(57)【要約】      （修正有）【課題】表示装置が示す管路の部分を、撮影装置により撮影して解析することで、その区間の位置を直接計算及び確認ができる管路位置確認装置及び管路位置確認方法を提供する。【解決手段】管路位置確認装置Ａは、所定の間隔をおいて連結され、管路Ｔ内において位置を表示する複数の位置表示装置ｂ１〜ｂ３と、複数の位置表示装置のうち、最前部又は最後部の位置表示装置に所定の間隔をおいて連結され、複数の位置表示装置ｂ１〜ｂ３により表示される複数の位置表示１５ａ，１５ｂ，１５ｃの実画像データを作成する撮影装置２０とを備えたことを特徴とする。【選択図】図５
2019056592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をおいて連結され、管路内において位置を表示する複数の位置表示装置と、
前記複数の位置表示装置のうち、最前部又は最後部の位置表示装置に所定の間隔をおいて連結され、前記複数の位置表示装置により表示される複数の位置表示の実画像データを作成する撮影装置とを備えた
ことを特徴とする管路位置確認装置。
【請求項２】
前記実画像データに基づいて水平方向及び／又は垂直方向に正射投影変換された正射画像データを作成する第１の解析手段を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の管路位置確認装置。
【請求項３】
前記正射画像データに基づいて、前記撮影装置から最寄りの前記正射画像データまでの方向及び距離の各データと、当該正射画像データ同士間の方向及び距離の各データとを作成する第２の解析手段を備えた
ことを特徴とする請求項２に記載の管路位置確認装置。
【請求項４】
前記撮影装置から最寄りの前記正射画像データまでの方向及び距離の各データと、当該正射画像データ同士間の方向及び距離の各データと、前記撮影装置から最寄りの位置表示装置までの実距離と位置表示装置同士間の実距離とに基づいて、水平方向及び／又は垂直方向の管路位置画像データを作成する第３の解析手段を備えた
ことを特徴とする請求項３に記載の管路位置確認装置。
【請求項５】
前記撮影装置に、管路の軸方向を中心にして当該撮影装置の回転と共に従動回転する慣性計測装置が付随し、
撮影装置が管路の軸方向を中心として回転した場合に生ずる管路位置画像データの誤差を前記慣性計測装置により補正した回転補正管路位置画像データを作成する第４の解析手段を備えた
ことを特徴とする請求項４に記載の管路位置確認装置。
【請求項６】
実測による管路位置の始点及び終点のそれぞれに、前記管路位置画像データ又は回転補正管路位置画像データにおいて対応する始点及び終点のそれぞれを重ね合わせることにより、始点から終点に至る線分を補正した実測補正管路位置画像データを作成する第５の解析手段を備えた
ことを特徴とする請求項５に記載の管路位置確認装置。
【請求項７】
前記位置表示装置が、位置表示装置の一定位置から管路の径方向全周に発光して管内面に光リングを位置表示として生成する光照射装置である
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の管路位置確認装置。
【請求項８】
正射画像データの中心位置又は重心位置を光リングの中心位置又は重心位置とする
ことを特徴とする請求項７に記載の管路位置確認装置。
【請求項９】
所定の間隔をおいて連結され、管路内において位置を表示する複数の位置表示装置により表示された複数の位置表示を、当該位置表示装置に所定の間隔をおいて連結された撮影装置により撮影し、撮影された前記複数の位置表示により管路の位置を確認する
ことを特徴とする管路位置確認方法。
【請求項１０】
所定の間隔をおいて連結された複数の位置表示装置により管路内に表示された複数の位置表示を、当該位置表示装置に所定の間隔をおいて連結され、従動回転する慣性計測装置が付随した撮影装置により撮影して位置表示の実画像データを作成し、
当該実画像データに基づいて水平方向及び／又は垂直方向に正射投影変換された正射画像データを作成し、
当該正射画像データに基づいて前記撮影装置から最寄りの前記正射画像データまでの方向及び距離の各データと、当該正射画像データ同士間の方向及び距離の各データとを作成し、
当該撮影装置から最寄りの前記正射画像データまでの方向及び距離の各データと、当該正射画像データ同士間の方向及び距離の各データと、前記撮影装置から最寄りの位置表示装置までの実距離と位置表示装置同士間の実距離とに基づいて、水平方向及び／又は垂直方向の管路位置画像データを作成し、
撮影装置が管路の軸方向を中心にして回転した場合に生ずる誤差を前記撮影装置と共に従動回転する慣性計測装置により補正した回転補正管路位置画像データを作成し、
実測による管路位置の始点及び終点のそれぞれに、前記管路位置画像データ又は回転補正管路位置画像データにおいて対応する管路位置の始点及び終点のそれぞれを重ね合わせることにより、始点から終点に至る線分を補正した実測補正管路位置画像データにより確認する
ことを特徴とする管路位置確認方法。
【請求項１１】
前記位置表示装置が、位置表示装置の一定位置から管路の径方向全周に発光して管内面に光リングを位置表示として生成する光照射装置であり、
正射画像データの中心位置又は重心位置を光リングの中心位置又は重心位置とする
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の管路位置確認方法。
【請求項１２】
位置表示装置と撮影装置とを管路内で移動させることにより、管路内の位置表示を複数回撮影する
ことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の管路位置確認方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路位置確認装置及び管路位置確認方法に関し、特に地中に埋没している管路や山間部や河川等の目視できないか又は目視が困難な箇所に配設されている管路に対し、その配設されている距離及び方向を含む位置を確認するための管路位置確認装置及び管路位置確認方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地中に通信ケーブルや送電線等の種々の配管が挿通された管路が配設されており、配設当時は地図上に表示された設置計画図面に基づいて綿密に管路が配設されてはいるものの、その後の周囲の環境変化、例えば道路や歩道の幅の変化や存否、建物の構改築や撤去等により配設当時の設置計画図面では管路がどのような位置に配設されているかを確認することが困難になってきているのが現状である。
【０００３】
また、山間部においては、地表に配設された管路は本来目視できるようになっているものであるが、年月の経過に伴って地中に潜ったり、樹木や草花などの植物に隠れてしまって目視できない箇所が多くなっているのが現状である。
【０００４】
そこで、下記特許文献１に示される管路計測装置の提案がなされた。当該管路計測装置は、別個に設けられた電源部と駆動回路部とセンサ部とを、屈曲自在なフレキシブルジョイントによって互いに連結し、センサプローブが管路に沿って進行される際に、前記電源部、前記駆動回路部及び前記センサ部が管路の曲部に沿って個々に案内される構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−３２４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の管路計測装置は、センサ部が、小型ＤＴＧ（二軸自由度ジャイロ）、ＭＥＭＳジャイロ、３軸加速度計から構成されており、センサプローブのピッチ角θ及び方位角ψを検出するための信号を出力して利用するため、角加速度の値を２階積分して角度を求めることになり、ある位置での角加速度の誤差が、それ以降の位置での位置の誤差に上乗せされ、その結果、位置の誤差が指数関数的に増加するので、精度が悪いものであった。
【０００７】
そこで本発明では、表示装置が示す管路の部分を、撮影装置により撮影して解析することで、積分することなく撮影装置から見通せる範囲の管路の曲がりがわかることから、その区間の位置を直接計算及び確認ができる管路位置確認装置及び管路位置確認方法を開発した。
【０００８】
本発明に係る管路位置確認装置及び管路位置確認方法とは、例えば１つのマンホールから他のマンホールまでの間に配設されている管路について、その長さ方向に関する垂直方向及び水平方向の変位を計測して、管路が配設されている距離及び方向を含む位置を確認することを意味する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る第１の管路位置確認装置は、所定の間隔をおいて連結され、管路内において位置を表示する複数の位置表示装置と、前記複数の位置表示装置のうち、最前部又は最後部の位置表示装置に所定の間隔をおいて連結され、前記複数の位置表示装置により表示される複数の位置表示の実画像データを作成する撮影装置とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明に係る第２の管路位置確認装置は、上記第１の管路位置確認装置の構成に加えて、
前記実画像データに基づいて水平方向及び／又は垂直方向に正射投影変換された正射画像データを作成する第１の解析手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明に係る第３の管路位置確認装置は、上記第第２の管路位置確認装置の構成に加えて、前記正射画像データに基づいて、前記撮影装置から最寄りの前記正射画像データまでの方向及び距離の各データと、当該正射画像データ同士間の方向及び距離の各データとを作成する第２の解析手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
さらにまた、本発明に係る第４の管路位置確認装置は、上記第３の管路位置確認装置の構成に加えて、前記撮影装置から最寄りの前記正射画像データまでの方向及び距離の各データと、当該正射画像データ同士間の方向及び距離の各データと、前記撮影装置から最寄りの位置表示装置までの実距離と位置表示装置同士間の実距離とに基づいて、水平方向及び／又は垂直方向の管路位置画像データを作成する第３の解析手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、本発明に係る第５の管路位置確認装置は、上記第４の管路位置確認装置の構成に加えて、前記撮影装置に、管路の軸方向を中心にして当該撮影装置の回転と共に従動回転する慣性計測装置が付随し、撮影装置が管路の軸方向を中心として回転した場合に生ずる管路位置画像データの誤差を前記慣性計測装置により補正した回転補正管路位置画像データを作成する第４の解析手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
さらにまた、本発明に係る第６の管路位置確認装置は、上記第５の管路位置確認装置の構成に加えて、実測による管路位置の始点及び終点のそれぞれに、前記管路位置画像データ又は回転補正管路位置画像データにおいて対応する始点及び終点のそれぞれを重ね合わせることにより、始点から終点に至る線分を補正した実測補正管路位置画像データを作成する第５の解析手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明に係る第７の管路位置確認装置は、上記第１〜第６の管路位置確認装置の構成に加えて、前記位置表示装置が、位置表示装置の一定位置から管路の径方向全周に発光して管内面に光リングを位置表示として生成する光照射装置であることを特徴とするものである。
【００１６】
なお、前記位置表示装置としては、点灯光を位置表示として発する豆球又はＬＥＤライトの発光マーカーを採用してもよく、また、前記位置表示装置が位置表示として反射光を発する反射機能を有する枠体とし、撮影装置が照明機能付である構成としてもよい。
【００１７】
本発明に係る第１の管路位置確認方法は、所定の間隔をおいて連結され、管路内において位置を表示する複数の位置表示装置により表示された複数の位置表示を、当該位置表示装置に所定の間隔をおいて連結された撮影装置により撮影し、撮影された前記複数の位置表示により管路の位置を確認することを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明に係る第２の管路位置確認方法は、所定の間隔をおいて連結された複数の位置表示装置により管路内に表示された複数の位置表示を、当該位置表示装置に所定の間隔をおいて連結され、従動回転する慣性計測装置が付随した撮影装置により撮影して位置表示の実画像データを作成し、当該実画像データに基づいて水平方向及び／又は垂直方向に正射投影変換された正射画像データを作成し、当該正射画像データに基づいて前記撮影装置から最寄りの前記正射画像データまでの方向及び距離の各データと、当該正射画像データ同士間の方向及び距離の各データとを作成し、当該撮影装置から最寄りの前記正射画像データまでの方向及び距離の各データと、当該正射画像データ同士間の方向及び距離の各データと、前記撮影装置から最寄りの位置表示装置までの実距離と位置表示装置同士間の実距離とに基づいて、水平方向及び／又は垂直方向の管路位置画像データを作成し、撮影装置が管路の軸方向を中心にして回転した場合に生ずる誤差を前記撮影装置と共に従動回転する慣性計測装置により補正した回転補正管路位置画像データを作成し、実測による管路位置の始点及び終点のそれぞれに、前記管路位置画像データ又は回転補正管路位置画像データにおいて対応する管路位置の始点及び終点のそれぞれを重ね合わせることにより、始点から終点に至る線分を補正した実測補正管路位置画像データにより確認することを特徴とする管路位置確認方法。
【００１９】
さらに、本発明に係る第３の管路位置確認方法は、上記第１又は第２の管路位置確認方法の構成に加えて、前記位置表示装置が、位置表示装置の一定位置から管路の径方向全周に発光して管内面に光リングを位置表示として生成する光照射装置であり、正射画像データの中心位置又は重心位置を光リングの中心位置又は重心位置とすることを特徴とするものである。
【００２０】
なお、前記位置表示装置としては、点灯光を位置表示として発する豆球又はＬＥＤライトの発光マーカーを採用してもよく、また、前記位置表示装置が位置表示として反射光を発する反射機能を有する枠体とし、撮影装置が照明機能付である構成としてもよい。
【００２１】
さらにまた、本発明に係る第４の管路位置確認方法は、上記第１〜第３の管路位置確認方法の構成に加えて、位置表示装置と撮影装置とを管路内で移動させることにより、管路内の位置表示を複数回撮影することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
上記のように構成したことにより、本発明に係る管路位置確認装置及び管路位置確認方法は、位置表示装置が示す管路の部分を、撮影装置により撮影して解析することで、積分することなく撮影装置から見通せる範囲の管路の曲がりが把握できることから、その区間の位置を直接計算でき、かつ、確認ができるので、精度の高い管路位置が確認できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例に係る位置表示装置を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係る位置表示装置の管内における姿勢を示す概略正面図である。
【図３】本発明の実施例に係る位置表示装置の内部構造の概要を示す概略側面図である。
【図４】本発明の実施例に係る管路位置確認装置を管路内に配置した状態を示す概略斜視図である。
【図５】本発明の実施例に係る管路位置確認装置を管路内に配置した状態の概要を示す概略側面図である。
【図６】本発明の実施例に係る管路位置確認装置を使用しての第１の試験例であって、リング状の位置表示を撮影した実画像データを示す正面図である。
【図７】図６の実画像データに基づいて作成した正射画像データ及び方向及び距離の各データを示す正面図である。
【図８】図７の正射画像データに基づいて垂直方向の管路位置画像データを示す図である。
【図９】第１の試験例の変更例であって、図７の正射画像データに基づいて垂直方向の管路位置画像データを示す図である。
【図１０】本発明の実施例に係る管路位置確認装置を使用しての第２の試験例であって、リング状の位置表示を撮影した実画像データを示す正面図である。
【図１１】図９の実画像データに基づいて作成した正射画像データ及び方向及び距離の各データを示す正面図である。
【図１２】図１０の正射画像データに基づいて垂直方向の管路位置画像を示す図である。
【図１３】第２の試験例の変更例であって、図１０の正射画像データに基づいて垂直方向の管路位置画像を示す図である。
【図１４】本発明の実施例に係る管路位置確認装置の理論構成を示す模式図であり、図中の（ａ）は測定状態を示す図であり、（ｂ）は解析手順を示す図である。
【図１５】本発明の実施例に係る管路位置確認装置において、撮影画像から複数の正射投影変換画像を作成し、当該複数の正射投影変換画像を重ね合わせた状態を示す位置計測の考え方を説明する模式図である。
【図１６】本発明の実施例に係る管路位置確認装置において、カメラが回転した場合の補正方法を説明する模式図であり、図中の（ａ）はカメラが回転せず水平な場合を示し、（ｂ）はカメラが角θだけ回転した場合を示す。
【図１７】本発明の実施例に係る管路位置確認装置において、実測による管路位置の始点及び終点のそれぞれに、前記管路位置画像データ又は回転補正管路位置画像データにおいて対応する管路位置の始点及び終点のそれぞれを重ね合わせることにより、始点から終点に至る線分を補正した実測補正管路位置画像データを作成する方法を示す説明図であり、図中の（ａ）は管路位置画像データを示し、図中の（ｂ）は実測による管路位置の始点及び終点を示し、図中の（ｃ）は管路位置画像データの始点及び終点と実測による管路位置の始点及び終点との差を示す図であり、図中の（ｄ）は補正した実測補正管路位置画像データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に本発明の好適な実施例を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１〜図３は、本実施例における管路位置確認装置Ａの一部を構成する位置表示装置Ｂを示す。位置表示装置Ｂは、内部構造を有する透明な円筒状のケース１０と、ケース１０の上端に取り付けられた矩形状の安定板１１とから構成される。
【００２６】
安定板１１は、位置表示装置Ｂの内部構造に起因して位置表示装置Ｂの前部側を除き、かつ、全体のバランスを考慮した適当位置に取り付けられており、図２に示すように、安定板１１により管路Ｔの内部において、その底部に安定して位置表示装置Ｂが載置される状態となる。なお、管路Ｔはその内部に通信ケーブルや送電線等を配するためのものである。
【００２７】
位置表示装置Ｂのケース１０内には、光照射装置を構成するレーザー光発生部品１２と円錐形の金属ミラー１３とが配置されている。また、レーザー光発生部品１２には電源コード１４が接続されていて、後述するように、位置表示装置Ｂの連結を兼ね備えるものである。レーザー光発生部品１２から発射された矢符ａで示すレーザー光は、金属ミラー１３の円錐の頂点を中心とする円錐面に衝突して前記レーザー光と直交する方向、すなわち管路Ｔの径方向全周に矢符ｂで示すようにレーザー光が反射し、管路内面に位置表示装置Ｂの位置表示として光リング１５を生成する。したがって、ケース１０は、光が透過する透明な材料により形成され、かつ、矢符ｂで示すレーザー光が安定板１１により遮断されないように、ケース１０の前部を避けて安定板１１が取り付けられている。
【００２８】
なお、ケース１０はその全体を透明にする必要はなく、少なくとも矢符ｂで示すレーザー光が透過する箇所が透明であればよい。また、光照射装置は、上記のレーザー光発生部品１２と円錐形の金属ミラー１３との組合せに限られるものではなく、点灯光を位置表示として発する豆球又はＬＥＤライト等の発光マーカーを採用してもよく、また、位置表示として反射光を発する反射機能を有する枠体を位置表示装置とし、撮影装置が照明機能付である構成としてもよい。
【００２９】
図４及び図５は、管路Ｔ内に配置された管路位置確認装置Ａを示す。簡略のため位置表示装置Ｂを３個（ｂ１、ｂ２、ｂ３）連設したところを示しているが、５〜９個程度連設するのが通常である。これら各位置表示装置ｂ１、ｂ２、ｂ３は、電源コード１４により等間隔に連設されている。なお、等間隔でなくとも、予め設定した間隔で連設しておいてもよい。
【００３０】
位置表示装置ｂ１の前方には、センサー部本体として、電源コード１４により位置表示装置ｂ１と所定の間隔をおいて接続された撮影装置２０及びＩＭＵ（慣性計測装置）２１を登載した第１器具Ｃと、その前方のコンピューター２２及び管路Ｔの内壁面を回動し、移動距離及び移動方向等を出力するエンコーダ２３を登載した第２器具Ｄと、その前方のバッテリー２４を搭載した第３器具Ｅとが、それぞれ電気ケーブルを内装する自在継手Ｆにより連設されて構成されている。
【００３１】
したがって、各位置表示装置ｂ１、ｂ２、ｂ３と撮影装置２０及びＩＭＵ２１を登載した第１器具Ｃとが電源コード１４により連結され、前記第１器具Ｃとコンピューター２２及びエンコーダー２３を登載した第２器具Ｄとバッテリー２４を搭載した第３器具Ｅとが、自在継手Ｆに内装された電気ケーブルにより連結されているので、各位置表示装置ｂ１、ｂ２、ｂ３、撮影装置２０及びＩＭＵ２１、コンピューター２２及びエンコーダー２３が、バッテリー２４から送電されて稼働するようになっている。
【００３２】
また、第３器具Ｅには牽引具Ｇが取り付けられており、当該牽引具Ｇにより管路Ｔの前方に第３器具Ｅを牽引することができるようになっている。したがって、第１器具Ｃ〜第３器具Ｅ及び各位置表示装置ｂ１、ｂ２、ｂ３は、牽引具Ｇによって移動させることができる。
【００３３】
さらに、第１器具Ｃ〜第３器具Ｅは、管路Ｔの内壁面に接触して回転する把持部品Ｈにより管路Ｔ内をスムーズに移動することができ、その移動距離及び移動方向はエンコーダー２３により確認できるようになっている。なお、本実施例における把持部品Ｈはコロ車を管路内面の周囲に接するように第１器具Ｃ〜第３器具Ｅに取り付けて浮かした状態にしたものであるが、これに限られるものではなく、ブラシ部材を管路内面の周囲に接するように第１器具Ｃ〜第３器具Ｅに取り付けて浮かした状態にしてもよく、管路内を移動するのに抵抗を少なくするものであれば、他の方法でも差し支えない。
【００３４】
そして、位置表示装置ｂ１、ｂ２、ｂ３は、前記したように、管路Ｔ内の内壁面に第１光リング１５ａ、第２光リング１５ｂ、第３光リング１５ｃを生成し、これら光リング１５ａ、１５ｂ、１５ｃをそれぞれ撮影装置２０により撮影する。
【００３５】
［第１試験例］
図６〜図８は、第１の試験例を示し、図６は、管路Ｔａに対して、管路位置確認装置Ａを使用し、上記した要領により位置表示装置Ｂを使用して光リングを撮影装置により撮影した実画像データ３０を表したものである。
【００３６】
なお、本試験例は、湾曲していない直管の管路Ｔａにおいて行ったものであり、撮影装置による撮像位置ｓ１と１番目の位置表示装置Ｂの位置とを一致させ、各位置表示装置Ｂの間隔を等間隔にしたものである。
【００３７】
上記実画像データ３０においては、光リング３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅは、管路Ｔａの内壁面の状況によって若干の歪が生じた中央に向かって小径となる光リングを形成しており、管路Ｔａが湾曲していない直管であることから本来的には光リング３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅの中心は全て３０ｐの位置にある。
【００３８】
この実画像データ３０における各光リング３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅを解析装置又はマニュアルにより解析し、正射投影変換することにより、図７に示すように、５つの同心円３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅからなる正射画像データ３１が作成できる。本試験例においては、湾曲していない直管の管路Ｔａにおいて行ったものであるため、中心３０ｐが全て同一であることから管路Ｔａの方向は直進であり、中心位置にずれがないので、正射画像データ３１における同心円３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅの各中心位置はずれることなく全て一致することになる。
【００３９】
そして、図８に示すように、この作成された正射画像データ３１における同心円３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅ（図８においては各円の直径を線分で表し、符号は線分の端点に付す）は、撮像位置ｓ１における、管路内に生成された各光リングに相当する仮想上の光リング３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ及び３５ｅ（図８においては各円の直径を線分で表し、符号は線分の端点に付す）が撮影装置の位置ｐに向かう光３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ及び３４ｅの画像である。
【００４０】
この撮像位置に投影された同心円３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅの中心位置３０ｐは、各光リング３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ及び３５ｅの中心位置に相当する。
【００４１】
そこで、予め定められている位置表示装置３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ及び３２ｅの等間隔の距離（ａ１）に対応させて各光リング３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ及び３５ｅの中心位置３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ及び３６ｅを解析装置又はマニュアルによりプロットし、この中心位置３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ及び３６ｅを直線で結ぶことにより図８に示す管路位置画像が作成でき、管路Ｔａの距離及び方向を含む位置が確認できる。
【００４２】
本試験例においては、光リングの中心位置３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ及び３６ｅが一直線上にあるため、管路Ｔａが位置表示装置３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ及び３２ｅの間において直進していることが確認できる。また、仮想上の光リング３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ及び３５ｅを上記管路位置画像に描くことにより管路Ｔａの仮想断面形状が確認できる。
【００４３】
［第１試験例の変更例］
本変更例は、第１試験例において、撮像位置ｓ１を１番目の位置表示装置Ｂより撮影装置よりに変更し、各位置表示装置Ｂの間隔を１．２倍ずつ乗じた間隔、すなわち、１番目の位置表示装置から距離を、１．００（ｂ１）、１．２０（ｂ２）、１．４４（ｂ３）、２．０７（ｂ４）の倍率に変更したものである。
【００４４】
したがって、図６〜図８において共通する部分は第１試験例の説明を援用して本変更例では省略し、図９において、異なる部分にとして本変更例における撮像位置をｓ２で示し、管路位置画像を形成する光リングの中心位置を３６ａ１、３６ｂ１、３６ｃ１、３６ｄ１及び３６ｅ１で示す。
【００４５】
［第２試験例］
図１０〜図１２は、第２の試験例を示し、図１０は、管路Ｔｂに対して、管路位置確認装置Ａを使用し、上記した要領により位置表示装置Ｂを使用して光リングを撮影装置により撮影した実画像データ４０の結果を表したものである。
【００４６】
なお、本試験例は奥に行くに従って下方に湾曲する湾曲管の管路Ｔｂにおいて行ったものであり、撮影装置による撮像位置ｓ３と１番目の位置表示装置Ｂの位置とを一致させ、各位置表示装置Ｂの間隔を等間隔にしたものである。
【００４７】
上記の実画像データ４０においては、光リング４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ及び４０ｅは、管路Ｔｂの内壁面の状況によって若干の歪が生じ、中央に向かって小径で下方に下がるほど縦の直径が短くなる楕円の光リングを形成している。
【００４８】
この実画像データ４０における各光リング４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ及び４０ｅを解析装置又はマニュアルにより解析し、正射投影変換することにより、図１１に示すように、５つの円４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ及び４１ｅからなる正射画像データ４１が作成できる。本試験例においては、中心４０ｐ１、４０ｐ２、４０ｐ３、４０ｐ４及び４０ｐ５が小円になるにつれて徐々に下がっていく。すなわち、中心４０ｐ１〜４０ｐ３は同位置にあり、中心４０ｐ４は中心４０ｐ１〜４０ｐ３より少し下がり、４０ｐ５は中心４０ｐ４より少し下がっているので、方向は下方に湾曲していることになる。
【００４９】
そして、図１２に示すように、この作成された正射画像データ４１における大小異なる円４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ及び４１ｅ（図１２においては各円の直径を線分で表し、符号は線分の端点に付す）は、撮像位置ｓ３における、管路内に生成された各光リングに相当する仮想上の光リング４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ及び４５ｅ（図１２においては各円の直径を線分で表し、符号は線分の端点に付す）撮影装置の位置ｐに向かう光４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ及び４４ｅの画像である。
【００５０】
この撮像位置ｓ３に投影された大小異なる円４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ及び４１ｅの中心位置４０ｐ１、４０ｐ２、４０ｐ３、４０ｐ４、４０ｐ５は、それぞれ光リング４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ及び４５ｅの中心位置に相当する。
【００５１】
そこで、予め定められている位置表示装置４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ及び４２ｅの等間隔の距離（ａ１）に対応させて各光リング４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ及び４５ｅの中心位置４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ及び４６ｅを解析装置又はマニュアルによりプロットし、この中心位置４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ及び４６ｅを直線で結ぶことにより図１２に示す管路位置画像が作成でき、管路Ｔｂの距離及び方向を含む位置が確認できる。
【００５２】
本試験例においては、中心位置４６ａ、４６ｂ、４６ｃまでが一直線であり、４６ｄ及び４６ｅが下傾しているため、管路Ｔｂが位置表示装置４２ａ、４２ｂ、４２ｃの間において直進し、４２ｄ及び４２ｅの間において下降していることが確認できる。また、仮想上の光リング４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ及び４５ｅを上記管路位置画像に描くことにより管路Ｔａの仮想断面形状が確認できる。
【００５３】
［第２試験例の変更例］
本変更例は、第２試験例において、撮像位置ｓ３を１番目の位置表示装置Ｂより撮影装置よりに変更し、各位置表示装置Ｂの間隔を１．２倍ずつ乗じた間隔、すなわち、１番目の位置表示装置から距離を、１．００（ｂ１）、１．２０（ｂ２）、１．４４（ｂ３）、２．０７（ｂ４）の倍率に変更したものである。
【００５４】
したがって、図１０〜図１２において共通する部分は第２試験例の説明を援用して本変更例では省略し、図１３において、異なる部分にとして本変更例における撮像位置をｓ４で示し、管路位置画像を形成する中心位置を４６ａ１、４６ｂ１、４６ｃ１、４６ｄ１及び３６ｅ１で示す。
【００５５】
［本発明に係る管路位置画像データ作成の理論構成］
以下、図１４及び図１５に基づいて本実施例の理論構成について説明する。
【００５６】
図１４（ａ）に示すように、カメラで管路内面に照射された発光リング、すなわち第１リング〜第３リングを撮影する。予めカメラから第１リングまでの距離、カメラから第２リングまでの距離、カメラから第３リングまでの距離が定められている。
【００５７】
上記により撮影された画像から、図１４（ｂ）に示すように、発光リングから求めた正射投影変換後の円を作成する。
【００５８】
当該円を分解して各円の中心位置を求めると、第１リングの円の中心は距離Ａだけ右方にずれている。第２リングの円の中心は距離Ｂだけ右方にずれている。第３リングの円の中心は距離Ｃだけ右方にずれている。
【００５９】
そして、定められているカメラと各リングの距離と前記の距離Ａ〜Ｃとの位置をプロットして作図すると、水平方向の変化として、各プロットを直線で結ぶと管路位置画像データが作成でき、右方にずれていること及びその変化量が確認できる。したがって、管路の中心位置が図に示す屈曲状態にあることが確認できる。
【００６０】
また、図１５には、管路が直線の場合、管路がわずかに曲がっている場合及び管路が大きく曲がっている場合の撮影画像のイメージを示す。撮影画像から正射投影変換した正射画像データを作成し、これに基づいて管路位置画像データを作成し、撮影位置を考慮して正射投影変換された管路位置画像データを重ね合わせる。図においては３枚の正射画像データにより作成した３種類の管路位置画像データを重ねたものを示すが、実際には同一の箇所を１０〜２０回撮影して正射投影変換された管路位置画像データを重ね合わせ、位置計測の精度を向上させる。
【００６１】
［カメラ回転の補正による回転補正管路位置画像データの作成］
以下、図１６に基づいて本実施例においてカメラが管路の軸方向を中心にして回転した場合の補正方法について説明する。
【００６２】
図１６（ａ）は、カメラが回転していない場合であって、その場合の水平方向の変化が作図される。これに対し、図１６（ｂ）は、カメラが角度θだけ回転して傾斜している場合であり、そのままの状態での水平方向の変化は角度θだけ変位した図となるが、カメラとＩＭＵとが同一の器具に登載されていて随動するため、カメラとＩＭＵとが同一の角度で回転するので、ＩＭＵにより角度θを求めることができ、求められた角θで距離Ａ〜Ｃを補正すれば、図中の（ａ）で作図した図と同一の図が作図できる。
【００６３】
［実測値の補正による実測補正管路位置画像データの作成］
以下、図１７に基づいて管路位置計測データと実測値との補正方法について説明する。
【００６４】
図１７（ａ）は、本実施例における管路位置確認装置を使用して作成した管路位置画像データであり、図中のＡ点は管路位置の始点を示し、Ｂ点は管路位置の終点を示す。
【００６５】
図１７（ｂ）は実測による管路位置の始点及び終点を示し、図中のＡ’点は管路位置の始点を示し、図中のＢ’点は管路位置の終点を示す。この実測による管路位置の始点Ａ’点及び終点Ｂ’点は、例えば１つのマンホールの地下から他のマンホールの地下までの間に配設されている管路位置を確認するに当たって、１つのマンホールの地下の管路の入口位置を測定して管路位置の始点Ａ’点とし、他のマンホールの地下の管路の出口位置を測定して管路位置の終点Ｂ’点とする。
【００６６】
そして、図１７（ｃ）に示すように、管路位置画像データにおける管路の始点Ａ点及び終点Ｂ点を示す（ａ）と、実測による管路位置の始点Ａ’点及び終点Ｂ’点を示す（ｂ）とは、始点Ａ点と始点Ａ’点とは同一位置にあるが、終点Ｂ点と終点Ｂ’点とは異なった位置に表れている。この始点Ａ点と始点Ａ’点、終点Ｂ点と終点Ｂ’点とは、本来同一位置になければならない。
【００６７】
そこで、解析手段又はマニュアルにより、図１７（ｄ）に示すように、管路位置画像データにおける管路の終点Ｂ点を実測による管路位置の終点Ｂ’点を、始点Ａ点Ａ’点を中心にして回転移動させると、実測値の補正による実測補正管路位置画像データが完成する。もちろん、回転補正管路位置画像データを出発データとする場合も同様である。
【００６８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６９】
Ａ………管路位置確認装置
Ｂ………位置表示装置
ｂ１、ｂ２、ｂ３……位置表示装置
Ｃ………第１器具
Ｄ………第２器具
Ｅ………第３器具
Ｆ………自在継手
Ｇ………牽引具
Ｈ………把持部品
Ｔ………管路
Ｔａ……管路
１０……ケース
１１……安定板
１２……レーザー光発生部品
１３……金属ミラー
１４……電源コード
１５……光リング
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ……光リング
２０……撮影装置（カメラ）
２１……ＩＭＵ（慣性計測装置）
２２……コンピュータ
２３……エンコーダ
２４……バッテリー
ｓ１……撮像位置
３０……実画像データ
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ……実画像データの光リング
３０ｐ…中心
３１……実画像データに対応する正射画像データ
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ……実画像データに対応する正射画像データの同心円
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ……位置表示装置の位置
ｐ………撮影装置の位置
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ……撮影位置に向かう光
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ……仮想上の光リング
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ……光リングの中心位置
ｓ２……撮像位置
３６ａ１、３６ｂ１、３６ｃ１、３６ｄ１、３６ｅ１……光リングの中心位置
Ｔｂ……管路
ｓ３……撮像位置
４０……実画像データ
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ……実画像データの光リング
４０ｐ１、４０ｐ２、４０ｐ３、４０ｐ４、４０ｐ５…中心
４１……実画像データに対応する正射画像データ
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ……実画像データに対応する正射画像データの円
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ……位置表示装置の位置
ｐ………撮影装置の位置
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ……撮影位置から直径位置を結ぶ直線
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ……仮想上の光リング
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ、４６ｅ……光リングの中心位置
ｓ４……撮像位置
４６ａ１、４６ｂ１、４６ｃ１、４６ｄ１、４６ｅ１……光リングの中心位置
【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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