(57)【要約】【課題】撮像領域内に極端に明るい部分がある場面においても、構造物部分を点検可能な画像に調整可能な飛行型点検装置を提供する。【解決手段】回転翼と、回転翼を回転させる駆動装置と、駆動装置の回転を制御する制御部とを有する飛行体と、点検対象物を撮像する撮像装置とを備え、撮像装置は、二次元状に複数の光電変換素子が配列された画素アレイを有し、画素アレイの全領域のうち点検が必要な点検要領域からの入力信号強度に基づいて、前記全領域の画像信号レベルを調整する。【選択図】図３
2018046348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転翼と、前記回転翼を回転させる駆動装置と、前記駆動装置の回転を制御する制御部とを有する飛行体と、
点検対象物を撮像する撮像装置とを備え、
前記撮像装置は、
二次元状に複数の光電変換素子が配列された画素アレイを有し、前記画素アレイの全領域のうち点検が必要な点検要領域からの入力信号強度に基づいて、前記全領域の画像信号レベルを調整することを特徴とする飛行型点検装置。
【請求項２】
前記撮像装置は、
前記飛行体の飛行時に光軸が略水平になるよう設置された第１撮像装置と、
前記飛行体の飛行時に光軸が略鉛直上向きになるよう設置された第２撮像装置とを有することを特徴とする請求項１記載の飛行型点検装置。
【請求項３】
前記第１撮像装置は、前記画素アレイの前記全領域を、水平方向に延びる少なくとも１つの第１分割線により鉛直方向に複数分割させており、
前記第２撮像装置は、前記画素アレイの前記全領域を、前記第１分割線と平行な少なくとも１つの第２分割線により分割させていることを特徴とする請求項２記載の飛行型点検装置。
【請求項４】
前記第１撮像装置は、
前記分割された領域のうち少なくとも垂直方向の最上部に位置する領域を含む領域を前記点検要領域とし、前記点検要領域からの前記入力信号強度に基づいて、前記全領域の前記画像信号レベルを調整することを特徴とする請求項３記載の飛行型点検装置。
【請求項５】
前記第２撮像装置は、
前記分割された領域のうち少なくとも前記第１撮像装置が撮像した前記点検対象物に最も近い領域を含む領域を前記点検要領域とし、前記点検要領域からの前記入力信号強度に基づいて、前記全領域の前記画像信号レベルを調整することを特徴とする請求項３に記載の飛行型点検装置。
【請求項６】
前記第１撮像装置と前記第２撮像装置は、
前記第１撮像装置と前記第２撮像装置とが共通する撮像領域を有するように配置されていることを特徴とする請求項２〜５の何れか一項に記載の飛行型点検装置。
【請求項７】
前記第１撮像装置及び前記第２撮像装置は、ジンバル機構を介して前記飛行体に設置され、前記飛行体には、当該飛行体の傾斜を検出するセンサ部を有することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の飛行型点検装置。
【請求項８】
前記飛行体には、
前記回転翼が外部障害物と接触することを防止する保護部材が設置されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の飛行型点検装置。
【請求項９】
前記飛行体は、外周部が保護構造体により囲まれていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の飛行型点検装置。
【請求項１０】
前記保護構造体は、正多面体、ジオデシックドーム、フラーレン、球体のいずれか一の形状を有していることを特徴とする請求項９記載の飛行型点検装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛行型点検装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ダムやビル、橋梁等の構造物においては、建設中から建設後に渡って、不良の有無を確認する点検作業が行われている。
【０００３】
特に足場が存在しない橋梁などの点検においては、無線で遠隔操作ができる、撮像装置を搭載した飛行体を用いて構造物（以下、点検対象物とも云う）を撮像し、点検する方法が公知である（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、飛行体に搭載された撮像装置の撮像領域内には、点検対象物の他に、空や太陽、川面など橋梁と比較して極端に明るい箇所が写り込む場合がある。
【０００５】
このような場合、一般的な撮像装置では、撮像領域全体の輝度情報を用いて、撮像領域全体において白とびや黒つぶれが最小になるように輝度調整を行っている。そのため、極端に明るい箇所が映り込んだ場合に、比較的暗い点検を行いたい点検対象物部分が更に暗い画像に調整されてしまい、画像から損傷の有無等が十分に判断できないという課題があった。
【０００６】
そこで、上記課題に鑑み、撮像領域内に極端に明るい部分がある場面においても、点検対象物を点検可能な画像に調整可能な飛行型点検装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、一実施形態において、飛行型点検装置は、
回転翼と、前記回転翼を回転させる駆動装置と、前記駆動装置の回転を制御する制御部とを有する飛行体と、
点検対象物を撮像する撮像装置とを備え、
前記撮像装置は、
二次元状に複数の光電変換素子が配列された画素アレイを有し、前記画素アレイの全領域のうち点検が必要な点検要領域からの入力信号強度に基づいて、前記全領域の画像信号レベルを調整する。
【発明の効果】
【０００８】
本実施形態によれば、撮像領域内に極端に明るい部分がある場面においても、点検対象物を点検可能な画像に調整可能な飛行型点検装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態における点検対象物の一例である橋梁の構造を説明する図である。
【図２】Ａは、図１に示す橋梁の側面部を撮像する場合を説明する側面図である。ＢはＡに示す領域Ｊを撮像した場合の一般的な画像を例示する図である。
【図３】第１の実施形態に係る飛行型点検装置の概略図である。
【図４】第１撮像装置と第２撮像装置の撮像領域を説明する説明図である。
【図５】第１の実施形態に係る飛行型点検装置の機能ブロック図である。
【図６】第１の実施形態に係る飛行型点検装置を構成する撮像装置の概略図である。
【図７】撮像装置の機能ブロック図である。
【図８】Ａは、第１撮像装置の処理部により処理される画素アレイの全領域の分割例を示す図である。Ｂは第２撮像装置の処理部により処理される画素アレイの全領域の分割例を示す図である。
【図９】第１の実施形態に係る飛行型点検装置の処理流れを説明するフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態に係る飛行型点検装置を構成する撮像装置を示す概略図である。
【図１１】第３の実施形態に係る飛行型点検装置を示す概略図である。
【図１２】第４の実施形態に係る飛行型点検装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、本実施形態に係る飛行型点検装置を詳細に説明する。本実施形態では、点検対象物として橋梁Ｋを例に取り説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１１】
[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態における点検対象物の一例である橋梁Ｋの構造を説明する図である。
【００１２】
橋梁Ｋは、橋脚部Ｋ１と本体部Ｋ２を有する。本体部Ｋ２は、主桁Ｋ２１、床板Ｋ２２、側面部Ｋ２３、路面Ｋ２４を有している。床板Ｋ２２の主桁Ｋ２１より外側には、張出部Ｋ２２ａが形成されている。
【００１３】
一般的に無人飛行体を用いた点検要求がある橋梁Ｋの部位としては、人や車が通行する路面Ｋ２４より下の部分で、主桁Ｋ２１の下面や側面、床板Ｋ２２の裏面（張出部Ｋ２２ａ）などがあげられる。
【００１４】
上記した箇所を撮像装置により撮像する場合、撮像装置は横向き又は上向きの状態で撮像することになる。
【００１５】
図２から一般的な飛行型点検装置に搭載された撮像装置の課題点を説明する。図２（Ａ）に、図１に示す橋梁Ｋの側面部を撮像する場合を説明する側面図を示した。図２（Ｂ）には、図２（Ａ）に示す領域Ｊを撮像した場合の一般的な画像を例示する図である。なお、図２において説明の関係上、飛行型点検装置は省略した。
【００１６】
図２（Ａ）に示すように、主桁Ｋ２１の側面を光軸がほぼ水平な横向きカメラＳを用いて撮影しようとした場合、撮像領域Ｊ（撮影視界）の上部には床板Ｋ２２や側面部Ｋ２３などが存在し、極端に明るい空などが写り込むことがない。
【００１７】
一方、撮像領域Ｊの下部には、橋梁Ｋの反対側に位置する空（太陽）などが写り込む可能性がある。また、点検効率を上げるために、横向きカメラＳと、光軸がほぼ垂直な上向きカメラを並設して搭載した場合は、上向きカメラの撮像領域の点検対象物（橋梁Ｋ）に近い側（上側）には常に点検対象物（床板Ｋ２２や張出部Ｋ２２ａの裏面など）が存在するが、その反対側（下側）は空（太陽）などが映り込む可能性がある。
【００１８】
上記のように撮像領域内に極端に明るい箇所が映り込んだ場合、一般的な撮像装置は、撮像領域全体の輝度情報（入力信号強度）を用いて、撮像領域全体において白とびや黒つぶれが最小になるような輝度調整を行っている。すると、図２（Ｂ）に示すように、点検したい主桁Ｋ２１の側面部分は通常より更に暗い画像に輝度調整されてしまい、背景とひび割れＨとの区別がつきにくい画像になってしまう。
【００１９】
よって、第１の実施形態では、図３に示すような飛行型点検装置１を用いて橋梁Ｋの点検を行う。
【００２０】
＜飛行型点検装置１＞
次に、第１の実施形態に係る飛行型点検装置１の構成の一例について説明する。図３は、第１の実施形態に係る飛行型点検装置１の概略構成図である。（Ａ）は飛行型点検装置１の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の左側面図、（Ｃ）は（Ａ）の正面図である。
【００２１】
飛行型点検装置１は、飛行体１０と、撮像装置３０とを備え、点検対象物の任意の箇所を撮像し点検が可能な点検装置である。
【００２２】
飛行体１０は、フレーム１１と、駆動装置１２と、回転翼１３と、脚部１４と、制御部２０とを有する遠隔操縦式の無人飛行体である。
【００２３】
フレーム１１は、図３（Ａ）に示すように、ウエブ部１１ａと、ウエブ部１１ａの両端部に配置されたフランジ部１１ｂとが平面視においてＨ型の形状となるように配置されている。しかし、フレーム１１はこの限りではなく、飛行体１０の中心から放射状に伸び、互いに直角をなすようにＸ字状に設けられた４本のアームを有する構成としてよい。また、駆動装置１２と回転翼１３の数だけ中心から放射状にアームが伸びた構造であってよい。
【００２４】
駆動装置１２は、回転翼１３を回転させるモータであり、ブラシレスモータが好ましい。駆動装置１２は、２本のフランジ部１１ｂの先端部の各々に取り付けられ、回転翼１３の回転軸と連結されている。各駆動装置１２は、制御部２０により、独立して制御される。
【００２５】
回転翼１３は、各駆動装置１２のそれぞれに取り付けられており、駆動装置１２の駆動により回転する。回転翼１３は、各駆動装置１２の駆動が独立して制御されることで、その回転速度が調整される。回転翼１３の数としては、図示例の４個に限定されるものではなく、３以上であれば飛行体として安定した飛行ができるよう機能し、さらには４，６，８のような偶数であることが望ましい。また、回転翼１３は、図３（Ａ）に示すように、略同一平面上に複数の回転翼１３が配置される形態に限定されるものではなく、略同一平面上に配置された複数の回転翼１３が多段に積層される形態であってもよい。
【００２６】
脚部１４は、２本のフランジ部１１ｂの略中央位置の下面と連結されている。脚部１４は、下側部が逆Ｖ字形状に形成されて、飛行体１０が地面に着陸した際等に飛行体１０を衝撃から保護する。
【００２７】
制御部２０は、フレーム１１のウエブ部１１ａの下面側に取り付けられている。制御部２０は、目的に応じて設置された各種のセンサからの信号や、外部から送信される操縦信号に応じて駆動装置１２の駆動を制御する。
【００２８】
また、制御部２０は、各駆動装置１２の駆動を独立して制御することで各々の回転翼１３の回転速度を独立に制御し、飛行型点検装置１を上昇、下降、前進、後退、水平回転の各方向へと移動、静止させる。
【００２９】
撮像装置３０は、制御部２０からの信号により画像を取得するカメラである。撮像装置３０は、フレーム１１のウエブ部１１ａに固定されている。
【００３０】
本実施形態の撮像装置３０は、飛行体１０の飛行時に光軸が略水平になるよう設置された第１撮像装置３１と、飛行体１０の飛行時に光軸が略鉛直上向きになるよう設置された第２撮像装置３２を有している。
【００３１】
上記の構成により、図１、図２に示した主桁Ｋ２１の側面のような垂直部分を第１撮像装置３１で撮像し、同時に床板Ｋ２２や張出部Ｋ２２ａの裏面を第２撮像装置３２で撮像することができる。
【００３２】
本実施形態の第１撮像装置３１と第２撮像装置３２とは、図４に示すように第１撮像装置３１と第２撮像装置３２とにより共通する撮像領域Ｇを形成可能にフレーム１１に配置されている。点線の範囲が第１撮像装置３１の撮像領域であり、一点鎖線が第２撮像装置３２の撮像領域である。したがって、本実施形態の飛行型点検装置１は、死角のない画像を取得して、橋梁Ｋの全体に亘って漏れのない点検を行うことができる。
【００３３】
次に、飛行型点検装置１の制御構成の一例について、図５を参照しながら説明する。図５は、本実施形態に係る飛行型点検装置１の機能ブロック図である。
【００３４】
図５に示すように、飛行型点検装置１は、駆動部１５と、センサ部１６と、記憶部１７と、機体通信部１８と、制御部２０と、撮像部３と、電源部４０とを有する。
【００３５】
駆動部１５は、図３の駆動装置１２により実現される。
【００３６】
センサ部１６としては、例えば運動を司る３軸の角度（又は角速度）と加速度を検出することが可能な慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）を用いることができる。また、センサ部１６には、現地点と離陸地点との間の気圧差に基づいて高度の情報を取得することができるという観点から、気圧センサが搭載されていることが好ましい。
【００３７】
記憶部１７は、例えば飛行型点検装置１の飛行ルート等の情報を格納する記憶装置の一例である。記憶部１７は、撮像装置３０により得られた画像情報を記憶する。
【００３８】
機体通信部１８は、地上の操縦装置５との間で信号の送受信を行うことにより、機体の状況を伝達したり、地上から遠隔で飛行体１０を操縦したりすることができる。地上の操縦装置５は、例えば操縦部５１と地上通信部５２とを有する。そして、操縦者が操縦部５１を操縦することで、地上通信部５２を介して機体通信部１８に、各駆動装置１２の回転数の設定値に関する信号、撮像装置３０のシャッタータイミングに関する信号等、各種の信号が送信される。
【００３９】
制御部２０は、センサ部１６から得られる飛行型点検装置１の現在の姿勢、速度、向き、位置等の情報を示す信号と、記憶部１７に予め格納されている飛行ルート等の情報とに基づいて各駆動装置１２の回転数を設定し駆動部１５に出力する。これにより、飛行型点検装置１は、自律的に移動することができる。自律的に移動可能な構造においては、目的位置が予め指定可能であれば操縦者の視界の届かない遠方や、橋梁の桁内等を点検可能である。
【００４０】
また、制御部２０は、機体通信部１８により取得した遠隔操縦のために操縦者から無線又は有線接続された外部の操縦装置５から送信される信号に基づいて、各駆動装置１２の回転数を設定することもできる。
【００４１】
なお、有線接続で遠隔操縦する構造においては、電源も有線で供給することで長時間の連続飛行が可能となる。また、無線により遠隔操縦する構造は、より遠方への到達や、樹木や鉄骨等の障害物が飛行過程にある場合であっても妨げられることなく目的位置に到達させることが可能である。
【００４２】
撮像部３は、図３の撮像装置３０により実施される。撮像部３は、制御部２０からの信号により画像を取得する。なお、図５では、撮像部３が制御部２０に接続され、制御部２０からの信号により画像を取得する形態を示しているが、本実施形態はこの点において限定されるものではなく、撮像部３が制御部２０に接続されていない形態であってもよい。この場合、撮像部３は、飛行型点検装置１が飛行している間、制御部２０からの信号によらずに単独で動画像を連続して取得したり、静画像を一定間隔で取得したりすることができる。また、撮像部３は、地上からの電波、赤外線等によって送信されるシャッター信号に基づいて画像を取得することができる。また、撮像部３は、その他公知の技術により画像を取得することができる。
【００４３】
電源部４０は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池である。電源部４０は、飛行型点検装置１の各部に電力を供給する。
【００４４】
＜撮像装置＞
次に、撮像装置３０の構成について、図６、図７を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係る撮像装置３０の概略構成図である。図７は、本実施形態に係る撮像装置３０の機能ブロック図である。本実施形態の撮像装置３０は、第１撮像装置３１と第２撮像装置３２を有するが、図６、図７では、説明の関係上、第１撮像装置３１を示した。第２撮像装置３２は、第１撮像装置３１と同様の構成を有しているため、説明は省略する。
【００４５】
第１撮像装置３１は、少なくとも筐体３１１と、レンズ３１２と、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）３１３を有している。
【００４６】
筐体３１１は、レンズ３１２などを収納するものである。図示例では矩形状とされているがこの限りではない。
【００４７】
レンズ３１２は、結像面上に像を形成する機能を有する。
【００４８】
発光ダイオード３１３は、点検対象物に光を照射する光源の一例である。発光ダイオード３１３は、レンズ３１２の外周位置に周方向に等間隔となるように複数設けられており、第１撮像装置３１の撮像タイミングに連動して発光可能となっている。このため、撮影環境に左右されることなく画像を撮像することができる。特に、橋梁Ｋの下面を撮像する場合、直射日光が届かないため、画像取得に十分な光量を確保することが困難である。しかし、発光ダイオード３１３を有する場合、発光ダイオード３１３により点検対象物に光を照射することができるため、画像取得に十分な光量を確保することができる。
【００４９】
なお、光源としては、発光ダイオード３１３に限定されるものではないが、サイズが小さく、軽量であり、消費電力が少なく、高速で点灯、消灯が可能であり、特定波長域のみの光を選択的に照射可能である等の観点から、発光ダイオード３１３であることが好ましい。光源のサイズが小さい場合、設置位置の自由度が高くなる。光源が軽量である場合、飛行体１０の限られた可搬積載重量に与える影響が小さくなる。光源の消費電力が少ない場合、飛行体１０の電源部への負荷が小さく、光源を設けることにより飛行時間が短縮されるのを抑制することができる。特定波長域のみの光を選択的に照射可能である場合、特定波長域のみを利用して撮像を行う場合におけるエネルギー利用効率を高めることができ、電源部４０の消費電力を特に少なくすることができる。
【００５０】
次に、撮像装置３０の制御構成の一例について、図７を参照しながら説明する。図７は、本実施形態に係る飛行型点検装置１を構成する撮像装置３０の機能ブロック図である。なお、図７は、第１撮像装置３１のみを示しているが、第２撮像装置３２も同様である。
【００５１】
撮像装置３１は、発光部３１Ａ、光学系部３１Ｂ、画素アレイ部３１Ｃ、処理部３１Ｄを有している。
【００５２】
発光部３１Ａは、図６に示す発光ダイオード３１３により実施される。光学系部３１Ｂは、レンズや光学フィルタなどを有し受光部としての機能を発揮する。
【００５３】
画素アレイ部３１Ｃは、二次元状に複数の光電変換素子（画素）が規則的に配列されて成り、光学系部３１Ｂから各光電変換素子へ入力された各信号（輝度、画素値）を処理部３１Ｄへ出力する。
【００５４】
処理部３１Ｄは、画素アレイ部３１Ｃの各光電変換素子から出力された信号を順に読出し処理する。処理部３１Ｄは、画素アレイ部３１Ｃへの書き込みや読出しおよび発光部３１Ａの点灯タイミングの基準となるクロック回路、光電変換素子の行・列の選択回路、Ａ／Ｄ変換回路や、画像処理プロセッサ、ビデオエンコーダ、記憶領域、ＣＰＵなどからなり、画素アレイ部３１Ｃから出力される信号に対して処理を行い、動画や静止画のファイル形式への変換処理を行う。
【００５５】
本実施形態の処理部３１Ｄは、画素アレイ部３１Ｃを構成する全光電変換素子の領域（以下、単に画素アレイの全領域という）を、電気的に複数の領域に分割している。処理部３１Ｄは、画素アレイの全領域のうち点検が必要な点検要領域からの入力信号強度（輝度）に基づいて、画素アレイの全領域の画像信号レベルを調整する処理を行う。この点を、以下に詳しく説明する。
【００５６】
図８（Ａ）は、第１撮像装置３１の処理部３１Ｄにより処理される画素アレイの全領域の分割例を示した。
【００５７】
第１撮像装置３１が、例えば図２（Ｂ）に示すような画像を捕えた場合、処理部３１Ｄは、破線で示すように水平方向に延びる２本の第１分割線Ｌ１、Ｌ２により、画素アレイの全領域を鉛直方向に上領域Ｕ１，中領域Ｍ１、下領域Ｓ１の３分割にする。勿論、２分割、４分割など分割数は限定されない。
【００５８】
例えば図２（Ｂ）に示すような画像の場合、点検を行いたい点検要領域は、空や太陽以外の上領域Ｕ１から中領域Ｍ１にかけての領域である。
【００５９】
この際、上領域Ｕ１にのみ着目し、上領域Ｕ１内の入力信号強度（輝度）の最小値、最大値に基づいて、画素アレイの全領域の画像信号レベル（輝度）の最小値、最大値を決定することが本実施形態の特長である。
【００６０】
上記の処理を行うことにより、下領域Ｓ１は画素アレイ輝度の最大値を超えることになり、撮像される空や太陽は真っ白となる所謂白とびした画像になる。しかし下領域Ｓ１は点検対象物ではないため点検には無関係な箇所であり問題にはならない。一方、点検を行いたい上領域Ｕ１と中領域Ｍ１は、例えば２つの領域内の最も明るい部分が最大輝度になるように調整できるため、背景とひび割れＨのような暗部とのコントラストが明瞭になり、ひび割れＨやジャンカなどの検出が容易になる。
【００６１】
図８（Ｂ）は、第２撮像装置３２の処理部３２Ｄにより処理される画素アレイの全領域の分割例を示した。
【００６２】
第２撮像装置３２は、図１に示す主桁Ｋ２１の範囲を点検（撮像）している場合、画素アレイの全領域（又は撮像領域全体）に点検対象物が写りこむことになる。しかし、主桁Ｋ２１より外側の張出部Ｋ２２ａを点検する際には、点検対象物以外が写り込む可能性が生じる。
【００６３】
そこで処理部３２Ｄは、破線で示すように第１分割線Ｌ１、Ｌ２と平行な水平方向に延びる１本の第２分割線Ｌ３により、画素アレイの全領域を鉛直方向に上領域Ｕ２と下領域Ｓ２の２分割にする。勿論、３分割以上であってよい。
【００６４】
図８（Ｂ）に示すような画像の場合、点検を行いたい点検要領域は、空や太陽以外の上領域Ｕ２の部分となる。
【００６５】
飛行型点検装置１は第１撮像装置３１で点検対象物の点検面をとらえるために、点検面と正対した状態で左右方向に移動する。その際、第２撮像装置３２の第１撮像装置３１が撮像した点検対象物に近い領域（図示例では上領域Ｕ２）には、第１撮像装置３１の撮像領域の上領域Ｕ１と同じ箇所もしくはその近傍が写ることになる。図示例では主桁Ｋ２１の一部である。即ち、上領域Ｕ２には常に点検対象物が写っていることになる。
【００６６】
一方、第１撮像装置３１から離れた領域である下領域Ｓ２では空や太陽などが写り込む可能性が生じる。
【００６７】
上記の点から第２撮像装置３２の処理部３２Ｄは、上領域Ｕ２にのみ着目し、上領域Ｕ２内の入力信号強度（輝度）の最小値、最大値に基づいて、画素アレイの全領域の画像信号レベル（（輝度）の最小値、最大値を決定する。そのため、背景とひび割れＨのような暗部とのコントラストが明瞭になり、ひび割れやジャンカなどの検出が容易になる。
【００６８】
上記してきたように本実施形態の飛行型点検装置１は、撮像領域内に極端に明るい部分が映り込む場面においても、点検に適した画像となるようにコントラスト調整して、確実に点検対象物を点検することが可能となる。
【００６９】
＜処理＞
次に、図９を参照しながら第１の実施形態に係る飛行型点検装置１を構成する撮像装置３０の制御流れを説明する。図９は、第１の実施形態に係る飛行型点検装置を構成する撮像装置の処理流れを説明するフローチャートである。なお本実施形態の撮像装置３０は、第１撮像装置３１と第２撮像装置３２を有し、同様の制御流れが実行されるため、図９では、説明の関係上、第１撮像装置３１の制御のみを説明する。
【００７０】
なお、前提として、第１撮像装置３１の処理部３１Ｄにおいて、画素アレイ上の常に点検対象物（橋梁Ｋ）が写るであろう上領域Ｕ１が点検要領域として設定されている。同様に第２撮像装置３２の処理部３２Ｄにおいて、画素アレイ上の常に点検対象物（橋梁Ｋ）が写るであろう上領域Ｕ２が点検要領域として設定されている。しかし、点検要領域は、適宜変更設定が可能である。
【００７１】
飛行型点検装置１が飛行し、撮像装置３０により橋梁Ｋの撮像が開始されると、ステップ（以下、単にＳＴという）１で、画素アレイ部３１Ｃには、露光量に従った電荷が蓄積される。
【００７２】
次に処理部３１Ｄは、ＳＴ２で所定の露光時間が経過したかを判別する。
ＳＴ２で所定の露光時間が経過していない場合（Ｎ）、所定の露光時間が経過するまで待機する。ＳＴ２で所定の露光時間が経過した場合（Ｙ）、処理部３１Ｄは、画素アレイ部３１Ｃの各光電変換素子（画素）から順に蓄積された電荷量を反映した値を画素値として読み出す（ＳＴ３）。その際、画素値は決められた順番で前記したクロック回路において生成される一定の時間間隔の信号に従って読み出される。また、画素値とは、入力信号強度（輝度情報）を含んでいる。
【００７３】
次に、処理部３１Ｄは、ＳＴ４で、読み出した画素値を各光電変換素子に共通な補正値を用いて補正する。
【００７４】
次に、ＳＴ５で処理部３１Ｄは、補正した画素値（以下、輝度補正値とも云う）が、点検要領域に設定された領域のものであるかの判定を行う。これは、例えば最初の画素が読み出されてからのクロック数に基づいて判定が行われる。
【００７５】
ＳＴ５で、補正した画素値が点検要領域のものではない場合（Ｎ）、ＳＴ８へ進み、補正された画素値を記憶部１７又は処理部３１Ｄ内の記憶領域に記録する。
【００７６】
ＳＴ５で、補正した画素値が点検要領域のものである場合（Ｙ）、点検要領域内にある光電変換素子の画素値すべてを利用して、点検要領域が最適なコントラスト（輝度）にあるかどうかを判断する（ＳＴ６）。方法として、例えば輝度値の最小値と最大値を記憶しておき、画像として表示する際に適切な値の範囲内にあるか、具体的には８ビットグレイスケールでの表示を例に取れば輝度値が０から２５５の範囲に満遍なくあるかを判定する。処理部３１Ｄは、判定結果に関わらず送られてきた画素値を、ＳＴ８で記憶部１７又は処理部３１Ｄ内の記憶領域に記録する。
【００７７】
ＳＴ６で補正値（補正した画素値）が適正でない場合（Ｎ）、ＳＴ７へ進み、補正値の修正を行う。修正された補正値は、次の画像取得時の輝度補正値の算出に用いられる。また、ＳＴ８により一旦記録された画素値全てに対して、修正された補正値を用いて再計算を行い補正し直しても良い。
【００７８】
ＳＴ６で補正値（補正した画素値）が適正である場合（Ｙ）、ＳＴ８へ進む。ＳＴ８で処理部３１Ｄは、算出した輝度補正値や調整後の画像情報などをエンコード処理などを行った上で、記憶部１７などに記録する。
【００７９】
そして、処理部３１Ｄは、ＳＴ９で飛行型点検装置１による撮影が終了された場合（Ｙ）には、処理ステップを終了させる。ＳＴ９で、飛行型点検装置１による撮影が終了されていない場合には、ＳＴ１に戻り上記した各ステップが実行される。
【００８０】
上記した一連の処理は、更に具体的にいうと、点検要領域内の画素値（入力信号強度）の最小値、最大値に基づいて適切な輝度補正値を算出し、当該輝度補正値を画素アレイの全領域の画像信号レベル（輝度）に適用することで、画素アレイの全領域の最小値、最大値を決定している。すると例えば、図２（Ｂ）に示した画像を、図８（Ａ）に示した画像（輝度）へ調整できて、ひび割れＨのような暗部が明瞭になり、ひび割れやジャンカなどの検出が容易となる。
【００８１】
［第２の実施形態］
次に、図１０を参照しながら第２の実施形態に係る飛行型点検装置を説明する。図１０は、第２の実施形態に係る飛行型点検装置を構成する撮像装置３０'を示す概略図である。なお、本実施形態の撮像装置３０'は、第１撮像装置３１'と第２撮像装置３２'を有するが、図１０では、説明の関係上、第２撮像装置３２'を示した。第１撮像装置３１'は、第２撮像装置３２'と同様の構成を有しているため、説明は省略する。
【００８２】
また本実施形態の飛行型点検装置は、撮像装置３０'以外は、第１の実施形態と同じであるため、共通する事項の説明は省略する。また撮像装置３０'の機能構成も図７と同じである。
【００８３】
本実施形態の撮像装置３０'を構成する第２撮像装置３２'は、ジンバル機構６を介してフレーム１１のウエブ部１１ａに固定されている点が相違する。
【００８４】
ジンバル機構６は、図面上の紙面に平行な回転移動Ｐ１を行う第１回転体６１と、紙面に水平な方向を軸とする回転移動Ｐ２を行う第２回転体６２を有している。第１回転体６１と第２回転体６２とは端部同士が、互いに直交する配置となるように連結されている。第１回転体６１は、フレーム１１と回転可能に連結され、第２回転体６２は第２撮像装置３２'と回転可能に連結されている。
【００８５】
したがって、第２撮像装置３２'は、第１回転体６１と第２回転体６２とにより任意の方向に向きを変えることができる。
【００８６】
なお、第１撮像装置３１'も、同様の構成でフレーム１１のウエブ部１１ａに固定されてよい。
【００８７】
本実施形態の撮像装置３０'は、飛行体１０に搭載されたセンサ部１６から飛行体１の傾斜情報を取得することで、飛行体１０の姿勢が傾斜していても第１撮像装置３１'と第２撮像装置３２'の姿勢を水平に保つことができ、点検に適した安定した画像を撮像することができる。
【００８８】
図示例では、１つの撮像装置に対して１台のジンバル機構６により固定する構成を説明したが、この限りではなく２台の撮像装置（第１撮像装置３１'と第２撮像装置３２'）を１台のジンバル機構により固定する構成で実施してもよい。
【００８９】
［第３の実施形態］
次に、図１１を参照しながら第３の実施形態に係る飛行型点検装置を説明する。図１１は、第３の実施形態に係る飛行型点検装置１'を示す概略図である。具体的には、（Ａ）は飛行型点検装置１'平面図、（Ｂ）は（Ａ）の左側面図、（Ｃ）は（Ａ）の正面図である。
【００９０】
本実施形態の飛行型点検装置１'は、回転翼１３が外部障害物と接触することを防止する保護部材７が設置されている点のみが他の実施形態と相違する。
【００９１】
保護部材７は、平面視が扇形状を有する本体部７１と、本体部７１の半円弧形状の外周縁から下垂する側面部７２と、本体部７１の一部を成しフランジ部１１ｂの端部位置に固定される固定部７１ａを有している。
【００９２】
したがって、回転翼１３は、保護部材７の本体部７１により上部が保護され、側面部７２により外周側面が保護される。上記構成により飛行型点検装置１'が周囲の障害物に接触する際、まず接触するのは保護部材７であるため、回転翼１３の損傷を防止して、飛行型点検装置１'の落下を回避できる。
【００９３】
［第４の実施形態］
次に、図１２を参照しながら第４の実施形態に係る飛行型点検装置１００を説明する。図１２は、第４の実施形態に係る飛行型点検装置１００を示す概略図である。
【００９４】
本実施形態の飛行型点検装置１００'は、飛行体１０の外周部が保護構造体８により囲まれている点が他の実施形態と相違する。
【００９５】
図示例の保護構造体８は、例えば三角形状の複数の枠体８１を略球体状に組み立てた構成とされている。勿論、本実施形態の保護構造体８は、球体の他に正多面体、ジオデシックドーム、フラーレンなどの形状を有していてよい。
【００９６】
また、本実施形態の飛行型点検装置１００は、飛行体１０の脚部１４を省略している点が他の実施形態と相違する。飛行体１０と保護構造体８とは、複数軸で受動回転可能なジンバル機構９を介して連結されて、互いに独立して自由に回転可能な構成とされている。
【００９７】
上記構成により飛行型点検装置１００が周囲の障害物に接触する際、まず接触するのは保護構造体８であるため、回転翼１３及び飛行体１０が損傷することを防止して、飛行型点検装置１００の落下を回避できる。
【００９８】
また、保護構造体８が通過可能な物理的隙間があれば、多少接触しながらでも飛行型点検装置１００を侵入させて、点検に必要な画像を撮像することが可能である。また、保護構造体８の外殻形状が略球形状であることから点検対象物に対して接しながら移動させることにより、撮像装置との距離をほぼ一定に保つことができる。これによりほぼ一定の撮像条件となり点検に適した画像を得ることができる。
【００９９】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【０１００】
１、１'、１００  飛行型点検装置
６          ジンバル機構
７          保護部材
８          保護構造体
１０        飛行体
１１        フレーム
１２        駆動装置
１３        回転翼
１４        脚部
１６        センサ部
３０        撮像装置
３１        第１撮像装置
３１Ｃ      画素アレイ部
３１Ｄ      処理部
３２        第２撮像装置
３２Ｄ      処理部
Ｋ          橋梁
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０１】
【特許文献１】特開２０１４−２２７１６６号公報
【図１】
2018046348.tif 000003
【図２】
2018046348.tif 000004
【図３】
2018046348.tif 000005
【図４】
2018046348.tif 000006
【図５】
2018046348.tif 000007
【図６】
2018046348.tif 000008
【図７】
2018046348.tif 000009
【図８】
2018046348.tif 000010
【図９】
2018046348.tif 000011
【図１０】
2018046348.tif 000012
【図１１】
2018046348.tif 000013
【図１２】
2018046348.tif 000014