(57)【要約】【課題】道路構造物の走行面に生じた欠陥を確実に判別して構造物の状態を的確に調査できるようにすると共に、走行面と共に、トンネルなどの壁面の調査も同時に実施できるようにする。【解決手段】走行面撮影手段と壁面撮影手段にラインセンサカメラを採用し、複数のラインセンサカメラで分割して取得された画像を結合することにより、調査に供される画像を生成することによって、照明範囲を最小限に抑制し、画像処理の負荷を軽減して、装置全体をコンパクトに構成し、一台の作業用の車両に搭載して、画像取得及び画像生成を可能にする。【選択図】図１
2014095627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行中に、道路構造物のうち、少なくとも道路走行面、及び、道路走行面の上方に道路走行面に対して立体的に構成される壁面をそれぞれ撮影し、撮影によって得られた撮影情報に基づいて道路構造物の表面の欠陥の判断に用いる画像を生成する道路構造物の表面を調査する装置において、
道路走行面に対し、車両の進行方向に対して直交する走行面撮影軸を設定し、その走行面撮影軸に沿って光線を照射する走行面照明手段と、
壁面に対し、車両の進行方向に対して直交する壁面撮影軸を設定し、その壁面撮影軸に沿って光線を照射する壁面照明手段と、
走行面撮影軸を撮影するラインセンサを備えた走行面撮影手段と、
壁面撮影軸を撮影するラインセンサを備えた壁面撮影手段と、
走行面撮影手段によって取得された走行面画像を結合して連続する調査対象画像を生成する走行面画像結合手段と、
壁面撮影手段によって取得された壁面画像を結合して連続する調査対象画像を生成する壁面画像結合手段と、
走行面画像結合手段及び壁面画像結合手段によって生成された調査対象画像を、調査用画像として表示するディスプレイ装置と
を備えた上記の道路構造物の表面を調査する装置。
【請求項２】
第１の走行面撮影軸に対応する、第１の走行面照明手段、及び、第１の走行面撮影手段を具備する第１の走行面画像取得システムと、
第２の走行面撮影軸に対応する、第２の走行面照明手段、及び、第２の走行面撮影手段を具備する第２の走行面画像取得システムと、
を具備し、
第１の走行面照明手段が、第１の走行面撮影軸に向けて、走行面に対して斜めに光線を照射し、
第１の走行面撮影手段が、第１の走行面撮影軸を、走行面に対して略垂直方向から撮影し、
第２の走行面照明手段が、第２の走行面撮影軸を、走行面に対して略垂直方向から光線を照射し、
第２の走行面撮影手段が、第２の走行面撮影軸に向けて、走行面に対して斜め方向から撮影する
請求項１に記載の道路構造物の表面を調査する装置。
【請求項３】
少なくとも第２の走行面照明手段が、第２の走行面撮影軸に対し、レーザ光線を照射して、第２の走行面撮影軸上に線状のマーカを形成し、
第２の走行面撮影手段が、第２の走行面撮影軸上に形成されたマーカを撮影する
請求項２に記載の道路構造物の表面を調査する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
道路構造物の表面、例えば、道路走行面、路面、舗装面、ジョイント部、トンネルの内壁面、擁壁の壁面の構造物の表面の欠陥を調査する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、コンクリートやアスファルトを用いた道路構造物の走行面や舗装面、また、道路構造物同士や橋梁とのジョイント、トンネルの内壁面、擁壁の壁面は、それ自体の劣化に加え、長年にわたる気象の変化や、地盤の変化、荷重負荷、振動、酸化などの影響により、その表面にひび割れ、クラックや錆を始めとする欠陥が発生する。
このひび割れや錆などの欠陥は、道路構造物の本格的な損壊、即ち、部分的な破壊や剥離の前兆であるため、調査によってひび割れを早期に発見し、補修することは、構造物の損壊を防止する上で非常に重要な作業となっている。
【０００３】
上記の欠陥の少なくとも一部を効率よく調査できるようにするため、本発明の出願人は、特願２０１１−２３７２４９号を提案した。
この従来の発明では、主要な照射領域が重複しないように配置された複数の照明手段で路面を斜めに照明して欠陥に影を生じやすくさせ、その照明領域を路面に対して垂直に撮影するよう配置された撮影手段で撮影して、撮影画像に含まれる影をひび割れとして抽出することにより、欠陥の調査を容易にする。
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術では、可視画像に基づいてひび割れを抽出するため、路面の色むらや汚れなどをひび割れと間違い、誤判定することがあった。
また、上記の従来技術では、わだちのような路面の歪みや、歪みを伴ったひび割れのような欠陥は、正確に判別することが困難であり、誤判定や、見逃しの恐れがあった。
【０００５】
また、現在、実用化されている走行面の画像を撮影する調査装置、及び、壁面の画像を撮影する調査装置は、照明手段や撮影装置の数や規模が大きく、これらを同時に一台の車両に搭載することができなかった。
このため、走行面及び壁面の調査を実施するためには、２種類の調査用の専用車両が必要となり、コストや運用上のロスが非常に大きい、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特願２０１１−２３７２４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、走行面に加え、壁面の欠陥の調査も、一台の車両で同時に実施できるようにすると共に、道路構造物の走行面に生じた欠陥を調査する際に、欠陥の誤検出や、見逃しをなくし、欠陥を確実に判別して構造物の状態を的確に調査できるようにする道路構造物の表面を調査する装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１発明に係る道路構造物の表面を調査する装置は、
車両の走行中に、道路構造物のうち、少なくとも道路走行面、及び、道路走行面の上方に道路走行面に対して立体的に構成される壁面をそれぞれ撮影し、撮影によって得られた撮影情報に基づいて道路構造物の表面の欠陥の判断に用いる画像を生成する道路構造物の表面を調査する装置において、
道路走行面に対し、車両の進行方向に対して直交する走行面撮影軸を設定し、その走行面撮影軸に沿って光線を照射する走行面照明手段と、
壁面に対し、車両の進行方向に対して直交する壁面撮影軸を設定し、その壁面撮影軸に沿って光線を照射する壁面照明手段と、
走行面撮影軸を撮影するラインセンサを備えた走行面撮影手段と、
壁面撮影軸を撮影するラインセンサを備えた壁面撮影手段と、
走行面撮影手段によって取得された走行面画像を結合して連続する調査対象画像を生成する走行面画像結合手段と、
壁面撮影手段によって取得された壁面画像を結合して連続する調査対象画像を生成する壁面画像結合手段と、
走行面画像結合手段及び壁面画像結合手段によって生成された調査対象画像を、調査用画像として表示するディスプレイ装置と
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第２発明に係る道路構造物の表面を調査する装置は、第１発明において、
第１の走行面撮影軸に対応する、第１の走行面照明手段、及び、第１の走行面撮影手段を具備する第１の走行面画像取得システムと、
第２の走行面撮影軸に対応する、第２の走行面照明手段、及び、第２の走行面撮影手段を具備する第２の走行面画像取得システムと、
を具備し、
第１の走行面照明手段が、第１の走行面撮影軸に向けて、走行面に対して斜めに光線を照射し、
第１の走行面撮影手段が、第１の走行面撮影軸を、走行面に対して略垂直方向から撮影し、
第２の走行面照明手段が、第２の走行面撮影軸を、走行面に対して略垂直方向から光線を照射し、
第２の走行面撮影手段が、第２の走行面撮影軸に向けて、走行面に対して斜め方向から撮影する
ことを特徴とする。
【００１０】
また、第３発明に係る道路構造物の表面を調査する装置は、第２発明において、
少なくとも第２の走行面照明手段が、第２の走行面撮影軸に対し、レーザ光線を照射して、第２の走行面撮影軸上に線状のマーカを形成し、
第２の走行面撮影手段が、第２の走行面撮影軸上に形成されたマーカを撮影する
ことを特徴とする。
【００１１】
また、第４発明に係る道路構造物の表面を調査する装置は、第１から第３発明の何れかにおいて、
壁面照明手段が、壁面撮影軸に向けて、壁面に対して斜めに光線を照射し、
壁面撮影手段が、壁面撮影軸を、壁面に対して略垂直方向から撮影する
ことを特徴とする。
【００１２】
また、第５発明に係る道路構造物の表面を調査する装置は、第１から第３発明の何れかにおいて、
壁面照明手段が、壁面撮影軸を、壁面に対して略垂直方向から光線を照射し、
壁面撮影手段が、壁面撮影軸に向けて、面壁面に対して斜め方向から撮影する
ことを特徴とする。
【００１３】
また、第６発明に係る道路構造物の表面を調査する装置は、第５発明において、
壁面照明手段が、壁面撮影軸に対し、レーザ光線を照射して、壁面撮影軸上に線状のマーカを形成し、
壁面撮影手段が、壁面撮影軸上に形成されたマーカを撮影する
ことを特徴とする。
【００１４】
また、第７発明に係る道路構造物の表面を調査する装置は、第１から第６発明の何れかにおいて、
走行面撮影手段及び壁面撮影手段の少なくとも一方が、カラー画像を撮影する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１発明によれば、走行面及び壁面の撮影手段としてラインセンサを備えたカメラを使用するので、撮影手段によって撮影される撮影領域を、走行面または壁面撮影軸に沿った線状のごく狭い範囲に限定でき、各撮影手段及び各照明手段の設置数を抑えることができる。
このため、撮影前の撮影視野や照明の配光の設定の手間を大幅に軽減することができる。
【００１６】
また、各撮影手段の撮影領域が、面状ではなく、線状であるため、例えば、隣接する撮影視野を有する撮影手段の撮影視野の調整は、隣接する撮影視野の端部の相対位置を調整するだけでよくなり、撮影手段の配置、撮影視野の調整が非常に容易になる。
また、各照明手段についても、照明すべき撮影領域が線状であるので、各照明手段の照射領域の調整、例えば、隣接する照射領域を有する照明手段の調整は、隣接する照射領域の端部位置の近傍のみが重複し、照射領域の主要な照射領域（大部分の照射領域）には、単独の照明手段からの光線が照射されるように配置、調整することが非常に容易になる。
【００１７】
また、面状の画像をモザイクのように配列して繋ぎ合わせる場合と異なり、調査対象画像の生成に必要な処理が処理が少なくてすみ、また、取り扱う画像のサイズも小さくなるので、本発明では、メモリを始めとするシステム構成を小規模のものとすることができる。
【００１８】
また、構成要素自体を小型化すると共に、構成要素数を減らすことができるので、装置全体をコンパクトにでき、走行面の撮影用の構成と、壁面の撮影用の構成を、１台の車両に搭載し、一度の走行で、走行面と壁面の両方を同時に撮影し、調査することができ、低コストの装置を用いて、短時間で効率よく道路構造物の表面を調査することが可能になる。
【００１９】
第２発明によれば、第１発明の効果に加え、異なる種類の欠陥を調査し得る、異なる方式の画像取得システムを採用することにより、調査対象となる欠陥の種類を増やすことができるようになる。
【００２０】
第３発明によれば、第１発明の効果に加え、走行面に形成された歪み、例えば、わだちを調査できるようになる。
【００２１】
第４発明によれば、第１発明の効果に加え、トンネルの覆工面や擁壁の表面などの壁面に発生したひび割れ状の欠陥を調査できるようになる。
【００２２】
第５発明によれば、第１発明の効果に加え、トンネルの覆工面や擁壁の表面などの壁面に生じた歪みを検出できるようになる。
【００２３】
第６発明によれば、第１発明の効果に加え、トンネルの覆工面や擁壁の表面などの壁面に生じた歪みを検出できるようになる。
【００２４】
第７発明によれば、第１発明の効果に加え、ジョイントなどの金属部に生じたさびを調査できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は本発明に係る道路構造物の表面を調査する装置の実施例１を搭載する車両を示す側面図である。
【図２】図２は図１の車両の調査状態を示す説明側面図である。
【図３】図３は図２の第１の走行面画像取得システムの動作状態を示す背面図である。
【図４】図４は図２の第２の走行面画像取得システムの動作状態を示す背面図である。
【図５】図５は図２における照射領域を示す走行平面図である。
【図６】図６は図２の壁面照明手段の照射範囲を示す説明図である。
【図７】図７は図２の壁面照明手段の照射範囲を示す説明図である。
【図８】図８は図５で説明した壁面撮影手段の撮影範囲を示す説明図である。
【図９】図９は図５に示した照明状態の実施状態を示す説明図である。
【図１０】図１０は第２の走行面画像取得システムの測定原理を示す説明図である。
【図１１】図１１は第２の走行面画像取得システムによって得られる高さ画像の一例を示す説明図である。
【図１２】図１２は第２の走行面画像取得システムによって得られるブリスタリングの解析画像を示す説明図である。
【図１３】図１３はブリスタリング発生箇所の可視画像図である。
【図１４】図１４は図１３の箇所のブリスタリング解析に基づく路面高さ画像図である。
【図１５】図１５は図１４に基づくブリスタリング部の解析画像図である。
【図１６】図１６は第２の走行面画像取得システムによる高分解能の高さ画像図である。
【図１７】図１７は図１６からわだち情報が除去されたひび画像を示す解析画像図である。
【図１８】図１８は走行面から得られた画像の合成画像図である。
【図１９】図１９は壁面画像取得システムによって得られる画像図である。
【図２０】図２０は走行面のカラー画像を示す画像説明図である。
【図２１】図２１は第２の走行面画像取得システムによって得られる高さ画像の一例を示す説明図である。
【図２２】図２２は壁面撮影手段の撮影範囲の異なるパターンの例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、撮影手段にラインセンサを備えたもの、即ち、ラインセンサカメラを採用することにより、システムをコンパクト化し、一台の車両で走行面と壁面を同時に撮影し、欠陥の調査を容易に実施可能にすることを特徴とする。
これにより、調査費要する費用、時間を圧縮することができる。
【００２７】
また、システムのコンパクト化により、例えば、走行面に異なるタイプの撮影システムを採用し、異なるタイプの欠陥を調査対象とすることができるようになる。
この場合、同一の走行面から取得した調査結果を合成したり、組み合わせたりすることにより、単独の調査結果からでは判別が困難であった欠陥を新たに確認できるようになる。
以下、実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は本発明に係る道路構造物の表面を調査する装置の実施例１を搭載する車両を示す側面図、図２は図１の車両の調査状態を示す説明側面図、図３は図２の第１の走行面画像取得システムの動作状態を示す背面図、図４は図２の第２の走行面画像取得システムの動作状態を示す背面図、図５は図２における照射領域を示す走行平面図、図６は図２の壁面照明手段の照射範囲を示す説明図、図７は図２の壁面照明手段の照射範囲を示す説明図、図８は図５で説明した壁面撮影手段の撮影範囲を示す説明図、図９は図５に示した照明状態の実施状態を示す説明図、図１０は第２の走行面画像取得システムの測定原理を示す説明図、図１１は第２の走行面画像取得システムによって得られる高さ画像の一例を示す説明図、図１２は第２の走行面画像取得システムによって得られるブリスタリングの解析画像を示す説明図、図１３はブリスタリング発生箇所の可視画像図、図１４は図１３の箇所のブリスタリング解析に基づく路面高さ画像図、図１５は図１４に基づくブリスタリング部の解析画像図、図１６は第２の走行面画像取得システムによる高分解能の高さ画像図、図１７は図１６からわだち情報が除去されたひび画像を示す解析画像図、図１８は走行面から得られた画像の合成画像図、図１９は壁面画像取得システムによって得られる画像図、図２０は走行面のカラー画像を示す画像説明図、図２１は第２の走行面画像取得システムによって得られる高さ画像の一例を示す説明図である。
【００２９】
まず、図１〜図９について説明する。
図中、１は本発明に係る道路構造物の表面を調査する装置の実施例１を搭載する車両、１０は扉、１１は作業腕、１２は作業腕、１３−１は第１の走行面撮影手段、１３−１ａは第１の走行面撮影手段１３−１の撮影範囲、１３−２は第２の走行面撮影手段、１３−２ａは第２の走行面撮影手段１３−２の撮影範囲、１４−１は第１の走行面撮影手段、１４−１ａは第１の走行面撮影手段１４−１の撮影範囲、１４−２は第２の走行面撮影手段、１４−２ａは第２の走行面撮影手段１４−２の撮影範囲、１５０−１〜１５７−１は第１の走行面照明手段、１５−１ａは第１の走行面照明手段１５２−１及び１５３−１の照射範囲、１５−１ｂは第１の走行面撮影手段１５６−１及び１５７−１の照射範囲、１５−１ｃは第１の走行面撮影手段１５０−１及び１５１−１の照射範囲、１５−１ｄは走行面撮影手段１５４−１及び１５５−１の照射範囲、１５０−２は第２の走行面照明手段、  １５１−２は第２の走行面照明手段、１６は壁面照明手段、１６ａは壁面照明手段１６の照射範囲、１７は壁面撮影手段、１７ａは壁面撮影範囲である。
【００３０】
車両１は、例えば道路維持作業に用いられる作業用トラックをベースとする作業車両である。
この車両１の荷台部分は、コンテナ状になっており、コンテナの一方の側面中央からコンテナ天井を横切って、反対側の側面を開閉するための扉１０が設けられる。
【００３１】
作業腕１１、１２は、車両の後部に、後方に突出するよう、進退制御可能に設けられ、常時は、図１に示されるように、車両１のコンテナに収納される。
車両１が水平面にあるときに、作業腕１１、１２の下方の走行面には、走行方向に直交する３本の走行面撮影軸が設定され、以下の説明では、車両から遠い側から、順次第１〜第３の走行面撮影軸と呼ぶ。
【００３２】
まず、走行面の画像取得システムについて説明する。
この実施例１では、走行面画像取得システムとして、第１及び第２の走行面画像取得システムを具備する。
第１の走行面画像取得システムは、第１の走行面撮影手段及び第１の走行面照明手段を具備し、第２の走行面画像取得システムは、第２の走行面撮影手段及び第２の走行面照明手段を具備する。
【００３３】
実施例１の走行面の撮影において、前提として、第１の走行面撮影軸が、車両１を後方から見たときに、車両の左側から、中央を越える位置に渡って直線状に設定される。
次に、第２の走行面撮影軸は、第１の走行面撮影軸より車両１側に、車両１を後方から見たときに、車両の右側から中央を越える位置に渡って直線状に設定される。
次に、第３の走行面撮影軸は、第２の走行面撮影軸より車両１側に、車両１を後方から見たときに、車両の左側から右側を横切るよう直線状に設定される。
【００３４】
第１の走行面撮影手段１３−１は、一方の作業腕１１の中程に、設けられるラインセンサカメラである。
この第１の走行面撮影手段１３−１は、車両１が水平面にあるときに、第１の走行面撮影軸を真上から撮影するよう設けられ、撮影範囲１３−１ａを有する。
【００３５】
第１の走行面撮影手段１４−１は、他方の作業腕１２の中程に、設けられるラインセンサカメラである。
この第１の走行面撮影手段１４−１は、車両１が水平面にあるときに、第２の走行面撮影軸を真上から撮影するよう設けられ、撮影範囲１４−１ａを有する。
【００３６】
次に、第１の走行面照明手段１５０−１〜１５７−１について説明する。
これら第１の走行面照明手段１５０−１〜１５７−１は、車両１を後方から見たときに、左から順に配列され、その照射光が車両１を横から見たときに走行面に対して斜めに入射するよう配置される。
【００３７】
第１の走行面照射手段１５０−１、１５１−１は、車両１を後方から見たときに、第２の走行面撮影軸の左側半分を斜め左上方向から照射するよう調整され、照射範囲１５−１ｃを照射する。
【００３８】
第１の走行面照射手段１５２−１、１５３−１は、車両１を後方から見たときに、第１の走行面撮影軸の左側半分を斜め右上方向から照射するよう調整され、照射範囲１５−１ａを照射する。
【００３９】
第１の走行面照射手段１５４−１、１５５−１は、車両１を後方から見たときに、第２の走行面撮影軸の右側半分を斜め左上方向から照射するよう調整され、照射範囲１５−１ｄを照射する。
【００４０】
第１の走行面照射手段１５６−１、１５７−１は、車両１を後方から見たときに、第１の走行面撮影軸の右側半分を斜め右上方向から照射するよう調整され、照射範囲１５−１ｂを照射する。
【００４１】
第２の走行面撮影手段１３−２は、一方の作業腕１１の先端側に設けられる高速３Ｄ計測カメラシステムである。
第２の走行面撮影手段１３−２は、車両１を後方から見たときに、車両１近傍の第３の走行面撮影軸の左側半分を、車両１後部から離れた位置から斜めに撮影するよう、その撮影方向が調整され、撮影範囲１３−２ａを有する。
この撮影範囲は、図４において、作業腕１１の下方に斜めに延びる２本の点線に挟まれる範囲である。
【００４２】
第２の走行面撮影手段１４−２は、他方の作業腕１２の先端側に設けられる高速３Ｄ計測カメラシステムである。
第２の走行面撮影手段１４−２は、車両１を後方から見たときに、車両１近傍の第３の走行面撮影軸の右側半分を、車両１後部から離れた位置から斜めに撮影するよう、その撮影方向が調整され、撮影範囲１４−２ａを有する。
この撮影範囲は、図４において、作業腕１２の下方に斜めに延びる２本の点線に挟まれる範囲である。
【００４３】
第２の照明手段１５０−２は、一方の作業腕１１の根元側に設けられるレーザ光照射装置である。
第２の照明手段１５０−２は、車両１を後方から見たときに、車両１近傍の第３の走行面撮影軸の左側半分を真上から直線状に照射するよう配置される。
この第２の照明手段１５０−２の照射範囲は、図４において、作業腕１１の下方に斜めに延びる２本の実線に挟まれる範囲である。
【００４４】
第２の照明手段１５１−２は、他方の作業腕１２の根元側に設けられるレーザ光照射装置である。
第２の照明手段１５１−２は、車両１を後方から見たときに、車両１近傍の第３の走行面撮影軸の右側半分を真上から直線状に照射するよう配置される。
この第２の照明手段１５１−２の照射範囲は、図４において、作業腕１２の下方に斜めに延びる２本の実線に挟まれる範囲である。
なお、図３及び図４において、作業腕１１、１２に設けられる各撮影手段及び照明手段は、作業腕１１、１２に内蔵されるので、後方からは視認できない。
【００４５】
このため、各撮影手段及び照明手段の引き出し線は、それぞれが内臓される作業腕１１、１２に関連付けられる。
また、作業腕１２に設けられる各手段の配置は、図２と略対称であり、第１の走行面撮影手段１４−１の位置が、撮影軸の前後位置に対応して、変位して設けられる。
【００４６】
また、上記の実施例には、図示しない走行面画像結合手段、壁面画像結合手段、及び、少なくとも取得した画像と生成した画像を表示するディスプレイ装置が設けられる。
走行面画像結合手段及び壁面画像結合手段は、後述の各画像取得システムにおける画像の結合を実行する際に、各画像を所定の配置で結合や合成する処理を行う。
また、ディスプレイ装置は、本発明に係る装置を走査するオペレータ等に対し、画像取得時の設定の調整や、結合の微調整、合成の微調整、欠陥の確認のために、取得した画像、及び、生成された画像を提示する。
【００４７】
次に、壁面画像取得システムについて説明する。
壁面画像取得システムは、壁面照明手段１６及び壁面撮影手段１７を具備する。
実施例１の壁面の撮影において、前提として、車両の進行方向に対して直交し、車両１の一方の側方から天井を経由して他方の側方に至る直線状の壁面撮影軸が設定される。
【００４８】
壁面照明手段１６は、扉１０を開いたときに、車両の側方から上方にかけて所要の配光で照明するよう、車両１の荷台に設けられる。
壁名照明手段１６には、図示しない光源が複数も受けられており、これらの光源は、壁面撮影軸に向けて光線を照射し、例えば、図６及び図７に示したような照射範囲１６ａを有する。
【００４９】
図６及び図７に示した照射範囲１６ａは、例えば、同一方向２車線のトンネルを想定した配光パターンであり、左側車線の走行中には、車両１の左側のトンネル下縁から、トンネル天井中央を越えた領域に至る壁面撮影軸を照射するよう調整される。
また、右側車線の走行中には、左側車線とは対称的に、車両１の右側のトンネル下縁から、トンネル天井中央を越えた領域に至る壁面撮影軸を照射するよう調整される。
壁面撮影手段１７は、ラインセンサカメラであり、扉１０を開いたときに、壁面照明手段１６の照明範囲内にある壁面撮影軸を撮影するよう、車両１の荷台に設けられる。
【００５０】
本実施例においては、一回の撮影で使用される壁面撮影手段１７は２台であり、図８に示したように、１台あたり約８１度で広がる撮影範囲を有するものを配置して、撮影すべき壁面撮影軸を分担して撮影する。
なお、図８は左側車線の場合を示すが、右側車線の場合には、図８と対称に配置された壁面撮影手段を用い、同様に撮影を実行する。
【００５１】
上記の壁面撮影システムを用いて壁面の画像取得の状態の一例は、図９に示した通りである。
この図９中、トンネル内壁面に形成された白い帯状の領域が、壁面照射範囲であり、この内側に、壁面撮影軸が設定されていることになる。
【００５２】
次に、上記実施例１の第１の走行面画像取得システム、第２の走行面画像取得システム、及び、壁面画像取得システムの動作について説明する。
まず、第１の走行面画像取得システムは、本願出願人が、特願２０１１−２３７２４９で提案したものと基本的に同様のシステムである。
【００５３】
この第１の走行面画像取得システムでは、走行面に対し、同一方向から斜めに照明を照射し、走行面に生じたひび割れ等の欠陥に影を生じさせ、欠陥を明瞭に判別できるようにした上で、この照射範囲を、走行面に対して真上、即ち、略鉛直方向から撮影することにより、この影を撮影して、走行面の欠陥を調査する。
実施例１では、各走行面撮影手段で撮影される画像は、理論上は、一連の帯状の画像４枚となる。
【００５４】
本実施例では、図示しない走行距離測定装置から得られる撮影位置情報を参照し、各帯状の画像から、走行方向に対して横方向に連続する画像を含む所定範囲の画像の相互位置を微調整した上で結合し、走行面全体の一連の画像を形成する。
この画像では、ひび割れを明瞭に確認できる一方で、走行面の色むらや汚れをひび割れと間違えて誤判定する可能性を排除できない。
【００５５】
次に、第２の走行面画像取得システムの測定原理について説明する。
この第２の走行面画像取得システムでは、わだち測定、ブリスタリング（空気だまり）検出を行う。
この第２の走行面画像取得システムでは、図１０に示すように、測定対象物に対してスリットレーザを直情から照射し、このスリットレーザをマーカとして、エリアカメラから斜めにマーカ撮影を行う。
【００５６】
これは、３次元形状測定技術の一種であり、対象物が平面の場合は、マーカは直線として映るが、凹凸などの歪みがある場合には、マーカが歪んで映る。
この歪みをプロファイル化することにより、測定制度１ｍｍ以下で走行面の状態を調査することが可能になる。
【００５７】
上記の測定で得られる画像の一例として、図１１を示す。
この図１１は、測定によって得られた高さ情報から、高さが低くなるほど暗色に変化するよう生成された高さ画像を示すものであり、この高さ画像からわだちの状況、及び、ひび割れを特定することができる。
なお、図１１の画像中、下側の折れ線グラフによって示された高さは、高さ画像の横線で示した部分の高さを示すものである。
【００５８】
また、第２の走行面画像取得システムで、高分解能の３次元計測技術を用いれば、走行面の表面形状をより詳細に把握できる。
具体的には、高分解能３次元計測技術を用いることによって、鋼床板橋などで発生する局所的なブリスタリング部を確認できるようにすることできる。
【００５９】
例えば、高分解能３次元計測技術によって確認されるブリスタリングは、図１２に示されるように解析される。
このようなブリスタリングは、単なる可視画像では、図１３に示すように、確認できない。
【００６０】
しかしながら、高分解能３次元計測技術に基づく上記の解析技術を利用すれば、図１４に示す高さ画像図を生成することができ、ブリスタリング部を確認することが可能になる。
さらに、この高さ画像を、赤外線調査に用いられるＪソフトで解析すると、図１５に示すように、ブリスタリング部のみを抽出し、その程度を解析画像から判定することが可能になる。
【００６１】
次に、第２の走行面画像取得システムを用いたひび割れを抽出について説明する。
既に述べたとおり、可視画像（第１の走行面画像取得システムによる画像）からは、路面の色むら、汚れなどをひび割れと間違えて誤判定するため、可視画像に基づくひび割れの正確な自動検出は困難である。
【００６２】
そこで、第２の走行面画像取得システムにより、高分解能の高さ画像（図１６）を生成し、この高さ画像図に対し、上記のＪソフトの画像フィルタ処理を実行すると、図１７に示される、わだち情報が除去されたひび画像が生成される。
このひび画像を解析することにより、ある程度、ひび割れを自動抽出することが可能になる。
【００６３】
次に、ひび割れ等の欠陥の自動検出の高分解能化と、クラックシールなどの凹凸のないひび割れを判定する方法について説明する。
本実施例では、上記のとおり、第１の走行面画像取得システムでは可視画像を生成し、第２の走行面画像取得システムでは、１種類のひびを含むわだち画像と、２種類の解析画像を生成する。
【００６４】
このうち、可視画像と、ひびを含むわだち画像を合成すると、図１８（ａ）に示した合成画像が生成される。
なお、ここでいう合成とは、異なる種類の画像を、同一の撮影領域が重複するよう重ね合わせることを示す。
この画像では、ひび割れを正確に確認でき、より正確にひび割れを自動検出可能になる。
【００６５】
また、可視画像と、ブリスタリング部の解析画像を合成すると、図１８（ｂ）に示した合成画像が生成される。
この画像では、走行面に生じたブリスタリング部を正確に確認できるようになり、より正確にブリスタリング部を自動検出可能になる。
【００６６】
また、可視画像と、ひび画像を示す解析画像図を合成すると、図１８（ｃ）に示した合成画像が生成される。
この画像では、走行面に生じたわだちを正確に確認できるようになり、より正確にわだちを自動検出可能になる。
【００６７】
次に、実施例１の壁面画像取得システムによって得られた画像の具体例について説明する。
上記の壁面画像取得システムでは、４帯に分割された状態で取得されたトンネル内壁面の画像が、互いの相対位置を調整した上で結合され、トンネル内壁面の連続した画像を生成する。
【００６８】
具体的には、図１９に示されるような画像が生成される。
この画像は、図の左右方向が車両の進行方向であり、上下方向が撮影軸に沿った方向となる。
この画像によれば、トンネル内壁面や目地の状態をはっきりと確認することができ、壁面の調査を正確に実行することができる。
【００６９】
次に、上記実施例１の変更例について説明する。
上記実施例１の第１の走行面画像取得システムの第１の走行面撮影手段に、カラー撮影機能を具備したものを用いた場合、走行面のジョイント部の錆やひびを明確に判別できるようになる。
この画像の一例を、図２０に示した。
【００７０】
なお、この画像では、便宜上すべて白黒写真として写されているが、実際には、錆部モノクロ画像以外はすべてカラー画像である。
このカラー画像においては、ひび部も鮮明に確認することができる。
また、さび部モノクロ画像では、さびの発生の確認は困難であるが、さび部カラー画像では、接続部に係る白線部分に、茶色く浮かび上がったさびを明確に確認することができる。
【００７１】
次に、上記の図１１と同様の高さ画像の他の一例として、図１１とは異なる領域の撮影によって得られた画像例を図２１に示す。
この画像例でも、わだち及びクラックを明瞭に確認することが可能である。
【００７２】
次に、壁面撮影手段の配置パターンについて、図８とは異なるパターンの例を図２２に示す。
この配置パターンでは、一回の走行で使用される撮影装置は、３台であり、１台あたりの撮影範囲の広がりは、約６１度である。
なお、撮影装置の数や各撮影装置の撮影範囲の広がり角度は、実施例に限定されるものではなく、撮影対象の形状や規模に応じて、適宜設定できるものである。
【００７３】
本発明は上記のように構成されるので、本発明によると、各画像取得システムをきわめて単純な構成とすることができる上、取得された画像を極めて単純に管理することができるようになるので、簡単で負荷の少ない処理で画像を処理し、合成し、解析することができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。
【００７４】
このため、本発明では、走行面とトンネル内壁面のような壁面の調査を、一台の車両で同時に実施できるようになり、機材の導入コスト、ランニングコストを大幅に圧縮することができる。
また、一台の車両で、複数種類の画像情報を取得できるようになったことで、多様な欠陥を正確に確認できるようになり、さらには、得られた画像情報を相互に関連付けることによって、欠陥の認知精度を飛躍的に高めることができるようになり、その結果、欠陥の自動検出につなげることを可能にする。
【００７５】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではない。
例えば、第１の照明手段の配置及び数は、本実施例に限定されるものではなく、走行面に対し、斜めに光線を照射して、ひびに影を生じされることができれば、適宜設計変更が可能である。
【００７６】
また、第１の照明手段として、いわゆるライン照明とすることが推奨される。
また、壁面の照明手段として、第１の照明手段と同様のパターンの照明を採用しても良い。
また、各解析画像図、合成画像図において、測定高さに応じて変化するカラー画像を採用することが推奨される。
【００７７】
また、照明手段の光源には、ＬＥＤ照明の他、ハロゲンランプ、メタルはライドランプ（ＨＩＤ）など、どのような種類の光源を使用しても良い。
また、第１の照明手段によって照射される光線は、欠陥に対して斜めに照射され、欠陥に陰影を発生し得るものであればどのような角度であってもよいが、構造物の表面に対して４０〜５０度程度であれば、好適な陰影を発生させることができる。
【００７８】
また、撮影手段の撮影方向は、実施例では、撮影領域に対して垂直になるよう配置されているが、画像内の陰影の確認が困難にならなければ、垂直でなくてもよい。
【００７９】
また、上記実施例において、この装置全体を制御するための操作短間として、ノートパソコンのようなモバイル端末を採用することが望ましく、この端末を車両の運転室に設置し、調査のために撮影を行っている間、端末の表示手段に、撮影結果及び補正結果の画像のうち、少なくともいずれか一方を表示し、ユーザが、処理の進捗状況を運転室で確認できるようにしてもよい。
【００８０】
また、各画像取得システムの調査対象は、コンクリートやアスファルトを用いた道路構造物の走行面や舗装面、また、道路構造物同士や橋梁とのジョイント、トンネルの内壁面、擁壁の壁面など、車両の走行中に面する構造物であればどのようなものであってもよく、これらの構造物に付帯された照明や金具等のさび具合などを調査対象としてもよい。
さらに、本発明は、本発明の範囲内で自由に設計変更し得るものであり、上記実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明では、一台の車両で、一度に走行面と壁面の調査を正確かつ迅速にできるようになると共に、走行面の欠陥を正確に検出できるようになり、ユーザの利便性の向上、経済的な負担の抑制の点で利用可能性が高い。
【符号の説明】
【００８２】
１            本発明に係る道路構造物の表面を調査する装置の実施例１を搭載する車両
１０          扉
１１          作業腕
１２          作業腕
１３−１      第１の走行面撮影手段
１３−１ａ    第１の走行面撮影手段１３−１の撮影範囲
１３−２      第２の走行面撮影手段
１３−２ａ    第２の走行面撮影手段１３−２の撮影範囲
１４−１      第１の走行面撮影手段
１４−１ａ    第１の走行面撮影手段１４−１の撮影範囲
１４−２      第２の走行面撮影手段
１４−２ａ    第２の走行面撮影手段１４−２の撮影範囲
１５０−１    第１の走行面照明手段
１５１−１    第１の走行面照明手段
１５２−１    第１の走行面照明手段
１５３−１    第１の走行面照明手段
１５４−１    第１の走行面照明手段
１５５−１    第１の走行面照明手段
１５６−１    第１の走行面照明手段
１５７−１    第１の走行面照明手段
１５−１ａ    第１の走行面照明手段１５２−１及び１５３−１の照射範囲
１５−１ｂ    第１の走行面撮影手段１５６−１及び１５７−１の照射範囲
１５−１ｃ    第１の走行面撮影手段１５０−１及び１５１−１の照射範囲
１５−１ｄ    走行面撮影手段１５４−１及び１５５−１の照射範囲
１５０−２    第２の走行面照明手段
１５０−２ａ  第２の走行面照明手段の照射範囲
１５１−２    第２の走行面照明手段
１５１−２ａ  第２の走行面照明手段の照射範囲
１６          壁面照明手段
１６ａ        壁面照明手段１６の照射範囲
１７          壁面撮影手段
１７ａ        壁面撮影範囲
【図１】
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【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２２】
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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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【図１８】
2014095627.tif 000021
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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