(57)【要約】【課題】管内走行装置が配管内を走行する際に、管内走行装置が撮像部の光軸周りに回転しても、管内走行装置に対する配管内の撮像画像の方向を認識し易くする。【解決手段】管内検査システム１は、配管内を撮像する撮像部１２と、撮像部１２の光軸周りの回転角を計測する姿勢検出部２１ａ，２２と、配管内を進行可能な管内走行装置１０とを含み、撮像部１２から取得した撮像画像を当該撮像部１２の光軸と垂直な画像に形成するために設定された基準軸ｙを記憶する記憶部１２ｂと、基準軸ｙと管内走行装置１０の走行時における姿勢検出部２１ａ，２２で検出した撮像部１２の光軸周りの回転角との差分から、管内走行装置１０の光軸周りの姿勢変化量θｒを演算する姿勢変化演算部２１ｃと、姿勢変化量θｒに基づいて、基準軸ｙに対する撮像画像の表示方向が一定となるように当該撮像画像の表示方向を決定する表示方向決定部３０ｃ１とを備える。【選択図】図２
2019140514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管内を撮像する撮像部と、前記撮像部の光軸周りの回転角を計測する姿勢検出部と、を搭載し、前記配管内を管路に沿って進行可能な管内走行装置を含む管内検査システムにおいて、
前記撮像部から取得した撮像画像を当該撮像部の光軸と垂直な画像に形成するために設定された基準軸であって、前記管内走行装置に投影された前記基準軸を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記基準軸と前記管内走行装置の走行時における前記姿勢検出部で検出した前記撮像部の光軸周りの回転角との差分から、当該基準軸に対する前記管内走行装置の光軸周りの姿勢変化量を演算する姿勢変化演算部と、
前記姿勢変化演算部の出力に基づいて、前記基準軸に対する前記撮像画像の表示方向が一定となるように当該撮像画像の表示方向を決定する表示方向決定部と、
を備えたことを特徴とする管内検査システム。
【請求項２】
前記管内検査システムは、前記管内走行装置と、配管外に有し前記撮像画像を表示する表示部と、を含み、
前記記憶部、前記姿勢変化演算部、及び前記表示方向決定部は、前記管内走行装置又は前記表示部の何れか一方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の管内検査システム。
【請求項３】
前記表示方向決定部は、前記管内走行装置が移動した際の前記姿勢変化演算部で検出した前記姿勢変化量に基づいて、前記基準軸に対して前記撮像画像の該姿勢変化量を０[deg]とする方向に回転補正することを特徴とする請求項１に記載の管内検査システム。
【請求項４】
前記表示部には、前記基準軸に対して前記姿勢変化量を０[deg] とした前記撮像画像が表示されることを特徴とする請求項２に記載の管内検査システム。
【請求項５】
前記管内走行装置は上下の線対称な位置に一対の駆動輪を有し、
前記基準軸に対して前記管内走行装置が走行中に所定角度回転した際の前記基準軸を装置軸と定義した際に、前記装置軸は、前記両駆動輪を支持する支持軸を結ぶ線と一致していることを特徴とする請求項４に記載の管内検査システム。
【請求項６】
前記管内走行装置の進行方向を指示する指示部を有し、
前記指示部から出力された指示方向に対して前記基準軸と前記装置軸とが一致しない場合に、前記管内走行装置が走行中に回転した角度を補正した指示角度をモータ駆動部に出力する方向変換部を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の管内検査システム。
【請求項７】
前記方向変換部は、入力された前記指示角度に前記姿勢変化演算部で演算した前記姿勢変化量を加算した値を目標姿勢変化量として設定し、前記姿勢変化量が該目標姿勢変化量となる動作信号を前記モータ駆動部に出力することを特徴とする請求項６に記載の管内検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭載されている撮像部で配管内の進行方向を撮像しながら走行する管内走行装置を備える管内検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、中空の管状部材（以下、「配管」と称する）の敷設状態を調査したり、当該配管の内部状態を観察し検査するための装置として、配管内部を撮像しながら走行する管内走行装置についての提案が種々なされている。
【０００３】
例えば、土中等に埋設されている水道管やガス管等の配管は、埋設された時期から相当の長時間が経過しているものが存在しているため、経年変化等による不具合等が懸念されており、その内部状態を観察し検査したいという要望がある。
【０００４】
又、これらの水道管やガス管等の配管は、埋設工事の際の資料等が散逸したり、若しくは紛失しているような場合もあるため、その埋設経路等が不明なものも存在する。
【０００５】
従って、これらの配管を対象とするメンテナンス工事を行うに際しては、その埋設場所を特定する必要があり、そのために、これら配管の現状における敷設状態を調査したいという要望もある。
【０００６】
更に、これらの配管は、内部直径が小さいものが多い上に、長い距離に亘って曲折を持って形成されているのが普通である。従って、当該配管の内部を状況に応じて自在に走行し得るように、外部制御装置からの駆動制御を受けたり、若しくは自身に内蔵される制御部によって自律的に走行することができるように構成した形態の、いわゆる自走式の管内走行装置についての提案がなされている。
【０００７】
従来の自走式の管内走行装置においては、配管の内壁面に対する自己の距離情報や姿勢情報と、自己の位置情報（例えば緯度経度情報）等に基づいて走行制御を行う技術が周知である。
【０００８】
例えば、管内走行装置が配管内部を走行する際には、配管の曲折部や分岐部において内壁面に衝突することなく、曲折部や分岐部に沿って所望の方向に向けてスムーズに走行させる制御が必要である。そのために、従来の管内走行装置は、配管内部の曲折部や分岐部を判別して走行経路を設定すると同時に、走行中の自己の姿勢制御を行うといった制御が行われる。
【０００９】
ところで、管内走行装置には進行方向を撮像する撮像部が搭載されており、この撮像部は管内走行装置に固定されているため、図１０（ａ）に示すように、表示部（モニタ）１０１に表示される配管内の撮像画像（以下、「管内画像」と称する）は、重力方向に対して管内走行装置１０の上下方向に設定した装置軸を一致させれば、管内画像と配管内の重力方向とは一致する。しかし、同図（ｂ）に示すように、例えば、管内走行装置１０を撮像部の光軸周りに１８０[deg]回転させると、モニタに表示される管内画像は、重力方向が上方となる逆さまな管内画像が表示される。
【００１０】
その結果、例えば、図１０（ａ）に示すように、配管内の画面左下に検出されたキズｓが、管内走行装置１０の光軸周り方向の回転により、同図（ｂ）では表示部１０１の右上に表示されてしまい、観察者が位置を把握することが困難になってしまう不都合がある。
【００１１】
この対策として、例えば特許文献１（特開２００６−１２９３９１号公報）では、デジタルカメラ等の撮像装置において、加速度センサを用いて撮像装置の重力方向に対するローリング傾きを算出し、このローリング傾きを相殺する方向に管内画像を傾けることで、画像を水平状態に補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−１２９３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、水道管やガス管等の配管は水平方向に延在するだけではなく、上方や下方に屈曲されて延在されている場合も多い。その結果、管内走行装置が配管内の上方や下方の延在方向に沿って進行した際に、管内走行装置がロール方向に回転した場合、加速度センサが機能せず、管内画像を修正することができ無くなる。その結果、走行装置の回転に伴いモニタに表示された管内画像が回転してしまい、管内画像を容易に認識することが困難となる不都合がある。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑み、管内走行装置が配管内を走行する際、この管内走行装置が撮像部の光軸周りに回転しても、予め決定した方向と配管の撮像画像の表示方向とを常に一定の方向とするようにして、管内走行装置に対する配管内の撮像画像の方向を認識し易くした管内走行システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、配管内を撮像する撮像部と、前記撮像部の光軸周りの回転角を計測する姿勢検出部と、を搭載し、前記配管内を管路に沿って進行可能な管内走行装置を含む管内検査システムにおいて、前記撮像部から取得した撮像画像を当該撮像部の光軸と垂直な画像に形成するために設定された基準軸であって、前記管内走行装置に投影された前記基準軸を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている前記基準軸と前記管内走行装置の走行時における前記姿勢検出部で検出した前記撮像部の光軸周りの回転角との差分から、当該基準軸に対する前記管内走行装置の光軸周りの姿勢変化量を演算する姿勢変化演算部と、前記姿勢変化演算部の出力に基づいて、前記基準軸に対する前記撮像画像の表示方向が一定となるように当該撮像画像の表示方向を決定する表示方向決定部と、を備えている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、管内走行装置が配管内を走行するに際し、この管内走行装置が撮像部の光軸周りに回転しても、管内走行装置に対して配管内の撮像画像を常に一定の方向を基準として表示するので、管内走行装置に対する撮像画像の方向を容易に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】管内走行装置を含む管内検査システムの概略構成図
【図２】管内検査システムの制御系を示すブロック図
【図３】管内走行装置の斜視図
【図４】駆動輪を進行方向に対して９０[deg]転舵した状態の管内走行装置の斜視図
【図５】管内走行装置の側面図
【図６】管内走行装置の正面図
【図７】配管内を走行する管内走行装置の走行状態を示す説明図
【図８】（ａ）は配管内に初期設定した基準軸と管内走行装置に設定した装置軸とを一致させた状態を示す概略図、（ｂ）は表示部に表示された配管内の撮像画像と管内走行装置との位置関係を示す概略図
【図９】（ａ）は基準軸に対して管内走行装置の装置軸を所定角度回転させた状態を示す概略図、（ｂ）は管内走行装置の装置軸を表示部の上方向に設定した状態で表示される配管内の撮像画像の説明図、（ｃ）は初期設定した基準軸を表示部の上方向に設定した状態で表示される撮像画像の説明図
【図１０】従来例を示し、（ａ）は重力方向に管内走行装置の上下方向を一致させた状態で表示される配管内の撮像画像の説明図、（ｂ）は管内走行装置を１８０[deg]回転させた際に表示される配管内の撮像画像の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。以下の説明に用いる各図面は模式的に示すものであり、各構成要素を図面上で認識できる程度の大きさで示すために、各部材の寸法関係や縮尺等を構成要素毎に異ならせて示している場合がある。従って、本発明は、各図面に記載された各構成要素の数量や各構成要素の形状や各構成要素の大きさの比率や各構成要素の相対的な位置関係等に関して、図示の形態のみに限定されるものではない。
【００１９】
図１の符号１は管内検査システムであり、水道管やガス管等の比較的小径の配管１００の内部の状態を観察し検査し、或いは、配管１００自体の敷設状態等を調査するものである。この管内検査システム１は、配管１００内を管路に沿って進行可能な管内走行装置１０とケーブル操作装置２０と管外制御装置３０とを備えている。
【００２０】
管内走行装置１０は、略直方体をなす外観の装置本体（以下、「走行装置本体」と称する）１０ａを有し、この走行装置本体１０ａの矢印Ｆで示す進行方向に設けた前部の中央に、進行方向の前方を撮像する撮像部１２が配設されて、その周囲に、前方を照明する照明部１３が複数配設されている。更に、走行装置本体１０ａの上部と下部との前部の線対称な位置に一対の駆動輪（上部駆動輪１４ａと下部駆動輪１４ｂ）が設けられ、後部に上部後輪１４ｃと下部後輪１４ｄとが設けられている。
【００２１】
又、走行装置本体１０ａの後部に、ケーブル操作装置２０から繰り出される、信号ケーブルや電源ケーブル等を束ねて形成されたケーブル５０が、ケーブルガイドユニット４０に保持された状態で接続されている。このケーブルガイドユニット４０は、走行装置本体１０ａの後部に、図１の矢印Ｒで示すように、走行装置本体１０ａの上下方向に対し揺動自在に支持されており、このケーブルガイドユニット４０の揺動により、走行装置本体１０ａが配管１００の内部を走行する際に、ケーブル５０を走行装置本体１０ａに追従してスムーズに繰り出すことができる。
【００２２】
このケーブル操作装置２０は、ケーブル５０が巻かれているケーブルドラム２０ａを有し、このケーブルドラム２０ａが図示しない駆動モータに連設されている。このケーブルドラム２０ａに巻かれているケーブル５０は、図示しない駆動モータの動作により、管内走行装置１０の進行に合わせて繰り出したり、巻き取動作させる。その際、ケーブル操作装置２０の前部に設けたケーブルガイド部２０ｂにて延出方向がガイドされる。尚、このケーブル操作装置２０は周知であるため詳細な説明は省略する。
【００２３】
図３〜５を参照して、管内走行装置１０をより詳細に説明する。管内走行装置１０の走行装置本体１０ａは、前後方向へ水平に延在するメインフレーム１０ｂを有している。更に、このメインフレーム１０ｂを挟む上下方向に、上部リンクベース１０ｃと下部リンクベース１０ｄが対向配設されており、この各リンクベース１０ｃ，１０ｄとメインフレーム１０ｂとが、リンク機構１０ｅを介して連設されている。尚、このメインフレーム１０ｂに、後述する姿勢検出センサ２２が搭載されている。
【００２４】
又、このメインフレーム１０ｂの前端に観察基板部１１が配設されている。この観察基板部１１に上述した撮像部１２と、その周囲に配設された複数の照明部１３とが実装されていると共に、測距センサ１５等の各種センサ類が配設されている。
【００２５】
一方、上下に配設されたリンクベース１０ｃ，１０ｄの前部に上部駆動輪１４ａと下部駆動輪１４ｂとが設けられ、後部に上部後輪１４ｃと下部後輪１４ｄとが設けられている。両駆動輪１４ａ，１４ｂは、上部ステアリング部１６ａと下部ステアリング部１６ｂとに支持されており、この各ステアリング部１６ａ，１６ｂが各リンクベース１０ｃ，１０ｄに転舵自在に支持されている。更に、両ステアリング部１６ａ，１６ｂを支持する支持軸は共通の線上に設定されており、この支持軸を結ぶ線上に装置軸ｙ’が設定されている。又、この装置軸ｙ’は、走行装置本体１０ａが直進する際の進行方向に直交する垂直方向（本実施形態では上方）に設定されている。
【００２６】
又、各後輪１４ｃ，１４ｄは上部ホイールホルダ１７ａと下部ホイールホルダ１７ｂとに回動自在に支持されており、この各ホイールホルダ１７ａ，１７ｂが各リンクベース１０ｃ，１０ｄに、後輪１４ｃ，１４ｄを進行方向に指向させた状態で固定されている。
【００２７】
又、各ステアリング部１６ａ、１６ｂに、各駆動輪１４ａ，１４ｂを駆動させる上部第１アクチュエータ１８ａと下部第１アクチュエータ１８ｂとが固設されている。更に、各リンクベース１０ｃ，１０ｄには各ステアリング部１６ａ，１６ｂを操舵する上部第２アクチュエータ１９ａと下部第２アクチュエータ１９ｂがそれぞれ固設されている。直進路において、各第１アクチュエータ１８ａ，１８ｂは、各駆動輪１４ａ，１４ｂを対称な方向へ回転させることで（図３参照）、管内走行装置１０を、配管１００の内壁面１００ａを伝って進退動作させる（図７[A]参照）。又、第２アクチュエータ１９ａ，１９ｂは、各ステアリング部１６ａ，１６ｂを、走行装置本体１０ａの前後方向を中心として左右へ、それぞれ９０[deg]転舵させることができる（図３、図４参照）。
【００２８】
又、図２に示すように、この走行装置本体１０ａと管外制御装置３０とに通信部５１ａ，５１ｂが設けられており、この両通信部５１ａ，５１ｂがケーブル５０の信号ケーブルを介して相互通信自在に接続されている。
【００２９】
又、管外制御装置３０には指示部（コントローラ）３０ａ、表示部（モニタ）３０ｂが設けられており、この表示部３０ｂに画像処理部３０ｃが接続されている。画像処理部３０ｃは、走行装置本体１０ａに搭載されている撮像部１２で撮像した配管１００内の進行方向前方の撮像画像（管内画像）を画像処理して、表示部３０ｂに表示させるものである。又、この画像処理部３０ｃには、後述する基準軸ｙに対する管内画像の表示方向が常に一定となるように、この管内画像の表示方向を決定する表示方向決定部３０ｃ１が設けられている。
【００３０】
操作者は表示部３０ｂに表示される配管１００内の画像を認識しながら、指示部３０ａを操作し、管内走行装置１０を配管１００内に沿って進退動作させて、配管１００内部の検査を行う。この指示部３０ａは、キーボード、及び、マウス等のポインティングデバイスであり、ジョイステックが併設されていても良い。
【００３１】
走行装置本体１０ａには、指示部３０ａから指令信号に従い管内走行装置１０の走行を制御する走行制御部２１が設けられている。この走行制御部２１は、マイクロコンピュータ及びその周辺機器を主体に構成されており、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び不揮発メモリを備えている。ＲＯＭにはＣＰＵで実行するプログラム、及び固定データが記憶されている。
【００３２】
この走行制御部２１には、管内走行装置１０の走行を制御し、実行する機能として、姿勢判定部２１ａ、基準軸記憶部（バッファ）２１ｂ、姿勢変化演算部２１ｃ、方向変換部２１ｄ、及び、モータ駆動部２１ｅを備えている。
【００３３】
姿勢判定部２１ａは、姿勢検出センサ２２で検出した信号に基づき、現在の管内走行装置１０の姿勢、すなわち、走行装置本体１０ａの撮像部１２の光軸ｘ（図３、図４参照）周り（以下、「ロール方向」と称する）の姿勢変化量（回転角）を検出する。尚、本実施形態では、姿勢検出センサ２２としてジャイロセンサを採用しており、進行方向に向かって時計回りの回転をプラス（＋）としている。従って、この姿勢検出センサ２２と姿勢判定部２１ａとで、本発明の姿勢検出部が構成されている。
【００３４】
但し、姿勢検出センサ２２は、ジャイロセンサ以外であっても良い。例えば、上部駆動輪１４ａ又は下部駆動輪１４ｂの回転数を検出する回転数センサと、上部ステアリング部１６ａ又は下部ステアリング部１６ｂの転舵角を検出する舵角センサとの組み合わせから回転角を算出することも可能である。すなわち、姿勢判定部２１ａは、回転数センサで検出した上部駆動輪１４ａ又は下部駆動輪１４ｂの回転数と、舵角センサで検出した上部ステアリング部１６ａ又は下部ステアリング部１６ｂの転舵角と、管内走行装置１０の転舵後の経過時間とに基づいて、ロール方向の回転角を求める。
【００３５】
基準軸記憶部２１ｂは、配管１００内の検査を開始するに際し、管内走行装置１０を管内にセットした際の装置軸ｙ’の方向を０[deg]とし、このデータを基準軸ｙとして記憶する。すなわち、この基準軸ｙは、撮像部１２から取得した管内画像を当該撮像部１２の光軸Ｘと垂直な画像に形成するために設定されたものであり、管内走行装置１０に投影されて装置軸ｙ’と比較される。尚、後述する画像処理部３０ｃでは、この基準軸ｙを表示部３０ｂの垂直な上方に設定される（図８参照）。従って、管内走行装置１０が走行中に所定角度回転した際の基準軸ｙを装置軸ｙ’と定義した場合、この装置軸ｙ’は、ステアリング部１６ａ，１６ｂを支持する支持軸を結ぶ線と一致する。
【００３６】
姿勢変化演算部２１ｃは、姿勢判定部２１ａで検出した管内走行装置１０のロール方向の回転角に基づき、基準軸ｙを基準（０[deg]）として、管内走行装置１０が移動することで生じる装置軸ｙ’の姿勢変化量（回転角）θｒ[deg]を検出する（図９(a)参照）。
【００３７】
方向変換部２１ｄは、管外制御装置３０に設けた指示部３０ａからの指示信号に基づき、各第１アクチュエータ１８ａ，１８ｂ、及び各第２アクチュエータ１９ａ，１９ｂを動作させる動作信号をモータ駆動部２１ｅへ出力する。尚、方向変換部２１ｄで生成する動作信号については、後で詳細に説明する。
【００３８】
モータ駆動部２１ｅは、方向変換部２１ｄからの動作信号に応じた駆動信号を各第１アクチュエータ１８ａ，１８ｂ、及び各第２アクチュエータ１９ａ，１９ｂに出力し、この各アクチュエータ１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂを介して各駆動輪１４ａ，１４ｂ、及び各ステアリング部１６ａ，１６ｂを駆動させる。
【００３９】
すなわち、配管１００内の管路が直進であり、この配管１００内に沿って直進させたい場合は、図７［Ａ］に示すように、各ステアリング部１６ａ，１６ｂを進行方向に固定すると共に、上部駆動輪１４ａを図の反時計回りに回転させ、又、下部駆動輪１４ｂを図の時計回りに回転させる。すると、管内走行装置１０は配管１００の管路の軸方向に沿って直進される。
【００４０】
一方、配管１００の前方に、例えば、走行装置本体１０ａの装置軸ｙ’方向へ屈曲する屈曲部１００ｂがある場合、図７［Ｂ］に示すように、上部ステアリング部１６ａと下部ステアリング部１６ｂとを、装置軸ｙ’を中心として対称な方向へ所定角度だけ転舵させる。すると、管内走行装置１０は、スパイラル状に回転しながら前進する。
【００４１】
そして、図７［Ｃ］に示すように、管内走行装置１０の各駆動輪１４ａ，１４ｂ、及び各後輪１４ｃ，１４ｄが、屈曲部１００ｂの屈曲方向に対して水平な姿勢に変化した場合、両ステアリング部１６ａ，１６ｂを管内走行装置１０が直進する方向へ戻す。図７に示すように、屈曲部１００ｂが一定の曲率で曲げ形成されている場合、屈曲方向は内側の曲率よりも外側の曲率が小さくなるが、これに直交する側は、管路の中心軸Ｈと同じ曲率である。そのため、管内走行装置１０は走行装置本体１０ａの左右が屈曲部１００ｂの屈曲方向に指向するように回転させる。
【００４２】
その結果、管内走行装置１０は、両ステアリング部１６ａ，１６ｂを屈曲部１００ｂの中心軸Ｈの曲率に沿って転舵させることで、両駆動輪１４ａ，１４ｂに差回転を生じさせることなく、安定した姿勢で屈曲部１００ｂを通過させることができる。尚、図７［Ｄ］に示すように、管内走行装置１０が屈曲部１００ｂを通過した後は、次の屈曲部が検出されるまで、現在の姿勢を維持して進行し、屈曲部が検出された場合、当該屈曲部の屈曲方向に応じて、各ステアリング部１６ａ，１６ｂを操舵制御する。
【００４３】
ところで、図８（ａ）に示すように、管内走行装置１０を配管１００内にセットし、リンク機構１０ｅ（図３、図５参照）を駆動させて、両駆動輪１４ａ，１４ｂ、及び、両後輪１４ｃ，１４ｄを内壁面１００ａに押し当てて、走行させるに際し、管外制御装置３０の表示部３０ｂには、同図（ｂ）に示すように、撮像部１２で撮像した配管１００内前方の撮像画像（管内画像）１００ａ’が表示される。この管内画像１００ａ’は撮像部１２で撮像した画像であるため、図９（ａ）に示すように、管内走行装置１０が配管１００の内部でロール方向に回転すると、同図（ｂに示すように、表示部３０ｂには装置軸ｙ’を上方とする管内画像が表示される。
【００４４】
従って、上述したように、図７［Ｂ］〜［Ｃ］において、管内走行装置１０がスパイラル状に回転すると、図９（ｂ）に示すように、表示部３０ｂに表示される管内画像１００ａ’が相対的に回転する。その結果、図８（ｂ）の表示部３０ｂに表示されている管内画像１００ａ’において左下に表示されているキズｓが、管内走行装置１０の回転に伴い、図の時計回り方向へ回転し、図９（ｂ）では、画面下部に移動される。同様に、配管１００の屈曲部１００ｂの管内画像（屈曲部管内画像）１００ｂ’も同方向へ回転する。
【００４５】
そのため、画像処理部３０ｃに設けられている表示方向決定部３０ｃ１は、画像処理部３０ｃで画像処理した管内画像１００ａ’と、姿勢変化演算部２１ｃで検出した基準軸ｙを基準（０[deg]）とする装置軸ｙ’の姿勢変化量θｒとを読込み、この姿勢変化量θｒを０[deg]とする方向に管内画像１００ａ’を回転補正して表示方向を決定する。この回転補正は、例えば、この姿勢変化量θｒに基づきトリミング処理を行い、姿勢変化量θｒを０[deg]とすることで行う。
【００４６】
その結果、図９（ｃ）に示すように、表示部３０ｂには、基準軸ｙが表示部３０ｂの垂直方向の上部となる管内画像１００ａ’が表示される。
【００４７】
その際、図９（ｃ）に破線で示すように、実際の管内走行装置１０の姿勢を示す管内走行装置画像１０’を表示部３０ｂに表示させるようにしても良い。或いは、管内走行装置画像１０’に代えて、装置軸ｙ’を表示させるようにしても良い。又は、表示部３０ｂに管内走行装置画像１０’或いは装置軸ｙ’を表示させるか否かを、指示部３０ａの操作にて操作者が選択できるようにしても良い。
【００４８】
次に、作業者が行う配管１００内の検査時の管内走行装置１０の操作について説明する。操作者は表示部３０ｂに表示された管内画像１００ａ’を確認し、管外制御装置３０の指示部３０ａに設けられているマウスやジョイステックを操作して、管内走行装置１０が配管１００内の管路の軸方向に沿って進行するように、両ステアリング部１６ａ，１６ｂを操舵する。その際、図９（ｃ）に示すように、表示部３０ｂには、管内走行装置１０がロール方向の何れの位置に姿勢変化していても、基準軸ｙを上方向とする管内画像１００ａ’が表示されるため、操作者は、管内の進行路を容易に把握することができる。
【００４９】
又、操作者は、表示部３０ｂに表示されている管内画像１００ａ’を確認しながら、管内走行装置１０の進行方向をマウスやジョイステックを操作して指示する。すると、指示部３０ａは、基準軸ｙを基準（０[deg]）とする指示角度θｔの指示信号を、通信部５１ａ，５１ｂを介して、走行制御部２１の方向変換部２１ｄに出力する。
【００５０】
方向変換部２１ｄは、入力された指示角度θｔに姿勢変化量θｒを加算した値を、目標姿勢変化量θｒｔとして設定する（θｒｔ＝θｔ＋θｒ）。モータ駆動部２１ｅは、上部第２アクチュエータ１９ａと下部第２アクチュエータ１９ｂとを駆動させて、上部駆動輪１４ａと下部駆動輪１４ｂとを装置軸ｙ’を中心として対称な方向へ操舵し、姿勢変化量θｒが目標姿勢変化量θｒｔになるように姿勢制御する。これにより、操作者は管内走行装置１０を、自己の指示する方向へ進行させることができる。
【００５１】
一方、操作者が、表示部３０ｂに表示されている管内画像１００ａ’に基づき、前方に屈曲部管内画像１００ｂ’（屈曲方向には照明部１３からの照明光が届かないため黒く表示されている）を確認した場合、マウスやジョイステックを操作して、管内走行装置１０の進行方向を指示すると共に、転換スイッチ（例えば、マウスの主ボタン）をＯＮ（例えば、主ボタンをダブルクリックする）等により、屈曲部１００ｂの通過を指示する。
【００５２】
すると、方向変換部２１ｄは、上述した目標姿勢変化量θｒｔを、屈曲部１００ｂを通過する値、すなわち、図７［Ｃ］に示すように、管内走行装置１０が屈曲部１００ｂを横向きの状態で通過させるための目標姿勢変化量θｒｔに変換する。モータ駆動部２１ａによる操舵で、姿勢変化量θｒが目標姿勢変化量θｒｔになるように両ステアリング部１６ａ，１６ｂを操舵する。
【００５３】
そして、操作者が、表示部３０ｂに表示されている屈曲管内画像１００ｂ’を確認し、マウスやジョイステックを操作して管内走行装置１０を屈曲部１００ｂの屈曲方向に指示することで、両ステアリング部１６ａ，１６ｂが操舵され、屈曲部１００ｂをスムーズに通過させることができる。次いで、屈曲部１００ｂを通過した後は、管内走行装置１０をそのままの姿勢で直進走行させる（図７［Ｄ］の状態）。
【００５４】
この状態においても、操作者が確認する表示部３０ｂには基準軸ｙを上方とする管内画像が表示されている。そのため、画面には恰も管路内を直進して撮像しているような撮像画像が表示され、操作者は管内走行装置１０の姿勢がロール方向の何れにあるかを全く気にすることなく、表示されている屈曲部管内画像１００ｂ’を確認しながら、マウスやジョイステックの操作により、管内走行装置１０を屈曲部１００ｂに沿って容易に走行させることができる。
【００５５】
尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、管内走行装置は自動制御により管路の軸方向に沿って自律走行するものであっても良い。この場合であっても、表示部３０ｂには基準軸ｙを上方とする画像が表示されているため、管内走行装置１０が屈曲部を通過するためにロール方向に回転した場合であっても、管内画像は回転しないため、配管内部の状況を容易に把握することができる。
【００５６】
又、表示方向決定部３０ｃ１を含む画像処理部３０ｃは走行装置本体１０ａ側に設けられていても良い。更に、装置軸ｙ’は光軸ｘに交差、或いは直交する方向であれば何れに設定しても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１…管内検査システム、
１０…管内走行装置、
１０’…管内走行装置画像、
１０ａ…走行装置本体、
１０ｂ…メインフレーム、
１０ｃ…上部リンクベース、
１０ｄ…下部リンクベース、
１０ｅ…リンク機構、
１１…観察基板部、
１２…撮像部、
１３…照明部、
１４ａ…上部駆動輪、
１４ｂ…下部駆動輪、
１４ｃ…上部後輪、
１４ｄ…下部後輪、
１５…測距センサ、
１６ａ…上部ステアリング部、
１６ｂ…下部ステアリング部、
１７ａ…上部ホイールホルダ、
１７ｂ…下部ホイールホルダ、
１８ａ…上部第１アクチュエータ、
１８ｂ…下部第１アクチュエータ、
１９ａ…上部第２アクチュエータ、
１９ｂ…下部第２アクチュエータ、
２０…ケーブル操作装置、
２０ａ…ケーブルドラム、
２０ｂ…ケーブルガイド部、
２１…走行制御部、
２１ａ…姿勢判定部、
２１ｂ…基準軸記憶部、
２１ｃ…姿勢変化演算部、
２１ｄ…方向変換部、
２１ｅ…モータ駆動部、
２２…姿勢検出センサ、
３０…管外制御装置、
３０ａ…指示部、
３０ｂ…表示部、
３０ｃ…画像処理部、
４０…ケーブルガイドユニット、
５０…ケーブル、
５１ａ，５１ｂ…通信部、
１００…配管、
１００ａ…内壁面、
１００ａ’…管内画像、
１００ｂ…屈曲部、
１００ｂ’…屈曲部管内画像、
１０１…表示部、
Ｈ…中心軸、
ｘ…光軸、
ｓ…キズ、
ｙ…基準軸、
ｙ’…装置軸、
θｒ…姿勢変化量、
θｔ…指示角度、
θｒｔ…目標姿勢変化量
【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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