(57)【要約】  検出されたひびに関し、自動的に、その形状や長さや幅や位置等を算出することが望まれる。欠陥検出装置は、構造物の外観を測量機で撮像して生成された外観画像データから画像処理により前記構造物の外観に現れた欠陥を検出する欠陥検出部と、前記外観画像データに対応づけられた座標データを用いて、前記欠陥検出部により検出された欠陥に関する欠陥データを算出する算出部とを備える。
2017103982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の外観を測量機で撮像して生成された外観画像データから画像処理により前記構造物の外観に現れた欠陥を検出する欠陥検出部と、
前記外観画像データに対応づけられた座標データを用いて、前記欠陥検出部により検出された欠陥に関する欠陥データを算出する算出部とを備える欠陥検出装置。
【請求項２】
前記座標データは、グローバル座標系に従ったデータである
請求項１に記載の欠陥検出装置。
【請求項３】
前記座標データは、前記外観画像データを構成する画素に対応づけられたグローバル座標値である
請求項２に記載の欠陥検出装置。
【請求項４】
前記座標データを用いて前記外観画像データにオルソ補正処理を施すオルソ補正処理部を更に備える
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の欠陥検出装置。
【請求項５】
前記欠陥検出部は、前記オルソ補正処理部による前記オルソ補正処理が施されていない前記外観画像データから前記欠陥を検出する
請求項４に記載の欠陥検出装置。
【請求項６】
前記オルソ補正処理部は、前記測量機で撮像して生成された第１外観画像データ及び前記測量機で撮像して生成された第２外観画像データそれぞれにオルソ補正処理を施し、
前記第１外観画像データに対応づけられた第１座標データと前記第２外観画像データに対応づけられた第２座標データとを用いて、前記オルソ補正処理部により前記オルソ補正処理が施された前記第１外観画像データと前記オルソ補正処理部により前記オルソ補正処理が施された前記第２外観画像データとをつなぎ合わせるスティッチング処理を施すスティッチング処理部を更に備える
請求項４又は請求項５に記載の欠陥検出装置。
【請求項７】
前記第１外観画像データと前記第２外観画像データは、前記測量機で順次撮像して生成された画像データであり、
前記オルソ補正処理部により前記オルソ補正処理が施された前記第１外観画像データと前記オルソ補正処理部により前記オルソ補正処理が施された前記第２外観画像データとをつなぎ合わせる前記スティッチング処理が前記スティッチング処理部により施されていない場合、前記オルソ補正処理部により前記オルソ補正処理が施された前記第１外観画像データに基づく第１外観画像を表示部に表示し、
前記オルソ補正処理部により前記オルソ補正処理が施された前記第１外観画像データと前記オルソ補正処理部により前記オルソ補正処理が施された前記第２外観画像データとをつなぎ合わせる前記スティッチング処理が前記スティッチング処理部により施された場合、前記スティッチング処理部により前記スティッチング処理が施されたスティッチング処理済み外観画像データに基づくスティッチング処理済み外観画像を前記表示部に表示する表示制御部を更に備える
請求項６に記載の欠陥検出装置。
【請求項８】
前記表示制御部は、
前記オルソ補正処理部により前記オルソ補正処理が施された前記第１外観画像データと前記オルソ補正処理部により前記オルソ補正処理が施された前記第２外観画像データとをつなぎ合わせる前記スティッチング処理が前記スティッチング処理部により施されていない場合、前記オルソ補正処理部により前記オルソ補正処理が施された前記第１外観画像データに基づく第１外観画像と、前記算出部により算出された前記第１外観画像データに関する第１欠陥データに基づく第１欠陥情報とを前記表示部に表示し、
前記オルソ補正処理部により前記オルソ補正処理が施された前記第１外観画像データと前記オルソ補正処理部により前記オルソ補正処理が施された前記第２外観画像データとをつなぎ合わせる前記スティッチング処理が前記スティッチング処理部により施された場合、前記スティッチング処理部により前記スティッチング処理が施された前記スティッチング処理済み外観画像データに基づくスティッチング処理済み外観画像と、前記算出部により算出された前記第１外観画像データに関する前記第１欠陥データに基づく前記第１欠陥情報と、前記算出部により算出された前記第２外観画像データに関する第２欠陥データに基づく第２欠陥情報とを前記表示部に表示する
請求項７に記載の欠陥検出装置。
【請求項９】
前記第１欠陥情報は、欠陥の位置、長さ及び幅を含み、
前記第２欠陥情報は、欠陥の位置、長さ及び幅を含む
請求項８に記載の欠陥検出装置。
【請求項１０】
表示部の表示を制御する表示制御部を備え、
前記表示制御部は、前記座標データに基づく前記欠陥の位置をユーザが識別できるよう地図画像とともに前記表示部に表示する
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の欠陥検出装置。
【請求項１１】
前記測量機を更に備え、
前記測量機は、
前記構造物を測量する測量部と、
前記構造物を撮像する撮像部と、
前記測量部及び前記撮像部を前記測量機の鉛直軸周りに回転する水平角駆動部と、
前記測量部及び前記撮像部を前記測量機の水平軸周りに回転する鉛直角駆動部と、
基準方向に対する視準方向の角度を検出する角度検出部と、
前記水平角駆動部及び前記鉛直角駆動部を制御するとともに、前記構造物を撮像して外観画像データを生成するよう前記撮像部を制御する制御部とを備える
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の欠陥検出装置。
【請求項１２】
前記撮像部は、第１画角を有する第１撮像部と、前記第１画角より広い第２画角を有する第２撮像部とを含み、
前記制御部は、前記構造物の少なくとも２点それぞれについて測距及び測角することで測定面を定義する
請求項１１に記載の欠陥検出装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記構造物の少なくとも２点それぞれについて測距及び測角することで、定義された前記測定面において測定範囲を設定する
請求項１２に記載の欠陥検出装置。
【請求項１４】
前記第１撮像部が鉛直角が４５°以上、１３５°以下、又は、２２５°以上、３１５°以下の前記測定範囲を順次撮像するときに、前記制御部は、現在の撮像領域に対して次に撮像する撮像領域を、優先して前記現在の撮像領域に対して隣接する撮像領域とする
請求項１３に記載の欠陥検出装置。
【請求項１５】
前記第１撮像部が鉛直角が０°以上、４５°以下、又は、３１５°以上、３６０°以下の前記測定範囲を順次撮像するときに、前記制御部は、前記第１撮像部を、天頂を中心に同心円状、又は、天頂を通る放射方向に移動する
請求項１３に記載の欠陥検出装置。
【請求項１６】
前記第１撮像部が前記測定範囲を順次撮像する場合において、前記測定範囲の外縁を含む領域を撮像するとき、前記制御部は、前記外縁からはみ出す領域が縮小するように前記第１撮像部の前記第１画角を制御する
請求項１３に記載の欠陥検出装置。
【請求項１７】
前記第１撮像部が前記測定範囲を順次撮像する場合において、前記測定範囲の外縁を含む領域を撮像するとき、前記制御部は、前記第１画角を変更することなく前記外縁からはみ出す領域が縮小するように前記第１撮像部を移動する
請求項１３に記載の欠陥検出装置。
【請求項１８】
鉛直角が０°から１８０°の範囲において鉛直角が９０°から離れるほど、又は、鉛直角が１８０°から３６０°の範囲において鉛直角が２７０°から離れるほど、前記制御部は、前記第１撮像部を前記鉛直軸周りに回転量が大きくなるように移動する
請求項１３に記載の欠陥検出装置。
【請求項１９】
前記第１画角内において、フォーカス深度を外れる領域を前記第１画角の縁部に含む場合、前記制御部は、前記フォーカス深度を外れる領域を含まないように、前記第１画角を縮小して前記第１撮像部で撮像し、
次いで、前記フォーカス深度を外れる領域にフォーカスが合うように、前記第１撮像部を移動し、前記第１撮像部で撮像する
請求項１３に記載の欠陥検出装置。
【請求項２０】
前記第１画角内において、フォーカス深度を外れる領域を前記第１画角の縁部に含む場合、前記制御部は、前記第１撮像部を移動させることなく、前記フォーカス深度を外れる領域にフォーカスを合わせ前記第１撮像部で撮像する
請求項１３に記載の欠陥検出装置。
【請求項２１】
前記欠陥は、前記構造物の外観に現れたひびである
請求項１から請求項２０のいずれか一項に記載の欠陥検出装置。
【請求項２２】
構造物の外観を測量機で撮像して生成された外観画像データから画像処理により前記構造物の外観に現れた欠陥を検出する欠陥検出ステップと、
前記外観画像データに対応づけられた座標データを用いて、前記欠陥検出ステップにより検出された欠陥に関する欠陥データを算出する算出ステップとを実行するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の外観に現れた欠陥を検出する欠陥検出装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、コンクリート構造物の外観に現れたひびを、測量機が備えた超望遠のカメラで撮像し、撮像画像を画像解析することにより、微細なひびを検出する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５３１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような装置において、検出されたひびに関し、自動的に、その形状や長さや幅や位置等を算出することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、構造物の外観を測量機で撮像して生成された外観画像データから画像処理により前記構造物の外観に現れた欠陥を検出する欠陥検出部と、前記外観画像データに対応づけられた座標データを用いて、前記欠陥検出部により検出された欠陥に関する欠陥データを算出する算出部とを備える欠陥検出装置が提供される。【０００６】
本発明の他の態様によれば、構造物の外観を測量機で撮像して生成された外観画像データから画像処理により前記構造物の外観に現れた欠陥を検出する欠陥検出ステップと、前記外観画像データに対応づけられた座標データを用いて、前記欠陥検出ステップにより検出された欠陥に関する欠陥データを算出する算出ステップとを実行するプログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】欠陥検出システムの構成を示す図。
【図２】測量機の正面図。
【図３】測量機の背面図。
【図４】測量機の底面図。
【図５】測量機のシステム構成を示すブロック図。
【図６】欠陥検出装置のブロック図。
【図７】（ａ）は、測定面と測定範囲の関係を示す図、（ｂ）は、測定面と測定範囲と撮像範囲の関係を示す図。
【図８】構造物の欠陥検出の手順を示すフローチャート。
【図９】器械設置を説明する図。
【図１０】デジタル画像上の任意の画素の座標データを説明する図。
【図１１】測定面の種類を特定する手順を示すフローチャート。
【図１２】測定面が鉛直面であるときの定義方法を示す図。
【図１３】測定面が水平面であるときの定義方法を示す図。
【図１４】測定面が斜面であるときの定義方法を示す図。
【図１５】測定面が自由曲面であるときの測定面の定義方法を示す図。
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は、測量機と正対していない測定範囲を指定する方法を示す図。
【図１７】測定範囲を定義する方法を説明する図であり、（ａ）は、２点を指定して測定範囲を設定した状態を示す図、（ｂ）は、設定した測定範囲の一部を除外する場合を示す図、（ｃ）は、測定範囲を複数個所に設定した状態を示す図、（ｄ）は、６点を指定して測定範囲を設定した状態を示す図、（ｅ）は、設定した測定範囲の一部を除外し測定範囲から削除する場合を示す図。
【図１８】測定範囲を定義する手順を説明するフローチャート。
【図１９】測量機の水平軸周りの回転駆動の範囲を説明する図。
【図２０】第１撮像部による自動測定の手順を説明するフローチャート。
【図２１】鉛直面の測定範囲をタイル状に自動測定する状態を説明する図。
【図２２】鉛直面の測定範囲に除外領域を有する場合の自動測定を説明する図。
【図２３】天井面を同心円状に同一方向に撮像する状態を示す図。
【図２４】天井面を中心に一方向に回転した後、逆方向に回転して撮像する状態を示す図。
【図２５】天井面を放射方向に撮像する状態を示す図。
【図２６】（ａ）及び（ｂ）は、測定範囲の外縁を含む領域を撮像するとき、外縁からはみ出す領域が縮小するように第１撮像部の第１画角を制御する動作を説明する図。
【図２７】測定範囲の外縁を含む領域を撮像するとき、外縁からはみ出す領域が縮小するように撮像領域の位置を移動する動作を説明する図。
【図２８】（ａ）ないし（ｃ）は、鉛直角が０°（１８０°）から１８０°（３６０°）の範囲において鉛直角が９０°（２７０°）から離れるほど、第１撮像部を鉛直軸周りに回転量が大きくなるように回転する動作を説明する図。
【図２９】（ａ）及び（ｂ）は、第１画角内において、フォーカス深度を外れる領域を第１画角の縁部に含む場合、フォーカス深度を外れる領域を含まないように、前記第１画角を縮小して第１撮像部で撮像する動作を説明する図。
【図３０】（ａ）及び（ｂ）は、第１撮像部１１の第１画角内において、フォーカス深度Ｄを外れる領域を第１画角の縁部に含む場合、フォーカス深度を外れる領域にフォーカスを合わせ第１撮像部で撮像する動作を説明する図。
【図３１】欠陥の一例であるひびの検出及び測定をする手順を示すフローチャート。
【図３２】（ａ）は、ひびを有する外観画像を示す図、（ｂ）は、ひびに対して強調表示処理を施した外観画像を示す図、（ｃ）は、ひびをセグメントに分けセグメントごとに強調表示処理を施した外観画像を示す図。
【図３３】欠陥検出装置の表示部に表示された検査画面の一例を示す図。
【図３４】図３３に示した検査画面に次ぐ表示状態を示す図。
【図３５】連続する複数のセグメントを選択した状態の検査画面を示す図。
【図３６】非連続な複数のセグメントを選択した状態の検査画面を示す図。
【図３７】（ａ）は、オルソ補正前を示し図、（ｂ）は、オルソ補正処理後を示す図。
【図３８】スティッチング処理部された全体外観画像を示す図。
【図３９】地図データに欠陥を重畳した状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、構造物の外観に現れた欠陥を検出する欠陥検出システムを説明する。
図１に示すように、欠陥検出システムは、測量機１と、欠陥検出装置５０とを備えている。一例として、測量機１は、測量対象物を測量する機器であり、測量対象物との角度と、測量対象物との距離とを計測する。一例として、測量機１は、距離を測る光波測距儀と、角度を測るセオドライトとを組み合わせた機器である。一例として、測量機１は、測量対象物との角度と、測量対象物との距離とを同時に計測する機器である。一例として、測量機１は、トータルステーションである。一例として、測量対象物は、プリズム方式を採用している場合、プリズム、ミラー、レフシート等の反射プリズムで構成された第１ターゲットである。なお、測量対象物は、測標、目標物と呼ぶ場合がある。
【０００９】
一例として、測量機１は、プリズム、ミラー、レフシート等の反射プリズムを使用しないノンプリズム方式を採用している。ノンプリズム方式では、測量対象物に直接レーザー等の測距光を照射し、測定面で反射した戻りの反射光を検出して測量対象物の測定面との距離を計測する。ノンプリズム方式の測量対象物として、例えば橋梁、ダム、ビル、トンネル、鉄骨、道路、電車、飛行機、送電線及び古墳等の構造物が挙げられる。プリズム方式ではなく、モータ駆動により鉛直角及び水平角の駆動が行われ、視準先をオートフォーカスにて視準可能とすれば、測量機１を現場に設置した後はユーザが現場に足を踏み入れることなく離れた場所から測量することが可能となる。一例として、測量機１は、カメラ等の撮像装置を有し、測量対象物である構造物の壁面を撮像する。一例として、測定面の画像は、構造物の外観画像である。測量機１は、撮像した測定面の位置データと、撮像した外観画像データとを出力する。
【００１０】
測量機１は、電源から電力が供給される。一例として、電源は、測量機１に内蔵された電源、測量機１に着脱可能に構成された電源、測量機１に対して外部から電力を供給する外部電源４９である。一例として、電源は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池、商用電源、発電機等である。
【００１１】
一例として、欠陥検出装置５０は、コンピュータ、タブレット等の汎用の情報処理装置である。一例として、欠陥検出装置５０は、有線（例えば接続ケーブル）又は無線で測量機１と接続される。一例として、欠陥検出装置５０は、測量機１と数メートル離して設置される。欠陥検出装置５０は、ソフトウェアがインストールされる。一例として、ソフトウェアは、画像から構造物の欠陥を検出する欠陥検出プログラムである。欠陥検出装置５０は、測量機１を制御する制御装置であり、欠陥検出プログラムを実行して、測量機１を制御する。
【００１２】
欠陥検出装置５０は、外観画像データと外観画像データに含まれる観測点の位置データが測量機１から入力されると、外観画像データから構造物の外観に現れた欠陥を検出する。一例として、欠陥は、構造物の外観に劣化として現れたひびや窪みである。欠陥検出装置５０は、外観画像データから構造物の欠陥を検出し、位置データを参照して欠陥に関連する欠陥データを算出する。欠陥データは、欠陥の位置を示すデータを含む。一例として、位置データ及び欠陥データは、好ましくは、グローバル座標系（ローカル座標系ではない座標系、世界測地系、日本測地系）に従った座標データである。
【００１３】
一例として、欠陥検出装置５０は、測量機１の制御装置である。欠陥検出装置５０は、測量機１に対して、構造物の外観を撮像するための指示を出力し、測量機１の動作を制御する。一例として、欠陥検出装置５０は、測量機１を鉛直軸及び水平軸回りに回転させ、構造物の外観を撮像させる。
【００１４】
〔測量機の構成〕
図２に示すように、測量機１は、整準部２と、本体部６と、撮像部７とを備えている。整準部２は、例えば整準台である。整準部２は、底板３と、上板４と、整準ねじ５とを含んでいる。底板３は、三脚に固定される部材である。底板３は、例えば、ねじ等で三脚の脚頭に固定される。上板４は、整準ねじ５を用いることで、底板３に対する傾きが変更可能に構成されている。上板４には、本体部６が取り付けられている。測量機１の第１軸である鉛直軸Ｏ１の傾きは、整準ねじ５を用いることで変更可能である。
【００１５】
整準とは、測量機１の鉛直軸を鉛直にすることである。整準した測量機１は、鉛直軸Ｏ１が鉛直方向に沿った状態である。整準した測量機１は、鉛直軸Ｏ１が鉛直方向に沿った状態であり、且つ、測量機１の第２軸である水平軸Ｏ２が鉛直軸Ｏ１に対して直角の状態である。整準は、レベリング（ｌｅｖｅｌｉｎｇ）と表現することがある。
【００１６】
求心とは、測量機１の鉛直中心を第２ターゲット（測標）の中心に一致させることである。求心とは、地上の測量基準位置（基準点）等の測点の鉛直線上に測量機１の機械中心を一致させることである。求心は、致心やセンタリング（ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ）と表現することがある。求心した測量機１は、鉛直軸Ｏ１が第２ターゲットの中心を通過する状態である。第２ターゲットは、例えば器械高計測用ターゲットや測量鋲である。
【００１７】
図２及び図３に示すように、本体部６は、整準部２により鉛直軸周りに回転可能に支持されている。本体部６は、整準部２に対して鉛直軸周りに回転可能に構成されている。本体部６は、整準部２の上方に位置している。本体部６は、撮像部７を水平軸周りに回転可能に支持している。本体部６は、支柱部である。本体部６は、托架部である。本体部６は、第１表示部１８と、第２表示部１９と、水平角操作部２３と、鉛直角操作部２４と、把持部２５と、第３撮像部１４（図４参照）とを含んでいる。
【００１８】
第１表示部１８及び第２表示部１９は、画像やオブジェクトを表示する表示機能を有している。一例として、第１表示部１８および第２表示部１９は、各表示部の表示面に、撮像部７が生成した画像データに基づく画像や観測データに基づく情報を表示する。一例として、第１表示部１８及び第２表示部１９は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイである。一例として、第１表示部１８は、反側に配置されている。一例として、第１表示部１８は、例えば反観測を行う場合に利用される。第２表示部１９は、正側に配置されている。一例として、第２表示部１９は、正観測を行う場合に利用される。一例として、第１表示部１８及び第２表示部１９は、ユーザによる操作を受け付ける操作部としての機能を有している。この場合、第１表示部１８及び第２表示部１９は、静電容量式のタッチパネルや感圧式のタッチパネル等により構成されている。一例として、第１表示部１８は、水平軸周り又は鉛直軸周りに回転可能である。一例として、第２表示部１９は、水平軸周り又は鉛直軸周りに回転可能である。一例として、第２表示部１９は、鉛直方向の傾斜変更が可能である。
【００１９】
水平角操作部２３は、本体部６を水平方向に回転するためにユーザにより操作される部材である。ユーザにより水平角操作部２３が操作されると、本体部６及び撮像部７はともに水平方向に回転する。鉛直角操作部２４は、撮像部７を鉛直方向に回転するためにユーザにより操作される部材である。水平角操作部２３及び鉛直角操作部２４は、例えばノブである。把持部２５は、例えば測量機１を持ち運ぶ際にユーザが把持するための部材である。把持部２５は、例えばキャリングハンドルである。把持部２５は、例えば本体部６の上面に固定されている。
【００２０】
図４に示すように、第３撮像部１４は、第３対物レンズ１０を含む第３光学系と、第３撮像素子とを含んでいる。第３光学系は、第２ターゲットからの光を第３撮像素子に導く。第３撮像素子は、第２ターゲットを撮像して、画像データを生成する。第３撮像部１４は、測量機１の下方を撮像して、画像データを生成する。第３撮像部１４は、鉛直軸Ｏ１を含む下方を撮像して、画像データを生成する。一例として、第３撮像素子は、ＣＣＤやＣＭＯＳで構成されている。第３撮像部１４で生成された画像データは、画像処理部３３に出力される。一例として、第３撮像部１４は、ユーザが測量機１を整準したり求心したりする場合に、測量機１の下方の画像を第１表示部１８や第２表示部１９に表示させるための画像データを生成する。第３撮像部１４は、本体部６に固定されている。一例として、第３撮像部１４は、求心カメラである。一例として、第３撮像部１４は、求心望遠鏡である。
【００２１】
撮像部７は、本体部６によって水平軸周りに回転可能に支持されている。撮像部７は、水平軸Ｏ２周りに回転可能に構成されている。撮像部７は、整準部２に対して鉛直軸Ｏ１周りに回転可能に構成されている。撮像部７は、鉛直軸Ｏ１周りに回転可能であり、且つ、水平軸Ｏ２周りに回転可能である。撮像部７は、ユーザにより水平角操作部２３が操作された操作量に応じて、水平方向に回転する。撮像部７は、ユーザにより鉛直角操作部２４が操作された操作量に応じて、鉛直方向に回転する。
【００２２】
撮像部７は、第１撮像部１１と、第２撮像部１２とを備えている。第１撮像部１１及び第２撮像部１２も、ＣＣＤやＣＭＯＳで構成されている。第１撮像部１１及び第２撮像部１２で生成された画像データは、画像処理部３３に出力される。一例として、第１撮像部１１及び第２撮像部１２は、視準する場合に、第１ターゲットを含む視野の画像を第１表示部１８や第２表示部１９に表示させるための画像データを生成する。一例として、プリズム方式の場合、第１撮像部１１及び第２撮像部１２は、測量対象物である第１ターゲットを撮像する。一例として、ノンプリズム方式の場合、第１撮像部１１及び第２撮像部１２は、構造物の外観を構成する測定面を測定する。第１撮像部１１及び第２撮像部１２が撮像する視野は、第３撮像部１４が撮像する視野とは異なり、第３撮像部１４が撮像する視野とは重複しない。
【００２３】
第１撮像部１１は、第１対物レンズ８を含む第１光学系と、第１撮像素子とを含んでいる。第１光学系は、撮像視野内の光（例えば第１ターゲットからの光を含む）を第１撮像素子に導く。一例として、第１撮像部１１は、望遠カメラである。一例として、第１撮像部１１は、視準カメラである。一例として、第１撮像部１１は、視準望遠鏡である。一例として、第１撮像部１１は、望遠カメラである。一例として、第１撮像部１１は、第１画角を有する。一例として、第１撮像部１１は、第１視野を有する。
【００２４】
第２撮像部１２は、第２対物レンズ９を含む第２光学系と、第２撮像素子とを含んでいる。第２光学系は、撮像視野内の光（例えば第１ターゲットからの光を含む）を第２撮像素子に導く。第２対物レンズ９は、第１対物レンズ８とは別個に備えている。一例として、第２対物レンズ９は、撮像部７において第１対物レンズ８が配置されている面と同じ面に配置されている。一例として、第２対物レンズ９は、第１対物レンズ８と鉛直方向に並んで配置されている。一例として、第２対物レンズ９の光軸は、第１対物レンズ８の光軸と平行である。第２撮像部１２の画角は、第１撮像部１１の第１画角より広い第２画角を有する。第１撮像部１１の第１画角は、第２撮像部１２の第２画角より狭い。第２撮像部１２の第２視野角は、第１撮像部１１の第１視野角より広い。第１撮像部１１の第１視野角は、第２撮像部１２の第２視野角より狭い。一例として、第２撮像部１２は、視準する場合に第１ターゲットを含み第１視野よりも広い第２視野の画像を第１表示部１８や第２表示部１９に表示させるための画像データを生成する。一例として、第２撮像部１２は、広角カメラである。一例として、第２撮像部１２は、広角望遠鏡である。
【００２５】
視準とは、対物レンズをターゲットに向けて、視準軸をターゲットの中心に一致させることである。視準軸は、対物レンズの光学的な中心点を通り、水平軸に垂直に交差する軸である。視準軸は、第１撮像部１１の第１対物レンズ８の光学的な中心点を通り、水平軸Ｏ２に垂直に交差する軸である。視準軸は、セオドライトの対物レンズの中心を通り水平軸と直交する軸である。視準軸は、第１対物レンズ８の光軸と一致している。視準した測量機１は、第１対物レンズ８を第１ターゲットに向けて、測量機１の第３軸である視準軸Ｏ３が第１ターゲットの中心に一致した状態である。視準軸において測量機１内部から測量機１外部に向かう方向を視準方向と呼ぶ場合がある。
【００２６】
〔測量機のシステム構成〕
図５は、測量機１のシステム構成を示すブロック図である。
測量機１は、第１撮像部１１及び第２撮像部１２を含む撮像部７と第３撮像部１４とを備えている。測量機１は、測距部１３と、水平角駆動部１５と、レーザポインタ１６と、鉛直角駆動部１７と、第１表示部１８と、第２表示部１９と、通信部２０と、水平角操作部用エンコーダ２１と、鉛直角操作部用エンコーダ２２と、水平角操作部２３と、鉛直角操作部２４と、水平角測角部３１と、鉛直角測角部３２と、画像処理部３３と、一時記憶部３４と、記憶部３５と、操作部３６と、制御部４０と、傾き検出部３７とを備えている。
【００２７】
第１撮像部１１及び第２撮像部１２は、制御部４０により設定された撮像条件（ゲイン、蓄積時間（シャッタ速度）等）に基づいて撮像して生成した画像データを画像処理部３３に出力する。第１撮像部１１及び第２撮像部１２は、撮像して生成した画像データに基づく画像の明るさが適正となるよう制御部４０により適正露出が自動的に設定される。第１撮像部１１及び第２撮像部１２は、制御部４０により自動露出機能が実行される。第１撮像部１１における第１光学系は、制御部４０によるフォーカス調節指示に応じてフォーカスレンズ駆動部がフォーカスレンズの位置を光軸方向に沿って変更可能に構成されている。第３撮像部１４は、制御部４０により設定された撮像条件（ゲイン、蓄積時間（シャッタ速度）等）に基づいて撮像して生成した第３画像データを画像処理部３３に出力する。第１撮像部１１は、オートフォーカス部１１ａを備えている。
【００２８】
画像処理部３３は、第１撮像部１１、第２撮像部１２及び第３撮像部１４から出力された画像データに対して画像処理を施す。画像処理部３３で画像処理が施された画像データは、一時記憶部３４に記憶される。例えばライブビュー動作時において、第１撮像部１１や第２撮像部１２、第３撮像部１４が連続して撮像した場合、順次出力される画像データは、一時記憶部３４に順次記憶される。
【００２９】
一時記憶部３４は、画像データを一時的に記憶する。一例として、一時記憶部３４は、揮発性メモリである。一例として、一時記憶部３４は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００３０】
画像処理部３３で施される画像処理は、表示用画像データを生成する処理、圧縮した画像データを生成する処理、記録用画像データを生成する処理、画像データに基づく画像から一部切り出すことで電子的に画像を拡大する（デジタルズーム）処理等が挙げられる。画像処理部３３により生成された表示用画像データは、制御部４０の制御により第１表示部１８や第２表示部１９に表示される。
【００３１】
なお、測量機１は、視準用接眼光学系や求心用接眼光学系を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。
画像処理部３３により生成された記録用画像データは、通信部２０を介して外部メモリに記録される。一例として、外部メモリは、不揮発性メモリである。一例として、外部メモリは、フラッシュメモリやハードディスクや光ディスクである。
【００３２】
測距部１３は、測量部であり、一例として、発光素子とダイクロイックミラーと受光素子とを備える光波距離計として構成されている。一例として、発光素子は、パルスレーザダイオード（ＰＬＤ）等のレーザダイオード、赤外発光ダイオード等の発光ダイオードである。一例として、測距部１３は、発光素子が出射する測距光を、ダイクロイックミラーによって第１対物レンズ８と同軸の光線として測量対象物である第１ターゲット（例えば反射プリズムや構造物の外観を構成する測定面）に向けて送光する。測量対象物で反射された光は、再び第１対物レンズ８に戻り、ダイクロイックプリズムで測距光と分離され、受光素子へ入射する。測量対象物までの距離は、発光素子から測距部１３内部で受光素子に入射する参照光と、測量対象物からの測距光との時間差から算出される。なお、測距部１３は、位相差に基づいて測量対象物までの距離を算出する位相差測距方式であってもよい。
【００３３】
レーザポインタ１６は、第１ターゲットに対して送光し第１ターゲットを照射する。一例として、レーザポインタ１６は、測距部１３の発光ダイオードである。一例として、レーザポインタ１６と測距部１３は、同一の発光ダイオードを兼用する。レーザポインタ１６は、第１対物レンズ８と同軸の光線を第１ターゲットに向けて送光する。一例として、レーザポインタ１６は、測距部１３とは別に設けられた発光ダイオードである。
【００３４】
水平角測角部３１は、視準軸Ｏ３の水平方向の回転角度（鉛直軸Ｏ１周りの角度）を検出する。水平角測角部３１は、検出した回転角度に対応する信号を制御部４０に出力する。水平角測角部３１は、一例として、エンコーダにより構成されている。水平角測角部３１は、一例として、光学式アブソリュート形ロータリエンコーダにより構成されている。水平角測角部３１は、水平角を検出する角度検出部である。
【００３５】
鉛直角測角部３２は、視準軸Ｏ３の鉛直（高低）方向の回転角度（水平軸Ｏ２周りの角度）を検出する。鉛直角測角部３２は、検出した角度に対応する検出信号を制御部４０に出力する。鉛直角測角部３２は、一例として、エンコーダにより構成されている。鉛直角測角部３２は、一例として、光学式アブソリュート形ロータリエンコーダにより構成されている。鉛直角測角部３２は、鉛直角を検出する角度検出部である。
【００３６】
水平角操作部用エンコーダ２１は、水平角操作部２３の回転角度を検出する。水平角操作部用エンコーダ２１は、検出した回転角度に対応する信号を制御部４０に出力する。
水平角駆動部１５は、整準部２に対して本体部６を鉛直軸Ｏ１周りに回転駆動する。水平角駆動部１５が整準部２に対して本体部６を鉛直軸Ｏ１周りに回転駆動することで、撮像部７は、整準部２に対して鉛直軸Ｏ１周りに回転する。一例として、水平角駆動部１５は、モータで構成されている。
【００３７】
一例として、水平角駆動部１５は、ユーザにより第１表示部１８や第２表示部１９のタッチパネルがタッチされた位置に基づき制御部４０が算出した駆動量に応じて、整準部２に対して本体部６を鉛直軸Ｏ１周りに回転駆動する。
【００３８】
一例として、水平角駆動部１５は、欠陥検出装置５０や遠隔操作装置等の外部機器から回転駆動指示を受け付けた場合、外部機器から受け付けた回転駆動指示に基づき制御部４０が算出した駆動量に応じて、整準部２に対して本体部６を鉛直軸Ｏ１周りに回転駆動する。
【００３９】
一例として、水平角駆動部１５は、水平角操作部２３が操作された場合、整準部２に対して本体部６を測量機１の鉛直軸Ｏ１周りに回転駆動する。
鉛直角操作部用エンコーダ２２は、鉛直角操作部２４の回転角度を検出する。鉛直角操作部用エンコーダ２２は、検出した回転角度に対応する信号を制御部４０に出力する。
【００４０】
鉛直角駆動部１７は、本体部６に対して撮像部７を水平軸Ｏ２周りに本体部６に対して撮像部７を水平軸Ｏ２周りに回転駆動する。鉛直角駆動部１７は、例えばモータで構成されている。
【００４１】
一例として、鉛直角駆動部１７は、ユーザにより第１表示部１８や第２表示部１９のタッチパネルがタッチされた位置に基づき制御部４０が算出した駆動量に応じて、本体部６に対して撮像部７を水平軸Ｏ２周りに回転駆動する。
【００４２】
一例として、鉛直角駆動部１７は、外部機器から回転駆動指示を受け付けた場合、外部機器から受け付けた回転駆動指示に基づき制御部４０が算出した駆動量に応じて、本体部６に対して撮像部７を水平軸Ｏ２周りに回転駆動する。
【００４３】
一例として、鉛直角駆動部１７は、鉛直角操作部２４が操作された場合、本体部６に対して撮像部７を水平軸Ｏ２周りに回転駆動する。
通信部２０は、外部機器である欠陥検出装置５０との通信を行う。通信部２０は、外部機器とのデータ入出力を行うインタフェースである。通信部２０として、例えば、ＡｃｔｉｖｅＳｙｎｃ規格の通信用インタフェースや、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）規格の通信用インタフェースや、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格の無線通信用インタフェースや、ＲＳ−２３２Ｃシリアル通信規格の通信用インタフェースが挙げられる。通信部２０は、測量機１で撮像された画像データや位置データを欠陥検出装置５０に対して送信し、また、欠陥検出装置５０から送信された測量機１を制御する指示信号を受信する。
【００４４】
記憶部３５は、測量機１の動作に必要なプログラムやパラメータ、工事の基礎となる設計データ等を記憶する。記憶部３５は、プログラム、パラメータ及び設計データを測量機１の非動作時にも失われないように格納する。記憶部３５は、一例として、不揮発性メモリやハードディスクである。一例として、記憶部３５は、ＲＯＭ  （Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。一例として、記憶部３５は、測量機１が撮像した測定面の画像データを保存する。一例として、記憶部３５は、グローバル座標系で作成された地図データを記憶する。一例として、記憶部３５は、欠陥検出プログラムを保存する。欠陥検出プログラムは、測量機１で実行することもできる。記憶部３５は、傾き検出部３７により検出された測量機１の鉛直軸の傾き状態（傾斜データ）を記憶する。記憶部３５に記憶されている傾斜データは、例えば欠陥検出装置５０に送信され、測量機１で撮像して生成された画像データに対して欠陥検出装置５０がオルソ補正処理を施す際に使用される。欠陥検出装置５０は、測量機１で撮像して生成された画像データに対して、測量機１の鉛直軸の傾き状態に基づいてオルソ補正処理を施す。
【００４５】
操作部３６は、一例として、筐体に配置された押ボタン、ボリュームスイッチ、スライドスイッチ等の機械的な操作部材である。操作部３６は、一例として、第１表示部１８や第２表示部１９の表示部の表示面に配置されたタッチパネルである。機械的な操作部材は、ユーザにより操作されると、各操作部材に関連付けられた機能を実行する指示信号を制御部４０に出力する。また、タッチパネルは、表示されたオブジェクトがタッチされたとき、オブジェクトに定義づけられた機能を実行する指示信号を制御部４０に出力する。
【００４６】
制御部４０は、測量機１の全体の動作を制御する。
一例として、制御部４０は、操作部３６や外部機器からの指示信号に従って、整準部２に対して本体部６を鉛直軸Ｏ１周りに回転駆動する。一例として、制御部４０は、操作部３６や外部機器からの指示に従って、本体部６に対して撮像部７を水平軸Ｏ２周りに回転駆動する。一例として、制御部４０は、ユーザにより水平角操作部２３が操作されたことに応じて、本体部６に対して撮像部７を水平軸Ｏ２周りに回転駆動する。
【００４７】
一例として、制御部４０は、第１撮像部１１及び第２撮像部１２を動作して、設定された撮像条件に基づいて、第１ターゲットである反射プリズムや構造物の外観を構成する測定面を撮像し、撮像して生成した画像データを画像処理部３３に出力する。
【００４８】
一例として、制御部４０は、欠陥検出装置５０から駆動指示信号が入力されると、指示信号に従って、第１撮像部１１（オートフォーカス部１１ａを含む）、第２撮像部１２、第３撮像部１４、撮像部７、水平角駆動部１５、鉛直角駆動部１７等を駆動する。
【００４９】
一例として、制御部４０は、欠陥検出装置５０に対して撮像部７が生成した画像データや観測データを通信部２０から出力する。
〔欠陥検出装置のシステム構成〕
図６は、欠陥検出装置５０のシステム構成を示すブロック図である。
【００５０】
欠陥検出装置５０は、制御部５１と、表示部５２と、操作部５３と、記憶部５４と、通信部５５とを備えている。
制御部５１は、コンピュータと同様な構成を有しており、ＣＰＵ５１ａ、ＲＯＭ５１ｂ及びＲＡＭ５１ｃがバスを介して相互に接続されている。一例として、制御部５１は、記憶部５４を構成するハードディスク等にインストールされた欠陥検出プログラム５１ｄを実行する。一例として、制御部５１は、表示部５２に画像等を表示させる表示制御部として機能する。制御部５１は、撮像部７が生成した画像データに基づく画像や観測データに基づく情報を表示部５２に表示させる。一例として、制御部５１は、構造物の外観を構成する測定面の画像を表示部５２に表示させる。一例として、制御部５１は、外観画像データに含まれる構造物の欠陥を検出する欠陥検出部として機能する。制御部５１は、外観画像データに対応づけられた座標データを用いて、欠陥検出部により検出された欠陥に関する欠陥データを算出する算出部として機能する。一例として、制御部５１は、測量機１に対して、第１撮像部１１、第２撮像部１２、第３撮像部１４、撮像部７、水平角駆動部１５、鉛直角駆動部１７等を駆動する指示信号を通信部５５を介して出力する。
【００５１】
表示部５２は、画像やオブジェクトを表示する表示機能を有している。一例として、表示部５２は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＣＲＴである。一例として、表示部５２は、表示部の表示面に、第１撮像部１１や第２撮像部１２が生成した画像データに基づく画像や観測データに基づく情報を表示する。
【００５２】
操作部５３は、一例として、キーボードであり、マウスであり、表示部５２の表示面に配置されたタッチパネルである。操作部５３は、表示部５２に表示されたオブジェクトを選択することによって、オブジェクトに定義づけられた機能を実行する指示を制御部５１に出力する。
【００５３】
記憶部５４は、プログラムやパラメータ等を測量機１の非動作時にも失われないように格納する。一例として、記憶部５４は、不揮発性メモリやハードディスクである。一例として、記憶部５４は、欠陥検出プログラム５１ｄ、工事の基礎となる設計データ等を記憶する。一例として、記憶部５４は、構造物の外観を構成する測定面の画像データを記憶する。一例として、記憶部５４は、グローバル座標系で作成された地図データを記憶する。一例として、記憶部５４には、欠陥検出プログラム５１ｄに従って、フォルダが設置される。フォルダには、欠陥検出プログラム５１ｄに従って撮像された測定範囲の複数の外観画像データ等が保存される。
【００５４】
通信部５５は、測量機１の通信部２０と通信をする。一例として、通信部５５は、測量機１で撮像され画像データや位置データを受信し、また、測量機１を制御する指示信号を出力する。一例として、通信部５５は、ワイドエリアネットワークやローカルエリアネットワーク等のネットワークを介して外部機器と通信する。一例として、通信部５５は、外部のサーバ装置と通信する。一例として、通信部５５は、地図サーバ装置５６から地図データを受信する。例えば、地図データは、グローバル座標系に従って作成されている。一例として、通信部５５は、工事の基礎となる設計データを格納した管理サーバ装置から設計データを受信する。一例として、通信部５５は、管理サーバ装置に対して、構造物の外観を構成する測定面の画像データを受信する。
【００５５】
〔構造物の欠陥検出の概要〕
図７は、構造物の欠陥検出の概要を示す図であり、図７（ａ）は、測定面と測定範囲の関係を示す図である。
【００５６】
欠陥検出では、構造物における少なくとも任意の２点を観測（視準及び測距）して得られた観測データ（測距部１３で測距して得られた測距データ、水平角測角部３１で測角して得られた水平角データ及び鉛直角測角部３２で測角して得られた鉛直角データ）から測定面６１を定義する。測定面６１を定義するとき、第２撮像部１２で撮像して生成された画像データに基づく画像を第１表示部１８及び第２表示部１９に表示したり、レーザポインタ１６から送光したりすることで、ユーザは測量機１が構造物のどこを観測しようとしているのかを把握することが可能となる。
【００５７】
測定範囲６２は、構造物における少なくとも任意の２点について測角（水平角及び鉛直角を測定）することで設定される。測定面６１の定義を行った後に測定範囲６２の設定を行う場合、測定範囲６２の設定は、測定面６１を定義しているため、構造物の少なくとも任意の２点を測距することなく測角するだけでも可能となる。測定面６１の定義を行った後に測定範囲６２の設定を行う場合、測定範囲６２の設定は、構造物の少なくとも任意の２点について、測距部１３で測距して得られた測距データ、水平角測角部３１で測角して得られた水平角データ及び鉛直角測角部３２で測角して得られた鉛直角データのうち、測距部１３で測距して得られた測距データを用いることなく、水平角測角部３１で測角して得られた水平角データ及び鉛直角測角部３２で測角して得られた鉛直角データを用いるだけで可能となる。
【００５８】
測定面６１を定義するときに観測する２点と、測定範囲６２を設定するときに測角する２点は、異なる観測点でもよいし、同じ観測点でもよい。
図７（ｂ）は、測定面と測定範囲と撮像範囲の関係を示す図である。測量機１は、設定した測定範囲６２すべての外観画像データを得るために、第１撮像部１１による撮像を順次行い、第１画角の撮像範囲６３の外観画像データを順次生成する。測定面６１が既に定義されていることで、デジタル画像である外観画像データに基づく外観画像の任意の画素の位置は、撮像時に視準した観測点からの角度を変換することによって座標データで特定することができる。各外観画像データに対しては、欠陥の検出が行われる。検出された欠陥の位置は、欠陥データである座標データで特定される。一例として、外観画像データの位置データや欠陥の位置等を示す欠陥データは、グローバル座標データである。撮像された測定範囲６２における各外観画像データは、オルソ補正処理が行われ、次いで、スティッチング処理部が行われ、記憶部５４等に保存される。
【００５９】
図８は、構造物の欠陥検出の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、欠陥検出装置５０の制御部５１は、測量機１のリモート制御を開始し、測量機１は、構造物の測定面６１等を視準する。一例として、制御部５１は、測量機１の制御部４０を介して、第１撮像部１１、及び、第２撮像部１２の画角の切り替え、撮像、測距、オートフォーカス、マニュアル露出、ホワイトバランス、レーザポインタ１６のオンオフ切り替えを等を行うことができるようになる。一例として、制御部５１は、測角値や整準状態を表示部５２に表示させる。
【００６０】
ステップＳ２において、制御部５１は、記憶部５４に外観画像データを保存する記録フォルダを作成する。
ステップＳ３において、測量機１は、制御部５１の制御に従って、トライアルメジャーを行う。一例として、トライアルメジャーでは、ユーザがこれから欠陥検出したいと考える構造物の外観に現れた欠陥を含むように測量機１の第１撮像部１１又は第２撮像部１２で撮像する。一例として、欠陥は、第１撮像部１１又は第２撮像部１２で撮像して生成された外観画像データを欠陥検出装置５０で画像解析しコントラストを測定することによって検出される。制御部５１は、第１撮像部１１又は第２撮像部１２で撮像して生成された外観画像データに基づく外観画像を表示部５２に表示させる。ユーザは、表示部５２に表示された外観画像を見て、操作部５３を操作し、制御部５１は、制御部４０を介して、第１撮像部１１の感度、露出等を調整し、第１撮像部１１の設定を、外観画像の中から欠陥を検出できる設定とする。一例として、トライアルメジャーは、複数の場所で行う。一例として、測量機１は、トライアルメジャーの結果、発見された測定環境の良い場所で器械設置される。
【００６１】
ステップＳ４において、測量機１の器械設置が行われる。図９は、器械設置を説明する図である。一例として、器械設置では、第３撮像部１４で第２ターゲットを撮像して測量機１の整準及び求心をする。一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、既知点２点Ａ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），Ａ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）それぞれを測角及び測距する。図９に示すように、器械設置により、測量機１は、グローバル座標６４上の測量機１の位置を示す座標値（（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ））を算出することで、グローバル座標６４上に設置される。
【００６２】
一例として、トライアルメジャーは、器械設置の前に行われる。一例として、トライアルメジャーは、器械設置の後に行われる。一例として、トライアルメジャーと器械設置の順番は、欠陥検出装置５０を用いてユーザが設定する。ユーザがトライアルメジャーと器械設置の順番を設定する場合は、一例として、表示部５２にトライアルメジャーと機器設置を選択するためのオブジェクトを表示させ、操作部５３で選択させる。器械設置は、手間のかかる作業であるので、トライアルメジャーの後に行うことが好ましい。
【００６３】
ステップＳ５において、測量機１は、制御部５１の制御に基づいて、測定面６１を定義する。一例として、測量機１は、構造物の外観（例えば壁面）の少なくとも任意の２点について測角及び測距を行い、任意の２点を含む面を測定面６１として定義する。測量機１は、器械設置によりグローバル座標６４における測量機１の位置を特定し、測定面６１を定義することで、測定面６１のいずれの観測点もグローバル座標で特定することができる。
【００６４】
図１０は、測定面６１の定義により特定可能なデジタル画像上の任意の画素の位置データを説明する図である。
上述したように、測定面６１の定義がされることで、測量機１が撮像した撮像範囲６３における任意の画素（Ｐ）は、測量機１が十字形状を有したレチクルの中心が示す観測点Ｏの角度（ＨＡ，ＶＡ）を算出し、画素（Ｐ）の観測点Ｏからの角度をグローバル座標データに変換することができる。これにより、外観画像データにおける各画素の位置は、各画素に対して角度観測を行った場合と同じように、位置データであるグローバル座標データで特定することができる。一例として、第１撮像部１１の第１撮像素子が１９２０画素×１０８０画素を有する場合、デジタル画像は、第１撮像素子が有する画素数に応じた精度で位置を特定することができる。
【００６５】
なお、測定面６１の定義方法についての詳細は後述する。
ステップＳ６において、測量機１は、制御部５１の制御に基づいて、定義された測定面６１内において、構造物の欠陥検出を行う測定範囲６２を指定する。
【００６６】
なお、測定範囲６２の定義についての詳細は後述する。
ステップＳ７において、測量機１は、制御部５１の制御に従って、水平角駆動部１５を駆動して撮像部７を鉛直軸Ｏ１周りに回転駆動し、鉛直角駆動部１７を駆動して撮像部７を水平軸Ｏ２周りに回転駆動する。測量機１は、制御部５１の制御に従って、測定範囲６２の自動測定を行う。測量機１は、撮像ごとに視準方向を変えながら、測定範囲６２を第１撮像部１１で順次撮像する。欠陥検出装置５０には、順次撮像された外観画像データが位置データと共に入力される。制御部５１は、測量機１から入力された外観画像データについて、欠陥を検出する。
【００６７】
なお、第１撮像部１１の自動測定についての詳細は後述する。
〔測定面の定義（ステップＳ５）〕
測定対象となる構造物の外観には、一例として、平面と、曲面とがある。平面の種類には、一例として、鉛直面および水平面と、斜面とがある。曲面の種類には、一例として、設計データが存在する曲面と、円柱又は楕円柱上の曲面と、それ以外の自由曲面とがある。
【００６８】
図１１は、測定面の種類を特定する手順を示すフローチャートである。
欠陥検出装置５０の制御部５１は、先ず、測定面６１の測定面６１の種類を選択する選択画面を表示部５２に表示させる。ステップＳ１１において、制御部５１は、表示部５２に、測定面６１の壁面種が平面種であるか曲面種であるかを選択するオブジェクトを表示させる。平面種が選択されたとき、ステップＳ１２において、制御部５１は、平面種の種類を選択するオブジェクトを表示部５２に表示させる。ステップＳ１２−１において、制御部５１は、鉛直面及び水平面が選択されたとき、鉛直面及び水平面の定義方法を設定する。一例として、鉛直面は、構造物の壁面である。一例として、水平面は、地面であり、天井面である。ステップＳ１２−２において、制御部５１は、斜面が選択されたとき、斜面の定義方法を設定する。一例として、斜面は法面である。
【００６９】
ステップＳ１１で曲面種が選択されたとき、ステップＳ１３において、制御部５１は、曲面種の種類を選択するオブジェクトを表示部５２に表示させる。制御部５１は、設計データが存在する曲面が選択されたとき、ステップＳ１３−１において、設計データを有する定義方法を設定する。制御部５１は、円柱又は楕円柱上の曲面が選択されたとき、ステップＳ１３−２において、円柱又は楕円柱上の曲面の定義方法を設定する。制御部５１は、自由曲面が選択されたとき、ステップＳ１３−３において、自由曲面の定義方法を設定する。
【００７０】
図１２は、ステップＳ１２−１における鉛直面の測定面６１の定義方法を示す図である。鉛直面の測定面６１の定義方法は、鉛直の測定面６１上の測定面６１内の任意の２つの観測点Ｐ１，Ｐ２を、第２撮像部１２で撮像しながら、例えばレーザポインタ１６を用いて指定し、観測点Ｐ１，Ｐ２の測角及び測距による観測を行う。測量機１は、制御部５１の制御に従って、視準、測距を行った任意の観測点Ｐ１，Ｐ２を含む鉛直面を測定面６１として定義する。
【００７１】
図１３は、ステップＳ１２−１における水平面の測定面６１の定義方法を示す図である。水平面の測定面６１の定義方法は、水平の測定面６１上の測定面６１内の任意の２つの観測点Ｐ１，Ｐ２を、第２撮像部１２で撮像しながら、例えばレーザポインタ１６を用いて指定し、観測点Ｐ１，Ｐ２の測角及び測距による観測を行う。測量機１は、制御部５１の制御に従って、視準、測距を行った任意の観測点Ｐ１，Ｐ２を含む水平面を測定面６１として定義する。
【００７２】
鉛直面および水平面の任意の観測点の数は、２点以上であれば、特に限定されるものではない。
図１４は、ステップＳ１２−２における斜面の測定面６１の定義方法を示す図である。斜面の測定面６１の定義方法は、斜面の測定面６１上の測定面６１内の任意の３つの観測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を、第２撮像部１２で撮像しながら、例えばレーザポインタ１６を用いて指定し、測角及び測距による観測を行う。測量機１は、制御部５１の制御に従って、測角及び測距を行った任意の観測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を含む斜面を測定面６１として定義する。
【００７３】
斜面の任意の測点の数は、３点以上であれば、特に限定されるものではない。
一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、測定面６１を定義するときに、常に３点以上を測角及び測距を行い、３点の観測データに基づいて、測定面６１が鉛直もしくは水平であるか、斜面であるかを判定する。
【００７４】
測定面６１の種類が曲面である場合は、曲面の一部を平面に近似させて、測定面６１の定義を行う。
ステップＳ１３−１における測定面６１が設計データが存在する曲面である場合、測量機１は、制御部５１の制御に従って、観測点の観測を行い、グローバル座標データを算出する。測量機１は、制御部５１の制御に従って、一例として記憶部５４や管理サーバ装置に格納された設計データにより、座標観測により算出したグローバル座標データにおける接平面を定義する。測量機１は、制御部５１の制御に従って、接平面の定義を複数箇所について行うことによって、測定面６１を定義する。
【００７５】
ステップＳ１３−２における測定面６１が円柱又は楕円柱上の曲面である場合、測量機１は、制御部５１の制御に従って、壁面上の３つ以上の複数点について、観測点の観測を行い、グローバル座標データを算出する。一例として観測点は、半径を算出可能な３点以上である。制御部５１は、得られた複数のグローバル座標データより円又は楕円を定義する。測量機１は、制御部５１の制御に従って、観測点の円の接平面を定義することによって、測定面６１を定義する。
【００７６】
図１５は、ステップＳ１３−３における測定面６１が自由曲面であるときの定義方法を示す図である。測定面６１が自由曲面である場合、測量機１は、制御部５１の制御に従って、壁面上の３つ以上の複数点について、観測点の観測を行う。測量機１は、制御部５１の制御に従って、連続する３つの観測点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１のうちで、両側の２つの観測点Ａ１，Ｃ１を通る平面６１ａを定義し、定義した平面６１ａを中央の観測点Ｂ１を通る位置にオフセットし、近似する平面６１ｂで測定面６１を定義する。一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、隣接する２つの観測点Ａ１，Ｂ１を通る平面６１ａに近似する平面６１ｂを定義してもよい。測量機１は、制御部５１の制御に従って、近似する平面６１ａにより測定面６１を定義する。
【００７７】
〔測定範囲の定義（ステップＳ６）〕
図１６（ａ）に示すように、測定範囲６２を含む測定面６１が鉛直面の場合、測量機１は、制御部５１の制御に従って、第２撮像部１２で撮像しながら、レーザポインタ１６を用いて、測定面６１内の任意の２つの観測点Ｐ３，Ｐ４を指定し、各観測点Ｐ３，Ｐ４について、測角を行う。この測角位置は、測定面６１が定義されていることで、グローバル座標データとして算出される（Ｐ３（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）、Ｐ４（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４））。測定範囲６２は、単に指定された観測点Ｐ３，Ｐ４によって指定された範囲ではなく、定義された測定面６１に投影された範囲となる。測定範囲６２が測量機１と正対している場合、測定範囲６２は、観測点Ｐ３、Ｐ４を対角とした長方形となる。
【００７８】
図１６（ｂ）に示すように、測定範囲６２が測量機１と正対していない場合には、測定した角度のみから単純にＰ３、Ｐ４の範囲の長方形６５とすると、一部観測できない領域６６ａが発生する。長方形６５には、測定範囲６２に含まれない不要な領域６６ｂも発生する。測量機１は、制御部５１の制御に従って、定義した測定面６１に投影した測定範囲６２ａを計算により求め設定する。この測定範囲６２ａは、測量機１に対して遠い側の辺が測量機１に対して近い側の辺に対して短い四角形となる。
【００７９】
一例では、測定面６１を定義する際に指定した任意の観測点Ｐ１，Ｐ２をそのまま測定範囲を指定するための観測点Ｐ３，Ｐ４として用いることもできる。
測定範囲６２は、長方形形状が１つだけの場合に限定されない。測定範囲６２は、複数であってもよく、２つ以上に追加することも可能であり、また、指定した測定範囲の一部の範囲を除外することも可能である。
【００８０】
図１７（ａ）は、２点を指定して測定範囲を設定した状態を示す図である。２点Ａ，Ｂを指定した場合、測定範囲６２は、指定点である２点Ａ，Ｂを対角とした長方形６７となる。
【００８１】
図１７（ｂ）は、設定した測定範囲の一部を除外し測定範囲から除外する場合を示す図である。長方形６７の内側にさらに指定点である２点Ｃ，Ｄを指定した場合には、長方形６７の内側に、２点Ｃ，Ｄを対角としたさらに長方形６８が指定される。一例として、この長方形６８は、測定範囲６２の長方形６７から除外する領域として設定される。
【００８２】
図１７（ｃ）は、測定範囲を複数個所に設定した状態を示す図である。指定点Ａ，Ｂを指定した長方形６７の外側にさらに２点Ｅ，Ｆを指定した場合には、追加の測定範囲６２となる２点Ｅ，Ｆを対角とした長方形６７ａが設定される。
【００８３】
図１７（ｄ）は、６点を指定して測定範囲を設定した状態を示す図である。一例として、測定範囲６２は、指定点として６点Ｏ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔを指定することで、長方形以外の形状６９を有した測定範囲６２を設定することができる。指定する点の数は、限定されるものではなく、３つ以上の指定点の数に応じて、様々な形状を有した測定範囲６２を指定することが可能になる。
【００８４】
図１７（ｅ）６点を指定して設定された測定範囲の一部を除外する場合を示す図である。測定範囲６２は、長方形以外の形状６９の内側に、指定点である３点Ｘ，Ｙ，Ｚを指定することで、除外する領域となる三角形６８ａを指定することができる。除外する領域は、指定点を３点以上とすることで、三角形以外の形状とすることができる。
【００８５】
一例として、３点以上指定する場合において、隣接する指定点の間は、直線で結ぶのではなく、曲線で結ぶこともできる。一例として、直線と曲線は、ユーザの操作部５３の操作に応じて選択できる。
【００８６】
図１８は、測定範囲を定義する手順を説明するフローチャートである。欠陥検出装置５０の制御部５１は、先ず、測定範囲６２の選択画面を表示部５２に表示させる。
図１８に示すように、ステップＳ２１において、制御部５１は、表示部５２に、測定範囲６２を指定するための指定点の数が２点であるか、３点以上であるのかを選択をするオブジェクトを表示させる。測定範囲６２を指定するための指定点の数が２点であるとき、ステップＳ２２において、制御部５１は、表示部５２に、測定範囲６２を追加又は除外をするかしないかを選択をするオブジェクトを表示させる。ステップＳ２２で測定範囲６２を追加又は除外する処理を行わないとき、及び、ステップＳ２４で測定範囲６２を追加又は除外する処理を継続しないとき、制御部５１は、ステップＳ２３において、図１７（ａ）から（ｃ）に示したような２点指定による範囲指定の処理に移行する。
【００８７】
測定範囲６２を指定するための指定点の数が３点以上であるとき、ステップＳ２５において、制御部５１は、表示部５２に、測定範囲６２を追加又は除外をするかしないかを選択をするオブジェクトを表示させる。ステップＳ２５で測定範囲６２を追加又は除外する処理を行わないとき、及び、ステップＳ２７で測定範囲６２を追加又は除外する処理を継続しないとき、制御部５１は、ステップＳ２６において、図１７（ｄ）及び（ｅ）に示したような多点指定による範囲指定の処理に移行する。
【００８８】
一例として、定義された測定面６１を外れる点を含む測定範囲６２を指定しようとした場合、制御部５１は、表示部５２に、指定しようとする点は測定面６１に含まれていない旨のエラー表示をさせたり、指定しようとする点は測定範囲６２として指定できない旨のエラー表示をさせたりする。
【００８９】
〔自動測定（ステップＳ７）〕
設定した測定範囲６２の大きさによっては、第１撮像部１１による１回の撮像では設定した測定範囲６２をすべてカバーすることができないことがある。一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、撮像範囲が重複するように、且つ、重複する領域が不必要に大きくならないように、水平角駆動部１５及び鉛直角駆動部１７を駆動制御する。測量機１は、制御部５１の制御に従って、測定範囲６２の全体を撮像する。
【００９０】
図１９は、測量機１の水平軸周りの回転駆動の範囲を説明する図である。測量機１の鉛直角駆動部１７による水平軸Ｏ２周りの回転駆動は、次のように制御される。
一例として、測定面６１の種類が鉛直面、斜面、曲面である場合は、概ね、鉛直角が鉛直角が４５°以上、１３５°以下の範囲で撮像部７が水平軸Ｏ２周りに回転駆動される。また、測定面６１の種類が鉛直面、斜面、曲面である場合は、概ね、鉛直角が２２５°以上、３１５°以下の範囲で撮像部７が水平軸Ｏ２周りに回転駆動される。
【００９１】
一例として、天井面の場合は、概ね、鉛直角が０°以上、４５°以下の範囲で撮像部７が水平軸Ｏ２周りに回転駆動される。また、天井面の場合は、概ね、鉛直角が３１５°以上、３６０°以下の範囲で撮像部７が水平軸Ｏ２周りに回転駆動される。
【００９２】
鉛直角とは、水平軸Ｏ２周りにおける撮像部７の回転角で、測量機１の視準方向が天頂を向いているときを０°、水平を向いているときを９０°として示す角度である。
図２０は、ステップＳ７で示した自動測定の詳細な手順を説明するフローチャートである。
【００９３】
ステップＳ３１において、測量機１は、制御部５１の制御に従って、測定範囲６２内の撮像領域を順次撮像できるように、水平角駆動部１５及び鉛直角駆動部１７を制御し、撮像部７を回転する。そして、測量機１は、制御部５１の制御に従って、測定範囲６２内において、現在の撮像領域を撮像した後、隣接する撮像領域に順次移動し、第１撮像部１１で測定範囲６２の全ての領域を自動測定する。
【００９４】
なお、測量機１の自動測定についての詳細は後述する。
ステップＳ３２において、測量機１は、制御部５１の制御に従って、各撮像領域との距離を算出する。ステップＳ３３において、測量機１は、制御部５１の制御に従って、第１撮像部１１のオートフォーカス制御を行う。オートフォーカス制御では、第１撮像部１１における第１光学系を構成するフォーカスレンズを、制御部４０によるフォーカス調節指示に応じて光軸方向に沿って変位し、光を第１撮像素子上に合焦させる。
【００９５】
一例として、オートフォーカス制御は、測定点のグローバル座標データと測量機１の位置を示すグローバル座標データから観測点と測量機１との距離を算出し、算出した距離に基づいてフォーカスレンズを光軸方向に沿って変位する。
【００９６】
一例として、オートフォーカス制御は、測距部１３で、測量機１と観測点との距離を測距して、測距した距離に基づいてフォーカスレンズを光軸方向に沿って変位する。
一例として、オートフォーカス制御は、フォーカスレンズをコントラストが最大となる位置に変位させるコントラスト方式で行う。
【００９７】
測定面６１は、コンクリート壁面であることが多く、コントラストを検出しにくい。オートフォーカス制御は、ステップＳ３３で測距した距離に基づいて行う方式が好ましい。
ステップＳ３４において、測量機１は、制御部５１の制御に従って、測定範囲６２における第１画角の各撮像範囲６３を撮像する。測量機１は、制御部５１の制御に従って、各撮像範囲６３のレチクルの中心が示す観測点Ｏの角度（ＨＡ，ＶＡ）を算出する。測量機１は、制御部５１の制御に従って、撮像した外観画像データの各画素のグローバル座標データを、観測中心の観測点Ｏからの角度を変換することによって算出する。これにより、撮像範囲６３の全ての画素がグローバル座標データに変換される。
【００９８】
一例として、測量機１は、外観画像データの中に欠陥が検出されると、欠陥の始点と終点の画素を、位置データとしての観測中心の観測点Ｏからの角度を変換することによって算出する。
【００９９】
測量機１は、グローバル座標データにより画素の位置が特定された外観画像データを、欠陥検出装置５０に送信する。制御部５１は、表示部５２に、順次、外観画像データに基づく外観画像を表示させる。
【０１００】
一例として、測量機１は、撮像した各外観画像データの位置データとして、全ての画素のグローバル座標データを算出し、欠陥検出装置５０に出力する。
ステップＳ３５において、測量機１は、制御部５１の制御に従って、オルソ補正処理を行うため、撮像した外観画像の４隅の座標データを算出する。４隅の座標データは、各外観画像データにおける４隅の画素の座標データである。
【０１０１】
ステップＳ３６において、制御部５１は、撮像した外観画像データのそれぞれについて、ひびや窪み等の欠陥の検出を行い欠陥の位置な長さや幅を測定する。
なお、欠陥の検出についての詳細は後述する。
【０１０２】
ステップＳ３７において、制御部５１は、各外観画像データのオルソ化処理を行う。一例として、制御部５１は、外観画像データにオルソ補正処理を施すオルソ補正処理部として機能する。
【０１０３】
ステップＳ３８において、制御部５１は、各外観画像データを繋ぎ合わせるスティッチング処理部を行う。一例として、制御部５１は、オルソ補正処理が施された第１外観画像データとオルソ補正処理が施された第２外観画像データとをつなぎ合わせるスティッチング処理を施すスティッチング処理部として機能する。
【０１０４】
なお、オルソ処理とスティッチング処理部についての詳細は後述する。
〔測量機１の自動測定（ステップＳ３１）〕
測定面６１である壁面が鉛直面、斜面、曲面である場合は、概ね、鉛直角が４５°以上、１３５°以下の範囲で撮像部７が水平軸Ｏ２周りに回転駆動される。また、測定面６１である壁面が鉛直面、斜面、曲面である場合は、概ね、鉛直角が２２５°以上、３１５°以下の範囲で撮像部７が水平軸Ｏ２周りに回転駆動される。
【０１０５】
図２１は、鉛直面の測定範囲６２をタイル状に自動測定する状態を説明する図である。
一例として、測定範囲６２は、長方形である。一例として、測定範囲６２の内側には、測定の除外領域を有していない。測量機１は、制御部５１の制御に従って、測定範囲６２より広い長方形の全撮像範囲７１を、第１撮像部１１を用いて撮像する。自動測定では、第１画角の第１撮像部１１を用いる。第１撮像部１１は、全撮像範囲７１内を、第１画角の撮像領域７２の大部分が重ならないように撮像する。一例として、各撮像領域７２は、上下左右に隣接する撮像領域７２と外縁部が重複する重複部分７０を有する。各撮像領域７２は、一例として、同じ大きさの長方形である。各撮像領域７２は、一例として、同じ大きさの正方形でもよい。測量機１は、撮像領域７２がタイル状に並ぶように、全撮像範囲７１を撮像する。一例として、測量機１は、全撮像範囲７１内において、第１撮像部１１をＳ字状に移動させて、全撮像範囲７１を撮像する。撮像開始は、Ｓ字形状のルートの何れの端部であってもよい。一例として、測量機１は、全撮像範囲７１を、連続して撮像できるルートで順次撮像する。一例として、測量機１は、全撮像範囲７１を、水平角駆動部１５及び鉛直角駆動部１７による撮像部７の移動量が最少となるルートで順次撮像する。一例として、測量機１は、現在の撮像領域７２に対して次に撮像する撮像領域７２を、優先して現在の撮像領域７２に対して隣接する撮像領域７２とする。
【０１０６】
図２２は、鉛直面の測定範囲に除外領域を有する場合の自動測定を説明する図である。
測定範囲６２は、内側に測定範囲の除外領域となる長方形６８を有している。測量機１は、制御部５１の制御に従って、長方形６８を囲むルートで順次撮像する。ルートが環状である場合、撮像開始は、環状のルートの何れの位置からでもよい。一例として、測量機１は、全撮像範囲７１を、現在の撮像領域７２に対して隣接する何れかの撮像領域７２を優先して撮像する。一例として、測量機１は、現在の撮像領域７２に対して次に撮像する撮像領域７２を、優先して現在の撮像領域７２に対して隣接する撮像領域７２とする。したがって、長方形６８を跨ぐような撮像ルートが選択されることは、次の移動先の候補として除外領域しかない場合を除いてない。
【０１０７】
天井面の場合は、鉛直角が０°以上、４５°以下の範囲で撮像部７が鉛直軸Ｏ１及び水平軸Ｏ２周りに回転駆動される。また、天井面の場合は、鉛直角が３１５°以上、３６０°以下の範囲で撮像部７が鉛直軸Ｏ１及び水平軸Ｏ２周りに回転駆動される。
【０１０８】
図２３は、天井面を同心円状に同一方向に撮像する状態を示す図である。
測量機１は、制御部５１の制御に従って、全撮像範囲７１を、第１撮像部１１を用いて撮像する。自動測定において、測量機１は、全撮像範囲７１を、上下左右に隣接する撮像領域７２との一部重複する重複部分７０を許容しながら撮像する。各撮像領域７２は、一例として、正方形である。一例として、各撮像領域７２は、長方形でもよい。長方形の方が１枚の撮像領域７２の範囲を広くすることができる。正方形の場合は、第１画角が正方形に変更される。測量機１は、撮像領域７２が天頂を中心に同心円状となるように、全撮像範囲７１を撮像する。一例として、測量機１は、全撮像範囲７１における天頂を撮像した後、天頂を含む撮像領域７２の周囲を同一方向に回りながら撮像領域７２を順次同一方向に撮像する。撮像開始は、天頂から開始してもよいし、外周端部から開始してもよい。一例として、測量機１は、全撮像範囲７１内を、連続して撮像できるルートで、順次撮像する。一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、順次、撮像部７を鉛直軸Ｏ１周りに所定の角度ずつ回転するように水平角駆動部１５を制御する。一例として、測量機１は、全撮像範囲７１内を、水平角駆動部１５及び鉛直角駆動部１７による撮像部７の移動量が最少となるように順次撮像する。一例として、測量機１は、現在の撮像領域７２に対して隣接する領域に除外領域７３があるとき、次の移動先に、除外領域７３よりも隣接する撮像領域７２を優先する。
【０１０９】
図２４は、天井面を中心に一方向に回転した後、逆方向に回転して撮像する状態を示す図である。
一例として、測量機１は、欠陥検出装置５０との間が有線で接続される。測量機１は、鉛直軸Ｏ１回りに同一方向に回転し続けると、接続ケーブルが測量機１に巻き付いてしまう。一例として、測量機１は、鉛直軸Ｏ１回りに、同一方向に回転し続けることはない。一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、一方向に３６０°鉛直軸Ｏ１回りに回転した後、逆方向に３６０°鉛直軸Ｏ１回りに回転するように、水平角駆動部１５を制御する。これにより、測量機１と欠陥検出装置５０とを有線接続するケーブルが測量機１に巻き付くことを防止できる。
【０１１０】
図２５は、天井面を放射方向に撮像する状態を示す図である。
測量機１は、全撮像範囲７１内における天頂を通る放射方向に撮像する。各撮像領域７２は、一例として、正方形である。一例として、各撮像領域７２は、長方形である。長方形の方が１枚の撮像領域７２の範囲を広くすることができる。撮像開始は、天頂から開始してもよいし、鉛直角の大きい端部から開始してもよい。一例として、測量機１は、全撮像範囲７１を、連続して撮像できるルートで順次撮像する。一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、天頂を通るルート７４のとき、撮像部７を鉛直軸Ｏ１周りに所定の角度ずつ回転させることなく一列分撮像する。次に、測量機１は、撮像を終えた一列の撮像領域７２を拡張する領域７５を撮像するとき、順次、撮像部７を鉛直軸Ｏ１周りに所定の角度ずつ回転するように水平角駆動部１５を制御する。一例として、測量機１は、全撮像範囲７１を、撮像部７の移動量が最少となるように、水平角駆動部１５及び鉛直角駆動部１７を制御する。一例として、測量機１は、現在の撮像領域７２に対して隣接する領域に除外領域７３があるとき、次の移動先に、除外領域７３よりも隣接する撮像領域７２を優先する。
【０１１１】
図２６（ａ）及び（ｂ）は、鉛直面の測定範囲６２の外縁を含む領域を撮像するとき、測定範囲６２の外縁からはみ出す領域７６が縮小するように第１撮像部１１の第１画角を制御する動作を説明する図である。
【０１１２】
図２６（ａ）に示すように、測定範囲６２が測量機１と正対していない場合には、定義した測定面６１に投影した測定範囲６２が設定される。測定範囲６２は、長方形とはならず、測量機１に対して遠い側の辺が近い側の辺に対して短い四角形となる。一例として、１行目の２列目や３列目の撮像領域７２や３行目の２列目や３列目の撮像領域７２は、その大部分が測定範囲６２から外れる。図２６（ｂ）に示すように、一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、１行目の２列目や３列目の撮像領域７２や３行目の２列目や３列目の撮像領域７２の第１画角を鉛直方向に縮小する制御をし、全撮像範囲７１のデータサイズを小さくする。
【０１１３】
図２６は水平方向について図示しているが、鉛直方向についても同様である。すなわち、鉛直角が９０°（２７０°）から離れる程、測定範囲６２の外縁からはみ出す領域７６が大きくなる。一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、鉛直角が９０°（２７０°）から離れる程、撮像領域７２の第１画角を水平方向に縮小する制御をし、全撮像範囲７１のデータサイズを小さくする。
【０１１４】
図２７は、測定範囲６２の外縁を含む領域を撮像するとき、外縁からはみ出す領域７６が縮小するように撮像領域７２の位置を移動する動作を説明する図である。
一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、２列目や３列目の両端に位置する撮像領域７２を、第１画角を変更することなく、行方向の中央線に寄せるように鉛直方向に移動する。これにより、全撮像範囲７１における撮像領域７２の数は、図２６（ａ）の場合と比較して、２列目において、４枚が３枚になり、３列目において４枚が２枚になる。測量機１は、全撮像範囲７１における撮像枚数を減らすことができる。
【０１１５】
図２７は水平方向について図示しているが、鉛直方向についても同様である。すなわち、鉛直角が９０°（２７０°）から離れる程、測定範囲から外れる領域が大きくなる。この場合、一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、鉛直角が９０°（２７０°）から離れる程、第１画角を変更することなく、列方向の中央線に寄せるように水平方向に移動し、全撮像範囲７１における撮像枚数を減らす制御を行う。
【０１１６】
図２８（ａ）ないし（ｃ）は、鉛直角が０°から１８０°の範囲において鉛直角が９０°から離れるほど、第１撮像部１１を鉛直軸Ｏ１周りに回転する水平角が大きくなるように回転する動作を説明する図である。また、鉛直角が１８０°から３６０°の範囲において鉛直角が２７０°から離れるほど、第１撮像部１１を鉛直軸Ｏ１周りに回転する水平角が大きくなるように回転する動作を説明する図である。
【０１１７】
１回で撮像される撮像領域７２に対する水平角相当範囲は、撮像されるときの鉛直角に依存し変化する。図２８（ａ）に示すように、一例として、鉛直角が９０°（２７０°）であるときの水平角相当範囲７７ａは、鉛直角が４５°（３１５°）程度の水平角相当範囲７７ｂより狭くなる。撮像される画像に対する水平角相当範囲７７ｂは、撮像時の鉛直角が９０°（２７０°）から離れるほど、大きくなる。
【０１１８】
図２８（ｂ）に示すように、鉛直角の違いによらずに、第１撮像部１１を鉛直軸Ｏ１周りに回転させることなく、水平軸Ｏ２周りに鉛直角駆動部１７を駆動すると、鉛直角が９０°（２７０°）から離れるほど、水平方向に互いに隣接する撮像領域７２の重複部分７０が大きくなる。これにより、撮像枚数も増え、撮像時間も増加する。
【０１１９】
図２８（ｃ）に示すように、一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、鉛直角が９０°（２７０°）から離れるほど、第１撮像部１１の鉛直軸Ｏ１周りの回転量が大きくなるよう水平角駆動部１５を制御する。これにより、隣接する撮像領域の重複部分７０が少なくなり、撮像枚数を減らすことができる。
【０１２０】
図２９（ａ）及び（ｂ）は、第１撮像部１１の第１画角内において、フォーカス深度Ｄを外れる領域を第１画角の縁部に含む場合において、フォーカス深度Ｄを外れる領域を含まないように、第１画角を縮小して第１撮像部１１で撮像する動作を説明する図である。
【０１２１】
測定面６１が定義されているため、測量機１と測定面６１の観測点との距離は既知である。したがって、第１撮像部１１は、測量機１と測定面６１の観測点との距離に従ってフォーカスを合わせることができる。図２９（ａ）に示すように、測定面６１の測定範囲６２における撮像領域７２が測量機１と正対している場合、第１画角の撮像領域７２の全体は、フォーカス深度Ｄ内に位置し、フォーカスがあったフォーカス領域７８ａとなる。撮像領域７２が測量機１と正対せず測定面６１に対して測量機１が傾斜した状態の場合、第１画角の撮像領域７２の縁部は、フォーカス深度から外れるデフォーカス領域７８ｂとなる。デフォーカス領域７８ｂは、測定面６１に対して測量機１の傾きが大きくなるほど大きくなる。
【０１２２】
図２９（ｂ）に示すように、測量機１は、制御部５１の制御に従って、撮像領域７２と正対する位置において、第１画角で撮像し、左右両端に近づくほど、第１画角を水平方向に縮小して、デフォーカス領域７８ｂが含まれないようにする。各撮像領域７２の全ての領域は、フォーカス領域７８ａとなる。測量機１は、水平角駆動部１５を制御して、測定範囲６２の右端や左端に近い方向を撮像するとき、順次、水平方向の第１画角を縮小するように第１撮像部１１を制御する。撮像される外観画像は、測定範囲６２の右端や左端に近い方向を撮像するときほど、狭い画像となる。
【０１２３】
図２９は水平方向について図示しているが、鉛直方向についても同様である。すなわち、鉛直角が９０°（２７０°）から離れる程、デフォーカス領域７８ｂが大きくなる。この場合、一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、鉛直角が９０°（２７０°）から離れる程、順次、鉛直方向の第１画角を縮小するように第１撮像部１１を制御する。
【０１２４】
図３０（ａ）及び（ｂ）は、第１撮像部１１の第１画角内において、フォーカス深度Ｄを外れる領域を第１画角の縁部に含む場合、フォーカス深度を外れる領域に改めてフォーカスを合わせ第１撮像部１１で撮像する動作を説明する図である。
【０１２５】
撮像領域７２が測量機１と正対せず測定面６１に対して測量機１が傾斜した状態の場合、第１画角の撮像領域７２の縁部は、フォーカス深度から外れるデフォーカス領域となる。
【０１２６】
一例として、図３０（ａ）に示すように、撮像領域７２が測量機１と正対していない場合、フォーカス深度Ｄａ内には、第１画角より狭い撮像領域７２ａが位置している。撮像領域７２ａの両側に位置する撮像領域７２ｂ，７２ｃは、フォーカス深度Ｄａからは外れ、デフォーカスとなる。撮像領域７２ｂは、測量機１から撮像領域７２ａまでの距離より遠い位置にあり、フォーカス深度Ｄｂ内に位置している。撮像領域７２ｃは、測量機１から撮像領域７２ａまでの距離より近い位置にあり、フォーカス深度Ｄｃ内に位置している。
【０１２７】
図３０（ｂ）に示すように、測量機１は、制御部５１の制御に従って、撮像領域７２ａを撮像するとき、第１画角を水平方向に縮小する制御を行い、撮像領域７２ａの全てがフォーカスのあった状態で撮像する。
【０１２８】
次いで、測量機１は、制御部５１の制御に従って、水平角駆動部１５を駆動することなく、撮像領域７２ａに隣接する撮像領域７２ｂにフォーカスを合わせる。測量機１は、制御部５１の制御に従って、撮像領域７２ａを撮像するときよりも第１画角をさらに水平方向に縮小する制御を行い、撮像領域７２ｂの全ての領域についてフォーカスのあった状態で撮像する。
【０１２９】
測量機１は、制御部５１の制御に従って、水平角駆動部１５を駆動することなく、撮像領域７２ａに隣接する撮像領域７２ｃにフォーカスを合わせる。測量機１は、制御部５１の制御に従って、撮像領域７２ａを撮像するときよりも水平方向の第１画角をさらに縮小する制御を行い、撮像領域７２ｃの全てがフォーカスのあった状態で撮像する。
【０１３０】
一例として、撮像領域７２ａ，７２ｂ，７２ｃを合わせた領域が第１画角の撮像領域７２となる。
図３０は水平方向について図示しているが、鉛直方向についても同様である。すなわち、鉛直角が９０°（２７０°）から離れる程、デフォーカス領域７８ｂが大きくなる。この場合、一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、鉛直角が９０°（２７０°）から離れる程、順次、鉛直方向の第１画角を縮小するように第１撮像部１１を制御する。
【０１３１】
〔ひび検出・測定（ステップＳ３６）〕
図３１は、欠陥の一例であるひびの検出及び測定をする手順を示すフローチャートである。
【０１３２】
ステップＳ４１において、測量機１は、制御部５１の制御に従って、測定範囲６２における各撮像領域７２を撮像する。一例として、測量機１は、制御部５１の制御に従って、各撮像領域７２を撮像する際、測量機１が十字形状を有したレチクルの中心が示す観測点の角度（ＨＡ，ＶＡ）を算出し、中心の観測点からの角度（ＨＡ，ＶＡ）を変換することによって、各画素のグローバル座標データを算出する。測量機１は、位置データとして、撮像した外観画像データ、及び、画素に対応づけられたグローバル座標データを欠陥検出装置５０に送信する。
【０１３３】
ステップＳ４２において、欠陥検出装置５０の制御部５１は、表示部５２に、外観画像データに基づく外観画像を順次表示させる。図３２（ａ）は、欠陥８１を有する外観画像の一例を示している。
【０１３４】
ステップＳ４３において、制御部５１は、欠陥検出部として機能する。制御部５１は、各外観画像データについて、欠陥の検出を行う。欠陥の検出は、外観画像のコントラストを検出して行われる。制御部５１は、欠陥を検出すると、欠陥の位置を示す欠陥データを算出する。一例として、欠陥データは、グローバル座標系で特定される座標データである。欠陥データは、位置データとしてのレチクルの示す観測点Ｏからの角度を変換することによって欠陥の位置を特定する座標データである。具体的に、制御部５１は、欠陥８１の始点の画素に対応したグローバル座標データを特定する。また、制御部５１は、欠陥８１の終点の画素に対応したグローバル座標データを特定する。制御部５１は、欠陥の始点と終点との間の距離を、欠陥の長さデータとして算出する。制御部５１は、欠陥データに基づく情報を、外観画像データに基づく外観画像と共に表示部５２に表示させる。
【０１３５】
一例として、検出するひびや窪みの幅は、特に限定されないが、一例として、０．２ｍｍ以上であり、また、０．１ｍｍ以上である。
一例として、欠陥８１の検出は、測量機１が行ってもよい。
【０１３６】
ステップＳ４４において、制御部５１は、検出した欠陥に対して強調表示処理を行う。図３２（ｂ）に示すように、一例として、強調表示処理は、検出された欠陥に対して、周辺の色とは異なる色や線種の異なるライン８１ａを重畳する。一例として、ステップＳ４４は、省略してもよい。
【０１３７】
ステップＳ４５において、制御部５１は、検出した欠陥の幅データを算出する。一例として、欠陥８１の検出のみを目的とする場合、ステップＳ４４や以降の処理を省略してもよい。
【０１３８】
ステップＳ４６において、制御部５１は、欠陥のひびが折れ曲がる場所や幅が変化する場所を変化点８２として検出する。制御部５１は、隣接する変化点８２の間のセグメント８３を一単位として取り扱う。制御部５１は、欠陥関連データとしての各セグメント８３の始点と終点の画素に対応したグローバル座標データを特定する。制御部５１は、各セグメント８３の始点と終点との間の距離を、セグメント８３の長さデータとして算出する。また、制御部５１は、各セグメント８３の幅データを算出する。図３２（ｃ）に示すように、一例として、制御部５１は、セグメント８３ごとに、異なる強調表示処理を行う。一例として、制御部５１は、同じ幅を有したセグメント８３ごとに異なる強調表示処理を行う。一例として、強調表示処理は、セグメント８３に対して、周辺の色とは異なる色や線種の異なるライン８３ａを重畳する。
【０１３９】
ステップＳ４７において、制御部５１は、欠陥に関する欠陥データを格納するデータファイルを作成し、記憶部５４のフォルダに保存する。
図３３及び図３４は、欠陥検出装置５０の表示部５２に表示された検査画面の一例を示す。図３３に示すように、表示部５２には、検査画面として、外観画像表示オブジェクト８６と、スティッチ画像表示オブジェクト８７と、一覧表示オブジェクト８８とが表示される。
【０１４０】
外観画像表示オブジェクト８６は、測量機１が直近に撮像した外観画像データに基づく外観画像を表示する。外観画像表示オブジェクト８６は、撮像された順番に、外観画像データに基づく外観画像が表示される。
【０１４１】
図３４に示すように、スティッチ画像表示オブジェクト８７は、外観画像表示オブジェクト８６に表示される次の外観画像データが欠陥検出装置５０に入力されると、これまで外観画像表示オブジェクト８６に表示されていた外観画像が移動される。一例として、スティッチ画像表示オブジェクト８７は、撮像の順番に従って、隣接する外観画像が順次表示される。一例として、スティッチ画像表示オブジェクト８７は、縦と横のスクロールバー８５を表示する。多数の外観画像データに基づく外観画像が表示された場合、制御部５１は、操作部３６でスクロールバー８５の操作することによって、スティッチ画像表示オブジェクト８７を縦横にスクロールする。ユーザは、所望の外観画像を見ることができる。一例として、制御部５１は、スティッチ画像表示オブジェクト８７に新たに組み込まれた外観画像が表示されるように自動的にスクロールする。一例として、制御部５１は、スティッチ画像表示オブジェクト８７に、全撮像枚数中何枚目までが表示されたかを示す進捗状況を表示する。
【０１４２】
一例として、測量機で順次撮像して生成された第１外観画像データと第２外観画像データは、スティッチング処理が施されていない場合、オルソ補正処理が施された第１外観画像データに基づく第１外観画像が外観画像表示オブジェクト８６に表示される。制御部５１は、第１外観画像データと第２外観画像データとのスティッチング処理が施された場合、スティッチング処理済み外観画像データに基づくスティッチング処理済み外観画像をスティッチ画像表示オブジェクト８７に表示する。
【０１４３】
一例として、測量機で順次撮像して生成された第１外観画像データと第２外観画像データは、スティッチング処理が施されていない場合、オルソ補正処理が施された第１外観画像データに基づく第１外観画像が外観画像表示オブジェクト８６に表示される。これと共に、第１外観画像データに関する第１欠陥データに基づく第１欠陥情報がを一覧表示オブジェクト８８に表示される。制御部５１は、第１外観画像データと第２外観画像データとのスティッチング処理が施された場合、スティッチング処理済み外観画像データに基づくスティッチング処理済み外観画像をスティッチ画像表示オブジェクト８７に表示する。加えて、制御部５１は、第１外観画像データに関する第１欠陥データに基づく前記第１欠陥情報と、第２外観画像データに関する第２欠陥データに基づく第２欠陥情報とを一覧表示オブジェクト８８に表示する。
【０１４４】
一例として、スティッチ画像表示オブジェクト８７に外観画像データが移動されるときには、既に、欠陥の検出処理が終了し、オルソ化処理が完了している。欠陥８１やセグメント８３に対する強調表示処理は、外観画像表示オブジェクト８６に表示されているとき行ってもよいし、スティッチ画像表示オブジェクト８７に表示されてから行ってもよい。
【０１４５】
一覧表示オブジェクト８８は、検出した欠陥８１のセグメント８３ごとに、識別データとなる番号を振り、欠陥データとなる始点座標データのＸ座標データと、始点座標データのＹ座標データと、始点座標データのＺ座標データと、終点座標データのＸ座標データと、終点座標データのＹ座標データと、終点座標データのＺ座標データとを表示する。また、一覧表示オブジェクト８８は、検出した欠陥８１のセグメント８３ごとに、セグメント８３の幅データと長さデータを表示する。
【０１４６】
外観画像表示オブジェクト８６、及び、スティッチ画像表示オブジェクト８７において、１つのセグメント８３が操作部５３によって選択されたとき、制御部５１は、強調表示処理として、選択されたセグメント８３を四角形状等の選択枠８９で包囲する。また、制御部５１は、一覧表示オブジェクト８８において、選択されたセグメント８３のデータに対して網掛け表示等の強調表示を行う。一覧表示オブジェクト８８において、１つ又は複数のセグメント８３が操作部５３によって選択されたとき、制御部５１は、選択されたセグメント８３を四角形状の選択枠８９で包囲する。一例として、選択枠８９は、円形や三角形等である。一例として、選択枠８９の形状は、セグメント８３の長さや形状に応じて適宜変更される。一例として、制御部５１は、連続する同じ幅のセグメント８３を選択枠８９で包囲する。
【０１４７】
図３５は、連続する複数のセグメント８３を選択した状態の検査画面を示す図である。一例として、制御部５１は、連続する複数のセグメント８３が選択されたとき、選択されたセグメント８３ごとに選択枠８９で包囲するとともに、一覧表示オブジェクト８８において、選択されたセグメント８３のデータに対して網掛け表示等の強調表示を行う。一例として、制御部５１は、欠陥データとして、欠陥８１の連続性を各セグメント８３の始点座標データと終点座標データに基づいて自動検出する。一例として、始点となるセグメント８３と終点となるセグメント８３が選択されると、最初のセグメント８３の始点と最後のセグメント８３の終点のセグメントの間における連続するセグメント８３を検出し選択する。
【０１４８】
一例として、制御部５１は、さらに、選択された複数のセグメント８３で構成された欠陥８１の始点座標データ、終点座標データ、長さデータ、幅データの最大値や最小値や平均値等を算出し表示する。一例として、制御部５１は、選択したセグメント８３の割合を表示する。例えば、制御部５１は、ひび幅が０．１ｍｍ〜０．２ｍｍはＸ％、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍはＹ％と表示する。一例として、複数のセグメント８３が選択された後にも、新たなセグメント８３を選択することができる。
【０１４９】
図３６は、非連続なセグメント８３を選択した状態の検査画面を示す図である。一例として、制御部５１は、欠陥データとして、選択されたセグメント８３の数、選択したセグメント８３の長さの合計、選択したセグメント８３の幅データの平均値、選択したセグメント８３の幅データの最大値、選択したセグメント８３の幅データの最小値等を表示する。一例として、制御部５１は、選択されたセグメント８３の幅データの割合を表示する。例えば、制御部５１は、ひびの幅データが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍはＸ％、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍはＹ％と表示する。
【０１５０】
〔オルソ補正処理（ステップＳ３７）〕
図３７はオルソ補正処理を示す図であり、（ａ）は、オルソ補正前を示し、（ｂ）は、オルソ補正処理（正射投影補正処理）後を示す。
【０１５１】
図３７（ａ）に示すように、測定面６１と測量機１とは正対していない場合には、各外観画像データに基づく外観画像９１ａには歪みが発生する。撮像された各外観画像データは、各画素をグローバル座標で特定することができる。制御部５１は、各画素をグローバル座標データを用いて外観画像データを測定面６１に投影したオルソ化処理を行う。一例として、制御部５１は、各外観画像データの四隅のグローバル座標データを算出する。制御部５１は、４隅の画素のグローバル座標データに基づいて測定面６１に投影したオルソ補正を行う。オルソ補正処理の際には、記憶部５４に格納されている第１撮像部１１の第１撮像素子や第１光学系の傾斜に関する傾斜データも考慮に入れる。これにより、オルソ化処理がされた外観画像９１ｂは、全体が測量機１と正対した状態で撮像された画像と同じとなる。制御部５１は、検出した欠陥８１に対してもオルソ補正処理を行う。
【０１５２】
一例として、オルソ補正処理を行うと外観画像が若干劣化するため、オルソ補正処理は、ひび検出・測定後に行う。制御部５１は、オルソ補正処理が施されていない外観画像データから欠陥を検出する。一例として、幅検出・測定の前にオルソ補正処理を行ってもよい。
【０１５３】
〔スティッチング処理部（ステップＳ３８）〕
オルソ化処理が施された各外観画像データにあっても、各画素について、グローバル座標データを有する。
【０１５４】
一例として、互いに隣接する外観画像データを繋ぎ合わせる場合、制御部５１は、互いに隣接する外観画像データの同じ座標値の画素が重なるように繋ぎ合わせる。
一例として、制御部５１は、互いに隣接する外観画像データを繋ぎあわせなくても、座標上に、各外観画像データのグローバル座標データに基づいて、その外観画像データを当てはめる。この場合、制御部５１は、各外観画像データの中心のグローバル座標データは任意の画素のグローバル座標データ等、複数の画素のグローバル座標データを用いて、座標上に、外観画像データを当てはめる。
【０１５５】
一例として、隣接する外観画像データは、重複部分を有する。重複部分は、同じグローバル座標データが与えられている。スティッチング処理部する際、制御部５１は、グローバル座標データで特定される何れか一方の外観画像データの重複部分を削除する。
【０１５６】
図３８は、４枚の外観画像データに基づく外観画像９２ａ〜９２ｄのスティッチング処理部を施した全体外観画像９２を示す図である。制御部５１は、測定範囲６２を撮像した個々の外観画像データを繋ぎ合わせ、測定範囲６２の全体外観画像データに基づく全体外観画像９２を構成する。
【０１５７】
一例として、制御部５１は、第１外観画像データに対応づけられた第１座標データと第２外観画像データに対応づけられた第２座標データとを用いて、オルソ補正処理が施された第１外観画像データとオルソ補正処理が施された第２外観画像データとをつなぎ合わせるスティッチング処理を施す。
【０１５８】
〔保存（ステップＳ４７）〕
記憶部５４のフォルダには、撮像した複数の外観画像データが保存される。フォルダには、各外観画像データを関連付けて、位置データとしての各外観画像データを構成する画素のグローバル座標データも保存される。外観画像データは、例えば、ＪＰＥＧ形式やビットマップ形式で保存され、座標データは、テキストファイルで保存される。また、外観画像データと座標データとは、ＥＸＩＦ形式で保存される。外観画像データの保存形式は、ＪＰＥＧ形式以外のデータであってもよい。
【０１５９】
制御部５１は、記憶部５４のフォルダに、実際に撮像された外観画像データ等を保存する。制御部５１は、記憶部５４のフォルダに、オルソ化処理された外観画像データ、オルソ化処理された外観画像データをスティッチング処理部した全体外観画像データ等を保存する。制御部５１は、記憶部５４のフォルダに、オルソ化処理前の外観画像データをスティッチング処理部した全体外観画像データ、欠陥に対して強調表示処理が施された外観画像データ、欠陥データ等を保存する。
【０１６０】
制御部５１は、保存された外観画像データに対して、測量機１やソフトウェアの性能向上等が行われた後に改めて測定することが可能となる。
欠陥検出装置５０は、グローバル座標系で作成された地図データに基づく地図画像上に、欠陥８１を表示することができる。一例として、制御部５１は、地図サーバ装置５６から地図データを受信し、表示部５２に、地図データに基づく構造物の画像を表示させる。図３９に示すように、一例として、構造物は橋脚９８である。橋脚９８の欠陥８１を検査している場合、制御部５１は、橋脚９８に対して、フォルダに保存されている外観画像データに含まれる欠陥８１を重ねて表示する。一例として、地図データ上の橋脚９８を操作部５３で指定したとき、制御部５１は、欠陥８１の欠陥データに基づいて、橋脚９８に重畳して欠陥８１を表示する。また、欠陥８１は、グローバル座標に従った設計データにも重畳して表示することができる。
【０１６１】
以上のような欠陥検出装置５０によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）欠陥検出装置５０には、測量機１で撮像された外観画像データと、入力される外観画像データの位置データとしてのグローバル座標データが入力される。したがって、外観画像データに含まれる欠陥８１の欠陥データとしてのグローバル座標データも算出することができる。欠陥データは、測量機１が測定した観測データに従ったものであるから、正確なものとなる。
【０１６２】
（２）外観画像データに基づく外観画像は、欠陥検出装置５０の表示部５２に表示される。表示部５２は、測量機１の第１表示部１８及び第２表示部１９より大画面であり、外観画像を目視しやすく、欠陥８１の状態も確認しやすい。
【０１６３】
（３）表示部５２には、外観画像とともに欠陥８１の欠陥データも表示される。ユーザは、欠陥データを、実際の欠陥８１を目視しながら確認することができる。
（４）欠陥検出装置５０は、測量機１で測定面６１における測定範囲６２が撮像されるごとに表示部５２に外観画像データに基づく外観画像を表示する。ユーザは、撮像時に、リアルタイムに外観画像を確認することができる。
【０１６４】
（５）表示部５２に表示される欠陥８１は、強調表示処理がされるので視認性が向上される。
（６）欠陥データとしては、欠陥８１の長さデータと幅データとが表示されるので、欠陥８１を目視しながら欠陥８１の具体的な長さと幅を数値で把握することができる。
【０１６５】
（７）欠陥８１は、セグメント８３の単位で長さデータと幅データの確認を数値で把握することができる。
（８）欠陥８１は、セグメント８３の単位で強調表示処理が施されるので、セグメント８３の単位で欠陥８１を把握される。
【０１６６】
（９）外観画像は、オルソ化処理が施されることで、全体が測量機１と正対した状態で撮像された画像と同じとなる。
（１０）オルソ化処理に際しては、記憶部５４に格納されている第１撮像部１１（第１撮像素子）や本体部６の傾斜に関する傾斜データも考慮に入れる。これにより、外観画像９１ｂは、正確なオルソ化処理が施される。
【０１６７】
（１１）オルソ化処理が施されると、外観画像データは、若干劣化する。欠陥８１の検出は、オルソ化処理前に行うことで、欠陥８１が正確に検出される。
（１２）測定範囲６２を撮像した複数の外観画像データは、スティッチング処理部が施されることで、測定範囲６２の全体を１枚の外観画像として目視することができる。
【０１６８】
（１３）外観画像データの位置データは、外観画像データの各画素にグローバル座標データが対応付いていることから、正確な位置データとなる。欠陥データもまた、グローバル座標データが対応付いていることから、正確な位置データとなる。
【０１６９】
（１４）位置データや欠陥データは、グローバル座標データであることから、汎用性が高い。
（１５）欠陥８１は、グローバル座標系で作成された地図データに重畳表示することができる。
【０１７０】
（１６）測量機１は、第２撮像部１２で視準された測点を測距及び測角し、正確な位置データを算出することができる。
（１７）第１撮像部１１と第２撮像部１２とで機能と用途を分けることで、第１撮像部１１では高精細な外観画像データを望遠で撮像することができる。第２撮像部１２は、広角であることから視準を容易に行うことができる。
【０１７１】
（１８）測量機１は、測定を行う測定面６１となる壁面の任意の少なくとも２点について測角及び測距を行い、任意の２点を含む面を測定面６１として定義する。これにより、測量機１は、測定面６１の何れの点も、グローバル座標で特定することができる。
【０１７２】
（１９）測定面６１が鉛直面、斜面、曲面である場合は、概ね、鉛直角が鉛直角が４５°以上、１３５°以下、又は、２２５°以上、３１５°以下の範囲で撮像部７が水平軸Ｏ２周りに回転駆動されることで、外観画像データを撮像することができる。
【０１７３】
（２０）天井面の場合は、鉛直角が０°以上、４５°以下、又は、３１５°以上、３６０°以下の範囲で撮像部７が水平軸Ｏ２周りに回転駆動されることで、外観画像データを撮像することができる。
【０１７４】
（２１）測定範囲６２の外縁を含む領域を撮像するとき、外縁からはみ出す領域が縮小するように第１撮像部１１の前記第１画角を制御し、前記第１撮像部１１で撮像する。これにより、全撮像範囲７１のデータサイズが小さくなる。
【０１７５】
（２２）測定範囲６２の外縁を含む領域を撮像するとき、外縁からはみ出す領域が縮小するように水平角駆動部１５及び鉛直角駆動部１７を制御して第１撮像部１１を回転する。これにより、撮像する測量機１は、全撮像範囲７１における撮像枚数を減らすことができる。
【０１７６】
（２３）測定面６１が鉛直面、斜面、曲面等である場合において、鉛直角が０°から１８０°の範囲において鉛直角が９０°から離れるほど、又は、鉛直角が１８０°から３６０°の範囲において鉛直角が２７０°から離れるほど、第１撮像部１１は、鉛直軸周りに回転量が大きくなるように水平角駆動部１５が制御される。これにより、隣接する撮像領域の重複部分が少なくなり、撮像枚数を減らすことができる。
【０１７７】
（２４）第１画角内において、フォーカス深度を外れる領域を第１画角の縁部に含む場合、フォーカス深度を外れる領域を含まないように、第１画角を縮小して第１撮像部１１で撮像し、フォーカス深度を外れる領域にフォーカスが合うように、水平角駆動部１５及び鉛直角駆動部１７を制御して第１撮像部１１を回転し、第１撮像部１１で撮像する。これにより、デフォーカスの状態で、外観画像が撮像されることが抑制され、正確に、欠陥８１も検出することができる。
【０１７８】
（２５）第１画角内において、フォーカス深度を外れる領域を第１画角の縁部に含む場合、第１撮像部１１を回転させることなく、フォーカス深度を外れる領域にフォーカスを合わせ前記第１撮像部１１で撮像する。これにより、デフォーカスの状態で、外観画像が撮像されることが抑制され、正確に、欠陥８１も検出することができる。
【０１７９】
（２６）外観画像は、望遠カメラである第１撮像部１１で撮像されることから、微小なひびであっても検出することができる。
なお、上記欠陥検出装置５０は、以下のように変更してもよい。
【０１８０】
・測量機１は、第１画角内において、フォーカス深度を外れる領域を第１画角の縁部に含む場合であっても、第１画角内にフォーカス深度を外れる領域を含まないようにする処理を行わなくてもよい。フォーカス深度を外れる領域は、隣接する撮像領域を撮像するときに、フォーカスがあった状態で撮像されていればよい。
【０１８１】
・鉛直角が０°から１８０°の範囲、又は、鉛直角が１８０°から３６０°の範囲を撮像するときにも、水平角駆動部１５を駆動する制御を行わなくてもよい。
・測定範囲６２の外縁を含む領域を撮像するとき、隣接する外観画像データとの重複部分７０が多くなることを許容するのであれば、測量機１は、第１画角を縮小する制御や、撮像領域７２をずらす制御を行わなくてもよい。
【０１８２】
・第１撮像部１１が鉛直角が０°以上、４５°以下、又は、３１５°以上、３６０°以下の測定範囲６２を撮像する場合にあって、第１撮像部１１が天頂を中心に同心円状、又は、天頂を通る放射方向に回転するように水平角駆動部１５及び鉛直角駆動部１７を制御する際に、撮像の順番は、特に限定されるものではない。
【０１８３】
・第１撮像部１１が鉛直角が４５°以上、１３５°以下、又は、２２５°以上、３１５°以下の前記測定範囲６２を撮像する場合において、撮像の順番は、特に限定されるものではない。
【０１８４】
・測定面６１の定義や測定範囲６２の定義は３点以上指定して行ってもよい。
・測定面６１を定義する際に指定する２点で、測定範囲６２も定義するようにしてもよい。
【０１８５】
・欠陥検出装置５０は、測量機１を備えていてもよい。また、測量機１が欠陥検出装置５０としても機能してもよい。
・一例として、位置データ、及び、欠陥データは、グローバル座標系の代わりにローカル座標系に従った座標データであってもよい。
【０１８６】
・位置データや欠陥データは、測量機１のＧＮＳＳで算出したデータであってもよい。
・位置データは、測量機１から入力された外観画像データの観測点の角度（ＨＡ，ＶＡ）を含む観測データであってもよいし、観測点の画素に対応付いた座標データであってもよい。
【０１８７】
・欠陥８１の欠陥データは、グローバル座標データとすることで、グローバル座標に従った地図データや設計データ以外のデータにも、組み合わせて使用することができる。また、欠陥８１の欠陥データは、グローバル座標系に対応した様々なソフトウェアで使用することができる。
【０１８８】
・スティッチング処理部の方法は、特に限定されるものではない。
・オルソ補正処理は、欠陥８１の検出処理の後ではなく前に行ってもよい。
・オルソ補正処理は、第１撮像部１１の第１撮像素子や第１光学系の傾斜に関する傾斜データを考慮しなくてもよい。
【０１８９】
・オルソ補正処理は、互いに隣接す画像の共通する一部分を繋ぎ合わせるようにして行ってもよい。
・欠陥８１やセグメント８３は、外観画像データから検出し、外観画像データから欠陥データを生成できるのであれば、どのような形態で表示されてもよい。例えば、欠陥８１やセグメント８３は、強調表示処理を行わなくてもよい。
【０１９０】
・欠陥８１は、変化点によって、セグメント８３にまで分解しなくてもよい。
・欠陥データは、少なくとも、欠陥８１の始点及び終点の位置データを含んで入ればよい。
【０１９１】
・欠陥検出装置５０の表示部５２に表示される外観画像の表示順序は、撮像順に限定されるものではない。
・欠陥検出装置５０の表示部５２には、外観画像と欠陥データとが同じ画面に表示されなくてもよい。
【０１９２】
・外観画像と欠陥データは、同じウィンドウに表示されてもよいし、異なるウィンドウに表示されてもよい。
・一例として、測量機１は、撮像した各外観画像データの位置データとして、測定面６１の定義に従って全ての画素のグローバル座標データを算出し、欠陥検出装置５０に出力する。この場合、欠陥検出装置５０は、検出した欠陥８１の位置を示す欠陥データを全ての画素に対応付いたグローバル座標データで特定する。
【０１９３】
・一例として、測量機１は、撮像した各外観画像データの位置データとして、各外観画像データの予め定められた所定位置、例えばレチクルが示す中心のグローバル座標データを算出し、欠陥検出装置５０に出力する。この場合、グローバル座標データが算出されていない画素については、欠陥検出装置５０が測定面６１の定義に従って観測点Ｏからの角度を変換することによって算出する。そして、欠陥検出装置５０は、検出した欠陥８１の位置を示す欠陥データを、全ての画素に対応付いたグローバル座標データで特定する。
【０１９４】
・一例として、測量機１は、撮像した各外観画像データの位置データとして、各外観画像データの例えばレチクルが示す中心の観測点Ｏの角度（ＨＡ，ＶＡ）を含む観測データを欠陥検出装置５０に出力する。この場合、欠陥検出装置５０が測定面６１の定義に従って外観画像データの各画素のグローバル座標データを観測点Ｏからの角度を変換することによって算出する。そして、欠陥検出装置５０は、検出した欠陥８１の位置を示す欠陥データを、全ての画素に対応付いたグローバル座標データで特定する。
【０１９５】
・欠陥８１の検出は、欠陥検出装置５０が行ってもよいし、測量機１が行ってもよい。
・欠陥としては、壁面のひびの他、道路、滑走路等のひびや窪みであってもよい。また、橋げた等の構造物の一部である鉄骨が劣化して形成されたひび等であってもよい。欠陥としては、撮像装置でコントラストによって検出可能なものであれば、ひびや窪みに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１９６】
１…測量機、２…整準部、３…底板、４…上板、５…整準ねじ、６…本体部、７…撮像部、８…第１対物レンズ、９…第２対物レンズ、１０…第３対物レンズ、１１…第１撮像部、１１ａ…オートフォーカス部、１２…第２撮像部、１３…測距部、１４…第３撮像部、１５…水平角駆動部、１７…鉛直角駆動部、１８…第１表示部、１９…第２表示部、２０…通信部、２１…水平角操作部用エンコーダ、２２…鉛直角操作部用エンコーダ、２３…水平角操作部、２４…鉛直角操作部、２５…把持部、３１…水平角測角部、３２…鉛直角測角部、３３…画像処理部、３４…一時記憶部、３５…記憶部、３６…操作部、３７…傾き検出部、４０…制御部、４９…外部電源、５０…欠陥検出装置、５１…制御部、５１ａ…ＣＰＵ、５１ｂ…ＲＯＭ、５１ｃ…ＲＡＭ、５１ｄ…欠陥検出プログラム、５２…表示部、５３…操作部、５４…記憶部、５５…通信部、６０…壁面、６１…測定面、６１ａ…平面、６１ｂ…近似する平面、６２…測定範囲、６２ａ…測定範囲、６３…撮像範囲、６４…グローバル座標、６５…長方形、６６…長方形、６６ａ…一部観測できない領域、６６ｂ…不要な領域、６７…長方形、６７ａ…長方形、６８…長方形、６８ａ…三角形、６９…長方形以外の形状、７０…重複部分、７１…全撮像範囲、７２…撮像領域、７２ａ〜７２ｃ…撮像領域、７３…除外領域、７４…ルート、７５…拡張する領域、７６…外縁からはみ出す領域、７７ａ…水平角相当範囲、７７ｂ…水平角相当範囲、８１…欠陥、８１ａ…ライン、８２…変化点、８３…セグメント、８３ａ…ライン、８５…スクロールバー、８６…外観画像表示オブジェクト、８７…スティッチ画像表示オブジェクト、８８…一覧表示オブジェクト、８９…選択枠、９１ａ…外観画像、９１ｂ…外観画像、９２…全体外観画像、９２ａ…外観画像、９２ｂ…外観画像、９２ｃ…外観画像、９２ｄ…外観画像、９８…橋脚。
【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】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【国際調査報告】
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