(57)【要約】【課題】管内径を簡易に測定できると共に、小径管の内径測定にも適用可能な管内径測定方法を提供する。【解決手段】本発明に係る管内径測定方法は、被測定管Ｔの管軸方向に沿った視線を有する２次元撮像装置１１１と、２次元撮像装置１１１の視野Ｓ内に配置された発光ダイオード１１２とを被測定管Ｔ内に挿入し、挿入した２次元撮像装置１１１で撮像した画像について、発光ダイオード１１２に相当する部分を除いた明部の曲率半径を算出することを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定管の管軸方向に沿った視線を有する２次元撮像装置と、前記２次元撮像装置の視野内に配置された発光ダイオードとを被測定管内に挿入し、
前記挿入した２次元撮像装置で撮像した画像について、前記発光ダイオードに相当する部分を除いた明部の曲率半径を算出することを特徴とする管内径測定方法。
【請求項２】
前記被測定管は地中に埋設されたガス管であり、
前記２次元撮像装置をその視線が管径５０Ａのガス管の略中心を通るように配置すると仮定した場合に、前記２次元撮像装置の画角を形成する直線とガス管内壁との交点を含むガス管の横断面近傍に前記発光ダイオードが位置するように、前記２次元撮像装置に対して前記発光ダイオードを配置することを特徴とする請求項１に記載の管内径測定方法。
【請求項３】
前記発光ダイオードの前記２次元撮像装置に面する側に、前記２次元撮像装置の視線方向と直交する方向に延出する遮蔽板を取り付けることを特徴とする請求項１又は２に記載の管内径測定方法。
【請求項４】
被測定管の管軸方向に沿った視線を有する２次元撮像装置と、
前記２次元撮像装置の視野内に配置された発光ダイオードと、
被測定管内に挿入した２次元撮像装置で撮像した画像について、前記発光ダイオードに相当する部分を除いた明部の曲率半径を算出する算出手段とを備えることを特徴とする管内径測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設されているガス管等の管内径を簡易に測定することのできる管内径測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中に埋設されているガス管の修復作業等を実施する上では、地中に埋設された状態で管内径を測定することが所望されている。従来、地中に埋設されているガス管等の管内径を測定する方法としては、例えば、管径方向に弾性変形する接触子を備えた管内径検出端を管内に挿入し、接触子の変形状態をひずみゲージで検出することにより管内径を測定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、管内から管内壁に向けて管周方向に走査したレーザ光を照射し、管内壁で反射した光の受光位置から管内径を測定する方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭５７−３４４８２号公報
【特許文献２】
特開平３−１２０４０６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の測定方法では、接触子やレーザ走査光学系などの複雑な構成からなる測定装置を用いるため、校正に手間を要するなど簡易な測定が困難であると共に、測定装置の寸法も大きくなるため、小径管の内径測定には適用困難であるという問題を有する。
【０００６】
本発明は、斯かる従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、管内径を簡易に測定できると共に、小径管の内径測定にも適用可能な管内径測定方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するべく、本発明は、請求項１に記載の如く、被測定管の管軸方向に沿った視線を有する２次元撮像装置と、前記２次元撮像装置の視野内に配置された発光ダイオードとを被測定管内に挿入し、前記挿入した２次元撮像装置で撮像した画像について、前記発光ダイオードに相当する部分を除いた明部の曲率半径を算出することを特徴とする管内径測定方法を提供するものである。
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、被測定管の管軸方向に沿った視線を有する２次元撮像装置と、前記２次元撮像装置の視野内に配置された発光ダイオードとを被測定管内に挿入するため、発光ダイオードから出射された光は、直接２次元撮像装置に受光されるものがある一方、被測定管の内壁で反射し、当該反射光が２次元撮像装置に受光されるものもある。ここで、前記反射光の強度は、被測定管内壁の表面性状が一定であるとすれば、光源の配光分布や、光源から反射点までの距離に依存して変化するものである。請求項１に係る発明は、何れの方向にも比較的均等な配光分布を有する発光ダイオードを光源として用いるため、特に光源から反射点までの距離の影響が大きく、光源からの距離が短い反射点（発光ダイオードを点光源と摸擬した場合に、当該点光源を含む被測定管の横断面上に位置する反射点が、光源からの距離が最も短い反射点となる）からの反射光の強度が高くなる傾向にある。また、発光ダイオードは比較的小さな寸法であるため、前記反射光の強度が高くなる反射点が存在する領域は、被測定管の管軸方向に沿って比較的狭い領域となる。
【０００９】
従って、挿入した２次元撮像装置で撮像した画像について、発光ダイオードに相当する部分（つまり、発光ダイオードから出射された光が直接２次元撮像装置に受光された部分）を除いた明部（２次元撮像装置の視野内で且つ発光ダイオードからの距離が短い反射点での反射光が受光された部分に相当）は、被測定管の管周方向に沿った管内壁の輪郭に相当することになり、この明部の曲率半径を算出すれば、当該算出した曲率半径の２倍が被測定管の管内径に相当することになる。
【００１０】
以上のように、請求項１に係る発明によれば、光源として発光ダイオードを用い、これを２次元撮像装置の視野内に配置するだけで良く、複雑な構成を必要としないため、管内径を簡易に測定できるという利点を有する。また、発光ダイオードの寸法は小さく、且つ、２次元撮像装置としても、例えば２次元ＣＣＤカメラ等の小さな寸法のものを用いることができるため、小径管の内径測定にも適用可能である。
【００１１】
なお、２次元撮像装置で撮像した画像について、発光ダイオードに相当する部分を除いた明部の曲率半径を算出する方法としては、例えば、撮像画像をモニタ表示すると共に、当該撮像画像に対してオーバレイ表示可能で且つその表示位置を変更可能な複数種の曲率半径を有する円又は円弧（或いは曲率半径を連続的に変更可能な円又は円弧）を予め用意しておき、オペレータがモニタ表示を目視しながら、前記明部に円又は円弧をオーバレイして、最も合致する円又は円弧を選択（選択された円又は円弧の曲率半径が明部の曲率半径に相当する）する方法が考えられる。また、発光ダイオードに相当する部分を除いた明部の曲率半径を自動的に算出する方法としては、例えば、２値化処理によって、明部（発光ダイオードに相当する部分も含まれる）を抽出した後、発光ダイオードに相当する部分を除去（発光ダイオードに相当する部分はその位置が特定されることを利用）し、さらに必要に応じて小面積除去等のノイズ除去処理や細線化等の整形処理を施した後、抽出された明部（発光ダイオードに相当する部分は含まれない）を構成する各画素の座標に最小二乗法等を適用して近似円弧を演算し、当該近似円弧の曲率半径を明部の曲率半径として算出する方法などが考えられる。
【００１２】
前記被測定管が地中に埋設されたガス管である場合には、好ましくは、請求項２に記載の如く、前記２次元撮像装置をその視線が管径５０Ａのガス管の略中心を通るように配置すると仮定した場合に、前記２次元撮像装置の画角を形成する直線とガス管内壁との交点を含むガス管の横断面近傍に前記発光ダイオードが位置するように、前記２次元撮像装置に対して前記発光ダイオードを配置すれば良い。
【００１３】
ガス管は、管径（管内径に相当）が２５Ａ、３２Ａ、４０Ａ、５０Ａ、８０Ａ、１００Ａ及び１５０Ａの７種に限られていると共に、修復作業等の目的からして、これら管径の差異が識別できる程度の管内径測定精度が得られれば良いとされている。上記のように、ガス管の種類は、５０Ａ以下で管内径差が小さくなる分布となっているため、特に管径５０Ａ以下のガス管について測定精度を高めることが肝要である。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、２次元撮像装置をその視線が管径５０Ａを有するガス管の略中心を通るように配置すると仮定した場合に、前記２次元撮像装置の画角を形成する直線とガス管内壁との交点を含むガス管の横断面近傍に位置するように、前記発光ダイオードを配置することになる。従って、斯かる配置により、実際に管径５０Ａのガス管を測定した場合には、発光ダイオードからの距離が最も短い反射点（つまり、発光ダイオードを点光源と摸擬した場合に、当該点光源を含むガス管の横断面上に位置する反射点）が２次元撮像装置の視野内に入ることになり、ガス管の全周方向に沿った管内壁の輪郭に相当する明部をコントラスト良く視認又は抽出でき、ひいては測定精度を高めることができるという利点を有する。前記配置により、５０Ａの管径よりも小さな管径（例えば、管径２５Ａ）を有するガス管を実際に測定する場合についても同様である。一方、前記配置により、管径５０Ａよりも大きな管径（例えば、管径１００Ａ）を有するガス管を実際に測定する場合には、２次元撮像装置をその視線が当該ガス管の略中心を通るように配置すると、発光ダイオードからの距離が最も短い反射点が２次元撮像装置の視野外になってしまう。しかしながら、２次元撮像装置を発光ダイオードと共に（２次元撮像装置と発光ダイオードとの相対的な配置関係を変えずに）管径方向に移動（例えば、２次元撮像装置及び発光ダイオードを、これらをガス管内に挿入するための柔軟性を有する管状又は棒状の支持体に取り付けるような場合には、特に移動手段を設けなくても、自重により自然に移動することが期待できる）させれば、発光ダイオードからの距離が最も短い反射点の一部が２次元撮像装置の視野内に入ることになるため、前記移動させた状態において、ガス管の周方向に沿った管内壁の輪郭の一部に相当する明部をコントラスト良く視認又は抽出できることになる。
【００１５】
以上のように、請求項２に係る発明によれば、管径５０Ａ以下のガス管については、２次元撮像装置をその視線がガス管の略中心を通るように配置する限りにおいて、ガス管の全周方向に沿った管内壁の輪郭に相当する明部をコントラスト良く視認又は抽出できるため、測定精度を高めることができる一方、管径が５０Ａより大きいガス管については、ガス管の周方向に沿った管内壁の輪郭の一部に相当する明部をコントラスト良く視認又は抽出できるため、所定の測定精度を維持することが可能である。
【００１６】
好ましくは、請求項３に記載の如く、前記発光ダイオードの前記２次元撮像装置に面する側に、前記２次元撮像装置の視線方向と直交する方向に延出する遮蔽板を取り付ければ良い。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、発光ダイオードの２次元撮像装置に面する側に遮蔽板を取り付けるため、当該遮蔽板により、発光ダイオードから出射された光が直接２次元撮像装置に受光されることが防止され、本来の検出対象である被測定管の内壁で反射した反射光のみを受光でき、ハレーション等による測定精度の低下を防止することが可能である。また、前記遮蔽板は、２次元撮像装置の視線方向と直交する方向に延出するものとされるため、発光ダイオードから管径方向に向って出射した光束のエッジ部が鮮明となり、これにより被測定管の周方向に沿った管内壁の輪郭に相当する明部を鮮明に視認又は抽出でき、ひいては測定精度を高めることが可能である。
【００１８】
なお、本発明は、請求項４に記載の如く、被測定管の管軸方向に沿った視線を有する２次元撮像装置と、前記２次元撮像装置の視野内に配置された発光ダイオードと、被測定管内に挿入した２次元撮像装置で撮像した画像について、前記発光ダイオードに相当する部分を除いた明部の曲率半径を算出する算出手段とを備えることを特徴とする管内径測定装置としても提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る管内径測定方法を適用するための管内径測定装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る管内径測定装置１は、後述する光学系を搭載するための光学系搭載用カプセル（以下、カプセルという）１１と、カプセル１１の基端に接続され、被測定管Ｔ内にカプセル１１を回転推進させて挿入するためのフレキシブル管１２とを備えている。また、管内径装置１は、フレキシブル管１２の基端側に接続された計測器（パーソナルコンピュータ等で構成可能である）１３や電源１４も備えている。
【００２０】
カプセル１１には、被測定管Ｔの管軸方向に沿った視線を有する２次元撮像装置（本実施形態では２次元ＣＣＤカメラ）１１１と、ＣＣＤカメラ１１１の視野Ｓ内に配置された発光ダイオード（本実施形態では白色発光ダイオードであり、以下、白色ＬＥＤという）１１２とが搭載されている。より具体的には、ＣＣＤカメラ１１１は、カプセル１１に内蔵され、カプセル１１先端の開口部１１３を介して、カプセル１１の挿入方向前方の被写体を撮像可能に配置されている。白色ＬＥＤ１１２は、カプセル１１から前方に進退自在に延出する取付部材１１４の先端に取り付けられている。進退自在に延出する取付部材１１４としては、ボールねじや、ピストンシリンダ機構のピストン等を利用することができる。なお、本実施形態のように取付部材１１４を進退自在に構成すれば、管内径装置１（カプセル１１及びフレキシブル管１２）を被検査管Ｔに挿入する際には、挿入の邪魔にならないように後退させておく一方、管内径を測定する際に初めて、白色ＬＥＤ１１２がＣＣＤカメラ１１１の視野Ｓ内に位置するように前進させることができる点で好ましい。しかしながら、白色ＬＥＤ１１２をＣＣＤカメラ１１１の視野Ｓ内に配置し得る所定の長さを有する限りにおいて、必ずしも進退自在に構成する必要はない。
【００２１】
白色ＬＥＤ１１２には、フレキシブル管１２内に敷設されたケーブル（図示せず）を介して電源１４から点灯用の直流電源が供給される。また、同様にして、ＣＣＤカメラ１１１にも駆動用電源が供給されると共に、ＣＣＤカメラ１１１で撮像した画像は、フレキシブル管１２内に敷設されたケーブル（図示せず）を介して計測器１３に送信され、計測器１３が具備するモニタ画面に表示可能とされている。
【００２２】
ここで、白色ＬＥＤ１１２から出射された光は直接ＣＣＤカメラ１１１に受光されるもの（図１に示す光Ｌ１）がある一方、被測定管Ｔの内壁で反射し、当該反射光がＣＣＤカメラ１１１に受光されるもの（図１に示す光Ｌ２）もある。ここで、反射光Ｌ２の強度は、特に白色ＬＥＤ１１２から反射点までの距離の影響が大きく、白色ＬＥＤ１１２からの距離が短い反射点からの反射光の強度が高くなる傾向にある。また、白色発光ダイオード１１２は比較的小さな寸法であるため、前記反射光の強度が高くなる反射点が存在する領域は、被測定管Ｔの管軸方向に沿って比較的狭い領域となる。従って、ＣＣＤカメラ１１１で撮像した画像について、白色ＬＥＤ１１２に相当する部分（つまり、光Ｌ１に相当する部分）を除いた明部（ＣＣＤカメラ１１３の視野Ｓ内で且つ白色ＬＥＤ１１２からの距離が短い反射点での反射光Ｌ２が受光された部分に相当）は、被測定管Ｔの管周方向に沿った管内壁の輪郭に相当することになり、この明部の曲率半径を算出すれば、当該算出した曲率半径の２倍が被測定管Ｔの管内径に相当することになる。
【００２３】
本実施形態では、ＣＣＤカメラ１１１で撮像した画像について、白色ＬＥＤ１１２に相当する部分を除いた明部の曲率半径を算出する方法として、以下のような方法を採用している。つまり、撮像画像を計測器１３のモニタ画面に表示すると共に、当該撮像画像に対してオーバレイ表示可能で且つその表示位置を変更可能な複数種の曲率半径を有する円又は円弧（或いは曲率半径を連続的に変更可能な円又は円弧）を予め用意し、オペレータがモニタ表示を目視しながら、計測器１３が具備するキーボードやマウスを操作することにより、その表示位置を変更しながら前記明部に円又は円弧をオーバレイして、最も合致する円又は円弧を選択（選択された円又は円弧の曲率半径が明部の曲率半径として算出される）する方法を採用している。
【００２４】
以上のように、本実施形態に係る管内径測定方法によれば、光源として白色ＬＥＤ１１２を用い、これをＣＣＤカメラ１１１の視野Ｓ内に配置するだけで良く、複雑な構成を必要としないため、管内径を簡易に測定できるという利点を有する。また、白色ＬＥＤ１１２の寸法は小さく、且つ、ＣＣＤカメラ１１１も小型のものを適用できるため、小径管の内径測定にも適用可能であるという利点を有する。
【００２５】
なお、白色ＬＥＤ１１２とＣＣＤカメラ１１１との配置関係は、図１に示すものに限らず、白色ＬＥＤ１１２をＣＣＤカメラ１１１の視野Ｓ内に配置する限りにおいて種々の構成を採用可能である。例えば、カプセル１１から延出する取付部材１１４に白色ＬＥＤ１１２を取り付ける構成ではなく、白色ＬＥＤ１１２を搭載する別個のカプセルをフレキシブル管１２を介してカプセル１１の前方に配置する構成（この場合には、カプセル１１の前方に配置するフレキシブル管１２がＣＣＤカメラ１１１の視界を完全に遮ることがないように、当該フレキシブル管１２の軸とＣＣＤカメラ１１１の視線とをずらして配置する必要がある）が考えられる。また、挿入方向前方にＣＣＤカメラ１１１を配置し、反射ミラー（或いはハーフミラー）を介して、後方に配置された白色ＬＥＤ１１２の出射光を撮像する構成を採用することも可能である。なお、斯かる構成においてハーフミラーを使用する場合には、白色ＬＥＤ１１２を消灯することにより、前方（及び後方）の管内状況をモニタする一方、白色ＬＥＤ１１２を点灯することにより、後方の管内径を測定することができ、挿入方向前方のモニタと管内径測定との併用が可能となる点で好ましい。
【００２６】
被測定管Ｔ内にカプセル１１を回転推進させて挿入するためのフレキシブル管１２は、長手方向に延伸する凸部が幅方向の一部に形成された帯状の剛性部材（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等）を、幅方向の一部が、前記凸部同士が重なり合わないような範囲で重なり合うように螺旋状に巻回し、前記剛性部材の重なり合った部分が互いに軸方向に摺動可能となるように形成されている。斯かる構成のフレキシブル管１２の外面には、螺旋状の凸部が形成されるため、フレキシブル管１２を被測定管Ｔの内壁に接触させつつ回転させると、接触部分で軸方向の推進力が働き、フレキシブル管１２を前進させる力が作用することになる。また、フレキシブル管１２が金属等の１つの剛性部材を券回して形成されているため、断面構造が比較的強固であり、カプセル１１まで回転力を効率良く伝達することが可能である。さらに、前記剛性部材の重なり合った部分が互いに軸方向（フレキシブル管１２の長手方向）に摺動可能とされているため、柔軟性に優れ、被測定管Ｔにおけるエルボ、ティー等の曲げ継ぎ手部等の通線能力に優れるという効果を奏する。なお、フレキシブル管１２のより詳細な構成や、フレキシブル管１２を回転させながら挿入するための回転押出し装置等については、例えば、特開２００３−５０９３号公報に開示された技術を適用可能であるため、ここではその説明を省略する。また、本実施形態では、カプセル１１を被測定管Ｔ内に挿入するために上記構成を有するフレキシブル管１２を用いたが、無論これに限るものではなく、カプセル１１にねじ状推進機構により回転推進させるコイルワイヤを接続して挿入する方法や、カプセル１１を車に搭載し車輪駆動によって自走させる方法などを適用することも可能である。
【００２７】
ここで、特に被測定管Ｔが地中に埋設されたガス管である場合に好ましい態様について説明する。ガス管は、管径（管内径に相当）が２５Ａ、３２Ａ、４０Ａ、５０Ａ、８０Ａ、１００Ａ及び１５０Ａの７種に限られていると共に、修復作業等の目的からして、これら管径の差異が識別できる程度の管内径測定精度が得られれば良いとされている。上記のように、ガス管の種類は、５０Ａ以下で管内径差が小さくなる分布となっているため、特に管径５０Ａ以下のガス管について測定精度を高めることが肝要である。
【００２８】
そこで、被測定管Ｔが地中に埋設されたガス管である場合には、図２に示すように、ＣＣＤカメラ１１１をその視線が管径５０Ａのガス管の略中心を通るように配置すると仮定した場合に、ＣＣＤカメラの画角θ（水平画角及び垂直画角の内、小さい方の画角）を形成する直線とガス管内壁との交点Ｔ１、Ｔ２を含むガス管の横断面Ｔ３近傍に白色ＬＥＤ１１２が位置するように、ＣＣＤカメラ１１１に対して白色ＬＥＤ１１２を配置する（取付部材１１４の延出長さを決定する）のが好ましい。斯かる配置により、実際に管径５０Ａのガス管を測定した場合には、白色ＬＥＤ１１２からの距離が最も短い反射点（交点Ｔ１、Ｔ２に相当する）がＣＣＤカメラ１１１の視野Ｓ内に入ることになり、ガス管の全周方向に沿った管内壁の輪郭に相当する明部をコントラスト良く視認でき、ひいては測定精度を高めることができる。
【００２９】
図３に示すように、前記配置（前記決定した取付部材１１４の延出長さ）により、５０Ａの管径よりも小さな管径（例えば、管径２５Ａ）を有するガス管を実際に測定する場合についても、白色ＬＥＤ１１２からの距離が最も短い反射点Ｔ４、Ｔ５がＣＣＤカメラ１１１の視野Ｓ内に入ることになり、ガス管の全周方向に沿った管内壁の輪郭に相当する明部をコントラスト良く視認でき、ひいては測定精度を高めることができる。
【００３０】
一方、図４に示すように、前記配置（前記決定した取付部材１１４の延出長さ）により、管径５０Ａよりも大きな管径（例えば、管径１００Ａ）を有するガス管を実際に測定する場合には、ＣＣＤカメラ１１１をその視線が当該ガス管の略中心を通るように配置すると、白色ＬＥＤ１１２からの距離が最も短い反射点Ｔ６、Ｔ７がＣＣＤカメラ１１１の視野Ｓ外になってしまう。
【００３１】
しかしながら、図５に示すように、ＣＣＤカメラ１１１を白色ＬＥＤ１１２と共に（ＣＣＤカメラ１１１と白色ＬＥＤ１１２との相対的な配置関係を変えずに）管径方向に移動（本実施形態の場合には、フレキシブル管１２が柔軟性を有するため、自重により自然に移動することが期待できる）させれば、白色ＬＥＤ１１２からの距離が最も短い反射点Ｔ８、Ｔ９の一部（図５ではＴ９）がＣＣＤカメラ１１１の視野Ｓ内に入ることになるため、前記移動させた状態において、ガス管の周方向に沿った管内壁の輪郭の一部に相当する明部をコントラスト良く視認できることになる。
【００３２】
以上のように、管径５０Ａ以下のガス管については、ＣＣＤカメラ１１１をその視線がガス管の略中心を通るように配置する限りにおいて、ガス管の全周方向に沿った管内壁の輪郭に相当する明部をコントラスト良く視認できるため、測定精度を高めることができる一方、管径が５０Ａより大きいガス管については、ガス管の周方向に沿った管内壁の輪郭の一部に相当する明部をコントラスト良く視認できるため、所定の測定精度を維持することが可能である。従って、被測定管Ｔが地中に埋設されたガス管である場合には、以上に説明したＣＣＤカメラ１１１と白色ＬＥＤ１１２との相対的な配置関係とすることが好ましい。
【００３３】
なお、図６に示すように、白色ＬＥＤ１１２のＣＣＤカメラ１１１に面する側に、ＣＣＤカメラ１１１の視線方向と直交する方向に延出する遮蔽板１１５を取り付けるのが好ましい。遮蔽板１１５を取り付けることにより、白色ＬＥＤ１１２から出射された光が直接ＣＣＤカメラ１１１に受光されることが防止され、本来の検出対象である被測定管Ｔの内壁で反射した反射光のみを受光でき、ハレーション等による測定精度の低下を防止することが可能である。また、遮蔽板１１５は、ＣＣＤカメラ１１１の視線方向と直交する方向に延出するものとされているため、白色ＬＥＤ１１２から管径方向に向って出射した光束のエッジ部が鮮明となり、これにより被測定管Ｔの周方向に沿った管内壁の輪郭に相当する明部を鮮明に視認でき、ひいては測定精度を高めることが可能である。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例を示すことにより、本発明の特徴をより一層明らかにする。
【００３５】
図１に示すものと同様の構成を有する管内径測定装置１において、ＣＣＤカメラ１１１（直径Φ７ｍｍ、長さ３０ｍｍ）に対し、白色ＬＥＤ１１２（直径Φ３ｍｍ、長さ約５ｍｍ）を前方に６０ｍｍ延出させて配置した（白色ＬＥＤ１１２とＣＣＤカメラ１１１の視線との管径方向の離間距離は５ｍｍとした）。ＣＣＤカメラ１１１は、焦点距離２．２ｍｍでＦ値５．０の撮像レンズを用い、水平画角６４°、垂直画角４８°とした（白色ＬＥＤ１１２を含む被測定管Ｔの横断面上における撮像分解能は約０．１ｍｍ／画素）。
【００３６】
以上の構成を有する管内径測定装置１により、各種管径を有するガス管の管内径を測定した。図７は、計測器１３のモニタ画面に表示された撮像画像の例を示す。ここで、図７に示す例は、全てＣＣＤカメラ１１１をガス管内壁近傍に配置（つまり、カプセル１１が下方の管内壁に接した状態）した際の撮像画像例を示しており、図中に点線で示す円又は円弧が、オペレータの操作により、白色ＬＥＤ１１２に相当する部分を除いた明部に最も合致する円又は円弧として選択されたものを示している。図７に示すように、管径２５Ａ〜１５０Ａの全てのガス管について明部が視認でき、これに最も合致する円又は円弧を選択可能であった。特に、図７（ｅ）は内面コーティングが施された管径５０Ａのガス管であって内面が劣化した状態のものを、図７（ｆ）は管径５０Ａのガス管であって内面が劣化した状態のものをそれぞれ撮像した例であるが、いずれの場合でも正常なガス管と大差無く明部が視認でき、これに最も合致する円又は円弧を選択可能であった。なお、管径２５Ａは管内径２７．５５ｍｍに、管径３２Ａは管内径３６．９ｍｍに、管径４０Ａは管内径４１．８３ｍｍに、管径５０Ａは管内径５３．４５ｍｍに、管径８０Ａは管内径８０．７２ｍｍに、管径１００Ａは管内径１０５．９４ｍｍに、管径１５０Ａは管内径１５５．１８ｍｍにそれぞれ相当する。
【００３７】
図８は、明部に最も合致する円又は円弧の曲率半径から算出した管内径測定値（画素単位）と、実際の管径（Ａ）との関係を示す図である。なお、図８では、ＣＣＤカメラ１１１をその視線がガス管の略中心を通るように配置した場合（図８の（ａ））、ＣＣＤカメラ１１１をその視線がガス管の中心軸と約１０°の角度をなすように傾斜させた場合（図８の（ｂ））、及び、ＣＣＤカメラ１１１をガス管内壁近傍に配置した場合（図８の（ｃ））のそれぞれについて評価した結果を示す。図８に示すように、いずれの条件においても、実管径と管内径測定値とは略線形の関係を有しており、少なくとも、７種の管径の差異を識別できる程度の測定精度が得られることが分かった。なお、図８に示すように、ＣＣＤカメラ１１１をガス管内壁近傍に配置した場合（図８の（ｃ））を除いては、実管径１００Ａ、１５０Ａを有するガス管の管内径は測定できなかったが、実際のフィールドにおける測定では、フレキシブル管１２が柔軟性を有する上、管径が大きいために干渉も少なく、自重によってＣＣＤカメラ１１１は管内壁近傍に自然に移動することを確認しており、実用上は問題ないといえる。
【００３８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る管内径測定方法によれば、光源として発光ダイオードを用い、これを２次元撮像装置の視野内に配置するだけで良く、複雑な構成を必要としないため、管内径を簡易に測定できるという利点を有する。また、発光ダイオードの寸法は小さく、且つ、２次元撮像装置としても、例えば２次元ＣＣＤカメラ等の小さな寸法のものを用いることができるため、小径管の内径測定にも適用可能であるという優れた利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る管内径測定方法を適用するための管内径測定装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示すＣＣＤカメラと白色ＬＥＤとの配置関係及び当該配置と被測定管内径との関係を説明するための説明図である。
【図３】図３は、図１に示すＣＣＤカメラと白色ＬＥＤとの配置関係及び当該配置と被測定管内径との関係を説明するための説明図である。
【図４】図４は、図１に示すＣＣＤカメラと白色ＬＥＤとの配置関係及び当該配置と被測定管内径との関係を説明するための説明図である。
【図５】図５は、図１に示すＣＣＤカメラと白色ＬＥＤとの配置関係及び当該配置と被測定管内径との関係を説明するための説明図である。
【図６】図６は、図１に示す白色ＬＥＤの他の構成を概略的に示す図である。
【図７】図７は、図１に示す計測器のモニタ画面に表示される撮像画像の例を示す。
【図８】図８は、図１に示す計測器のモニタ画面に表示される撮像画像について、明部に最も合致する円又は円弧の曲率半径から算出した管内径測定値と、実際の管径との関係を示す図である。
【符号の説明】
１…管内径測定装置  １１…光学系搭載用カプセル  １２…フレキシブル管
１３…計測器  １１１…ＣＣＤカメラ（２次元撮像装置）
１１２…白色ＬＥＤ（発光ダイオード）  １１４…取付部材  Ｔ…被測定管
Ｓ…視野
【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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