(57)【要約】【課題】比較的容易に、あるいは比較的短時間に、エレベータ昇降路内の寸法を測定できるエレベータ昇降路内寸法測定装置、エレベータ昇降路内寸法測定制御装置、およびエレベータ昇降路内寸法測定方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、距離計測器と、撮像機器と、制御装置と、を備えたエレベータ昇降路内寸法測定装置が提供される。距離計測器は、エレベータ昇降路の内部を移動する移動物に設置されエレベータ昇降路の内壁にレーザ光を照射する第１のレーザ距離計を有する。撮像機器は、移動物に設置されエレベータ昇降路の内部を撮像する第１のカメラを有する。演算装置は、距離計測器から得られる距離データおよび撮像機器から得られる画像データを演算処理する。位置算出装置は、画像データに基づいて移動物の運動を推定し、距離データに基づいてエレベータ昇降路の内部における移動物の位置を算出する。【選択図】図１
2016060610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータ昇降路の内部を移動する移動物に設置され前記エレベータ昇降路の内壁にレーザ光を照射する第１のレーザ距離計を有する距離計測器と、
前記移動物に設置され前記エレベータ昇降路の内部を撮像する第１のカメラを有する撮像機器と、
演算装置と位置算出装置と記憶装置とを有する制御装置と、
を備え、
前記演算装置は、前記距離計測器から得られる距離データおよび前記撮像機器から得られる画像データを演算処理し、
前記位置算出装置は、前記画像データに基づいて前記移動物の運動を推定し、前記距離データに基づいて前記エレベータ昇降路の内部における前記移動物の位置を算出し、
前記記憶装置は、前記距離データと、前記画像データと、を記憶するエレベータ昇降路内寸法測定装置。
【請求項２】
前記第１のレーザ距離計は、前記第１のカメラの撮影範囲の内側に向けて前記レーザ光を照射する請求項１記載のエレベータ昇降路内寸法測定装置。
【請求項３】
前記移動物は、前記エレベータ昇降路を双方向に移動するエレベータかごである請求項１または２に記載のエレベータ昇降路内寸法測定装置。
【請求項４】
前記移動物は、前記エレベータ昇降路を双方向に移動するカウンターウェイトである請求項１または２に記載のエレベータ昇降路内寸法測定装置。
【請求項５】
前記距離計測器は、前記レーザ光の照射領域を前記撮像機器の撮影画像の上に投影した投影領域と、前記撮影画像の中心位置と、の間の距離、および前記投影領域と、前記内壁と、の間の距離に基づいて前記レーザ光の照射角度を設定する請求項１〜４のいずれか１つに記載のエレベータ昇降路内寸法測定装置。
【請求項６】
前記位置算出装置は、前記距離データに基づいて前記運動の実スケールを取得することにより前記エレベータ昇降路の内部における前記移動物の位置を算出する請求項１〜５のいずれか１つに記載のエレベータ昇降路内寸法測定装置。
【請求項７】
前記第１のカメラは、前記移動物の移動方向を軸としたとき３６０度にわたって前記内壁を撮影可能な全方位カメラである請求項１〜６のいずれか１つに記載のエレベータ昇降路内寸法測定装置。
【請求項８】
前記撮像機器は、前記移動物に設置され前記エレベータ昇降路の内部を撮像する第２のカメラをさらに有する請求項１〜５のいずれか１つに記載のエレベータ昇降路内寸法測定装置。
【請求項９】
前記第１のカメラの撮影範囲のうちの少なくとも一部は、前記第２のカメラの撮影範囲と重複する請求項８記載のエレベータ昇降路内寸法測定装置。
【請求項１０】
前記第１のカメラと前記第２のカメラとの間の位置関係は、校正されており、
前記位置算出装置は、前記校正された前記位置関係に基づいて前記運動の実スケールを取得することにより前記エレベータ昇降路の内部における前記移動物の位置を算出する請求項８または９に記載のエレベータ昇降路内寸法測定装置。
【請求項１１】
前記第１のレーザ距離計を保持し前記レーザ光の照射角度を変更する回転装置をさらに備えた請求項１〜１０のいずれか１つに記載のエレベータ昇降路内寸法測定装置。
【請求項１２】
前記回転装置は、前記撮像機器の位置を固定したまま、前記第１のレーザ距離計の位置または前記第１のレーザ距離計の角度を変更する請求項１１記載のエレベータ昇降路内寸法測定装置。
【請求項１３】
前記距離計測器は、前記移動物に設置され前記エレベータ昇降路の内壁にレーザ光を照射する第２のレーザ距離計をさらに有する請求項１〜１２のいずれか１つに記載のエレベータ昇降路内寸法測定装置。
【請求項１４】
エレベータ昇降路の内部を移動する移動物に設置され前記エレベータ昇降路の内壁にレーザ光を照射するレーザ距離計を有する距離計測器から得られる距離データと、前記移動物に設置され前記エレベータ昇降路の内部を撮像する第１のカメラを有する撮像機器から得られる画像データと、を演算処理する演算装置と、
前記画像データに基づいて前記移動物の運動を推定し、前記距離データに基づいて前記エレベータ昇降路の内部における前記移動物の位置を算出する位置算出装置と、
前記距離データと、前記画像データと、を記憶する記憶装置と、
を備えたエレベータ昇降路内寸法測定制御装置。
【請求項１５】
前記位置算出装置は、前記距離データに基づいて前記運動の実スケールを取得することにより前記エレベータ昇降路の内部における前記移動物の位置を算出する請求項１４記載のエレベータ昇降路内寸法測定制御装置。
【請求項１６】
前記撮像機器は、前記移動物に設置され前記エレベータ昇降路の内部を撮像する第２のカメラをさらに有し、
前記第１のカメラと前記第２のカメラとの間の位置関係は、校正されており、
前記位置算出装置は、前記校正された前記位置関係に基づいて前記運動の実スケールを取得することにより前記エレベータ昇降路の内部における前記移動物の位置を算出する請求項１４記載のエレベータ昇降路内寸法測定制御装置。
【請求項１７】
エレベータ昇降路の内部を移動する移動物に設置され前記エレベータ昇降路の内壁にレーザ光を照射するレーザ距離計を有する距離計測器から得られる距離データと、前記移動物に設置され前記エレベータ昇降路の内部を撮像する第１のカメラを有する撮像機器から得られる画像データと、を演算処理し、
前記画像データに基づいて前記移動物の運動を推定し、前記距離データに基づいて前記エレベータ昇降路の内部における前記移動物の位置を算出し、
前記距離データと、前記画像データと、を記憶するエレベータ昇降路内寸法測定方法。
【請求項１８】
前記距離データに基づいて前記運動の実スケールを取得することにより前記エレベータ昇降路の内部における前記移動物の位置を算出する請求項１７記載のエレベータ昇降路内寸法測定方法。
【請求項１９】
前記撮像機器は、前記移動物に設置され前記エレベータ昇降路の内部を撮像する第２のカメラをさらに有し、
前記第１のカメラと前記第２のカメラとの間の位置関係を校正し、
前記校正された前記位置関係に基づいて前記運動の実スケールを取得することにより前記エレベータ昇降路の内部における前記移動物の位置を算出する請求項１７記載のエレベータ昇降路内寸法測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、エレベータ昇降路内寸法測定装置、エレベータ昇降路内寸法測定制御装置、およびエレベータ昇降路内寸法測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータの付け替え工事や改修工事を行う場合には、事前準備段階において、エレベータ昇降路内の状況を把握し、図面作成に必要なエレベータ昇降路内の各部の寸法を測定する作業が行われる。この作業は、作業者がエレベータ昇降路内に入りメジャーなどを用いて寸法を測定することで行われる。  
しかし、この作業では、作業者がエレベータのかごの上に乗って寸法を測定するため、例えば測定距離が比較的長い場合などにおいて労力および時間が必要である。  
比較的容易に、あるいは比較的短時間に、エレベータ昇降路内の寸法を測定できることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９６９１９号公報
【特許文献２】特開２００６−６２７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、比較的容易に、あるいは比較的短時間に、エレベータ昇降路内の寸法を測定できるエレベータ昇降路内寸法測定装置、エレベータ昇降路内寸法測定制御装置、およびエレベータ昇降路内寸法測定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、距離計測器と、撮像機器と、制御装置と、を備えたエレベータ昇降路内寸法測定装置が提供される。前記距離計測器は、第１のレーザ距離計を有する。前記第１のレーザ距離計は、エレベータ昇降路の内部を移動する移動物に設置され前記エレベータ昇降路の内壁にレーザ光を照射する。前記撮像機器は、第１のカメラを有する。前記第１のカメラは、前記移動物に設置され前記エレベータ昇降路の内部を撮像する。前記制御装置は、演算装置と位置算出装置と記憶装置とを有する。前記演算装置は、前記距離計測器から得られる距離データおよび前記撮像機器から得られる画像データを演算処理する。前記位置算出装置は、前記画像データに基づいて前記移動物の運動を推定し、前記距離データに基づいて前記エレベータ昇降路の内部における前記移動物の位置を算出する。前記記憶装置は、前記距離データと、前記画像データと、を記憶する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表すブロック図である。
【図２】実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定方法を説明するフローチャート図である。
【図３】実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表す模式的平面図である。
【図４】エレベータ昇降路内寸法測定装置の設置形態の変形例を表す模式的平面図である。
【図５】エレベータ昇降路内寸法測定装置の設置形態の他の変形例を表す模式的平面図である。
【図６】エレベータ昇降路内寸法測定装置の設置形態の他の変形例を表す模式的平面図である。
【図７】レーザ光の照射領域を撮影画像に投影した投影領域の例を表す模式的平面図である。
【図８】第１のカメラの運動推定図の例を表す模式図である。
【図９】第１のカメラの運動推定図の他の例を表す模式図である。
【図１０】第１のレーザ距離計のスケール推定図の例を表す模式図である。
【図１１】他の実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表す模式的平面図である。
【図１２】実施形態の変形例にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表すブロック図である。
【図１３】レーザ距離計の回転形態を表す模式的平面図である。
【図１４】レーザ距離計の他の回転形態を表す模式的平面図である。
【図１５】他の実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表すブロック図である。
【図１６】他の実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定方法を説明するフローチャート図である。
【図１７】他の実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表す模式的平面図である。
【図１８】他の実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表す模式的平面図である。
【図１９】実施形態の変形例にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表すブロック図である。
【図２０】レーザ距離計の回転形態を表す模式的平面図である。
【図２１】レーザ距離計の他の回転形態を表す模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
図１は、実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表すブロック図である。  図２は、実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定方法を説明するフローチャート図である。  
図３は、実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表す模式的平面図である。  
なお、図１に表したブロック図は、実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置の要部構成の一例であり、必ずしも実際のプログラムモジュールの構成とは一致しない場合がある。
【０００９】
エレベータ昇降路内寸法測定装置１００は、撮像機器１１０と、距離計測器１２０と、制御装置（エレベータ昇降路内寸法測定制御装置）１３０と、を備える。制御装置１３０は、実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定制御装置に相当する。制御装置１３０は、演算装置１３１と、記憶装置１３３と、位置算出装置１３５と、を有する。
【００１０】
なお、制御装置１３０は、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００とは異なる外部の装置であってもよいし、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００が備える装置であってもよい。図１に表したハードウェア構成は、一例であり、各実施形態および各具体例に係る制御装置１３０の一部、又は全部を、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路又はＩＣ（Integrated Circuit）チップセットとして実現してもよい。各機能ブロックについては、個別にプロセッサ化してもよいし、各機能ブロックの一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法については、ＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。
【００１１】
エレベータ昇降路２１０の内部およびエレベータ昇降路２１０の外部の少なくともいずれかには、移動装置１４０が設けられている。移動装置１４０は、エレベータ昇降路２１０の内部において移動物を双方向（例えば上下方向や鉛直方向）に移動させる。移動物は、例えばエレベータかご２２０である。あるいは、移動物は、例えばカウンターウェイト２３０である。但し、移動物は、エレベータかご２２０あるいはカウンターウェイト２３０には限定されない。図３に表した例では、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００は、エレベータかご２２０の上部２２１に取り付けられている。
【００１２】
撮像機器１１０は、第１のカメラ１１１を有し、エレベータ昇降路２１０の内壁２１１を撮像する。第１のカメラ１１１の例として、可視光を受光できるデジタルカメラもしくは赤外線を受光できるデジタルカメラなどが挙げられる。
【００１３】
距離計測器１２０は、第１のレーザ距離計１２１を有し、エレベータ昇降路２１０の内壁２１１のうちで撮像機器１１０の第１の視野範囲（撮影範囲）１１５の内側に向けてレーザ光を照射する。第１のレーザ距離計１２１の例として、時間差方式のレーザ距離計もしくは位相差方式のレーザ距離計などが挙げられる。時間差方式のレーザ距離計は、レーザ光が照射されてから測定対象物で反射しレーザ距離計自身に帰ってくるまでの時間を計測して、レーザ距離計と測定対象物との間の距離を算出する。位相差方式のレーザ距離計は、複数に変調させたレーザ光を照射し、レーザ光が測定対象物に当たってレーザ距離計自身に戻ってきた拡散反射成分の位相差に基づいて、レーザ距離計と測定対象物との間の距離を求める。あるいは、レーザ光を照射できる角度の違いに基づいて、レーザ距離計を分類することができる。第１のレーザ距離計１２１の例として、水平レーザもしくは２次元レーザが挙げられる。水平レーザは、水平方向の全周３６０度にレーザ光を照射できる。言い換えれば、水平レーザは、移動物の移動方向を軸としたとき全周３６０度にわたってレーザ光を照射できる。２次元レーザは、一定の照射範囲において水平および垂直にレーザ光を照射できる。
【００１４】
演算装置１３１は、撮像機器１１０から取得したデータおよび距離計測器１２０から取得したデータの演算処理を行う。また、演算装置１３１は、撮像機器１１０及び距離計測器１２０の制御を行う。  
記憶装置１３３は、撮像機器１１０から取得したデータおよび距離計測器１２０から取得したデータを記憶する。  
位置算出装置１３５は、撮像機器１１０から得られる画像データと、距離計測器１２０から得られる距離データと、に基づいて、エレベータ昇降路２１０の内部における移動物（図３の例ではエレベータかご２２０）の位置を算出する。  
移動装置１４０は、エレベータかご３をエレベータ昇降路２１０の内部で移動させる。
【００１５】
次に、実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置１００の処理について説明する。ここでは、図３に表したように、移動物がエレベータかご２２０である場合を例に挙げて説明する。
【００１６】
図２に表したように、撮像機器１１０は、エレベータかご２２０の進行方向の範囲（第１の視野範囲１１５）を撮像する（ステップＳ１１１）。  
より具体的に説明すると、撮像機器１１０は、エレベータ昇降路２１０の内部を撮影し画像を取得する（ステップＳ１１１）。撮像機器１１０は、エレベータ昇降路２１０内のエレベータかご２２０に設置されている。
【００１７】
第１のカメラ１１１の焦点距離などを算出する校正、撮像機器１１０と距離計測器１２０との間の位置関係（回転と並進）を算出する校正などは、予め行われているものとする。撮像機器１１０と距離計測器１２０との間の校正方法は、例えば、文献"Reliable Automatic Camera-Laser Calibration (Australasian Conference on Robotics and Automation 2010)"などに記載されている。
【００１８】
図３に示したように、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００がエレベータかご２２０の上部２２１に設置された場合には、撮像機器１１０は、エレベータかご２２０の上部２２１からエレベータ昇降路２１０の天井部２１３へ向かう方向の上部範囲を撮影する。
【００１９】
ここで、エレベータ昇降路内寸法測定装置の設置形態の変形例について説明する。  
図４は、エレベータ昇降路内寸法測定装置の設置形態の変形例を表す模式的平面図である。  
図５は、エレベータ昇降路内寸法測定装置の設置形態の他の変形例を表す模式的平面図である。  
図６は、エレベータ昇降路内寸法測定装置の設置形態の他の変形例を表す模式的平面図である。
【００２０】
図４に表した例では、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００がエレベータかご２２０の下部２２３に設置されている。この場合には、撮像機器１１０は、エレベータかご２２０の下部２２３からエレベータ昇降路２１０のピット部（地面部）へ向かう方向の下部範囲を撮影する。  
図５に表した例では、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００がカウンターウェイト２３０の上部２３１に設置されている。この場合には、撮像機器１１０は、カウンターウェイト２３０の上部２３１からエレベータ昇降路２１０の天井部２１３へ向かう方向の上部範囲を撮影する。  
図６に表した例では、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００がカウンターウェイト２３０の下部２３３に設置されている。この場合には、撮像機器１１０は、カウンターウェイト２３０の下部２３３からエレベータ昇降路２１０のピット部（地面部）へ向かう方向の下部範囲を撮影する。
【００２１】
図１〜図３に戻って説明すると、撮像機器１１０は、一定の画角範囲を有するカメラから、３６０度全方位の撮影が可能な全方位カメラを有していてもよい。全方位カメラは、移動物の移動方向を軸としたとき３６０度全方位にわたってエレベータ昇降路２１０の内壁２１１を撮影することができる。撮像機器１１０は、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００を取付けたエレベータかご２２０の進行方向を撮像するのが望ましい。但し、エレベータかご２２０の進行方向の軸に対して平行もしくは垂直に撮像機器１１０を設置する必要はない。
【００２２】
距離計測器１２０は、エレベータ昇降路２１０内のエレベータかご２２０に設置された距離計測器１２０（具体的には第１のレーザ距離計１２１）から照射したレーザ光の反射光を測定することにより、距離値を取得する（ステップＳ１１２）。
【００２３】
距離計測器１２０が有する第１のレーザ距離計１２１は、比較的狭い範囲に照射したレーザ光を走査し、各位置と第１のレーザ距離計１２１自身との間の距離値を取得する。つまり、図３に表した照射領域１２１ａのように、第１のレーザ距離計１２１は、所定の領域にわたってレーザ光を照射する。
【００２４】
距離計測器１２０は、レーザ光の照射領域１２１ａを撮像機器１１０の撮影画像上に投影した投影領域１２１ｂ（図７（ａ）〜図７（ｃ）参照）と、撮像機器１１０の撮影画像の中心位置１１９（レンズの光学中心位置：図７（ａ）〜図７（ｃ）参照）と、の間の距離（画素単位）が短くなり、かつ、投影領域１２１ｂと、エレベータ昇降路２１０の内壁２１１と、の間の距離（測定距離）が短くなるような照射角度でレーザ光を照射する。
【００２５】
これについて、図７を参照しつつさらに説明する。  
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、レーザ光の照射領域を撮影画像に投影した投影領域の例を表す模式的平面図である。  
つまり、図７（ａ）〜図７（ｃ）には、エレベータ昇降路２１０の内部の撮影画像上にレーザ光の照射領域１２１ａを投影した投影領域１２１ｂの例が表されている。
【００２６】
第１のレーザ距離計１２１から照射されたレーザ光の照射領域１２１ａを撮影画像に投影した投影領域１２１ｂの例は、例えば図７（ａ）〜図７（ｃ）に表した通りである。図７（ａ）に表した投影領域１２１ｂに対応するレーザ光の照射領域１２１ａは、図７（ｂ）および図７（ｃ）に表した投影領域１２１ｂに対応するレーザ光の照射領域１２１ａとは異なる。図７（ｂ）に表した投影領域１２１ｂに対応するレーザ光の照射領域１２１ａは、図７（ｃ）に表した投影領域１２１ｂに対応するレーザ光の照射領域１２１ａとは異なる。
【００２７】
図７（ａ）に表した例では、図７（ｃ）に表した例と比較すると、エレベータ昇降路２１０の内部の撮影画像上にレーザ光の照射領域１２１ａを投影した投影領域１２１ｂは、撮影画像の中心位置１１９に近い。また、図７（ａ）に表した例では、図７（ｂ）に表した例と比較すると、投影領域１２１ｂと、エレベータ昇降路２１０の内壁２１１と、の間の距離（測定距離）が短い。
【００２８】
図７（ｂ）に表した例では、図７（ａ）および図７（ｃ）に表した例と比較すると、エレベータ昇降路２１０の内部の撮影画像上にレーザ光の照射領域１２１ａを投影した投影領域１２１ｂは、撮影画像の中心位置１１９に近い。また、図７（ｂ）に表した例では、図７（ａ）および図７（ｃ）に表した例と比較すると、投影領域１２１ｂと、エレベータ昇降路２１０の内壁２１１と、の間の距離（測定距離）が長い。つまり、図７（ｂ）に表した例では、投影領域１２１ｂが撮影画像上において天井部２１３を通るため、図７（ａ）および図７（ｃ）に表した例と比較すると、測定距離が長い。
【００２９】
図７（ｃ）に表した例では、図７（ａ）および図７（ｂ）に表した例と比較すると、エレベータ昇降路２１０の内部の撮影画像上にレーザ光の照射領域１２１ａを投影した投影領域１２１ｂは、撮影画像の中心位置１１９に遠い。また、図７（ｃ）に表した例では、図７（ｂ）に表した例と比較すると、投影領域１２１ｂと、エレベータ昇降路２１０の内壁２１１と、の間の距離（測定距離）が短い。
【００３０】
エレベータ昇降路２１０の内部の撮影画像上にレーザ光の照射領域１２１ａを投影した投影領域１２１ｂが撮影画像の中心位置１１９により近いほうがいい理由としては、例えば、撮影画像の中心位置１１９に相対的に近い位置では、撮像機器１１０のレンズの特性によって生じる撮影画像の歪みが相対的に小さいことが挙げられる。これにより、図２に表したステップＳ１１３において算出されるエレベータ昇降路２１０の内部のエレベータかご２２０の位置の精度が高くなる。
【００３１】
エレベータ昇降路２１０の内部の撮影画像上にレーザ光の照射領域１２１ａを投影した投影領域１２１ｂと、エレベータ昇降路２１０の内壁２１１と、の間の距離（測定距離）が小さいほうがいい理由としては、例えば、投影領域１２１ｂの測定距離が相対的に短い位置では、レーザ光の測定強度が相対的に高く、信頼性が相対的高いことが挙げられる。これにより、図２に表したステップＳ１１３において算出されるエレベータ昇降路２１０の内部のエレベータかご２２０の位置の精度が高くなる。
【００３２】
図２に戻って説明すると、位置算出装置１３５は、撮像機器１１０から得られる画像データに基づいてエレベータかご２２０の運動（回転と並進）を推定し、距離計測器１２０から得られる距離データに基づいて実スケールを取得することにより、エレベータ昇降路２１０内のエレベータかご２２０の位置を算出する（ステップＳ１１３）。
【００３３】
ステップＳ１１１において撮像した画像データに基づいてエレベータ昇降路２１０内のエレベータかご２２０の位置を算出する処理は、２つの処理を含む。
【００３４】
１つ目の処理（第１の処理）は、エレベータかご２２０の位置を算出する処理の最初において、互いに異なる位置で撮影された２枚の画像が位置算出装置１３５に初めて入力されたときに実行される。第１の処理では、位置算出装置１３５は、まず、互いに異なる位置で撮影された２枚の画像間で特徴点を検出し対応位置の探索を行う。「特徴点」とは、撮像機器１１０が撮影した画像の中で特徴的な部分をいう。２枚の画像間で特徴点の対応がわかると、２枚の画像を撮影したときの第１のカメラ１１１の位置（並進ベクトル）と、２枚の画像を撮影したときの第１のカメラ１１１の姿勢（回転行列）と、を求めることができる。
【００３５】
なお、１枚目の画像を撮影したときの第１のカメラ１１１の位置は、２枚目の画像を撮影したときの第１のカメラ１１１の位置とは異なる。１枚目の画像を撮影したときの第１のカメラ１１１の姿勢は、２枚目の画像を撮影したときの第１のカメラ１１１の姿勢とは異なる。
【００３６】
続いて、位置算出装置１３５は、特徴点の対応関係と、算出した第１のカメラ１１１の位置と、算出した第１のカメラ１１１の姿勢と、に基づいて、三角測量の原理によって特徴点の３次元位置を算出する。
【００３７】
２つ目の処理（第２の処理）は、特徴点の３次元位置が分かっている状態で、第１の処理における２枚の画像の位置とは異なる位置で撮影された画像が位置算出装置１３５に入力されたときに実行される。このときには、位置算出装置１３５は、特徴点の画像上の位置と、特徴点の３次元位置と、に基づいてエレベータかご２２０の運動を推定する。位置算出装置１３５は、第２の処理を繰り返し行うことで、毎時刻のエレベータ昇降路２１０内のエレベータかご２２０の位置を推定することができる。
【００３８】
第１の処理および第２の処理について、さらに説明する。  
図８は、第１のカメラの運動推定図の例を表す模式図である。  
図９は、第１のカメラの運動推定図の他の例を表す模式図である。  
図１０は、第１のレーザ距離計のスケール推定図の例を表す模式図である。
【００３９】
第１の処理では、特徴点の３次元位置と、第１のカメラ１１１の位置の情報と、第１のカメラ１１１の姿勢の情報と、が分からない。そのため、位置算出装置１３５は、まずは、互いに異なる位置から撮影された２枚の画像に基づいて、第１のカメラ１１１の位置および第１のカメラ１１１の姿勢を決める処理を行う。そこで、位置算出装置１３５は、入力された２枚の各画像に基づいて特徴点を抽出する。特徴点が画像の一部に集中することを抑え、特徴点のまわりの一定範囲内で特徴点が検出されないことが望ましい。
【００４０】
続いて、図９（ｂ）に表したように、位置算出装置１３５は、２枚の画像（第１の画像１１７ａおよび第２の画像１１７ｂ）間で特徴点の対応位置の探索を行う。対応位置の探索は、特徴点のまわりに比較的小さな領域を設定して、画像の輝度パターンに基づいてSSD(Sum of Squared Difference)などによって類似度を評価することで行われる。２枚の画像間で特徴点の対応がわかると、２枚の画像を撮影したときの第１のカメラ１１１の位置（並進ベクトル）と、２枚の画像を撮影したときの第１のカメラ１１１の姿勢（回転行列）と、を求めることができる。
【００４１】
第１の画像位置２４１ａは、第１の特徴点２４１の第１の画像１１７ａ上の位置である。第２の画像位置２４２ａは、第２の特徴点２４２の第１の画像１１７ａ上の位置である。第３の画像位置２４３ａは、第３の特徴点２４３の第１の画像１１７ａ上の位置である。
【００４２】
第１の画像位置２４１ｂは、前述の対応位置の探索の結果、第１の画像位置２４１ａと対応付いた位置である。つまり、第１の画像位置２４１ｂは、第１の特徴点２４１の第２の画像１１７ｂ上の位置である。第２の画像位置２４２ｂは、前述の対応位置の探索の結果、第２の画像位置２４２ａと対応付いた位置である。つまり、第２の画像位置２４２ｂは、第２の特徴点２４２の第２の画像１１７ｂ上の位置である。第３の画像位置２４３ｂは、前述の対応位置の探索の結果、第３の画像位置２４３ａと対応付いた位置である。つまり、第３の画像位置２４３ｂは、第３の特徴点２４３の第２の画像１１７ｂ上の位置である。
【００４３】
なお、１枚目の画像（第１の画像１１７ａ）を撮影したときの第１のカメラ１１１の位置は、２枚目の画像（第２の画像１１７ｂ）を撮影したときの第１のカメラ１１１の位置とは異なる。１枚目の画像を撮影したときの第１のカメラ１１１の姿勢は、２枚目の画像を撮影したときの第１のカメラ１１１の姿勢とは異なる。
【００４４】
そして、位置算出装置１３５は、画像上の特徴点の位置関係と、算出した第１のカメラ１１１の空間的な位置関係と、に基づいて特徴点の３次元位置を求める。また、第１のカメラ１１１の位置については、第１の処理の最初の画像（第１の画像１１７ａ）が世界座標と一致される。回転行列は単位行列であるとし、並進ベクトルは零ベクトルであるとする。
【００４５】
第２の処理では、第１の処理によって特徴点の３次元位置が求められている状態で第１のカメラ１１１（エレベータ昇降路２１０内の移動物）の位置および第１のカメラ１１１（エレベータ昇降路２１０内の移動物）の姿勢の推定を行う。図９（ｂ）に表したように、位置算出装置１３５は、まず、入力された画像に対して、第１の処理で検出した特徴点と一致する特徴点を見つけ、対応付けを行う（特徴点追跡）。前の時刻から第１のカメラ１１１が大きく動いていない場合には、位置算出装置１３５は、前の時刻の画像で見つけた特徴点の周囲を探索することで特徴点追跡をすることができる。
【００４６】
図８（ｂ）に表した例において、第１の画像位置２４１ｃは、前述の特徴点追跡の結果、第１の画像位置２４１ｂと対応付いた位置である。つまり、第１の画像位置２４１ｃは、第１の特徴点２４１の第３の画像１１７ｃ上の位置である。第２の画像位置２４２ｃは、前述の特徴点追跡の結果、第２の画像位置２４２ｂと対応付いた位置である。つまり、第２の画像位置２４２ｃは、第２の特徴点２４２の第３の画像１１７ｃ上の位置である。第３の画像位置２４３ｃは、前述の特徴点追跡の結果、第３の画像位置２４３ｂと対応付いた位置である。つまり、第３の画像位置２４３ｃは、第３の特徴点２４３の第３の画像１１７ｃ上の位置である。
【００４７】
図８（ｂ）に表した例において、第１の投影位置２４１ｃ’は、第１の特徴点２４１の３次元位置を第１のカメラ１１１の位置および第１のカメラ１１１の姿勢を使って第１のカメラ１１１に投影した位置である（「’」は投影された点を示す）。つまり、第１の投影位置２４１ｃ’は、第１の特徴点２４１の第３の画像１１７ｃ上の位置である。第２の投影位置２４２ｃ’は、第２の特徴点２４２の３次元位置を第１のカメラ１１１の位置および第１のカメラ１１１の姿勢を使って第１のカメラ１１１に投影した位置である。つまり、第２の投影位置２４２ｃ’は、第２の特徴点２４２の第３の画像１１７ｃ上の位置である。第３の投影位置２４３ｃ’は、第３の特徴点２４３の３次元位置を第１のカメラ１１１の位置および第１のカメラ１１１の姿勢を使って第１のカメラ１１１に投影した位置である。つまり、第３の投影位置２４３ｃ’は、第３の特徴点２４３の第３の画像１１７ｃ上の位置である。
【００４８】
位置算出装置１３５は、追跡した特徴点の３次元位置と、特徴点の画像上の座標（位置）と、に基づいて、第１のカメラ１１１の位置および第１のカメラ１１１の姿勢を推定する。図８（ａ）および図８（ｂ）は、位置算出装置１３５が実行する処理を直感的に表したものである。図８（ａ）および図８（ｂ）は、第１の特徴点２４１、第２の特徴点２４２、および第３の特徴点２４３の３次元位置を同じくして、第１のカメラ１１１の位置および第１のカメラ１１１の姿勢を変えた様子を表している。
【００４９】
図８（ａ）では、第１のカメラ１１１の位置および第１のカメラ１１１の姿勢が正しい。図８（ａ）は、見つかった特徴点の画像上の位置が特徴点の３次元位置を第１のカメラ１１１に投影した位置と一致していることを表している。
【００５０】
図８（ａ）に表した例において、第１の投影位置２４１ｂ’は、第１の特徴点２４１の３次元位置を第１のカメラ１１１の位置および第１のカメラ１１１の姿勢を使って第１のカメラ１１１に投影した位置である。つまり、第１の投影位置２４１ｂ’は、第１の特徴点２４１の第２の画像１１７ｂ上の位置である。第２の投影位置２４２ｂ’は、第２の特徴点２４２の３次元位置を第１のカメラ１１１の位置および第１のカメラ１１１の姿勢を使って第１のカメラ１１１に投影した位置である。つまり、第２の投影位置２４２ｂ’は、第２の特徴点２４２の第２の画像１１７ｂ上の位置である。第３の投影位置２４３ｂ’は、第３の特徴点２４３の３次元位置を第１のカメラ１１１の位置および第１のカメラ１１１の姿勢を使って第１のカメラ１１１に投影した位置である。つまり、第３の投影位置２４３ｂ’は、第３の特徴点２４３の第２の画像１１７ｂ上の位置である。
【００５１】
図８（ｂ）に表した例では、投影位置に誤差が発生していることが分かる。位置算出装置１３５は、見つかった特徴点の画像上での位置と、特徴点の３次元位置と、を第１のカメラ１１１の回転行列Ｒおよび第１のカメラ１１１の並進ベクトルｔに基づいて画像に投影する。そして、位置算出装置１３５は、見つかった特徴点の画像上での位置と、特徴点の３次元位置と、の間の差分が小さくなるように回転行列Ｒおよび並進ベクトルｔを推定する。この処理は、次の式で表される。
【数１】
2016060610.tif 000003
【００５２】
式（１）に表したコスト関数を最小化するため、非線形最適化を行うことによって回転行列Ｒおよび並進ベクトルｔを求めた。隣接する画像で動きはそれほど大きく変わらないため、初期値として前の時刻で推定された運動推定結果を利用することができる。
【００５３】
但し、求めた並進ベクトルｔのスケールは、不定である。並進ベクトルｔのスケールを実際のスケール（実スケール）と一致させるために、ステップＳ１１２で得られる距離データを用いる。
【００５４】
実スケール化の処理では、初めに、画像上でのレーザ光の投影領域１２１ｂの追跡を行う。次に、追跡できたレーザ光に基づいて、実スケールとカメラスケールとの間の比を算出する。これにより、算出した並進ベクトルｔのスケールを実スケール化する。図１０に表したように、レーザ光の追跡とは、レーザ光の画像上での点あるいは領域を異なる時刻で撮影された画像間で追跡することである。具体的には、時刻ｔに照射されたレーザ点Ｘｔが第１のカメラ１１１の画像の画素ｘｔに投影されたとすると、時刻ｔ＋１における第１のカメラ１１１の画像において、レーザ光Ｘｔが投影される画素ｘ’ｔ＋１を算出する（「’」は追跡された点を示す）。追跡した画素ｘ’ｔ＋１の３次元位置については、算出した第１のカメラ１１１の位置（並進ベクトルｔ）と、算出した第１のカメラ１１１の姿勢（回転行列Ｒ）と、に基づいて、三角測量の原理によって算出することができる。よって、算出した３次元位置と、レーザ点Ｘｔと、の間の比を比べることで、並進ベクトルｔのスケールを実スケール化することができる。
【００５５】
図２に戻って説明すると、記憶装置１３３は、ステップＳ１１１において得られた画像データを記憶する（ステップＳ１１４）。また、記憶装置１３３は、ステップＳ１１２において得られた距離データを世界座標へ変換することで得られる３次元形状を記憶する（ステップＳ１１４）。距離データの世界座標への変換は、ステップＳ１１３で算出され各時刻で得られたエレベータかご２２０の位置およびエレベータかご２２０の姿勢に基づいて行われる。
【００５６】
続いて、制御装置１３０は、処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ１１５）。制御装置１３０が処理を終了しないと判定した場合には（ステップＳ１１５：Ｎｏ）、ステップＳ１１１〜ステップＳ１１４に関して前述した処理が繰り返し実行される。制御装置１３０が処理を終了すると判定した場合には（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００の処理が終了する。
【００５７】
実施形態では、距離計測器１２０が第１のレーザ距離計１２１を有する場合について説明した。但し、距離計測器１２０が有するレーザ距離計の数は、これだけには限定されない。距離計測器１２０は、２台以上のレーザ距離計を有していてもよい。
【００５８】
これについて、図面を参照しつつさらに説明する。  
図１１は、他の実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表す模式的平面図である。
【００５９】
図１１に表したエレベータ昇降路内寸法測定装置１００ａの距離計測器１２０は、第１のレーザ距離計１２１と、第２のレーザ距離計１２２と、を有する。第１のレーザ距離計１２１および第２のレーザ距離計１２２は、エレベータかご２２０の上部２２１に設置されている。第１のレーザ距離計１２１は、照射領域１２１ａにレーザ光を照射する。第２のレーザ距離計１２２は、照射領域１２２ａにレーザ光を照射する。
【００６０】
撮像機器１１０は、第１のレーザ距離計１２１と、第２のレーザ距離計１２２と、の間に設けられている。エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ａが取り付けられる移動物は、例えばエレベータかご２２０である。あるいは、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ａが取り付けられる移動物は、例えばカウンターウェイト２３０である。
【００６１】
エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ａは、エレベータかご２２０の上部２２１あるいはエレベータかご２２０の下部２２３に設置されることが望ましい。エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ａは、カウンターウェイト２３０の上部２３１あるいはカウンターウェイト２３０の下部２３３に設置されることが望ましい。
【００６２】
実施形態によれば、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００、１００ａは、エレベータ昇降路２１０の内壁２１１を撮像する撮像機器１１０と、距離計測器１２０と、により得られたデータに基づいて、エレベータかご２２０あるいはエレベータ昇降路内寸法測定装置１００、１００ａの位置、姿勢、および運動を計測する。撮像機器１１０および距離計測器１２０は、エレベータかご２２０に設置されている。これにより、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００、１００ａは、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００、１００ａ自身と、天井部２１３と、の間の距離を測定する必要がない。また、エレベータのガイドレールにローラやロータリエンコーダを取付ける必要がない。そのため、機器を設置する手間を省き、例えばガイドレールの大きさなどの撮影環境が変わってもエレベータ昇降路２１０の内部の寸法を測定することが可能となる。これにより、比較的容易に、あるいは比較的短時間に、エレベータ昇降路２１０の内部の寸法を測定できることができる。
【００６３】
図１２は、実施形態の変形例にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表すブロック図である。  
図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、レーザ距離計の回転形態を表す模式的平面図である。  
図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、レーザ距離計の他の回転形態を表す模式的平面図である。  
図１３（ａ）および図１４（ａ）は、エレベータかご２２０の上下運動の往路におけるレーザ距離計の位置を表す模式的平面図である。図１３（ｂ）および図１４（ｂ）は、エレベータかご２２０の上下運動の復路におけるレーザ距離計の位置を表す模式的平面図である。  
なお、図１２に表したブロック図は、実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置の要部構成の一例であり、必ずしも実際のプログラムモジュールの構成とは一致しない場合がある。
【００６４】
図１に関して前述した実施形態では、距離計測器１２０が１台のレーザ距離計（第１のレーザ距離計１２１）を有する場合、第１のレーザ距離計１２１は、３６０度の照射角度を有していないと、エレベータ昇降路２１０の３６０度を計測することができない。そこで、図１２に表したエレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｂは、図１に表したエレベータ昇降路内寸法測定装置１００と比較して、回転装置１５０をさらに備える。回転装置１５０は、第１のレーザ距離計１２１を保持する。
【００６５】
エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｂは、回転装置１５０を使用することで、エレベータかご２２０の上下運動の往路と、エレベータかご２２０の上下運動の復路と、の間で第１のレーザ距離計１２１の照射位置を変更する。エレベータかご２２０がエレベータ昇降路２１０を一往復すると、第１のレーザ距離計１２１は、エレベータ昇降路２１０の内部の３６０度を測定することができる。エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｂは、エレベータかご２２０の上下運動の往路における第１のレーザ距離計１２１の測定データと、エレベータかご２２０の上下運動の復路における第１のレーザ距離計１２１の測定データと、を統合するために、撮像機器１１０の位置を固定したまま、第１のレーザ距離計１２１の照射角度を回転装置１５０で変更する。
【００６６】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）に表した例では、往路における第１のレーザ距離計１２１の位置は、回転装置１５０により、復路における第１のレーザ距離計１２１の位置とは異なる。  
図１４（ａ）および図１４（ｂ）に表した例では、往路における第１のレーザ距離計１２１の位置は、復路における第１のレーザ距離計１２１の位置と同じである。往路における第１のレーザ距離計１２１の角度は、回転装置１５０により、復路における第１のレーザ距離計１２１の角度とは異なる。つまり、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に表した例では、第１のレーザ距離計１２１は、第１のレーザ距離計１２１の光軸上で回転する。
【００６７】
図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１４（ａ）、及び図１４（ｂ）に表した例では、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｂは、撮像機器１１０の位置を固定したまま、つまり世界座標系が固定されたまま、第１のレーザ距離計１２１の照射角度を変更することができる。そのため、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｂは、往路における第１のレーザ距離計１２１の測定データと、復路における第１のレーザ距離計１２１の測定データと、を手軽に統合することができる。
【００６８】
撮像機器１１０の位置が回転装置１５０により回転する場合には、世界座標系が動く。そのため、回転装置１５０の回転角度に関する情報、もしくは、回転前の座標系と回転後の座標系との間の対応関係を求めることにより、第１のレーザ距離計１２１の測定データを統合することは可能である。
【００６９】
図１５は、他の実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表すブロック図である。  
図１６は、他の実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定方法を説明するフローチャート図である。  
図１７は、他の実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表す模式的平面図である。  
なお、図１５に表したブロック図は、実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置の要部構成の一例であり、必ずしも実際のプログラムモジュールの構成とは一致しない場合がある。
【００７０】
図１５に表した実施形態に係るエレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃは、撮像機器のステレオカメラで撮像した画像データに基づいて移動物の運動（回転と並進）を推定する。さらに、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃは、撮像機器のステレオカメラで撮像した画像データに基づいて実スケールを取得することにより、エレベータ昇降路２１０内の移動物の位置を算出する。
【００７１】
図１７に表したように、撮像機器１１０は、第１のカメラ１１１と、第２のカメラ１１２と、を有する。第１のカメラ１１１および第２のカメラ１１２は、エレベータかご２２０の上部２２１に設置されている。距離計測器１２０は、第１のカメラ１１１と、第２のカメラ１１２と、の間に設けられている。エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃが取り付けられる移動物は、例えばエレベータかご２２０である。あるいは、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃが取り付けられる移動物は、例えばカウンターウェイト２３０である。
【００７２】
エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃは、エレベータかご２２０の上部２２１あるいはエレベータかご２２０の下部２２３に設置されることが望ましい。エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃは、カウンターウェイト２３０の上部２３１あるいはカウンターウェイト２３０の下部２３３に設置されることが望ましい。  
ここでは、図１７に表したように、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃがエレベータかご２２０の上部２２１に設置された場合を例に挙げて説明する。言い換えれば、移動物がエレベータかご２２０である場合を例に挙げて説明する。
【００７３】
図１６に表したように、撮像機器１１０は、エレベータかご２２０の進行方向の範囲（第１の視野範囲１１５）を撮像する（ステップＳ２１１）。  
より具体的に説明すると、撮像機器１１０は、エレベータ昇降路２１０の内部を撮影し画像を取得する（ステップＳ２１１）。
【００７４】
図１７に表したように、第１のカメラ１１１は、第１の視野範囲１１５を撮像する。第２のカメラ１１２は、第２の視野範囲１１６を撮像する。第１のカメラ１１１は、図１〜図３に関して前述した通りである。第２のカメラ１１２の例として、可視光を受光できるデジタルカメラもしくは赤外線を受光できるデジタルカメラなどが挙げられる。第１の視野範囲１１５のうちの少なくとも一部は、第２の視野範囲１１６と重複する。
【００７５】
第１のカメラ１１１の焦点距離および第２のカメラ１１２の焦点距離などを算出する校正、第１のカメラ１１１と第２のカメラ１１２との間の位置関係（回転と並進）を算出する校正、撮像機器１１０と距離計測器１２０との間の位置関係（回転と並進）を算出する校正などは、予め行われているものとする。第１のカメラ１１１と第２のカメラ１１２との間の校正方法は、例えば、文献"Flexible camera calibration by viewing a plane from unknown orientation (IEEE Int. Conf. Computer Vision 1999)"などに記載されている。
【００７６】
図１７に表したように、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃがエレベータかご２２０の上部２２１に設置された場合には、撮像機器１１０は、エレベータかご２２０の上部２２１からエレベータ昇降路２１０の天井部２１３へ向かう方向の上部範囲を撮影する。  
エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃがエレベータかご２２０の下部２２３に設置された場合は、図４に関して前述した通りである。エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃがカウンターウェイト２３０の上部２３１に設置された場合は、図５に関して前述した通りである。エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃがカウンターウェイト２３０の下部２３３に設置された場合は、図６に関して前述した通りである。
【００７７】
図１５〜図１７に戻って説明すると、撮像機器１１０は、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃを取付けたエレベータかご２２０の進行方向を撮像するのが望ましい。但し、エレベータかご２２０の進行方向の軸に対して平行もしくは垂直に撮像機器１１０を設置する必要はない。
【００７８】
距離計測器１２０は、エレベータ昇降路２１０内のエレベータかご２２０に設置された距離計測器１２０（具体的には第１のレーザ距離計１２１）から照射したレーザ光の反射光を測定することにより、距離値を取得する（ステップＳ２１２）。  
距離計測器１２０は、レーザ光の照射領域１２１ａを撮像機器１１０の撮影画像上に投影した投影領域１２１ｂ（図７（ａ）〜図７（ｃ）参照）と、撮像機器１１０の撮影画像の中心位置１１９（レンズの光学中心位置：図７（ａ）〜図７（ｃ）参照）と、の間の距離（画素単位）が短くなり、かつ、投影領域１２１ｂと、エレベータ昇降路２１０の内壁２１１と、の間の距離（測定距離）が短くなるような照射角度でレーザ光を照射する。これは、図１〜図３および図７（ａ）〜図７（ｃ）に関して前述した通りである。
【００７９】
位置算出装置１３５は、撮像機器１１０から得られる複数の画像データに基づいてエレベータかご２２０の運動（回転と並進）を推定し、さらに実スケールを取得することにより、エレベータ昇降路２１０内のエレベータかご２２０の位置を算出する（ステップＳ２１３）。つまり、ステップＳ２１３では、位置算出装置１３５は、ステップＳ２１１において撮像機器１１０が撮像した画像データに基づいてエレベータかご２２０の運動（回転と並進）を推定し、さらに事前に校正した第１のカメラ１１１と第２のカメラ１１２との間の位置関係に基づいて実スケールを取得することにより、エレベータ昇降路２１０内のエレベータかご２２０の位置を算出する。
【００８０】
ステップＳ２１１において撮像した複数の画像データに基づいてエレベータ昇降路２１０内のエレベータかご２２０の位置を算出する処理は、２つの処理を含む。
【００８１】
１つ目の処理（第１の処理）は、エレベータかご２２０の位置を算出する処理の最初において、第１のカメラ１１１が撮影した画像および第２のカメラ１１２が撮影した画像が位置算出装置１３５に初めて入力されたときに実行される。第１の処理では、位置算出装置１３５は、まず、第１のカメラ１１１の画像と第２のカメラ１１２の画像とに基づいて特徴点を検出し、第１のカメラ１１１の画像と第２のカメラ１１２の画像との間で対応位置の探索を行う。
【００８２】
続いて、位置算出装置１３５は、特徴点の対応関係と、事前に校正した第１のカメラ１１１と第２のカメラ１１２との間の位置関係と、に基づいて、三角測量の原理によって特徴点の３次元位置を算出する。
【００８３】
２つ目の処理（第２の処理）は、特徴点の３次元位置が分かっている状態で、第１のカメラ１１１が撮影した画像および第２のカメラ１１２が撮影した画像が位置算出装置１３５に入力されたときに実行される。このときには、位置算出装置１３５は、特徴点の画像上の位置と、特徴点の３次元位置と、に基づいてエレベータかご２２０の運動を推定する。第２の処理を繰り返し行うことで、毎時刻のエレベータ昇降路２１０内のエレベータかご２２０の位置を推定することができる。
【００８４】
第１の処理および第２の処理について、さらに説明する。  
第１の処理では、特徴点の３次元位置と、第１のカメラ１１１の位置の情報と、第１のカメラ１１１の姿勢の情報と、第２のカメラ１１２の位置の情報と、第２のカメラ１１２の姿勢の情報と、が分からない。そのため、位置算出装置１３５は、まずは、第１のカメラ１１１が撮影した画像および第２のカメラ１１２が撮影した画像に基づいて、第１のカメラ１１１の位置と、第１のカメラ１１１の姿勢と、第２のカメラ１１２の位置と、第２のカメラ１１２の姿勢と、を決める処理を行う。そこで、位置算出装置１３５は、入力された第１のカメラ１１１の画像と、入力された第２のカメラ１１２の画像と、に基づいて特徴点を抽出する。特徴点が画像の一部に集中することを抑え、特徴点のまわりの一定範囲内で特徴点が検出されないことが望ましい。
【００８５】
続いて、位置算出装置１３５は、第１のカメラ１１１の画像と第２のカメラ１１２の画像との間で特徴点の対応位置の探索を行う。対応位置の探索は、特徴点のまわりに比較的小さな領域を設定して、画像の輝度パターンに基づいてSSD(Sum of Squared Difference)などによって類似度を評価することで行われる。第１のカメラ１１１および第２のカメラ１１２においては、第１のカメラ１１１と第２のカメラ１１２との間の相対的な位置と、第１のカメラ１１１と第２のカメラ１１２との間の相対的な姿勢と、があらかじめ校正されている。
【００８６】
そのため、位置算出装置１３５は、第１のカメラ１１１の画像と第２のカメラ１１２の画像との間の特徴点の位置関係と、第１のカメラ１１１の空間的な位置と、第２のカメラ１１２の空間的な位置と、に基づいて特徴点の３次元位置を求める。また、第１のカメラ１１１の位置および第２のカメラ１１２の位置については、第１の処理の最初の画像が世界座標と一致される。回転行列は単位行列であるとし、並進ベクトルは零ベクトルであるとする。
【００８７】
第２の処理では、第１の処理によって特徴点の３次元位置が求められている状態で第１のカメラ１１１（エレベータ昇降路２１０内の移動物）の位置と、第１のカメラ１１１（エレベータ昇降路２１０内の移動物）の姿勢と、第２のカメラ１１２（エレベータ昇降路２１０内の移動物）の位置と、第２のカメラ１１２（エレベータ昇降路２１０内の移動物）の姿勢と、の推定を行う。位置算出装置１３５は、まず、入力された第１のカメラ１１１の画像と、入力された第２のカメラ１１２の画像と、に対して、第１の処理で検出した特徴点と一致する特徴点を見つけ、対応付けを行う（特徴点追跡）。前の時刻から第１のカメラ１１１および第２のカメラ１１２が大きく動いていない場合には、位置算出装置１３５は、前の時刻の画像で見つけた特徴点の周囲を探索することで特徴点追跡をすることができる。
【００８８】
位置算出装置１３５は、追跡した特徴点の３次元位置と、特徴点の画像上の座標（位置）と、に基づいて、第１のカメラ１１１の位置と、第１のカメラ１１１の姿勢と、第２のカメラ１１２の位置と、第２のカメラ１１２の姿勢と、を推定する。ここでは、例えば図８（ａ）〜図８（ｃ）に関して前述した方法と同じ方法が用いられる。
【００８９】
位置算出装置１３５は、見つかった特徴点の画像上での位置と、特徴点の３次元位置と、を第１のカメラ１１１および第２のカメラ１１２の回転行列Ｒならびに第１のカメラ１１１および第２のカメラ１１２の並進ベクトルｔに基づいて画像に投影する。そして、位置算出装置１３５は、見つかった特徴点の画像上での位置と、特徴点の３次元位置と、の間の差分が小さくなるように回転行列Ｒおよび並進ベクトルｔを推定する。この処理は、次の式で表される。
【数２】
2016060610.tif 000004
【００９０】
式（２）に表したコスト関数を最小化するため、非線形最適化を行うことによって回転行列Ｒおよび並進ベクトルｔを求めた。隣接する画像で動きはそれほど大きく変わらないため、初期値として前の時刻で推定された運動推定結果を利用することができる。
【００９１】
求めた並進ベクトルｔのスケールは、事前に校正した第１のカメラ１１１と第２のカメラ１１２との間の位置関係に基づいて実スケール化されている。そのため、図１〜図１４に関して前述したエレベータ昇降路内寸法測定装置１００、１００ａ、１００ｂのようには、位置算出装置１３５は、距離計測器１２０から距離データを取得する必要がない。
【００９２】
ステップＳ２１４の処理は、図２に関して前述したステップＳ１１４の処理と同じである。ステップＳ２１５の処理は、図２に関して前述したステップＳ１１５の処理と同じである。
【００９３】
実施形態では、距離計測器１２０が第１のレーザ距離計１２１を有する場合について説明した。但し、距離計測器１２０が有するレーザ距離計の数は、これだけには限定されない。距離計測器１２０は、２台以上のレーザ距離計を有していてもよい。
【００９４】
これについて、図面を参照しつつさらに説明する。  
図１８は、他の実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表す模式的平面図である。
【００９５】
図１８に表したエレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｄの距離計測器１２０は、第１のレーザ距離計１２１と、第２のレーザ距離計１２２と、を有する。第１のレーザ距離計１２１および第２のレーザ距離計１２２は、エレベータかご２２０の上部２２１に設置されている。第１のレーザ距離計１２１は、第１のカメラ１１１の第１の視野範囲１１５の内側に向けて照射領域１２１ａにレーザ光を照射する。第２のレーザ距離計１２２は、第２のカメラ１１２の第２の視野範囲１１６の内側に向けて照射領域１２２ａにレーザ光を照射する。
【００９６】
距離計測器１２０は、第１のカメラ１１１と、第２のカメラ１１２と、の間に設けられている。エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｄが取り付けられる移動物は、例えばエレベータかご２２０である。あるいは、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｄが取り付けられる移動物は、例えばカウンターウェイト２３０である。
【００９７】
エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｄは、エレベータかご２２０の上部２２１あるいはエレベータかご２２０の下部２２３に設置されることが望ましい。エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｄは、カウンターウェイト２３０の上部２３１あるいはカウンターウェイト２３０の下部２３３に設置されることが望ましい。
【００９８】
図１９は、実施形態の変形例にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置を表すブロック図である。  
図２０（ａ）および図２０（ｂ）は、レーザ距離計の回転形態を表す模式的平面図である。  
図２１（ａ）および図２１（ｂ）は、レーザ距離計の他の回転形態を表す模式的平面図である。  
図２０（ａ）および図２１（ａ）は、エレベータかご２２０の上下運動の往路におけるレーザ距離計の位置を表す模式的平面図である。図２０（ｂ）および図２１（ｂ）は、エレベータかご２２０の上下運動の復路におけるレーザ距離計の位置を表す模式的平面図である。  
なお、図１９に表したブロック図は、実施形態にかかるエレベータ昇降路内寸法測定装置の要部構成の一例であり、必ずしも実際のプログラムモジュールの構成とは一致しない場合がある。
【００９９】
図１５に関して前述した実施形態では、距離計測器１２０が１台のレーザ距離計（第１のレーザ距離計１２１）を有する場合、第１のレーザ距離計１２１は、３６０度の照射角度を有していないと、エレベータ昇降路２１０の３６０度を計測することができない。そこで、図１９に表したエレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｅは、図１５に表したエレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃと比較して、回転装置１５０をさらに備える。
【０１００】
エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｅは、回転装置１５０を使用することで、エレベータかご２２０の上下運動の往路と、エレベータかご２２０の上下運動の復路と、の間で第１のレーザ距離計１２１の照射位置を変更する。エレベータかご２２０がエレベータ昇降路２１０を一往復すると、第１のレーザ距離計１２１は、エレベータ昇降路２１０の内部の３６０度を測定することができる。エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｅは、エレベータかご２２０の上下運動の往路における第１のレーザ距離計１２１の測定データと、エレベータかご２２０の上下運動の復路における第１のレーザ距離計１２１の測定データと、を統合するために、撮像機器１１０の位置を固定したまま、第１のレーザ距離計１２１の照射角度を回転装置１５０で変更する。
【０１０１】
図２０（ａ）および図２０（ｂ）に表した例では、往路における第１のレーザ距離計１２１の位置は、回転装置１５０により、復路における第１のレーザ距離計１２１の位置とは異なる。  
図２１（ａ）および図２１（ｂ）に表した例では、往路における第１のレーザ距離計１２１の位置は、復路における第１のレーザ距離計１２１の位置と同じである。往路における第１のレーザ距離計１２１の角度は、回転装置１５０により、復路における第１のレーザ距離計１２１の角度とは異なる。つまり、図２１（ａ）および図２１（ｂ）に表した例では、第１のレーザ距離計１２１は、第１のレーザ距離計１２１の光軸上で回転する。
【０１０２】
図２０（ａ）、図２０（ｂ）、図２１（ａ）、及び図２１（ｂ）に表した例では、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｅは、撮像機器１１０の位置を固定したまま、つまり世界座標系が固定されたまま、第１のレーザ距離計１２１の照射角度を変更することができる。そのため、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｅは、往路における第１のレーザ距離計１２１の測定データと、復路における第１のレーザ距離計１２１の測定データと、を手軽に統合することができる。
【０１０３】
撮像機器１１０の位置が回転装置１５０により回転する場合には、世界座標系が動く。そのため、回転装置１５０の回転角度に関する情報、もしくは、回転前の座標系と回転後の座標系との間の対応関係を求めることにより、第１のレーザ距離計１２１の測定データを統合することは可能である。
【０１０４】
実施形態によれば、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃ、１００ｄ、１００ｅは、エレベータ昇降路２１０の内壁２１１を撮像する撮像機器１１０と、距離計測器１２０と、により得られたデータに基づいて、エレベータかご２２０あるいはエレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃ、１００ｄ、１００ｅの位置、姿勢、および運動を計測する。撮像機器１１０および距離計測器１２０は、エレベータかご２２０に設置されている。これにより、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃ、１００ｄ、１００ｅは、エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ自身と、天井部２１３と、の間の距離を測定する必要がない。また、エレベータのガイドレールにローラやロータリエンコーダを取付ける必要がない。そのため、機器を設置する手間を省き、例えばガイドレールの大きさなどの撮影環境が変わってもエレベータ昇降路２１０の内部の寸法を測定することが可能となる。
【０１０５】
エレベータ昇降路内寸法測定装置１００ｃ、１００ｄ、１００ｅの撮像機器１１０は、第１のカメラ１１１と、第２のカメラ１１２と、を有する。そのため、並進ベクトルｔのスケールは、事前に校正した第１のカメラ１１１と第２のカメラ１１２との間の位置関係に基づいて実スケール化されている。これにより、位置算出装置１３５は、距離計測器１２０から距離データを取得しなくとも、事前に校正した第１のカメラ１１１と第２のカメラ１１２との間の位置関係に基づいて実スケールを取得することにより、エレベータ昇降路２１０内のエレベータかご２２０の位置を算出することができる。これにより、比較的容易に、あるいは比較的短時間に、エレベータ昇降路２１０の内部の寸法を測定することができる。
【０１０６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０７】
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ エレベータ昇降路内寸法測定装置、  １１０ 撮像機器、  １１１ 第１のカメラ、  １１２ 第２のカメラ、  １１５ 第１の視野範囲、  １１６ 第２の視野範囲、  １１７ａ 第１の画像、  １１７ｂ 第２の画像、  １１７ｃ 第３の画像、  １１９ 中心位置、  １２０ 距離計測器、  １２１ 第１のレーザ距離計、  １２１ａ 照射領域、  １２１ｂ 投影領域、  １２２ 第２のレーザ距離計、  １２２ａ 照射領域、  １３０ 制御装置、  １３１ 演算装置、  １３３ 記憶装置、  １３５ 位置算出装置、  １４０ 移動装置、  １５０ 回転装置、  ２１０ エレベータ昇降路、  ２１１ 内壁、  ２１３ 天井部、  ２２０ エレベータかご、  ２２１ 上部、  ２２３ 下部、  ２３０ カウンターウェイト、  ２３１ 上部、  ２３３ 下部、  ２４１ 第１の特徴点、  ２４１ａ 第１の画像位置、  ２４１ｂ 第１の画像位置、  ２４１ｃ 第１の投影位置、  ２４１ｃ’ 第１の投影位置、  ２４２ 第２の特徴点、  ２４２ａ 第２の画像位置、  ２４２ｂ 第２の画像位置、  ２４２ｃ 第２の画像位置、  ２４２ｃ’ 第２の投影位置、  ２４３ 第３の特徴点、  ２４３ａ 第３の画像位置、  ２４３ｂ 第３の画像位置、  ２４３ｃ 第３の画像位置、  ２４３ｃ’ 第３の投影位置
【図１】
2016060610.tif 000005
【図２】
2016060610.tif 000006
【図３】
2016060610.tif 000007
【図４】
2016060610.tif 000008
【図５】
2016060610.tif 000009
【図６】
2016060610.tif 000010
【図７】
2016060610.tif 000011
【図８】
2016060610.tif 000012
【図９】
2016060610.tif 000013
【図１０】
2016060610.tif 000014
【図１１】
2016060610.tif 000015
【図１２】
2016060610.tif 000016
【図１３】
2016060610.tif 000017
【図１４】
2016060610.tif 000018
【図１５】
2016060610.tif 000019
【図１６】
2016060610.tif 000020
【図１７】
2016060610.tif 000021
【図１８】
2016060610.tif 000022
【図１９】
2016060610.tif 000023
【図２０】
2016060610.tif 000024
【図２１】
2016060610.tif 000025