(57)【要約】【課題】  画素数を大きくして撮影した撮影面であっても、実際の建築物のどの位置にクラックが発生しているのかを容易に判別することのできる広域面撮影装置を得る。【解決手段】  複数のカメラが予め定められた位置関係で配置されてなるカメラ群によって連続した広域撮影面を撮影する広域面撮影装置であって、隣接配置されたカメラ同士の個々の撮影面が互いに重ね合わされる横重複撮影領域を備え、横重複撮影領域にレーザポインタ光を照射するレーザポインタ手段を備えるもの。【選択図】      図１
2016057579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカメラが予め定められた位置関係で配置されてなるカメラ群によって連続した広域撮影面を撮影する広域面撮影装置であって、
隣接配置されたカメラ同士の個々の撮影面が、互いに重ね合わされる横重複撮影領域を備え、
前記横重複撮影領域にレーザポインタ光を照射するレーザポインタ手段を備えたことを特徴とする広域面撮影装置。
【請求項２】
前記カメラ群が円又は円弧に沿って均等に並設され、
個々のカメラの撮影方向が前記円又は円弧の中心点に対して放射状に配され、
前記レーザポインタ手段が前記カメラ群の隣接するカメラ同士の間に前記中心点を通過する放射線状に配されていることを特徴とする請求項１に記載の広域面撮影装置。
【請求項３】
前記カメラ群は、トンネル内壁面を撮影するために、複数のカメラがカメラ支持板の表裏に交互に半円弧状に沿って均等に設置されたことを特徴とする請求項２に記載の広域面撮影装置。
【請求項４】
前記カメラ群は、トンネル内壁面を撮影するために、複数のカメラがカメラ支持板の同一面上に同じ中心点の１重以上の半円弧状に沿って均等に設置されたことを特徴とする請求項２に記載の広域面撮影装置。
【請求項５】
前記レーザポインタ手段が、横重複撮影領域の相違する少なくとも２点にレーザポインタ光を照射する一組のレーザポインタ手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の広域面撮影装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の広域面撮影装置による広域面撮影法であって、
前記カメラ群によって連続した広域撮影面に対して直交する方向に移動させる移動手段を備え、
予め定められた距離を移動する毎に前記カメラ群による広域撮影面を撮影すること特徴とする広域面撮影法。
【請求項７】
前記予め定められた距離が、直前に撮影されたカメラ群による連続した第１広域撮影面と、次回に撮影されるカメラ群による連続する第２広域撮影面との互いに重ね合わされる縦重複撮影領域が存在する移動距離以内であることを特徴とする請求項６に記載の広域面撮影法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２つ以上のカメラによる広域面の撮影に関し、撮影時又は撮影後の画像の連結をスムーズに行うことのできる広域面撮影装置及び広域面撮影法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数台のカメラで撮影した画像を繋ぎ合わせて広域面の画像を作成するパノラマ撮影装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このパノラマ撮影装置は同芯状に配列された複数台のカメラと、各カメラのシャッタを同時にオンさせるレリーズリレー装置とがベースプレートを支持部材として搭載され、各カメラは隣接する相互の写角がオーバラップする所定の角度間隔で放射状に配列されているものである。
【０００３】
このパノラマ撮影装置自体は、撮影時間のズレに伴う不自然な違和感の全く無いパノラマ写真を合成可能とするものであるが、単純に複数台のカメラで全方位が水平に連続したパノラマ写真を撮影するものであり、それ以上の発展性はない。
【０００４】
一方、高度成長期を経てトンネルやダム等の既存のコンクリート建築物に対して、老朽化によるメンテナンスの必要性が叫ばれている。しかしながら、同時期に建設された建築物であっても、設置場所の環境や、現在までのこまめなメンテナンスの実施の有無等により、個々の建築物には、メンテナンスの早急性に相違が発生する。
【０００５】
即ち、ある建築物には表面に多大なクラックが発生しているため、早急なメンテナンスが必要であると判断される場合や、設置場所の自然環境により、多大なクラック等が発生しておらず、早急なメンテナンスは不要であると判断される場合がある。
【０００６】
このような判断は、先ず目視によるクラックの把握が第１となり、クラック発生の状況により、打音検査を行ってメンテナンスの規模を判断し、場合によっては放射線、電磁波、超音波等による非破壊検査を経て、メンテナンスの規模を判断しメンテナンスを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−６１８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
メンテナンス判断の第１としての目視によるクラックの把握については、動画や静止画で撮影することが行われている。しかしながら、動画では、細かいクラックを判別するには画素数が不足する。このため、画素数を上げたり、静止画で撮影する等の工夫が行われるが、細かいクラックを判別させるために画素数を大きくして撮影する場合には、撮影対象面に大幅に近づいた状況と同じになる。
【０００９】
このため、撮影される撮影面の個数が膨大となり、実際の建築物のどの位置にクラックが発生しているのかが容易に判別できない状況となり、処理自体に時間がかかったり、撮影時には気付かなかったが、処理を行ってみると撮影面の欠落があることが判り、再度撮影しなければならなくなる等の課題があった。
【００１０】
本発明は、画素数を大きくして撮影した撮影面であっても、実際の建築物のどの位置にクラックが発生しているのかを容易に判別することのできる広域面撮影装置及び広域面撮影法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載された発明に係る広域面撮影装置は、複数のカメラが予め定められた位置関係で配置されてなるカメラ群によって連続した広域撮影面を撮影する広域面撮影装置であって、
隣接配置されたカメラ同士の個々の撮影面が、互いに重ね合わされる横重複撮影領域を備え、
前記横重複撮影領域にレーザポインタ光を照射するレーザポインタ手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に記載された発明に係る広域面撮影装置は、請求項１に記載のカメラ群が円又は円弧に沿って均等に並設され、
個々のカメラの撮影方向が前記円又は円弧の中心点に対して放射状に配され、
前記レーザポインタ手段が前記カメラ群の隣接するカメラ同士の間に前記中心点を通過する放射線状に配されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に記載された発明に係る広域面撮影装置は、請求項２に記載のカメラ群は、トンネル内壁面を撮影するために、複数のカメラがカメラ支持板の表裏に交互に半円弧状に沿って均等に設置されたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に記載された発明に係る広域面撮影装置は、請求項２に記載のカメラ群は、トンネル内壁面を撮影するために、複数のカメラがカメラ支持板の同一面上に同じ中心点の１重以上の半円弧状に沿って均等に設置されたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に記載された発明に係る広域面撮影装置は、請求項１〜４の何れか１項に記載のレーザポインタ手段が、横重複撮影領域の相違する少なくとも２点にレーザポインタ光を照射する一組のレーザポインタ手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項６に記載された発明に係る広域面撮影法は、請求項１〜５の何れか１項に記載の広域面撮影装置による広域面撮影法であって、
前記カメラ群によって連続した広域撮影面に対して直交する方向に移動させる移動手段を備え、
予め定められた距離を移動する毎に前記カメラ群による広域撮影面を撮影すること特徴とするものである。
【００１７】
請求項７に記載された発明に係る広域面撮影法は、請求項６に記載の撮影される予め定められた距離が、直前に撮影されたカメラ群による連続した第１広域撮影面と、次回に撮影されるカメラ群による連続する第２広域撮影面との互いに重ね合わされる縦重複撮影領域が存在する移動距離以内であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、画素数を大きくして撮影した撮影対象面であっても、実際の建築物のどの位置にクラックが発生しているのかを容易に判別することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の広域面撮影装置の一実施例の構成を示す説明図である。
【図２】図１の広域面撮影装置のカメラ支持板の構成を示す説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は側面図である。
【図３】カメラ群によって連続した広域撮影面の説明図である。
【図４】図１の広域面撮影装置を備えたトンネル内壁撮影装置の構成を示す説明図であり、ａ図は平面図、ｂ図は正面図である。
【図５】図４に示すトンネル内壁撮影装置の撮影時の説明図である。
【図６】本発明の広域面撮影装置の別の実施例の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明においては、複数のカメラが予め定められた位置関係で配置されてなるカメラ群によって連続した広域撮影面を撮影する広域面撮影装置であって、隣接配置されたカメラ同士の個々の撮影面が、互いに重ね合わされる横重複撮影領域を備え、前記横重複撮影領域にレーザポインタ光を照射するレーザポインタ手段を備えることにより、隣接配置されたカメラ同士の個々の撮影面の各々には同一のレーザポインタ光が映り込まれることになり、画素数を大きくして撮影した撮影対象面であっても、実際の建築物のどの位置にクラックが発生しているのかを容易に判別することができる。
【００２１】
即ち、本発明では複数のカメラによって連続した広域撮影面を撮影するのであるが、複数のカメラ群の内、隣接配置されたカメラ同士の撮影面について、互いに重ね合わされる横重複撮影領域を備えるように調整する。この横重複撮影領域にレーザポインタ光を照射するレーザポインタ手段を備える。
【００２２】
このレーザポインタ光により、隣接配置されたカメラ同士の個々の撮影面画像の各々には同一のレーザポインタ光が映り込まれることになり、２つのカメラによる撮影面画像は各画像の同一レーザポインタ光同士を重複させて合成され、ほぼ倍の大きさの広域撮影面となる。他のカメラについて、個々に隣接配置されたカメラ同士についても、同様の処理が行われることにより、横方向に欠落なく連続した広い広域撮影面が簡便に得られる。従って、画素数を大きくして撮影した撮影対象面であっても、実際の建築物のどの位置にクラックが発生しているのかを容易に判別することができる。
【００２３】
本発明における広域面撮影装置では、複数のカメラ群の配置は、対象とする撮影面に応じて種々選択することができる。例えば、ダムのように広い壁面の状態を撮影するのであれば、複数のカメラ群は横方向に並べて配置され、レーザポインタ手段は隣接するカメラ同士の間に配されればよい。
【００２４】
また、井戸のように縦穴状の内壁を撮影するのであれば、カメラ群の複数のカメラは水平面に対して環状に配置され、この場合もレーザポインタ手段は隣接するカメラ同士の間に配されればよい。更に、トンネルのように半円状又は全円状の横穴の内壁を撮影するのであれば、カメラ群は垂直面に対して半円弧状に配置され、この場合もレーザポインタ手段は隣接するカメラ同士の間に配されればよい。
【００２５】
より好ましくは、縦穴又は横穴の内壁を撮影する場合には、カメラ群の複数のカメラが円又は円弧に沿って均等に並設され、個々のカメラの撮影方向が前記円又は円弧の中心点に対して放射状に配され、レーザポインタ手段が前記カメラ群の隣接するカメラ同士の間に前記中心点を通過する放射線状に配され、更に好ましくは、カメラ群の複数のカメラが、トンネル内壁面を撮影するために、カメラ支持板の表裏に交互に半円弧状に沿って均等に設置されたり、カメラ支持板の同一面上に同じ中心点の１重以上の半円弧状に沿って均等に設置される。これにより、トンネルの内壁を画素数を大きくして撮影した撮影対象面であっても、実際の建築物のどの位置にクラックが発生しているのかを容易に判別することができる。
【００２６】
本発明のレーザポインタ手段としては、横重複撮影領域にレーザポインタ光を照射するものであれば良く、プレゼンテーションや教育の場で、印刷ないし書き示された図表やプロジェクターで表示した映像などの一点を指し示すために用いられる市販されているレーザポインタを利用することも可能である。
【００２７】
隣接配置されたカメラ同士の間に横重複撮影領域内の少なくとも１点を指し示すものであればよいが、例えば横重複撮影領域の縦方向の両隅に配されることにより。隣接配置されたカメラ同士の調整が容易となり、合成処理画面の精度がより向上する。従って、好ましい広域面撮影装置は、レーザポインタ手段が、横重複撮影領域の縦方向の両隅のように、横重複撮影領域の相違する少なくとも２点にレーザポインタ光を照射する一組のレーザポインタ手段を備える。
【００２８】
市販されているレーザポインタ装置には、照射される光が赤色、緑色、青色のように色が相違するものや、照射されるポインタ光の形状も丸点だけでなく、三角形状、矢印等のように形の相違するレーザポインタ光がある。このため、横重複撮影領域の相違する少なくとも２点、より好ましくは一つの画面について４隅に照射されるレーザポインタ光を相違させるように配置してもよいし、隣接する領域でレーザポインタ光を相違させるように配置することにより、複数のカメラで撮影される一つ一つの撮影面について、ばらばらな状態となっても一つのカメラについて、撮影された映像を検出することも可能となる。
【００２９】
本発明のカメラ群としては、その台数に応じて個々のカメラの画素数を上げることが可能となり、個々のカメラの撮影面の合成処理についても、隣接する撮影面には同じレーザポインタ光が映り込まれるため、簡便な合成処理で広域撮影面が得られる。この合成処理は動画でも静止画でも対応可能となる。動画の場合には、横方向の広域撮影面については、可能であるため、広域面撮影装置の移動に応じて個々のカメラの撮影面も移動し、合成処理により、広域撮影面が移動する動画が得られる。
【００３０】
また、カメラ群が静止画を撮影する場合には、複数のカメラによって連続した広域撮影面に対して直交する方向に予め定められた距離を移動させた時点でカメラ群による撮影を行うことにより、横方向の撮影面だけでなく縦方向（移動方向）の撮影面の合成処理も簡便に行うことができる。
【００３１】
従って、本発明の広域面撮影法は、広域面撮影装置による広域面撮影法であって、複数のカメラ群によって連続した広域撮影面に対して直交する方向に移動させる移動手段を備え、予め定められた距離を移動する毎に複数のカメラ群による広域撮影面を撮影する。これにより、画素数を大きくして撮影した撮影対象面であっても、実際の建築物のどの位置にクラックが発生しているのかを容易に判別することができる。
【００３２】
この場合、予め定められた距離が、直前に撮影された複数のカメラ群によって連続した第１広域撮影面と、次回に撮影される複数のカメラ群によって連続される第２広域撮影面との互いに重ね合わされる縦重複撮影領域が存在する移動距離以内であることは言うまでもない。
【実施例】
【００３３】
図１は本発明の広域面撮影装置の一実施例の構成を示す説明図である。図２は図１の広域面撮影装置のカメラ支持板の構成を示す説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は側面図である。図３は複数のカメラ群によって連続した広域撮影面の説明図である。図４は図１の広域面撮影装置を備えたトンネル内壁撮影装置の構成を示す説明図であり、ａ図は平面図、ｂ図は正面図である。図５は図４に示すトンネル内壁撮影装置の撮影時の説明図である。
【００３４】
本実施例の広域面撮影装置１０は、トンネルの内壁の縦横に連続した広域面撮影面を得るためのものである。撮影された撮影面において、０．２ｍｍのクラックを認識するために、撮影範囲を１，２００×８００ｍｍ、撮影距離を５．５ｍ、撮影レンズ焦点距離を１５９〜１６４ｍｍとして設計した。このため、使用したカメラは２４１０万画素のカメラ及びレンズ（NikonD7100、レンズNikkon AF-S 55-300mm）を１５台ずつ設置した。
【００３５】
具体的には、図１及び図２に示す通り、表８台、裏７台の１５台のカメラ１１群が、半円弧状の金属製の支持板１２の外周に沿って扇形に均等に配置されている。この半円弧状の支持板１２は、トラックの荷台等に設置される設置台１３と、この設置台１３に対して支持板１２の水平角度を調節・固定可能な固定具１４を介して設置される。
【００３６】
個々のカメラ１１は支持板１２に固定された１５個の雲台１５によって取付けられる。隣接する雲台１５は支持板１２の表裏に交互に配されており、雲台１５の間にはレーザポインタ手段としてのレーザポインタ装置１６が調節可能に取付けられている。
【００３７】
個々のカメラ１１の撮影方向は、前記支持板の中心点１７に対して放射状に配され、レーザポインタ装置１６の照射方向についても、中心点１７を通過する放射線状に配されている。個々のカメラ１１には他のカメラの撮影タイミングを同期させる同期手段を備えることにより、各カメラのシャッターの開くタイミングが同一となり、複数台のカメラ群の同時刻の画像を得ることができる。
【００３８】
一つのカメラの撮影面３１ａは、前述の通り１，２００×８００ｍｍの撮影範囲であるが、隣接配置されたとなりのカメラの撮影面３１ｂについては、図３に示す通り、撮影面３１ａに重なる横重複撮影領域３２ａが設けられている。この横重複撮影領域３２ａの上下の隅には、一組のレーザポインタ装置１６のレーザポインタ光３３ａ，ｂが照射されるように調整されている。
【００３９】
このようなトンネル内壁を撮影するための広域面撮影装置１０はトラックの荷台に搭載させて、８０ｃｍ以内で移動させる毎に撮影することにより、短時間でトンネルの全内壁を撮影することができる。
【００４０】
図４及び図５に示す通り、本実施例の広域面撮影トラック４０の荷台４１の中央に広域面撮影装置１０が搭載されている。広域面撮影装置１０の前後の荷台４１には、メタルハライドのバルーン投光器４２が２台ずつ配置され、個々の投光器に供給される電気を発電する発電機４３が配置されている。これらの照明により、トンネルの内壁は明るく、均質な明度に照明される。
【００４１】
更に荷台４１には、図示していないが、個々のカメラの駆動及び撮影された画像を保存するためのノート型パソコンが搭載されている。トラックの移動距離はトラック４０に取付けられたトラックの移動距離を計測する計測器を用いてもよいし、撮影されるトンネルの側壁にメジャーを設置してこのメジャーによってとラックの移動距離を計測しつつ撮影することができる。移動距離が７０ｃｍとなる毎にノート型パソコンによって全てのカメラの駆動を制御して撮影し、個々のカメラの画像を記録する。また、可能であればその場で合成処理を行って広域面撮影としてもよい。
【００４２】
このような広域面撮影トラック４０により、トラック４０をトンネル５０の略中央に沿って移動することにより、簡便にトンネル４０の内壁の全ての面を撮影することが可能となる。
【００４３】
トンネルの内壁を撮影する場合には、広域面撮影トラック４０をトンネル５０の出入り口端に停車させ、１５台のカメラの撮影画像を検証する。詳しくは、個々のカメラの撮影面の４隅について、レーザポインタ光３３が照射されるように個々のカメラ１１とレーザポインタ装置１６とを調整する。１５台のカメラ１１及びレーザポインタ装置１６の調整が終了したら、ノート型パソコンによって全てのカメラの駆動を制御して第１の画像として撮影する。
【００４４】
第１の画像は個々の撮影面の４隅にレーザポインタ光が投映されているため、隣接する撮影面を合成処理するには個々のレーザポインタ光を合わせるように合成して第１広域撮影面とすればよいため、簡便な操作で合成処理可能となる。
【００４５】
第１広域撮影面の撮影の後にトラック４０を移動させて第２広域撮影面を撮影する。この際、少なくともトンネルの一側面にトンネル長さ方向にメジャー（スケール）を取付けておき、取付けられたメジャーが映り込んでいるカメラによって移動距離を計測しつつ、８０ｃｍ以内毎に撮影することにより、連続して撮影することができる。この際には、第１広域撮影面に対して第２広域撮影面は、互いに重ね合わされる縦重複撮影領域が存在する移動距離とするため、７０ｃｍ移動した際に、１５台のカメラ群による撮影を行って、第２広域撮影面となる第２の画像として撮影し、個々の撮影面を記録する。
【００４６】
引き続きトラック４０の７０ｃｍの移動毎に１５台のカメラ群による撮影を行って、第３，第４…の広域撮影面となる第３，第４…の画像として撮影し、個々の撮影面を記録し、トンネルの内壁の全ての内壁について、画像が撮影されればよい。
【００４７】
図６は本発明の広域面撮影装置の別の実施例の構成を示す説明図であり、ａ図はカメラ取付け面を示し、ｂ図はａ図の裏面側を示す。本実施例の広域面撮影装置６０は、図１に示した広域面撮影装置１０と相違して、１５台のカメラ６１群が、同じ中心点６７に対して２重の半円弧状に外側８台、内側７台のカメラ６１群として、軽量化のために複数の大小の円形状の肉抜き孔６８を施した金属製の支持板６２の一面に設置されている。個々のカメラ６１は図１の装置と同様に、支持板６２に固定された１５個の雲台（図示せず）によって取付けられる。
【００４８】
支持板６２の裏面側はｂ図に示す通り、レーザポインタ手段としてのレーザポインタ装置６６が調節可能に半円弧状に取付けられている。個々のカメラ６１の撮影方向は、前記支持板の中心点６７に対して放射状に配され、レーザポインタ装置６６の照射方向についても、中心点６７を通過する放射線状に配されている。個々のカメラ６１には他のカメラの撮影タイミングを同期させる同期手段を備えることにより、各カメラのシャッターの開くタイミングが同一となり、複数台のカメラ群の同時刻の画像を得ることができる。
【００４９】
一つのカメラの撮影面等については、前述の実施例と同様に１，２００×８００ｍｍの撮影範囲であるが、隣接配置された隣のカメラの撮影面については、前述の図３の例と同様に、横重複撮影領域の上下の隅に、一組のレーザポインタ装置７６のレーザポインタ光が照射されるように調整される。このようなトンネル内壁を撮影するための広域面撮影装置６０はトラックの荷台に搭載させて、７０ｃｍ以内で移動させる毎に撮影することにより、短時間でトンネルの全内壁を撮影することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上の通り、多数のカメラによって撮影された撮影面を簡便に合成処理して広い広域撮影面をえることができるため、ダムのように広い壁面のクラックや、縦穴や横穴の内壁面のクラック等が簡便に検証することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０  、６０…広域面撮影装置、
１１  、６１…カメラ、
１２  、６２…支持板、
１３        …設置台、
１４        …固定具、
１５        …雲台、
１６  、６６…レーザポインタ装置（レーザポインタ手段）、
１７  、６７…中心点、
６８…肉抜き孔、
３１ａ      …撮影面、
３１ｂ      …撮影面、
３２ａ      …横重複撮影領域、
３３ａ      …レーザポインタ光、
３３ｂ      …レーザポインタ光、
４０        …広域面撮影トラック、
４１        …荷台、
４２        …バルーン投光器、
４３        …発電機、
５０        …トンネル、
【図１】
2016057579.tif 000003
【図２】
2016057579.tif 000004
【図３】
2016057579.tif 000005
【図４】
2016057579.tif 000006
【図５】
2016057579.tif 000007
【図６】
2016057579.tif 000008