(57)【要約】【課題】本発明は、表示装置が示す管路の部分を、撮影装置により撮影し、解析することで、その区間の位置を直接計算及び確認ができる管路位置確認装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明に係る管路位置確認装置Ａは、所定の間隔をおいて連結され、管路Ｔ内において位置を表示する複数の位置表示装置ｂ１〜ｂ３と、前記複数の位置表示装置により表示される複数の位置表示の実画像データを作成する撮影装置１３とを備え、前記位置表示装置は、円形の発光機能を有する枠体１０ａ〜１０ｃより構成され、前記撮影装置及び前記枠体同士は、可撓性がある連結紐１２により連結されていることを特徴とする。【選択図】        図３
2020012646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をおいて連結され、管路内において位置を表示する複数の位置表示装置と、
前記複数の位置表示装置のうち、最前部又は最後部の位置表示装置に所定の間隔をおいて連結され、前記複数の位置表示装置により表示される複数の位置表示の実画像データを作成する撮影装置とを備え、
前記位置表示装置は、円形の発光機能を有する枠体より構成され、
前記撮影装置及び前記枠体同士は、可撓性がある連結紐により連結されている
ことを特徴とする管路位置確認装置。
【請求項２】
前記撮影装置に、管路の軸方向を中心にして当該撮影装置の回転と共に従動回転する慣性計測装置が付随し、
撮影装置が管路の軸方向を中心として回転した場合に生ずる管路位置画像データの誤差を前記慣性計測装置により補正した回転補正管路位置画像データを作成する解析手段を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の管路位置確認装置。
【請求項３】
前記枠体の発光機能が、光反射式であり、
前記撮影装置が、当該枠体に光を照射する光照射機能を備えてなる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の管路位置確認装置。
【請求項４】
前記枠体の発光機能が、光反射式であり、
当該枠体に対して光を照射する光照射装置を備えてなる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の管路位置確認装置。
【請求項５】
前記枠体の発光機能が、自発光式である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の管路位置確認装置。
【請求項６】
前記枠体は、その外周に、管路の内周面に接し、かつ、管内において管の長手方向に枠体が移動するのを妨げない緩衝部材が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の管路位置確認装置。
【請求項７】
前記連結紐は、交差する複数本の紐を１組とする交差紐を１又は複数含んでいる
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の管路位置確認装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路位置確認装置に関し、特に地中に埋没している管路や山間部や河川等の目視できないか又は目視が困難な箇所に配設されている管路に対し、その配設されている距離及び方向を含む管路の位置を確認するための管路位置確認装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地中に通信ケーブルや送電線等の配線が挿通された管路が配設されており、配設当時は地図上に表示された設置計画図面に基づいて綿密に管路が配設されてはいるものの、その後の周囲の環境変化、例えば道路や歩道の幅の変化や新設又は消滅、建物の構改築や撤去等の原因により、配設当時の設置計画図面では、現時点において管路がどのような位置に配設されているのかを確認することが困難になってきているのが現状である。
【０００３】
また、山間部においては、地表に配設された管路は本来目視できるようになっているものであるが、年月の経過に伴って地中に潜ったり、樹木や草花などの植物により覆い隠されて目視できない箇所が多くなっているのが現状である。
【０００４】
そこで、下記特許文献１に示される管路計測装置の提案がなされた。当該管路計測装置は、別個に設けられた電源部と駆動回路部とセンサ部とを、屈曲自在なフレキシブルジョイントによって互いに連結し、センサプローブが管路に沿って進行する際に、前記電源部、前記駆動回路部及び前記センサ部が管路の曲部に沿って個々に案内される構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−３２４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の管路計測装置は、センサ部が、小型ＤＴＧ（二軸自由度ジャイロ）、ＭＥＭＳジャイロ、３軸加速度計から構成されており、センサプローブのピッチ角θ及び方位角ψを検出するための信号を出力して利用するため、角加速度の値を２階積分して角度を求めることになり、ある位置での角加速度の誤差が、それ以降の位置での位置の誤差に上乗せされ、その結果、位置の誤差が指数関数的に増加するので、精度が悪いものであった。
【０００７】
そこで、出願人は、上記の課題を解決すべく特願２０１７−１８０１６３号を出願したが、管路の内面に直接光リングを映し出す方法であるため、管路内面の状況により撮影された実画像データに歪みが生じ、そのため実画像データを正射投影変換して正射画像データを作成して解析する必要があった。
【０００８】
そこで本発明では、管路内に配した表示装置を撮影装置により撮影し、解析することで、積分することなく撮影装置から見通せる範囲の管路の曲がりがわかることから、その区間の位置を直接計算及び確認ができる管路位置確認装置を開発した。
【０００９】
本発明に係る管路位置確認装置とは、例えば１つのマンホールから他のマンホールまでの間に配設されている管路について、その長さ方向に関する垂直方向及び水平方向の変位を計測して、管路が配設されている距離及び方向を含む位置を確認する装置である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る第１の管路位置確認装置は、所定の間隔をおいて連結され、管路内において位置を表示する複数の位置表示装置と、前記複数の位置表示装置のうち、最前部又は最後部の位置表示装置に所定の間隔をおいて連結され、前記複数の位置表示装置により表示される複数の位置表示の実画像データを作成する撮影装置とを備え、前記位置表示装置は、円形の発光機能を有する枠体より構成され、前記撮影装置及び前記枠体同士は、可撓性がある連結紐により連結されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る第２の管路位置確認装置は、上記第１の管路位置確認装置の構成に加えて、前記撮影装置に、管路の軸方向を中心にして当該撮影装置の回転と共に従動回転する慣性計測装置が付随し、撮影装置が管路の軸方向を中心として回転した場合に生ずる管路位置画像データの誤差を前記慣性計測装置により補正した回転補正管路位置画像データを作成する解析手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る第３の管路位置確認装置は、上記第１又は２の管路位置確認装置の構成に加えて、前記枠体の発光機能が、光反射式であり、前記撮影装置が、当該枠体に光を照射する光照射機能を備えてなることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係る第４の管路位置確認装置は、上記第１〜３のいずれかの管路位置確認装置の構成に加えて、前記枠体の発光機能が、光反射式であり、当該枠体に対して光を照射する光照射装置を備えてなることを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、本発明に係る第５の管路位置確認装置は、上記第１又は２の管路位置確認装置の構成に加えて、前記枠体の発光機能が、自発光式であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る第６の管路位置確認装置は、上記第１〜５のいずれかの管路位置確認装置の構成に加えて、前記枠体は、その外周に、管路の内周面に接し、かつ、管内において管の長手方向に枠体が移動するのを妨げない緩衝部材が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明に係る第７の管路位置確認装置は、上記第１〜６のいずれかの管路位置確認装置の構成に加えて、前記連結紐は、交差する複数本の紐を１組とする交差紐を１又は複数含んでいることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記のように構成したことにより、本発明に係る管路位置確認装置は、管路に配した位置表示装置を撮影装置により撮影して解析することで、積分することなく撮影装置から見通せる範囲の管路の曲がりが把握できることから、その区間の位置を直接計算でき、かつ、確認ができるので、精度の高い管路位置が確認できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施例に係る位置表示装置を示す一部概略斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る管路位置確認装置を管路内に配置した状態を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る管路位置確認装置を管路内に配置した状態の概要を示す概略側面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る位置表示装置を示す一部概略斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る管路位置確認装置を管路内に配置した状態の概要を示す概略側面図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る位置表示装置を示す一部概略斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施例に係る管路位置確認装置を管路内に配置した状態の概要を示す概略側面図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係る管路位置確認装置を使用しての第１の試験例であって、リング状の位置表示を撮影した実画像データを示す正面図である。
【図９】図８の実画像データに基づいて作成した垂直方向の管路位置画像データを示す図である。
【図１０】第１の試験例の変更例であって、図８の実画像データに基づいて作成した垂直方向の管路位置画像データを示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施例に係る管路位置確認装置を使用しての第２の試験例であって、リング状の位置表示を撮影した実画像データを示す正面図である。
【図１２】図１１の実画像データに基づいて作成した垂直方向の管路位置画像を示す図である。
【図１３】第２の試験例の変更例であって、図１１の実画像データに基づいて作成した垂直方向の管路位置画像を示す図である。
【図１４】本発明の実施例に係る管路位置確認装置の理論構成を示す模式図であり、図中の（ａ）は測定状態を示す図であり、（ｂ）は解析手順を示す図である。
【図１５】本発明の実施例に係る管路位置確認装置により作成された複数の撮影画像を重ね合わせた状態を示す位置計測の考え方を説明する模式図である。
【図１６】本発明の実施例に係る管路位置確認装置において、カメラが回転した場合の補正方法を説明する模式図であり、図中の（ａ）はカメラが回転せず水平な場合を示し、（ｂ）はカメラが角θだけ回転した場合を示す。
【図１７】本発明の実施例に係る管路位置確認装置において、実測による管路位置の始点及び終点のそれぞれに、前記管路位置画像データ又は回転補正管路位置画像データにおいて対応する管路位置の始点及び終点のそれぞれを重ね合わせることにより、始点から終点に至る線分を補正した実測補正管路位置画像データを作成する方法を示す説明図であり、図中の（ａ）は管路位置画像データを示し、図中の（ｂ）は実測による管路位置の始点及び終点を示し、図中の（ｃ）は管路位置画像データの始点及び終点と実測による管路位置の始点及び終点との差を示す図であり、図中の（ｄ）は補正した実測補正管路位置画像データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に本発明の好適な実施例を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１〜図３は、管路位置確認装置Ａの実施例１を示し、図１は管路位置確認装置Ａの一部を構成する位置表示装置ｂ１、ｂ２、ｂ３（総称する場合はＢ）を示す。簡略のため位置表示装置を３個連設したところを示しているが、５〜９個程度連設するのが通常である。
【００２１】
当該位置表示装置Ｂは、それぞれ円形の枠体１０ａ、１０ｂ、１０ｃ（総称する場合は１０）から構成され、前記枠体１０は、いずれも光反射式の発光機能を有している。すなわち、前記枠体１０は、その表面に光反射塗料が塗布されていて、光を良好に反射するようになっている。なお、表面が鏡面の枠体を使用してもよい。
【００２２】
図２及び図３は、管路Ｔ内に配置された管路位置確認装置Ａを示す。これら各位置表示装置ｂ１、ｂ２、ｂ３は、これらを構成する枠体１０ａ、１０ｂ、１０ｃ同士が連結紐１２により等間隔に連設されている。なお、等間隔でなくとも、予め設定した間隔で連設しておいてもよい。当該連結紐１２は、可撓性があって光透過性の材質であり、次の要領で枠体１０ａ、１０ｂ、１０ｃ同士を連結している。なお、必ずしも光透過性でなくてもよい。
【００２３】
連結紐１２は、図１に示すように、交差（ねじれの位置も含む）する２本の交差紐１２ａ、１２ｂを１組として交差する紐４組により構成されている。このように２本の交差紐１２ａ、１２ｂを平行ではなく、ねじれの位置を含めて交差させることにより、一方の紐は、他方の紐の動きを規制するように働き、かつ、このような交差紐４組により枠体１０が連結されているため、枠体１０が互いに傾斜及び回転するのを規制し合うので、図２及び図３に示す管路Ｔ内において、枠体１０はほぼ垂直に直立した状態が維持できるようになっている。なお、管路Ｔはその内部に通信ケーブルや送電線等の配線を配するためのものである。なお、上記の交差紐は２本に限るものではなく、３本以上でもよい。また、連結紐は交差させずに、かつ、ねじれの位置にない平行な直線状に配してもよい。
【００２４】
そして、位置表示装置ｂ１の前方には、図３に示すように、センサー部本体として撮影装置１３及びＩＭＵ（慣性計測装置）１４を登載した第１器具Ｃが連結されている。前記撮影装置１３は、いわゆるフラッシュライトと呼ばれる光照射機能を備えている。当該第１器具Ｃの前方には、コンピューター１５と、管路Ｔの内壁面を回動して移動距離及び移動方向等を出力するエンコーダー１６とが登載された第２器具Ｄが連なっており、その前方にはバッテリー１７を登載した第３器具Ｅとが連なっている。
【００２５】
また、前記の位置表示装置ｂ１と第１器具Ｃとは、前記の連結紐１２により連結されている。第１器具Ｃ、第２器具Ｄ及び第３器具Ｅとは電源ケーブルＦにより連結されている。なお、連結紐１２は各位置表示装置間のみを連結するようにしてもよく、第１器具Ｃ、第２器具Ｄ及び第３器具Ｅを連結紐１２にて連結してもよい。また、管路Ｔ内に配置する必要がある位置表示装置ｂ１、撮影装置１３、ＩＭＵ（慣性計測装置）１４及びエンコーダー１６を管路Ｔ内に配置し、管路Ｔ内に配置する必要がないコンピューター１５及びバッテリー１７は管路Ｔ外に配置するように構成を変更してもよい。
【００２６】
以上により、撮影装置１３及びＩＭＵ１４、コンピューター１５及びエンコーダー１６は、バッテリー１７から送電されて予定された稼働をするようになっている。
【００２７】
また、第３器具Ｅには牽引具Ｇが取り付けられており、当該牽引具Ｇにより第３器具Ｅを管路Ｔの前方方向に牽引することができるようになっている。したがって、各位置表示装置ｂ１、ｂ２、ｂ３、第１器具Ｃ、第２器具Ｄは、牽引具Ｇによって管路Ｔ内を移動させることができる。
【００２８】
さらに、第１器具Ｃ、第２器具Ｄ及び第３器具Ｅは、管路Ｔの内壁面に接触して回転する支持部品Ｈにより管路Ｔ内をスムーズに移動することができ、その移動距離及び移動方向はエンコーダー１６により確認できるようになっている。なお、本実施例における把持部品Ｈはコロ車を管路内面の周囲に接するように第１器具Ｃ、第２器具Ｄ及び第３器具Ｅに取り付けて浮かした状態にしたものであるが、これに限られるものではなく、ブラシ部材を管路内面の周囲に接するように第１器具Ｃ、第２器具Ｄ及び第３器具Ｅに取り付けて浮かした状態にしてもよく、管路内を移動するのに抵抗を少なくするものであれば、他の方法でも差し支えない。
【００２９】
上記のように構成された管路位置確認装置Ａにおいて、撮影装置１３は、その光照射機能を利用して、各位置表示装置ｂの枠体１０に対して光を照射すると、各枠体１０ａ、１０ｂ、１０ｃがリング状に光を発光することにより、位置表示装置ｂ１、ｂ２、ｂ３は、管路Ｔ内において第１光リングｃ１、第２光リングｃ２、第３光リングｃ３を生成し、これら光リングｃ１、ｃ２、ｃ３をそれぞれ撮影装置１３により撮影すると、例えば、図８や図１１に示すような画像が撮影できる。また、上記したように連結紐１２として光透過性の材質のものを使用しているので、光リングｃ１、ｃ２、ｃ３を撮影するときの邪魔にならず、鮮明な光リングｃ１、ｃ２、ｃ３が撮影できる。
【実施例２】
【００３０】
図４及び図５は、実施例２を示し、本実施例は、実施例１における管路位置確認装置Ａの変更例であって、具体的には位置表示装置ｂ１、ｂ２、ｂ３における枠体１０の変更例である。なお、実施例１と同一の構造については実施例１における符号及び説明を援用し、本実施例においてはその説明を省略する。
【００３１】
本実施例における管路位置確認装置２Ａは、図４に示すように、位置表示装置２ｂが、枠体２０と、その外周に取り付けた緩衝部材であるバネ材１８とから構成される。
【００３２】
当該バネ材１８は、図５に示すように、管路Ｔの内壁と枠体２０との間の緩衝機能を果たし、枠体２０が管路Ｔ内に浮かんで管路Ｔの径方向断面の中心に位置するよう付勢されている。
【００３３】
すなわち、バネ材１８は、靱性のある金属線よりなり、枠体２０に取り付けられる枠体接触側１８ａと管路内面に接触する管路接触側１８ｂとの中間で折曲されてなるものである。
【００３４】
そして、図５に示すように、枠体２０が管路内を挿通する方向に対して、枠体接触側１８ａ及び管路接触側１８ｂが後方に向くように取り付けられているので、枠体２０が管路内において管路Ｔの長手方向に移動するのを妨げないようになっている。
【実施例３】
【００３５】
図６及び図７は、実施例２を示し、本実施例は、実施例２における管路位置確認装置２Ａの変更例であって、具体的には位置表示装置２ｂにおける枠体２０の変更例である。なお、実施例１及び実施例２と同一の構造については実施例１及び実施例２における符号及び説明を援用し、本実施例においてはその説明を省略する。
【００３６】
本実施例における管路位置確認装置３Ａは、図６に示すように、位置表示装置３ｂ（３ｂ１、３ｂ２、３ｂ３）が、枠体２１と、その外周に取り付けた緩衝部材であるバネ材１８（前記実施例２において説明したもの）と、枠体２１の下部に取り付けた光照射装置１９とから構成される。
【００３７】
これら光照射装置１９は、電源ケーブルＦによる第１器具Ｃへの供給電源に接続された電源コード１９ａにより連結されている。そして、前記光照射装置１９に電流が流れると、レーザー光を枠体２１に向かって照射し、枠体２１は光リングとして発光するように設計されている。
【００３８】
なお、上記のように、光照射装置１９を設けた場合には、光照射装置１９の自重により枠体２１の重心位置が下方に変位するので、連結紐１２の作用に加えて、管路Ｔ内で枠体２１が傾斜したり回転したりすることをさらに規制できる利点がある。
【００３９】
上記の各実施例においては、枠体が光反射式の発光機能を備えたものとして説明したが、光反射式の発光機能に限られるものではなく、自光式の発光機能を備えたものでもよい。自光式の発光機能としては、例えば、枠体に沿ってＬＥＤを組み込んでリング状に発光するようにしてもよい。また、枠体に蓄光塗料を塗布しておき、使用していないときに太陽光などの光を照射して蓄光し、使用するときにリング状に発光するようにしてもよく、その場合は、枠体を接続する電源コードが不要となり、電気も不要であるので、コスト安につながる利点がある。
【００４０】
［第１試験例］
図８及び図９は、第１の試験例を示し、図８は、管路Ｔａに対して、管路位置確認装置Ａ、２Ａ又は３Ａを使用し、上記した要領により位置表示装置Ｂを使用して光リングを撮影装置により撮影した実画像データ３０の結果を表したものである。
【００４１】
なお、本試験例は、湾曲していない直管の管路Ｔａにおいて行ったものであり、撮影装置による撮像位置ｓ１と１番目の位置表示装置Ｂの位置とを一致させ、各位置表示装置Ｂの間隔を等間隔にしたものである。
【００４２】
上記実画像データ３０においては、光リング３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅは、実施例１において説明したように、発光機能を有する円形の枠体１０により形成されるものであるため、管路Ｔａの中央に向かって小径となる理想的には真円の光リングを形成し、管路Ｔａが湾曲していない直管であることから光リング３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅの中心は全て３０ｐの位置にある同心円となる。以下、光リング３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅを同心円３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅともいう。
【００４３】
なお、枠体１０のいずれかが傾斜したことにより光リングのいくつかが楕円形に表れた場合には、枠体１０の直径が予め定められており、また、エンコーダー１６により各枠体１０の移動距離が判明しているので、楕円形の光リングを真円の光リングに補正して、図８に示すような実画像データ３０を作成する。また、各光リング３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅは、実際には円形の枠体１０の幅を有するが、各光リング３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅとしては外周円を採用しても内周円を採用してもよく、その中心となる円周を採用してもよい。
【００４４】
また、前記撮影装置が計測中に管路の軸方向を中心として回転するようなことがあっても、撮影装置に付随しているＩＭＵ（慣性計測装置）が撮影装置の回転と共に従動回転するので、撮影装置が回転した場合に生ずる管路位置画像データの誤差を前記ＩＭＵ（慣性計測装置）により解析し、補正した回転補正管路位置画像データを作成することができる。
【００４５】
本試験例においては、湾曲していない直管の管路Ｔａにおいて行ったものであるため、中心３０ｐが全て同一であることから管路Ｔａの方向は直進であり、中心位置にずれがないので、実画像データ３０における同心円３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅの各中心位置はずれることなく全て一致することになる。
【００４６】
そして、図９に示すように、この作成された実画像データ３０における同心円３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅ（図９においては各円の直径を線分で表し、符号は線分の端点に付す）は、撮像位置ｓ１における、管路内に生成された各光リングに相当する仮想上の光リング３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ及び３５ｅ（図９においては各円の直径を線分で表し、符号は線分の端点に付す）が撮影装置の位置ｐに向かう光線３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ及び３４ｅの画像である。
【００４７】
この撮像位置に投影された同心円３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅの中心位置３０ｐは、各光リング３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ及び３５ｅの中心位置に相当する。
【００４８】
そこで、予め定められている位置表示装置３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ及び３２ｅの等間隔の距離（ａ１）に対応させて各光リング３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ及び３５ｅの中心位置３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ及び３６ｅを解析装置又はマニュアルによりプロットし、この中心位置３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ及び３６ｅを直線で結ぶことにより図９に示す管路位置画像が作成でき、管路Ｔａの距離及び方向を含む位置が確認できる。
【００４９】
本試験例においては、光リングの中心位置３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ及び３６ｅが一直線上にあるため、管路Ｔａが位置表示装置３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ及び３２ｅの間において直進していることが確認できる。また、仮想上の光リング３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ及び３５ｅを上記管路位置画像に描くことにより管路Ｔａの仮想断面形状が確認できる。
【００５０】
［第１試験例の変更例］
本変更例は、第１試験例において、撮像位置ｓ１を１番目の位置表示装置Ｂよりも撮影装置よりに変更し、各位置表示装置Ｂの間隔を１．２倍ずつ乗じた間隔、すなわち、１番目の位置表示装置から距離を、１．００（ｂ１）、１．２０（ｂ２）、１．４４（ｂ３）、２．０７（ｂ４）の倍率に変更したものである。
【００５１】
したがって、図８及び図９において共通する部分は第１試験例の説明を援用して本変更例では省略し、図１０においては、異なる部分である本変更例における撮像位置をｓ２で示し、管路位置画像を形成する光リングの中心位置を３６ａ１、３６ｂ１、３６ｃ１、３６ｄ１及び３６ｅ１で示す。
【００５２】
このように、第１試験例の変更例においても管路が直進していることが確認できる。
【００５３】
［第２試験例］
図１１及び図１２は、第２の試験例を示し、図１１は、管路Ｔｂに対して、管路位置確認装置Ａ、２Ａ又は３Ａを使用し、上記した要領により位置表示装置Ｂを使用して光リングを撮影装置により撮影した実画像データ４０の結果を表したものである。
【００５４】
なお、本試験例は奥に行くに従って下方に湾曲する湾曲管の管路Ｔｂにおいて行ったものであり、撮影装置による撮像位置ｓ３と１番目の位置表示装置Ｂの位置とを一致させ、各位置表示装置Ｂの間隔を等間隔にしたものである。
【００５５】
上記の実画像データ４０においては、光リング４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ及び４１ｅは、管路Ｔｂの中央に向かって小径で下方に下がるほど直径が短くなる光リングを形成している。以下、光リング４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ及び４１ｅを円４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ及び４１ｅともいう。
【００５６】
なお、枠体１０のいずれかが傾斜したことにより光リングのいくつかが楕円形に表れた場合には、枠体１０の直径が予め定められており、また、エンコーダー１６により各枠体１０の移動距離が判明しているので、楕円形の光リングを真円の光リングに補正して、図１１に示すような実画像データ４０を作成する。また、各光リング４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ及び４１ｅは、実際には円形の枠体１０の幅を有するが、各光リング４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ及び４１ｅとしては外周円を採用しても内周円を採用してもよく、その中心となる円周を採用してもよい。
【００５７】
また、前記撮影装置が計測中に管路の軸方向を中心として回転するようなことがあっても、撮影装置に付随しているＩＭＵ（慣性計測装置）が撮影装置の回転と共に従動回転するので、撮影装置が回転した場合に生ずる管路位置画像データの誤差を前記ＩＭＵ（慣性計測装置）により解析し、補正した回転補正管路位置画像データを作成することができる。
【００５８】
本試験例においては、下方に湾曲した管路Ｔｂにおいて行ったものであるため、中心４０ｐ１、４０ｐ２、４０ｐ３、４０ｐ４及び４０ｐ５が小円になるにつれて徐々に下がっていく。すなわち、中心４０ｐ１〜４０ｐ３は同位置にあり、中心４０ｐ４は中心４０ｐ１〜４０ｐ３より少し下がり、４０ｐ５は中心４０ｐ４より少し下がっているので、方向は下方に湾曲していることになる。
【００５９】
そして、図１２に示すように、この作成された実画像データ４０における大小異なる円４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ及び４１ｅ（図１２においては各円の直径を線分で表し、符号は線分の端点に付す）は、撮像位置ｓ３における、管路内に生成された各光リングに相当する仮想上の光リング４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ及び４５ｅ（図１２においては各円の直径を線分で表し、符号は線分の端点に付す）撮影装置の位置ｐに向かう光線４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ及び４４ｅの画像である。
【００６０】
この撮像位置ｓ３に投影された大小異なる円４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ及び４１ｅの中心４０ｐ１、４０ｐ２、４０ｐ３、４０ｐ４、４０ｐ５は、それぞれ光リング４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ及び４５ｅの中心位置に相当する。
【００６１】
そこで、予め定められている位置表示装置４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ及び４２ｅの等間隔の距離（ａ１）に対応させて各光リング４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ及び４５ｅの中心位置４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ及び４６ｅを解析装置又はマニュアルによりプロットし、この中心位置４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ及び４６ｅを直線で結ぶことにより図１２に示す管路位置画像が作成でき、管路Ｔｂの距離及び方向を含む位置が確認できる。
【００６２】
本試験例においては、中心位置４６ａ、４６ｂ、４６ｃまでが一直線であり、４６ｄ及び４６ｅが下傾しているため、管路Ｔｂが位置表示装置４２ａ、４２ｂ、４２ｃの間において直進し、４２ｄ及び４２ｅの間において下降していることが確認できる。また、仮想上の光リング４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ及び４５ｅを上記管路位置画像に描くことにより管路Ｔａの仮想断面形状が確認できる。
【００６３】
［第２試験例の変更例］
本変更例は、第２試験例において、撮像位置ｓ３を１番目の位置表示装置Ｂより撮影装置よりに変更し、各位置表示装置Ｂの間隔を１．２倍ずつ乗じた間隔、すなわち、１番目の位置表示装置から距離を、１．００（ｂ１）、１．２０（ｂ２）、１．４４（ｂ３）、２．０７（ｂ４）の倍率に変更したものである。
【００６４】
したがって、図１１及び図１２において共通する部分は第２試験例の説明を援用して本変更例では省略し、図１３においては、異なる部分である本変更例における撮像位置をｓ４で示し、管路位置画像を形成する中心位置を４６ａ１、４６ｂ１、４６ｃ１、４６ｄ１及び４６ｅ１で示す。
【００６５】
このように、第２試験例の変更例においても管路が下方に湾曲していることが確認できる。
【００６６】
［本発明に係る管路位置画像データ作成の理論構成］
以下、図１４及び図１５に基づいて本実施例の理論構成について説明する。
【００６７】
図１４（ａ）に示すように、カメラで管路内面に照射された発光リング、すなわち第１リング〜第３リングを撮影する。予めカメラから第１リングまでの距離、カメラから第２リングまでの距離、カメラから第３リングまでの距離が定められている。
【００６８】
上記により撮影された画像から、図１４（ｂ）に示すように、発光リングから求めた正射投影変換後の円を作成する。
【００６９】
当該円を分解して各円の中心位置を求めると、第１リングの円の中心は距離Ａだけ右方にずれている。第２リングの円の中心は距離Ｂだけ右方にずれている。第３リングの円の中心は距離Ｃだけ右方にずれている。
【００７０】
そして、定められているカメラと各リングの距離と前記の距離Ａ〜Ｃとの位置をプロットして作図すると、水平方向の変化として、各プロットを直線で結ぶと管路位置画像データが作成でき、右方にずれていること及びその変化量が確認できる。したがって、管路の中心位置が図に示す屈曲状態にあることが確認できる。
【００７１】
また、図１５には、管路が直線の場合、管路がわずかに曲がっている場合及び管路が大きく曲がっている場合の撮影画像のイメージを示す。撮影画像から正射投影変換した正射画像データを作成し、これに基づいて管路位置画像データを作成し、撮影位置を考慮して正射投影変換された管路位置画像データを重ね合わせる。図においては３枚の正射画像データにより作成した３種類の管路位置画像データを重ねたものを示すが、実際には同一の箇所を１０〜２０回撮影して正射投影変換された管路位置画像データを重ね合わせ、位置計測の精度を向上させる。
【００７２】
［カメラ回転の補正による回転補正管路位置画像データの作成］
以下、図１６に基づいて本実施例においてカメラが管路の軸方向を中心にして回転した場合の補正方法について説明する。
【００７３】
図１６（ａ）は、カメラが回転していない場合であって、その場合の水平方向の変化が作図される。これに対し、図１６（ｂ）は、カメラが角度θだけ回転して傾斜している場合であり、そのままの状態での水平方向の変化は角度θだけ変位した図となるが、カメラとＩＭＵとが同一の器具に登載されていて随動するため、カメラとＩＭＵとが同一の角度で回転するので、ＩＭＵにより角度θを求めることができ、求められた角θで距離Ａ〜Ｃを補正すれば、図中の（ａ）で作図した図と同一の図が作図できる。
【００７４】
［実測値の補正による実測補正管路位置画像データの作成］
以下、図１７に基づいて管路位置計測データと実測値との補正方法について説明する。
【００７５】
図１７（ａ）は、本実施例における管路位置確認装置を使用して作成した管路位置画像データであり、図中のＡ点は管路位置の始点を示し、Ｂ点は管路位置の終点を示す。
【００７６】
図１７（ｂ）は実測による管路位置の始点及び終点を示し、図中のＡ’点は管路位置の始点を示し、図中のＢ’点は管路位置の終点を示す。この実測による管路位置の始点Ａ’点及び終点Ｂ’点は、例えば１つのマンホールの地下から他のマンホールの地下までの間に配設されている管路位置を確認するに当たって、１つのマンホールの地下の管路の入口位置を測定して管路位置の始点Ａ’点とし、他のマンホールの地下の管路の出口位置を測定して管路位置の終点Ｂ’点とする。
【００７７】
そして、図１７（ｃ）に示すように、管路位置画像データにおける管路の始点Ａ点及び終点Ｂ点を示す（ａ）と、実測による管路位置の始点Ａ’点及び終点Ｂ’点を示す（ｂ）とは、始点Ａ点と始点Ａ’点とは同一位置にあるが、終点Ｂ点と終点Ｂ’点とは異なった位置に表れている。この始点Ａ点と始点Ａ’点、終点Ｂ点と終点Ｂ’点とは、本来同一位置になければならない。
【００７８】
そこで、解析手段又はマニュアルにより、図１７（ｄ）に示すように、管路位置画像データにおける管路の終点Ｂ点を実測による管路位置の終点Ｂ’点を、始点Ａ点Ａ’点を中心にして回転移動させると、実測値の補正による実測補正管路位置画像データが完成する。もちろん、回転補正管路位置画像データを出発データとする場合も同様である。
【００７９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８０】
Ａ………管路位置確認装置
Ｂ、ｂ１、ｂ２、ｂ３………位置表示装置
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ………円形の枠体
１２……連結紐
１２ａ、１２ｂ……交差連結紐
Ｔ………管路
１３……撮影装置（カメラ）
１４……ＩＭＵ（慣性計測装置）
Ｃ………第１器具
１５……コンピューター
１６……エンコーダー
Ｄ………第２器具
１７……バッテリー
Ｅ………第３器具
Ｆ………電源ケーブル
Ｇ………牽引具
Ｈ………支持部品
ｃ１、ｃ２、ｃ３……光リング
２Ａ……管路位置確認装置
２ｂ……位置表示装置
２０……枠体
１８……バネ材
１８ａ…枠体接触側
１８ｂ…管路接触側
３Ａ……管路位置確認装置
３ｂ……位置表示装置
２１……枠体
１９……光照射装置
１９ａ…電源コード
Ｔａ……管路
ｓ１……撮像位置
３０……実画像データ
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ……実画像データの光リング
３０ｐ…中心
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ……位置表示装置の位置
ｐ………撮影装置の位置
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ……撮影位置に向かう光
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ……仮想上の光リング
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ……光リングの中心位置
ｓ２……撮像位置
３６ａ１、３６ｂ１、３６ｃ１、３６ｄ１、３６ｅ１……光リングの中心位置
Ｔｂ……管路
ｓ３……撮像位置
４０……実画像データ
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ……実画像データの光リング
４０ｐ１、４０ｐ２、４０ｐ３、４０ｐ４、４０ｐ５…中心
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ……位置表示装置の位置
ｐ………撮影装置の位置
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ……撮影位置から直径位置を結ぶ直線
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ……仮想上の光リング
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ、４６ｅ……光リングの中心位置
ｓ４……撮像位置
４６ａ１、４６ｂ１、４６ｃ１、４６ｄ１、４６ｅ１……光リングの中心位置
【図１】
2020012646.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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