と自在アーム先端部に撮像カメラを採用している（特許文献１〜８）。同じく特許文献１〜８には様々な点検箇所調査の必要性から移動台車に前記自在アーム及び撮像カメラを搭載している。これら移動車両は一般的に大型クレーン車と同等な大きさを持ちその占有作業スペースの大きさから、道路占有許可も要求される。
【０００５】
また撮像に使用する撮像カメラは点検箇所の全体の位置関係と点検箇所の異常状態の詳細を同時に把握することも要求される。前記の同時視認性は的確な場所とその状況を認知することに有用であるが特許文献１〜８には記載されていない。同時視認性は単純に複数の電子カメラを設置することで達成できるが複数のカメラ撮像方向を点検対象にカメラ光軸を向ける機構を持つことと、それぞれのカメラ光軸方向を一致させることが必要とされ調査資料作成処理も複雑となる。また、表示器上に点検箇所の全体の位置関係と点検箇所の異常状態の詳細を同時に表示するには映像信号の同期処理等が必要であり装置的にも複雑、大型と成らざるを得ない。
【０００６】
特許文献９は、複数のレーザーポインタを前記電子カメラの脇に離間配置し撮影対象物を測長する方式である。前記レーザーポインタは前記電子カメラの光軸と一致させて照射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平５−４１３２４号公報
【特許文献２】特開２００１−２０２２４号公報
【特許文献３】特開２００３−１１７９２２号公報
【特許文献４】特開２００５−９００７２号公報
【特許文献５】特開２００５−１３３４７１号公報
【特許文献６】特開２００６−２４１７号公報
【特許文献７】特開２００７−７７６５３号公報
【特許文献８】特開２００９−２７５３８５号公報
【特許文献９】特願２００９−２９９３３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
橋梁等、調査しにくい構造物の点検には特許文献１〜８にあるとおり大型であり、また点検箇所の特定しにくく、かつ調査資料作成に人手が多く必要で非効率であった。本発明は橋梁や高架構造物の点検装置を小型にすると同時に点検対象位置の把握及びその詳細形状を正確に判断する点検装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明例を図１または図２に示す。橋梁または構造物の点検装置として、自在アームを搭載した移動車両による移動手段を持ち前記自在アームにパン及びチルト方向に回転可能な雲台上に撮像する複数の電子カメラを乗せた構造を有する。前記複数の電子カメラの一つは点検対象全体を把握する広角レンズの電子カメラであり、他のカメラは少なくとも一つは詳細を把握するためのズームレンズ装着の電子カメラである。前記電子カメラは発明例として前記電子カメラ２台をパン及びチルト方向に回転可能な雲台上に搭載したもので、図１の構造の前記電子カメラはチルト軸が図示されている紙面に対し垂直であり、図２の構造は前記電子カメラのチルト軸が図示されている紙面に平行である。電子カメラの水平画角は垂直画角よりも大きいため、図１に示される橋梁下部の点検には橋梁下部の点検撮像対象が道路に対し平行であることが望ましく、橋梁下部の点検撮像対象が道路に対し直交しているときは図２の電子カメラの方向が望ましい。パン及びチルト方向に回転可能な雲台上に撮像する前記電子カメラを搭載する構造は図１及び図２のような点検撮像対象の方向に対応できる。図１及び図２における前記撮像カメラに直交する撮像対象にとどまらず任意の点検撮像対象にも対応可能である。
【００１０】
請求項１及び２に記載の発明例として図３に電子カメラの構造を示す。図３はパン及びチルト方向に回転可能な雲台上に撮像する複数の電子カメラを２個としての電子カメラの搭載例を示している。搭載する電子カメラの数はコストに関連し、また信号処理回路も増大するためコストを勘案し、２個の例とした。これら２つのカメラは上下に離間して搭載している。一つのカメラは点検対象の全体を把握する広角レンズを使用した広角電子カメラであり、他のカメラは詳細部を把握するためにズームレンズを使用したズーム電子カメラである。図１、図２の例での橋梁上部の移動車両には前記電子カメラの制御用ＰＣ及びディスプレイも装備されている発明例である。
【００１１】
請求項３に記載の発明例として図３に電子カメラの構造を示す。本発明例として前記複数電子カメラは一つを広角電子カメラ、他の一つをズーム電子カメラとした２カメラの例を示す。図３はパン及びチルト方向に回転可能な広角レンズを搭載した広角カメラとズーミングを行うズームレンズを装着したズームカメラによって構成される。請求項６に記載の発明例としてレーザーポインタを前記電子カメラの両脇に有る距離を離間して配置する。それらのレーザーポインタの照射軸は前記電子カメラの光軸と平行である。
【００１２】
図４は前記電子カメラのパン方向回転動作例でパンの回転角を示している。図５は前記電子カメラのチルト方向回転動作例でチルトの回転角を示している。
【００１３】
図６は橋梁下部の撮像対象を前記電子カメラ例で撮像する状態を示している。図６の例はチルト軸が紙面に平行での撮像例である。図７は橋梁下部の撮像対象を前記電子カメラ例で撮像する状態である。図７の例はチルト軸が紙面に垂直で撮像する状態を示している。広角カメラの画角及びズームカメラを搭載したパン角及びチルト角を変更制御することにより撮像カメラの方向を自在に変化させ、様々な撮像対象映像を選択することが可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の発明例として図１または図２に構成を示す。本発明の橋梁点検装置例として上部通路の移動手段である車両台車は軽車両であることの例である。橋梁または構造物の点検部位を電子カメラにより撮像して点検する構造物の点検装置は大型になり広い作業スペースを必要となる。このため上部の道路占有許可を必要とされる。前記移動車両を小型の軽車両とすることで通路の邪魔にならず道路占有許可が不要であるため、通行の迷惑または道路占有許可の制約にならず迅速に点検が可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の発明例として図８に信号回路系の構成ブロックを示す。発明例として複数の電子カメラは広角電子カメラとズーム電子カメラの２カメラ構成としてある。信号系回路構成ブロックは撮像素子部を含むカメラヘッドユニット部と映像信号処理部、ＰＩＰ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｉｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ）処理エンコード部及び出力選択回路の４つのブロックで構成されている。カメラヘッドユニット部における広角カメラ撮像素子とズームカメラ撮像素子は同一のクロックのタイミングジェネレータ（ＴＧ）で駆動され、前記の電子カメラは同期した映像信号を映像信号処理回路に送出する。映像信号処理回路は同期した広角カメラ及びズームカメラ撮像信号処理を行う。これら同期した映像信号をＰＩＰ回路で処理し、広角カメラズームカメラ映像の並列表示や親映像と子映像のＰＩＰ表示を可能とする信号を創出する。出力選択回路は橋梁上部の移動車両に搭載された外部のＰＣからの出力選択制御によって映像信号を出力する。出力の映像信号はケーブル等その他通信手段によって伝送されるが映像出力を選択制御することで伝送路を削減することも可能となる。またズームカメラのズーミング制御、パン及びチルトの制御も前記外部のＰＣから制御する。同様に電子カメラ部のパン及びチルト角はパン回転エンコーダ、チルト回転エンコーダより前記雲台の動作状態を知ること出来、点検対象体の撮像方向を把握することが可能となる。
【００１６】
請求項６に記載の発明例は複数のレーザーポインタを複数電子カメラに一体装着し撮影対象物の測長する方式である。図１、図２、図３図に２つのレーザーポインタを電子カメラの脇に装着した例を示す。前記レーザーポインタは小型軽量であるため、前記雲台に搭載された複数電子カメラに一体装着することが可能である。図１、図２、図３図の発明例では２つのレーザーポインタを搭載したものであるが、レーザーポインタ数は複数あれば撮影対象物の測長機能を満足する。
【００１７】
図９は点検撮像対象を図６に示すごとくチルト軸が紙面に平行で撮像したときの撮像例の表示である。電子ズームカメラの映像と広角カメラの映像を表示した例を示す。撮像対象全体を広角カメラ映像で図９の下段に表示し、撮像対象詳細のズーム映像を上段に表示した。画面上にレーザーポインタの照射点も表示されている。レーザーポインタの照射の表示点の距離は図３に示される機械的寸法を持ち、かつ前記電子カメラの光軸に平行であることから図３で表示される画面上の画素数で換算される。この時、撮像対象物の大きさ映像の画素数とレーザーポインタの照射点距離の画素数を単純比例計算することにより点検対象寸法が判明する。図１０は撮像対象全体の広角カメラ映像と撮像対象詳細のズーム映像とをＰＩＰ機能により、１つの表示器に並列配置表示した例である。
【００１８】
図１１は点検撮像対象を図７に示すごとくチルト軸が紙面に垂直で撮像したときの撮像例の表示である。電子ズームカメラの映像と広角カメラの映像を表示した例を示す。撮像対対象全体を広角カメラ映像で図１１の下段に表示し、撮像対象詳細のズーム映像を上段に表示した。画面上にレーザーポインタの照射点も表示されている。レーザーポインタの照射の表示点の距離は図３に示される機械的寸法を持ち、かつ前記電子カメラの光軸に平行であることから図３で表示される画面上の画素数で換算される。この時、撮像対象物の大きさ映像の画素数とレーザーポインタの照射点距離の画素数を単純比例計算することにより点検対象寸法が判明する。図１２は撮像対象全体の広角カメラ映像と撮像対象詳細のズーム映像とをＰＩＰ機能により、１つの表示器に親画像と子画像を配置表示した例である。図７の点検対象撮像ではチルト角を持つ例で有るが、このチルト角はチルト角エンコーダデータよりチルト角度を取得可能であり、チルト角度による寸法補正が可能で有る。
【００１９】
なお構成要素の任意の組み合わせ、本発明に基づく装置を他の方法への応用など発明の趣旨の範囲で他の態様としても有効である。
【発明の効果】
【００２０】
このような請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６の発明の構成による構造物の点検装置では、危険作業を回避し調査困難な構造物の点検を小型の設備で、正確かつ迅速に視認可能であり、点検漏れや点検ミス防止すると共に点検保守の人手と時間の削減を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】 本発明の構造図例である。
【図２】 本発明の構造図例である。
【図３】 本発明の複数電子カメラ例の構造説明図である。
【図４】 本発明の複数電子カメラ例のパン動作説明図である。
【図５】 本発明の複数電子カメラ例のチルト動作説明図である。
【図６】 本発明の点検対象物撮像例の説明図である。
【図７】 本発明の点検対象物撮像例の説明図である。
【図８】 本発明の複数電子カメラの回路構成及び制御ブロック説明図である。
【図９】 本発明の点検対象物撮像例の撮像表示の説明図である。
【図１０】 本発明の点検対象物撮像例の撮像表示の説明図である。
【図１１】 本発明の点検対象物撮像例の撮像表示の説明図である。
【図１２】 本発明の点検対象物撮像例の撮像表示の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施の形態１）
次に、本発明を具体化した実施形態を図に基づいて説明する。図１は本発明にかかわる構造物点検装置１００の構成図で橋梁１０１の下部を点検する装置である。橋梁１０１は柵１０１ａ、橋梁上面道路１０１ｂ、橋梁下部構造体１０１ｃである。橋梁上部の軽車両移動体１０２上には構造物点検装置を吊り下げる自在アーム１０４と前記構造物点検装置を制御する表示器を持つＰＣ１０３を搭載する。自在アーム１０４は保持アーム１０４ａ、水平アーム１０４ｂ、垂直方向に移動（１０４ｄ）する垂直アーム１０４ｃ及び橋梁下部の水平アーム１０４ｅ有し、水平アーム１０４ｅ上に複数の電子カメラ１０５を配置する構造で前記カメラ１０５はアーム１０４ｅ上を移動（１０４ｆ）する。この水平移動は複数の電子カメラ１０５を搭載し、水平アーム１０４ｅ自身が移動（１０４ｆ）してもよい。パン及びチルト機構に搭載された前記カメラ１０５は橋梁下部の点検対象物１０１ｄを広角撮像カメラ１０５ａ、ズームカメラ１０５ｂで撮像し、前記点検対象物１０１ｄの異常を検出する。前記カメラは広角カメラの撮像画角１０５ｅ、ズームカメラの撮像画角１０５ｆを有する、また複数のレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒを前記カメラ１０５の光軸に対し平行配置し、レーザービーム１０５ｄ−Ｌ、１０５ｄ−Ｒを照射する構造を持つ。図１では前記電子カメラ１０５を搭載するパン及びチルト回転駆動部、回転検出エンコーダは図示していない。図は説明の都合上模式的に描いてある。
【００２２】
（実施の形態２）
次に、本発明を具体化した実施形態を図に基づいて説明する。図２は本発明に係る構造物点検装置１００の構成図で橋梁１０１の下部を点検する装置である。橋梁１０１は柵１０１ａ、橋梁上面道路１０１ｂ、橋梁下部構造体１０１ｃである。橋梁上部の軽車両移動体１０２上には構造物点検装置を吊り下げる自在アーム１０４と前記構造物点検装置を制御する表示器を持つＰＣ１０３を搭載する。自在アーム１０４は水平アーム１０４ｂ、垂直方向に移動（１０４ｄ）する垂直アーム１０４ｃ及び橋梁下部の水平アーム１０４ｅ有し、水平アーム１０４ｅ上に複数のカメラ１０５を配置する構造でカメラ１０５はアーム１０４ｅ上を移動（１０４ｆ）する。パン及びチルト機構に搭載された前記カメラ１０５は橋梁下部の点検対象物１０１ｄを広角撮像カメラ１０５ａ、ズームカメラ１０５ｂで撮像し、前記点検対象物１０１ｄの異常を検出する。前記カメラは広角カメラの撮像画角１０５ｅ、ズームカメラの撮像画角１０５ｆを有し、また複数のレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５Ｃ−Ｒを前記カメラ１０５の光軸に対し平行配置し、レーザービーム１０５ｄ−Ｌ、１０５ｄ−Ｒを照射する構造を持つ。図２では前記電子カメラ１０５を搭載するパン及びチルト回転駆動部、回転検出エンコーダは図示していない。図は説明の都合上模式的に描いてある。
【００２３】
（実施の形態３）
図３は本発明に係るパン及びチルト回転可能の雲台に複数の電子カメラを搭載した構造１０５を示す。広角カメラ１０５ａ、ズームカメラ１０５ｂの光軸１０５ｊ、１０５ｋは点検対象を同一方向で撮像する機能が要求されることから互いに平行である。複数のレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ及び１０５ｃ−Ｒを前記電子カメラの両脇に距離１０５ｊ離間して配置する。さらにレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒの照射ビーム１０５ｄ−Ｌ、１０５ｄ−Ｒは前記電子カメラの広角カメラ光軸１０５ｊ及びズームカメラ光軸１０５ｋに平行配置される構造を持つ。パン及びチルト回転可能な雲台のパン軸は１０５ｇ、チルト軸は１０５ｈで示す。
【００２４】
（実施の形態４）
図４は本発明にかかわるパン及びチルト回転可能の雲台に複数の電子カメラを搭載した構造１０５でパン回転角をθｐ（１０５１）と図示している。同様に図５にチルト角をθｔ（１０５ｍ）として図示している。
【００２５】
（実施の形態５）
図６は本発明例で橋梁１０１の構造を示す。上部道路１０１ｂ、橋梁下部構造体１０１ｃ、橋梁下部の点検対象１０１ｄで構成される。自在アームの一部は省略しチルト軸が紙面平行の時の前記電子カメラ１０５を自在水平アーム１０４ｃ上に置き、点検対象物１０１ｄを撮像調査する状態を示している。前記電子カメラは広角画角１０５ｅ、ズーム画角１０５ｆを持ち、複数のレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒを前記電子カメラ１０５ａまたは１０５ｂの近傍に搭載しレーザーポインタの照射光軸１０５ｄ−Ｌ、１０５ｄ−Ｒを前記カメラの光軸に平行配置する構造を持つ。撮像された映像信号は映像信号Ａ（１０５ｇ）、映像信号Ｂ（１０５ｈ）またはＰＩＰ信号１０５ｉが選択出力される。
【００２６】
（実施の形態６）
図７は本発明例で橋梁１０１の構造を示す。上部道路１０１ｂ、橋梁下部構造体１０１ｃ、橋梁下部の点検対象１０１ｄで構成される。自在アームの一部は省略しチルト軸が紙面垂直の時の前記電子カメラ１０５を自在水平アーム１０４ｃ上に置き、点検対象物１０１ｄを撮像調査する状態を示している。前記電子カメラは広角画角１０５ｅ、ズーム画角１０５ｆを持ち、複数のレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒを前記電子カメラ１０５ａ、１０５ｂの脇に搭載しレーザーポインタの照射光軸１０５ｄ−Ｌ、１０５ｄ−Ｒを前記カメラの光軸に平行配置する構造を持つ。撮像された映像信号は映像信号Ａ（１０５ｇ）、映像信号Ｂ（１０５ｈ）またはＰＩＰ信号１０５ｉが選択出力される。
【００２７】
（実施の形態７）
図８は本発明例で、信号回路系の構成ブロックを示す。信号系回路構成ブロックは撮像素子部を含むカメラヘッドユニット部と映像信号処理部、ＰＩＰ処理エンコード部及び出力選択回路の４つのブロックとパン／チルト機構及びその制御部分で構成されている。この回路ブロックとは別に道路上部の移動車両操作部を有している。図８の発明例は２台の電子カメラによる回路構成例である。広角電子カメラ２０１とズーム電子カメラ２０２がパン／チルト機構２０３に搭載される。広角カメラ２０１の撮像素子２０４とズームカメラ２０２の撮像素子２０５はタイミングジェネレータＴＧ２０６により同一クロックで駆動され同期した撮像を行う。前記の電子カメラは同期した映像信号を映像信号処理回路２０７に送出する。映像信号処理回路２０７は同期した広角カメラ及びズームカメラ撮像信号処理を行う。これら同期した映像信号をＰＩＰ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｉｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ）回路２０８で処理し、広角カメラ映像信号２１４、ズームカメラ映像信号２１６、並列表示や親映像と子映像のＰＩＰ表示を可能とするＰｉｎＰ信号２１５を出力選択回路２０９経由で送出する。出力選択回路２０９は橋梁上部の移動車両に搭載された外部のＰＣからの出力選択制御２１７によって映像信号を選択出力する。出力の映像信号はケーブル等その他通信手段によって伝送されるが映像出力を選択制御することで伝送路を削減することも可能となる。またズームカメラのズーミング制御２１０、パン及びチルトの制御２１１も前記外部のＰＣ３０１から制御する。同様に前記電子カメラ部のパン及びチルト角はパン回転エンコーダ２１２、チルト回転エンコーダ２１２より前記雲台の動作状態を知ること出来、点検対象体の撮像方向を把握することが可能となる。
【００２８】
（実施の形態８）
図９及び図１０は本発明例での点検対象の撮像映像表示例である。点検撮像対象１０１ｄを図６に示すごとく前記電子カメラのチルト軸が紙面に平行で撮像したときの撮像例の表示である。図９の下段に前記電子カメラの広角カメラによる撮像対象の全体映像を表示器４０１に表示している。表示画面上に撮像対象４０３ａの全体とレーザーポインタのビーム照射点４０４Ｌａ、４０４Ｒａも併せて表示されている。図３に示される如くレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒは距離１０５ｉ離間して配置され、それらの照射ビーム１０５ｄ−Ｌ、１０５ｄ−Ｒは前記電子カメラ光軸と平行であるから表示器４０１上の照射ビーム点間距離は常に一定である。この照射ビーム点間の映像画素数は画像処理から容易に得ることができる。撮像対象１０１ｄの大きさは、
１０１ｄの横寸法＝１０１ｄの横方向の画素数／照射ビーム点間の映像画素数ｘレーザ ーポインタの離間配置距離
となる。このように点検対象１０１ｄの全体位置の把握とその寸法を知ることが出来る。図９の上部にズームカメラによる撮像対象の詳細映像を表示器４０２に表示している。図９上部の表示画面上に撮像対象４０３ｂの拡大映像とレーザーポインタのビーム照射点４０４Ｌｂ、４０４Ｒｂも併せて表示されている。表示器４０２上の照射ビーム点４０４Ｌｂと４０４Ｒｂの距離は常に一定であるから、点検対象１０１ｄの詳細図と共にその形状寸法を得ることが可能となる。点検対象１０１ｄの大まかな大きさに応じて、図３におけるレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒは距離１０５ｉを選択し離間配置することが必要とされる。図３においてのレーザーポインタ配置例として離間距離は、約１００〜１５０ｍｍに設定した。図１０は図９下部の撮像対象全体の広角カメラ映像と図９上部の撮像対象詳細のズーム映像とをＰＩＰ機能により、１つの表示器５０１に並列配置表示した例である。
【００２９】
（実施形態９）
図１１及び図１２は本発明例での点検対象の撮像映像表示例である。点検撮像対象１０１ｄを図７に示すごとく前記電子カメラのチルト軸が紙面に垂直平行で撮像したときの撮像例の表示である。図１１の下段に前記電子カメラの広角カメラによる撮像対象の全体映像を表示器６０１に表示している。表示画面上に撮像対象６０３ａの全体とレーザーポインタのビーム照射点６０４Ｌａ、６０４Ｒａも併せて表示されている。図３に示される如くレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒは距離１０５ｉ離間して配置され、それらの照射ビーム１０５ｄ−Ｌ、１０５ｄ−Ｒは前記電子カメラ光軸と平行であるから表示器６０１上の照射ビーム点間距離は常に一定である。この照射ビーム点間の映像画素数は画像処理から容易に得ることができる。撮像対象１０１ｄの大きさは、
１０１ｄの縦寸法＝１０１ｄの縦方向の画素数／照射ビーム点間の映像画素数ｘレーザ ーポインタの離間配置距離
となる。このように点検対象１０１ｄの全体位置の把握とその寸法を知ることが出来る。図１１の上部にズームカメラによる撮像対象の詳細映像を表示器６０２に表示している。図１１上部の表示画面上に撮像対象６０３ｂの拡大映像とレーザーポインタのビーム照射点６０４Ｌｂ、６０４Ｒｂも併せて表示されている。表示器６０２上の照射ビーム点６０４Ｌｂと６０４Ｒｂの距離は常に一定であるから。点検対象１０１ｄの詳細図と共にその形状寸法を得ることが可能となる。点検対象１０１ｄの大まかな大きさに応じて、図３におけるレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒは距離１０５ｉを選択し離間配置することが必要とされる。図１２は図１１下部の撮像対象全体の広角カメラ映像と図１１上部の撮像対象詳細のズーム映像とをＰＩＰ機能により、１つの表示器７０１に親画像と子画像をＰＩＰ配置表示した例である。図７の点検対象撮像では前記電子カメラはチルト角を持つ例で有るが、チルト角エンコーダデータよりチルト角度を取得可能であり、チルト角度による寸法補正が可能である。
【００３０】
以上の構成により橋梁等構造物の点検に際し、点検対象物の全体位置と詳細部を同時に撮影し視認出来ると同時に形状寸法を把握し、点検対象の現場状態や異常状態の詳細を的確かつ迅速に判断することが出来る。また映像データ、寸法データを記録可能であり、調査点検資料作成にも即座に反映できる。
【符号の説明】
【００３１】
１００ 構造物点検装置構成
１０１ 橋梁
１０１ａ 橋梁柵
１０１ｂ 橋梁部上面道路
１０１ｃ 橋梁部下部構造体
１０１ｄ 点検対象物
１０２ 軽車両移動体
１０３ 制御ＰＣ
１０４ 自在アーム
１０４ａ 保持アーム
１０４ｂ 水平アーム
１０４ｃ 垂直アーム
１０４ｄ 垂直アームの移動方向
１０４ｅ 橋梁下部に水平アーム
１０４ｆ 橋梁下部の水平アームの移動方向
１０５ 電子カメラ
１０５ａ 広角カメラ
１０５ｂ ズームカメラ
１０５ｃ−Ｌ レーザーポインタ
１０５ｃ−Ｒ レーザーポインタ
１０５ｄ−Ｌ レーザーポインタの照射ビーム
１０５ｄ−Ｒ レーザーポインタの照射ビーム
１０５ｅ 広角カメラの画角
１０５ｆ ズームカメラの画角
１０５ｇ パン回転軸
１０５ｈ チルト回転軸
１０５ｉ レーザーポインタの配置距離
１０５ｊ 広角カメラの光軸
１０５ｋ ズームカメラの光軸
１０５ｌ パン角度
１０５ｍ チルト角度
２００ 信号回路系の構成ブロック
２０１ 広角カメラ
２０２ ズームカメラ
２０３ パン／チルト機構
２０４ 広角カメラ撮像素子
２０５ ズームカメラ撮像素子
２０６ タイミングジェネレータ ＴＧ
２０７ 映像信号処理回路
２０８ ＰＩＰ（ＰｉｎＰ）回路
２０９ 出力選択回路
２１０ ズームカメラのズーミング制御部
２１１ パン／チルト制御
２１２ パン回転エンコーダ
２１３ チルト回転エンコーダ
２１４ 広角カメラ映像
２１５ ＰｉｎＰ映像
２１６ ズームカメラ映像
２１７ 出力選択制御信号
２１８ ズームカメラのズーミング制御信号
２１９ パン／チルト制御信号
２２０ パン回転エンコーダ信号
２２１ チルト回転エンコーダ信号
３００ 道路上部移動体部の制御ＰＣブロック
３０１ 制御ＰＣブロック
３０２ 表示器（ディスプレイ）
３０３ ＰＣ制御信号
３０４ 映像信号
４０１ 表示器
４０２ 表示器
４０３ａ 点検対象物
４０３ｂ 点検対象物
４０４Ｌａ レーザーポインタの照射点（左側）
４０４Ｌｂ レーザーポインタの照射点（左側）
４０４Ｒａ レーザーポインタの照射点（右側）
４０４Ｒｂ レーザーポインタの照射点（右側）
５０１ 表示器
５０３ａ 点検対象物
５０３ｂ 点検対象物
５０４Ｌａ レーザーポインタの照射点（左側）
５０４Ｌｂ レーザーポインタの照射点（左側）
５０４Ｒａ レーザーポインタの照射点（右側）
５０４Ｒｂ レーザーポインタの照射点（右側）
６０１ 表示器
６０２ 表示器
６０３ａ 点検対象物
６０３ｂ 点検対象物
６０４Ｌａ レーザーポインタの照射点（左側）
６０４Ｌｂ レーザーポインタの照射点（左側）
６０４Ｒａ レーザーポインタの照射点（右側）
６０４Ｒｂ レーザーポインタの照射点（右側）
７０１ 表示器
７０３ａ 点検対象物
７０３ｂ 点検対象物
７０４Ｌａ レーザーポインタの照射点（左側）
７０４Ｌｂ レーザーポインタの照射点（左側）
７０４Ｒａ レーザーポインタの照射点（右側）
７０４Ｒｂ レーザーポインタの照射点（右側）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁または構造物の部位を電子カメラにより撮像して点検する構造物の点検装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁や構造物の老朽化に伴い強度の劣化が問題となっており、例えば道路の橋梁については既存の橋梁の多くは建造されてから年数も経過し掛け替えや補強が必要となってきている。
【０００３】
こうした橋梁、構造物に関し、安全確認のため定期的に点検を行う必要が有り、点検の際に点検調査書類を作成していく業務が行われている。しかしながら道路等の橋梁検査は橋梁下部の点検が必要であり目視確認が困難な点検箇所であるため点検作業には大型クレーンや点検用足場といった大がかりな設備が必要であった。このことは高所の構造物やトンネル内部等の目視困難かつ危険な点検調査にもあてはまる。このような大型点検設備は作業安全または作業スペースの確保等管理コストも多大であり、また確実な点検調査検証には多くの時間と人手を要した。
【０００４】
このような大掛かりな設備は点検コスト負担が大きく、改善策として目視確認が困難に対応するため水平垂直に移動及び回転可能である保持アーム（以下自在アームと表記する）構造と自在アーム先端部に撮像カメラを採用している（特許文献１〜８）。同じく特許文献１〜８には様々な点検箇所調査の必要性から移動台車に前記自在アーム及び撮像カメラを搭載している。これら移動車両は一般的に大型クレーン車と同等な大きさを持ちその占有作業スペースの大きさから、道路占有許可も要求される。
【０００５】
また撮像に使用する撮像カメラは点検箇所の全体の位置関係と点検箇所の異常状態の詳細を同時に把握することも要求される。前記の同時視認性は的確な場所とその状況を認知することに有用であるが特許文献１〜８には記載されていない。同時視認性は単純に複数の電子カメラを設置することで達成できるが複数のカメラ撮像方向を点検対象にカメラ光軸を向ける機構を持つことと、それぞれのカメラ光軸方向を一致させることが必要とされ調査資料作成処理も複雑となる。また、表示器上に点検箇所の全体の位置関係と点検箇所の異常状態の詳細を同時に表示するには映像信号の同期処理等が必要であり装置的にも複雑、大型と成らざるを得ない。
【０００６】
特許文献９は、複数のレーザーポインタを前記電子カメラの脇に離間配置し撮影対象物を測長する方式である。前記レーザーポインタは前記電子カメラの光軸と一致させて照射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平５−４１３２４号公報
【特許文献２】特開２００１−２０２２４号公報
【特許文献３】特開２００３−１１７９２２号公報
【特許文献４】特開２００５−９００７２号公報
【特許文献５】特開２００５−１３３４７１号公報
【特許文献６】特開２００６−２４１７号公報
【特許文献７】特開２００７−７７６５３号公報
【特許文献８】特開２００９−２７５３８５号公報
【特許文献９】特願２００９−２９９３３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
橋梁等、調査しにくい構造物の点検には特許文献１〜８にあるとおり大型であり、また点検箇所の特定しにくく、かつ調査資料作成に人手が多く必要で非効率であった。本発明は橋梁や高架構造物の点検装置を小型にすると同時に点検対象位置の把握及びその詳細形状を正確に判断する点検装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明例を図１または図２に示す。橋梁または構造物の点検装置として、自在アームを搭載した移動車両による移動手段を持ち前記自在アームにパン及びチルト方向に回転可能な雲台上に撮像する複数の電子カメラを乗せた構造を有する。前記複数の電子カメラの一つは点検対象全体を把握する広角レンズの電子カメラであり、他のカメラは少なくとも一つは詳細を把握するためのズームレンズ装着の電子カメラである。前記電子カメラは発明例として前記電子カメラ２台をパン及びチルト方向に回転可能な雲台上に搭載したもので、図１の構造の前記電子カメラはチルト軸が図示されている紙面に対し垂直であり、図２の構造は前記電子カメラのチルト軸が図示されている紙面に平行である。電子カメラの水平画角は垂直画角よりも大きいため、図１に示される橋梁下部の点検には橋梁下部の点検撮像対象が道路に対し平行であることが望ましく、橋梁下部の点検撮像対象が道路に対し直交しているときは図２の電子カメラの方向が望ましい。パン及びチルト方向に回転可能な雲台上に撮像する前記電子カメラを搭載する構造は図１及び図２のような点検撮像対象の方向に対応できる。図１及び図２における前記撮像カメラに直交する撮像対象にとどまらず任意の点検撮像対象にも対応可能である。
【００１０】
請求項１及び２に記載の発明例として図３に電子カメラの構造を示す。図３はパン及びチルト方向に回転可能な雲台上に撮像する複数の電子カメラを２個としての電子カメラの搭載例を示している。搭載する電子カメラの数はコストに関連し、また信号処理回路も増大するためコストを勘案し、２個の例とした。これら２つのカメラは上下に離間して搭載している。一つのカメラは点検対象の全体を把握する広角レンズを使用した広角電子カメラであり、他のカメラは詳細部を把握するためにズームレンズを使用したズーム電子カメラである。図１、図２の例での橋梁上部の移動車両には前記電子カメラの制御用ＰＣ及びディスプレイも装備されている発明例である。
【００１１】
請求項３に記載の発明例として図３に電子カメラの構造を示す。本発明例として前記複数電子カメラは一つを広角電子カメラ、他の一つをズーム電子カメラとした２カメラの例を示す。図３はパン及びチルト方向に回転可能な広角レンズを搭載した広角カメラとズーミングを行うズームレンズを装着したズームカメラによって構成される。請求項６に記載の発明例としてレーザーポインタを前記電子カメラの両脇に有る距離を離間して配置する。それらのレーザーポインタの照射軸は前記電子カメラの光軸と平行である。
【００１２】
図４は前記電子カメラのパン方向回転動作例でパンの回転角を示している。図５は前記電子カメラのチルト方向回転動作例でチルトの回転角を示している。
【００１３】
図６は橋梁下部の撮像対象を前記電子カメラ例で撮像する状態を示している。図６の例はチルト軸が紙面に平行での撮像例である。図７は橋梁下部の撮像対象を前記電子カメラ例で撮像する状態である。図７の例はチルト軸が紙面に垂直で撮像する状態を示している。広角カメラの画角及びズームカメラを搭載したパン角及びチルト角を変更制御することにより撮像カメラの方向を自在に変化させ、様々な撮像対象映像を選択することが可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の発明例として図１または図２に構成を示す。本発明の橋梁点検装置例として上部通路の移動手段である車両台車は軽車両であることの例である。橋梁または構造物の点検部位を電子カメラにより撮像して点検する構造物の点検装置は大型になり広い作業スペースを必要となる。このため上部の道路占有許可を必要とされる。前記移動車両を小型の軽車両とすることで通路の邪魔にならず道路占有許可が不要であるため、通行の迷惑または道路占有許可の制約にならず迅速に点検が可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の発明例として図８に信号回路系の構成ブロックを示す。発明例として複数の電子カメラは広角電子カメラとズーム電子カメラの２カメラ構成としてある。信号系回路構成ブロックは撮像素子部を含むカメラヘッドユニット部と映像信号処理部、ＰＩＰ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｉｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ）処理エンコード部及び出力選択回路の４つのブロックで構成されている。カメラヘッドユニット部における広角カメラ撮像素子とズームカメラ撮像素子は同一のクロックのタイミングジェネレータ（ＴＧ）で駆動され、前記の電子カメラは同期した映像信号を映像信号処理回路に送出する。映像信号処理回路は同期した広角カメラ及びズームカメラ撮像信号処理を行う。これら同期した映像信号をＰＩＰ回路で処理し、広角カメラズームカメラ映像の並列表示や親映像と子映像のＰＩＰ表示を可能とする信号を創出する。出力選択回路は橋梁上部の移動車両に搭載された外部のＰＣからの出力選択制御によって映像信号を出力する。出力の映像信号はケーブル等その他通信手段によって伝送されるが映像出力を選択制御することで伝送路を削減することも可能となる。またズームカメラのズーミング制御、パン及びチルトの制御も前記外部のＰＣから制御する。同様に電子カメラ部のパン及びチルト角はパン回転エンコーダ、チルト回転エンコーダより前記雲台の動作状態を知ること出来、点検対象体の撮像方向を把握することが可能となる。
【００１６】
請求項６に記載の発明例は複数のレーザーポインタを複数電子カメラに一体装着し撮影対象物の測長する方式である。図１、図２、図３図に２つのレーザーポインタを電子カメラの脇に装着した例を示す。前記レーザーポインタは小型軽量であるため、前記雲台に搭載された複数電子カメラに一体装着することが可能である。図１、図２、図３図の発明例では２つのレーザーポインタを搭載したものであるが、レーザーポインタ数は複数あれば撮影対象物の測長機能を満足する。
【００１７】
図９は点検撮像対象を図６に示すごとくチルト軸が紙面に平行で撮像したときの撮像例の表示である。電子ズームカメラの映像と広角カメラの映像を表示した例を示す。撮像対象全体を広角カメラ映像で図９の下段に表示し、撮像対象詳細のズーム映像を上段に表示した。画面上にレーザーポインタの照射点も表示されている。レーザーポインタの照射の表示点の距離は図３に示される機械的寸法を持ち、かつ前記電子カメラの光軸に平行であることから図３で表示される画面上の画素数で換算される。この時、撮像対象物の大きさ映像の画素数とレーザーポインタの照射点距離の画素数を単純比例計算することにより点検対象寸法が判明する。図１０は撮像対象全体の広角カメラ映像と撮像対象詳細のズーム映像とをＰＩＰ機能により、１つの表示器に並列配置表示した例である。
【００１８】
図１１は点検撮像対象を図７に示すごとくチルト軸が紙面に垂直で撮像したときの撮像例の表示である。電子ズームカメラの映像と広角カメラの映像を表示した例を示す。撮像対対象全体を広角カメラ映像で図１１の下段に表示し、撮像対象詳細のズーム映像を上段に表示した。画面上にレーザーポインタの照射点も表示されている。レーザーポインタの照射の表示点の距離は図３に示される機械的寸法を持ち、かつ前記電子カメラの光軸に平行であることから図３で表示される画面上の画素数で換算される。この時、撮像対象物の大きさ映像の画素数とレーザーポインタの照射点距離の画素数を単純比例計算することにより点検対象寸法が判明する。図１２は撮像対象全体の広角カメラ映像と撮像対象詳細のズーム映像とをＰＩＰ機能により、１つの表示器に親画像と子画像を配置表示した例である。図７の点検対象撮像ではチルト角を持つ例で有るが、このチルト角はチルト角エンコーダデータよりチルト角度を取得可能であり、チルト角度による寸法補正が可能で有る。
【００１９】
なお構成要素の任意の組み合わせ、本発明に基づく装置を他の方法への応用など発明の趣旨の範囲で他の態様としても有効である。
【発明の効果】
【００２０】
このような請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６の発明の構成による構造物の点検装置では、危険作業を回避し調査困難な構造物の点検を小型の設備で、正確かつ迅速に視認可能であり、点検漏れや点検ミス防止すると共に点検保守の人手と時間の削減を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】 本発明の構造図例である。
【図２】 本発明の構造図例である。
【図３】 本発明の複数電子カメラ例の構造説明図である。
【図４】 本発明の複数電子カメラ例のパン動作説明図である。
【図５】 本発明の複数電子カメラ例のチルト動作説明図である。
【図６】 本発明の点検対象物撮像例の説明図である。
【図７】 本発明の点検対象物撮像例の説明図である。
【図８】 本発明の複数電子カメラの回路構成及び制御ブロック説明図である。
【図９】 本発明の点検対象物撮像例の撮像表示の説明図である。
【図１０】 本発明の点検対象物撮像例の撮像表示の説明図である。
【図１１】 本発明の点検対象物撮像例の撮像表示の説明図である。
【図１２】 本発明の点検対象物撮像例の撮像表示の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施の形態１）
次に、本発明を具体化した実施形態を図に基づいて説明する。図１は本発明にかかわる構造物点検装置１００の構成図で橋梁１０１の下部を点検する装置である。橋梁１０１は柵１０１ａ、橋梁上面道路１０１ｂ、橋梁下部構造体１０１ｃである。橋梁上部の軽車両移動体１０２上には構造物点検装置を吊り下げる自在アーム１０４と前記構造物点検装置を制御する表示器を持つＰＣ１０３を搭載する。自在アーム１０４は保持アーム１０４ａ、水平アーム１０４ｂ、垂直方向に移動（１０４ｄ）する垂直アーム１０４ｃ及び橋梁下部の水平アーム１０４ｅ有し、水平アーム１０４ｅ上に複数の電子カメラ１０５を配置する構造で前記カメラ１０５はアーム１０４ｅ上を移動（１０４ｆ）する。この水平移動は複数の電子カメラ１０５を搭載し、水平アーム１０４ｅ自身が移動（１０４ｆ）してもよい。パン及びチルト機構に搭載された前記カメラ１０５は橋梁下部の点検対象物１０１ｄを広角撮像カメラ１０５ａ、ズームカメラ１０５ｂで撮像し、前記点検対象物１０１ｄの異常を検出する。前記カメラは広角カメラの撮像画角１０５ｅ、ズームカメラの撮像画角１０５ｆを有する、また複数のレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒを前記カメラ１０５の光軸に対し平行配置し、レーザービーム１０５ｄ−Ｌ、１０５ｄ−Ｒを照射する構造を持つ。図１では前記電子カメラ１０５を搭載するパン及びチルト回転駆動部、回転検出エンコーダは図示していない。図は説明の都合上模式的に描いてある。
【００２２】
（実施の形態２）
次に、本発明を具体化した実施形態を図に基づいて説明する。図２は本発明に係る構造物点検装置１００の構成図で橋梁１０１の下部を点検する装置である。橋梁１０１は柵１０１ａ、橋梁上面道路１０１ｂ、橋梁下部構造体１０１ｃである。橋梁上部の軽車両移動体１０２上には構造物点検装置を吊り下げる自在アーム１０４と前記構造物点検装置を制御する表示器を持つＰＣ１０３を搭載する。自在アーム１０４は水平アーム１０４ｂ、垂直方向に移動（１０４ｄ）する垂直アーム１０４ｃ及び橋梁下部の水平アーム１０４ｅ有し、水平アーム１０４ｅ上に複数のカメラ１０５を配置する構造でカメラ１０５はアーム１０４ｅ上を移動（１０４ｆ）する。パン及びチルト機構に搭載された前記カメラ１０５は橋梁下部の点検対象物１０１ｄを広角撮像カメラ１０５ａ、ズームカメラ１０５ｂで撮像し、前記点検対象物１０１ｄの異常を検出する。前記カメラは広角カメラの撮像画角１０５ｅ、ズームカメラの撮像画角１０５ｆを有し、また複数のレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５Ｃ−Ｒを前記カメラ１０５の光軸に対し平行配置し、レーザービーム１０５ｄ−Ｌ、１０５ｄ−Ｒを照射する構造を持つ。図２では前記電子カメラ１０５を搭載するパン及びチルト回転駆動部、回転検出エンコーダは図示していない。図は説明の都合上模式的に描いてある。
【００２３】
（実施の形態３）
図３は本発明に係るパン及びチルト回転可能の雲台に複数の電子カメラを搭載した構造１０５を示す。広角カメラ１０５ａ、ズームカメラ１０５ｂの光軸１０５ｊ、１０５ｋは点検対象を同一方向で撮像する機能が要求されることから互いに平行である。複数のレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ及び１０５ｃ−Ｒを前記電子カメラの両脇に距離１０５ｊ離間して配置する。さらにレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒの照射ビーム１０５ｄ−Ｌ、１０５ｄ−Ｒは前記電子カメラの広角カメラ光軸１０５ｊ及びズームカメラ光軸１０５ｋに平行配置される構造を持つ。パン及びチルト回転可能な雲台のパン軸は１０５ｇ、チルト軸は１０５ｈで示す。
【００２４】
（実施の形態４）
図４は本発明にかかわるパン及びチルト回転可能の雲台に複数の電子カメラを搭載した構造１０５でパン回転角をθｐ（１０５１）と図示している。同様に図５にチルト角をθｔ（１０５ｍ）として図示している。
【００２５】
（実施の形態５）
図６は本発明例で橋梁１０１の構造を示す。上部道路１０１ｂ、橋梁下部構造体１０１ｃ、橋梁下部の点検対象１０１ｄで構成される。自在アームの一部は省略しチルト軸が紙面平行の時の前記電子カメラ１０５を自在水平アーム１０４ｃ上に置き、点検対象物１０１ｄを撮像調査する状態を示している。前記電子カメラは広角画角１０５ｅ、ズーム画角１０５ｆを持ち、複数のレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒを前記電子カメラ１０５ａまたは１０５ｂの近傍に搭載しレーザーポインタの照射光軸１０５ｄ−Ｌ、１０５ｄ−Ｒを前記カメラの光軸に平行配置する構造を持つ。撮像された映像信号は映像信号Ａ（１０５ｇ）、映像信号Ｂ（１０５ｈ）またはＰＩＰ信号１０５ｉが選択出力される。
【００２６】
（実施の形態６）
図７は本発明例で橋梁１０１の構造を示す。上部道路１０１ｂ、橋梁下部構造体１０１ｃ、橋梁下部の点検対象１０１ｄで構成される。自在アームの一部は省略しチルト軸が紙面垂直の時の前記電子カメラ１０５を自在水平アーム１０４ｃ上に置き、点検対象物１０１ｄを撮像調査する状態を示している。前記電子カメラは広角画角１０５ｅ、ズーム画角１０５ｆを持ち、複数のレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒを前記電子カメラ１０５ａ、１０５ｂの脇に搭載しレーザーポインタの照射光軸１０５ｄ−Ｌ、１０５ｄ−Ｒを前記カメラの光軸に平行配置する構造を持つ。撮像された映像信号は映像信号Ａ（１０５ｇ）、映像信号Ｂ（１０５ｈ）またはＰＩＰ信号１０５ｉが選択出力される。
【００２７】
（実施の形態７）
図８は本発明例で、信号回路系の構成ブロックを示す。信号系回路構成ブロックは撮像素子部を含むカメラヘッドユニット部と映像信号処理部、ＰＩＰ処理エンコード部及び出力選択回路の４つのブロックとパン／チルト機構及びその制御部分で構成されている。この回路ブロックとは別に道路上部の移動車両操作部を有している。図８の発明例は２台の電子カメラによる回路構成例である。広角電子カメラ２０１とズーム電子カメラ２０２がパン／チルト機構２０３に搭載される。広角カメラ２０１の撮像素子２０４とズームカメラ２０２の撮像素子２０５はタイミングジェネレータＴＧ２０６により同一クロックで駆動され同期した撮像を行う。前記の電子カメラは同期した映像信号を映像信号処理回路２０７に送出する。映像信号処理回路２０７は同期した広角カメラ及びズームカメラ撮像信号処理を行う。これら同期した映像信号をＰＩＰ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｉｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ）回路２０８で処理し、広角カメラ映像信号２１４、ズームカメラ映像信号２１６、並列表示や親映像と子映像のＰＩＰ表示を可能とするＰｉｎＰ信号２１５を出力選択回路２０９経由で送出する。出力選択回路２０９は橋梁上部の移動車両に搭載された外部のＰＣからの出力選択制御２１７によって映像信号を選択出力する。出力の映像信号はケーブル等その他通信手段によって伝送されるが映像出力を選択制御することで伝送路を削減することも可能となる。またズームカメラのズーミング制御２１０、パン及びチルトの制御２１１も前記外部のＰＣ３０１から制御する。同様に前記電子カメラ部のパン及びチルト角はパン回転エンコーダ２１２、チルト回転エンコーダ２１２より前記雲台の動作状態を知ること出来、点検対象体の撮像方向を把握することが可能となる。
【００２８】
（実施の形態８）
図９及び図１０は本発明例での点検対象の撮像映像表示例である。点検撮像対象１０１ｄを図６に示すごとく前記電子カメラのチルト軸が紙面に平行で撮像したときの撮像例の表示である。図９の下段に前記電子カメラの広角カメラによる撮像対象の全体映像を表示器４０１に表示している。表示画面上に撮像対象４０３ａの全体とレーザーポインタのビーム照射点４０４Ｌａ、４０４Ｒａも併せて表示されている。図３に示される如くレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒは距離１０５ｉ離間して配置され、それらの照射ビーム１０５ｄ−Ｌ、１０５ｄ−Ｒは前記電子カメラ光軸と平行であるから表示器４０１上の照射ビーム点間距離は常に一定である。この照射ビーム点間の映像画素数は画像処理から容易に得ることができる。撮像対象１０１ｄの大きさは、
１０１ｄの横寸法＝１０１ｄの横方向の画素数／照射ビーム点間の映像画素数ｘレーザ ーポインタの離間配置距離
となる。このように点検対象１０１ｄの全体位置の把握とその寸法を知ることが出来る。図９の上部にズームカメラによる撮像対象の詳細映像を表示器４０２に表示している。図９上部の表示画面上に撮像対象４０３ｂの拡大映像とレーザーポインタのビーム照射点４０４Ｌｂ、４０４Ｒｂも併せて表示されている。表示器４０２上の照射ビーム点４０４Ｌｂと４０４Ｒｂの距離は常に一定であるから、点検対象１０１ｄの詳細図と共にその形状寸法を得ることが可能となる。点検対象１０１ｄの大まかな大きさに応じて、図３におけるレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒは距離１０５ｉを選択し離間配置することが必要とされる。図３においてのレーザーポインタ配置例として離間距離は、約１００〜１５０ｍｍに設定した。図１０は図９下部の撮像対象全体の広角カメラ映像と図９上部の撮像対象詳細のズーム映像とをＰＩＰ機能により、１つの表示器５０１に並列配置表示した例である。
【００２９】
（実施形態９）
図１１及び図１２は本発明例での点検対象の撮像映像表示例である。点検撮像対象１０１ｄを図７に示すごとく前記電子カメラのチルト軸が紙面に垂直平行で撮像したときの撮像例の表示である。図１１の下段に前記電子カメラの広角カメラによる撮像対象の全体映像を表示器６０１に表示している。表示画面上に撮像対象６０３ａの全体とレーザーポインタのビーム照射点６０４Ｌａ、６０４Ｒａも併せて表示されている。図３に示される如くレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒは距離１０５ｉ離間して配置され、それらの照射ビーム１０５ｄ−Ｌ、１０５ｄ−Ｒは前記電子カメラ光軸と平行であるから表示器６０１上の照射ビーム点間距離は常に一定である。この照射ビーム点間の映像画素数は画像処理から容易に得ることができる。撮像対象１０１ｄの大きさは、
１０１ｄの縦寸法＝１０１ｄの縦方向の画素数／照射ビーム点間の映像画素数ｘレーザ ーポインタの離間配置距離
となる。このように点検対象１０１ｄの全体位置の把握とその寸法を知ることが出来る。図１１の上部にズームカメラによる撮像対象の詳細映像を表示器６０２に表示している。図１１上部の表示画面上に撮像対象６０３ｂの拡大映像とレーザーポインタのビーム照射点６０４Ｌｂ、６０４Ｒｂも併せて表示されている。表示器６０２上の照射ビーム点６０４Ｌｂと６０４Ｒｂの距離は常に一定であるから。点検対象１０１ｄの詳細図と共にその形状寸法を得ることが可能となる。点検対象１０１ｄの大まかな大きさに応じて、図３におけるレーザーポインタ１０５ｃ−Ｌ、１０５ｃ−Ｒは距離１０５ｉを選択し離間配置することが必要とされる。図１２は図１１下部の撮像対象全体の広角カメラ映像と図１１上部の撮像対象詳細のズーム映像とをＰＩＰ機能により、１つの表示器７０１に親画像と子画像をＰＩＰ配置表示した例である。図７の点検対象撮像では前記電子カメラはチルト角を持つ例で有るが、チルト角エンコーダデータよりチルト角度を取得可能であり、チルト角度による寸法補正が可能である。
【００３０】
以上の構成により橋梁等構造物の点検に際し、点検対象物の全体位置と詳細部を同時に撮影し視認出来ると同時に形状寸法を把握し、点検対象の現場状態や異常状態の詳細を的確かつ迅速に判断することが出来る。また映像データ、寸法データを記録可能であり、調査点検資料作成にも即座に反映できる。
【符号の説明】
【００３１】
１００ 構造物点検装置構成
１０１ 橋梁
１０１ａ 橋梁柵
１０１ｂ 橋梁部上面道路
１０１ｃ 橋梁部下部構造体
１０１ｄ 点検対象物
１０２ 軽車両移動体
１０３ 制御ＰＣ
１０４ 自在アーム
１０４ａ 保持アーム
１０４ｂ 水平アーム
１０４ｃ 垂直アーム
１０４ｄ 垂直アームの移動方向
１０４ｅ 橋梁下部に水平アーム
１０４ｆ 橋梁下部の水平アームの移動方向
１０５ 電子カメラ
１０５ａ 広角カメラ
１０５ｂ ズームカメラ
１０５ｃ−Ｌ レーザーポインタ
１０５ｃ−Ｒ レーザーポインタ
１０５ｄ−Ｌ レーザーポインタの照射ビーム
１０５ｄ−Ｒ レーザーポインタの照射ビーム
１０５ｅ 広角カメラの画角
１０５ｆ ズームカメラの画角
１０５ｇ パン回転軸
１０５ｈ チルト回転軸
１０５ｉ レーザーポインタの配置距離
１０５ｊ 広角カメラの光軸
１０５ｋ ズームカメラの光軸
１０５ｌ パン角度
１０５ｍ チルト角度
２００ 信号回路系の構成ブロック
２０１ 広角カメラ
２０２ ズームカメラ
２０３ パン／チルト機構
２０４ 広角カメラ撮像素子
２０５ ズームカメラ撮像素子
２０６ タイミングジェネレータ ＴＧ
２０７ 映像信号処理回路
２０８ ＰＩＰ（ＰｉｎＰ）回路
２０９ 出力選択回路
２１０ ズームカメラのズーミング制御部
２１１ パン／チルト制御
２１２ パン回転エンコーダ
２１３ チルト回転エンコーダ
２１４ 広角カメラ映像
２１５ ＰｉｎＰ映像
２１６ ズームカメラ映像
２１７ 出力選択制御信号
２１８ ズームカメラのズーミング制御信号
２１９ パン／チルト制御信号
２２０ パン回転エンコーダ信号
２２１ チルト回転エンコーダ信号
３００ 道路上部移動体部の制御ＰＣブロック
３０１ 制御ＰＣブロック
３０２ 表示器（ディスプレイ）
３０３ ＰＣ制御信号
３０４ 映像信号
４０１ 表示器
４０２ 表示器
４０３ａ 点検対象物
４０３ｂ 点検対象物
４０４Ｌａ レーザーポインタの照射点（左側）
４０４Ｌｂ レーザーポインタの照射点（左側）
４０４Ｒａ レーザーポインタの照射点（右側）
４０４Ｒｂ レーザーポインタの照射点（右側）
５０１ 表示器
５０３ａ 点検対象物
５０３ｂ 点検対象物
５０４Ｌａ レーザーポインタの照射点（左側）
５０４Ｌｂ レーザーポインタの照射点（左側）
５０４Ｒａ レーザーポインタの照射点（右側）
５０４Ｒｂ レーザーポインタの照射点（右側）
６０１ 表示器
６０２ 表示器
６０３ａ 点検対象物
６０３ｂ 点検対象物
６０４Ｌａ レーザーポインタの照射点（左側）
６０４Ｌｂ レーザーポインタの照射点（左側）
６０４Ｒａ レーザーポインタの照射点（右側）
６０４Ｒｂ レーザーポインタの照射点（右側）
７０１ 表示器
７０３ａ 点検対象物
７０３ｂ 点検対象物
７０４Ｌａ レーザーポインタの照射点（左側）
７０４Ｌｂ レーザーポインタの照射点（左側）
７０４Ｒａ レーザーポインタの照射点（右側）
７０４Ｒｂ レーザーポインタの照射点（右側）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高架構造物の下面点検を上部通路から移動して行う点検装置において上部通路の移動手段である車両台車に付設される水平垂直に移動及び回転可能である自在アーム構造を持ち、前記自在アームにパン方向及びチルト方向に回転制御可能な雲台上に複数の電子カメラを搭載することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記複数カメラはパン方向及びチルト方向に回転制御する可能な雲台上に一体に搭載され、そのカメラの一つは点検対象全体を撮像把握する広角カメラであり、他の少なくとも一つはズームカメラからなり、前記広角カメラとズームカメラの光軸は平行であることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項３】
前記複数カメラのズーム電子カメラのズーミング制御と前記複数の電子カメラ搭載した雲台のパン方向及びチルト方向を回転制御する通信手段を持ち、その通信手段によって外部のＰＣからの命令でズームレンズのズーミングを制御すること、また前記複数電子カメラ搭載するパン方向及びチルト方向に回転制御を行うこと同時にズームレンズのズーミング状態のデータと前記雲台のパン方向及びチルトの方向の位置データを外部に出力する事を特徴とする請求項１または請求項２の装置。
【請求項４】
上部通路の移動手段である車両台車が軽車両であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の装置。
【請求項５】
前記複数電子カメラの映像出力は映像同期した信号であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の装置。
【請求項６】
前記複数電子カメラを搭載するパン方向及びチルト方向に回転制御可能な雲台に複数のレーザーポインターを装着し、前記ポインターのレーザー光束方向を複数カメラの撮像光軸に平行一致させて照射し点検対象物を計測する事を特徴とする請求項１乃至請求項５の装置。
【請求項１】
高架構造物の下面点検を上部通路から移動して行う点検装置において上部通路の移動手段である車両台車に付設される水平垂直に移動及び回転可能である自在アーム構造を持ち、前記自在アームにパン方向及びチルト方向に回転制御可能な雲台上に複数の電子カメラを搭載することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記複数カメラはパン方向及びチルト方向に回転制御する可能な雲台上に一体に搭載され、そのカメラの一つは点検対象全体を撮像把握する広角カメラであり、他の少なくとも一つはズームカメラからなり、前記広角カメラとズームカメラの光軸は平行であることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項３】
前記複数カメラのズーム電子カメラのズーミング制御と前記複数の電子カメラ搭載した雲台のパン方向及びチルト方向を回転制御する通信手段を持ち、その通信手段によって外部のＰＣからの命令でズームレンズのズーミングを制御すること、また前記複数電子カメラ搭載するパン方向及びチルト方向に回転制御を行うこと同時にズームレンズのズーミング状態のデータと前記雲台のパン方向及びチルトの方向の位置データを外部に出力する事を特徴とする請求項１または請求項２の装置。
【請求項４】
上部通路の移動手段である車両台車が軽車両であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の装置。
【請求項５】
前記複数電子カメラの映像出力は映像同期した信号であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の装置。
【請求項６】
前記複数電子カメラを搭載するパン方向及びチルト方向に回転制御可能な雲台に複数のレーザーポインターを装着し、前記ポインターのレーザー光束方向を複数カメラの撮像光軸に平行一致させて照射し点検対象物を計測する事を特徴とする請求項１乃至請求項５の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２３１６０２（Ｐ２０１１−２３１６０２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１５７７２（Ｐ２０１０−１１５７７２）
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【出願人】（５０８１２９３９９）アドバス株式会社 (9)
【出願人】（５０４２６４８１６）ユタカ電建工業株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【出願人】（５０８１２９３９９）アドバス株式会社 (9)
【出願人】（５０４２６４８１６）ユタカ電建工業株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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