(57)【要約】【課題】検査コストを抑え、覆工コンクリートの劣化状態を精度よく把握できる覆工コンクリートの検査システム、および覆工コンクリートの検査方法を提供することを目的とする。【解決手段】車両１に搭載される検査システム２は、検査対象の画像データを取得する撮像装置２１、検査対象を照射する照明装置２２、および検査対象の３次元点群データを取得するレーザー装置２３から構成される。撮像装置２１による検査対象の１フレーム分の撮像が完了すると、撮像回数カウント値ＳＣがカウントパルスとして記憶装置２６に送信される。画像データと３次元点群データは、この撮像回数カウント値ＳＣに基づき紐付けられて記憶装置２６に記憶される。したがって、画像データと３次元点群データを合成するに際しては、この撮像回数カウント値ＳＣに基づいて合成することができる。
2018066086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の露光タイミングで覆工コンクリートの所定の範囲を撮像する撮像装置と、
覆工コンクリートの所定の範囲を照射する照明装置と、
覆工コンクリートの所定の範囲の点群データを取得するレーザー装置と、
前記撮像装置で撮像した画像データ、および前記レーザー装置で計測した点群データを記憶する記憶装置と、
前記画像データと前記点群データを所定の識別情報に基づいて紐付ける紐付装置と、を備える
覆工コンクリートの検査システム。
【請求項２】
前記記憶装置に記憶された前記画像データと前記点群データが、前記識別情報に基づいて合成される演算装置を備える
請求項１に記載の覆工コンクリートの検査システム。
【請求項３】
前記紐付装置は、
前記撮像装置による所定の撮像周期毎に撮像回数カウント値をカウントアップし、撮像回数カウント値をカウントパルスとして前記記憶装置に送信する撮像回数カウント装置を有する
請求項１に記載の覆工コンクリートの検査システム。
【請求項４】
前記撮像装置の露光タイミングと前記照明装置の点灯タイミングが同期制御される同期制御装置を備え、
該同期制御装置は、
前記撮像装置から送信される同期信号の垂直パルスを検出する垂直パルス検出装置と、
前記撮像装置から送信される同期信号の水平パルスを検出する水平パルス検出装置と、
前記垂直パルス検出装置にて前記垂直パルスが検出されると、前記同期信号の水平パルスをカウントアップする水平パルスカウント装置と、を有する
請求項１に記載の覆工コンクリートの検査システム。
【請求項５】
前記同期制御装置は、
前記撮像装置の露光開始タイミングに相当する前記水平パルスの露光開始カウント値、前記照明装置の点灯開始タイミングに相当する前記水平パルスの照射開始カウント値、前記撮像装置の露光終了タイミングに相当する露光終了カウント値、および前記照明装置の点灯終了タイミングに相当する前記水平パルスの照射終了カウント値をそれぞれ設定する水平パルスカウント値設定装置と、を有する
請求項４に記載の覆工コンクリートの検査システム。
【請求項６】
前記照射開始カウント値は、前記露光開始カウント値よりも所定に早いタイミングに設定され、
前記照射終了カウント値は、前記露光終了カウント値と同じタイミングに設定される
請求項５に記載の覆工コンクリートの検査システム。
【請求項７】
所定の露光タイミングで覆工コンクリートの所定の範囲を撮像する撮像工程と、
覆工コンクリートの所定の範囲を照射する照射工程と、
覆工コンクリートの所定の範囲の点群データを計測する計測工程と、
前記撮像工程で撮像した画像データ、および前記計測工程で計測した点群データを記憶装置に記憶する記憶工程と、
前記画像データと前記点群データを所定の識別情報に基づいて紐付ける紐付工程と、を備える
覆工コンクリートの検査方法。
【請求項８】
前記識別情報に基づいて、前記画像データと前記点群データを合成する演算工程を備える
請求項７に記載の覆工コンクリートの検査方法。
【請求項９】
前記紐付工程は、
前記撮像工程による所定の撮像周期毎に撮像回数カウント値をカウントアップする撮像回数カウント工程と、
前記撮像回数カウント値をカウントパルスとして前記記憶装置に送信するカウントパルス送信工程と、を有する
請求項７に記載の覆工コンクリートの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、覆工コンクリートの検査システム、および覆工コンクリートの検査方法に関する。詳しくは、検査コストを抑え、覆工コンクリートの劣化状態を精度よく把握できる覆工コンクリートの検査システム、および覆工コンクリートの検査方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にトンネルをはじめとするコンクリート構造物は、覆工材料の経年劣化などにより覆工コンクリートの表面にクラックや変形が生じてしまう。この覆工コンクリートの表面に生じたクラックや変形は、コンクリート片の剥落につながり、最悪の場合にはコンクリート構造物の崩壊を招いてしまう。そのため、このような事態を未然に防ぐため、覆工コンクリートの表面に生じたひび割れや変形を早期に発見し、補修することでコンクリート構造物の損壊を未然に防止することが非常に重要となっている。【０００３】
従来、覆工コンクリート表面に生じたクラックや変形の検査においては、検査者が覆工コンクリートの表面を目視点検し、例えばクラックの長さ、幅、形状などを紙に記録するようにしていた。しかし、このような検査方法では、検査者が覆工コンクリートの表面を近接もしくは遠望目視で直接確認する必要があるため、例えば一つのトンネル全体の検査をするには多大の工数と人員を必要とするものであった。また、クラックやその他損傷などの有無の判断については、検査者の経験や現場状況に依存するため、主観的な判断とならざるを得なかった。【０００４】
このような問題を解消するために、近年では、例えば特許文献１に示されるように、ＣＣＤカメラ等のデジタル画像を撮像できる撮像装置と、３次元点群データを計測可能なレーザー装置を搭載した検査車両が提案されている。【０００５】
具体的には、検査車両を検査対象となるトンネル内を走行させながら覆工コンクリートの映像をＣＣＤカメラで撮像すると同時に、レーザー装置により覆工コンクリートの表面における３次元座標を点群データとして計測し、これら画像データ、および点群データを記憶装置に記憶させる。そして、記憶装置に記憶させた画像データ、および点群データを合成して３次元合成モデルを作成し、この３次元合成モデルに基づいて画像処理を行い、覆工コンクリート表面のクラックやその他損傷の有無を検出するものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１４１６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記特許文献１に開示の技術においては、撮像装置により撮像した画像データと、レーザー装置により計測した点群データは相互に紐付けられたものとなっていなかった。そのため、例えば画像データと点群データを合成するに際しては、記憶装置に記憶された画像データと点群データの状態や、計測時刻などを逐一見比べながら相互のデータの合成作業を行っていた。したがって、データ合成のための作業工数が膨大となるばかりでなく、作成された３次元合成モデルについても必ずしも精度の高いものとはなっていなかった。【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、検査コストを抑え、覆工コンクリートの劣化状態を精度よく把握できる覆工コンクリートの検査システム、および覆工コンクリートの検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の覆工コンクリートの検査システムは、所定の露光タイミングで覆工コンクリートの所定の範囲を撮像する撮像装置と、覆工コンクリートの所定の範囲を照射する照明装置と、覆工コンクリートの所定の範囲の点群データを取得するレーザー装置と、前記撮像装置で撮像した画像データ、および前記レーザー装置で計測した点群データを記憶する記憶装置と、前記画像データと前記点群データを所定の識別情報に基づいて紐付ける紐付装置とを備える。【００１０】
ここで、撮像装置を備えることにより、検査対象となる覆工コンクリートの撮像を行い、画像データを取得することができる。【００１１】
また、照明装置を備えることにより、検査対象となる覆工コンクリートを撮像装置により撮像するに際して、充分な光量を確保することができるため、鮮明な画像を撮像することができる。【００１２】
また、レーザー装置を備えることにより、覆工コンクリートに対するレーザー反射により、検査対象となる覆工コンクリートの表面における３次元座標を点群データとして取得することができる。【００１３】
また、画像データ、および点群データを記憶する記憶装置を備えることにより、撮像装置で撮像した画像データ、およびレーザー装置で計測した点群データを記憶させることができる。【００１４】
また、画像データと点群データを所定の識別情報に基づいて紐付けさせる紐付装置を備えることにより、撮像装置で撮像した画像データと、レーザー装置で計測した点群データを相互に紐付けることができる。【００１５】
また、記憶装置に記憶された画像データと点群データが、識別情報に基づいて合成される演算装置を備える場合には、撮像装置で撮像した画像データとレーザー装置で計測した点群データを合成するに際しては、所定の識別情報に基づいて２つのデータを合成させることができるため、データの合成に要する工数を大幅に低減できるとともに、作成した合成モデルの精度も高めることができる。【００１６】
また、紐付装置が、撮像装置による所定の撮像周期毎に撮像回数カウント値をカウントアップし、撮像回数カウント値をカウントパルスとして記憶装置に送信する撮像回数カウント装置を有する場合には、撮像装置の撮像回数に応じた撮像回数カウント値が記憶装置に記憶されている各画像データと点群データに送信されるため、画像データと点群データはこのカウント値に基づき紐付けることができる。【００１７】
また、撮像装置の露光タイミングと照明装置の点灯タイミングが同期制御される同期制御装置を備える場合には、例えば、撮像装置の露光タイミングに同期して照明装置の点滅パターンを制御することにより、検査期間中において照射装置を連続発光させておく必要がないため、照明装置の電力消費量を削減することができる。【００１８】
また、同期制御装置が、撮像装置から送信される同期信号の垂直パルスを検出する垂直パルス検出装置と、撮像装置から送信される同期信号の水平パルスを検出する水平パルス検出装置と、垂直パルスが検出されると同期信号の水平パルスをカウントアップする水平パルスカウント装置とを有する場合には、同期信号に基づいて撮像装置による露光タイミングと照明装置による点滅タイミングを確実に同期させることができる。【００１９】
また、同期制御装置が、撮像装置の露光開始タイミングに相当する水平パルスの露光開始カウント値、照明装置の点灯開始タイミングに相当する水平パルスの照射開始カウント値、撮像装置の露光終了タイミングに相当する露光終了カウント値、および照明装置の点灯終了タイミングに相当する水平パルスの照射終了カウント値をそれぞれ設定する水平パルスカウント値設定装置を有する場合には、撮像装置による露光開始（終了）タイミング、および照明装置による照射開始（終了）タイミングを任意に設定することができる。【００２０】
また、照射開始カウント値が露光開始カウント値よりも所定に早いタイミングである場合には、例えば照明装置の光源としてのＬＥＤの点灯開始から光量が安定するまでに所定の時間を要する場合においても、撮像装置の露光開始タイミングよりも早いタイミングで照明装置の点灯を開始しておけば、撮像装置による露光を開始させるタイミングにおいては、照明装置の光量を充分に安定させた状態としておくことができるため、常に鮮明な画像データを取得することができる。【００２１】
また、照明終了カウント値が露光終了カウント値と同じである場合には、撮像装置による露光期間中は常に照明装置による照射が行われていることになるため、鮮明な画像データを取得することができるとともに、照明装置による点灯時間を最小限とし、照明装置の電力消費量を削減することができる。【００２２】
上記の目的を達成するために、本発明の覆工コンクリートの検査方法は、所定の露光タイミングで覆工コンクリートの所定の範囲を撮像する撮像工程と、覆工コンクリートの所定の範囲を照射する照射工程と、覆工コンクリートの所定の範囲の点群データを計測する計測工程と、前記撮像工程で撮像した画像データ、および前記計測工程で計測した点群データを記憶装置に記憶する記憶工程と、前記画像データと前記点群データを所定の識別情報に基づいて紐付ける紐付工程とを備える。【００２３】
ここで、所定の露光タイミングで覆工コンクリートの所定の範囲を撮像する撮像工程を備えることにより、検査対象となる覆工コンクリートを撮像し画像データを取得することができる。【００２４】
また、覆工コンクリートの所定の範囲を照射する照射工程を備えることにより、撮像工程において覆工コンクリートを撮像するに際して、充分な光量を確保することができるため、鮮明な画像を撮像することができる。【００２５】
また、覆工コンクリートの所定の範囲の点群データを計測する計測工程を備えることにより、覆工コンクリートに対するレーザー反射により、検査対象となる覆工コンクリートの表面における３次元座標を点群データとして取得することができる。【００２６】
また、撮像工程で撮像した画像データ、および計測工程で計測した点群データを記憶装置に記憶する記憶工程を備えることにより、画像データ、および点群データを記憶することができる。【００２７】
また、画像データと点群データを所定の識別情報に基づいて紐付ける紐付工程を備えることにより、撮像工程で撮像した画像データと計測工程で計測した点群データを相互に紐付けて記憶させることができる。【００２８】
また、識別情報に基づいて画像データと点群データを合成する演算工程を備える場合には、識別情報に基づいて相互に紐付けられた画像データと点群データを、容易かつ正確に合成させることができる。【００２９】
また、紐付工程が、撮像工程による所定の撮像周期毎に撮像回数カウント値をカウントアップする撮像回数カウント工程と、撮像回数カウント値をカウントパルスとして記憶装置に送信するカウントパルス送信工程とを有する場合には、撮像工程による撮像回数に応じたカウント値が記憶装置に送信されるため、画像データと点群データはこのカウント値に基づき紐付けることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る覆工コンクリートの検査システム、および覆工コンクリートの検査方法は、検査コストを抑え、覆工コンクリートの劣化状態を精度よく把握できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る覆工コンクリートの検査システムを搭載した車両の側面図である。
【図２】撮像装置、および照明装置を基台に取り付けた状態を示す拡大斜視図である。
【図３】本発明に係る覆工コンクリートの検査システムの概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る覆工コンクリートの検査システムの同期制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】撮像装置の露光制御、および照明装置の点滅制御を説明するためのタイミングチャート図である。
【図６】検査システムを搭載した車両がトンネル内を走行して覆工コンクリートの劣化状態を検査している状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、覆工コンクリートの検査システム、および覆工コンクリートの検査方法に関する本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、各図においては、説明の便宜上、車両１の車道設置面から上方に向かう方向を上方向と定義し、上方向の反対方向を下方向と定義し、上方向、および下方向により表される軸方向を鉛直方向と定義し、車両の進行方向を長手方向と定義する。
【００３３】
まず、図１に示すように本発明の実施形態に用いる覆工コンクリートの検査システム２は、例えば移動装置として車道を走行可能な車両１の荷台１１に搭載されている。
【００３４】
ここで、必ずしも、検査システム２は車道を走行可能な車両１に搭載されている必要はない。例えば、レール上を走行可能な台車に搭載されていてもよく、検査システム２が搭載される移動装置は特に限定されるものではない。
【００３５】
検査システム２は、例えばトンネル内壁のコンクリート面（覆工コンクリート）の状態を検査するものであり、主に撮像装置２１、照明装置２２、レーザー装置２３、ＧＰＳ装置２４から構成され、これらは車両１の荷台１１に搭載されている。
【００３６】
撮像装置２１は、検査対象となるトンネル内壁のコンクリート面を撮像するＣＣＤカメラ等のデジタルビデオカメラであり、取得した画像データをデジタル信号として出力でき、動画像（所定時間間隔でフレーム画像が所得されたもの）、および静止画像が取得可能である。この撮像装置２１は、図２に示すように、車両１の荷台１１に搭載された矩形状の基台１２の周方向であって、側面と天井面からなる設置面１２１に複数台（例えば１２台）配置されている。
【００３７】
ここで、必ずしも、基台１２は矩形状である必要はない。例えば、円弧状、台形状等の形状から適宜選択することができる。
【００３８】
また、必ずしも、撮像装置２１の設置台数として１２台が設置されている必要はない。例えば、撮像装置２１の台数としては、覆工コンクリートの検査対象範囲、または各撮像装置２１の性能等に応じて適宜選択することができる。
【００３９】
照明装置２２は、撮像装置２１の露光に対応して可視光を発光し、検査対象となる覆工コンクリートを照らす装置であり、発光ダイオード（ＬＥＤ）など変調に対する応答性の高い光源を利用して構成されている。この照明装置２２は、撮像装置２１と同じく基台１２の設置面１２１に複数台（例えば４８台）配置されている。
【００４０】
ここで、必ずしも、照明装置２２の光源としてＬＥＤを利用する必要はない。例えば、キセノンランプやハロゲンランプ等、公知の光源から適宜選択することができる。ただし、ＬＥＤは人間の目に感じないような高速での点滅制御が可能である。したがって、後述するように撮像装置２１の露光タイミングに合わせた点滅制御が可能であり、照明装置２２の電力消費量を低減することができるため、照明装置２２の光源としてはＬＥＤを用いることが好ましい。
【００４１】
また、必ずしも、照明装置２２の設置台数として４８台が設置されている必要はない。例えば、照明装置２２の台数としては、各照明装置２２の性能、または撮像装置２１の設置台数等に応じて適宜選択することができる。
【００４２】
レーザー装置２３は、検査対象となる覆工コンクリートにレーザー光を照射し、その反射光を受光することで、レーザー装置２３までの距離や方位等の情報を取得し、これらの情報に基づき測定点の３次元位置座標を含む点群データ（以下、「３次元点群データ」という。）を算出する３次元レーザースキャナである。
【００４３】
このレーザー装置２３は、例えば図１に示すように、車両１の荷台１１に搭載された計測室１３のルーフ面１４後方に設置される標準レーザー装置２３１と、計測室１３の背面に設置された高精度レーザー装置２３２が設置されており、レーザー装置のセンサ部位が平面回転し、レーザー光を出射して計測を行うことができる。なお、レーザー装置２３のスキャンスピードとしては、標準レーザー装置２３１が最大２７０００／秒、高精度レーザー装置２３２が最大１００００００点／秒のものを使用した。
【００４４】
ここで、必ずしも、レーザー装置２３として、標準レーザー装置２３１と高精度レーザー装置２３２をそれぞれ備えている必要はない。例えば、標準レーザー装置２３１、または高精度レーザー装置２３２の何れか一方を備える構成としてもよい。これらは、計測対象となる覆工コンクリートの状況等に応じて適宜変更することが可能である。
【００４５】
ＧＰＳ装置２４は、車両１が位置する緯度、経度，および現在時刻等を測定することが可能となっており、車両１の荷台１１に搭載された計測室１３のルーフ面１４に設置されている。
【００４６】
ここで、必ずしも、ＧＰＳ装置２４は設置されている必要はない。ただし、ＧＰＳ装置２４を備えることにより、車両１によるトンネル内の走行検査の前に、車両１の位置情報や現在時刻等を取得し、撮像装置２１、照明装置２２、およびレーザー装置２３の状態をキャリブレーションすることができるため、精度の高い計測を行うことが可能となる。
【００４７】
次に本発明の検査システム２の測定系統について、図３のブロック構成図を用いて説明する。
【００４８】
検査システム２は、前記した撮像装置２１、照明装置２２、レーザー装置２３に加え、同期制御装置２５、照明制御装置２２１、レーザー制御装置２３３、および記憶装置２６から構成されている。
【００４９】
撮像装置２１、照明装置２２、およびレーザー装置２３は図示しないケーブルにより同期制御装置２５に接続されている。そして、照明装置２２は照明制御装置２２１により駆動制御され、レーザー装置２３はレーザー制御装置２３３により駆動制御される。また、撮像装置２１で撮像した画像データは記憶装置２６のうち第１の記憶装置２６１に、レーザー装置２３で計測した３次元点群データは第２の記憶装置２６２にそれぞれ記憶される。
【００５０】
ここで、必ずしも、撮像装置２１、照明装置２２、およびレーザー装置２３は同期制御装置２５とケーブルにより有線接続されている必要はない。例えば、無線通信によりそれぞれが接続されていてもよい。
【００５１】
また、必ずしも、記憶装置２６として第１の記憶装置２６１と第２の記憶装置２６２を設ける必要はない。例えば、１つの記憶装置に画像データと３次元点群データを記憶してもよい。
【００５２】
次に、図４は同期制御装置２５のブロック構成図である。同期制御装置２５は検査システム２の動作を集中制御するもので、垂直パルス検出装置２５１、水平パルス検出装置２５２、撮像制御装置２５３から構成されている。また、撮像制御装置２５３は主に撮像装置２１の露光動作を制御するもので水平パルスカウント装置２５４、水平パルスカウント値設定装置２５５、撮像回数カウント装置２５６を有している。
【００５３】
ここで、必ずしも、撮像制御装置２５３は同期制御装置２５と一体である必要はない。例えば、撮像制御装置２５３は同期制御装置２５とは別体で設けられていてもよい。
【００５４】
垂直パルス検出装置２５１は撮像装置２１の映像信号における同期信号のうち垂直パルスＶＤを検出し、水平パルス検出装置２５２は撮像装置２１の映像信号における同期信号のうち水平パルスＨＤを検出する。これら垂直パルス検出装置２５１で検出した垂直パルスＶＤ、および水平パルス検出装置２５２で検出した水平パルスＨＤは、後述する通り撮像装置２１の露光制御、および照明装置２２の点滅制御に使用される。
【００５５】
撮像制御装置２５３のうち、水平パルスカウント装置２５４は、垂直パルス検出装置２５１で垂直パルスＶＤを検出した際に、水平パルス検出装置２５２から入力される水平パルスＨＤをカウントアップするものである。この水平パルスＨＤのカウント値に基づいて撮像装置２１の露光開始タイミング、および露光終了タイミングが決定されるとともに、照明装置２２の照射開始タイミング、および照射終了タイミングが決定される。
【００５６】
水平パルスカウント値設定装置２５５は、前記した撮像装置２１の露光時間、および照明装置２２の１回の点滅における照射時間を設定するものであり、これらは検査対象となる覆工コンクリートの状態や、検査を行う際の車両１の走行速度等に応じて任意に設定することができる。
【００５７】
撮像回数カウント装置２５６は、撮像装置２１による１フレームレート分の撮像が終了したことを受けて1カウントずつカウントアップするカウンタである。なお、本発明において使用する撮像装置２１の画像記録間隔は1秒間に３０枚（ＮＴＳＣ方式）である。
【００５８】
ここで、必ずしも、撮像回数カウント装置２５６は、撮像装置による１フレームレート分の撮像が終了した段階で１カウントずつカウントアップする必要はない。例えば、２フレームレート分の撮像が終了したことを受けて１カウントずつカウントアップする構成としてもよい。
【００５９】
また、必ずしも、撮像装置２１の画像記録間隔は１秒間に３０枚である必要はない。例えば、画像記録間隔として１秒間に２５枚のＰＡＬ方式であってもよい。
【００６０】
撮像回数カウント装置２５６で1カウントずつカウントアップするごとに撮像回数カウント値ＳＣが、画像データが記憶されている第１の記憶装置２６１、および３次元点群データが記憶されている第２の記憶装置２６２にそれぞれ送信される。すなわち、画像データと３次元点群データはこの撮像回数カウント値ＳＣに基づいて、それぞれが紐付けされることになる。
【００６１】
次に、撮像装置２１と照明装置２２の同期制御について図５に基づいて詳述する。なお、撮像装置２１と照明装置２２がそれぞれ複数台設置される場合には、それら全ての撮像装置２１と照明装置２２が同じタイミングで同期制御されることになる。
【００６２】
まず、同期制御装置２５は、撮像装置２１の垂直パルスＶＤ、および水平パルスＨＤに基づいて撮像装置２１の露光開始タイミング信号Ｓ１、および露光終了タイミング信号Ｓ２を生成し、照明装置２２の点滅制御における照射開始タイミング信号Ｌ１、および照射終了タイミング信号Ｌ２を生成する。そして、これら露光開始タイミング信号Ｓ１、および露光終了タイミング信号Ｓ２に基づき撮像装置２１が駆動制御されるとともに、照射開始タイミング信号Ｌ１、および照射終了タイミング信号Ｌ２に基づき照明装置２２が駆動制御される。
【００６３】
すなわち、図５に示すように、同期制御装置２５は垂直パルス検出装置２５１にて垂直パルスＶＤを検出すると、撮像制御装置２５３の水平パルスカウント装置２５４のカウント値Ｃをリセットする（図５のタイミングａ）。続いて水平パルスカウント装置２５４にて水平パルス検出装置２５２で検出される水平パルスＨＤのカウント値Ｃのカウントアップを開始する。
【００６４】
そして、水平パルスＨＤのカウント値Ｃが照明装置２２の照射開始タイミングＣ１に達すると、同期制御装置２５から照明制御装置２２１に対して照射開始タイミング信号Ｌ１が送信され、照明装置２２の照射が開始される。
【００６５】
また、水平パルスＨＤのカウント値Ｃが撮像装置２１の露光開始タイミングＣ２に達すると、同期制御装置２５から撮像装置２１に対して露光開始タイミング信号Ｓ１が送信され、撮像装置２１の露光が開始される。
【００６６】
さらに、水平パルスＨＤのカウント値Ｃが照明装置２２の照射終了タイミングＣ３、および撮像装置２１の露光終了タイミングＣ４に達すると、同期制御装置から撮像装置２１に対して露光終了タイミング信号Ｓ２が送信され撮像装置２１の露光が終了し、照明装置２２に対して照射終了タイミング信号Ｌ２が送信され照明装置２２の照射が終了する。
【００６７】
なお、本発明の実施形態における照明装置２２の点灯制御における１回あたりの照射時間ｔ１は３ｍｓ、撮像装置２１の露光時間ｔ２は２ｍｓ（シャッタースピードが１／５００ｓ）であるが、この照射開始タイミングＣ１、露光開始タイミングＣ２、照射終了タイミングＣ３、および露光終了タイミングＣ４は、例えば図示しないＲＯＭに記憶されており、検査状況に応じて任意に設定可能なものとなっている。
【００６８】
ここで、必ずしも、照明装置２２の照射開始タイミングＣ１は撮像装置２１の露光開始タイミングＣ２よりも早いタイミングである必要はない。例えば、照射開始タイミングＣ１と露光開始タイミングＣ２が同じタイミングであってもよい。ただし、照明装置２２は駆動信号としての照射開始タイミング信号Ｌ１を照明制御装置２２１に送信してから所定時間は光源としてのＬＥＤの光量が安定しないため、照射開始タイミングＣ１と露光開始タイミングＣ２を同じタイミングとしてしまうと、撮像装置２１による画像データの精度が落ちる可能性がある。そのため、露光開始タイミングＣ２を照射開始タイミングＣ１よりも所定時間遅らせることで、照明装置２２の光量が安定したタイミングで撮像装置２１による撮像を開始させることが好ましい。
【００６９】
また、必ずしも、照射終了タイミングＣ３、および露光終了タイミングＣ４は同じタイミングとする必要はない。例えば、露光終了タイミングＣ４に対して所定時間経過してから照明装置２２の照射を終了するように照射終了タイミングＣ３を設定してもよい。ただし、照明装置２２の電力消費量を低減するという観点では、照明終了タイミングＣ３と露光終了タイミングＣ４は同時であることが好ましい。
【００７０】
また、必ずしも、照明装置２２は点滅制御される必要はない。例えば、検査中は、照明装置２２を常時点灯させるようにしてもよい。ただし、照明装置２２を撮像装置２１の露光タイミングに合わせて点滅制御させることにより、常時点灯に比べて一度の検査期間における照明装置２２から発せられる光量の総和を大幅に低減できるため、照明装置２２の電力消費量を低減することができる。
【００７１】
図６は、検査システム２を搭載した車両１がトンネル３内を走行しながら覆工コンクリートの劣化状態を検査している状態を示す図である。なお、便宜上、トンネル３のセンターラインＨＬを境にして、図６に向かって左側を左側走行車線ＣＬ、右側を右側走行車線ＣＲと定義する。また、覆工コンクリート３１のうち、センターラインＨＬを境にして、図６に向かって左側を左側側面ＳＬ、右側を右側側面ＳＲと定義する。
【００７２】
まず、検査システム２を搭載した車両１により覆工コンクリート３１の劣化状態を検査するに際しては、車両１が検査対象となる覆工コンクリート３１を備えるトンネル３内の一側の走行車線（図６においては左側走行車線ＣＬ）を所定の車速（４０〜８０ｋｍ／ｈ）で走行する。この時、撮像装置２１により覆工コンクリート３１の左側側面ＳＬが撮像されるとともに、レーザー装置２３により３次元点群データが計測される。また、この撮像装置２１の露光タイミングに同期するように照明装置２２が点滅制御される。
【００７３】
ここで、必ずしも、撮像装置２１による画像データの撮像と、レーザー装置２３による３次元点群データの計測が同時に行われる必要はない。例えば、計測対象の覆工コンクリートの断面形状に関する事前情報が無いような場合には、先ず１回目の走行でレーザー装置２３により３次元点群データを取得した上で撮像装置２１による撮像計画をたて、その後２回目の走行で撮像装置２１による画像の撮像が行われるようにしてもよい。ただし、撮像装置２１により撮像した画像データと、レーザー装置２３により計測した３次元点群データの整合性を高めるという意味でも、撮像装置２１による撮像と、レーザー装置２３による計測は同時に行う方が好ましい。
【００７４】
撮像装置２１により撮像された画像データは第１の記憶装置２６１に記憶されるとともに、レーザー装置２３により計測された３次元点群データは第２の記憶装置２６２に記憶される。そして、前記した通り、撮像装置２１による１フレームレート分の撮像が終了する都度、撮像回数カウント装置２５６より撮像回数カウント値ＳＣが第１の記憶装置２６１、および第２の記憶装置２６２にそれぞれ送信され、両データ間の紐付けが行われる。
【００７５】
ここで、必ずしも、画像データと３次元点群データは撮像回数カウント値ＳＣに基づいて紐付けされている必要はない。例えば、画像データ、および３次元点群データのそれぞれの取得時間に対応するタイムスタンプが送信され、このタイムスタンプに基づいて両データ間の紐付けを行うようにしてもよい。
【００７６】
覆工コンクリート３１の左側側面ＳＬの計測が完了すると、続いて車両１は右側走行車線ＣＲを走行して、覆工コンクリート３１の右側側面ＳＲに対しても左側側面ＳＬとおなじく撮像装置２１による画像の撮像と、レーザー装置２３による３次元点群データの計測が行われる。
【００７７】
覆工コンクリート３１の左側側面ＳＬ、および右側側面ＳＲについて撮像された画像データ、および３次元点群データは図示しない演算装置により合成される。このとき、画像データ、および３次元点群データは、撮像回数カウント値ＳＣに基づき紐付けされているため、より正確な３次元合成モデルを作成することが可能となる。
【００７８】
また検査者は、画像データ、および３次元点群データに基づき作成した３次元合成モデルに基づき、検査対象となる覆工コンクリート３１のひび割れ状況などを画像解析に基づき正確に判断することが可能となる。
【００７９】
以上、本発明を適用した覆工コンクリートの検査システム、および覆工コンクリートの検査方法においては、検査コストを抑え、覆工コンクリートの劣化状態を精度よく把握できるものとなっている。
【符号の説明】
【００８０】
１        車両
１１      荷台
１２      基台
１２１    設置面
１３      計測室
１４      ルーフ面
２        検査システム
２１      撮像装置
２２      照明装置
２２１    照明制御装置
２３      レーザー装置
２３１    標準レーザー装置
２３２    高精度レーザー装置
２３３    レーザー制御装置
２４      ＧＰＳ装置
２５      同期制御装置
２５１    垂直パルス検出装置
２５２    水平パルス検出装置
２５３    撮像制御装置
２５４    水平パルスカウント装置
２５５    水平パルスカウント値設定装置
２５６    撮像回数カウント装置
２６      記憶装置
２６１    第１の記憶装置
２６２    第２の記憶装置
３        トンネル
３１      覆工コンクリート
ＶＤ      垂直パルス
ＨＤ      水平パルス
ＳＣ      撮像回数カウント値
ＨＬ      センターライン
ＣＬ      左側走行車線
ＣＲ      右側走行車線
ＳＬ      左側側面
ＳＲ      右側側面
【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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【国際調査報告】
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