(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象である橋梁の床版と、主桁および横桁または対傾構を含む鋼部材とを撮影する際に、カメラを三次元空間内で移動させ、かつ前記カメラの姿勢を変化させるカメラ付き移動式ロボットの撮影計画を生成する撮影計画生成装置であって、
互いに対向する２つの前記主桁および互いに対向する２つの前記横桁または前記対傾構により区切られた１つの格間の空間情報を取得する空間情報取得部と、
前記１つの格間に対応する前記床版の全体を複数に分割して前記カメラにより撮影する際の前記カメラの複数の床版撮影位置および姿勢を、前記格間の空間情報に基づいて決定する第１の決定部と、
前記１つの格間に対応する前記鋼部材のうちの少なくとも前記鋼部材の複数の接合部を前記カメラにより撮影する際の前記カメラの複数の鋼部材撮影位置および姿勢を、前記格間の空間情報に基づいて決定する第２の決定部と、
前記第１の決定部により決定された前記複数の前記床版撮影位置および姿勢と前記第２の決定部により決定された前記複数の前記鋼部材撮影位置および姿勢とに基づいて、前記カメラ付き移動式ロボットの撮影計画を生成する撮影計画生成部と、
を備えた撮影計画生成装置。
【請求項２】
前記空間情報取得部は、前記橋梁のＣＡＤ図面データに基づいて空間情報を取得する請求項１に記載の撮影計画生成装置。
【請求項３】
前記空間情報取得部は、距離測定部に測定された前記三次元空間内のロボット初期位置を基準にして、前記互いに対向する２つの前記主桁までの第１の距離、前記互いに対向する２つの前記横桁または前記対傾構までの第２の距離、および前記床版までの第３の距離を取得し、前記取得した前記第１の距離、前記第２の距離および前記第３の距離に基づいて空間情報を取得する請求項１または２に記載の撮影計画生成装置。
【請求項４】
前記格間の部材に関する情報である部材情報を取得する部材情報取得部を更に備え、
前記第１の決定部は、前記格間の空間情報と前記部材情報とに基づいて前記床版の撮影位置および姿勢を決定し、
前記第２の決定部は、前記格間の空間情報と前記部材情報とに基づいて前記鋼部材の撮影位置および姿勢を決定する請求項１または２に記載の撮影計画生成装置。
【請求項５】
前記格間の部材に関する情報である部材情報であって、前記部材情報は、前記ロボット初期位置を基準にして横構までの第４の距離、横構の幅、および横構の形状に関する情報である部材情報を取得する部材情報取得部を更に備え、
前記第１の決定部は、前記格間の空間情報と前記部材情報に基づいて前記床版の撮影位置および姿勢を決定し、
前記第２の決定部は、前記格間の空間情報と前記部材情報に基づいて前記鋼部材の撮影位置および姿勢を決定する請求項３に記載の撮影計画生成装置。
【請求項６】
前記第１の決定部は、前記第４の距離、前記カメラが有する焦点距離、および前記カメラの撮像素子のサイズにより、前記横構の水平面での撮影範囲である水平面撮影範囲を算出し、前記格間の空間情報、前記部材情報、および前記水平面撮影範囲に基づいて前記床版の撮影位置および姿勢を決定する請求項５に記載の撮影計画生成装置。
【請求項７】
前記空間情報取得部は、前記距離測定部により、前記カメラの位置を基準にして、前記第３の距離を取得し、
前記第１の決定部は、前記第３の距離、前記カメラが有する焦点距離、および前記カメラの撮像素子のサイズにより床版撮影範囲を算出し、前記床版撮影範囲と前記格間の前記空間情報に基づいて、前記床版撮影位置を決定する請求項３、５、および６のいずれか１項に記載の撮影計画生成装置。
【請求項８】
既存の複数の撮影計画が保存されている撮影計画データベースを更に備え、
前記第１の決定部は、前記格間の空間情報に基づいて前記撮影計画データベースから既存の前記撮影計画を選択し、前記選択された既存の前記撮影計画に基づいて前記床版撮影位置を決定し、
前記第２の決定部は、前記格間の空間情報に基づいて前記撮影計画データベースから既存の前記撮影計画を選択し、前記選択された既存の前記撮影計画に基づいて前記鋼部材撮影位置および姿勢を決定する請求項１から７のいずれか１項に記載の撮影計画生成装置。
【請求項９】
前記格間の部材に関する情報である部材情報を取得する部材情報取得部を更に備え、
前記撮影計画生成部は、前記第１の決定部で決定された前記床版撮影位置および姿勢、および前記第２の決定部で決定された前記鋼部材撮影位置および姿勢を、前記空間情報取得部で取得された前記空間情報と前記選択された前記撮影計画の空間情報との差分または前記空間情報取得部で取得された前記部材情報と前記選択された前記撮影計画の部材情報との差分に基づいて、補正を行う請求項８に記載の撮影計画生成装置。
【請求項１０】
前記撮影計画生成部で生成された前記撮影計画を前記撮影計画データベースに保存させる保存制御部を更に備える請求項８または９に記載の撮影計画生成装置。
【請求項１１】
前記床版撮影位置および前記姿勢、または前記鋼部材撮影位置および前記姿勢の調整指令に基づいて、前記撮影計画生成部で生成された前記撮影計画における前記床版撮影位置および前記姿勢、または前記鋼部材撮影位置および前記姿勢の調整を行う撮影計画調整部と、
を更に備える請求項１から１０のいずれか１項に記載の撮影計画生成装置。
【請求項１２】
前記床版撮影位置または前記鋼部材撮影位置の追加指令に基づいて、前記撮影計画生成部で生成された前記撮影計画における前記床版撮影位置または前記鋼部材撮影位置の追加を行う撮影計画追加部と、
を更に備える請求項１から１１のいずれか１項に記載の撮影計画生成装置。
【請求項１３】
前記第１の決定部は、前記カメラを前記床版に正対させた場合の前記床版撮影位置を決定する請求項１から１２のいずれか１項に記載の撮影計画生成装置。
【請求項１４】
検査対象である橋梁の床版と、主桁および横桁または対傾構を含む鋼部材とを撮影する際に、カメラを三次元空間内で移動させ、かつ前記カメラの姿勢を変化させるカメラ付き移動式ロボットの撮影計画を生成する撮影計画生成方法であって、
互いに対向する２つの前記主桁および互いに対向する２つの前記横桁または前記対傾構により区切られた１つの格間の空間情報を取得する空間情報取得ステップと、
前記１つの格間に対応する前記床版の全体を複数に分割して前記カメラにより撮影する際の前記カメラの複数の床版撮影位置および姿勢を、前記格間の空間情報に基づいて決定する第１の決定ステップと、
前記１つの格間に対応する前記鋼部材のうちの少なくとも前記鋼部材の複数の接合部を前記カメラにより撮影する際の前記カメラの複数の鋼部材撮影位置および姿勢を、前記格間の空間情報に基づいて決定する第２の決定ステップと、
前記第１の決定ステップにより決定された前記複数の前記床版撮影位置および姿勢と前記第２の決定ステップにより決定された前記複数の前記鋼部材撮影位置および姿勢とに基づいて、前記カメラ付き移動式ロボットの撮影計画を生成する撮影計画生成ステップと、
を含む撮影計画生成方法。
【請求項１５】
検査対象である橋梁の床版と、主桁および横桁または対傾構を含む鋼部材とを撮影する際に、カメラを三次元空間内で移動させ、かつ前記カメラの姿勢を変化させるカメラ付き移動式ロボットの撮影計画を生成する撮影計画生成方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
互いに対向する２つの前記主桁および互いに対向する２つの前記横桁または前記対傾構により区切られた１つの格間の空間情報を取得する空間情報取得ステップと、
前記１つの格間に対応する前記床版の全体を複数に分割して前記カメラにより撮影する際の前記カメラの複数の床版撮影位置および姿勢を、前記格間の空間情報に基づいて決定する第１の決定ステップと、
前記１つの格間に対応する前記鋼部材のうちの少なくとも前記鋼部材の複数の接合部を前記カメラにより撮影する際の前記カメラの複数の鋼部材撮影位置および姿勢を、前記格間の空間情報に基づいて決定する第２の決定ステップと、
前記第１の決定ステップにより決定された前記複数の前記床版撮影位置および姿勢と前記第２の決定ステップにより決定された前記複数の前記鋼部材撮影位置および姿勢とに基づいて、前記カメラ付き移動式ロボットの撮影計画を生成する撮影計画生成ステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影計画生成装置、撮影計画生成方法、およびプログラムに関し、特にカメラ付き移動式ロボットの撮影計画を生成する撮影計画生成装置、撮影計画生成方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カメラを装備したロボット装置（カメラ付き移動式ロボット）により橋梁などの建造物を撮影し、その撮影画像を使用して建造物の検査を行う技術が提案されている。【０００３】
例えば特許文献１では、橋梁の床版の下面や鋼鈑桁の検査を行う場合に、橋梁の下面に懸垂台車とレールにより取り付けられた移動可能なカメラ付きロボットが開示されている。【０００４】
また従来より、移動式ロボットの移動計画を生成することに関する技術が提案されている。【０００５】
例えば特許文献２では、ロボット装置を目的地に移動させる場合の移動経路計画の生成に関する技術が開示されている。特許文献２に記載された技術では、移動経路上の未観測領域を一定の条件の下でロボット装置に観測させることにより、移動経路計画を生成する際に使用される障害物地図を更新して、移動経路計画を生成する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−０７９６１５号公報
【特許文献２】特開２００３−２６６３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、一般に橋梁を検査する場合には橋梁を構成する床版および主桁等の鋼部材について検査が行われる。そして橋梁の検査を行うカメラ付き移動式ロボットは、橋梁を構成する床版および鋼部材に関して漏れなく検査用の撮影画像を取得しなければならない。また、橋梁の検査を行うカメラ付き移動式ロボットは、多数の撮影画像を取得する必要があるので、床版および鋼部材の検査のための撮影画像を効率的に取得する必要がある。【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１および２では、橋梁の検査のための撮影画像の取得に関する撮影計画については言及されていない。すなわち、上述した特許文献１および２では、橋梁の床版および鋼部材の検査のための撮影画像の撮影計画に関しては言及されていない。【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、橋梁の検査に使用される撮影画像を漏れなく、効率的に撮影を行うための撮影計画を生成する撮影計画生成装置、撮影計画生成方法、およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一の態様である撮影計画生成装置は、検査対象である橋梁の床版と、主桁および横桁または対傾構を含む鋼部材とを撮影する際に、カメラを三次元空間内で移動させ、かつカメラの姿勢を変化させるカメラ付き移動式ロボットの撮影計画を生成する撮影計画生成装置であって、互いに対向する２つの主桁および互いに対向する２つの横桁または対傾構により区切られた１つの格間の空間情報を取得する空間情報取得部と、１つの格間に対応する床版の全体を複数に分割してカメラにより撮影する際のカメラの複数の床版撮影位置および姿勢を、格間の空間情報に基づいて決定する第１の決定部と、１つの格間に対応する鋼部材のうちの少なくとも鋼部材の複数の接合部をカメラにより撮影する際のカメラの複数の鋼部材撮影位置および姿勢を、格間の空間情報に基づいて決定する第２の決定部と、第１の決定部により決定された複数の床版撮影位置および姿勢と第２の決定部により決定された複数の鋼部材撮影位置および姿勢とに基づいて、カメラ付き移動式ロボットの撮影計画を生成する撮影計画生成部と、を備える。【００１１】
本態様によれば、第１の決定部により格間の空間情報に基づいて、１つの格間に対応する床版の全体を複数に分割してカメラにより撮影する際のカメラの複数の床版撮影位置および姿勢が決定される。また本態様によれば、第２の決定部により格間の空間情報に基づいて、１つの格間に対応する鋼部材のうちの少なくとも鋼部材の複数の接合部をカメラにより撮影する際のカメラの複数の鋼部材撮影位置および姿勢が決定される。そして本態様によれば、第１の決定部および第２の決定部で決定された撮影位置および姿勢に基づいて撮影計画が生成されるので、橋梁を構成する床版および鋼部材の撮影画像を漏れなく効率的に取得することのできる撮影計画を生成することができる。【００１２】
好ましくは、空間情報取得部は、橋梁のＣＡＤ図面データに基づいて空間情報を取得する。【００１３】
本態様によれば、空間情報取得部は橋梁のＣＡＤ図面データに基づいて空間情報を取得するので、空間情報取得部は正確な空間情報を取得することができる。【００１４】
好ましくは、空間情報取得部は、距離測定部に測定された三次元空間内のロボット初期位置を基準にして、互いに対向する２つの主桁までの第１の距離、互いに対向する２つの横桁または対傾構までの第２の距離、および床版までの第３の距離を取得し、取得した第１の距離、第２の距離および第３の距離に基づいて空間情報を取得する。【００１５】
本態様によれば、距離測定部により、三次元空間内のロボット初期位置を基準にして、互いに対向する２つの主桁までの第１の距離、互いに対向する２つの横桁または対傾構までの第２の距離、および床版までの第３の距離を測定される。そして本態様によれば、空間情報取得部は距離測定部で取得された第１の距離、第２の距離および第３の距離に基づいて空間情報を取得する。これにより本態様は、橋梁のＣＡＤ図面データが無い場合であっても、距離測定部で測定された距離情報に基づいて空間情報が取得されるので、撮影計画を生成することができる。【００１６】
好ましくは、撮影計画生成装置は、格間の部材に関する情報である部材情報を取得する部材情報取得部を更に備え、第１の決定部は、格間の空間情報と部材情報とに基づいて床版の撮影位置および姿勢を決定し、第２の決定部は、格間の空間情報と部材情報とに基づいて鋼部材の撮影位置および姿勢を決定する。【００１７】
本態様によれば、部材情報取得部により格間の部材に関する情報である部材情報が取得され、第１の決定部および第２の決定部は、取得された部材情報と空間情報により撮影位置および姿勢を決定する。これにより本態様は、橋梁に部材が設けられている場合であっても検査のための撮影画像を漏れなく、効率的に撮影することができる撮影計画を生成することができる。【００１８】
好ましくは、撮影計画生成装置は、格間の部材に関する情報である部材情報であって、部材情報は、ロボット初期位置を基準にして横構までの第４の距離、横構の幅、および横構の形状に関する情報である部材情報を取得する部材情報取得部を更に備え、第１の決定部は、格間の空間情報と部材情報に基づいて床版の撮影位置および姿勢を決定し、第２の決定部は、格間の空間情報と部材情報に基づいて鋼部材の撮影位置および姿勢を決定する。【００１９】
本態様によれば、部材情報取得部により、ロボット初期位置を基準にして横構までの第４の距離、横構の幅、および横構の形状に関する情報が取得される。これにより本態様は、橋梁に部材が設けられている場合であっても検査のための撮影画像を漏れなく、効率的に撮影することができる。【００２０】
好ましくは、第１の決定部は、第４の距離、カメラが有する焦点距離、およびカメラの撮像素子のサイズにより、横構の水平面での撮影範囲である水平面撮影範囲を算出し、格間の空間情報、部材情報、および水平面撮影範囲に基づいて床版の撮影位置および姿勢を決定する。【００２１】
本態様によれば、第１の決定部により、横構の水平面での撮影範囲である水平面撮影範囲が算出され、その水平面撮影範囲、格間の空間情報、および部材情報に基づいて床版の撮影位置および姿勢が決定される。これにより本態様は、横構の水平面での撮影範囲が考慮された撮影計画が生成されるので、床版を漏れなく、且つ効率的に撮影することができる撮影計画を生成することができる。【００２２】
好ましくは、第１の決定部は、第３の距離、カメラが有する焦点距離、およびカメラの撮像素子のサイズにより床版撮影範囲を算出し、床版撮影範囲と格間の空間情報に基づいて、床版撮影位置を決定する。【００２３】
本態様によれば、第１の決定部により床版撮影範囲が算出され、算出された撮影範囲に基づいて床版撮影位置が決定されるので、床版の撮影画像を漏れなく効率的に撮影することができる撮影計画を生成することができる。【００２４】
好ましくは、撮影計画生成装置は、既存の複数の撮影計画が保存されている撮影計画データベースを更に備え、第１の決定部は、格間の空間情報に基づいて撮影計画データベースから既存の撮影計画を選択し、選択された既存の撮影計画に基づいて床版撮影位置を決定し、第２の決定部は、格間の空間情報に基づいて撮影計画データベースから既存の撮影計画を選択し、選択された既存の撮影計画に基づいて鋼部材撮影位置および姿勢を決定する。【００２５】
本態様によれば、既存の複数の撮影計画が保存されている撮影計画データベースを有し、第１の決定部および第２の決定部は、空間情報に基づいて撮影計画データベースから既存の撮影計画を選択し、選択された既存の撮影計画に基づいて撮影位置および姿勢を決定する。これにより本態様は、既存の撮影計画に基づいた撮影計画を効率よく生成することができる。【００２６】
好ましくは、撮影計画生成装置は、格間の部材に関する情報である部材情報を取得する部材情報取得部を更に備え、撮影計画生成部は、第１の決定部で決定された床版撮影位置および姿勢、および第２の決定部で決定された鋼部材撮影位置および姿勢を、空間情報取得部で取得された空間情報と選択された撮影計画の空間情報との差分または空間情報取得部で取得された部材情報と選択された撮影計画の部材情報との差分に基づいて、補正を行う。【００２７】
本態様によれば、第１の決定部または第２の決定部で決定された撮影位置および姿勢が、空間情報取得部で取得された空間情報と選択された撮影計画の空間情報との差分または空間情報取得部で取得された部材情報と選択された撮影計画の部材情報との差分に基づいて、補正される。これにより本態様は、既存の撮影計画に補正がされるので、漏れの無い効率的な撮影計画を生成することができる。【００２８】
好ましくは、撮影計画生成装置は、撮影計画生成部で生成された撮影計画を撮影計画データベースに保存させる保存制御部を更に備える。【００２９】
本態様によれば、保存制御部により生成された撮影計画が撮影計画データベースに保存されるので、生成された撮影計画を有効に使用することができる。【００３０】
好ましくは、撮影計画生成装置は、床版撮影位置および姿勢、または鋼部材撮影位置および姿勢の調整指令に基づいて、撮影計画生成部で生成された撮影計画における床版撮影位置および姿勢、または鋼部材撮影位置および姿勢の調整を行う撮影計画調整部と、を更に備える。【００３１】
本態様によれば、撮影計画調整部により、床版撮影位置および姿勢、または鋼部材撮影位置および姿勢の調整指令に基づいて、撮影計画における床版撮影位置および姿勢、または鋼部材撮影位置および姿勢の調整が行われる。【００３２】
好ましくは、撮影計画生成装置は、床版撮影位置または鋼部材撮影位置の追加指令に基づいて、撮影計画生成部で生成された撮影計画における床版撮影位置または鋼部材撮影位置の追加を行う撮影計画追加部と、を更に備える。【００３３】
本態様によれば、撮影計画追加部により追加指令に基づいて、撮影計画生成部で生成された撮影計画における床版撮影位置または鋼部材撮影位置の追加が行われる。これにより本態様は、追加指令に基づいて撮影計画に床版撮影位置または鋼部材撮影位置の追加が行われる。【００３４】
好ましくは、第１の決定部は、カメラを床版に正対させた場合の床版撮影位置を決定する。【００３５】
本態様によれば、第１の決定部によりカメラを床版に正対させた場合の床版撮影位置が決定されるので、漏れがなく且つ効率的な撮影画像の取得が行われる。【００３６】
本発明の他の態様である撮影計画生成方法は、検査対象である橋梁の床版と、主桁および横桁または対傾構を含む鋼部材とを撮影する際に、カメラを三次元空間内で移動させ、かつカメラの姿勢を変化させるカメラ付き移動式ロボットの撮影計画を生成する撮影計画生成方法であって、互いに対向する２つの主桁および互いに対向する２つの横桁または対傾構により区切られた１つの格間の空間情報を取得する空間情報取得ステップと、１つの格間に対応する床版の全体を複数に分割してカメラにより撮影する際のカメラの複数の床版撮影位置および姿勢を、格間の空間情報に基づいて決定する第１の決定ステップと、１つの格間に対応する鋼部材のうちの少なくとも鋼部材の複数の接合部をカメラにより撮影する際のカメラの複数の鋼部材撮影位置および姿勢を、格間の空間情報に基づいて決定する第２の決定ステップと、第１の決定ステップにより決定された複数の床版撮影位置および姿勢と第２の決定ステップにより決定された複数の鋼部材撮影位置および姿勢とに基づいて、カメラ付き移動式ロボットの撮影計画を生成する撮影計画生成ステップと、を含む。【００３７】
本発明の他の態様であるプログラムは、検査対象である橋梁の床版と、主桁および横桁または対傾構を含む鋼部材とを撮影する際に、カメラを三次元空間内で移動させ、かつカメラの姿勢を変化させるカメラ付き移動式ロボットの撮影計画を生成する撮影計画生成方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、互いに対向する２つの主桁および互いに対向する２つの横桁または対傾構により区切られた１つの格間の空間情報を取得する空間情報取得ステップと、１つの格間に対応する床版の全体を複数に分割してカメラにより撮影する際のカメラの複数の床版撮影位置および姿勢を、格間の空間情報に基づいて決定する第１の決定ステップと、１つの格間に対応する鋼部材のうちの少なくとも鋼部材の複数の接合部をカメラにより撮影する際のカメラの複数の鋼部材撮影位置および姿勢を、格間の空間情報に基づいて決定する第２の決定ステップと、第１の決定ステップにより決定された複数の床版撮影位置および姿勢と第２の決定ステップにより決定された複数の鋼部材撮影位置および姿勢とに基づいて、カメラ付き移動式ロボットの撮影計画を生成する撮影計画生成ステップと、をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、第１の決定部により格間の空間情報に基づいて、１つの格間に対応する床版の全体を複数に分割してカメラにより撮影する際のカメラの複数の床版撮影位置および姿勢が決定され、第２の決定部により格間の空間情報に基づいて、１つの格間に対応する鋼部材のうちの少なくとも鋼部材の複数の接合部をカメラにより撮影する際のカメラの複数の鋼部材撮影位置および姿勢が決定され、第１の決定部および第２の決定部で決定された撮影位置および姿勢に基づいて撮影計画が生成されるので、橋梁を構成する床版および鋼部材の撮影画像を漏れなく効率的に取得することのできる撮影計画を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】橋梁の構造を示す斜視図である。
【図２】ロボット装置の外観を示す斜視図である。
【図３】ロボット装置の要部断面図である。
【図４】二眼カメラおよびパンチルト機構の外観斜視図である。
【図５】点検システムの機能構成例を示すブロック図である。
【図６】撮影計画生成装置の機能構成例を示すブロック図である。
【図７】距離測定部の距離測定に関して説明する図である。
【図８】床版撮影範囲の算出に関して説明する図である。
【図９】床版撮影決定部で決定される床版撮影位置に関して説明する図である。
【図１０】床版撮影決定部で決定される床版撮影位置に関して説明する図である。
【図１１】鋼部材撮影決定部に関して説明する図である。
【図１２】鋼部材撮影決定部に関して説明する図である。
【図１３】撮影計画生成装置の動作を示すフロー図である。
【図１４】撮影計画生成装置の機能構成例を示すブロック図である。
【図１５】横構がある場合の床版撮影位置の決定に関して説明する図である。
【図１６】横構がある場合の床版撮影位置の決定に関して説明する図である。
【図１７】横構がある場合の床版撮影位置を示す図である。
【図１８】撮影計画生成装置の機能構成例を示す図である。
【図１９】ロボット装置および本実施形態の撮影計画生成装置の動作を示すフロー図である。
【図２０】撮影計画が示された図である。
【図２１】撮影計画生成装置の機能構成例を示す図である。
【図２２】カメラ付き移動式ロボットの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、添付図面にしたがって本発明に掛かる撮影計画生成装置、撮影計画生成方法、およびプログラムの好ましい実施の形態について説明する。
【００４１】
図１は、検査対象である構造物の一つである橋梁１の構造を示す斜視図であり、橋梁１を下から見た斜視図である。
【００４２】
図１に示す橋梁１は、主桁２と、横桁３と、対傾構４と、横構５とを有し、これらがボルト、リベットまたは溶接により連結されて構成されている。また、主桁２等の上部には、車輌等が走行するための床版６が打設されている。床版６は、鉄筋コンクリート製のものが一般的である。
【００４３】
主桁２は、橋台または橋脚の間に渡され、床版６上の車輌等の荷重を支える部材である。横桁３は、荷重を複数の主桁２で支持するため、主桁２を連結する部材である。対傾構４および横構５は、それぞれ風および地震の横荷重に抵抗するため、主桁２を相互に連結する部材である。なお、格間とは床版６が対向する２つの主桁２および対向する２つの横桁３または対傾構４により区切られた空間のことであり、橋梁１の検査が行われるときには格間単位により検査が実施される場合がある。
【００４４】
図２は、撮像装置２００の一実施形態である二眼カメラ２０２を含むロボット装置１００の外観を示す斜視図であり、橋梁１の主桁２間に設置されている状態に関して示している。また、図３は、図２に示したロボット装置１００の要部断面図である。なお、ロボット装置１００は、カメラ付き移動式ロボットの一例であり、橋梁１の検査作業を目的とするロボットである。
【００４５】
図２および図３に示すようにロボット装置１００は、撮像装置２００を備え、撮像装置２００の３次元空間内の位置（撮影位置）を制御するとともに、撮像装置２００による撮影方向を制御して、橋梁１の点検時に複数の部材から構成された橋梁１の任意の点検部材等を撮影するものである。
【００４６】
ロボット装置１００は、後に詳しく説明するが、主フレーム１０２と、垂直伸延アーム１０４と、垂直伸延アーム１０４の駆動部および各種の制御部等が配設された筐体１０６と、筐体１０６を主フレーム１０２の長手方向（主桁２の長手方向と直交する方向）（Ｘ方向）に移動させるＸ方向駆動部１０８（図５）と、ロボット装置１００全体を主桁２の長手方向（Ｙ方向）に移動させるＹ方向駆動部１１０（図５）と、垂直伸延アーム１０４を垂直方向（Ｚ方向）に伸縮させるＺ方向駆動部１１２（図５）とを備えている。
【００４７】
Ｘ方向駆動部１０８は、主フレーム１０２の長手方向（Ｘ方向）に配設されたボールネジ１０８Ａと、筐体１０６に配設されたボールナット１０８Ｂと、ボールネジ１０８Ａを回転させるモータ１０８Ｃとから構成され、モータ１０８Ｃによりボールネジ１０８Ａを正転または逆転させることにより、筐体１０６をＸ方向に移動させる。
【００４８】
Ｙ方向駆動部１１０は、主フレーム１０２の両端にそれぞれ配設されたタイヤ１１０Ａ、１１０Ｂと、タイヤ１１０Ａ、１１０Ｂ内に配設されたモータ（図示せず）とから構成され、タイヤ１１０Ａ、１１０Ｂをモータ駆動することによりロボット装置１００全体をＹ方向に移動させる。
【００４９】
なお、ロボット装置１００は、主フレーム１０２の両端のタイヤ１１０Ａ、１１０Ｂが、２箇所の主桁２の下フランジ上に載置され、かつ主桁２を挟む態様で設置される。これにより、ロボット装置１００は、主桁２の下フランジに懸垂して、主桁２に沿って移動（自走）することができる。また、主フレーム１０２は、図示しないが、主桁２の間隔に合わせて長さが調整可能に構成されている。
【００５０】
垂直伸延アーム１０４は、ロボット装置１００の筐体１０６に配設されており、筐体１０６とともにＸ方向およびＹ方向に移動する。また、垂直伸延アーム１０４は、筐体１０６内に設けられたＺ方向駆動部１１２（図５）によりＺ方向に伸縮する。
【００５１】
図４は二眼カメラおよびパンチルト機構１２０の外観斜視図である。図４に示すように垂直伸延アーム１０４の先端には、カメラ設置部１０４Ａが設けられており、カメラ設置部１０４Ａには、パンチルト機構１２０によりパン方向およびチルト方向に回転可能な二眼カメラ２０２が設置されている。
【００５２】
二眼カメラ２０２は、視差の異なる２枚の視差画像（立体画像）を撮影する第１の撮像部２０２Ａと第２の撮像部２０２Ｂとを有し、二眼カメラ２０２による撮影範囲に対応する構造物（橋梁１）の空間情報であって、二眼カメラ２０２を基準にしたローカル座標系（カメラ座標系）における橋梁１の空間情報を取得し、また、撮影される２つの画像のうちの少なくとも一方の画像を、点検調書に添付する「検査（点検）画像」として取得する。
【００５３】
また、二眼カメラ２０２は、パンチルト駆動部２０６（図５）から駆動力が加えられるパンチルト機構１２０により垂直伸延アーム１０４と同軸のパン軸Ｐを中心に回転し、あるいは水平方向のチルト軸Ｔを中心に回転する。これにより、二眼カメラ２０２は任意の姿勢にて撮影（任意の撮影方向の撮影）ができる。
【００５４】
本例の二眼カメラ２０２の第１の撮像部２０２Ａの光軸Ｌ１と、第２の撮像部２０２Ｂの光軸Ｌ２とはそれぞれ平行である。また、パン軸Ｐは、チルト軸Ｔと直交している。更に、二眼カメラ２０２の基線長（即ち、第１の撮像部２０２Ａと第２の撮像部２０２Ｂとの設置間隔）は既知である。
【００５５】
また、二眼カメラ２０２を基準にしたカメラ座標系は例えば、パン軸Ｐとチルト軸Ｔとの交点を原点Ｏｒとし、チルト軸Ｔの方向をｘ軸方向、パン軸Ｐの方向をｚ軸方向、ｘ軸およびｙ軸にそれぞれ直交する方向をｙ軸方向とする。
【００５６】
二眼カメラ２０２の位置（カメラ座標系の原点Ｏｒの位置）であって、グローバル座標系（橋梁座標系）における位置（以下、「撮影位置」という）は、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System)（以下、「ＧＰＳ装置」という）により検出し、または橋梁座標系の原点に対するロボット装置１００のＸ方向およびＹ方向の移動量、垂直伸延アーム１０４のＺ方向の移動量により検出することができる。また、二眼カメラ２０２による撮影方向は、パンチルト機構１２０のパン角度α、チルト角度βにより検出し、または二眼カメラ２０２に搭載した方位センサ（図示せず）により検出することができる。
【００５７】
図５は、点検システム１０の機能構成例を示すブロック図である。
【００５８】
図５に示すように点検システム１０は、ロボット装置１００側のロボット制御部１３０、Ｘ方向駆動部１０８、Ｙ方向駆動部１１０およびＺ方向駆動部１１２と、撮像装置２００側の二眼カメラ２０２、撮影制御部２０４、パンチルト制御部２１０、およびパンチルト駆動部２０６と、ロボット側通信部２３０と、端末装置３００とから構成されている。
【００５９】
ロボット側通信部２３０は、端末側通信部３１０との間で双方向の無線通信を行い、端末側通信部３１０から送信されるロボット装置１００の移動を制御する移動指令、パンチルト機構１２０を制御するパンチルト指令、二眼カメラ２０２を制御する撮影指令等の各種の指令を受信し、受信した指令をそれぞれ対応する制御部に出力する。
【００６０】
ロボット制御部１３０は、ロボット側通信部２３０から入力する移動指令に基づいてＸ方向駆動部１０８、Ｙ方向駆動部１１０、およびＺ方向駆動部１１２を制御し、ロボット装置１００のＸ方向およびＹ方向に移動させるとともに、垂直伸延アーム１０４をＺ方向に伸縮させる（図２参照）。
【００６１】
パンチルト制御部２１０はロボット側通信部２３０から入力するパンチルト指令に基づいてパンチルト駆動部２０６を介してパンチルト機構１２０をパン方向およびチルト方向に動作させ、二眼カメラ２０２を所望の方向にパンチルトさせる（図４参照）。すなわち、パンチルト制御部２１０は、パンチルト機構１２０によりカメラ（撮像装置２００）の姿勢を変化させて、適切な撮影画像の取得を行う。
【００６２】
撮影制御部２０４は、ロボット側通信部２３０から入力する撮影指令に基づいて二眼カメラ２０２の第１の撮像部２０２Ａおよび第２の撮像部２０２Ｂにライブビュー画像、または点検画像の撮影を行わせる。
【００６３】
橋梁１の点検時に二眼カメラ２０２の第１の撮像部２０２Ａおよび第２の撮像部２０２Ｂにより撮影された視差の異なる第１の画像ＩＬおよび第２の画像ＩＲを示す画像データと、二眼カメラ２０２の撮影位置（橋梁座標系におけるカメラ座標系の原点Ｏｒの位置）および撮影方向（本例では、パン角度αおよびチルト角度β）を示す情報は、それぞれロボット側通信部２３０を介して端末側通信部３１０に送信される。
【００６４】
端末装置３００は、点検システム１０を操作する点検者により操作されるもので、主として端末側通信部３１０と、端末制御部３２０と、操作部として機能する入力部３３０と、表示部３４０と、記録部３５０とから構成されており、例えば、タブレット端末を適用することができる。
【００６５】
端末側通信部３１０は、ロボット側通信部２３０との間で双方向の無線通信を行い、ロボット側通信部２３０が入力する各種の情報（第１の撮像部２０２Ａおよび第２の撮像部２０２Ｂにより撮影されたライブビュー画像、第１の画像ＩＬおよび第２の画像ＩＲを示す画像データ、二眼カメラ２０２の撮影位置および撮影方向を示す情報）を受信するとともに、端末制御部３２０を介して入力する入力部３３０での操作に応じた各種の指令をロボット側通信部２３０に送信する。
【００６６】
端末制御部３２０は、端末側通信部３１０を介して受信したライブビュー画像を示す画像データを表示部３４０に出力し、表示部３４０の画面にライブビュー画像を表示させる。入力部３３０は、ロボット操作入力部、パンチルト操作入力部および撮影操作入力部を有し、ロボット操作入力部は、ロボット装置１００（二眼カメラ２０２）をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動させる移動指令を出力し、パンチルト操作入力部は、パンチルト機構１２０（二眼カメラ２０２）をパン方向およびチルト方向に回転させるパンチルト指令を出力し、撮影操作入力部は、二眼カメラ２０２による点検画像の撮影を指示する撮影指令を出力する。点検者は、表示部３４０に表示されるライブビュー画像を見ながら入力部３３０を手動操作し、入力部３３０は、点検者による操作に応じて二眼カメラ２０２のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の移動指令、パンチルト指令、および撮影指令等の各種の指令を端末制御部３２０に出力する。端末制御部３２０は、入力部３３０から入力する各種の指令を端末側通信部３１０を介してロボット側通信部２３０に送信する。
【００６７】
また端末制御部３２０は撮影計画生成装置４００を有する。撮影計画生成装置４００で生成された撮影計画はロボット装置１００に送信される。そして、ロボット制御部１３０、パンチルト機構１２０、および撮影制御部２０４は受信した撮影計画に基づいて制御される。以下で、撮影計画生成装置４００に関して説明をする。
【００６８】
＜第１の実施形態＞
先ず、本発明の第１の実施形態の撮影計画生成装置４００に関して説明する。
【００６９】
図６は、本実施形態の撮影計画生成装置４００の機能構成例を示すブロック図である。図６に示された撮影計画生成装置４００は、空間情報取得部４０１、床版撮影決定部（第１の決定部）４０３、鋼部材撮影決定部（第２の決定部）４０５、および撮影計画生成部４０７を備えている。
【００７０】
空間情報取得部４０１は、互いに対向する２つの主桁２および互いに対向する２つの横桁３または対傾構４に区切られた１つの格間の空間情報を取得する。ここで空間情報とは、格間の空間に関する大きさや位置を示す情報のことをいい、例えば格間の三次元座標である。空間情報取得部４０１は、様々な態様により格間の空間情報を取得することができる。例えば空間情報取得部４０１は、橋梁１のＣＡＤ情報（ＣＡＤ図面データ）４１１に基づいて空間情報を取得してもよいし、距離測定部４０９により計測された距離情報に基づいて空間情報を取得してもよい。また、空間情報取得部４０１は、橋梁１のＣＡＤ情報４１１が不正確または不十分である場合には、橋梁１のＣＡＤ情報４１１を取得し且つ距離測定部４０９から距離情報を取得して空間情報を取得してもよい。
【００７１】
床版撮影決定部４０３は、１つの格間に対応する床版６の全体を複数に分割してカメラにより撮影する際のカメラの複数の床版撮影位置および床版撮影姿勢を、格間の空間情報に基づいて決定する。床版撮影位置は、格間内の床版６を網羅するように複数の位置が決定される。また複数の分割された撮影画像は、格間毎にパノラマ合成される場合があり、この場合には撮影画像はパノラマ合成の合成のりしろが加味された床版撮影位置が決定される。床版撮影姿勢は、床版６に対して正対してもよいし、床版６に対して斜めでもよく、格間の床版６を網羅した撮影が行える範囲において特に限定はされない。床版６に対して斜めに撮影された撮影画像は、画像処理により正対化される。床版撮影決定部４０３で決定された床版撮影位置および床版撮影姿勢は、撮影計画生成部４０７に送信される。
【００７２】
鋼部材撮影決定部４０５は、１つの格間に対応する鋼部材のうちの少なくとも鋼部材の複数の接合部をカメラにより撮影する際のカメラの複数の鋼部材撮影位置および鋼部材撮影姿勢を、格間の空間情報に基づいて決定する。ここで鋼部材は主桁２、横桁３、および対傾構４を含む部材のことである。鋼部材撮影決定部４０５は、主に鋼部材の接合部の撮影画像を取得する鋼部材撮影位置および鋼部材撮影姿勢を決定する。鋼部材の接合部は、ナットまたは溶接で接続されており、検査ではその接合部についての検査が行われる。鋼部材撮影決定部４０５で決定された鋼部材撮影位置および鋼部材撮影姿勢は、撮影計画生成部４０７に送信される。
【００７３】
撮影計画生成部４０７は、床版撮影決定部４０３により決定された複数の床版撮影位置および床版撮影姿勢と、鋼部材撮影決定部４０５により決定された複数の鋼部材撮影位置および鋼部材撮影姿勢とに基づいて、カメラ付き移動式ロボットの撮影計画を生成する。撮影計画生成部４０７は、１つの格間においてロボット装置１００が効率よく移動し且つ撮影画像を正確に取得できるような撮影計画を生成する。例えば撮影計画生成部４０７は、ロボット装置１００に、往路では床版撮影決定部４０３で決定された床版撮影位置および床版撮影姿勢により床版６の撮影画像を取得させ、復路では鋼部材撮影決定部４０５で決定された鋼部材撮影位置および鋼部材撮影姿勢により鋼部材の撮影画像を取得させる。なお、生成された撮影計画に基づいて、格間内の撮影位置や撮影姿勢をグラフィカルに表示させてもよい。
【００７４】
次に、距離測定部４０９に関して説明する。距離測定部４０９は、三次元空間内のロボット初期位置Ｓを基準にして、互いに対向する２つの主桁２までの第１の距離、互いに対向する２つの横桁３または対傾構４までの第２の距離、および床版６までの第３の距離を測定する。そして空間情報取得部４０１は、測定された第１の距離、第２の距離および第３の距離に基づいて空間情報を取得する。
【００７５】
図７は、距離測定部４０９の距離測定の一態様に関して説明する図である。図７（Ａ）では距離測定位置の指定に関して示されており、図７（Ｂ）では対向する主桁２と、横桁３、および対傾構４とで区切られた格間７の三次元空間内の距離の測定に関して示されている。なお、上述したロボット装置１００の撮像装置２００は二眼カメラ２０２を備えており、距離測定が可能であり距離測定部４０９として機能する。なお、図７で示した例では、二眼カメラ２０２で取得されるステレオ画像により距離測定を行う場合を示したがこれに限定されるものではない。例えば、レーザー距離センサにより距離を測定してもよい。
【００７６】
図７（Ａ）では、表示部３４０（図５）に表示される格間空間内のライブビュー画像が示されている。ロボット装置１００の撮像装置２００の二眼カメラ２０２により格間空間が撮影され、点検者（ユーザ）は、表示部３４０（図５）により格間空間のライブビュー画像を確認する。そして点検者は、例えば入力部３３０を介して距離測定位置を手動で入力および指定する。また、二眼カメラ２０２により取得された画像において画像認識処理を床版撮影決定部４０３で行って、距離測定位置が自動で指定されてもよい。なお図７（Ａ）では、ロボット初期位置Ｓから対傾構４までの距離（図７（Ｂ）の（Ｘ＋）方向）を測定する際の指定された距離測定位置が示されている。距離測定位置が手動で入力および指定される場合には、点検者は、同様に図７（Ｂ）に示された（Ｘ−）、（Ｙ＋）、（Ｙ−）、および（Ｚ）方向において距離測定位置を指定する。なお、撮影画像全体が同一平面の場合は、距離測定位置の指定は不要である。
【００７７】
ロボット装置１００は、指定された距離測定位置に基づいて、二眼カメラ２０２を（Ｘ＋）方向に向けてロボット初期位置Ｓから対傾構４までの距離（第１の距離）、二眼カメラ２０２を（Ｘ−）方向に向けてロボット初期位置Ｓから横桁３までの距離（第１の距離）、二眼カメラ２０２を（Ｙ＋）および（Ｙ−）方向へ向けてロボット初期位置Ｓから主桁２までの距離（第２の距離）、二眼カメラ２０２を（Ｚ）方向へ向けてロボット初期位置Ｓから床版６までの距離（第３の距離）、を測定する。ロボット装置１００は測定された距離を空間情報取得部４０１に送信し、空間情報取得部４０１は受信した距離情報に基づいて格間７の三次元座標を生成および取得する。
【００７８】
次に、床版撮影決定部４０３に関して具体例を用いて説明を行う。床版撮影決定部４０３は空間情報取得部４０１から格間７の空間情報を取得し、取得した空間情報に基づいて床版撮影位置および床版撮影姿勢を決定する。
【００７９】
先ず、床版撮影決定部４０３で算出される床版撮影範囲に関して説明する。床版撮影決定部４０３は、撮像装置２００から床版６までの距離、二眼カメラ２０２が有する焦点距離、およびカメラの撮像素子２５０のサイズにより床版撮影範囲を算出し、床版撮影範囲と格間７の空間情報に基づいて、床版撮影位置を決定することができる。
【００８０】
図８は床版撮影範囲の算出に関して説明する図である。
【００８１】
撮像装置２００から床版６までの距離をＤ、第１の撮像部２０２Ａのレンズの焦点距離をＦ、撮像装置２００の撮像素子２５０のサイズをＳｘ×Ｓｙとする。この場合に、床版画像に対応した床版６の撮影範囲は以下のように算出することができる。なお、ここで床版画像とは床版撮影位置で撮影された床版６の分割画像である。
【００８２】
Ｘ軸における床版の撮影範囲（Ａｘ）＝Ｄ×Ｓｘ／Ｆ
Ｙ軸における床版の撮影範囲（Ａｙ）＝Ｄ×Ｓｙ／Ｆ
以下に具体例を使用して説明をする。
【００８３】
撮像装置２００から床版６までの距離：Ｄ＝２１００ｍｍ、焦点距離：Ｆ＝２７ｍｍ、撮像素子２５０（イメージセンサ（ＡＰＳ（Advanced Photo System）−Ｃ））：Ｓｘ＝２３．６ｍｍ、Ｓｙ＝１５．６ｍｍとする。
【００８４】
上述の条件では、床版撮影範囲は以下のようになる。
【００８５】
Ｘ軸の床版の撮影範囲（Ａｘ）＝１８３５．６ｍｍ
Ｙ軸の床版の撮影範囲（Ａｙ）＝１２１３．３ｍｍ
床版撮影決定部４０３は、床版撮影範囲を上述のように算出し、格間７の空間情報における格間７内の床版６の面積と床版撮影範囲を比較して効率よく、網羅的に床版６を撮影できる位置である床版撮影位置を決定する。
【００８６】
図９および図１０は、床版撮影決定部４０３で決定される床版撮影位置に関して説明する図である。なお、図９および図１０に示した場合は、撮像装置２００を床版６に正対さて床版撮影を行う場合に関して示されている。
【００８７】
図９は格間７における床版６の床版撮影位置を示した図である。図９に示す場合では、格間７で区切られた床版６に対して床版撮影位置Ａ〜Ｌにおいて床版画像が撮影されることが決定されている。
【００８８】
図９に示した場合では、一つの格間７の床版撮影位置は、Ｙ軸に床版撮影位置Ａ〜Ｆと床版撮影位置Ｇ〜Ｌと６箇所並んでおり、Ｘ軸に２箇所づつ並んでいる。なお、格間７は例えばＸ軸方向に５ｍ、Ｙ軸方向に３ｍのサイズである。
【００８９】
図１０は撮影した床版画像をパノラマ合成する場合の床版撮影位置に関して説明する図である。床版撮影決定部４０３は、床版６の全体を網羅して撮影できるように床版撮影位置を決定するが、撮影した床版撮影画像をパノラマ合成する場合は、隣接する床版撮影画像との合成のりしろ（オーバーラップ部分）を確保するように床版撮影位置を決定する。ここで合成のりしろは、例えば床版画像の両端３０％づつとしてもよい。なお、合成のりしろの最低確保量は合成アルゴリズムに依存するため、変更できるようにすることが望ましい。
【００９０】
次に、鋼部材撮影決定部４０５に関して具体例を用いて説明する。鋼部材撮影決定部４０５は空間情報取得部４０１から格間７の空間情報を取得し、取得した空間情報に基づいて床版撮影位置および床版撮影姿勢を決定する。
【００９１】
図１１および図１２は、鋼部材撮影決定部４０５に関して説明する図である。なお、図１１および図１２では格間７の立体的な概念図を（Ａ）に示し、格間７の平面的な概念図を（Ｂ）に示している。
【００９２】
図１１は、撮影対象の格間７のＺ軸方向における下段（図１１（Ａ）中ではドット模様で示す）に関しての鋼部材撮影位置に関して説明する図である。図１１（Ｂ）には、鋼部材撮影位置Ｍ〜Ｕまでが矢印で示されている。このように鋼部材撮影位置は主に、鋼部材の接合部を撮影する撮影位置である。具体的には、鋼部材撮影位置Ｍでは主桁２と対傾構４との接合部が撮影され、鋼部材撮影位置Ｑでは主桁２と横桁３との接合部が撮影される。また、鋼部材撮影位置Ｎでは対傾構４と横構５との接合部、鋼部材撮影位置Ｏでは主桁２と横構５との接合部が撮影されている。また、鋼部材撮影位置Ｒでは横桁３と横構５との接合部、鋼部材撮影位置Ｓでは主桁２と横構５との接合部が撮影されている。また、鋼部材撮影位置Ｐでは横構５の接合部、鋼部材撮影位置ＴおよびＵでは、横構５と主桁２との接合部が撮影されている。なお、鋼部材撮影位置ＴおよびＵは、検査および橋梁１のタイプによっては設定されない場合がある。なお、図１１で示した例は、格間７のＺ軸方向における下段に横構５が設けられている場合の鋼部材撮影位置に関して説明したものである。格間７のＺ軸方向における下段に横構５が設けられていない場合には、後で説明する図１２の鋼部材撮影位置と同様となる。
【００９３】
図１２は、撮影対象の格間７のＺ軸方向における上段に関しての鋼部材撮影位置に関して説明する図である。図１２には、鋼部材撮影位置Ｖ〜Ｙまでが矢印で示されている。具体的には、鋼部材撮影位置ＶおよびＷでは主桁２と対傾構４との接合部が撮影され、鋼部材撮影位置ＸおよびＹでは主桁２と横桁３との接合部が撮影されている。
【００９４】
鋼部材撮影決定部４０５は、各鋼部材撮影位置での鋼部材撮影姿勢も決定する。鋼部材撮影姿勢は、鋼部材の接合部が撮影されるようにパンチルト機構１２０のパラメータが決定される。
【００９５】
図１３は、撮影計画生成装置４００の動作を示すフロー図である。
【００９６】
先ず空間情報取得部４０１は、ＣＡＤ情報４１１に基づいて空間情報が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。ＣＡＤ情報４１１に基づいた空間情報が入力されている場合には、入力されている空間情報に基づいて床版撮影決定部４０３で床版撮影位置および姿勢が決定される（ステップＳ１５）。
【００９７】
一方、空間情報取得部４０１に空間情報が入力されていない場合には、距離測定部４０９により格間７を形成する対向した横桁３と初期位置までの距離が測定され（ステップＳ１１）、格間７を形成する対向した主桁２と初期位置までの距離が測定され（ステップＳ１２）、初期位置から床版６までの距離が測定される（ステップＳ１３）。
【００９８】
その後、距離測定部４０９から横桁３までの距離、主桁２までの距離、および床版６までの距離が、空間情報取得部４０１に取得される。その後空間情報取得部４０１は、取得した距離情報に基づいて、空間情報を取得する（空間情報取得ステップ：ステップＳ１４）。
【００９９】
その後床版撮影決定部４０３は、取得された空間情報に基づいて、床版撮影位置および姿勢を決定する（第１の決定ステップ：ステップＳ１５）。その後鋼部材撮影決定部４０５は、鋼部材撮影位置および姿勢を決定する（第２の決定ステップ：ステップＳ１６）。そして撮影計画生成部４０７は、床版撮影決定部４０３の決定と鋼部材撮影決定部４０５の決定に基づいて、撮影計画を生成する（撮影計画生成ステップ：ステップＳ１７）。
【０１００】
上述の各構成および機能は、任意のハードウェア、ソフトウェア、或いは両者の組み合わせによって適宜実現可能である。例えば、上述の処理ステップ（処理手順）をコンピュータに実行させるプログラム、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体（非一時的記録媒体）、或いはそのようなプログラムをインストール可能なコンピュータに対しても本発明を適用することが可能である。
【０１０１】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に関して説明する。図１４は、本実施形態の撮影計画生成装置４００の機能構成例を示すブロック図である。図１４に示された撮影計画生成装置４００は、空間情報取得部４０１、床版撮影決定部４０３、鋼部材撮影決定部４０５、撮影計画生成部４０７、および部材情報取得部４１３を備えている。なお図６で既に説明を行った箇所は同じ符号を付し説明は省力する。
【０１０２】
部材情報取得部４１３は、格間７の部材に関する情報である部材情報を取得する。部材情報取得部４１３で取得された部材情報は、床版撮影決定部４０３および鋼部材撮影決定部４０５に送信される。そして床版撮影決定部４０３は、格間７の空間情報と部材情報とに基づいて床版６の撮影位置および姿勢を決定し、鋼部材撮影決定部４０５は、格間７の空間情報と部材情報とに基づいて鋼部材の撮影位置および姿勢を決定する。
【０１０３】
部材情報とは、例えば横構５に関する情報４１５である。横構５に関する情報４１５は、例えば、ロボット初期位置Ｓから横構５までの距離（第４の距離）、横構５の幅、横構５の形状に関する情報である。部材情報は、ユーザにより入力されてもよいし、格間７内の空間情報を取得するときと同様にロボット装置１００の撮像装置２００の二眼カメラ２０２により計測されてもよい。なお、横構５の形状とは例えば「＜」型または「＞」型等である。床版撮影決定部４０３および鋼部材撮影決定部４０５は、空間情報に基づいて撮影位置および撮影姿勢を各々決定する。なお、部材情報には横構５の情報だけではなくて、他の部材に関する情報も含まれる。例えば、格間７内に存在する配管の情報も部材情報として入力される。
【０１０４】
次に、部材の具体例として横構５がある場合の床版撮影決定部４０３が行う床版撮影位置の決定に関して説明する。図１５および図１６は、「＜型」の横構５がある場合の床版撮影位置の決定に関して説明する図である。図１５は、橋梁１をＸ−Ｙ方向から見た図であり、Ｚ軸方向（垂直方向）での床版６、横構５、および第１の撮像部２０２Ａの配置を示している。図１６は、橋梁１の格間７をＺ軸方向から見た図であり、格間７に「＜」型の横構５がある場合を示しており、横構５の水平面撮影範囲４３４および横構被り撮影領域４３２が示されている。なお図１５は、図１６に図示した断面４３０の図である。
【０１０５】
床版撮影決定部４０３は、横構５までの距離４３１、カメラが有する焦点距離、およびカメラの撮像素子２５０のサイズにより、横構５の水平面での撮影範囲である水平面撮影範囲４３４を算出し、格間７の空間情報、部材情報、および水平面撮影範囲４３４に基づいて床版６の撮影位置および姿勢を決定する。以下に具体的に本例の床版撮影決定部４０３に関して説明する。
【０１０６】
先ず床版撮影決定部４０３は、図８で説明したように床版撮影範囲を算出する。その後床版撮影決定部４０３は、図１５で示すように、ロボット初期位置Ｓから横構５までの距離、二眼カメラ２０２が有する焦点距離、および二眼カメラ２０２の撮像素子２５０のサイズにより、図８で説明した床版撮影範囲と同様の方法で、横構５の水平面での撮影範囲である水平面撮影範囲４３４を算出する。その後、床版撮影決定部４０３は横構被り撮影領域４３２を算出する。横構被り撮影領域４３２は、横構水平面で横構５が写り込む撮影位置を基準にして決定される（図１５）。なお、図１５では二眼カメラ２０２は、床版６および横構５に対して正対した場合が示されている。
【０１０７】
図１６に示すように、横構５に沿って一定の領域が横構被り撮影領域４３２となる。そして床版撮影決定部４０３は、横構被り撮影領域４３２以外の範囲に、床版撮影位置を決定することにより横構５が障害とならずに床版全体を網羅的に撮影できるようにする。また、床版撮影決定部４０３は、必要に応じてパノラマ合成を行う場合の合成のりしろを確保することができる床版撮影位置を決定する。
【０１０８】
図１７は、横構５が存在する場合の床版撮影位置ＡＡ〜ＭＭを示す図である。床版撮影位置ＡＡ〜ＭＭは、横構被り撮影領域４３２内には位置しないので、床版撮影位置ＡＡ〜ＭＭで床版６を撮影することにより、横構５が床版画像に写り込むことがなく、床版６を網羅的に撮影することができる。なお、図１０で説明した横構５がない場合の床版撮影位置と、図１７で説明した横構５がある場合の床版撮影位置とで比較すると、横構５がない場合には床版撮影位置が１２箇所であるのに対して、横構５がある場合には床版撮影位置は１３箇所である。
【０１０９】
なお、床版撮影決定部４０３は、必要に応じて、未撮影部分を補う撮影ポイントを追加する。この場合、撮像装置２００の水平方向（Ｘ−Ｙ方向）の移動のみで床版全体を網羅できない場合には、垂直方向（Ｚ方向）へ撮像装置２００を移動させた撮影ポイントを追加する。
【０１１０】
＜第３の実施形態＞
次に本発明の第３の実施形態に関して説明する。図１８は、本実施形態の撮影計画生成装置４００の機能構成例を示す図である。図１８に示された撮影計画生成装置４００は、空間情報取得部４０１、床版撮影決定部４０３、鋼部材撮影決定部４０５、撮影計画生成部４０７、および撮影計画修正部４１７を備えている。
【０１１１】
撮影計画修正部４１７は、撮影計画生成部４０７で生成された撮影計画を修正する。例えば撮影計画修正部４１７は、総撮影時間や総移動距離が最短となるように撮影順を最適化する。また撮影計画修正部４１７は、撮影計画調整部４１９と撮影計画追加部４２１とを含む。
【０１１２】
撮影計画調整部４１９は、調整指令に基づいて、撮影計画生成部４０７で生成された撮影計画における床版撮影位置、または鋼部材撮影位置および姿勢の調整を行う。ここで調整指令は、例えば調整指令受付部（不図示）により受け付けられ、床版撮影位置、床版撮影姿勢、鋼部材撮影位置、または鋼部材撮影姿勢を調整する指令である。ここで調整指令受付部は、例えば入力部３３０によって実現される。
【０１１３】
撮影計画追加部４２１は、床版撮影位置または鋼部材撮影位置の追加指令を受け付ける。ここで追加指令は、例えば追加指令受付部（不図示）により受け付けられ、追加指令に基づいて、撮影計画生成部４０７で生成された撮影計画における床版撮影位置または鋼部材撮影位置の追加を行う。ここで追加指令受付部は、例えば入力部３３０によって実現される。
【０１１４】
図１９は、撮影計画が修正される場合のロボット装置１００および本実施形態の撮影計画生成装置４００の動作を示すフロー図である。また、図２０は、図１９で説明する撮影計画が示された図である。
【０１１５】
先ずロボット装置１００は、撮影計画生成装置４００で生成された撮影計画をロボット側通信部２３０で受信し（ステップＳ２０）、受信した撮影計画にしたがってロボット制御部１３０、パンチルト制御部２１０、および撮影制御部２０４を動作させる。受信した撮影計画では、先ず撮影位置（ａ）により鋼部材の撮影が行われるのでロボット初期位置Ｓから撮影位置（ａ）にロボット装置１００を移動させる（ステップＳ２１）（図２０を参照）。次に撮影計画修正部４１７は、鋼部材撮影位置および／または鋼部材撮影姿勢の調整指令の入力があるか否かを判定する（ステップＳ２２）。撮影計画修正部４１７が調整指令の入力が無いと判定した場合には、ロボット制御部１３０、パンチルト制御部２１０、および撮影制御部２０４はロボット装置１００を撮影位置（ｂ）に移動させる（ステップＳ２５）。
【０１１６】
一方、撮影計画修正部４１７が調整指令の入力が有ると判定した場合には、入力部３３０を介して鋼部材撮影位置および／または鋼部材撮影姿勢の調整が行われる（ステップＳ２３）。すなわちユーザは、ロボット装置１００が撮影位置（ａ）に移動したときに表示部３４０により二眼カメラ２０２で撮影された鋼部材をライブビュー画像で確認し、入力部３３０を介して鋼部材撮影位置および／または鋼部材撮影姿勢の調整指令を入力する。そして、調整後の鋼部材撮影位置および鋼部材撮影姿勢を確定し、撮影計画修正部４１７は撮影計画にその調整を反映させる（ステップＳ２４）。その後、撮影計画に沿ってロボット装置１００を撮影位置（ｂ）に移動させる（ステップＳ２５）。
【０１１７】
以上のように、撮影位置および撮影姿勢の調整が行われながら、受信した撮影計画に沿って図２０に示すように撮影位置（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）と順次鋼部材撮影画像が撮影される。
【０１１８】
＜第４の実施形態＞
次に第４の実施形態に関して説明する。図２１は、本実施形態の撮影計画生成装置４００の機能構成例を示す図である。図２１に示された撮影計画生成装置４００は、空間情報取得部４０１、床版撮影決定部４０３、鋼部材撮影決定部４０５、撮影計画生成部４０７、部材情報取得部４１３、撮影計画データベース４２７、および保存制御部４２９を備えている。なお図６および図１４で既に説明を行った箇所は同じ符号を付し説明は省力する。
【０１１９】
撮影計画データベース４２７は、既存の複数の撮影計画が保存されている。撮影計画データベース４２７は、過去に生成された撮影計画や撮影計画のテンプレートを記憶している。また、撮影計画データベース４２７は、撮影計画生成部４０７で生成された撮影計画を記憶する。撮影計画データベース４２７は、撮影計画に関連付けて、橋梁名、格間番号、格間サイズ、部材情報などを記憶してもよい。
【０１２０】
保存制御部４２９は、撮影計画生成部４０７で生成された撮影計画を撮影計画データベース４２７に保存させる。上述したように撮影計画データベース４２７は撮影計画生成部４０７で生成された撮影計画を記憶する場合には、保存制御部４２９の制御により生成された撮影計画が撮影計画データベース４２７に保存される。
【０１２１】
本実施形態の床版撮影決定部４０３は、格間７の空間情報に基づいて撮影計画データベース４２７から既存の撮影計画を選択し、選択された既存の撮影計画に基づいて床版撮影位置を決定する。
【０１２２】
本実施形態の鋼部材撮影決定部４０５は、格間７の空間情報に基づいて撮影計画データベース４２７から既存の撮影計画を選択し、選択された既存の撮影計画に基づいて鋼部材撮影位置および姿勢を決定する。
【０１２３】
撮影計画生成部４０７は、床版撮影決定部４０３で決定された床版撮影位置、および鋼部材撮影決定部４０５で決定された鋼部材撮影位置および姿勢を、空間情報取得部４０１で取得された空間情報と選択された撮影計画の空間情報との差分または空間情報取得部４０１で取得された部材情報と選択された撮影計画の部材情報との差分に基づいて、補正を行う。すなわち、撮影計画生成部４０７は、撮影計画データベース４２７に保存された既存の撮影計画に対して、空間情報または部材情報に基づいて補正を行う。この場合、撮影計画データベース４２７に保存されている既存の撮影計画には、その撮影計画に関しての空間情報および部材情報が関連して記憶されている。
【０１２４】
＜他の例のロボット装置＞
上述では、カメラ付き移動式ロボットの一例としてロボット装置１００（図２）について説明をしたが、本発明のカメラ付き移動式ロボットはこれに限定されるものではない。
【０１２５】
図２２は、カメラ付き移動式ロボットの他の例である無人飛行体（ドローン）の外観を示す図である。無人飛行体５００は、撮像装置２００（図４）を備えている。無人飛行体５００は、上述の撮影計画生成装置４００で生成された撮影計画に基づいて、検査対象の撮影を行う。無人飛行体５００に備えられている撮像装置２００は、無人飛行体５００により三次元空間内で移動し、また撮像装置２００の撮影姿勢はパンチルト機構１２０で変えられる。なお、無人飛行体５００においても、図５で説明した点検システム１０が適用される。
【０１２６】
以上で本発明の例に関して説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２７】
１        橋梁
２        主桁
３        横桁
４        対傾構
５        横構
６        床版
７        格間
１０      点検システム
１００    ロボット装置
１０２    主フレーム
１０４    垂直伸延アーム
１０４Ａ  カメラ設置部
１０６    筐体
１０８    Ｘ方向駆動部
１０８Ａ  ボールネジ
１０８Ｂ  ボールナット
１０８Ｃ  モータ
１１０    Ｙ方向駆動部
１１０Ａ  タイヤ
１１０Ｂ  タイヤ
１１２    Ｚ方向駆動部
１２０    パンチルト機構
１３０    ロボット制御部
２００    撮像装置
２０２    二眼カメラ
２０２Ａ  第１の撮像部
２０２Ｂ  第２の撮像部
２０４    撮影制御部
２０６    パンチルト駆動部
２１０    パンチルト制御部
２３０    ロボット側通信部
２５０    撮像素子
３００    端末装置
３１０    端末側通信部
３２０    端末制御部
３３０    入力部
３４０    表示部
３５０    記録部
４００    撮影計画生成装置
４０１    空間情報取得部
４０３    床版撮影決定部
４０５    鋼部材撮影決定部
４０７    撮影計画生成部
４０９    距離測定部
４１３    部材情報取得部
４１７    撮影計画修正部
４１９    撮影計画調整部
４２１    撮影計画追加部
４２７    撮影計画データベース
４２９    保存制御部
【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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