(57)【要約】      （修正有）【課題】構造物等の定期点検を複数の高解像度のカメラで撮影する場合、自動的に高精度に時を隔てて撮影した画像間の位置、方向、寸法合わせを行なう。【解決手段】同等の解像度を有する複数のカメラで撮影した複数の画像間を合わせマーカもしくは共通の特徴を利用してその画像群の特定範囲を一つの座標系で表し、さらに別の時刻において撮影した画像群の特定範囲を一つの座標系で表す撮影システムにおいて、被写体である構造物の一部に、異なる撮影時間においても同一位置にある２点以上のマーカあるいは特徴点を設定し、前記撮影した画像において、前記被写体物上の固定的な２点以上のマーカあるいは特徴点を検出して、同じ座標値を適用して座標変換処理を行い、撮影画像全体で時を隔てて同じ座標系への補正値を得る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同等の解像度を有する複数のカメラで目的とする構造物を撮影した複数の画像間を一時的に付与した隣接する画像間の合わせマーカもしくは撮影した被写体の共通の特徴を利用してその画像群の特定範囲を一つの座標系で表し、さらに別の時を隔て前記複数のカメラで撮影して同様にそのときに撮影した画像群の特定範囲を一つの座標系で表すマルチカメラ撮影システムにおいて、
広範囲にわたる被写体である構造物の一部に、時を隔てた撮影間においても前記被写体上でその位置が同じである固定的な２点以上の固定基準マーカあるいは特徴点を設定し、
前記画像群の特定範囲内のいずれかの画像において、前記固定的な２点以上のマーカあるいは特徴点を検出して、
前記画像群の特定範囲の一つの座標系で固定的な２点以上の前記固定基準マーカあるいは特徴点の座標に対して、別途、前記固定基準マーカあるいは特徴点に対応する時を隔てて同じ座標値を適用して座標変換処理を行い、撮影画像全体で時を隔てて同じ座標系への補正値を得ることを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【請求項２】
請求項1に記載のマルチカメラ撮影システムにおいて、
さらに、実寸法が分かる少なくとも２点からなる寸法基準マーカを、前記被写体上もしくは近傍に設定するか、もしくは前記被写体から寸法が規定される前記被写体上の特徴点を選択して、
前記画像群のいずれかの画像において、前記被写体上の２点以上の前記寸法基準マーカあるいは特徴点を検出して、
その２点間もしくは対応した点間の実寸法値を適用して座標変換処理を行い、
撮影画像全体で時を隔てて同じ座標系で実世界座標への補正値を得ることを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【請求項３】
請求項1に記載のマルチカメラ撮影システムにおいて、
前記座標系として実世界座標系を用いることを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れかに記載のマルチカメラ撮影システムにおいて、
前記固定基準マーカあるいは特徴点の数をＮ個（Ｎ≧３）とし、全撮影画像域において適度に任意の画像からの最寄りの２つの固定基準マーカ間あるは被写体上の特徴点を撮影した画像間までの隣接するカメラ撮影間の座標変換数が少なくなるように配置して、
時を隔てて同じＮ個の前記固定基準マーカあるいは特徴点の共通座標または実世界座標値を適用して、座標変換処理を行い、
撮影画像全体で時を隔てて同じ共通座標または実世界座標系への補正値を得ることを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【請求項５】
請求項４に記載のマルチカメラ撮影システムにおいて、
前記固定基準マーカあるいは特徴点などの基準目印に対して、任意の画像から最寄りの２つの前記基準目印を含む画像を特定するに当たり、任意の画像の位置から前記基準目印を含む画像までの隣接する画像合わせマーカを綴る少なくとも１つのルート距離を導出して、
ぞれぞれのルート距離から、任意の画像までの距離が短い別々の最寄りの前記基準目印を含む画像までのルートを選択して、
その最寄りの２つの前記基準目印の座標に対して、時を隔てて同じ共通座標または実世界座標値を適用して、座標変換処理を行い、
撮影画像全体で時を隔てて同じ共通座標または実世界座標系への補正値を得ることを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【請求項６】
請求項１から請求項４の何れかに記載のマルチカメラ撮影システムにおいて、
前記固定基準マーカもしくは前記寸法基準マーカとして周囲の被写体よりも反射率の高い反射点を設置して、カメラシステム側から光を照射するか、または、前記固定基準マーカもしくは前記寸法基準マーカ自体が発光して、周囲の前記被写体よりも輝度の高い光を発することを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【請求項７】
請求項６に記載のマルチカメラ撮影システムにおいて、
外部光源を設け、
前記固定基準マーカを凸球面鏡または凹球面鏡とし、
前記外部光源により前記固定基準マーカを照明して、前記カメラが前記外部光源の反射像を撮影し、これを輝度の高い光を持つ前記固定基準マーカとすることを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【請求項８】
請求項７に記載のマルチカメラ撮影システムにおいて、
前記カメラの撮影画像内での前記カメラから前記外部光源の方角と、実空間での前記カメラと前記外部光源の間隔情報と、前記凸球面鏡または凹球面鏡の半径情報と、前記マルチカメラ撮影システムから前記凸球面鏡または凹球面鏡までの距離情報と、前記カメラの実空間での前記凸球面鏡または凹球面鏡を含む前記被写体上の撮影範囲情報と、撮影画像内での前記凸球面鏡または凹球面鏡による前記外部光源の反射像の位置情報とから、前記固定基準マーカの像として前記外部光源の反射像の前記被写体上での前記凸球面鏡または凹球面鏡の中心位置からずれ値を求め、中心位置として補正した値を前記固定基準マーカの位置とすることを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【請求項９】
請求項７に記載のマルチカメラ撮影システムにおいて、
前記固定基準マーカを前記凸球面鏡とし、
任意の撮影条件においていずれかの撮影範囲に前記凸球面鏡による前記外部光源の反射像が含まれるように、前記凸球面鏡の球の中心からみて、前記カメラの撮影範囲と前記カメラと前記凸球面鏡の距離がなす角度の２倍以上の窓空隙を持たせて、前記凸球面鏡の周囲に壁を設けたことを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【請求項１０】
請求項７に記載のマルチカメラ撮影システムにおいて、
前記固定基準マーカを前記凹球面鏡とし、
任意の撮影条件においていずれかの撮影範囲に球面鏡による前記外部光源の反射像が含まれるように、前記凹球面鏡の輪切り部の中央に、前記凹球面鏡の球の中心位置の底からみて、前記カメラの撮影範囲と前記カメラと前記凹球面鏡の距離がなす角度の２倍以上となる窓空隙をあけて周囲を覆う構造を持つことを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【請求項１１】
請求項１から請求項４の何れかに記載のマルチカメラ撮影システムにおいて、
前記固定基準マーカあるいは特徴点または前記寸法基準マーカなどの基準目印の近傍に、寸法が大きく明暗がはっきりしたまたは高輝度である単純な形状のまたは画像認識し易い複数のパタンを配置して、
前記基準目印とおぼしき画像とその近傍の前記パタンを同じ撮影手法により撮影し、前記パタンの検出を契機に、前記基準目印を検出するための撮影制御あるいは画像処理を起動するか、または、前記複数のパタンの位置関係により前記基準目印の方向を示すように配置することで、その方向の情報と前記基準目印とおぼしき画像の組み合わせから、前記基準目印を特定することを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【請求項１２】
請求項１から請求項４の何れかに記載のマルチカメラ撮影システムにおいて、
前記固定基準マーカあるいは特徴点または前記寸法基準マーカなどの基準目印の近傍に、ＲＦＩＤパッシブタグを設置し、
前記ＲＦＩＤパッシブタグを検出すると、前記基準目印を検出するための適した撮影制御を起動するかあるいは画像処理を起動して、前記基準目印を特定することを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のマルチカメラ撮影システムにおいて、
ＲＦＩＤリーダを設け、
前記基準目印とおぼしき画像と前記ＲＦＩＤパッシブタブからの無線信号を得ることで前記固定基準マーカあるいは特徴点または前記寸法基準マーカであること特定し、
前記ＲＦＩＤパッシブタグには、前記固定基準マーカあるいは特徴点または前記寸法基準マーカの識別情報または時を隔てて共通な座標情報または実世界座標情報を持たせ、
前記ＲＦＩＤリーダにより前記各情報を取得し、自動的に前記固定基準マーカあるいは特徴点または前記寸法基準マーカによる座標変換処理の為の情報として提供することを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【請求項１４】
請求項１１に記載のマルチカメラ撮影システムにおいて、
前記複数のパタンと共に、前記固定基準マーカあるいは特徴点または前記寸法基準マーカの識別情報または時を隔てて共通な座標情報または実世界座標情報を持たせたコードマークシートを設置し、
前記パタンの検出を契機に、前記複数のパタンの位置関係から前記基準目印の位置を特定すると共に、前記コードマークシートを読むために適した撮影制御を起動し、
撮影した前記コードマークシートの画像から取得した前記各情報を、自動的に前記固定基準マーカあるいは特徴点または前記寸法基準マーカによる座標変換処理の為の情報として提供することを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【請求項１５】
請求項１から請求項４の何れかに記載のマルチカメラ撮影システムにおいて、
前記固定基準マーカあるいは特徴点または前記寸法基準マーカなどの基準目印の近傍に、ＲＦＩＤパッシブタグと、寸法が大きく明暗がはっきりしたまたは高輝度である単純な形状のまたは画像認識し易い複数のパタンと、前記固定基準マーカあるいは特徴点または前記寸法基準マーカの識別情報または時を隔てて共通な座標情報または実世界座標情報を持たせたコードマークシートと、を設置し、
前記ＲＦＩＤパッシブタグを検出すると、前記基準目印を検出するための適した撮影制御を起動するかあるいは画像処理を起動すると共に、前記複数のパタンを検出するための撮影制御を起動して、
前記パタンの検出を契機に、前記複数のパタンの以下関係から前記基準目印の位置を特定すると共に、前記コードマークを読むために適した撮影制御を起動し、撮影した前記コードマークシートの画像から取得した前記各情報を、自動的に前記固定基準マーカあるいは特徴点または前記寸法基準マーカによる座標変換処理の為の情報として提供することを特徴とするマルチカメラ撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広い面積の構造物の表面を高解像度で撮影するマルチ（複数）カメラ撮影を用いて構造物の経時変化を見るための撮影システムの構成と画像合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度経済成長期に建築された橋梁やトンネルなどの構造物が耐用年数に達し始めたため、これら構造物の損傷状態を例えば橋梁では５年毎に定期的に点検し、修復や補修の必要性を判定する。橋梁などの構造物の現場での人による目視点検は高所や橋の下など作業が困難な場所を含み、また、劣化判断は人によりばらつきがあるため、カメラによる撮影が望まれるところである。しかし、構造物の損傷状態の点検では、点検範囲の面積は広く、点検すべき亀裂は細かい。そのため、単一の撮影画像では解像度が不足するか全体像が捉えられないことになる。そこで、カメラ撮影による観察技術として、複数のカメラ（マルチカメラ）で撮影した画像を合成して高解像度画像を生成する手法が考えられている。
【０００３】
複数のカメラで撮影した画像を高解像度画像に合成する手法の一つとして、特許文献１に、隣接した２台以上のＣＣＤカメラ１の各撮影視野内の少なくとも共通撮影部分を含む対象物２に一時的にレーザビームを照射して、それを共通マーカとして隣接画像間の連続した画像を合成するためにサイズと位置の補正に使うことが示されている。しかし、レーザビームマーカは一時的な指標マーカでありそのときの点検での撮影時の画像は合成できても、経時劣化を掴むための別の点検時の撮影画像との比較の際には、人手により被写体から共通の撮影点を導出して両者の撮影画像間の位置とサイズ（倍率）と方位を合わせる操作をして重ねる必要がある。撮影時が異なる撮影像から、人手により撮影領域を絞り込んで被写体の特徴点を見つけて、これを合わせる基準とすることにより、画像合わせができるが、探す人により特徴点の設定が異なるとか、本当に基準にしたい領域に適当な被写体の特徴点がないとか、その基準にしたはずの特徴点が経時変化で形状や状態が変化して見つからないなどで、人手による手間もさることながら、同一性を担保できない虞があった。
【０００４】
人手に代わり、近年の画像認識技術を活かして、撮影画像の輝度分布などの相関を自動的に行い、撮影時の異なる被写体の中の共通の特徴点を特定する方法の適用も考えられる。しかし、画像輝度分布の相関比較処理では処理量が広さの二乗で拡大するため、膨大な処理が必要となり、やはり、人手による領域を絞る作業が欠かせない。
【０００５】
また、画像中の共通的な特徴を全体の撮影画像から任意位置を特定する手法が考えられる。一例としては、被写体に複数の基準点を設けて基準点を含む全域を低解像度で撮影した平面画像と、基準点を含む狭い撮影域を高解像度で撮影した検査画像の間で座標変換を行い、平面画像の基準点に基づく位置座標で検査画像の任意点の位置を特定する手法が特許文献２に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１６１０６８号公報
【特許文献２】特許第４１７０４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の特許文献２の手法では、高解像度の撮影域すべてに基準点を配置しなければならいこと、基準点を定める低解像度の撮影で全体を撮影が行えること、また、［００７７］にあるように解像度比で１０倍の差以上あると変換係数に大きな誤差が生じる危険性が生じることなどの制約がある。仮に、この手法を適用しようとすると、例えば、構造物の寸法として１０ｍの橋幅で数十ｍ径間（橋の桁間）長の橋梁の底面の観察領域を観察する場合では、橋の下数ｍから１台のカメラで全域を線形な画像で撮影することは不可能である。また、仮に３０ｍの長さの撮影を区切って、低解像度の撮影を複数に分けて適用しようとしても、高解像度な撮影でひび割れ観察などに必要な０．２ｍｍの解像度で撮影するには、現時点ではまだ高価である１０００万画素（４２００×２４００画素）の画素数のカメラをもってしても全体で７５０枚程度の撮影に対応した７５０の基準点を設置して、それらを最低でも８台の１／１０倍の低解像度のカメラ撮影で繋ぐ必要がある。このように、撮影システム自体が非常に複雑で膨大な作業量が生じて、適用は困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、大面積の被写体である構造物の経年劣化の観察のための複数の高解像度の撮影画像の合成において、時を隔てた複数の画像からなる合成画像の寸法，位置，方位を自動的に高い精度で一致させ、さらに実寸が分かる被写体の画像の寸法情報を適用して共通の画像において亀裂などの評価のための実寸情報も合わせて表示するためのシステムを提供すること課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した課題を解決するために、本発明は、以下のように構成した。
【００１０】
同等の解像度を有する複数のカメラで目的とする構造物を撮影した複数の画像間を一時的に付与した隣接する画像間の合わせマーカ、もしくは撮影した被写体の共通の特徴を利用してその画像群の特定範囲を一つの座標系で表し、さらに別の時を隔て複数のカメラで撮影して同様にそのときに撮影した画像群の特定範囲を一つの座標系で表す複数カメラを利用する撮影システムにおいて、
広範囲にわたる被写体である構造物の一部に、時を隔てた撮影間においても被写体上でその位置が同じである固定的な２点以上のマーカあるいは特徴点を設定し、
前記撮影した画像の特定範囲内のいずれかの画像において、前記の被写体上の固定的な２点以上のマーカあるいは特徴点を検出して、
前記の撮影画像特定範囲の一つの座標系で固定的な２点以上のマーカあるいは特徴点の座標に対して、別途、固定的な２点以上のマーカあるいは特徴点に対応する時を隔てて同じ座標値を適用して座標変換処理を行い、撮影画像全体で時を隔てて同じ座標系への補正値を得ることで、
時を隔てた複数の画像からなる合成画像の寸法，位置，方位を自動的に高い精度で一致させるものである。
【００１１】
その他の手段については、発明を実施するための形態の中で説明する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、数年毎の定期的な構造物点検などで、時を隔てて撮影した複数の高解像度画像を自動的に共通の座標系で表せるので、広い領域での細かな亀裂の変化などの経時劣化を容易に観察できるシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】コンクリート橋底面の一部（端部）への固定基準マーカの設置図である。
【図２】定期点検における撮影から劣化比較までのフローチャートである。
【図３】橋底面の端部の固定基準マーカの撮影を含むマルチカメラ撮影システム図である。
【図４】撮影領域を橋底の真下から見たマルチカメラ撮影システムによる撮影図である。
【図５】マルチカメラ撮影システムによる撮影フローチャートである。
【図６】画像合わせマーカ像，固定基準マーカ像や寸法基準マーカ像を含む全撮影画像群の構成図である。
【図７】隣接画像間から実世界座標までの座標変換原理図である。
【図８】座標変換処理部のブロック図である。
【図９】撮影の基準画像座標，共通画像座標，実世界座標への変換フローチャートである。
【図１０】経時変化比較画像処理部のブロック図である。
【図１１】比較画像処理のフローチャートである。
【図１２】コンクリート橋底面の橋幅方向，橋軸方向に複数の固定基準マーカを設置した図である。
【図１３】橋底面に設置した複数の固定基準マーカ撮影を行うマルチカメラ撮影システム図である。
【図１４】固定基準マーカからの画像合わせ誤差の累積図である。
【図１５】複数の固定基準マーカの効果（誤差蓄積の線形簡易表示）図である。
【図１６】複数の固定基準マーカを設置した場合の共通座標または実世界座標への変換フローチャートである。
【図１７】凸半球面鏡の反射で生じる光源の虚像を固定基準マーカに利用する場合の構成図である。
【図１８】球面鏡を固定基準マーカとして用いるときの光源の反射像寸法の算出図である。
【図１９】球面鏡を固定基準マーカとして用いるときの反射光強度と被写体からの反射光強度の算出図である。
【図２０】凸半球面鏡に反射する発光領域の虚像の球面中心からのずれ量の説明図である。
【図２１】マルチカメラ装置と固定基準マーカまでの距離をパラメータとしたときの、球面鏡を固定基準マーカとして用いるときの発光領域の虚像のずれ量のカメラと光源間隔依存性の図である。
【図２２】球面鏡半径をパラメータとしたときの、球面鏡を固定基準マーカとして用いるときの発光領域の虚像のずれ量のカメラと光源の間隔依存性の図である。
【図２３】球面鏡を用いたときに、その発光領域の像のずれ量から、固定基準マーカの座標を球面鏡の中心位置に座標を補正するフローチャートである。
【図２４】潮風による塩の球面鏡への付着を防ぐ固定基準マーカ用球面鏡の構造図である。
【図２５】ＲＦＩＤパッシブタグとＲＦＩＤリーダを使った場合、もしくは、コードマークシートを使った場合の 固定基準マーカの確実な検出と、ＩＤと座標情報の読み取りシステムの構成図である。
【図２６】コードマークシートによる固定基準マーカ検出マークと関連情報のＩＤと座標情報の提示の例の図である。
【図２７】ＲＦＩＤの受信を切っ掛けにしてコードマークシートの利用を組み合わせた基準目印の特定と、基準目印のＩＤ情報もしくは座標情報の自動取得フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。各実施形態では、例として、コンクリート橋底面の亀裂などの劣化をみるための表面観察する場合を示している。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態におけるコンクリート橋底面１０１の一部として端部に固定基準マーカ１−ｄ１と１−ｄ２を設置した図である。ここでは、固定基準マーカを同一のカメラの撮影範囲に入るように近接させて２個設置している。片方の固定基準マーカ１−ｄ１は時を隔てた撮影像群における共通座標系の原点とし、他方の固定基準マーカ１−ｄ２は、固定基準マーカ１−ｄ１と相俟って共通座標における座標軸の方向を与え、両者の間隔を寸法の基準とすることを目的とする。ここでは意図的に付与した固定基準マーカ１−ｄとしているが、コンクリート橋底面１０１などの被写体に、時を隔てても変形，汚れなどによる喪失や位置ずれを生じないような、例えば特徴的な突起形状，凹み形状などの、明確な特徴点があればそれを固定基準マーカとして適用しても同様の効果が得られ、ここでは総合して基準目印とする。
【００１５】
図２は、本発明の一例として、定期点検における時を隔てて撮影する同じコンクリート橋底面１０１の定期点検における撮影から劣化比較までの基本的なフローチャートを示している。
【００１６】
ステップ１(S-1)に於いて、定期点検に先立って、事前準備として被写体の所定位置に基準目印となる固定基準マーカ１−ｄを設置する。この固定基準マーカ１−ｄは常時固定的な形態もあるが、所定位置に固定基準マーカ１−ｄ設置のための機構があり、撮影時毎に固定基準マーカ１−ｄを取り付け、撮影終了後に回収する形態もありえる。
【００１７】
ステップ２(S-2)に於いて、被写体であるコンクリート橋底面１０１の撮影と共に、複数のカメラを橋幅方向に並べてカメラの撮影画像間を連続的に繋ぐための合わせマーカや橋軸方向に前記複数のカメラを移動させて撮影する画像の前後で連続な画像として繋ぐための合わせマーカと共に、前記固定基準マーカ１−ｄ，撮影時にコンクリート橋底面１０１の表面もしくは近傍に設置した寸法基準マーカを含めてコンクリート橋の底面全体を撮影する。
【００１８】
ステップ３(S-3)に於いて、得られた橋底面全体の画像群について、各合わせマーカの画像を介して画像合わせ補正値を導出して画像合成すると共に固定基準マーカ１−ｄや寸法基準マーカの画像を使った座標変換により、共通座標系あるいは実世界座標系での底面全体の画像情報を得る。
【００１９】
ステップ４(S-4)に於いて、時を隔てて撮影した画像を比較するために、比較領域のために表示した構造物の構成画像などから、比較領域を設定して、共通座標系あるいは実世界座標系を基準にした座標系で画像を比較することで、劣化の経時変化が得られる。この画像群と共通座標系または実世界座標系の情報を自動的な損失評価や劣化特定画像処理に適用することで、自動的に劣化の変化の定量的な検出や劣化評価を行うことも可能になる。
【００２０】
以下、固定基準マーカ１−ｄや寸法基準マーカ１−ｇを利用し、時を隔てた共通座標系または実世界座標系への変換による比較画像を得る流れについて説明する。  
図３は、図１のコンクリート橋底面１０１の端部にある固定基準マーカ１−ｄ１，１−ｄ２の撮影を含むマルチカメラ撮影システム構成を表している。マルチカメラ撮影システム１００は、カメラ２−１〜２−ｅと、レーザ装置などによる隣接した画像合わせのためのマーカ付与手段３−１，３−２，・・・と、これらに接続された制御部(タイミング制御含)１１と画像処理部１２を備えている。また、亀裂２０などの劣化の寸法を見るための寸法基準マーカ１−ｇを撮影に先立ち被写体であるコンクリート橋底面１０１の一部に貼り付けている。本実施形態では、固定基準マーカ１−ｄ１と１−ｄ２の間隔が狭く、実寸法として計測に使うには精度が上がらないために、一時的に撮影画像での寸法情報を得るための寸法基準マーカ１−ｇを使用する例を示す。この寸法基準マーカ１−ｇは、貼り付けてもよいが、マルチカメラ撮影システム１００の一部に装備して、被写体に接触させるあるいは近傍に配置したり、近傍から被写体に投射してもよい。また、固定基準マーカ１−ｄ１，１−ｄ２の間隔が実寸法の計測に使える程に広く、その実世界寸法が得られるものであれば、共通座標をそのまま実世界座標情報として適用してもよい。
【００２１】
カメラ２−１〜２−ｅは、橋幅方向に伸びるマルチカメラ撮影システム１００上に直線上に所定間隔で固定されて底面１０１の方向(上方向)に向いており、底面１０1を撮影範囲６−１〜６−ｅで撮影するものである。隣接する撮影範囲（例えば、撮影範囲６−１と撮影範囲６−２）では、重なり合う共通範囲を有し、そこにマーカ付与手段３−１により合わせマーカ７−ａ１を付与する。撮影範囲６−２〜６−ｅにおいても、同様にマーカ付与手段３−２〜３−（ｅ−１）により合わせマーカ群を付与する。付与された合わせマーカ７−ａは、少なくとも２個が隣接したカメラの共通撮影領域(共通範囲)に配置されて各カメラで撮影されるようにしてある。マーカ付与手段３に非可視光の光源を用い、カメラ２には非可視光/可視光同時撮影が可能なカメラを用いると、合わせマーカ７−ａが写らない可視光撮影画像が得られる。また、マーカ付与手段３として可視光の光をオン／オフして、オン時の合わせマーカ７−ａ像から画像合成用補正値を導出してオフ時の合わせマーカ７−ａ像無しの撮影画像に適用するようにして合わせマーカ７−ａ像の写り込みのない画像合成を利用する形態もある。
【００２２】
マルチカメラ撮影システム１００は、上記の複数のカメラ２−１〜２−ｅによる撮影を終えると、橋軸方向に移動して次の領域を撮影する。このとき、移動方向マーカ付与手段４から橋軸方向への移動前後にカメラ２−１の進行側の撮影領域６−１の一部に移動前後の合わせマーカ７−ｂを付与する。複数カメラ２−１〜２−ｅによる撮影とマーカ付与手段３−１〜３−（ｅ−１）によるマーカの付与と移動方向マーカ付与手段４によるマーカの付与の夫々のタイミング制御は制御部１１により行い、タイミングを合わせて撮影し、それらの制御信号や撮影データは通信線２１，複数カメラマーカ付与手段制御線２２，移動方向マーカ付与手段制御線２３を介して送受信される。ここでは固定基準マーカ１−ｄ１，１−ｄ２や寸法基準マーカ１−ｇの撮影像は底面１０１の被写体画像から明確に識別できるように、照明手段制御線２４を介して制御された固定マーカ照明手段５により、赤外線や可視光で照明して高輝度像を二値検出により、簡単な像処理で抽出取得し、撮影データは画像処理部１２へ送信され、処理，保存あるいは出力される。
【００２３】
最初に、予め設置した固定基準マーカ１−ｄ１と１−ｄ２をカメラ２−１で撮影できるようにマルチカメラ撮影システム１００の位置を調整する。ここでは、分かり易いように最初にカメラの位置調整を行う場合を示すが、撮影画像の中で固定基準マーカ１−ｄが１−ｄ１と１−ｄ２として個別に特定できる場合には、後に示す座標変換処理により同様の機能が得られるので固定基準マーカ１−ｄを撮影するカメラを指定する必然性はない。また、寸法基準マーカ１−ｇを撮影範囲の中のどこかで撮影すれば十分である。最初のカメラ２−１の位置調整において、固定基準マーカ１−ｄ１，１−ｄ２が他のカメラ間の撮影画像の合わせマーカ７−ａや移動前後の合わせマーカ７−ｂと重ならないように調整する場合には、同じ色マーカで同時に撮影できる。しかし、他の場合には、各マーカの色を分けたり、制御部１１で別のタイミングで各マーカを付与して撮影することで識別できるように制御することが必要となる。
【００２４】
固定基準マーカ１−ｄや寸法基準マーカ１−ｇの利用の本質的な意義からは、照明手段５は必須ではなく、底面１０１の点検の対象である被写体画像から固定基準マーカ１−ｄや寸法基準マーカ１−ｇが識別できるものであれば、高輝度なものでなくてもよい。より鮮明にかつ確実，簡単にマーカ像を検出処理するために、ここでは高輝度のマーカを利用する例を示している。先にも述べたが、固定基準マーカ１−ｄは、底面１０１の一部などの突起や凹みなど明確に時を隔てて共通の目印となる特徴点があれば基準目印とすることが可能である。高輝度のマーカ輝度を得る手法としては、本実施形態にあるように固定マーカ照明手段５のように外部からの光を固定基準マーカ１−ｄあるいは寸法基準マーカ１−ｇに照射して、マーカには鏡，蛍光物質からなるものあるいは小さな反射体からなる反射板を使う場合もあるが、省電力のＬＥＤと電池を組み合わせた自己発光からなるものも適用できる。但し、自己発光からなるものは、電池の寿命を長くするために測定系と省電力通信を行い、発光時間を制御する手法などを使うなどの工夫が必要となる。
【００２５】
撮影画像の中のマーカ像と比較のための被写体可視光画像とを分けるために、赤外線を使った場合のマーカ像抽出処理の手順を示す。
【００２６】
図４は、撮影領域を橋底の真下から見たマルチカメラ撮影システム１００による撮影の様子を表した図である。（ａ）は、図1のコンクリート橋底面１０１を単純に真下から見た図であり、以下（ｂ）〜（ｄ）が、一連の撮影フロー図である。
【００２７】
図５は、マルチカメラ撮影システムによる撮影フローチャートであり、以下に図４に示した一連の撮影の様子と合わせてフローの説明をする。
【００２８】
ステップ１０(S-10)に於いて、最初に図４の（ｂ）に示すように固定基準マーカ１−ｄ１と１−ｄ２の２個を含む領域がカメラの撮影範囲６−１に入るように、また、本実施形態では寸法基準マーカ１−ｇが隣接する撮影範囲６−２，６−３に入るように、マルチカメラ撮影システム１００を配置する。
【００２９】
ステップ１１(S-11)に於いて、固定基準マーカの照明付与手段５をオンし、橋幅方向に並んだ複数カメラの共通領域にも複数カメラ間マーカ付与手段３−１〜３−（ｅ−１）から赤外線の合わせマーカ７−ａ１−１〜７−ａ（ｅ−１）−１を付与して、複数カメラで同時撮影する。
【００３０】
ステップ１２(S-12)に於いて、橋軸方向へのマルチカメラ撮影システム１００の移動前に最初の移動方向合わせマーカ７−ｂ１−１を付与して図４の（ｃ）の破線枠で示すように基準カメラ２−１に対して同じカメラ位置で撮影する。
【００３１】
ステップ１３(S-13)に於いて、図４の（ｃ）の実線枠で示したようにマルチカメラ撮影システム１００を橋軸方向に所定距離動かして、橋幅方向に並んだ複数カメラ２−１〜２−ｅの共通領域に赤外線の合わせマーカ７−ａ１−２〜７−ａ（ｅ−１）−２を付与した状態で撮影する。
【００３２】
ステップ１４(S-14)に於いて、図４（ｄ）の破線枠で示すように基準カメラ撮影領域６−１−２に対しては次の移動方向合わせマーカ７−ｂ１−２を付与して同じカメラ位置で撮影する。
【００３３】
ステップ１５(S-15)により、以降、マルチカメラ撮影システム１００を橋軸方向に所定距離動かしては図４（ｄ）の操作をコンクリート橋底面１０１の対象全領域の撮影が終了するまで繰り返す。
【００３４】
図６に、隣接画像合わせマーカ像，固定基準マーカ像や寸法基準マーカ像を含む全撮影画像群の構成図を示す。一連の撮影を繰り返して得られた全体の撮影像群が（１，１）〜（ｅ，ｆ）として示されている。図中、固定基準マーカ１−ｄ１と１−ｄ２の画像１０−ｄ１と１０−ｄ２，寸法基準マーカ１−ｇの画像１０−ｇ，橋幅方向に並んだ複数カメラ撮影画像の合わせマーカ７−ａ１−１〜７−ａ（ｅ−１）−ｆの画像群９−ａ１−１〜９−ａ（ｅ−１）−ｆ，橋軸方向での移動前後での合わせマーカ７−ｂ１−１〜７−ｂ１−ｆの画像群９−ｂ１−１〜９−ｂ１−ｆを示している。撮影画像は、橋幅方向のｅ台分のカメラ撮影画像が、初期からｆ回の移動にわたり橋軸方向に広がる。図６中、簡単のため、任意の画像を（ｍ，ｎ）としている。
【００３５】
図７に、隣接画像間から実世界座標までの座標変換原理図として、（ａ）に橋幅方向の座標変換のための座標関係，（ｂ）に橋軸方向の座標変換のための座標関係，（ｃ）に時を隔てた共通座標変換のための座標変換，（ｄ）に実世界座標系への座標変換の各関係を示す。  図７により、橋幅方向の画像間の座標変換，橋軸方向の画像間の座標変換、そして任意の画像の基準画像２５の座標への変換，時を隔てた共通座標への変換、さらに、実世界座標系への変換について説明する。一般的に二つの座標間において、移動，回転，倍率の変化に対応する二つの座標系（ｕ，ｖ）の座標系から（ａ，ｂ）への座標変換は、以下の式（１）に示すアフィン変換式で表される。
【００３６】
【数１】
2015119372.tif 000003
橋幅方向に並んだ撮影画像の共通座標化は、図７に於いて、（ａ）の橋幅方向の座標変換に示される撮影画像（ｍ，ｎ）のマーカ像９−ａｍ−ｎの２つの座標(a1，b1)、(a2，b2)と撮影画像（ｍ，ｎ+１）の同一のマーカ像９−ａｍ−ｎの２つのマーカ像の座標(u1，v1) ，(u2，v2)を使って、以下の式（２）に示すように、上記式（１）中の各係数が導かれる。
【００３７】
【数２】
2015119372.tif 000004
以上から、これらの係数を使って、撮影画像（ｍ，ｎ＋１）の座標値（ｕ，ｖ）の撮影画像（ｍ，ｎ）の座標系（ａ，ｂ）による表示は各係数により、 以下の式（３）で表される。
【００３８】
【数３】
2015119372.tif 000005
このアフィン変換行列をＲｗｍｎとすると、以下の式（４）となる。
【００３９】
【数４】
2015119372.tif 000006
橋軸方向での移動前後の撮影画像の共通座標化は、図７の（ｂ）の橋軸方向の座標変換に示される撮影画像（１，ｎ）と撮影画像（１，ｎ＋１）のマーカ像９−ｂ１−ｎの２つの座標 (a1，b1)，(a2，b2)と座標(u1，v1)，(u2，v2)で前記と同様にアフィン変換係数を求めることができ、以下の式（５）で表される。
【００４０】
【数５】
2015119372.tif 000007
以上から、これらの係数を使って、撮影画像（１，ｎ＋１）の座標値（ｕ，ｖ）の撮影画像（１，ｎ）の座標系（ａ，ｂ）による表示は各係数により、以下の式（６）で表される。
【００４１】
【数６】
2015119372.tif 000008
このアフィン変換行列をＲａ１ｎとすると、以下の式（７）となる。
【００４２】
【数７】
2015119372.tif 000009
任意の撮影画像（ｍ，ｎ）の座標（ｕ，ｖ）を基準撮影画像（１，１）の座標系（ａ，ｂ）でアフィン変換行列を用いて表すと、以下の式（８）となる。
【００４３】
【数８】
2015119372.tif 000010
図７の（ｃ）の基本撮影画像にある二つの固定基準マーカ像の時を隔てた共通座標（x1，y1），(x2，y2）と基準撮影画像の座標系に統一された共通座標系での値（a1，b1），（a2，b2）の座標を用いて、アフィン変換係数を求めることができ、以下の式（９）で表される。
【００４４】
【数９】
2015119372.tif 000011
このアフィン変換行列をＲｒ１１とすると、以下の式（１０）となり、
【００４５】
【数１０】
2015119372.tif 000012
基本画像座標系（ａ，ｂ，１）と時を隔てた共通座標系（ｘ，ｙ，１）の関係は、以下の式（１１）となる。
【００４６】
【数１１】
2015119372.tif 000013
これより、任意の撮影画像（ｍ，ｎ）の画像の座標からの時を隔てた共通座標表示変換は、以下の式（１２）となる。
【００４７】
【数１２】
2015119372.tif 000014
得られた共通座標系（ｘ，ｙ）で、寸法基準マーカ像１０−ｇの両端の座標を（x1，y1），（x2，y2）とする。寸法基準マーカ像の１０−ｇの長さＤｘｙは、以下の式（１３）で与えられる。
【００４８】
【数１３】
2015119372.tif 000015
この寸法基準マーカ１−ｇの実寸法をＤｒとすると、実世界座標系と共通座標系の比率が、Ｒ＝Ｄｒ／Ｄｘｙと表されるので、時を隔てた共通の実世界座標系（Ｘ，Ｙ）は、以下の式（１４）で表される。
【００４９】
【数１４】
2015119372.tif 000016
寸法基準マーカ１−ｇの長さは撮影範囲よりもある程度長い方が画素解像度による誤差の影響を抑えることができるので望ましい。このため、本実施形態では固定基準マーカ１−ｄとは別に長い寸法基準マーカ１−ｇを別途設定している。
【００５０】
図８に、図３中にある画像処理部１２の共通座標表示または実世界座標表示のための座標変換処理ブロックを示す。図８において、撮影した画像信号８０は、画像信号受信部８１で受信され、可視光画像のためにマーカなし画像抽出部８２と、非可視光画像信号からマーカ像を処理するために、基準カメラ移動撮影画像群抽出部８３と、複数カメラ同時撮影画像群抽出部８５と、固定マーカ画像の検出部８８と、寸法基準マーカ画像の検出部９３とにそれぞれ伝えられる。
【００５１】
図９に、撮影した画像群の各マーカ像の画素座標から、合わせマーカを介して、共通座標または実世界座標表示に変換するためのフローチャートを示す。以下、橋幅方向と橋軸方向の隣接する画像間での合わせマーカを使った座標変換を繋いで、基準画像２５の座標に変換する流れを説明する。
【００５２】
ステップ２０(S-20)に於いて、画像信号受信部８１で、基準画像２５を特定するための識別番号(画像ＩＤ)を付与する。
【００５３】
ステップ２１(S-21)に於いて、図８の橋軸方向の基準カメラ移動撮影画像群抽出部８３で選択された一連の（１，１）〜（１，ｆ）の画像から隣接画像で共有する合わせマーカ像を特定してマーカの座標を取得する。
【００５４】
ステップ２２(S-22)に於いて、移動画像群座標変換値処理部８４で、その前の画像と取得画像の画素画像間の合わせマーカの座標値から補正値（アフィン変換係数）Ｒａ１ｎを導出する。
【００５５】
ステップ２３(S-23)に於いて、基準画像座標変換処理部８７で、この実施形態では（１，１）の画像が基準画像２５になるが、移動画像群座標変換処理部８４からの移動方向の補正値と係数Ｒａ１ｎ群から、移動方向で合わせマーカを介して繋がる画像群の座標を基準画像の座標系に変換する。
【００５６】
ステップ２４(S-24)に於いて、橋幅方向の複数カメラ同時撮影画像群抽出部８５で、選択された一連の（１，ｎ）〜（ｅ，ｎ）の画像から隣接画像で共有する合わせマーカ像を特定してマーカの座標を取得する。
【００５７】
ステップ２５(S-25)に於いて、カメラ間画像群座標変換値処理部８６では、撮影像内のマーカの座標値を比較して、前記の図7の（ｂ）に準じる処理を行いアフィン変換行列の係数Ｒｗｍｎを導出して、橋幅方向の基準カメラ移動撮影画像群（１，ｎ）の座標系を基準にした隣接する画像間の合わせマーカの座標値から補正値（アフィン変換係数）を算出する。
【００５８】
ステップ２６(S-26)に於いて、移動画像群座標変換値処理部８４からの座標変換値とカメラ間画像群座標変換値処理部８６からの座標変換値を組み合わせて、基準画像座標変換処理部８７で、橋軸方向の変換座標値と橋幅方向からなる画像の位置に対応する変換座標値を組み合わせて任意の撮影画像（ｍ，ｎ）の画像の基準画像２５の座標系への変換値を導出する。
【００５９】
ステップ２７(S-27)に於いて、共通座標値変換処理部８９ が共通固定基準マーカ画像の検出部８８からの固定基準マーカ１−ｄを撮影した画像ＩＤとその座標値を取得して、さらに、固定基準マーカ共通座標入力９０から、時を隔てて同じ座標値となる値を取得して、基準画像座標変換処理部８９からの基本画像２３に準じる座標値を、図7の（ｃ）の処理を行い、共通座標化を行う。
【００６０】
ステップ２８(S-28)に於いて、実世界座標値変換処理部９４では、共通座標値変換処理部８９からの共通座標に、寸法基準マーカ画像の検出部９３から、寸法基準マーカ１−ｇを撮影した画像ＩＤとその座標値を取得して共通座標系での座標値に変換し、さらに寸法基準マーカ１−ｇの実寸法情報入力９５から実寸法を取得して、図７の（ｄ）の処理を行い、実世界座標への変換値を導出する。マーカ無し画像合成処理部９６では画像ＩＤと実世界座標変換値から、実世界座標画像情報９７を求める。
【００６１】
ステップ２９(S-29)及びステップ３０(S-30)により、橋幅，橋軸方向について全画像までの繰り返しにより、任意の画像の座標値を基準画像２５の座標値へ変換し、さらに時を隔てた共通座標に変換し、最終的に実世界座標変換処理を全画像に亘り実施して、実世界座標画像情報出力９７する。
【００６２】
図９では、共通座標値への変換を経て、寸法情報を元にして実世界座標値に変換するフローを述べたが、図８の破線に示すように、固定基準マーカ１−ｄと寸法基準マーカ１−ｇに分かれた情報を同時に固定基準マーカ１−ｄの実世界座標値９８として提供することで、一気に基準画像座標系から実世界座標系に変換することができ、処理が軽減される。また、実寸情報は不要で単に時を隔てた撮影画像の比較だけを行うのであれば、図８の共通座標変換値処理部９６から直接、マーカ無し画像合成処理９１に展開して共通画像情報出力９２することも可能である。
【００６３】
図１０に定期点検間における時を隔てて撮影した画像間の情報の比較のためのブロック図を、図１１にそのフローチャートを示す。図３の画像処理部１２では、現場で撮影した画像をその場で過去の定期点検時に撮影した画像と比較する処理も行えるものとして考えており、本機能はその一部となる。
【００６４】
ステップ４０(S-40)に於いて、表示画像条件入力２００として、比較したい点検時期と表示したい撮影画像位置や範囲を入力する。この情報は、操作画面の表示画像情報の操作から取得処理してもよい。画像制御部２０１では共通座標または実世界座標情報範囲として呼出し・表示範囲情報として新規に取得した共通・実世界座標系画像合成処理部９９、並びに画像合成処理部２０３に伝える。さらに、画像合成処理部２０１では、表示条件情報を表示画像処理部２０４に送る。
【００６５】
ステップ４１(S-41)に於いて、画像合成処理部２０３で、過去の撮影画像情報保存部２０２に保存されている画像データから、撮影時期の画像を呼び出し、指定の表示したい範囲の値から、逆アフィン変換をして、その範囲の撮影画像を特定し、関連する範囲の画像を選定する。
【００６６】
ステップ４２(S-42)に於いて、新規に取得した共通・実世界座標系画像合成処理部９９では指定された表示したい範囲に対応した画像データに変換情報を付けて画像合成処理部２０３に出力する。
【００６７】
ステップ４３(S-43)に於いて、画像合成処理部２０３で撮影画像に付与されている共通座標または実世界座標へのアフィン変換係数を使って画像データを変換して、比較したい画像群に対して、表示したい画像範囲の保存画像情報と新規撮影画情報を組み合わせて表示部処理部２０４へ出力する。
【００６８】
ステップ４４(S-44)に於いて、表示部処理部２０４で、画像制御部２０１から得た表示条件情報に応じて、表示形態の情報を表示画像信号２０５として出力する。以上のようにして、定期点検などの時間を隔てた撮影画像の比較を行うに当り、固定基準マーカを共通座標や実世界座標を基準とすることで自動的に時間を隔てた画像同士を比較表示することが簡単にできる。また、合わせて、画像中に実世界座標情報を挿入して、ひび割れ寸法などの計測にも適用できるので、経時劣化を画像比較により定量的に行うこともできる。前記フローでは触れなかったが、図１０中、新画像信号からの処理情報は、画像データと共にかの撮影画像情報保存部２０２に伝えられて将来の比較情報となる。
（第１の実施形態の効果）
上記第１の実施形態では、複数の画像を隣接画像間で合わせマーカを介して合成する構成において、被写体上への少なくとも２つの固定基準マーカあるいは時を隔てて共通な特徴点である基準目印を設定して、時を隔ててそれらに共通の座標値を与えることで、時を隔てた複数の画像の座標位置と方位と寸法を自動的に一致させることができるので定期点検毎の同じ場所の劣化を含む表面状態の比較が容易にできるようになる。
【００６９】
また、撮影範囲に実寸を表す寸法基準マーカを含ませることにより、自動的に実世界座標系に変換するので同じ場所のひび割れなどの劣化の実寸基準での比較が容易にできるようになる。
【００７０】
さらに、時を隔てて共通な少なくとも２つの基準目印を設置し、それらに時を隔てて同じ実世界座標を与えることで、同じ場所の劣化の実寸基準での比較のための自動的な共通の実世界座標の導出処理がより簡単にできるようになる。
【００７１】
上記実施形態において、特に、固定基準マーカや寸法基準マーカなどの基準目印を、カメラ間画像の合わせマーカや移動前後の画像合わせマーカと同様に他の被写体よりも高輝度とすることで、二値検出により、容易に時を隔てた画像間の比較のための座標変換用のマーカを識別するができるので、画像の輝度分布比較の演算処理を行う必要がなく処理が軽量化や高速化できる。
（第２の実施形態）
図１２は、第２の実施形態におけるコンクリート橋底面１０１の橋幅方向，橋軸方向に複数の固定基準マーカ１−ｄ１〜１−ｄ８を設置した図である。第１の実施形態では近接させて２個の固定基準マーカを橋の端部に設置したが、本実施形態では、橋幅方向に離れて配置させた２つの対の固定基準マーカ（例えば１−ｄ１と１−ｄ２）のセットを橋軸方向に複数設置する(図１２では１−ｄ７と１−ｄ８の対までの４セットを設置)。橋幅が広くなった場合や橋軸が長尺となった場合に画像合成処理に伴い発生する誤差の累積に注目しながらこの構成について説明する。
【００７２】
図１３は、コンクリート橋底面１０１に設置した複数の固定基準マーカを撮影するマルチカメラ撮影システム１００による撮影の状況を表した図である。図１３のマルチカメラ撮影システム１００では、図３のマルチカメラ撮影システム１００と比較し、固定基準マーカ照射手段５−１と５−２および移動方向マーカ付与手段４−１と４−２がマルチカメラ撮影システム１００の橋幅方向の両端に設けられている点で異なる。その他の構成は、図３に同じである。固定基準マーカ群の照明は、固定基準マーカ照明手段５−１と５−２による。マーカ付与手段３−１〜３−（ｅ−１）および移動方向マーカ付与手段４−１と４−２の制御は、赤外線を用いて常時オンとし、赤外線/可視光カメラ２で被写体であるコンクリート橋底面１０１の可視光像と赤外線のマーカ像を同時撮影して、マーカ像と可視光像を分離する。マルチカメラ撮影システム１００の位置は、複数の固定基準マーカ１−ｄ１〜１−ｄＮのいずれかが移動方向マーカ７−ｂ−ｎと７−ｃ−ｎのいずれかを含む撮影画像に含まれるように設定する。このように同じ撮影画像に移動方向マーカ像と固定基準マーカ像が含まれる方が座標変換における処理が簡単になると共に、画像合わせ誤差を低く抑えることができるが、多少は両者のマーカを撮影する画像の位置が異なっても誤差の蓄積の抑制の効果は得られ、また画像処理も多少複雑になるが大きな問題はない。各マーカの重なりを回避する手法としては、マーカの色を分けたり、マーカ付与と撮影のタイミングで分けたりできる。以下、本実施形態では、簡単のため、両者のマーカが同じ撮影画像に含まれる形態で説明する。
【００７３】
図１４は、第１の実施形態の固定基準マーカ１−ｄ１と１−ｄ２を近接させて一つの基準画像２５内に配置した場合の、隣接画像間の座標変換の誤差の蓄積を示している。（ａ）には、固定マーカの基準座標として付与に使った大元の共通座標系または実世界座標系と各画像の合わせマーカを介して座標変換して求めた共通座標系または実世界座標系との最大の誤差の累積を表している。基準画像２５に２つの固定基準マーカ像１０−ｄ１，１０−ｄ２が含まれ、当然この画像と大元の共通座標あるいは実世界座標はほぼ一致する。橋幅方向には隣接画像間の合わせマーカ像からアフィン変換を解して座標変換が行われる。このとき、画像は画素により、像が粒子化されるために隣接画像間での粒子化誤差が必然的に発生する。その他にも光学系収差などの影響による誤差も生じる。その結果、画像間での座標変換の繰り返しが誤差の蓄積を生じて、共通座標あるいは実世界座標からの誤差の蓄積を生じる。その結果、固定基準マーカ像含む基準画像２５から離れるに従い、単調に誤差の累積が増加する。また、橋軸方向においても同様に隣接画像間での座標変換における誤差の蓄積があり、固定基準マーカ像１０−ｄ１，１０−ｄ２を含む基準画像２５から離れるに従い誤差が蓄積する。橋軸方向については橋が長尺になるとその撮影の繰り返し数が多大になり、この影響は一層顕著になる。例えば、３０ｍの尺の橋を高精細カメラ（１９２０×１０８０画素）で１０ｃｍ間隔に刻んで撮影した場合には、座標変換の回数から３００回の蓄積を数え、高精細画像の縦の操作線数の１０８０画素分の画像でも、画素の粒子化誤差の累積は最大で１／３の画像分のずれを生じる可能性があることになり、時を隔てた画像比較のための位置合わせ精度が大きく悪化することになる。この誤差の累積は、統計上では二項定理に従い繰り返し回数の平方根に比例する形になるが、それでも５１回分の粒子化のずれになり、それなりの誤差となる。厳密な最悪設計を行う必要があり、この場合には統計上の適用はできないため、３００回程度の蓄積への対処が必要なとなる。また、橋幅方向については、例えば１０ｍを３０ｃｍ程度の間隔で撮影するため、３３回分程度の蓄積となる。（ｂ）は、画像毎の誤差の累積を簡略して模式的に線形近似した（線形簡易表示）ものであり、以降はこの線形簡易表示で説明する。
【００７４】
図１５は、第２の実施形態の複数の固定基準マーカの効果（誤差蓄積の線形簡易表示）説明する図である。複数に固定基準マーカ１−ｄ１〜１−ｄ８を配置する場合において、（ａ）には橋軸方向での固定基準マーカの一つの間隔分に相当する４つの固定基準マーカに囲まれた範囲での座標変換の誤差の蓄積と、（ｂ）には変形型として橋幅方向のマーカ配置を互い違いに１つ飛ばして離散的に配置した場合の誤差の蓄積を示している。（ａ）の場合をみると、固定基準マーカ間の中間位置で誤差の累積が最大となる。これを一般的な固定基準マーカの数量Ｎに対して適用すると、橋軸の全尺に対して１／(２＊(Ｎ−１))に比例する形で誤差の累積値が減少し、改善されることが分かる。例えば、先の例の３０ｍの橋軸の尺に対して５ｍ間隔で６点配置すると２．５ｍ長の尺の誤差に低減され、累積回数にして、３００回分から２５回分に低減される。実質的な統計上では５回分の累積相当となり、累積誤差に対応した画像補正処理が大幅に軽減される。（ｂ）の場合には、橋幅方向と橋軸方向の固定基準マーカの間隔にもよるが、基本的には橋軸方向が長尺となるため、固定基準マーカの設置作業を減らすためにはその間隔を広く取るために橋軸方向の誤差の累積が支配的になるので橋軸方向への適用となる。
【００７５】
図１６に、図１３に示した複数の固定基準マーカ１−ｄ１〜１−ｄ８を設置した場合の共通座標または実世界座標への変換フローチャートを示す。
【００７６】
ステップ５０(S-50)に於いて、画像処理部１２の中で、一連の撮影画像データを取得する。
【００７７】
ステップ５１(S-51)に於いて、撮影画像群から固定基準マーカ群を含む画像を特定する。
【００７８】
ステップ５２(S-52)に於いて、固定基準マーカ像を含む画像群の画像ＩＤと、橋軸および橋幅の隣接画像間の座標変換の組み合わせ数を求め、最寄りの２つの固定基準マーカ像を含む画像までの合わせマーカによる変換数の組み合わせ数が少なくなるように、任意の画像と共通座標変換または実世界座標変換に適用するルートを設定する。
【００７９】
ステップ５３(S-53)に於いて、各画像について、そのルート上の橋幅方向の複数カメラ撮影像の合わせマーカ座標からのアフィン変換値と、橋軸方向の移動前後の合わせマーカ座標からのアフィン変換値を組み合わせて、最寄りの２つ固定基準マーカの共通座標値また実世界座標値を使って変換を行いその座標変換関連情報を導出する。
【００８０】
ステップ５４(S-54)に於いて、各画像について共通座標や実世界座標の導出に関係した情報をその画像メタデータとして撮影画像データと共に記録し、保持する。
【００８１】
図１６のフローチャートでは、ステップ５２(S-52)ついて簡単に最寄りの固定基準マーカを含む画像を選択することを示したが、これを図６の全撮影画像群を用いて説明する。任意の値（ｍ，ｎ）の位置から、固定基準マーカ１−ｄ１を含む画像までの座標変換ルートは、上記の式（１４）の積に沿って、橋幅方向の座標変換の積に橋軸方向の座標変換の積を掛けることになる。このときルート距離としては、（ｍ，ｎ）から（１，ｎ）までのｍ−１回と（１，ｎ）から（１，１）までのｎ−１回を加えた｜ｍ−１｜＋｜ｎ−１｜となり、これが誤差の累積に相当する。また、図１３では橋軸方向のルートは２つの（１，ｎ）と（ｅ，ｎ）に沿ってルートがある。橋幅方向のルートは（１，ｎ）に向う変換と（ｅ，ｎ）に向う変換の２つがある。例えば、固定基準マーカが（１，１），（ｅ，３），（ｆ，１），（ｅ，ｍ）の４点で検出されたとすると、ルート距離の合計は夫々｜ｍ−１｜＋｜ｎ−１｜，｜ｅ−ｍ｜＋｜ｎ−３｜，｜ｍ−１｜＋｜ｆ−ｎ｜，｜ｅ−ｍ｜＋｜ｆ−ｎ｜となる。この４点から、夫々のルート距離を比較して、値が小さい２つを選択してそのＩＤを共通座標または実世界座標への変換用に選択するものである。
【００８２】
前記では、固定基準マーカが橋幅の両端に配置されているので、ルート設定は単純なので４つ固定基準マーカ画像までのルート長を簡単に短いものに設定したいが、一般的に複数の固定基準マーカがあり、そこに至るには複数のルートが存在することもある。マルチカメラ撮影システム１００における橋軸方向の隣接画像合わせのルートは２つ程度であり、ルート構成は基本的に橋軸と橋幅の縦横の構造になる。このとき、任意の画像位置（ｍ，ｎ）から（ｉ，ｊ）にある固定基準マーカ画像に至るルートは２つになる。両ルートで橋軸方向のルート部分の距離は｜ｎ−ｊ｜の一意となる。今、橋軸方向のその画像（ｍ，ｎ）からの反対方向の２つのルートが橋軸方向のルートと重なる点を（ｋ，ｎ）と（ｌ，ｎ）とすると、夫々のルートでのその画像（ｍ，ｎ）と固定基準マーカ画像（ｉ，ｊ）間の距離は、｜ｎ−ｊ｜＋｜ｍ−ｋ｜＋｜ｉ−ｋ｜と｜ｎ−ｊ｜＋｜ｌ−ｍ｜＋｜ｌ−ｉ｜となる。この２者から、短い方を選択する。両者同じ場合は、例えば何かしらルートに重み付けをするなり、右ルートを選択するなどすればよい。このようにして、任意の画像位置と夫々の固定基準マーカを含むまでの短いルートを選択して、さらに、前段に示したように各画像から複数の固定基準マーカの画像までの夫々の距離を比較して最寄りの２つのルートを選択するものである。
【００８３】
各画像について取得した関連情報とは、画像の最寄りの２つの固定基準マーカ像を含む画像ＩＤ、最寄りの固定基準マーカ像を含む画像までのルート情報、ルートから求まる画像間のアフィン変換係数、共通座標または実世界座標へのアフィン変換の係数などであり、この画像を共通座標あるいは実世界座標表示で利用する場合には、そのメタデータを利用して座標変換を行い、時を隔てた全体画像での比較処理に使えるようにする。
【００８４】
各画像についての最寄りの２つの固定基準マーカ像を含む画像のルート設定については、取得した全画像の中から複数の固定基準マーカ像を含む画像ＩＤを取得して最適なルートを選択する場合もあるが、撮影中に取得した画像情報群から最適なルートその都度算出してリアルタイムでの処理に適用してもよいし、事前に撮影プランを組んでおき、最適ルートを設定しておいてもよい。
【００８５】
本実施形態では、構造物としてコンクリート橋底面で橋軸，橋幅として記述したが、一般的な構造物など広い領域の高精細な複数撮影画像の組み合わせにおいて縦横の撮影画像を画像間の合わせマーカを介して合成する場合の固定基準マーカや被写体の特徴点など基準目印を設置する場合に適用できる。
（第２の実施形態の効果）
上記第２の実施形態において、被写体に対して時を隔てて共通位置にある被撮影物の座標を共通化するための基準目印、例えば実物に付与した固定基準マーカや特徴点などの数をＮ倍に増やして、これを共通座標または実世界座標とすることにより、撮影時に隣接画像間の画像合わせマーカによる座標変換処理で生じる誤差の累積を１／(２＊(Ｎ−１）)に減少させることができ、時を隔てた撮影画像の比較のための画像合わせ精度が高くなる。特に、長い尺の構造物ではその効果が顕著となる。
【００８６】
また、任意の画像から複数の基準目印を含む画像を隣接画像間の画像合わせマーカによる座標変換のルートを画像合わせにおける誤差の重みを考慮しながらルート距離を導出して、その画像とそれら複数の基準目印へのルート距離を比較して、その中から最寄り２つの基準目印を含む画像とルートを選択して、それらの画像合わせの座標値に使うことで、最も累積誤差を減らし、誤差精度が高くすることができる。
（第３の実施形態）
第３の実施形態として、第１および第２の実施形態における図３あるいは図１３の固定基準マーカ１−ｄの高輝度化としてコンクリート橋底面１０１に凸半球面鏡３０を設置して固定マーカ照明手段５を組み合わせて用いる場合について説明する。図１７は、凸半球面鏡の反射で生じる光源の虚像を固定基準マーカに利用する場合の構成図である。実際の撮影では凸半球面鏡の真下のみにカメラ２や固定マーカ照明手段５が配置されるものではないが、位置関係がずれても球面対称性から基本的な反射構成は変わらないので、ここでは基本的な概念の説明のために真下の配置の構成とする。
【００８７】
固定マーカ照明手段５の発光領域５１からの光線は凸半球面鏡３０の表面で反射してカメラ２に入る。このときの発光領域５１の寸法をＣ，マルチカメラ撮影システム１００と凸半球面鏡３０までの距離をＬ，凸半球面鏡３０の半径ｒとする。発光領域５１の凸半球面鏡３０による虚像３１の大きさは、凸半球面鏡３０反射における反射点３４からの実像と虚像までの距離の関係から求まる。凸半球面鏡３０の反射の光学系では半径の半分ｒ／２が焦点距離となるので、反射点３４から虚像３１までの距離をＱとすると、以下の式（１５）で表される。
【００８８】
【数１５】
2015119372.tif 000017
反射点３４から虚像３１までの距離Ｑは、以下の式（１６）となるので、
【００８９】
【数１６】
2015119372.tif 000018
虚像３１の寸法ΔＣは、反射点３４から実像までの距離Ｌと虚像までの距離Ｑの比をとり、以下の式（１７）となる。
【００９０】
【数１７】
2015119372.tif 000019
図１８に、凸半球面鏡を固定基準マーカとして用いるときの光源領域の反射像寸法を算出したグラフを示す。発光領域５１の幅Ｃを１０ｍｍとしたときの、虚像３１の寸法の凸半球面鏡３０の半径ｒ依存性を示している。rを５ｍｍ，Ｌを６９０ｍｍとすると、ΔＣ＝０．０３６ｍｍとなる。０．２ｍｍのコンクリートのひび割れを検出すためのカメラの解像度で撮影するに際して、この値は十分に小径な固定基準マーカ１−ｄの寸法を与えることが分かる。理論上の数値は非常に小径となるが、凸半球面鏡３０の表面の歪み，光学系の曇り，研磨時の傷などで実際には多少広がるが、十分に最小ひび割れ以下の寸法の輝点が得られる。仮に、輝点の寸法を広げたい場合には、照明手段５の径を拡げたり、凸半球面鏡３０の半径ｒの径を大きくしたり、あるいは、凸半球面鏡３０の表面を粗くすることにより広げることができる。カメラの画素検出の解像度を同程度に設定するのでこの値は、画素の検出レベルよりも小さなサイズにもなりえる。
【００９１】
次に、カメラ２へ入射する光のパワーについて説明する。カメラ２のレンズによる凸半球面鏡３０を介して発光領域５１に張る立体角度ΔＳｒが補足する光束Ｐｉとして捕らえることができる。カメラ２のレンズ位置における受光半径Ｄ，固定マーカ照明手段５の発光領域５１から発する光束をＰｏとすると、以下の式（１８）となる。
【００９２】
【数１８】
2015119372.tif 000020
図１９には、凸半球面鏡を固定基準マーカとして用いるときの反射光強度と被写体からの反射光を面状の乱反射モデルとしたときの強度の算出図を示す。固定マーカ照明手段５として１００Ｗの電熱球相当を用いたときのカメラ２への凸半球面鏡３０からの反射光束密度と、周囲の被写体からの反射光束密度を示したもので、カメラ２のレンズの受光半径Ｄを２ｍｍとしている。図１８から、周囲の被写体からの反射に対して、３０ｄＢ程度強い輝度差をもつことが分かる。ここでは、凸半球面鏡について説明したが、凹球面鏡についても上記の式（１５）の係数を変えて、以下の式（１９）を適用することにより、同様な効果が得られる。
【００９３】
【数１９】
2015119372.tif 000021
凸半球面鏡３０を利用する場合には、発光領域５１とカメラ２の位置関係により、その反射虚像３１の位置が凸半球面鏡３０の中心３２からずれて撮影されることになる。図２０に、凸半球面鏡に反射する発光領域の虚像３１の球面中心からのずれ量の説明図を示す。図２０の（ａ）には虚像３１の被写体表面の射影３３の球面鏡の中心位置３２からの位置ずれの様子を示し、図２０（ｂ）には、撮影画像における、固定基準マーカ１−ｄ像の撮影画像内位置から、位置ずれ量を導出して補正するための画像条件を示す。図２０（ａ）では凸半球面鏡３０の真下位置からからカメラ２と固定マーカ照明手段５がＤｓ分ずれて、両者の凸半球面鏡３０の反射点３４が鉛直線に対してθ程傾いた位置に配置されている。このとき、凸半球面鏡３０の球の中心３２と反射点３４を結ぶ線分５２とすると、線分５２上での反射点３４から実像までの距離はＳ＝Ｌ／ｃｏｓ（θ），線分５２上での発光領域５１の反射点３４からの発光領域５１までの距離はＳｃ＝Ｓ−ｄ／２＊ｓｉｎ（θ），線分５２上での反射点３４からの発光領域５１の虚像３１までの距離はＳｃ‘＝ｒ＊Ｓｃ／（２＊Ｓｃ＋ｒ），虚像３２の線分５２からの高さがΔｈ＝ｄ／２＊ｃｏｓ（θ）＊Ｓｃ’／Ｓｃとなるので、カメラ２から見た、コンクリート橋の底面１０１上での虚像３１の射影像の中心３２からのずれΔｄは、以下の式（２０）となる。ここで、θ＝ｔａｎ-1（Ｄｓ／（Ｌ＋ｒ））である。
【００９４】
【数２０】
2015119372.tif 000022
図２０（ｂ）には、カメラ２で撮影した画像が示されている。この画像の横軸方向に固定マーカ照明手段５の発光領域５１が配されている。また、撮影領域の幅Ｗは、被写体までの距離：Ｌ＋ｒと撮影倍率により求まる。画像内発光領域５１の凸球面鏡３０の反射虚像３１までの、カメラ２と発光領域５１を結ぶ方向６３の射影の中心２１からの画素距離をｄｓとする。画素座標系での撮影範囲の幅をｗとすると、以下の式（２１）となる。
【００９５】
【数２１】
2015119372.tif 000023
このＤｓを用いて、以下の式（２２）にてθを求めることで、
【００９６】
【数２２】
2015119372.tif 000024
射影のずれ量Δｄは、以下の式（２３）と表せる。
【００９７】
【数２３】
2015119372.tif 000025
図２１には、マルチカメラ装置と固定基準マーカまでの距離をパラメータとしたときの、球面鏡を固定基準マーカとして用いるときの発光領域の虚像のずれ量のカメラと光源間隔依存性を示す。虚像３１の射影３２と凸球面鏡３０の中心３２からのずれΔｄのカメラ２と発光領域５１の凸半球面鏡３０の鉛直方向からのずれＤｓ依存性を示すが、Ｄｓ依存性はほとんどない。
【００９８】
図２２には球面鏡半径をパラメータとしたときの、球面鏡を固定基準マーカとして用いるときの発光領域の虚像のずれ量のカメラと光源の間隔依存性の図を示す。間隔ｄが０ｍｍすなわち凸半球面鏡３０からカメラ２と発光領域５１が同じ距離関係にあり、θが０の場合には、ずれがないことを意味する。これに対して間隔が凸半球面鏡３０から遠ざかる方向にあると、例えば、 Ｌ＝６９０ｍｍ、ｒ＝１０ｍｍで、Ｄｓ＝ｄｓ＊Ｗ／ｗとなるので、ｗ＝１９２０画画素、Ｗ＝３８４ｍｍとしたときには、Ｄｓ＝ｄｓ＊０．２ｍｍとなり、ｄ＝１００ｍｍとすると以下の式（２４）となり、大きなずれを生じる。距離ｄが１００ｍｍ程度になると解像度０．２ｍｍよりもかなり大きなずれ量となる。このような場合には、そのずれ量の導出手法から逆にずれ量を補正することを適用する。
【００９９】
【数２４】
2015119372.tif 000026
図２３に、球面鏡を用いたときに、その発光領域の像のずれ量から、固定基準マーカの座標を球面鏡の中心位置に座標を補正するフローチャートを示す。
【０１００】
ステップ６０(S-60)に於いて、固定基準マーカ１−ｄの撮影画像を取得する。
【０１０１】
ステップ６１(S-61)に於いて、撮影画像から画像中心座標を取得設定する。
【０１０２】
ステップ６２(S-62)に於いて、予め補正量に必要なパラメータ，発光領域５１とカメラ1の中心の距離ｄ，球面鏡の半径ｒ，マルチカメラ撮影システム１００と球面鏡の距離Ｌ，被写体上での画像撮影範囲Ｗ，画像内での画素軸から発光領域方向６３の角度γを取得する。
【０１０３】
ステップ６３(S-63)に於いて、画像の中心の画素座標６０（u0，v0）から、光源領域５１の球面鏡反射像６１の像の画素座標（u1，v1）へのベクトルを導出する。
【０１０４】
ステップ６４(S-64)に於いて、光源領域５１の球面鏡反射像６１の像の画像中心６０からのベクトル６４の角度δ＝ｔａｎ-1（（ｖ１−ｖ０）／（ｕ１−ｕ０））を求めて、発光領域方向６３へのマーカ像の射影距離ｄｓとして、以下の式（２５）にて求める。
【０１０５】
【数２５】
2015119372.tif 000027
ステップ６５(S-65)に於いて、このｄｓから、上記の式（２２），（２３）により、球面鏡中心からの射影のずれ量Δdを求める。
【０１０６】
ステップ６６(S-66)に於いて、このずれ量を各画素軸でのずれ量の夫々の画素軸方向の値として、以下の式（２６）を求め、このずれ量を使って撮影画像の光源領域５１の球面鏡反射像６１の像の座標から、逆に、本来の球面鏡の中心３２の座標への補正とする。
【０１０７】
【数２６】
2015119372.tif 000028
ステップ６７(S-67)に於いて、画像内の固定基準マーカのメタデータとして種々の画像ＩＤや画像寸法情報，固定基準マーカＩＤ情報，固定基準マーカ座標などと共に補正値として記録する。
【０１０８】
また、上記では凸半球面鏡を用いて説明したが、凹半球面鏡でも上記の式（１５）に替えて式（１９）を適用することにより、同等に算出できる。
（第３の実施形態の効果）
上記第３の実施形態において、時を隔てた複数の撮影画像群の共通座標系への変換の固定基準マーカとして凸半球面鏡または凹半球面鏡と別の外部光源を用いることでカメラの解像度サイズより非常に小さくて、被写体よりも非常に高輝度となる固定基準マーカが得られるので、検出が簡単な処理ができ、しかも高精度な固定基準マーカによる時を隔てた画像合わせ処理が行える。
【０１０９】
また、撮影画像における凸半球面鏡または凹半球面鏡による光源の反射像と球面鏡の中心位置からのずれは、撮影画像の中心からの座標ベクトルとカメラと発光領域方向の情報とその距離，球面鏡の半径，球面鏡までの距離により、簡単なずれ導出式から求まる補正量を使って、位置を高精度に求めることができるので、高精度な固定基準マーカによる画像合わせ処理が行える。
(第４の実施形態) 
第４の実施形態として、第３の実施形態における固定基準マーカ１−ｄとして凸半球面鏡３０と凹半球面鏡３６と発光領域５１を用いる場合の固定基準マーカ１−ｄの形状について、設置環境を想定した長期的に安定した構成について説明する。海上に建築されたコンクリート橋底面１０１などに設置された球面鏡３０，３６では頻繁に潮風が横風１４０として吹き付け潮風に含まれる塩などが表面に付着し、鏡面が維持できなくなる危険性があり、これを避ける必要がある。図２４に、横風１４０による塩の球面鏡への付着を防ぐ固定基準マーカ用球面鏡の構造図を示す。所定の範囲からの発光領域５１からの光をカメラ２に向けて反射する形態を、潮風から守る必要がある。図２４（ａ）には凸半球面鏡３０の取り付け構造を示す。コンクリート橋底面１０１にコンクリートネジアンカー１３１を打ち込み、その内側がネジ１３１構造となっている。凸半球面鏡３０を支える土台１３４は支柱１３３にくっ付いており、それがネジ部１３２でコンクリートにしっかり固定される構造である。土台１３４に凸半球面鏡３０の周囲を囲み横風を防ぐ壁１３５を着けるが、このときマルチカメラ撮影システム１００からの所定の撮影範囲で必要な球面鏡の反射範囲を確保する窓構造とする。
【０１１０】
反射領域の確保のための確保する凸球面鏡壁の窓角度４１は、カメラ２の撮影範囲３８と発光領域５１が設置される範囲で光路が確保されなければならい。隣接する二つのカメラの撮影領域で最大の範囲となる発光領域５１は、カメラ２の撮影範囲３８の端に位置するため、撮影範囲角度３９に対する最大固定基準マーカ照明角度追加分４は撮影範囲３８の半分となり、結果的に凸面鏡壁の窓角度４１は、撮影範囲角度３９の二倍以上となるように設定する。実際の窓の半径の寸法ｄｗは、凸半球面の半径ｒを使って、ｄｗ＝ｒ＊ｓｉｎ（ω／２）で与えられ、そのωは、発光領域５１と橋底面１０１の距離をＬ，撮影範囲をＷとすると、ω＝２＊ｔａｎ-1（Ｗ／Ｌ）で与えられる。ここでは、任意の照明用発光領域５１を想定したが、もっとカメラ２に近づける場合にはその窓角度４１は狭めることができる。また、この壁１３５は凸半球面鏡固定基準マーカ１−ｄの底面１０１への設置作業の保持部分としても使うこともできる。
【０１１１】
図２４（ｂ）には凹半球面鏡３６を用いる場合を示している。凹半球面鏡３６は潮風への適用性という点で、底面１０１からの出っ張りがなくなるので横風１４０による塩の付着の影響が大幅に軽減される。図中では保護用に窓の開いた蓋１３７をつける。蓋１３７の窓は、図１７における発光領域５１とカメラ２の所定の範囲の関係で必要な反射像が形成されるような寸法とする。反射領域の確保のための確保する凹半球面鏡の窓角度４２は、図２４（ａ）の凸球面鏡３０の場合と同様にカメラ２の撮影範囲３８と発光領域５１が設置される範囲で光路が確保されなければならい。隣接する二つのカメラの撮影領域で最大の範囲となる発光領域５１は、カメラ２の撮影範囲３８の端に位置するため、撮影範囲角度３９に対する最大固定基準マーカ照明角度追加分４０は撮影範囲３８の半分となり、結果的に凹半面鏡壁の窓角度４２も、凸球面鏡壁の窓角度４１と同様に、撮影範囲角度３９の二倍以上となるように設定するとよい。固定作業用には別途突起を設けることも考えられるが、蓋１３７から土台の１３６に至る溝１３８を掘ることが考えられる。
【０１１２】
実際の被写体であるコンクリート橋底面１０１への設置は、ネジ１３２により固定する設置工事で簡単であるが、さらに、ネジ１３２による固定位置に支柱１３３を差込構造として着脱できる構造としてもよい。この場合、撮影毎に設置が必要となるが、逆に潮風による表面への塩の付着の影響を極力抑えることができる。
（第４の実施形態の効果）
上記実施形態において、光源とカメラ方向と撮影条件の寸法から求まる所定の寸法の窓を設けた凸半球面鏡の周囲に設けることにより、適切な反射像を得ながら、海上における横風による塩の付着を防ぎ、また、その壁を使い凸半球面鏡のコンクリート橋底面への設置を容易にすることができる。
【０１１３】
さらに、光源とカメラ方向の撮影条件の寸法から所定の値の窓を設けた蓋いを凹半球面鏡の構造を適用することにより、凸半球面鏡と類似の機能性能を得ながら、海上の橋の底面などでの横風による塩の付着を大幅に低減できる。
（第５の実施形態）
第５の実施形態として、第１および第２の実施形態における固定基準マーカ１−ｄまたは寸法基準マーカ１−ｇあるいは被写体に含まれる特徴点などの基準目印を、より確実に見つける手法を示す。さらに、その手法の別の機能として同時にその基準目印のＩＤや共通座標値あるいは実世界座標値をその場で取得して自動的に利用する手法について説明する。
【０１１４】
第３の実施形態の図１８に見るように球面鏡を用いると０．２ｍｍの解像度よりも小さな径で非常に高輝度な反射像が得られる。一般にカメラ機能には、誤り信号を排除するために、画素単位での高輝度信号を無視する処理が行われ、見易い画像を得るようにしている。この機能が動作していると、光源領域５１の反射像３１が画素の検出レベルよりも小さなサイズになると、高輝度の固定基準マーカ１−ｄを排除してしまう危険性がある。固定基準マーカ１−ｄの近傍の撮影ではこの機能を抑制することが必要で、さらにそのような誤差信号の排除を抑制したときには、逆に高輝度な誤差信号との識別が必要となる。
【０１１５】
また、第１の実施形態から第４の実施形態において、高輝度のマーカあるいはコンクリート橋底面１０１の被写体の特徴点を利用することを述べた。しかし、例えばコンクリート橋底面１０１を下から撮影する場合には、橋幅の端では空の明るさが逆光として、また、劣化が激しい橋では破損部の穴からの漏れ光などがあり、固定基準マーカ１−ｄあるいは寸法基準マーカ１−ｇを高輝度にしても他のものを誤検出する危険性がある。また、被写体に含まれる特徴点を利用する場合においては、類似した特徴点が複数点ある場合にはそれを識別する必要がある。
【０１１６】
安定して基準目印を特定するための手法として、図２５に、基準目印の近傍にＲＦＩＤパッシブタグとＲＦＩＤリーダを使った場合もしくはコードマークシートを使った場合の固定基準マーカの確実な検出と、同時に基準目印のＩＤと座標情報の読み取りシステムの構成図を示す。
【０１１７】
図２５において、コンクリート橋底面１０１に設置したアンテナ付きのＲＦＩＤパッシブタグ７１に対して、マルチカメラ撮影システム１００側の電力供給用のＲＦＩＤリーダ７２からの無線７３を発信して、アンテナ付きのＲＦＩＤパッシブタグ７１でその無線７３の受信電力を使って、保持している情報を返信のＲＦＩＤパッシブタグ７１からの無線７４として発信し、それをＲＦＩＤリーダ７２が受信する。情報を保持するＲＦＩＤパッシブタグ７１はバッテリーが不要なので、数年毎にしか撮影しない条件でも何もせずに使える。ＲＦＩＤパッシブタグ７１では、電波方式を適用することで２ｍから３ｍの距離での通信が可能となるので、必要に応じてＲＦＩＤリーダ７２の配置を設定してＲＦＩＤパッシブタグ７１から情報が取得できるように配置するものである。ＲＦＩＤパッシブタグ７１のアンテナの寸法や感度調節により電波の届く範囲が限定できるので、複数箇所に接地した場合の固定基準マーカ１−ｄのＩＤを特定することもできる。さらに、ＲＦＩＤは無線を使って遠隔で情報の書き換えが可能なので、ＲＦＩＤパッシブタグ７１に対する状況の変化に対応したＩＤや座標情報の変更もマルチカメラ撮影システム１００上などの離れたところから可能である。このＲＦＩＤは無線であるため、固定基準マーカ像１０−ｄを撮影する前に、ＲＦＩＤ無線で近傍に固定基準マーカ１−ｄがあることを察知して、高輝度の基準目印の検出については絞りを絞る，シャッタ速度を上げるなどハレーションを抑える撮影モードにする、あるいはコードマークシートを撮影するならば、大面積の検知パタンを検出し易いようにコントラストを上げて明暗の境界を強調するなら、通常の被写体の撮影モードと異なり画像判定の精度を高めてその確度を上げることに利用することができる。
【０１１８】
図２６には、コードマークシートによる固定基準マーカ検出マークと関連情報のＩＤと座標情報の提示の例の図を示す。図２６（ａ）にはコードマークシート６５の構成の一例を示す。まずこのコードマークシート６５自体を撮影画像の中から容易に特定するために簡単なマークとして３隅に円形のコードマークシート特定パタン６７を配している。３つの円形の検知パタン６７は、円形であれば画面の方向によらず形状が特定し易く、さらに３点の配置によりコードマークシートの情報の並び方向を表すことができるようになっている。さらに、検知パタン６７として固定基準マーカ１−ｄに使うような高輝度で反射像などが固定基準マーカよりも大きなものを使うと、輝度の二値検出により簡単にこのコードマーカシートの検知ができる。次に情報を記述するコードマークについて説明する。一般的な文字表現では汚れや、剥がれなどで一部が欠損しても読み取りが厳しくなるが、簡単な形状の組み合わせによるコードを用いることで、汚れや部分劣化に強くなる。情報は四角を並べて、その白黒の配置で二進法値コード化して固定基準マーカＩＤ情報６８と固定基準マーカ情報６９を表示するものである。これら情報の読み取りについては、通常の被写体の撮影と異なり、前記コードマーカシート検知が行われたときにのみに、マーク６８、６９の読み取りに最適化した、エッジ強調処理やコントラスト強調，形状認識処理の強化を行うことで、処理を軽減できる。（ｂ）は基準目印の近傍の被写体表面にコード化したパタンからなる橋軸位置情報コードマークシート６５や橋幅位置情報コードマークシート６６などを付与したものである。前記コードマークシートの検知パタン６７を縦横に３点配置して、さらに、橋軸位置コードマークシート６５の検知パタン６７の並びと、橋幅位置コードマークシート６６の検知パタン６７の並びの延長線上に基準目印１０−ｄがくるように配置すると取得画像における処理で、小径の基準目印が確実に特定できるようになる。
【０１１９】
図２７に、ＲＦＩＤの受信をトリガにしてコードマークシートの利用と組み合わせた基準目印の特定と、基準目印のＩＤ情報もしくは座標情報の自動取得とのフローチャートを示す。固定基準マーカ１−ｄ，寸法基準マーカ１−ｇあるいは被写体の特徴点などの基準目印の近傍に設置したＲＦＩＤパッシブタグ７１またはコードマークシート６５，６６を利用する。
【０１２０】
ステップ７０(S-70)に於いて、ＲＦＩＤを利用する場合のＲＦＩＤの読み取り動作を進める。
【０１２１】
ステップ７１(S-71)に於いて、新たなＲＦＩＤ信号を受信したかを判断し、受信した場合は次の処理へ、受信していない場合には、ステップ７０(S-70)に戻る。
【０１２２】
ステップ７２(S-72)に於いて、ＲＦＩＤ信号の基準目印のＩＤ情報を受信するとＲＦＩＤ信号中の座標情報を取得し、基準目印の周囲に設置したコードマークシートの検知パタンの検出動作を開始する。このときコードマークシートの撮影に適した撮影モードを起動する。画像内の特定のパタンの検出処理は重いためこれの処理をできるだけ減らすために、ＲＦＩＤ信号の受信をトリガとする。検知パタンの検出には、高輝度の検知パタンを使う場合には二値検知などの処理の軽いものが使える。
【０１２３】
ステップ７３(S-73)に於いて、検知パタン検出か判断する。検出した場合には次に進むが、検出できなかった場合には、コートマークシートによる精度の高い基準目印の確認を諦めて、ＲＦＩＤ受信との組み合わせに移行する。
【０１２４】
ステップ７４(S-74)に於いて、基準目印の検出動作を開始する。これは、高輝度検知の場合は二値検出動作を行うが、基準目印の径が画素並みに小さくても削除しない撮影動作制御など最適化した撮影モードにする。
【０１２５】
検知パタンの組み合わせ方向から、基準目印の検出動作を実施する。また、検知パタンの周囲にあるコードマークを読み取るに適した撮影モードを起動する。この撮影モードとはコードマークシートのコードマークが読み取り易いように境界強度増強やマークのテンプレート整合処理を行うなどである。
【０１２６】
ステップ７５(S-75)に於いて、基準目印とおぼしき画像を検出したか判断する。無ければ、基準目印の検出が不可であったということでステップ８２(S-82)へ行き、あれば次に進む。
【０１２７】
ステップ７６(S-76)に於いて、検知パタンの配置から基準目印の位置を特定して、 基準目印とおぼしき像との位置との整合性を確認する。
【０１２８】
ステップ７７(S-77)に於いて、検知パタンからの位置に一致か確認する。複数の検知パタンの縦横の延長線の交点が基準目印の位置であり、基準目印とおぼしき画像の位置が一致していれば、誤信号による輝点でなく、基準目印と確認される。一致しなければ、ステップ７８(S-78)へ行き、一致したら次へ進む。
【０１２９】
ステップ７８(S-78)に於いて、コードマークシートによる基準目印のＩＤ情報と、コードマークシートからの検出不可を記録する。
【０１３０】
ステップ７９(S-79)に於いては、コードマークシートのコードマークを撮影し処理するモードとして、コードマークシートのコードマークが読み取り易いように境界強度増強やマークのテンプレート整合処理を行い、コードマークシートから基準目印のＩＤと座標情報を読み取って記録する。
【０１３１】
ステップ８０(S-80)に於いては、コードマークシートが使えないため、ＲＦＩＤの受信情報ベースでの基準目印の検出動作の開始となる。
【０１３２】
ステップ８１(S-81)に於いて、基準目印とおぼしき画像を検出したか判断する。無ければ、基準目印の検出が不可であったということでステップ８２(S-82)へ行き、あれば次に進む。
【０１３３】
ステップ８３(S-83)に於いて、別の基準目印とおぼしき画像があるか確認して、もし、あれば基準目印として一意に特定できないとしてステップ８４(S-84)へ行き、なければ一意に特定できたとして、ステップ８５(S-85)へ行く。
【０１３４】
ステップ８４(S-84)に於いて、ＲＦＩＤにより取得したＩＤと、未確認であった結果を記録する。
【０１３５】
ステップ８５(S-85)に於いて、ＲＦＩＤによる確定し、基準目印のＩＤ，座標情報を読み取って記録する。
【０１３６】
以上、ＲＦＩＤの無線による受信の容易性とコードマークシートによる厳密性の高い位置特定を組み合わせた場合の基準目印の確認方法について示したが、ＲＦＩＤの無線の受信と基準目印のみを組み合わせたものでは、ステップ８２(S-82)のＲＦＩＤのＩＤ情報がない形、ステップ８４(S-84)，ステップ８５(S-85)の結論に流れ、コードマークシートによる基準目印の確認では、ステップ７８(S-78)，ステップ７９(S-79)，ステップ８２(S-82)の結論をえることになる。
【０１３７】
ＲＦＩＤを利用する場合には、例えば実世界座標系の基準点の変更に伴う実世界座標を変更や実世界座標の計測値が変化した場合の情報の書き込み変更が可能となるので変更作業が容易となる。取得情報が限られる場合にはＩＤのみの情報を取得して、予め設定しておいた実世界座標をデータベースからＩＤに基づき読みとる手法もある。このように固定基準マーカの近傍にその固定基準マーカのＩＤ情報または実世界座標の情報源を設定しておき、現地で自動的に読み取ることで実世界座標の設定作業の手間を省いたり、入力ミスをなくしたりできる。
（第５の実施形態の効果）
上記第５の実施形態において、基準マーカや被写体の特徴点などの基準目印の近傍位置設置したＲＦＩＤパッシブタグのＲＦＩＤリーダによる無線通信を通じた近傍での前記基準目印の情報に基づき、撮影制御や画像処理手法を基準マーカや特徴点の検出向けの制御にチューニングすることにより、撮影全体での処理を軽くして、画像処理による基準目印だけの検出よりもより確実に座標設定のための目印の特定ができるようになる。
【０１３８】
別の手法として基準目印の近傍位置設置するコードマークシートの検出のためのパタンを円形やあるいは大きな径の高輝度なマーカなど、検出処理が簡単な構造するかあるいは高輝度の基準目印とおぼしき対象物を特定したときにのみ、撮影カメラで基準マーカや被写体の特徴点の近傍での存在を認識して処理を動作させることで、撮影全体での処理を軽くして、影制御や画像処理手法を基準マーカや特徴点の検出向けの制御にチューニングすることで、基準目印だけのときの誤検出を減らせる。
【０１３９】
また、コードマークシートの複数の検出パタンを基準目印の位置を示すようにパタン化して配置することで、容易に撮影画像内における目印を非常に正確特定できるようになる。
【０１４０】
また、コードマークシートの検知のためのパタンを検出したときのみ、コードマークシートのコードマークが読み取り易いように境界強度増強やマークのテンプレート整合処理を行うことで、処理を軽減する。
【０１４１】
さらに、ＲＦＩＤパッシブタグの無線信号とコードマークシートの画像撮影の同時利用により、両者の利点を活かして、ＲＦＩＤにより基準目印が近傍にあること察知して撮影制御あるいは画像処理をチューニングして、コートマークシートの撮影画像により、詳細な目印の位置が特定されるので、より確実に小径あるいは目立ない被写体の特徴点が識別できるようになる。
【０１４２】
ＲＦＩＤの無線信号を通じてや、コードマークシートの撮影画像から、自動的に前記基準目印のＩＤや固定基準マーカや被写体の特徴点の共通座標あるいは実世界座標、あるいは寸法基準マーカの寸法情報が取得できるので、時を隔てた画像の比較用の画像位置、方向、寸法の整合や実世界座標化を全自動で行うことができようになり、人手による入力操作がなくなるため、簡単化され、かつ人手によるミス入力の要素を排除できる。
（変形例）
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。
【０１４３】
ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
【０１４４】
本発明の変形例として、例えば、次の（ａ）（ｂ）（ｃ）のようなものがある。
（ａ）上記実施形態では、撮影画像の処理をマルチカメラ撮影システムに付属の画像処理部で行ったが、撮影情報を別途通信を介した遠隔のサーバやストレージで一連の処理を行うことも可能である。
（ｂ）上記実施形態では、凸半球面鏡，凹半球面鏡として記述したが、半球面に厳密性はなく反射領域が確保でいる球面鏡の一部の形状であればよい。
（ｃ）上記実施形態では、時を隔てた撮影画像の座標系を一意に合わせる形態の内容で記述したが、撮影毎での画像合わせ誤差の累積値は必ずしも一致するものではなく、画像の画素位置が厳密に同一化されるものではないので、時を隔てた撮影画像群の比較においては、誤差範囲を規定し最終的にはその範囲での輝度分布の相関処理を組み合わせることが必要となるが、そのときには、実施形態で求める共通座標をその相関処理の基準値として、累積誤差に基づく値を相関処理のための画像範囲として利用することも可能である。
【符号の説明】
【０１４５】
１−ｄ  固定基準マーカ
１−ｇ  寸法基準マーカ
２  カメラ
３  複数カメラ間マーカ付与手段
４  移動方向マーカ付与手段
５  固定基準マーカ照明手段
６  撮影領域
７−ａ  複数カメラ間マーカ
７−ｂ，７−ｃ  移動方向合わせマーカ
９−ａ  複数カメラ間マーカ像
９−ｂ  移動方向マーカ像
１０−ｄ  固定基準マーカ像
１０−ｇ  寸法基準マーカ像
１１  制御部
１２  画像処理部
２０  亀裂
２１  通信線
２２  複数カメラマーカ付与手段制御線
２３  移動方向マーカ付与手段制御線
２４  照明手段制御線
２５  基準画像
３０  凸半球面鏡
３１  虚像
３２  凸半球面鏡の中心
３３  虚像の射影
３４  凸反面鏡反射点
３６  凹半球面鏡
３８  撮影範囲
３９  撮影範囲角度
４０  最大固定基準マーカ照明角度追加分
４１  凸球面鏡壁の窓角度
４２  凹球面鏡の窓角度
５１  発光領域
５２  中心と反射点を結ぶ線分
６０  画像中心
６１  発光領域反射像
６３  発光領域方向
６４  ベクトル
６５  橋軸位置コードマークシート
６６  橋幅位置コードマークシート
６７  コードマークシート検知パタン
６８  固定基準マーカＩＤ情報
６９  固定基準マーカ情報
７１  ＲＦＩＤパッシブタグ
７２  ＲＦＩＤリーダ
７３  ＲＦＩＤリーダからの無線
７４  ＲＦＩＦパッシブタグからの無線
８０  新画像信号 
８１  画像信号受信部
８２  マーカ像なし画像抽出部
８３  基準カメラ移動撮影画像群抽出部
８４  移動画像群座標変換値処理部
８５  複数カメラ同時撮影画像群抽出部
８６  カメラ間画像群座標変換値処理部
８７  基準画像座標変換処理部
８８  固定基準マーカ画像の検出部
８９  共通座標値変換処理部
９０  固定基準マーカ共通座標入力
９１  マーカ無し画像合成処理部
９２  共通座標画像情報出力 
９３  寸法基準マーカ画像の検出部
９４  実世界座標値変換処理部
９５  寸法基準マーカ実寸法情報入力 
９６  マーカ無し画像合成処理部
９７  実世界座標画像情報出力
９８  実世界座標値
９９  共通・実世界座標系画像合成処理部
１００  マルチカメラ撮影システム
１０１  コンクリート橋底面
１３１  コンクリートネジアンカー
１３２  ネジ
１３３  支柱
１３４  土台
１３５  壁
１３６  土台
１３７  蓋
１３８  溝
１４０  横風
２００  表示画像条件入力
２０１  画像制御部 
２０２  過去の撮影画像情報保存部 
２０３  画像合成処理部
２０４  表示画像処理部
２０５  表示画像信号 
【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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