(57)【要約】  水陸判定装置は、判定対象が水中にあるか陸上にあるかを判定する。この装置は、特定の画像パターンが表示された検出部材と、カメラと、画像取得部と、判定部とを有する。カメラは、判定対象に取り付けられ、水中にある場合に第１の画角で、空気中にある場合に第１の画角よりも広い第２の画角で、検出部材を撮影して画像データを生成する。画像取得部は、カメラから画像データを取得する。判定部は、取得した画像データが示す画像に含まれ、カメラの画角に応じて変化する検出部材の部分の画像に基づき、判定対象が陸上にあるか水中にあるかを判定する。
2017208288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
判定対象が水中にあるか陸上にあるかを判定する装置であって、
前記判定対象に取り付けられ、特定の画像パターンが表示された検出部材と、
前記判定対象に取り付けられ、水中にある場合に第１の画角で、空気中にある場合に前記第１の画角よりも広い第２の画角で、前記検出部材を撮影して画像データを生成するカメラと、
前記カメラから前記画像データを取得する画像取得部と、
前記取得した画像データが示す画像に含まれ、前記カメラの画角に応じて変化する前記検出部材の部分の画像に基づき、前記判定対象が陸上にあるか水中にあるかを判定する判定部と、を備えた、
水陸判定装置。
【請求項２】
前記第２の画角で撮影された画像において、前記検出部材の第１の部分と第２の部分とが含まれ、
前記第１の画角で撮影された画像において、前記検出部材の前記第１の部分が含まれ、前記第２の部分が含まれないように、前記検出部材と前記カメラの相対的な位置関係が設定されている、
請求項１に記載の水陸判定装置。
【請求項３】
照明装置をさらに備え、
前記検出部材は、前記特定の画像パターンが表示された面が前記カメラに向いた状態で、前記照明装置と前記カメラの間に配置されている、
請求項１に記載の水陸判定装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記画像データが示す画像における所定領域に含まれる画像に基づき、前記判定対象が陸上にあるか水中にあるかを判定する、
請求項１に記載の水陸判定装置。
【請求項５】
前記特定の画像パターンは暗領域と、前記暗領域よりも明るい色で構成された明領域とを有するパターンであり、
前記判定部は、前記明領域の輝度と前記暗領域の輝度の差に基づき、前記判定対象が陸上にあるか水中にあるかを判定する、
請求項１に記載の水陸判定装置。
【請求項６】
前記特定の画像パターンは、前記暗領域と前記明領域とが上下左右に交互に配置されたパターンである、
請求項５に記載の水陸判定装置。
【請求項７】
水中にある検査対象物の画像を撮影する水中検査装置であって、
水中を移動するための推力を発生させる推進部と、
特定の画像パターンが表示された検出部材と、
水中にある場合に第１の画角で、空気中にある場合に前記第１の画角よりも広い第２の画角で、前記検出部材を撮影して画像データを生成するカメラと、を含む水中ロボットと、
前記カメラから前記画像データを取得する画像取得部と、
前記取得した画像データが示す画像に含まれ、前記カメラの画角に応じて変化する前記検出部材の部分の画像に基づき、前記水中ロボットが陸上にあるか水中にあるかを判定する判定部と、を備えた、
水中検査装置。
【請求項８】
前記検出部材の画像に基づき水の濁度を検出する濁度計算部と、
前記濁度計算部が検出した濁度に基づいて前記推進部を制御し、前記検査対象物と前記水中ロボットとの間の距離を制御する制御部と、をさらに備えた、
請求項７に記載の水中検査装置。
【請求項９】
前記判定部による判定結果が、前記水中ロボットが陸上にあることを示す場合に、前記水中ロボットに対する所定の操作を受け付けないようにする制御部をさらに備えた、
請求項７に記載の水中検査装置。
【請求項１０】
特定の画像パターンが表示された検出部材を、カメラにより撮影して画像データを生成し、
前記画像データが示す画像に含まれ、前記カメラが水中にある場合と空気中にある場合の画角の差に応じて変化する検出プレートの部分の画像に基づき、前記物体が陸上にあるか水中にあるかを判定する、
水陸判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、物体が水中にあるか陸上にあるかを判定する装置及び方法に関する。また、本開示は水中の構造物を検査する水中検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、水中構造物（ダム壁、橋桁等）の検査を行う水中検査装置を開示する。この水中検査装置は、プロペラやモータ等から構成される推進部（スラスタ）を有しており、この推進部により水中を移動する。また、水中検査装置は、レーザ光を照射するレーザ光源を有しており、レーザ光が照射された検査対象の画像に基づき検査対象の実スケールを判断する。【０００３】
特許文献２は、光の波長の吸収特性の違いに基づいて水中か陸上かを判断する方法を開示する。また、特許文献３は、圧力センサの値に基づいて水中か陸上かを判断する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１４３３５号公報
【特許文献２】特開平８−４３７２４号公報
【特許文献３】特開２００８−２３６６３５号公報
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、物体が水中にあるか陸上にあるかを判定することができる判定装置及び判定方法を提供する。
【０００６】
本開示の第１の態様に係る水陸判定装置は、判定対象が水中にあるか陸上にあるかを判定する。この装置は、特定の画像パターンが表示された検出部材と、カメラと、画像取得部と、判定部とを有する。カメラは、判定対象に取り付けられ、水中にある場合に第１の画角で、空気中にある場合に前記第１の画角よりも広い第２の画角で、検出部材を撮影して画像データを生成する。画像取得部は、カメラから画像データを取得する。判定部は、取得した画像データが示す画像に含まれ、カメラの画角に応じて変化する検出部材の部分の画像に基づき、判定対象が陸上にあるか水中にあるかを判定する。
【０００７】
本開示の第２の態様に係る水中検査装置は、水中にある検査対象物の画像を撮影する。この装置は、水中ロボットと、水中ロボットが陸上にあるか水中にあるかを判定する、第１の態様に係る水陸判定装置とを有する。水中ロボットは、水中を移動するための推力を発生させる推進部を有する。水陸判定装置のうち、少なくとも検出部材とカメラとは、水中ロボットに搭載されている。
【０００８】
本開示の第３の態様においては、判定対象が水中にあるか陸上にあるかを判定する方法が提供される。その判定方法では、特定の画像パターンが表示された検出部材を、カメラにより撮影して画像データを生成し、画像データが示す画像に含まれ、カメラが水中にある場合と空気中にある場合の画角の差に応じて変化する検出部材の部分の画像に基づき、判定対象が陸上にあるか水中にあるかを判定する。
【０００９】
本開示の水陸判定装置では、検出部材とカメラのような簡易な構成で物体が水中に位置するのか陸上に位置するのかを検出することが可能になる。また、本開示の水中検査装置も、上記水陸判定装置を含むため、水中ロボットが水中に位置するのか陸上に位置するのかを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本開示の実施の形態１に係る水陸判定装置を搭載した水中検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は図１に示す水中検査装置の水中ロボットの外観図である。
【図３Ａ】図３Ａは図１に示す水中検査装置の検出プレートを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは図３Ａに示す検出プレートの取り付け状態を説明するための図である。
【図４Ａ】図４Ａは図２に示す水中ロボットが水中にあるときと陸上にあるときの、操縦用カメラにより撮影される画像の画角の違い、及び、撮像画像に含まれる検出プレートの画像の違いを説明した図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは図２に示す水中ロボットが水中にあるときの操縦用カメラにより撮影される画像の画角を説明した図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは図２に示す水中ロボットが陸上にあるときの操縦用カメラにより撮影される画像の画角を説明した図である。
【図５Ａ】図５Ａは図２に示す水中ロボットが水中にあるときの、操縦用カメラにより撮影される画像の画角を説明した図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは図２に示す水中ロボットが水中にあるときの、操縦用カメラにより撮影される検出プレートの画像を説明した図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは図５Ｂの拡大図である。
【図６Ａ】図６Ａは図２に示す水中ロボットが陸上にあるときの、操縦用カメラにより撮影される画像の画角を説明した図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは図２に示す水中ロボットが陸上にあるときの、操縦用カメラにより撮影される検出プレートの画像を説明した図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは図６Ｂの拡大図である。
【図７】図７は本開示の実施の形態１に係る水陸判定装置において、輝度差／正規化輝度差に基づいた水陸判定を説明するための図である。
【図８】図８は本開示の実施の形態１に係る水陸判定装置において、検出プレートの画像を用いた水陸判定処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は本開示の実施の形態１に係る水陸判定装置において、検出プレートの画像情報と水深を考慮した水陸判定処理を説明するための図である。
【図１０】図１０は本開示の実施の形態１に係る水陸判定装置において、検出プレートの画像情報と水深を考慮した水陸判定処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は図１に示す水中検査装置における水中ロボットに対するロック処理／ロック解除処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は本開示の実施の形態２に係る水中検査装置のＰＣにおけるＣＰＵの機能及びメモリに格納される情報を説明した図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは図１２に示す水中検査装置のメモリに記憶された水の濁度と検出プレート画像の輝度差（コントラスト）との関係を示す輝度差−濁度対応情報を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは図１２に示す水中検査装置のメモリに記憶された水の濁度と被写体までの距離との関係を示す濁度−距離対応情報を示す図である。
【図１４】図１４は本開示の実施の形態２における水中検査装置における、水の濁度に基づき被写体までの距離を制御する処理を示すフローチャートである。
【図１５Ａ】図１５Ａは本開示の実施の形態における他の検出プレートの構成を示した図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは図１５Ａに示す検出プレートの画像パターンを示した図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは水中ロボットが水中にあるときに撮影される、図１５Ａに示す検出プレートの画像を示した図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは水中ロボットが陸上にあるときに撮影される、図１５Ａに示す検出プレートの画像を示した図である。
【図１６】図１６は本開示の実施の形態における、輝度比に基づいた水陸判定を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の実施の形態の説明に先立ち、従来の水中検査装置における問題点を簡単に説明する。水中検査装置におけるプロペラやレーザ光源は、水中における水中検査装置の機能、動作に必要なものであり、陸上においては動作させる必要はない。しかしながら、操縦者による誤操作があると、陸上でもプロペラやレーザ光源が作動してしまう。そのため安全性に課題がある。
【００１２】
本開示は、物体が水中にあるか陸上にあるかを判定することができる判定装置及び判定方法を提供する。さらに本開示は、陸上にあるときに誤操作等による意図しない動作を防止できる水中検査装置を提供する。
【００１３】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１４】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
［１−１．構成］
図１は、本開示の水陸判定装置を搭載した水中検査装置の構成の例を示すブロック図である。水中検査装置１０は、ダムや橋梁等の構造物の水没した部分（例えば、ダム壁面、橋桁等）を検査するため、水中にある構造物の表面の画像を撮影する。水中検査装置１０は、水中を移動しながら水中にある構造物の画像を撮影する水中ロボット１００と、水中ロボット１００の動作を地上でコントロールする地上ユニット２００とを有する。水中ロボット１００と地上ユニット２００とは通信ケーブル（例えば、電気信号を通すための電線）３００で接続されている。操縦者は、水中ロボット１００から送られてくる操縦用の画像を見ながら、コントローラ２２０を操作して水中ロボット１００を操縦する。以下、水中ロボット１００と地上ユニット２００のそれぞれの具体的な構成を説明する。
【００１６】
［１−１−１．地上ユニット］
地上ユニット２００は、水中検査装置１０の各部に指示を出すパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）２５０と、操縦者が操作を行うコントローラ２２０と、ＰＣ２５０と水中ロボット１００との通信を行うための通信ユニット２３０とを含む。
【００１７】
水中ロボット１００と地上ユニット２００とは、通信ケーブル３００で接続されている。通信ケーブル３００は例えば電気信号を伝送するための電線である。通信ユニット２３０は、ＰＣ２５０からのデータを、電気信号を伝送するための電線での通信に適した所定の通信プロトコル（例えば、ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ））に変換するユニットであり、水中ロボット１００とＰＣ２５０間の通信を実現する。
【００１８】
ＰＣ２５０は、表示部２１１と、画像取得部の一例である通信インタフェース部（通信Ｉ／Ｆ部）２１２と、判定部、制御部の一例であるＣＰＵ２１０と、メモリ２１８とを含む。
【００１９】
表示部２１１は液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイで構成されている。表示部２１１は、水中ロボット１００から送信されてくる操縦用画像（動画）を表示する。通信Ｉ／Ｆ部２１２は、所定の規格（例えば、ＬＡＮ規格）に従って、通信ユニット２３０と通信する。
【００２０】
ＣＰＵ２１０はプログラムを実行することで種々の機能を実現する。例えば、ＣＰＵ２１０は、プログラムを実行することで、輝度差計算部２１４及び水陸判定部２１６の機能を実現する。ＣＰＵ２１０は、通信Ｉ／Ｆ部２１２を介して水中で撮影された操縦用画像（動画）を水中ロボット１００から取得する。
【００２１】
メモリ２１８はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリであって、ＣＰＵ２１０の処理に必要な情報を記憶している。
【００２２】
コントローラ２２０は、操縦者が水中ロボット１００を操縦するための指示を伝える。コントローラ２２０は、操作ホイル、操作スティック、スイッチ等を含む。操縦者は、表示部２１１に表示された操縦用画像を見ながらコントローラ２２０を操作することにより水中ロボット１００を操縦する。
【００２３】
［１−１−２．水中ロボット］
図２は、水中ロボット１００の外観図である。水中ロボット１００は地上ユニット２００からの命令にしたがい移動や画像の撮影動作を実施し、また、地上ユニット２００に対して通信ケーブル３００を介して操縦用の画像を送信する。図１および図２を参照しながら水中ロボット１００の構成を説明する。
【００２４】
水中ロボット１００は、本体ユニット１１０と、照明装置１２０と、スラスタ１３０と、ソナー１４０と、検査用カメラ１５０と、バッテリ１６０と、検出プレート１７０と、レーザ１８０と、圧力センサ１９０とを有する。また、水中ロボット１００はフレーム１０５を有し、フレーム１０５に対して各構成部品が図２に示すように取り付けられている。
【００２５】
本体ユニット１１０は、地上ユニット２００と通信を行うための通信ユニット１１２と、水中ロボット１００の動作を制御する制御ユニット１１４と、操縦者のための画像を撮影する操縦用カメラ１１６とを含む。本体ユニット１１０は防水性を有した防水容器１１８内に収容されている。制御ユニット１１４はＣＰＵを含み、所定のプログラムを実行することで機能を実行する。操縦用カメラ１１６は、地上の操縦者が、水中ロボット１００の位置や水中の状態を確認するための画像（動画または静止画）を撮影する。操縦用カメラ１１６で撮影された画像は通信ユニット１１２を介して地上ユニット２００に送信される。通信ユニット１１２は所定の通信規格（例えば、ＰＬＣ）にしたがい地上ユニット２００と通信する。
【００２６】
照明装置１２０は、画像を撮影するため被写体に光を照射する装置であり、光源（例えばＬＥＤ素子）と光学系とを含む。スラスタ１３０は水中ロボット１００の推進力を与える推進部の一例であり、例えばスクリューとモータを含む。水中ロボット１００を三次元的に移動させることを可能にするため、複数のスラスタ１３０が３軸方向に取り付けられている。ソナー１４０は、音波を用いて水中ロボット１００から水中にある物体までの距離を測定する。水中にある物体とは、例えば、ダムの壁面である。バッテリ１６０は充電可能な電池であり、水中ロボット１００を駆動するための電力を供給する。圧力センサ１９０は水中ロボット１００の周囲の圧力を検出する。レーザ１８０は、検査対象物のサイズを測定するためのレーザ光を照射する。
【００２７】
検査用カメラ１５０は水中にある構造物の画像を撮影し、撮影により生成された画像データを内部の記録媒体に記録する。検査用カメラ１５０は第２のカメラの一例であり、記録媒体は、例えば、メモリカードである。画像データは静止画データでも動画データでもよい。検査用カメラ１５０は、検査用の画像を撮影するため、操縦用カメラ１１６よりも高精細の画像（例えば、４Ｋ画像）を撮影できる。
【００２８】
なお、水中ロボット１００は図２に示すように上下、左右、前後方向を有している。操縦用カメラ１１６及び検査用カメラ１５０により画像が撮影される被写体の方向を前方向とし、検査用カメラ１５０から操縦用カメラ１１６に向く方向を上方向とする。水中ロボット１００は検査対象物に対して正対した状態、すなわち、操縦用カメラ１１６、検査用カメラ１５０の光軸が検査対象物と略直交する状態で上下左右方向に、検査対象物に衝突しないように平行移動しながら、検査対象物表面の画像を撮影する。
【００２９】
［１−１−３．検出プレート］
図３Ａは、検出プレート１７０の画像パターンを示した図である。図３Ａに示すように、検出部材の一例である検出プレート１７０は、白色領域と黒色領域とを含む上側領域１７０ａと、黒色領域と白色領域とを含む下側領域１７０ｂとを有する。上側領域１７０ａと下側領域１７０ｂとでは、白色領域と黒色領域が逆に配置されている。
【００３０】
図３Ｂは、検出プレート１７０の取り付け状態を説明した図である。検出プレート１７０は支持部材１８５により支持されて防水容器１１８の上部に固定されている。特に、検出プレート１７０は、照明装置１２０と操縦用カメラ１１６との間に、画像パターンが形成された平面が、下向きに、かつ、操縦用カメラ１１６に向くように配置される。すなわち、検出プレート１７０の画像パターンが形成された平面は、水中ロボット１００が、その上下方向と鉛直方向とが一致する姿勢をとっている場合に、鉛直方向と、鉛直方向に垂直な水平方向との間の方向に広がっている。このように検出プレート１７０を配置することで、上部から入射する太陽光は照明装置１２０及び検出プレート１７０により遮られ、操縦用カメラ１１６に到達しない。このため、水深が浅いときに、検出プレート１７０に対して太陽光が入射することを排除できる。また、照明装置１２０からの照明光は検出プレート１７０により遮られ、操縦用カメラ１１６に到達しないため、水深が深い時の、検出プレート１７０に対する照明光の影響を排除するようにできる。検出プレート１７０に対する光源は、周辺からの散乱光、または、照明装置１２０から検査対象物、防水容器１１８および検出プレート１７０を含む経路を通過した反射光である。図３Ｂのように構成することで、操縦用カメラ１１６による撮像画像において検出プレート１７０の白色領域が飽和せず安定した白黒コントラスト差が検出できる。
【００３１】
図４Ａは、操縦用カメラ１１６から検出プレート１７０を見たときの操縦用カメラ１１６の画角（撮影範囲）を説明するための図である。水と空気の屈折率の違いから、操縦用カメラ１１６が水中にある場合の画角（撮影範囲）は、操縦用カメラ１１６が陸上（空気中）にある場合の画角（撮影範囲）よりも狭くなる。すなわち、図４Ａに示すように、操縦用カメラ１１６が水中にある場合の画角（撮影範囲）Ｒ１は、操縦用カメラ１１６が陸上（空気中）にある場合の画角（撮影範囲）Ｒ２よりも狭くなる。そこで、このような水中と陸上での画角の違いを利用して水陸判定を行うことができる。
【００３２】
本実施の形態においては、水中ロボット１００（すなわち操縦用カメラ１１６）が水中にあるときは、操縦用カメラ１１６による撮像画像における所定位置に検出プレート１７０の下側領域１７０ｂが位置する。操縦用カメラ１１６が陸上（空気中）にあるときは、撮像画像の所定位置に検出プレート１７０の上側領域１７０ａが位置する。このような状態になるように、検出プレート１７０と操縦用カメラ１１６の相対的な位置関係が設定されている。
【００３３】
すなわち、操縦用カメラ１１６が水中にあるときは、図４Ｂに示すように、撮像画像ＩＭにおける所定位置（上部の中央）に検出プレート１７０の下側領域１７０ｂが位置する。また、操縦用カメラ１１６が陸上にあるときは、図４Ｃに示すように、撮像画像ＩＭの所定位置（上部の中央）に検出プレート１７０の上側領域１７０ａが位置する。これにより、水中ロボット１００が水中にある場合と陸上にある場合とで変化する画角に応じて、撮像画像ＩＭ中の所定位置に含まれる検出プレート１７０の画像パターンが異なる。このような検出プレート１７０の画像パターンの差異（例えば、輝度差）を検出することにより、水中ロボット１００が水中にあるか陸上にあるかを検出することができる。
【００３４】
図５Ａ〜図５Ｃを参照しながら、水中ロボット１００が水中にある場合の操縦用カメラ１１６による撮像画像を説明する。水中ロボット１００が水中にある場合、操縦用カメラ１１６の画角は、図５Ａに示すように狭い画角Ｒ１となる。このとき、操縦用カメラ１１６により、図５Ｂに示すような画像ＩＭが撮影される。すなわち、画像ＩＭの上側中央の領域Ｒ１０において、検出プレート１７０の下側領域１７０ｂの一部または全部の画像が含まれ、上側領域１７０ａの画像が含まれない。なお、操縦者に対して提示（表示）される画像は、操縦用カメラ１１６により撮影された画像（図５Ｂ参照）から検出プレート１７０の部分の画像が除去された画像であってもよい。これは、操縦においては検出プレート１７０の情報は必要ないからである。
【００３５】
図５Ｃは、図５Ｂにおける領域Ｒ１０の部分を拡大して示した図である。本実施の形態では、ＰＣ２５０は、撮像画像ＩＭ中の上部中央の領域Ｒ１０における左領域Ｒ１１、右領域Ｒ１２それぞれに映り込んだ検出プレート１７０の画像情報（輝度差）に基づき、検出プレート１７０の画像パターンの差異を検出する。
【００３６】
次に図６Ａ〜図６Ｃを参照しながら、水中ロボット１００が陸上にある場合の操縦用カメラ１１６による撮像画像を説明する。水中検査装置１０が陸上にある場合、操縦用カメラ１１６の画角は、図６Ａに示すように広い画角Ｒ２となる。このとき、操縦用カメラ１１６により、図６Ｂに示すような画像ＩＭが撮影される。すなわち、画像ＩＭの上部中央の領域Ｒ１０において、検出プレート１７０の下側領域１７０ｂに加えて上側領域１７０ａの部分の画像が含まれる。図６Ｃは、図６Ｂにおける領域Ｒ１０の部分を拡大して示した図である。撮像画像ＩＭ中の上部中央の領域Ｒ１０における左領域Ｒ１１、右領域Ｒ１２それぞれに映り込んだ検出プレート１７０の画像情報（輝度差）に基づき、検出プレート１７０の画像パターンの差異を検出する。
【００３７】
具体的には、水中ロボット１００が水中にある場合、図５Ｃに示すように、撮像画像において、左領域Ｒ１１は黒色領域となり、右領域Ｒ１２は白色領域となる。一方、水中ロボット１００が陸上（空気中）にある場合、図６Ｃに示すように、撮像画像において、左領域Ｒ１１は白色領域となり、右領域Ｒ１２は黒色領域となる。そこで、水中検査装置１０は、右領域Ｒ１２の輝度から左領域Ｒ１１の輝度を減算して求めた輝度差を判定することにより、水中ロボット１００が水中にあるか陸上にあるかを判定することができる。水中ロボット１００が水中にある場合、図７に示すように、輝度差（右領域Ｒ１２の輝度−左領域Ｒ１１の輝度）は、水の濁りの程度に応じて大きく変動するが、正の値となる。一方、水中ロボット１００が陸上にある場合、輝度差は負の値となる。このとき、輝度差は、外乱の影響はあまり受けずにバラツキも小さくなる。
【００３８】
なお、撮像画像の全領域の一部の領域Ｒ１１、Ｒ１２の情報を用いていることで、検出プレート１７０や操縦用カメラ１１６の取り付け位置においてバラツキがあった場合でも、精度よく黒領域及び白領域の情報を抽出することが可能となる。
【００３９】
［１−２．動作］
以上のように構成された水中検査装置１０について、その動作を以下説明する。
【００４０】
［１−２−１．水陸判定動作］
水中検査装置１０における水中ロボット１００が水中にあるか陸上にあるかを判定する水陸判定動作について説明する。
【００４１】
図８は、水中検査装置１０の地上ユニット２００における水陸判定処理を示すフローチャートである。図８を参照しながら水陸判定処理を説明する。
【００４２】
地上ユニット２００におけるＰＣ２５０のＣＰＵ２１０は、通信ユニット２３０及び通信Ｉ／Ｆ部２１２を介して水中ロボット１００の操縦用カメラ１１６で撮影された画像を取得する（Ｓ２１）。ＣＰＵ２１０の輝度差計算部２１４は、撮像画像から左領域Ｒ１１及び右領域Ｒ１２それぞれの輝度を求める（Ｓ２２）。具体的には、図５Ｃ、図６Ｃに示すように、撮像画像中の左領域Ｒ１１および右領域Ｒ１２のそれぞれにおいて輝度の平均値を求めることで、領域Ｒ１１、Ｒ１２のそれぞれの輝度を求める。
【００４３】
さらに、輝度差計算部２１４は、左領域Ｒ１１と右領域Ｒ１２それぞれの輝度から正規化輝度差を求める（Ｓ２３）。ここで、正規化輝度差とは、次式のように、撮像画像の左領域Ｒ１１の輝度と右領域Ｒ１２の輝度との差を、白色領域の輝度を用いて正規化して算出する。この場合の白色領域とは、左領域Ｒ１１、右領域Ｒ１２のうち、輝度の高いほうの領域である。
【００４４】
正規化輝度差＝（右領域の輝度−左領域の輝度＋Ａ）／白色領域の輝度×Ｂ＋Ｃ  （１）
ここで、Ａ、Ｂ、Ｃは補正係数である。正規化することで、周辺光量（照明の有無、天候、水深等）による絶対値の変動を低減できる。なお、正規化輝度差の代わりに、右領域Ｒ１２の輝度から左領域Ｒ１１の輝度を減算した値（正規化していない輝度差）を用いても良い。
【００４５】
そして、ＣＰＵ２１０の水陸判定部２１６は、算出した正規化輝度差から水中ロボット１００が水中にあるか陸上（空気中）にあるかを判定する（Ｓ２４）。具体的には、正規化輝度差を所定の閾値（例えば、０）と比較する。正規化輝度差が閾値より大きい場合、水中ロボット１００は水中にあると判断し、正規化輝度差が閾値以下の場合、水中ロボット１００は陸上にあると判断する。
【００４６】
以上のように、水中ロボット１００が水中にある場合と陸上にある場合とで画角が異なる撮像画像に基づいて、水陸判定を行うことができる。
【００４７】
上記の水陸判定処理では、検出プレート１７０の画像情報のみに基づき水陸判定を行ったが、この場合、条件によっては精度よい画像情報が取得できず、誤った水陸判定がなされる可能性がある。例えば、水中の深い所で水の濁りが非常に大きい場合や、水中の深いところで照明装置１２０がオフしてしまった場合、鮮明な画像情報を得ることができない。そのため、水中であるにもかかわらず誤って陸上であると判断される場合がある。そこで、このような状況下においても精度よく水陸判定できる水陸判定処理（以下「第２の水陸判定処理」という）について以下に説明する。
【００４８】
図９に示す第２の水陸判定処理では、検出プレート１７０の画像情報と、水深情報とに基づいて水陸判定を行う。水深情報は圧力センサ１９０の検出値から求める。図９に示すように、画像情報から算出した輝度差または正規化輝度差が閾値Ａ以下であり、かつ、水深が閾値Ｂ（例えば、１ｍ）以下である場合に、水中ロボット１００が陸上であると判定し、それ以外の場合に、水中ロボット１００が水中であると判定してもよい。
【００４９】
図９に示す第２の水陸判定処理によれば、画像情報から得られた輝度差または正規化輝度差に基づき、水中ロボット１００が“陸上”にあると判定され得る場合であっても、水深が深い（閾値Ｂよりも大きい）場合は、水中ロボット１００は“水中”にあると判定される。よって、水中の深い所で水の濁りが非常に大きい場合や、水中の深いところで照明装置１２０がオフしてしまった場合であっても、圧力センサ１９０による値が深い水深（閾値Ｂより大きい値）を示す場合は、正しく、水中ロボット１００は“水中”にあると判定される。
【００５０】
図１０は、第２の水陸判定処理を示すフローチャートである。図１０を参照しながら、第２の水陸判定処理を説明する。
【００５１】
地上ユニット２００におけるＰＣ２５０のＣＰＵ２１０は、通信ユニット２３０及び通信Ｉ／Ｆ部２１２を介して水中ロボット１００の操縦用カメラ１１６で撮影された画像を取得する（Ｓ３１）。ＣＰＵ２１０の輝度差計算部２１４は、撮像画像から左領域Ｒ１１及び右領域Ｒ１２それぞれの輝度を求める（Ｓ３２）。
【００５２】
続いて、輝度差計算部２１４は、左領域Ｒ１１と右領域Ｒ１２それぞれの輝度から正規化輝度差を求める（Ｓ３３）。ステップＳ３１〜ステップＳ３３の動作は、ステップＳ２１からステップＳ２３と同じである。
【００５３】
そして、ＣＰＵ２１０は、通信ユニット２３０及び通信Ｉ／Ｆ部２１２を介して水中ロボット１００の圧力センサ１９０で検出された検出値を取得する（Ｓ３４）。
【００５４】
ＣＰＵ２１０の水陸判定部２１６は、水中ロボット１００が水中にあるか陸上にあるかを判定する（Ｓ３５）。具体的には、ＣＰＵ２１０は、圧力センサ１９０の検出値から水深を算出し、図９に示す関係に基づき、正規化輝度差と水深とから水中ロボット１００が水中にあるか、陸上にあるかを判断する。
【００５５】
以上のように、検出プレート１７０の画像情報と、水深情報とに基づいて水陸判定を行ってもよい。なお、水深に関する閾値Ｂは、圧力センサ１９０のバラツキ（オフセット）を考慮し、適宜設定してもよい。バラツキ要因としては、検査する場所の標高や気圧変動が考えられる。
【００５６】
［１−２−２．ロック動作／ロック解除動作］
次に、水中検査装置１０における水中ロボット１００に対するロック動作／ロック解除動作について説明する。ロック動作とは、水中ロボット１００をロック状態にする動作をいう。ロック状態とは、水中ロボット１００がロック解除以外の操作指示（例えば、前進指示、カメラ撮影指示）を受けつけない状態をいう。また、ロック解除動作とは、ロック状態から、全ての操作指示を受け付け可能な状態にする動作をいう。操縦者は例えばコントローラ２２０上で所定の操作を行うことで、ロック動作のための操作またはロック解除動作のための操作を行うことができる。
【００５７】
図１１のフローチャートを参照して、水中検査装置１０のロック動作／ロック解除動作を説明する。本フローチャートの処理開始時点において水中ロボット１００はロック状態にあるとする。
【００５８】
ＣＰＵ２１０は、操縦者の操作に基づくロック解除指示の受信を待つ（Ｓ４１）。ロック解除の操作を受け付けると（Ｓ４１のＹ）、ＣＰＵ２１０は、水中ロボット１００が水中にあるか陸上にあるかの判定を行う水陸判定処理を実施する（Ｓ４２）。水陸判定処理は前述したとおりである（図８、図１０参照）。
【００５９】
水陸判定の結果、陸上であると判定された場合（Ｓ４３）、ロック解除を行わずにステップＳ４１に戻る。一方、水中であると判定された場合（Ｓ４３）、ＣＰＵ２１０は、水中ロボット１００に対するロックを解除する（Ｓ４４）。水中ロボット１００が水中にある場合、操縦者の操作にしたがい検査対象物の画像撮影や移動を行う必要があるため、水中ロボット１００のロックが解除される。
【００６０】
その後、ＣＰＵ２１０は操縦者の操作に基づくロック指示の受信を待つ（Ｓ４５）。ロック指示を受けた場合（Ｓ４５でＹ）、ＣＰＵ２１０は、水中ロボット１００に対するロック動作を実施し（Ｓ４８）、ステップＳ４１に戻る。これにより、水中ロボット１００は、ロック解除以外の操作指示を受け付けなくなり、水中ロボット１００の誤動作を防止できる。
【００６１】
一方、ロック指示を受けなかった場合（Ｓ４５でＮ）、ＣＰＵ２１０は水陸判定処理（図８、図１０参照）を実行する（Ｓ４６）。
【００６２】
水陸判定の結果、水中であると判定された場合（Ｓ４７）、ステップＳ４５に戻る。この場合、引き続き、水中ロボット１００の操作が可能になる。
【００６３】
一方、陸上であると判定された場合（Ｓ４７）、ＣＰＵ２１０は、水中ロボット１００に対するロック動作を実施する（Ｓ４８）。その後、ステップＳ４１に戻る。このように、水中ロボット１００が陸上にあることが検出されると、水中ロボット１００は自動でロックされる。これにより、水中ロボット１００は、ロック解除以外の操作指示を受け付けなくなり、水中ロボット１００の誤動作を防止でき、安全性が向上する。
【００６４】
以上のように、水中検査装置１０は、水中ロボット１００が水中にあるか陸上にあるかを判定し、その判定結果に基づき自動でロック動作／ロック解除動作を行う。特に、水中ロボット１００が陸上にあるときに、自動でロック動作を行うことで、水中ロボット１００が陸上で誤動作することを防止でき、安全性を向上することができる。
【００６５】
［１−３．効果等］
以上のように、水中検査装置１０における水陸判定装置は、特定の画像パターンが表示された検出プレート１７０と、操縦用カメラ１１６と、操縦用カメラ１１６と、画像取得部の一例としての通信Ｉ／Ｆ部２１２と、判定部の一例としてのＣＰＵ２１０とを有する。検出プレート１７０と、操縦用カメラ１１６とは判定対象の一例である水中ロボット１００に取り付けられている。操縦用カメラ１１６は、水中にある場合に第１の画角Ｒ１で、空気中にある場合に第１の画角よりも広い第２の画角Ｒ２で、検出プレート１７０を撮影して画像データを生成する。通信Ｉ／Ｆ部２１２は、操縦用カメラ１１６から画像データを取得する。ＣＰＵ２１０は、取得した画像データが示す画像に含まれ、操縦用カメラ１１６の画角に応じて変化する検出プレート１７０の部分（上側領域１７０ａ、下側領域１７０ｂ）の画像に基づき、水中ロボット１００が陸上にあるか水中にあるかを判定する。このように、水陸判定装置のうち、少なくとも検出プレート１７０と操縦用カメラ１１６とは、水中ロボット１００に搭載されている。
【００６６】
水中検査装置１０における水陸判定装置は、検出プレート１７０の画像に基づいて水中ロボット１００が水中に位置するのか陸上に位置するのかを検出することができる。すなわち、検出プレート１７０と操縦用カメラ１１６を設けるだけの簡易な構成で水陸判定が可能となる。また、水中検査装置１０が陸上にあると判断したときは、水中検査装置１０の機能がロックされるため、誤操作による意図しない動作を防止でき、安全性を向上できる。
【００６７】
なお、図２に示す水中ロボット１００では、スラスタ１３０のうちのいくつかは水陸判定装置を構成する操縦用カメラ１１６よりも上方に設けられている。しかしながら、全てのスラスタ１３０およびレーザ１８０が、操縦用カメラ１１６よりも鉛直方向において同じ位置または下に位置することが好ましい。すなわち、水中ロボット１００において、操縦用カメラ１１６が搭載された位置に対して全てのスラスタ１３０およびレーザ１８０が片側に配置されていればよい。この場合、水中ロボット１００の姿勢によって、スラスタ１３０およびレーザ１８０が操縦用カメラ１１６よりも鉛直方向において同じ位置または下に位置することになる。これにより、水中ロボット１００が水中にあることを水陸判定部２１６が判定した際には、全てのスラスタ１３０およびレーザ１８０が水中にある状態になる。この構成によって、上述のロック機能による安全性がより高まる。
【００６８】
また、本実施の態様において、水中ロボット１００（物体の一例）が水中にあるか陸上にあるかを判定する方法も開示されている。その判定方法は、特定の画像パターンが表示された検出プレート１７０を、操縦用カメラ１１６により撮影して画像データを生成する。そして、画像データが示す画像に含まれ、操縦用カメラ１１６が水中にある場合と空気中にある場合の画角Ｒ１、Ｒ２の差に応じて変化する検出プレートの部分（上側領域１７０ａ、下側領域１７０ｂ）の画像に基づき、水中ロボット１００が陸上にあるか水中にあるかを判定する。
【００６９】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した水陸判定機能に加えてさらに水の濁度を判定する機能を有する水中検査装置の構成について説明する。本実施の形態の水中検査装置は実施の形態１で示した構成（図１、図２参照）と同様のハードウェア構成を有する。
【００７０】
図１２は、本実施の形態の水中検査装置における地上ユニット２００Ａのブロック図である。本実施の形態では、地上ユニット２００ＡのＣＰＵ２１０はさらに濁度計算部２１５及び距離計算部２１７の機能を実現する。また、メモリ２１８は、輝度差−濁度対応情報（情報）２１８ａと、濁度−距離対応情報（情報）２１８ｂを記憶している。情報２１８ａは、濁度と正規化輝度差との関係を示し、情報２１８ｂは、検出された濁度と被写体距離（検査対象までの距離）との関係を示す。
【００７１】
図１３Ａは、濁度と正規化輝度差との関係を示す情報２１８ａを示す。水の濁度が低いほど、検出プレート１７０の黒色領域の輝度と白色領域の輝度の差（コントラスト）は大きくなり、水中の濁度が高いほど、その輝度差は小さくなる。
【００７２】
図１３Ｂは、検出された濁度と、被写体距離（検査対象までの距離（制御目標値））との関係を示した情報２１８ｂを示す。水の濁度が低い場合は、検査対象と水中ロボット１００との距離が遠くても鮮明な検査用画像を撮影することができる。一方、水の濁度が高い場合は、検査対象と水中ロボット１００との距離が遠いと鮮明な検査用画像を撮影することができない。このため、濁度が高いほど、検査対象に対して水中ロボット１００をより近づける必要がある。そこで、図１３Ｂに示すように、濁度が高くなるほど、スラスタ１３０を動作させて、被写体距離（検査対象までの距離（制御目標値））を短くするように設定されている。
【００７３】
図１４は、本実施の形態における水中検査装置における、水の濁度に基づき被写体距離（検査対象までの距離）を制御する処理を示すフローチャートである。
【００７４】
ＣＰＵ２１０の濁度計算部２１５は、水陸判定処理において算出した正規化輝度差に基づき、図１３Ａに示す情報２１８ａを参照し、求めた正規化輝度差から濁度を算出する（Ｓ５１）。次に、距離計算部２１７は、図１３Ｂに示す情報２１８ｂを参照し、求めた濁度から、検査対象物（被写体）までの、設定すべき距離を算出する（Ｓ５２）。
【００７５】
地上ユニット２００ＡにおけるＰＣ２５０のＣＰＵ２１０は、水中ロボット１００から検査対象物までの距離が、算出した距離となるように水中ロボット１００の位置を制御する（Ｓ５３）。このとき、ソナー１４０が、音波を用いて水中ロボット１００から検査対象物までの距離を測定する。水中ロボット１００は、ＰＣ２５０からの指示にしたがいスラスタ１３０を制御して水中ロボット１００と検査対象物との距離を指定された距離に維持する。
【００７６】
以上のような制御により、水中ロボット１００から検査対象物までの距離を水の濁度に応じた距離に制御することができる。すなわち、濁度がより高くなるほど、水中ロボット１００と検査対象物（被写体）の距離がより短くなるようにその距離を制御する。これにより、濁度が高いときでも、画質低下を抑制した画像を撮影することができる。
【００７７】
以上のように本実施の形態の水中検査装置によれば、水陸判定のための検出プレート１７０の画像情報を濁度判定にも利用することができ、実施の形態１の構成に加えて新たに物理的な構成要素を追加することなく、濁度判定機能を追加することができる。
【００７８】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００７９】
実施の形態１、２では、特定の画像パターンが表示された検出部材として、検出プレート１７０が水中ロボット１００に搭載されているが、検出部材の形状はプレート状に限定されない。柱状などでもよく、特定の画像パターンが表面に設けられていればよい。
【００８０】
実施の形態１、２では、水中ロボット１００の操縦用カメラ１１６で撮影された画像の情報（輝度差や解像度）に基づき濁度を判定したが、検査用カメラ１５０で撮影された画像の情報から濁度を判定してもよい。
【００８１】
実施の形態１、２では、操縦用の画像を撮影する操縦用カメラ１１６と検査用の画像を撮影する検査用カメラ１５０とを別々に設けたが、操縦用の画像と検査用の画像とを同じカメラで撮影するようにしてもよい。
【００８２】
検出プレート１７０の構成は、図３Ａ等に示すような白色領域と黒色領域がチェッカーボード状に配置されたものに限定されない。水中での画角Ｒ１と空気中での画角Ｒ２のそれぞれにおいて操縦用カメラ１１６により異なる画像が撮影されるように、検出プレート１７０の画像パターンが設定されればよい。例えば、図１５Ａ、１５Ｂに示すように白色領域と黒色領域とが上下に配置されていてもよい。このとき、図１５Ｃ、図１５Ｄに示すように、操縦用カメラ１１６が水中にあるときの画角Ｒ１と陸上（空気中）にあるときの画角Ｒ２のそれぞれにおいて、撮像画像の所定領域Ｒ１３において異なる色の領域が含まれるように、検出プレート１７０と操縦用カメラ１１６の相対的な位置を設定すればよい。これにより撮像画像の所定領域Ｒ１３の色に基づき水陸判定ができる。または、水中において画角Ｒ１で撮影された画像に含まれる検出プレート１７０の部分に四角形状のオブジェクトが撮影され、空気中において画角Ｒ２で撮影された画像に含まれる検出プレート１７０の部分に丸形状のオブジェクトが撮影されるように検出プレート１７０の画像パターンを設定してもよい。
【００８３】
また実施の形態１、２では、検出プレート１７０に設けられた画像パターンは白色領域と黒色領域とで構成されている。しかしながら画像パターンを構成する２つの領域の色は白黒に限定されない。画像パターンは明るさが異なる2つの領域で構成されていればよい。すなわち、画像パターンは暗領域と、この暗領域よりも明るい色で構成された明領域とで構成されていればよい。
【００８４】
実施の形態１、２では、輝度を検出するときの撮像画像上の所定領域Ｒ１１、Ｒ１２は、撮像画像ＩＭの上側の中央位置に配置したが、所定領域Ｒ１１、Ｒ１２の位置はそれに限定されない。所定領域Ｒ１１、Ｒ１２の位置は、撮像画像ＩＭの下側でもよいし、横側でもよい。また、中央でなく端でもよい。すなわち、操縦用カメラ１１６が水中にある場合と陸上にある場合とで画角の変化が影響する位置であればよい。
【００８５】
また、実施の形態１、２では、撮像画像上の所定領域にある画像（検出プレート１７０の画像）に関する、画角に応じて変化する輝度差の変化に基づき水陸判定を行った。水陸判定は、画角に応じて変化する、撮像画像内の検出プレート１７０の部分の画像パターンの変化に基づき判定してもよい。例えば、水中で撮影された場合、図４Ｂに示すように、撮像画像ＩＭは検出プレート１７０の下側領域１７０ｂ部分のみの画像を含み、陸上（空気中）で撮影された場合、図４Ｃに示すように、撮像画像ＩＭは検出プレート１７０の下側領域１７０ｂの部分に加えて上側領域１７０ａの部分の画像を含む。このような画角に応じて変化する、撮像画像ＩＭ中に含まれる検出プレート１７０の画像の差異を検出することで水陸判定を行ってもよい。
【００８６】
実施の形態１、２では、領域Ｒ１１と領域Ｒ１２の輝度差の値に基づき水陸判定を行ったが、図１６に示すように領域Ｒ１１の輝度と領域Ｒ１２の輝度の比を用いてもよい。この場合、輝度比と所定の閾値（例えば、１）との比較結果に基づき水陸判定を行うことができる。
【００８７】
実施の形態２で示した濁度検出の構成は、水の濁度の検出に限定されるものではなく、水以外の他の流体の濁度の検出にも適用することができる。
【００８８】
またＣＰＵ２１０は、濁度計算部２１５が検出した濁度に基づき推進部であるスラスタ１３０を制御して、検査対象物と水中ロボット１００との間の距離を制御する制御部として機能する。しかしながら、水中ロボット１００に搭載された制御ユニット１１４がこの機能を有していてもよい。
【００８９】
実施の形態１、２では、ＣＰＵ２１０は、水陸判定部２１６による判定結果が、水中ロボット１００が陸上にあることを示す場合に、水中ロボット１００に対する所定の操作を受け付けないようにする制御部として機能する。しかしながら、水中ロボット１００に搭載された制御ユニット１１４がこの機能を有していてもよい。
【００９０】
このいずれの場合も、機能を発揮するための情報は、地上ユニット２００または地上ユニット２００Ａから水中ロボット１００へ通信ユニット２３０、１１２を介して送信される。このように、ＣＰＵ２１０の機能を制御ユニット１１４が実行してもよく、逆に、制御ユニット１１４の機能をＣＰＵ２１０が実行してもよい。
【００９１】
実施の形態１、２においてＣＰＵ２１０が実行するプログラムは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体によって提供されてもよいし、通信回線を介してネットワーク上のサーバからダウンロードされてもよい。また、上述したＣＰＵ２１０の機能は、ハードウェアとソフトウェア（アプリケーションプログラム）の協働により実現したが、所定の機能を実現するように専用に設計されたハードウェア回路のみで実現してもよい。よって、ＣＰＵ２１０に代えて、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等で上述の機能を実現してもよい。上述したＣＰＵ２１０の機能は、１つのデバイスで実現してもよいし、複数のデバイスで実現してもよい。
【００９２】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００９３】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００９４】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本開示は、水中で使用されるまたは動作する物体や装置に適用でき、例えば、水中にある物体（ダム壁、橋梁の橋桁等）を検査する検査装置に有用である。
【符号の説明】
【００９６】
１０    水中検査装置
１００    水中ロボット
１１０    本体ユニット
１１２    通信ユニット
１１４    制御ユニット
１１６    操縦用カメラ
１２０    照明装置
１３０    スラスタ
１４０    ソナー
１５０    検査用カメラ
１６０    バッテリ
１７０    検出プレート
１８０    レーザ
１９０    圧力センサ
２００，２００Ａ    地上ユニット
２１０    ＣＰＵ
２１１    表示部
２１４    輝度差計算部
２１５    濁度計算部
２１６    水陸判定部
２１７    距離計算部
２１２    通信インタフェース部（通信Ｉ／Ｆ部）
２１８    メモリ
２１８ａ    輝度差−濁度対応情報（情報）
２１８ｂ    濁度−距離対応情報（情報）
２２０    コントローラ
２３０    通信ユニット
２５０    パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
３００    通信ケーブル
【図１】
2017208288.tif 000003
【図２】
2017208288.tif 000004
【図３Ａ】
2017208288.tif 000005
【図３Ｂ】
2017208288.tif 000006
【図４Ａ】
2017208288.tif 000007
【図４Ｂ】
2017208288.tif 000008
【図４Ｃ】
2017208288.tif 000009
【図５Ａ】
2017208288.tif 000010
【図５Ｂ】
2017208288.tif 000011
【図５Ｃ】
2017208288.tif 000012
【図６Ａ】
2017208288.tif 000013
【図６Ｂ】
2017208288.tif 000014
【図６Ｃ】
2017208288.tif 000015
【図７】
2017208288.tif 000016
【図８】
2017208288.tif 000017
【図９】
2017208288.tif 000018
【図１０】
2017208288.tif 000019
【図１１】
2017208288.tif 000020
【図１２】
2017208288.tif 000021
【図１３Ａ】
2017208288.tif 000022
【図１３Ｂ】
2017208288.tif 000023
【図１４】
2017208288.tif 000024
【図１５Ａ】
2017208288.tif 000025
【図１５Ｂ】
2017208288.tif 000026
【図１５Ｃ】
2017208288.tif 000027
【図１５Ｄ】
2017208288.tif 000028
【図１６】
2017208288.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月2日(2017.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、物体が水中にあるか陸上にあるかを判定する装置及び方法に関する。また、本開示は水中の構造物を検査する水中検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、水中構造物（ダム壁、橋桁等）の検査を行う水中検査装置を開示する。この水中検査装置は、プロペラやモータ等から構成される推進部（スラスタ）を有しており、この推進部により水中を移動する。また、水中検査装置は、レーザ光を照射するレーザ光源を有しており、レーザ光が照射された検査対象の画像に基づき検査対象の実スケールを判断する。
【０００３】
特許文献２は、光の波長の吸収特性の違いに基づいて水中か陸上かを判断する方法を開示する。また、特許文献３は、圧力センサの値に基づいて水中か陸上かを判断する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１４３３５号公報
【特許文献２】特開平８−４３７２４号公報
【特許文献３】特開２００８−２３６６３５号公報
【発明の概要】
【０００５】
本開示の第１の態様に係る水陸判定装置は、判定対象が水中にあるか陸上にあるかを判定する。この装置は、特定の画像パターンが表示された検出部材と、カメラと、画像取得部と、判定部とを有する。カメラは、判定対象に取り付けられ、水中にある場合に第１の画角で、空気中にある場合に前記第１の画角よりも広い第２の画角で、検出部材を撮影して画像データを生成する。画像取得部は、カメラから画像データを取得する。判定部は、取得した画像データが示す画像に含まれ、カメラの画角に応じて変化する検出部材の部分の画像に基づき、判定対象が陸上にあるか水中にあるかを判定する。
【０００６】
本開示の第２の態様に係る水中検査装置は、水中にある検査対象物の画像を撮影する。この装置は、水中ロボットと、水中ロボットが陸上にあるか水中にあるかを判定する、第１の態様に係る水陸判定装置とを有する。水中ロボットは、水中を移動するための推力を発生させる推進部を有する。水陸判定装置のうち、少なくとも検出部材とカメラとは、水中ロボットに搭載されている。
【０００７】
本開示の第３の態様においては、判定対象が水中にあるか陸上にあるかを判定する方法が提供される。その判定方法では、特定の画像パターンが表示された検出部材を、カメラにより撮影して画像データを生成し、画像データが示す画像に含まれ、カメラが水中にある場合と空気中にある場合の画角の差に応じて変化する検出部材の部分の画像に基づき、判定対象が陸上にあるか水中にあるかを判定する。
【０００８】
本開示の水陸判定装置では、検出部材とカメラのような簡易な構成で物体が水中に位置するのか陸上に位置するのかを検出することが可能になる。また、本開示の水中検査装置も、上記水陸判定装置を含むため、水中ロボットが水中に位置するのか陸上に位置するのかを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は本開示の実施の形態１に係る水陸判定装置を搭載した水中検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は図１に示す水中検査装置の水中ロボットの外観図である。
【図３Ａ】図３Ａは図１に示す水中検査装置の検出プレートを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは図３Ａに示す検出プレートの取り付け状態を説明するための図である。
【図４Ａ】図４Ａは図２に示す水中ロボットが水中にあるときと陸上にあるときの、操縦用カメラにより撮影される画像の画角の違い、及び、撮像画像に含まれる検出プレートの画像の違いを説明した図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは図２に示す水中ロボットが水中にあるときの操縦用カメラにより撮影される画像の画角を説明した図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは図２に示す水中ロボットが陸上にあるときの操縦用カメラにより撮影される画像の画角を説明した図である。
【図５Ａ】図５Ａは図２に示す水中ロボットが水中にあるときの、操縦用カメラにより撮影される画像の画角を説明した図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは図２に示す水中ロボットが水中にあるときの、操縦用カメラにより撮影される検出プレートの画像を説明した図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは図５Ｂの拡大図である。
【図６Ａ】図６Ａは図２に示す水中ロボットが陸上にあるときの、操縦用カメラにより撮影される画像の画角を説明した図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは図２に示す水中ロボットが陸上にあるときの、操縦用カメラにより撮影される検出プレートの画像を説明した図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは図６Ｂの拡大図である。
【図７】図７は本開示の実施の形態１に係る水陸判定装置において、輝度差／正規化輝度差に基づいた水陸判定を説明するための図である。
【図８】図８は本開示の実施の形態１に係る水陸判定装置において、検出プレートの画像を用いた水陸判定処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は本開示の実施の形態１に係る水陸判定装置において、検出プレートの画像情報と水深を考慮した水陸判定処理を説明するための図である。
【図１０】図１０は本開示の実施の形態１に係る水陸判定装置において、検出プレートの画像情報と水深を考慮した水陸判定処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は図１に示す水中検査装置における水中ロボットに対するロック処理／ロック解除処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は本開示の実施の形態２に係る水中検査装置のＰＣにおけるＣＰＵの機能及びメモリに格納される情報を説明した図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは図１２に示す水中検査装置のメモリに記憶された水の濁度と検出プレート画像の輝度差（コントラスト）との関係を示す輝度差−濁度対応情報を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは図１２に示す水中検査装置のメモリに記憶された水の濁度と被写体までの距離との関係を示す濁度−距離対応情報を示す図である。
【図１４】図１４は本開示の実施の形態２における水中検査装置における、水の濁度に基づき被写体までの距離を制御する処理を示すフローチャートである。
【図１５Ａ】図１５Ａは本開示の実施の形態における他の検出プレートの構成を示した図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは図１５Ａに示す検出プレートの画像パターンを示した図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは水中ロボットが水中にあるときに撮影される、図１５Ａに示す検出プレートの画像を示した図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは水中ロボットが陸上にあるときに撮影される、図１５Ａに示す検出プレートの画像を示した図である。
【図１６】図１６は本開示の実施の形態における、輝度比に基づいた水陸判定を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の実施の形態の説明に先立ち、従来の水中検査装置における問題点を簡単に説明する。水中検査装置におけるプロペラやレーザ光源は、水中における水中検査装置の機能、動作に必要なものであり、陸上においては動作させる必要はない。しかしながら、操縦者による誤操作があると、陸上でもプロペラやレーザ光源が作動してしまう。そのため安全性に課題がある。
【００１１】
本開示は、物体が水中にあるか陸上にあるかを判定することができる判定装置及び判定方法を提供する。さらに本開示は、陸上にあるときに誤操作等による意図しない動作を防止できる水中検査装置を提供する。
【００１２】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１３】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
［１−１．構成］
図１は、本開示の水陸判定装置を搭載した水中検査装置の構成の例を示すブロック図である。水中検査装置１０は、ダムや橋梁等の構造物の水没した部分（例えば、ダム壁面、橋桁等）を検査するため、水中にある構造物の表面の画像を撮影する。水中検査装置１０は、水中を移動しながら水中にある構造物の画像を撮影する水中ロボット１００と、水中ロボット１００の動作を地上でコントロールする地上ユニット２００とを有する。水中ロボット１００と地上ユニット２００とは通信ケーブル（例えば、電気信号を通すための電線）３００で接続されている。操縦者は、水中ロボット１００から送られてくる操縦用の画像を見ながら、コントローラ２２０を操作して水中ロボット１００を操縦する。以下、水中ロボット１００と地上ユニット２００のそれぞれの具体的な構成を説明する。
【００１５】
［１−１−１．地上ユニット］
地上ユニット２００は、水中検査装置１０の各部に指示を出すパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）２５０と、操縦者が操作を行うコントローラ２２０と、ＰＣ２５０と水中ロボット１００との通信を行うための通信ユニット２３０とを含む。
【００１６】
水中ロボット１００と地上ユニット２００とは、通信ケーブル３００で接続されている。通信ケーブル３００は例えば電気信号を伝送するための電線である。通信ユニット２３０は、ＰＣ２５０からのデータを、電気信号を伝送するための電線での通信に適した所定の通信プロトコル（例えば、ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ））に変換するユニットであり、水中ロボット１００とＰＣ２５０間の通信を実現する。
【００１７】
ＰＣ２５０は、表示部２１１と、画像取得部の一例である通信インタフェース部（通信Ｉ／Ｆ部）２１２と、判定部、制御部の一例であるＣＰＵ２１０と、メモリ２１８とを含む。
【００１８】
表示部２１１は液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイで構成されている。表示部２１１は、水中ロボット１００から送信されてくる操縦用画像（動画）を表示する。通信Ｉ／Ｆ部２１２は、所定の規格（例えば、ＬＡＮ規格）に従って、通信ユニット２３０と通信する。
【００１９】
ＣＰＵ２１０はプログラムを実行することで種々の機能を実現する。例えば、ＣＰＵ２１０は、プログラムを実行することで、輝度差計算部２１４及び水陸判定部２１６の機能を実現する。ＣＰＵ２１０は、通信Ｉ／Ｆ部２１２を介して水中で撮影された操縦用画像（動画）を水中ロボット１００から取得する。
【００２０】
メモリ２１８はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリであって、ＣＰＵ２１０の処理に必要な情報を記憶している。
【００２１】
コントローラ２２０は、操縦者が水中ロボット１００を操縦するための指示を伝える。コントローラ２２０は、操作ホイル、操作スティック、スイッチ等を含む。操縦者は、表示部２１１に表示された操縦用画像を見ながらコントローラ２２０を操作することにより水中ロボット１００を操縦する。
【００２２】
［１−１−２．水中ロボット］
図２は、水中ロボット１００の外観図である。水中ロボット１００は地上ユニット２００からの命令にしたがい移動や画像の撮影動作を実施し、また、地上ユニット２００に対して通信ケーブル３００を介して操縦用の画像を送信する。図１および図２を参照しながら水中ロボット１００の構成を説明する。
【００２３】
水中ロボット１００は、本体ユニット１１０と、照明装置１２０と、スラスタ１３０と、ソナー１４０と、検査用カメラ１５０と、バッテリ１６０と、検出プレート１７０と、レーザ１８０と、圧力センサ１９０とを有する。また、水中ロボット１００はフレーム１０５を有し、フレーム１０５に対して各構成部品が図２に示すように取り付けられている。
【００２４】
本体ユニット１１０は、地上ユニット２００と通信を行うための通信ユニット１１２と、水中ロボット１００の動作を制御する制御ユニット１１４と、操縦者のための画像を撮影する操縦用カメラ１１６とを含む。本体ユニット１１０は防水性を有した防水容器１１８内に収容されている。制御ユニット１１４はＣＰＵを含み、所定のプログラムを実行することで機能を実行する。操縦用カメラ１１６は、地上の操縦者が、水中ロボット１００の位置や水中の状態を確認するための画像（動画または静止画）を撮影する。操縦用カメラ１１６で撮影された画像は通信ユニット１１２を介して地上ユニット２００に送信される。通信ユニット１１２は所定の通信規格（例えば、ＰＬＣ）にしたがい地上ユニット２００と通信する。
【００２５】
照明装置１２０は、画像を撮影するため被写体に光を照射する装置であり、光源（例えばＬＥＤ素子）と光学系とを含む。スラスタ１３０は水中ロボット１００の推進力を与える推進部の一例であり、例えばスクリューとモータを含む。水中ロボット１００を三次元的に移動させることを可能にするため、複数のスラスタ１３０が３軸方向に取り付けられている。ソナー１４０は、音波を用いて水中ロボット１００から水中にある物体までの距離を測定する。水中にある物体とは、例えば、ダムの壁面である。バッテリ１６０は充電可能な電池であり、水中ロボット１００を駆動するための電力を供給する。圧力センサ１９０は水中ロボット１００の周囲の圧力を検出する。レーザ１８０は、検査対象物のサイズを測定するためのレーザ光を照射する。
【００２６】
検査用カメラ１５０は水中にある構造物の画像を撮影し、撮影により生成された画像データを内部の記録媒体に記録する。検査用カメラ１５０は第２のカメラの一例であり、記録媒体は、例えば、メモリカードである。画像データは静止画データでも動画データでもよい。検査用カメラ１５０は、検査用の画像を撮影するため、操縦用カメラ１１６よりも高精細の画像（例えば、４Ｋ画像）を撮影できる。
【００２７】
なお、水中ロボット１００は図２に示すように上下、左右、前後方向を有している。操縦用カメラ１１６及び検査用カメラ１５０により画像が撮影される被写体の方向を前方向とし、検査用カメラ１５０から操縦用カメラ１１６に向く方向を上方向とする。水中ロボット１００は検査対象物に対して正対した状態、すなわち、操縦用カメラ１１６、検査用カメラ１５０の光軸が検査対象物と略直交する状態で上下左右方向に、検査対象物に衝突しないように平行移動しながら、検査対象物表面の画像を撮影する。
【００２８】
［１−１−３．検出プレート］
図３Ａは、検出プレート１７０の画像パターンを示した図である。図３Ａに示すように、検出部材の一例である検出プレート１７０は、白色領域と黒色領域とを含む上側領域１７０ａと、黒色領域と白色領域とを含む下側領域１７０ｂとを有する。上側領域１７０ａと下側領域１７０ｂとでは、白色領域と黒色領域が逆に配置されている。
【００２９】
図３Ｂは、検出プレート１７０の取り付け状態を説明した図である。検出プレート１７０は支持部材１８５により支持されて防水容器１１８の上部に固定されている。特に、検出プレート１７０は、照明装置１２０と操縦用カメラ１１６との間に、画像パターンが形成された平面が、下向きに、かつ、操縦用カメラ１１６に向くように配置される。すなわち、検出プレート１７０の画像パターンが形成された平面は、水中ロボット１００が、その上下方向と鉛直方向とが一致する姿勢をとっている場合に、鉛直方向と、鉛直方向に垂直な水平方向との間の方向に広がっている。このように検出プレート１７０を配置することで、上部から入射する太陽光は照明装置１２０及び検出プレート１７０により遮られ、操縦用カメラ１１６に到達しない。このため、水深が浅いときに、検出プレート１７０に対して太陽光が入射することを排除できる。また、照明装置１２０からの照明光は検出プレート１７０により遮られ、操縦用カメラ１１６に到達しないため、水深が深い時の、検出プレート１７０に対する照明光の影響を排除するようにできる。検出プレート１７０に対する光源は、周辺からの散乱光、または、照明装置１２０から検査対象物、防水容器１１８および検出プレート１７０を含む経路を通過した反射光である。図３Ｂのように構成することで、操縦用カメラ１１６による撮像画像において検出プレート１７０の白色領域が飽和せず安定した白黒コントラスト差が検出できる。
【００３０】
図４Ａは、操縦用カメラ１１６から検出プレート１７０を見たときの操縦用カメラ１１６の画角（撮影範囲）を説明するための図である。水と空気の屈折率の違いから、操縦用カメラ１１６が水中にある場合の画角（撮影範囲）は、操縦用カメラ１１６が陸上（空気中）にある場合の画角（撮影範囲）よりも狭くなる。すなわち、図４Ａに示すように、操縦用カメラ１１６が水中にある場合の画角（撮影範囲）Ｒ１は、操縦用カメラ１１６が陸上（空気中）にある場合の画角（撮影範囲）Ｒ２よりも狭くなる。そこで、このような水中と陸上での画角の違いを利用して水陸判定を行うことができる。
【００３１】
本実施の形態においては、水中ロボット１００（すなわち操縦用カメラ１１６）が水中にあるときは、操縦用カメラ１１６による撮像画像における所定位置に検出プレート１７０の下側領域１７０ｂが位置する。操縦用カメラ１１６が陸上（空気中）にあるときは、撮像画像の所定位置に検出プレート１７０の上側領域１７０ａが位置する。このような状態になるように、検出プレート１７０と操縦用カメラ１１６の相対的な位置関係が設定されている。
【００３２】
すなわち、操縦用カメラ１１６が水中にあるときは、図４Ｂに示すように、撮像画像ＩＭにおける所定位置（上部の中央）に検出プレート１７０の下側領域１７０ｂが位置する。また、操縦用カメラ１１６が陸上にあるときは、図４Ｃに示すように、撮像画像ＩＭの所定位置（上部の中央）に検出プレート１７０の上側領域１７０ａが位置する。これにより、水中ロボット１００が水中にある場合と陸上にある場合とで変化する画角に応じて、撮像画像ＩＭ中の所定位置に含まれる検出プレート１７０の画像パターンが異なる。このような検出プレート１７０の画像パターンの差異（例えば、輝度差）を検出することにより、水中ロボット１００が水中にあるか陸上にあるかを検出することができる。
【００３３】
図５Ａ〜図５Ｃを参照しながら、水中ロボット１００が水中にある場合の操縦用カメラ１１６による撮像画像を説明する。水中ロボット１００が水中にある場合、操縦用カメラ１１６の画角は、図５Ａに示すように狭い画角Ｒ１となる。このとき、操縦用カメラ１１６により、図５Ｂに示すような画像ＩＭが撮影される。すなわち、画像ＩＭの上側中央の領域Ｒ１０において、検出プレート１７０の下側領域１７０ｂの一部または全部の画像が含まれ、上側領域１７０ａの画像が含まれない。なお、操縦者に対して提示（表示）される画像は、操縦用カメラ１１６により撮影された画像（図５Ｂ参照）から検出プレート１７０の部分の画像が除去された画像であってもよい。これは、操縦においては検出プレート１７０の情報は必要ないからである。
【００３４】
図５Ｃは、図５Ｂにおける領域Ｒ１０の部分を拡大して示した図である。本実施の形態では、ＰＣ２５０は、撮像画像ＩＭ中の上部中央の領域Ｒ１０における左領域Ｒ１１、右領域Ｒ１２それぞれに映り込んだ検出プレート１７０の画像情報（輝度差）に基づき、検出プレート１７０の画像パターンの差異を検出する。
【００３５】
次に図６Ａ〜図６Ｃを参照しながら、水中ロボット１００が陸上にある場合の操縦用カメラ１１６による撮像画像を説明する。水中検査装置１０が陸上にある場合、操縦用カメラ１１６の画角は、図６Ａに示すように広い画角Ｒ２となる。このとき、操縦用カメラ１１６により、図６Ｂに示すような画像ＩＭが撮影される。すなわち、画像ＩＭの上部中央の領域Ｒ１０において、検出プレート１７０の下側領域１７０ｂに加えて上側領域１７０ａの部分の画像が含まれる。図６Ｃは、図６Ｂにおける領域Ｒ１０の部分を拡大して示した図である。撮像画像ＩＭ中の上部中央の領域Ｒ１０における左領域Ｒ１１、右領域Ｒ１２それぞれに映り込んだ検出プレート１７０の画像情報（輝度差）に基づき、検出プレート１７０の画像パターンの差異を検出する。
【００３６】
具体的には、水中ロボット１００が水中にある場合、図５Ｃに示すように、撮像画像において、左領域Ｒ１１は黒色領域となり、右領域Ｒ１２は白色領域となる。一方、水中ロボット１００が陸上（空気中）にある場合、図６Ｃに示すように、撮像画像において、左領域Ｒ１１は白色領域となり、右領域Ｒ１２は黒色領域となる。そこで、水中検査装置１０は、右領域Ｒ１２の輝度から左領域Ｒ１１の輝度を減算して求めた輝度差を判定することにより、水中ロボット１００が水中にあるか陸上にあるかを判定することができる。水中ロボット１００が水中にある場合、図７に示すように、輝度差（右領域Ｒ１２の輝度−左領域Ｒ１１の輝度）は、水の濁りの程度に応じて大きく変動するが、正の値となる。一方、水中ロボット１００が陸上にある場合、輝度差は負の値となる。このとき、輝度差は、外乱の影響はあまり受けずにバラツキも小さくなる。
【００３７】
なお、撮像画像の全領域の一部の領域Ｒ１１、Ｒ１２の情報を用いていることで、検出プレート１７０や操縦用カメラ１１６の取り付け位置においてバラツキがあった場合でも、精度よく黒領域及び白領域の情報を抽出することが可能となる。
【００３８】
［１−２．動作］
以上のように構成された水中検査装置１０について、その動作を以下説明する。
【００３９】
［１−２−１．水陸判定動作］
水中検査装置１０における水中ロボット１００が水中にあるか陸上にあるかを判定する水陸判定動作について説明する。
【００４０】
図８は、水中検査装置１０の地上ユニット２００における水陸判定処理を示すフローチャートである。図８を参照しながら水陸判定処理を説明する。
【００４１】
地上ユニット２００におけるＰＣ２５０のＣＰＵ２１０は、通信ユニット２３０及び通信Ｉ／Ｆ部２１２を介して水中ロボット１００の操縦用カメラ１１６で撮影された画像を取得する（Ｓ２１）。ＣＰＵ２１０の輝度差計算部２１４は、撮像画像から左領域Ｒ１１及び右領域Ｒ１２それぞれの輝度を求める（Ｓ２２）。具体的には、図５Ｃ、図６Ｃに示すように、撮像画像中の左領域Ｒ１１および右領域Ｒ１２のそれぞれにおいて輝度の平均値を求めることで、領域Ｒ１１、Ｒ１２のそれぞれの輝度を求める。
【００４２】
さらに、輝度差計算部２１４は、左領域Ｒ１１と右領域Ｒ１２それぞれの輝度から正規化輝度差を求める（Ｓ２３）。ここで、正規化輝度差とは、次式のように、撮像画像の左領域Ｒ１１の輝度と右領域Ｒ１２の輝度との差を、白色領域の輝度を用いて正規化して算出する。この場合の白色領域とは、左領域Ｒ１１、右領域Ｒ１２のうち、輝度の高いほうの領域である。
【００４３】
正規化輝度差＝（右領域の輝度−左領域の輝度＋Ａ）／白色領域の輝度×Ｂ＋Ｃ  （１）
ここで、Ａ、Ｂ、Ｃは補正係数である。正規化することで、周辺光量（照明の有無、天候、水深等）による絶対値の変動を低減できる。なお、正規化輝度差の代わりに、右領域Ｒ１２の輝度から左領域Ｒ１１の輝度を減算した値（正規化していない輝度差）を用いても良い。
【００４４】
そして、ＣＰＵ２１０の水陸判定部２１６は、算出した正規化輝度差から水中ロボット１００が水中にあるか陸上（空気中）にあるかを判定する（Ｓ２４）。具体的には、正規化輝度差を所定の閾値（例えば、０）と比較する。正規化輝度差が閾値より大きい場合、水中ロボット１００は水中にあると判断し、正規化輝度差が閾値以下の場合、水中ロボット１００は陸上にあると判断する。
【００４５】
以上のように、水中ロボット１００が水中にある場合と陸上にある場合とで画角が異なる撮像画像に基づいて、水陸判定を行うことができる。
【００４６】
上記の水陸判定処理では、検出プレート１７０の画像情報のみに基づき水陸判定を行ったが、この場合、条件によっては精度よい画像情報が取得できず、誤った水陸判定がなされる可能性がある。例えば、水中の深い所で水の濁りが非常に大きい場合や、水中の深いところで照明装置１２０がオフしてしまった場合、鮮明な画像情報を得ることができない。そのため、水中であるにもかかわらず誤って陸上であると判断される場合がある。そこで、このような状況下においても精度よく水陸判定できる水陸判定処理（以下「第２の水陸判定処理」という）について以下に説明する。
【００４７】
図９に示す第２の水陸判定処理では、検出プレート１７０の画像情報と、水深情報とに基づいて水陸判定を行う。水深情報は圧力センサ１９０の検出値から求める。図９に示すように、画像情報から算出した輝度差または正規化輝度差が閾値Ａ以下であり、かつ、水深が閾値Ｂ（例えば、１ｍ）以下である場合に、水中ロボット１００が陸上であると判定し、それ以外の場合に、水中ロボット１００が水中であると判定してもよい。
【００４８】
図９に示す第２の水陸判定処理によれば、画像情報から得られた輝度差または正規化輝度差に基づき、水中ロボット１００が“陸上”にあると判定され得る場合であっても、水深が深い（閾値Ｂよりも大きい）場合は、水中ロボット１００は“水中”にあると判定される。よって、水中の深い所で水の濁りが非常に大きい場合や、水中の深いところで照明装置１２０がオフしてしまった場合であっても、圧力センサ１９０による値が深い水深（閾値Ｂより大きい値）を示す場合は、正しく、水中ロボット１００は“水中”にあると判定される。
【００４９】
図１０は、第２の水陸判定処理を示すフローチャートである。図１０を参照しながら、第２の水陸判定処理を説明する。
【００５０】
地上ユニット２００におけるＰＣ２５０のＣＰＵ２１０は、通信ユニット２３０及び通信Ｉ／Ｆ部２１２を介して水中ロボット１００の操縦用カメラ１１６で撮影された画像を取得する（Ｓ３１）。ＣＰＵ２１０の輝度差計算部２１４は、撮像画像から左領域Ｒ１１及び右領域Ｒ１２それぞれの輝度を求める（Ｓ３２）。
【００５１】
続いて、輝度差計算部２１４は、左領域Ｒ１１と右領域Ｒ１２それぞれの輝度から正規化輝度差を求める（Ｓ３３）。ステップＳ３１〜ステップＳ３３の動作は、ステップＳ２１からステップＳ２３と同じである。
【００５２】
そして、ＣＰＵ２１０は、通信ユニット２３０及び通信Ｉ／Ｆ部２１２を介して水中ロボット１００の圧力センサ１９０で検出された検出値を取得する（Ｓ３４）。
【００５３】
ＣＰＵ２１０の水陸判定部２１６は、水中ロボット１００が水中にあるか陸上にあるかを判定する（Ｓ３５）。具体的には、ＣＰＵ２１０は、圧力センサ１９０の検出値から水深を算出し、図９に示す関係に基づき、正規化輝度差と水深とから水中ロボット１００が水中にあるか、陸上にあるかを判断する。
【００５４】
以上のように、検出プレート１７０の画像情報と、水深情報とに基づいて水陸判定を行ってもよい。なお、水深に関する閾値Ｂは、圧力センサ１９０のバラツキ（オフセット）を考慮し、適宜設定してもよい。バラツキ要因としては、検査する場所の標高や気圧変動が考えられる。
【００５５】
［１−２−２．ロック動作／ロック解除動作］
次に、水中検査装置１０における水中ロボット１００に対するロック動作／ロック解除動作について説明する。ロック動作とは、水中ロボット１００をロック状態にする動作をいう。ロック状態とは、水中ロボット１００がロック解除以外の操作指示（例えば、前進指示、カメラ撮影指示）を受けつけない状態をいう。また、ロック解除動作とは、ロック状態から、全ての操作指示を受け付け可能な状態にする動作をいう。操縦者は例えばコントローラ２２０上で所定の操作を行うことで、ロック動作のための操作またはロック解除動作のための操作を行うことができる。
【００５６】
図１１のフローチャートを参照して、水中検査装置１０のロック動作／ロック解除動作を説明する。本フローチャートの処理開始時点において水中ロボット１００はロック状態にあるとする。
【００５７】
ＣＰＵ２１０は、操縦者の操作に基づくロック解除指示の受信を待つ（Ｓ４１）。ロック解除の操作を受け付けると（Ｓ４１のＹ）、ＣＰＵ２１０は、水中ロボット１００が水中にあるか陸上にあるかの判定を行う水陸判定処理を実施する（Ｓ４２）。水陸判定処理は前述したとおりである（図８、図１０参照）。
【００５８】
水陸判定の結果、陸上であると判定された場合（Ｓ４３）、ロック解除を行わずにステップＳ４１に戻る。一方、水中であると判定された場合（Ｓ４３）、ＣＰＵ２１０は、水中ロボット１００に対するロックを解除する（Ｓ４４）。水中ロボット１００が水中にある場合、操縦者の操作にしたがい検査対象物の画像撮影や移動を行う必要があるため、水中ロボット１００のロックが解除される。
【００５９】
その後、ＣＰＵ２１０は操縦者の操作に基づくロック指示の受信を待つ（Ｓ４５）。ロック指示を受けた場合（Ｓ４５でＹ）、ＣＰＵ２１０は、水中ロボット１００に対するロック動作を実施し（Ｓ４８）、ステップＳ４１に戻る。これにより、水中ロボット１００は、ロック解除以外の操作指示を受け付けなくなり、水中ロボット１００の誤動作を防止できる。
【００６０】
一方、ロック指示を受けなかった場合（Ｓ４５でＮ）、ＣＰＵ２１０は水陸判定処理（図８、図１０参照）を実行する（Ｓ４６）。
【００６１】
水陸判定の結果、水中であると判定された場合（Ｓ４７）、ステップＳ４５に戻る。この場合、引き続き、水中ロボット１００の操作が可能になる。
【００６２】
一方、陸上であると判定された場合（Ｓ４７）、ＣＰＵ２１０は、水中ロボット１００に対するロック動作を実施する（Ｓ４８）。その後、ステップＳ４１に戻る。このように、水中ロボット１００が陸上にあることが検出されると、水中ロボット１００は自動でロックされる。これにより、水中ロボット１００は、ロック解除以外の操作指示を受け付けなくなり、水中ロボット１００の誤動作を防止でき、安全性が向上する。
【００６３】
以上のように、水中検査装置１０は、水中ロボット１００が水中にあるか陸上にあるかを判定し、その判定結果に基づき自動でロック動作／ロック解除動作を行う。特に、水中ロボット１００が陸上にあるときに、自動でロック動作を行うことで、水中ロボット１００が陸上で誤動作することを防止でき、安全性を向上することができる。
【００６４】
［１−３．効果等］
以上のように、水中検査装置１０における水陸判定装置は、特定の画像パターンが表示された検出プレート１７０と、操縦用カメラ１１６と、操縦用カメラ１１６と、画像取得部の一例としての通信Ｉ／Ｆ部２１２と、判定部の一例としてのＣＰＵ２１０とを有する。検出プレート１７０と、操縦用カメラ１１６とは判定対象の一例である水中ロボット１００に取り付けられている。操縦用カメラ１１６は、水中にある場合に第１の画角Ｒ１で、空気中にある場合に第１の画角よりも広い第２の画角Ｒ２で、検出プレート１７０を撮影して画像データを生成する。通信Ｉ／Ｆ部２１２は、操縦用カメラ１１６から画像データを取得する。ＣＰＵ２１０は、取得した画像データが示す画像に含まれ、操縦用カメラ１１６の画角に応じて変化する検出プレート１７０の部分（上側領域１７０ａ、下側領域１７０ｂ）の画像に基づき、水中ロボット１００が陸上にあるか水中にあるかを判定する。このように、水陸判定装置のうち、少なくとも検出プレート１７０と操縦用カメラ１１６とは、水中ロボット１００に搭載されている。
【００６５】
水中検査装置１０における水陸判定装置は、検出プレート１７０の画像に基づいて水中ロボット１００が水中に位置するのか陸上に位置するのかを検出することができる。すなわち、検出プレート１７０と操縦用カメラ１１６を設けるだけの簡易な構成で水陸判定が可能となる。また、水中検査装置１０が陸上にあると判断したときは、水中検査装置１０の機能がロックされるため、誤操作による意図しない動作を防止でき、安全性を向上できる。
【００６６】
なお、図２に示す水中ロボット１００では、スラスタ１３０のうちのいくつかは水陸判定装置を構成する操縦用カメラ１１６よりも上方に設けられている。しかしながら、全てのスラスタ１３０およびレーザ１８０が、操縦用カメラ１１６よりも鉛直方向において同じ位置または下に位置することが好ましい。すなわち、水中ロボット１００において、操縦用カメラ１１６が搭載された位置に対して全てのスラスタ１３０およびレーザ１８０が片側に配置されていればよい。この場合、水中ロボット１００の姿勢によって、スラスタ１３０およびレーザ１８０が操縦用カメラ１１６よりも鉛直方向において同じ位置または下に位置することになる。これにより、水中ロボット１００が水中にあることを水陸判定部２１６が判定した際には、全てのスラスタ１３０およびレーザ１８０が水中にある状態になる。この構成によって、上述のロック機能による安全性がより高まる。
【００６７】
また、本実施の態様において、水中ロボット１００（物体の一例）が水中にあるか陸上にあるかを判定する方法も開示されている。その判定方法は、特定の画像パターンが表示された検出プレート１７０を、操縦用カメラ１１６により撮影して画像データを生成する。そして、画像データが示す画像に含まれ、操縦用カメラ１１６が水中にある場合と空気中にある場合の画角Ｒ１、Ｒ２の差に応じて変化する検出プレートの部分（上側領域１７０ａ、下側領域１７０ｂ）の画像に基づき、水中ロボット１００が陸上にあるか水中にあるかを判定する。
【００６８】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した水陸判定機能に加えてさらに水の濁度を判定する機能を有する水中検査装置の構成について説明する。本実施の形態の水中検査装置は実施の形態１で示した構成（図１、図２参照）と同様のハードウェア構成を有する。
【００６９】
図１２は、本実施の形態の水中検査装置における地上ユニット２００Ａのブロック図である。本実施の形態では、地上ユニット２００ＡのＣＰＵ２１０はさらに濁度計算部２１５及び距離計算部２１７の機能を実現する。また、メモリ２１８は、輝度差−濁度対応情報（情報）２１８ａと、濁度−距離対応情報（情報）２１８ｂを記憶している。情報２１８ａは、濁度と正規化輝度差との関係を示し、情報２１８ｂは、検出された濁度と被写体距離（検査対象までの距離）との関係を示す。
【００７０】
図１３Ａは、濁度と正規化輝度差との関係を示す情報２１８ａを示す。水の濁度が低いほど、検出プレート１７０の黒色領域の輝度と白色領域の輝度の差（コントラスト）は大きくなり、水中の濁度が高いほど、その輝度差は小さくなる。
【００７１】
図１３Ｂは、検出された濁度と、被写体距離（検査対象までの距離（制御目標値））との関係を示した情報２１８ｂを示す。水の濁度が低い場合は、検査対象と水中ロボット１００との距離が遠くても鮮明な検査用画像を撮影することができる。一方、水の濁度が高い場合は、検査対象と水中ロボット１００との距離が遠いと鮮明な検査用画像を撮影することができない。このため、濁度が高いほど、検査対象に対して水中ロボット１００をより近づける必要がある。そこで、図１３Ｂに示すように、濁度が高くなるほど、スラスタ１３０を動作させて、被写体距離（検査対象までの距離（制御目標値））を短くするように設定されている。
【００７２】
図１４は、本実施の形態における水中検査装置における、水の濁度に基づき被写体距離（検査対象までの距離）を制御する処理を示すフローチャートである。
【００７３】
ＣＰＵ２１０の濁度計算部２１５は、水陸判定処理において算出した正規化輝度差に基づき、図１３Ａに示す情報２１８ａを参照し、求めた正規化輝度差から濁度を算出する（Ｓ５１）。次に、距離計算部２１７は、図１３Ｂに示す情報２１８ｂを参照し、求めた濁度から、検査対象物（被写体）までの、設定すべき距離を算出する（Ｓ５２）。
【００７４】
地上ユニット２００ＡにおけるＰＣ２５０のＣＰＵ２１０は、水中ロボット１００から検査対象物までの距離が、算出した距離となるように水中ロボット１００の位置を制御する（Ｓ５３）。このとき、ソナー１４０が、音波を用いて水中ロボット１００から検査対象物までの距離を測定する。水中ロボット１００は、ＰＣ２５０からの指示にしたがいスラスタ１３０を制御して水中ロボット１００と検査対象物との距離を指定された距離に維持する。
【００７５】
以上のような制御により、水中ロボット１００から検査対象物までの距離を水の濁度に応じた距離に制御することができる。すなわち、濁度がより高くなるほど、水中ロボット１００と検査対象物（被写体）の距離がより短くなるようにその距離を制御する。これにより、濁度が高いときでも、画質低下を抑制した画像を撮影することができる。
【００７６】
以上のように本実施の形態の水中検査装置によれば、水陸判定のための検出プレート１７０の画像情報を濁度判定にも利用することができ、実施の形態１の構成に加えて新たに物理的な構成要素を追加することなく、濁度判定機能を追加することができる。
【００７７】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００７８】
実施の形態１、２では、特定の画像パターンが表示された検出部材として、検出プレート１７０が水中ロボット１００に搭載されているが、検出部材の形状はプレート状に限定されない。柱状などでもよく、特定の画像パターンが表面に設けられていればよい。
【００７９】
実施の形態１、２では、水中ロボット１００の操縦用カメラ１１６で撮影された画像の情報（輝度差や解像度）に基づき濁度を判定したが、検査用カメラ１５０で撮影された画像の情報から濁度を判定してもよい。
【００８０】
実施の形態１、２では、操縦用の画像を撮影する操縦用カメラ１１６と検査用の画像を撮影する検査用カメラ１５０とを別々に設けたが、操縦用の画像と検査用の画像とを同じカメラで撮影するようにしてもよい。
【００８１】
検出プレート１７０の構成は、図３Ａ等に示すような白色領域と黒色領域がチェッカーボード状に配置されたものに限定されない。水中での画角Ｒ１と空気中での画角Ｒ２のそれぞれにおいて操縦用カメラ１１６により異なる画像が撮影されるように、検出プレート１７０の画像パターンが設定されればよい。例えば、図１５Ａ、１５Ｂに示すように白色領域と黒色領域とが上下に配置されていてもよい。このとき、図１５Ｃ、図１５Ｄに示すように、操縦用カメラ１１６が水中にあるときの画角Ｒ１と陸上（空気中）にあるときの画角Ｒ２のそれぞれにおいて、撮像画像の所定領域Ｒ１３において異なる色の領域が含まれるように、検出プレート１７０と操縦用カメラ１１６の相対的な位置を設定すればよい。これにより撮像画像の所定領域Ｒ１３の色に基づき水陸判定ができる。または、水中において画角Ｒ１で撮影された画像に含まれる検出プレート１７０の部分に四角形状のオブジェクトが撮影され、空気中において画角Ｒ２で撮影された画像に含まれる検出プレート１７０の部分に丸形状のオブジェクトが撮影されるように検出プレート１７０の画像パターンを設定してもよい。
【００８２】
また実施の形態１、２では、検出プレート１７０に設けられた画像パターンは白色領域と黒色領域とで構成されている。しかしながら画像パターンを構成する２つの領域の色は白黒に限定されない。画像パターンは明るさが異なる2つの領域で構成されていればよい。すなわち、画像パターンは暗領域と、この暗領域よりも明るい色で構成された明領域とで構成されていればよい。
【００８３】
実施の形態１、２では、輝度を検出するときの撮像画像上の所定領域Ｒ１１、Ｒ１２は、撮像画像ＩＭの上側の中央位置に配置したが、所定領域Ｒ１１、Ｒ１２の位置はそれに限定されない。所定領域Ｒ１１、Ｒ１２の位置は、撮像画像ＩＭの下側でもよいし、横側でもよい。また、中央でなく端でもよい。すなわち、操縦用カメラ１１６が水中にある場合と陸上にある場合とで画角の変化が影響する位置であればよい。
【００８４】
また、実施の形態１、２では、撮像画像上の所定領域にある画像（検出プレート１７０の画像）に関する、画角に応じて変化する輝度差の変化に基づき水陸判定を行った。水陸判定は、画角に応じて変化する、撮像画像内の検出プレート１７０の部分の画像パターンの変化に基づき判定してもよい。例えば、水中で撮影された場合、図４Ｂに示すように、撮像画像ＩＭは検出プレート１７０の下側領域１７０ｂ部分のみの画像を含み、陸上（空気中）で撮影された場合、図４Ｃに示すように、撮像画像ＩＭは検出プレート１７０の下側領域１７０ｂの部分に加えて上側領域１７０ａの部分の画像を含む。このような画角に応じて変化する、撮像画像ＩＭ中に含まれる検出プレート１７０の画像の差異を検出することで水陸判定を行ってもよい。
【００８５】
実施の形態１、２では、領域Ｒ１１と領域Ｒ１２の輝度差の値に基づき水陸判定を行ったが、図１６に示すように領域Ｒ１１の輝度と領域Ｒ１２の輝度の比を用いてもよい。この場合、輝度比と所定の閾値（例えば、１）との比較結果に基づき水陸判定を行うことができる。
【００８６】
実施の形態２で示した濁度検出の構成は、水の濁度の検出に限定されるものではなく、水以外の他の流体の濁度の検出にも適用することができる。
【００８７】
またＣＰＵ２１０は、濁度計算部２１５が検出した濁度に基づき推進部であるスラスタ１３０を制御して、検査対象物と水中ロボット１００との間の距離を制御する制御部として機能する。しかしながら、水中ロボット１００に搭載された制御ユニット１１４がこの機能を有していてもよい。
【００８８】
実施の形態１、２では、ＣＰＵ２１０は、水陸判定部２１６による判定結果が、水中ロボット１００が陸上にあることを示す場合に、水中ロボット１００に対する所定の操作を受け付けないようにする制御部として機能する。しかしながら、水中ロボット１００に搭載された制御ユニット１１４がこの機能を有していてもよい。
【００８９】
このいずれの場合も、機能を発揮するための情報は、地上ユニット２００または地上ユニット２００Ａから水中ロボット１００へ通信ユニット２３０、１１２を介して送信される。このように、ＣＰＵ２１０の機能を制御ユニット１１４が実行してもよく、逆に、制御ユニット１１４の機能をＣＰＵ２１０が実行してもよい。
【００９０】
実施の形態１、２においてＣＰＵ２１０が実行するプログラムは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体によって提供されてもよいし、通信回線を介してネットワーク上のサーバからダウンロードされてもよい。また、上述したＣＰＵ２１０の機能は、ハードウェアとソフトウェア（アプリケーションプログラム）の協働により実現したが、所定の機能を実現するように専用に設計されたハードウェア回路のみで実現してもよい。よって、ＣＰＵ２１０に代えて、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等で上述の機能を実現してもよい。上述したＣＰＵ２１０の機能は、１つのデバイスで実現してもよいし、複数のデバイスで実現してもよい。
【００９１】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００９２】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００９３】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本開示は、水中で使用されるまたは動作する物体や装置に適用でき、例えば、水中にある物体（ダム壁、橋梁の橋桁等）を検査する検査装置に有用である。
【符号の説明】
【００９５】
１０    水中検査装置
１００    水中ロボット
１１０    本体ユニット
１１２    通信ユニット
１１４    制御ユニット
１１６    操縦用カメラ
１２０    照明装置
１３０    スラスタ
１４０    ソナー
１５０    検査用カメラ
１６０    バッテリ
１７０    検出プレート
１８０    レーザ
１９０    圧力センサ
２００，２００Ａ    地上ユニット
２１０    ＣＰＵ
２１１    表示部
２１４    輝度差計算部
２１５    濁度計算部
２１６    水陸判定部
２１７    距離計算部
２１２    通信インタフェース部（通信Ｉ／Ｆ部）
２１８    メモリ
２１８ａ    輝度差−濁度対応情報（情報）
２１８ｂ    濁度−距離対応情報（情報）
２２０    コントローラ
２３０    通信ユニット
２５０    パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
３００    通信ケーブル
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
判定対象が水中にあるか陸上にあるかを判定する装置であって、
前記判定対象に取り付けられ、特定の画像パターンが表示された検出部材と、
前記判定対象に取り付けられ、水中にある場合に第１の画角で、空気中にある場合に前記第１の画角よりも広い第２の画角で、前記検出部材を撮影して画像データを生成するカメラと、
前記カメラから前記画像データを取得する画像取得部と、
前記取得した画像データが示す画像に含まれ、前記カメラの画角に応じて変化する前記検出部材の部分の画像に基づき、前記判定対象が陸上にあるか水中にあるかを判定する判定部と、を備えた、
水陸判定装置。
【請求項２】
前記第２の画角で撮影された画像において、前記検出部材の第１の部分と第２の部分とが含まれ、
前記第１の画角で撮影された画像において、前記検出部材の前記第１の部分が含まれ、前記第２の部分が含まれないように、前記検出部材と前記カメラとの相対的な位置関係が設定されている、
請求項１に記載の水陸判定装置。
【請求項３】
照明装置をさらに備え、
前記検出部材は、前記特定の画像パターンが表示された面が前記カメラに向いた状態で、前記照明装置と前記カメラの間に配置されている、
請求項１に記載の水陸判定装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記画像データが示す画像における所定領域に含まれる画像に基づき、前記判定対象が陸上にあるか水中にあるかを判定する、
請求項１に記載の水陸判定装置。
【請求項５】
前記特定の画像パターンは暗領域と、前記暗領域よりも明るい色で構成された明領域とを有するパターンであり、
前記判定部は、前記明領域の輝度と前記暗領域の輝度の差に基づき、前記判定対象が陸上にあるか水中にあるかを判定する、
請求項１に記載の水陸判定装置。
【請求項６】
前記特定の画像パターンは、前記暗領域と前記明領域とが上下左右に交互に配置されたパターンである、
請求項５に記載の水陸判定装置。
【請求項７】
水中にある検査対象物の画像を撮影する水中検査装置であって、
水中を移動するための推力を発生させる推進部と、
特定の画像パターンが表示された検出部材と、
水中にある場合に第１の画角で、空気中にある場合に前記第１の画角よりも広い第２の画角で、前記検出部材を撮影して画像データを生成するカメラと、を含む水中ロボットと、
前記カメラから前記画像データを取得する画像取得部と、
前記取得した画像データが示す画像に含まれ、前記カメラの画角に応じて変化する前記検出部材の部分の画像に基づき、前記水中ロボットが陸上にあるか水中にあるかを判定する判定部と、を備えた、
水中検査装置。
【請求項８】
前記検出部材の画像に基づき水の濁度を検出する濁度計算部と、
前記濁度計算部が検出した濁度に基づいて前記推進部を制御し、前記検査対象物と前記水中ロボットとの間の距離を制御する制御部と、をさらに備えた、
請求項７に記載の水中検査装置。
【請求項９】
前記判定部による判定結果が、前記水中ロボットが陸上にあることを示す場合に、前記水中ロボットに対する所定の操作を受け付けないようにする制御部をさらに備えた、
請求項７に記載の水中検査装置。
【請求項１０】
特定の画像パターンが表示された検出部材を、カメラにより撮影して画像データを生成し、
前記画像データが示す画像に含まれ、前記カメラが水中にある場合と空気中にある場合の画角の差に応じて変化する検出プレートの部分の画像に基づき、前記物体が陸上にあるか水中にあるかを判定する、
水陸判定方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2017208288.tif 000030
【図２】
2017208288.tif 000031
【図３Ａ】
2017208288.tif 000032
【図３Ｂ】
2017208288.tif 000033
【図４Ａ】
2017208288.tif 000034
【図４Ｂ】
2017208288.tif 000035
【図４Ｃ】
2017208288.tif 000036
【図５Ａ】
2017208288.tif 000037
【図５Ｂ】
2017208288.tif 000038
【図５Ｃ】
2017208288.tif 000039
【図６Ａ】
2017208288.tif 000040
【図６Ｂ】
2017208288.tif 000041
【図６Ｃ】
2017208288.tif 000042
【図７】
2017208288.tif 000043
【図８】
2017208288.tif 000044
【図９】
2017208288.tif 000045
【図１０】
2017208288.tif 000046
【図１１】
2017208288.tif 000047
【図１２】
2017208288.tif 000048
【図１３Ａ】
2017208288.tif 000049
【図１３Ｂ】
2017208288.tif 000050
【図１４】
2017208288.tif 000051
【図１５Ａ】
2017208288.tif 000052
【図１５Ｂ】
2017208288.tif 000053
【図１５Ｃ】
2017208288.tif 000054
【図１５Ｄ】
2017208288.tif 000055
【図１６】
2017208288.tif 000056
【国際調査報告】
2017208288.tif 000057
2017208288.tif 000058
2017208288.tif 000059