(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両と、
コンクリート部材のひび割れ等の欠陥を撮影するとともに撮影された画像を再生できる検査用カメラと、
前記車両に取り付けられ、前記コンクリート部材の曲率や角度と一致するガイドレールと、
このガイドレールに沿って前記検査用カメラを走行させる走行装置と
を備え、
前記ガイドレールは、前記コンクリート部材の曲率や角度に応じて、曲率や角度を任意に変化させることができる調整機構を備えている
ことを特徴とする検査用カメラの走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査用カメラの走査装置において、
前記検査用カメラから前記コンクリート部材の検査表面までの距離を測定するセンサ部と、
このセンサ部による距離値が特定の範囲値以下になるように前記調整機構の曲率や角度を任意に変化させる指令を前記調整機構に出力する制御装置と
をさらに備えていることを特徴とする検査用カメラの走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート部材のひび割れ等の欠陥を撮影するとともに撮影された画像を再生できる検査用カメラの走査装置に関する。
コンクリート構造物の劣化現象が社会的に大きな問題となっており、こうした劣化を簡易に、かつ効率的に調査する技術が求められている。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ひび割れなどの分布図は写真やビデオなどを用いるものの、基本的には目視による調査が一般的である。
また、最近ではデジタル画像を用いて、ひび割れを抽出し易く処理することにより、目視のひび割れ調査を支援するソフトなどが開発されてきており、実際の調査に活用されはじめている。
より効率的な画像診断をおこなうためには、コンクリート構造物の調査範囲全般にわたって一定の距離と一定の角度から撮影した連続画像が必要となる。
【０００３】
連続画像を得る従来の方法には、レーザーを照射しその反射光から表面画像を再構成する方法や、任意の角度および位置からデジタルカメラやビデオカメラで撮影した多数の画像を画像処理により再構成する方法などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前者のレーザーを用いる方法は、レーザーを非常に細かな幅で高速に走査、照射し、反射光を取り込んで表面画像を再構成する方法である。
しかし、得られる情報に対して多大な記憶容量が必要とされるほか、トンネル内などの比較的光量が限定されている場合には測定可能であるが、屋外のように大きな光量がある場合には測定が困難になるなどの問題点がある。
一方、後者のデジタルカメラやビデオカメラによる測定は、従来、目視検査の補助的な道具として利用されてきた方法であり、測定面に対し任意の角度と任意の距離から撮影した画像を、ソフト的に画像を正面から撮影した像と同じ角度から撮影したものと同じように変形させたり、合成させたりする方法である。
【０００５】
しかし、この方法は、撮影の位置が変化し、ソフト的に変換度が大きくなると、測定精度が大きく損なわれるという欠点がある。
また、撮影画像が一枚毎に距離や角度が異なると、多数の画像を合成して構造物全体の画像を得ようとした場合に、現実的に利用できないほど飛躍的にソフト的な変換処理量が増大することにある。
【０００６】
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、検査用カメラが測定面に対し、一定の距離と一定の角度でもって撮影を可能とする検査用カメラの走査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、車両と、コンクリート部材のひび割れ等の欠陥を撮影するとともに撮影された画像を再生できる検査用カメラと、前記車両に取り付けられ、前記コンクリート部材の曲率や角度と一致するガイドレールと、このガイドレールに沿って前記検査用カメラを走行させる走行装置とを備え、前記ガイドレールは、前記コンクリート部材の曲率や角度に応じて、曲率や角度を任意に変化させることができる調整機構を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の検査用カメラの走査装置において、前記検査用カメラから前記コンクリート部材の検査表面までの距離を測定するセンサ部と、このセンサ部による距離値が特定の範囲値以下になるように前記調整機構の曲率や角度を任意に変化させる指令を前記調整機構に出力する制御装置とをさらに備えていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る検査用カメラの走査装置Ａを示す。本実施形態では、断面形状が一定のトンネル１０に適用した例を示す。
本実施形態では、例えば、軌道１ａを走行する電車などの車両１上にガイドレール３を取り付け、このガイドレール３に沿って監査用カメラ７を走行させながらトンネル１０の検査面１０ａを撮影するようになっている。
【００１０】
ガイドレール３は、図１〜図３に示すように、複数の断面Ｔ字形のブロック３ａを曲率可変ジョイント３ｂを介して連結して成るレール状部材によって構成されており、各曲率可変ジョイント３ｂにおける結合部の曲がり具合によって、トンネル１０の曲率または角度と一致するように調整できる。本実施形態では、トンネル１０の曲率に一致するように調整されている。
【００１１】
ガイドレール３には、走行する検査用カメラ７が軌道から脱落しないように、両端部にストッパ３ｃ，３ｄが設けてある。
ガイドレール３には、同じ曲率になってガイドレール３を支持するフレーム部材５が連結されている。フレーム部材５は、ガイドレール３が横転しないように車両１に固定されている。
【００１２】
検査用カメラ７は、例えば、ビデオカメラのようにコンクリート部材のひび割れ等の欠陥を撮影し、その画像を再生でき、その画像によりコンクリート部材のひび割れ等の欠陥を診断することができる機能を備えている。
検査用カメラ７は、ガイドレール３に沿って走行する走行装置９に取り付けられている。
【００１３】
走行装置９は、ガイドレール３の断面Ｔ字形のブロック３ａを跨ぐように取り付けられる保持部材９ａと、この保持部材９ａ内に配され、断面Ｔ字形のブロック３ａに回転自在に当接するローラ９ｂと、保持部材９ａ内に配され、断面Ｔ字形のブロック３ａに回転自在に駆動用車輪９ｃと、この駆動用車輪９ｃに駆動力を与えるモータなどの駆動装置９ｄによって構成されている。
【００１４】
次に、斯くして構成された本実施形態に係る検査用カメラの走査装置Ａの作用を説明する。
先ず、各曲率可変ジョイント３ｂを操作して複数の断面Ｔ字形のブロック３ａにおける結合部位の曲がり具合を調整して、ガイドレール３の曲率を、トンネル１０の検査面１０ａの曲率と一致させる。なお、検査する対象物がトンネル１０の場合には、ほぼ一定断面で、走行中に大きく測定対象物の断面が変化しないので、上述のようにガイドレール３の曲率をトンネル１０の検査面１０ａの曲率と一致させるだけで、車両１を走行させることが可能となる。
【００１５】
次に、ガイドレール３に検査用カメラ７を取り付ける。検査用カメラ７は、スタート位置に設置される。この位置は、図示しない記憶装置に記憶される。
次に、車両１を走査すると同時に、検査用カメラ７をガイドレール３に沿って駆動装置７により移動させながら検査面１０ａを撮影する。
斯くして、本実施形態によれば、トンネル１０の検査面１０ａに対し、検査用カメラ７が常に一定の角度と一定の距離で撮影した画像を得ることができる。
【００１６】
ひび割れなどの画像検査のためには、高分解能のカメラを用い、撮影画角もひび割れ検出できる範囲内に限定する必要があるため、大きな構造物全体を検査しようとした場合に、必然的に多数の画面を合成することになる。任意の位置や角度で撮影した画像から構造物全体の検査画像を合成する場合、各画像毎に角度補正や撮影画角の大きさを変化させる必要が生じるため、ソフト処理に膨大なメモリが必要であるばかりでなく、処理時間も膨大となり現実的ではない。
【００１７】
また、ソフト的な処理は実際に測定画像を伸張したり、縮小したりするため、測定情報を失ったり、不正確な検査情報を与える可能性が高い。
これに対し、本実施形態に係る検査カメラの走査装置Ａに搭載した検査用カメラ７で撮影した画像は、検査面１０ａに対し、全て一定の角度と距離から撮影された画像であるため、ソフト的に画像を変形させる必要がなく、位置情報に従って適切な画像を重ね合わせるだけで、構造物全体の検査画像を得ることが可能となる。このため、ソフト処理にかける膨大な時間を軽減することができる。
【００１８】
また、本実施形態によれば、こうしたソフト処理を軽減、あるいは不要とすることができるため、より精度の高い検査が可能となる。
図４は、本発明の第二実施形態に係る検査用カメラの走査装置Ｂを示す。
本実施形態では、橋梁や他の構造物などのように比較的平らな面から構成されるコンクリート１１の検査面１１ａを測定する装置に適用した例を示す。
【００１９】
本実施形態は、第一実施形態における車両１を路面を走行する車両１３に変えるとともに、ガイドレール３をコンクリート１１の検査面１１ａと同様に一定の角度に折り曲げた形態とした点で、第一実施形態とは相違する。
従って、本実施形態では、ガイドレール３が検査面１１ａと同様に一定の角度に折り曲げた形態となるように、ガイドレール３の調整が行われ、車両１３が検査面１１ａと一致するように走行される。
【００２０】
本実施形態においても、第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
図５〜図１０は、本発明の第三実施形態に係る検査用カメラの走査装置Ｃを示す。
本実施形態では、検査用カメラ７と一緒に走行するようにガイドレール３に配設される対象物距離検出器２１と、この対象物距離検出器２１に連絡する制御装置１９と、この制御装置１９から指令に基づいてガイドレール３をコンクリート１５の検査面１５ａの曲率や角度と一致するようにガイドレール３の曲率や角度を調整する調整機構２３とを設けた点で、第一実施形態とは相違する。
【００２１】
対象物距離検出器２１としては、例えば、レーザー変位計などのように検査面１５ａとの距離を検知することができる機器が用いられる。
調整機構２３としては、例えば、図７〜図９に示すように、隣り合う各断面Ｔ字形のブロック３ａ間に設けた油圧や空気圧で制御される角度制御用アクチエータ２５と、隣り合う各断面Ｔ字形のブロック３ａ間に設けた連結用金属板２７とで構成されている。
【００２２】
連結用金属板２７は、隣り合う各断面Ｔ字形のブロック３ａのフランジ部３ｅの上面に設けたガイド溝３ｆに一端部を固定して摺動自在に嵌入している。
アクチエータ２５の変位を大きくすると、曲率を大きくすることが可能であり、この時、各レール要素である各断面Ｔ字形のブロック３ａ上端の間隔が開くことになる。レール間隔が開いても検査用カメラ７を搭載した駆動部分が断面Ｔ字形のブロック３ａ部分を移動可能なように、断面Ｔ字形のブロック３ａ上部部分には連結用金属板２７がスライドできるように取り付けられている。
【００２３】
隣り合う各断面Ｔ字形のブロック３ａは、所定の間隔を置いて曲率可変ジョイント３ｂを介して連結してある。
測定する対象物であるコンクリート１５の断面が走行中に変化するような場合には、リアルタイムにガイドレール３の形状を変化させる必要がある。
この場合、本実施形態に係る検査用カメラの走査装置Ｃにおいては、例えば、図６に示す制御システムのブロック図に基づいて制御されるようになっている。
【００２４】
例えば、車両１３が走行中に検査用カメラ７と検査面１５ａとの距離を対象物距離検出器２１により測定し、直前の測定位置での測定値と差がある場合、その差が最小となるように制御装置１９が、調整機構２３に対してガイドレール３の曲率をリアルタイムに変化させるように制御する指令を出力する。
すなわち、検査用カメラ７の各走行位置において、ガイドレール３における進行方向の断面Ｔ字形のブロック３ａ間の曲率を測定距離に応じて変化させる。測定距離が大きくなっている場合には、それが小さくなるようにガイドレール３の曲率を小さくし、逆の場合にはその反対の動きをさせる。
【００２５】
また、実際にはガイドレール３の制御に若干のタイムラグが生じるので、検査用カメラ７と検査対象面である検査面１５ａ間の距離測定位置および測定速度を速めることなどにより、タイムラグの影響を最小にすることができる。
以上のように、本実施形態によれば、車両１３が走行中に検査用カメラ７と検査面１５ａとの距離を対象物距離検出器２１により測定し、常にコンクリート１５の検査面１５ａの曲率や角度が異なる場合には、制御装置１９が調整機構２３に対してガイドレール３の曲率や角度をリアルタイムに変化させるように制御する指令を出力することができるので、ガイドレール３が検査面１１ａと同様に一定の角度または曲率に折り曲げた形態となるように、ガイドレール３の調整が行われ、車両１３が検査面１１ａと一致するように走行される。
【００２６】
本実施形態においても、第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、本実施形態に係る検査用カメラの走査装置Ｃによれば、図１に示すトンネル１０の場合には、ガイドレール３を図１に示すように湾曲させ、図４に示すコンクリート１１の場合には、ガイドレール３を図４に示すように折り曲げるように制御される。
【００２７】
また、連結用金属板２７は、隣り合う各断面Ｔ字形のブロック３ａのフランジ部３ｅの上下面にガイド溝３ｆを設け、各ガイド溝３ｆに取り付けても良い。
図１１は、調整機構２３を構成する角度制御用アクチエータ２５としてモータ２３ａとネジ２３ｂ，２３ｃを用いた例を示す。
モータ２３ａは、隣り合う断面Ｔ字形のブロック３ａに固定され、フレキシブル回転軸２３ｄを正転または逆転することによって、フレキシブル回転軸２３ｄに設けた雄ネジ２３ｂを、隣り合う断面Ｔ字形のブロック３ａに固定された雌ネジ２３ｄを螺合させることにより、隣り合う断面Ｔ字形のブロック３ａの間隔を任意に調整できるようになっている。
【００２８】
なお、制御アクチエータ２５としては、図７や図１１に示す装置以外に、例えば、ワイヤなどをモータで巻き取るタイプでも、高速で所定の変位量に制御できるものであっても良い。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、コンクリート構造物などの被検査面に対し、常に一定の角度と距離から撮影された画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る検査用カメラの走査装置Ａを示す説明図である。
【図２】図１における要部を示す拡大図である。
【図３】図１における要部を示す拡大図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る検査用カメラの走査装置Ｂを示す説明図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る検査用カメラの走査装置Ｃを示す説明図である。
【図６】図６における本発明の第三実施形態に係る検査用カメラの走査装置Ｃの制御システムのブロック図である。
【図７】図５における調整機構を示す側面図である。
【図８】図５における調整機構を示す断面図である。
【図９】図５における調整機構を示す上面図である。
【図１０】図５における調整機構が角度または曲率調整のために回動した状態を示す側面図である。
【図１１】図５における調整機構の別の例を示す側面図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ，Ｃ  検査用カメラの走査装置
１  車両
３  ガイドレール
３ａ  断面Ｔ字形のブロック
３ｂ  曲率可変ジョイント
５  フレーム部材
７  監査用カメラ
９  走行装置
１０  トンネル
１０ａ  検査面
１１  コンクリート
１１ａ  検査面
１３  車両
１９  制御装置
２１  対象物距離検出器
２３  調整機構
２５  角度制御用アクチエータ
２７  連結用金属板
２３ａ  モータ２３
２３ｂ  雄ネジ
２３ｃ  雌ネジ
【図１】
0004698902.tif 000002
【図２】
0004698902.tif 000003
【図３】
0004698902.tif 000004
【図４】
0004698902.tif 000005
【図５】
0004698902.tif 000006
【図６】
0004698902.tif 000007
【図７】
0004698902.tif 000008
【図８】
0004698902.tif 000009
【図９】
0004698902.tif 000010
【図１０】
0004698902.tif 000011
【図１１】
0004698902.tif 000012