(57)【要約】【課題】検査装置との相対速度および距離が変動する構造物の表面欠陥を、高速かつ高精度に検査する。【解決手段】構造物の表面に沿って移動し前記構造物表面を撮像する撮像機１と、前記撮像機１の撮像領域に光を照射する投光装置８と、前記撮像機１において撮像された光の撮像位置から求めた前記構造物表面までの距離を用いて前記撮像機のレンズ位置を制御する第１の制御部と、前記撮像機において撮像された光の周波数から求めた前記構造物との相対移動速度を用いて前記撮像機の駆動電荷転送速度を制御する第２の制御部１０から構成されることを特徴とする欠陥検査装置。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の表面に沿って移動し前記構造物表面を撮像する撮像機と、
前記撮像機の撮像領域に光を照射する投光装置と、
前記撮像機において撮像された光の撮像位置から求めた前記構造物表面までの距離を用いて前記撮像機のレンズ位置を制御する第１の制御部と、
前記撮像機において撮像された光の周波数から求めた前記構造物との相対移動速度を用いて前記撮像機の駆動電荷転送速度を制御する第２の制御部とを備えたことを特徴とする構造物の欠陥検査装置。
【請求項２】
請求項１記載の構造物の欠陥検査装置において、
撮像画像の視野補正機能をもつ画像処理部を備えることを特徴とする構造物の欠陥検査装置。
【請求項３】
請求項１又は２における欠陥検査装置において、
前記相対移動速度は、前記撮像機において撮像された光強度変動信号をＦＦＴ処理して求めることを特徴とする構造物の欠陥検査装置。
【請求項４】
構造物の表面に沿って移動し前記構造物表面を撮像する手順と、
撮像領域に光を照射する手順と、
撮像された光の撮像位置から求めた前記構造物表面までの距離を用いて前記撮像機のレンズ位置を制御する手順と、
前記撮像機において撮像された光の周波数から求めた前記構造物との相対移動速度を用いて前記撮像機の駆動電荷転送速度を制御する手順とを有することを特徴とする構造物の欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物表面の欠陥の検査方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、トンネルなどの社会インフラ構造物においては、老朽化による耐久性の低下が社会的に問題となっており、維持管理のための定期的な検査と補修作業の必要性が高まっている。従来の定期検査においては、近接目視検査や打音検査が実施されているが、人手による作業のため効率が悪く、全面検査には数時間を要する。そのため、供用中構造物における検査が困難で、使用していない時間帯での検査、もしくは、一時的に供用を停止して検査する必要があり、検査頻度の低下や構造物稼働率の低下が問題となっていた。
【０００３】
そこで、走行車両に搭載したカメラを用いた検査方法が提案されている。例えば、トンネル壁面の画像を撮像し検査する装置として、特許文献１がある。この特許文献には、トンネル内走行車両に搭載した一次元センサカメラを用いて、トンネル壁面に対して進行方向と直交方向の断面スキャンを行い、順次データを蓄積することで、トンネル壁面の展開画像を得る装置について記載されている。
【０００４】
また、検査対象の高速移動に対応したカメラとして、時間遅延積分型（ＴＤＩ：Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）カメラがある。図１に、ＴＤＩカメラの全体構造概略を、図２に、視野垂直方向からみた構造を示す。ＴＤＩカメラ１は、検査対象表面の測定点２から散乱した光を、レンズ３を介して受光素子４上に集光し、受光素子４で光電変換した電荷を読み出す際に、隣接する受光素子に転送を実施する。このときに、ＴＤＩカメラ１と検査対象の相対移動速度と、受光素子４の電荷転送のタイミングを合わせることで、転送回数だけ電荷を蓄積することができる。これにより、通常のカメラでは撮像露光時間が短くなってしまう高速移動する検査対象に対して、ＴＤＩカメラを使用することで露光時間を長くし高いＳ／Ｎで撮像することが可能である。
【０００５】
ＴＤＩカメラを用いて、高速移動する検査対象を検査する方法として、例えば、特許文献２がある。この特許には、半導体ウェーハ等を対象とした表面検査において、ＴＤＩカメラのラインレート（電荷転送速度）より高速にステージをスキャンした場合に、電荷加算ずれを補正して画像のボケを回避し、高速検査を可能とする方法について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−０４２３００号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５６３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の方法にあっては、速度の増加に伴う蓄積時間の減少によって低下する画像コントラストを強調する構成は含んでおらず、高速化への対応が困難である。また、列車の振動に起因する撮像距離の変動によって発生する画像のボケを回避する構成については述べられていない。また、上述の特許文献２に記載の方法にあっては、検査対象との相対速度が既知のシステムにおける速度比率の制御および補正方法について述べられているが、検査対象との相対速度が未知の場合については述べられていない。また、撮像距離の変動によって発生する画像のボケを回避する構成についても述べられていない。
【０００８】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、その目的は、検査装置との相対速度および距離が変動する構造物表面の欠陥の検査を、高速かつ高精度に実施することができる欠陥検査方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、構造物の表面に沿って移動し前記構造物表面を撮像する撮像機と、前記撮像機の撮像領域に光を照射する投光装置と、前記撮像機において撮像された光の撮像位置から求めた前記構造物表面までの距離を用いて前記撮像機のレンズ位置を制御する第１の制御部と、前記撮像機において撮像された光の周波数から求めた前記構造物との相対移動速度を用いて前記撮像機の駆動電荷転送速度を制御する第２の制御部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、検査装置との相対速度および距離が変動する構造物表面の欠陥の検査を、高速かつ高精度に実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ＴＤＩカメラの構造の一例を示す図である。
【図２】ＴＤＩカメラの撮像原理を説明するための図である。
【図３】実施例１による表面検査装置の全体構成を検査対象の構造物とともに概略的に示す図である。
【図４】実施例１による表面検査装置における各機能の詳細を示すフロー図である。
【図５】撮像装置および投光装置の構成概要を示す図である。
【図６】投光装置の光照射位置と撮像装置の集光の関係を示す図である。
【図７】撮像対象までの距離が一定の場合の撮像画像の一例を示す図である。
【図８】撮像対象までの距離が変動した場合の投光装置の光照射位置と撮像装置の集光の関係を示す図である。
【図９】撮像対象までの距離が変動した場合の撮像画像の一例を示す図である。
【図１０】撮像画像の輝線を抽出した画像の一例を示す図である。
【図１１】撮像画像の輝線の中心線を抽出した画像の一例を示す図である。
【図１２】撮像画像の中心線位置の変動パラメータを示す図である。
【図１３】撮像対象までの距離が変動した場合の各変動パラメータを示す図である。
【図１４】撮像対象までの距離が変動した場合のレンズ制御位置の一例を示す図である。
【図１５】撮像対象までの距離が変動した場合においてレンズ制御を実施した場合の撮像画像の一例を示す図である。
【図１６】投光装置の光照射位置と撮像装置の集光の関係を示す図である。
【図１７】撮像対象が移動している場合に撮像画像で測定される光強度変動の一例を示すグラフである。
【図１８】撮像対象が移動している場合に撮像画像で測定される光強度変動の周波数分布の一例を示すグラフである。
【図１９】撮像対象の移動速度が変動した場合に撮像画像で測定される光強度変動の一例を示すグラフである。
【図２０】撮像対象の移動速度が変動した場合に撮像画像で測定される光強度変動の周波数分布の一例を示すグラフである。
【図２１】別の構成による投光装置の光照射位置と撮像装置の集光の関係を示す図である。
【図２２】撮像対象までの距離が変動した場合の視野大きさの変動を示す図である。
【図２３】撮像画像のデジタルズーム範囲を示す図である。
【図２４】撮像画像にデジタルズーム処理を実施した画像を示す図である。
【図２５】デジタルズーム処理画像から欠陥領域を抽出した画像を示す図である。
【図２６】別の構成による撮像装置および投光装置の構成概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施例を、図面を用いて説明する。尚、下記はあくまでも実施例に過ぎず、発明の内容は下記態様に限定されるものでないことは言うまでもない。
【実施例１】
【００１３】
図３から図２６を用いて、装置を用いた検査の概要について説明する。
【００１４】
図３は、本実施例の検査を実施するための装置の概要である。装置は、検査対象である構造物５の表面を撮像するＴＤＩカメラ１、ＴＤＩカメラ１の撮像領域６に向けて光線７Ａ、７Ｂを照射する投光装置８を備えている。また、ＴＤＩカメラ１から送られる画像を処理する画像処理部９、画像処理部９の結果を用いてＴＤＩカメラ１を制御する制御部１０、画像処理部での処理結果を表示する表示部１１、処理結果を記憶する記憶部１２を備えている。
【００１５】
図４は、本実施例の検査方法を含む構造物検査プロセスのブロック図である。Ｓ１０１において検査が開始されると、Ｓ１０２において、検査装置が移動し、Ｓ１０３において検査対象である構造物５の表面の撮像が実施される。撮像された画像は、Ｓ１０４において画像中の投光装置８から照射された光の輝線が抽出される。抽出された光の輝線の位置、輝線幅、および、輝度変動周波数の情報を用い、Ｓ１０５において、検査装置のＴＤＩカメラ１から構造物５の表面までの距離データ１０６、および、構造物５に対する検査装置の移動相対速度データ１０７が算出される。距離データ１０６はＳ１０８において、ＴＤＩカメラ１の現在の焦点距離設定と整合しているかを判定され、整合している場合はそのまま、整合していない場合はＳ１０９においてレンズ位置制御が実施される。次に、速度データ１０７はＳ１１０において、ＴＤＩカメラ１の現在の電荷転送速度と整合しているかを判定され、整合している場合はそのまま、整合していない場合はＳ１１１においてカメラ電荷転送速度制御が実施される。また、Ｓ１０４における輝線抽出と同時に、Ｓ１１２において、撮像画像の視野大きさの変動が補正され、Ｓ１１３において画像中の欠陥が抽出され、撮像画像および欠陥データはＳ１１４において表示部１１への表示と記憶部１２への保存が実施される。その後、Ｓ１１５において、検査対象領域全ての撮像が完了したかどうかが判断され、未完了の場合はＳ１０２に戻り、検査対象領域を移動して引き続き撮像が実施される。全ての撮像が完了した場合には、プロセスはＳ１１６に進み、検査が終了する。以下、各ステップにおける詳細について個別に説明する。
【００１６】
まず、図５から図１８を用いて、撮像画像から距離を演算し、レンズ位置を制御する方法について説明する。
【００１７】
図５に、ＴＤＩカメラ１と投光装置８の外観図を、図６にＴＤＩカメラ１と撮像対象表面との結像関係を説明するための図を示す。投光装置８からは、撮像対象の表面に向かって光線７Ａ、７Ｂの２本の光が照射されている。光線７Ａ、７Ｂは、ＴＤＩカメラ１と撮像対象との相対移動方向ｙ軸に平行に配置され、撮像対象表面の照射点１３に向けて光が照射される。なお、光線７Ａ、７Ｂの照射方向は、任意に定めた撮像対象までの距離において、照射点１３の１点に照射されることとする。また、光線７Ａ、７Ｂのなす角は、撮像対象までの距離の変動範囲内において、照射点が１点とみなせる範囲で設定する。撮像対象表面の照射点１３は、ＴＤＩカメラ１のレンズ３を介して受光素子４上に集光され、照射点１３以外の領域に比べ高い輝度をもつ点として撮像画像上に測定される。図７に、ＴＤＩカメラ１と検査対象表面との距離が一定の場合の、ＴＤＩカメラ１の撮像画像例を示す。なお、撮像画像はレンズを介し撮像対象と倒立の関係にあり、上下左右が反転するが、説明の便宜のため、これ以降は撮像対象に正立方向となるよう、撮像画像については撮像対象表面に投影した像としてｘ軸およびｙ軸を反転させて表示、説明する。また、距離の演算方法の説明に用いる撮像画像においては、本来撮像されている、検査対象の傷など、距離演算に関わらないものの表示を省略する。ＴＤＩカメラ１と撮像対象とは、図５におけるｙ軸方向に相対的に移動しており、また、ＴＤＩカメラ１ではｙ軸方向に電荷転送が行われているため、撮像画像１４は、ｙ軸方向の移動距離に対応した長さをもつ連続画像となる。照射点１３から集光された輝度の高い点は、輝線１５として現れ、移動方向に対応するようにｙ軸方向に長さをもつ。ＴＤＩカメラ１と撮像対象との距離が一定の場合には、撮像画像上の輝線１５は一定のｘ座標となり、また、結像関係も変わらないことから、輝線の幅も一定となる。なお、投光装置８は、レーザなどを利用し、後述する速度測定に用いるためのコヒーレントな光を照射する手段であれば強度の制限は無く、同様の効果が得られる別の手段を用いても良い。
【００１８】
図８に、撮像対象の表面との距離が変動した場合のＴＤＩカメラ１と撮像対象表面との結像関係を説明するための図を示す。また、図９に、距離が変動した場合の、ＴＤＩカメラ１の撮像画像例を示す。レンズ位置が固定された状態で距離が変動する場合、図６に示した結像関係は崩れることになり、照射点１３の受光素子４上の集光位置がずれる。その結果、距離の変動に伴い、撮像画像１４にぼけが生じる、すなわち、撮像画像１４上の輝線１５の幅が太くなる。このとき、距離が短くなる場合、距離が長くなる場合の、いずれの場合にもぼけが生じることになり、結像関係が崩れた場合には必ず輝線１５は太くなる。また、レンズ位置が固定された状態で距離が変動する場合、レンズ倍率も変動することになるため、光線７Ａ、７Ｂが照射される照射点１３の集光画素位置は、受光素子４上でｘ軸方向に変動する。そのため、距離の変動に伴い、撮像画像１４上の輝線１５の中心ｘ座標が変動する。このとき、距離が短くなる場合、ｘ座標は図９におけるｘ軸正方向に移動し、距離が長くなる場合、ｘ座標はｘ軸負方向に移動する。すなわち、距離が変動した場合には、撮像画像は図９に示すように、輝線１５の中心座標および幅が変動した撮像画像が得られ、また、輝線１５の中心座標から、距離の変動方向および絶対距離が一意に求められる。
【００１９】
以上の距離演算方法について、図９から図１３を用いて、具体的なプロセスを説明する。
【００２０】
まず、撮像された画像からは、図４のステップＳ１０４において、輝線が抽出される。撮像画像１４上では、照射点１３からの光は他の領域より明るく撮像される。そこで、例えば輝度の二値化処理のような画像処理によって、図１０に示すように、輝線１５を抽出する。次に、抽出した輝線１５の領域から、例えば細線化処理のような画像処理を行い、図１１に示すように、輝線１５の中心線１６を抽出する。以上の画像処理により、図１２に示すように、撮像画像１４のｘ軸方向の中心である中心軸１７、距離整合時の輝線中心位置である基準位置１８、距離変動時の輝線の中心である中心線１６から、中心軸から基準位置までの距離ｗ、基準位置から距離変動時の中心線の距離Δｗが求められる。次に、画像の輝線中心線の距離変動Δｗから、撮像対象までの距離の変動Δａを求める。図１３に、ＴＤＩカメラ１と撮像対象表面との結像関係を説明するための図を示す。ここで、距離変動前におけるレンズ３と撮像対象との距離をａ、撮像対象の距離の変動量をΔａ、レンズ３から受光素子４までの距離をｂ、ＴＤＩカメラ１の中心軸と光線７Ａ、７Ｂとの距離をｌ、距離変動前におけるＴＤＩカメラ１の中心軸から照射点１３の受光位置までの距離をｗ、距離変動による撮像画像の輝線受光位置の変動をΔｗとする。なお、ｗ、Δｗは、図１２において求めた距離と同じものである。各々の距離は、次の関係式（１）で表される。
ｌ／（ａ−Δａ）＝（ｗ＋Δｗ）／ｂ  ・・・（１）
よって、撮像対象までの距離変動は、
Δａ＝ａ−ｌ・ｂ／（ｗ＋Δｗ）  ・・・（２）
と計算できる。以上より、画像の輝線中心線Δｗから、撮像対象までの距離Δａが求められる。Δａは、距離データ１０６に格納され、図４における距離整合ステップＳ１０８に送られ、距離が整合していない場合、すなわち、Δａが０でない場合には、Ｓ１０９においてレンズ位置制御が実施される。
【００２１】
次に、図１３を用いて、求めた距離変動量からレンズ位置を制御する方法について説明する。
【００２２】
図４の距離整合ステップＳ１０８において、距離が整合していないと判断されると、Ｓ１０９において、距離を整合させ、結像関係が保たれるよう、レンズ３の位置が制御される。このとき、レンズ３の焦点距離をｆとすると、距離変動前の結像関係は、レンズ３と撮像対象との距離ａ、レンズ３から受光素子４までの距離ｂを用いて、以下の式（３）で表される。
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ  ・・・（３）
ここで、Δａの距離変動が起きた場合に、結像関係を保つように制御したレンズ３の移動距離をΔＤとすると、結像関係式は（４）で表される。
１／（ａ−Δａ−ΔＤ）＋１／（ｂ＋ΔＤ）＝１／ｆ  ・・・（４）
以上より、レンズ移動距離ΔＤは、距離変動前におけるレンズ３と撮像対象との距離ａ、レンズ３から受光素子４までの距離ｂ、レンズ３の焦点距離ｆ、撮像対象の距離の変動量Δａの関数として表され、レンズ制御位置が一意に求まる。
【００２３】
このようにして求められたレンズ移動距離ΔＤに基づき、ＴＤＩカメラ１のレンズ３の軸方向位置を物理的に制御することで、図１４に示すように、距離の変動に対し、常に焦点のあった画像を取得することができる。このとき、撮像画像は図１５のようになり、距離の変動により輝線１５はｘ軸方向の位置は変動するが、結像関係が崩れることによるぼけは生じず、輝線１５の幅は一定となる。
【００２４】
以上の方法により、ＴＤＩカメラ１の撮像画像から距離を求め、距離の変動に対し常に焦点の合った画像となるようレンズ位置を制御する。
【００２５】
次に、図１６から図２１を用いて、撮像画像から相対移動速度を演算し、ＴＤＩカメラの駆動速度を制御する方法について説明する。
【００２６】
図１６に、ＴＤＩカメラ１と投光装置８の外観図を示す。投光装置８内のレーザ２０Ａ、２０Ｂからは、撮像対象表面の照射点１３に向かって光線７Ａ、７Ｂの２本の光が照射されている。レーザ２０Ａ、２０Ｂ、および、光線７Ａ、７Ｂは、ＴＤＩカメラ１の撮像軸方向ｚ軸に対し傾き角θで対称に配置される。このとき、例えば、レーザ２０Ａの周波数をＦ１、レーザ２０Ｂの周波数をＦ２（＝Ｆ１＋Δｆ）とすると、照射点１３では干渉が生じる。そのため、照射点１３からの光を集光する受光素子４では、図１７に示すような光強度の合成振動が発生する。撮像対象が静止している場合、合成振動の周波数は、２つのレーザの周波数の差であるΔｆとなる。図１８に、受光素子４で検知した光強度変動信号をＦＦＴ処理した結果を示す。周波数は、合成振動の周波数であるΔｆで最大レベルとなる。次に、撮像対象が速度ｖｏで、図１６の右から左へ移動していた場合を考える。このとき、照射点１３における光線７Ａ、７Ｂの周波数は、ドップラー効果により、撮像対象の速度ｖｏに応じて変動する。それぞれの変動後の周波数は、レーザの波長をλ、光線の撮像軸に対する傾きをθとして、次の式で表される。
Ｆ１'＝Ｆ１＋ｖｏ／（λ・ｓｉｎθ）  ・・・（５）
Ｆ２'＝Ｆ２−ｖｏ／（λ・ｓｉｎθ）  ・・・（６）
このときの受光素子４における光強度は、図１９に示すように、合成振動の周波数が変動することになる。このときの合成振動の周波数は、次の式で表される。
Ｆ２'−Ｆ１'＝Δｆ−２・ｖｏ／（λ・ｓｉｎθ）  ・・・（７）
【００２７】
図２０に、受光素子４で検知した光強度変動信号をＦＦＴ処理した結果を示す。合成振動の周波数は、撮像対象が静止している場合のΔｆから、撮像対象の速度ｖｏにより定まる値だけシフトする。これにより、２つのレーザの干渉により発生する合成周波数の変動を求めることで、撮像対象の移動速度ｖｏを計算することができる。
【００２８】
一方で、ＴＤＩカメラ１での撮像において、電荷転送速度を整合し電荷を蓄積するためには、撮像対象の速度ｖｏと、ＴＤＩカメラ１の電荷転送速度ｖｉの間に、レンズ３の倍率Ｍ（＝ａ／ｂ）を介し、次の関係式が成立する。
ｖｏ＝Ｍ・ｖｉ  ・・・（８）
この式を用い、上記方法で計算したｖｏと、レンズ３の制御位置から求まる倍率Ｍから、電荷転送速度が整合するｖｉを計算し、ＴＤＩカメラ１の駆動電荷転送速度を制御する。
なお、投光装置８内に配置されるレーザは、周波数差のある光線７Ａ、７Ｂが照射される構成であれば図１６に示す構成に限られず、例えば、図２１に示すように、１つのレーザ２０Ａから照射された光を、ビームスプリッタ２１とミラー２２を用いて２つの光線に分け、そのうち一方を周波数シフタ２３を用いて周波数差をつけるような構成としても良い。また、上記説明では、光線７Ｂを光線７Ａより高い周波数としたが、この周波数の大小は逆としても良く、光線７Ｂの周波数を低くしても良い。その場合には、式（５）、式（６）、式（７）で示した周波数シフトの正負が逆転する。
【００２９】
以上の方法によって、ＴＤＩカメラ１の撮像画像から相対移動速度を求め、常に感度が一定となるようＴＤＩカメラ１の電荷転送速度を制御する。
次に、撮像した画像から欠陥を検出する方法について説明する。
【００３０】
図２２に示すように、撮像距離の変動によって焦点を合わせるようにレンズ３を制御した場合には、撮像距離によって倍率が異なるため、撮像対象の視野範囲が変動することとなる。そこで、図４のステップＳ１１２において、撮像画像の視野大きさの補正が実施され、一定の視野大きさとするためにデジタルズームを適用する。図２３に、ＴＤＩカメラ１と撮像対象におけるデジタルズーム適用範囲を説明するための図を、図２４に、図２２に示す撮像画像のデジタルズーム範囲を示す。デジタルズーム幅Ｖは、デジタルズーム適用前の撮像画像に対し、撮像距離が近い位置では広く、撮像距離が遠い位置では狭くなる。また、デジタルズーム幅Ｖより、デジタルズーム適用範囲の受光素子４の画素数が決定される。受光素子４の幅Ｐ、撮像時のレンズ３と撮像対象との距離ａ、レンズ３から受光素子４までの距離ｂを用いて、受光素子４の画素数ｍは、次の式（５）で計算される。
ｍ＝（１／Ｐ）・Ｖ・（ｂ／ａ）  ・・・（５）
【００３１】
図２４に、デジタルズームを適用した撮像画像例を示す。このとき、撮像距離によって変動していた輝線１５が一定のｘ座標位置となるような画像処理結果となる。なお、デジタルズーム画像１９に輝線１５は含まれなくても良い。以上の方法によってデジタルズームを画像１９は、Ｓ１１３に送られ、傷などの欠陥抽出処理が実施される。
【００３２】
図２４に示したデジタルズーム画像１９に置いては、傷や亀裂などの欠陥２５が存在する。傷や亀裂は、構造物の元々の表面模様領域に対して比較的暗く撮像される。そこで、例えば、輝度の二値化処理のような画像処理によって、デジタルズーム画像１９から暗く撮像された欠陥２５のみが抽出され、図２５に示す出力画像、または、欠陥位置、長さなどの欠陥情報データを得る。なお、欠陥部分を抽出する画像処理については、同様の効果が得られる別の処理を用いても良く、例えば、境界抽出処理などを用いても構わない。また、欠陥部分のみを抽出する処理の前もしくは後に、平滑化処理のようなノイズ除去処理を必要に応じて追加しても構わない。また、欠陥と構造物の元々の表面の輝度の関係については、必ずしも欠陥部分を暗く撮像される部分と判定する必要はなく、例えば、補助照明などを併用して欠陥部分を構造物表面に対し明るく撮像できるようにし、二値化処理などの画像処理を行っても良い。さらに、必要に応じて、亀裂部分の有無を判定する処理を追加し、設定した検査目的と検査基準に応じて、例えば、欠陥のサイジング（長さ算出、幅算出）処理を行い、予め定めた基準の値を超えるか否かによって合否を判定する処理としても良い。
【００３３】
以上の方法によって、ＴＤＩカメラ１の撮像画像から欠陥部分を抽出する。
得られた欠陥情報データは、ステップＳ１１４において、表示部１１へ表示、または、記憶部１２に記憶される。その後、Ｓ１１３において、検査領域全体の撮像が完了したか否かを判断する。撮像が未実施の領域がある場合は、検査はＳ１０２に戻り、未実施領域への移動、撮像処理が実施される。全ての領域での撮像が完了し、未実施領域がない場合には、検査はＳ１１４に進み、検査が完了する。
【００３４】
以上の方法により、高速移動中において、構造物表面の欠陥をより高精度に検査可能となる。すなわち、高速移動中に構造物表面を一定の倍率かつ一定の感度で撮像でき、営業運転速度においても構造物表面の欠陥をより高精度に検査可能となる。
【００３５】
なお、検査装置は、図２６に示すように、図３に示した装置に移動体２６を加え、ＴＤＩカメラ１、投光装置８、画像処理部９、制御部１０、表示部１１、記憶部１２を移動体２６に搭載し、検査対象である構造体５に沿って移動する構成としても良い。
【００３６】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・ＴＤＩカメラ
２・・・測定点
３・・・レンズ
４・・・受光素子
５・・・構造物
６・・・撮像領域
７Ａ、７Ｂ・・・光線
８・・・投光装置
９・・・画像処理部
１０・・・制御部
１１・・・表示部
１２・・・記憶部
１３・・・照射点
１４・・・撮像画像
１５・・・輝線
１６・・・中心線
１７・・・中心軸
１８・・・基準位置
１９・・・デジタルズーム画像
２０Ａ、２０Ｂ・・・レーザ
２１・・・ビームスプリッタ
２２・・・ミラー
２３・・・周波数シフタ
２５・・・欠陥
２６・・・移動体
Ｓ１０１・・・検査開始ステップ
Ｓ１０２・・・移動ステップ
Ｓ１０３・・・撮像処理ステップ
Ｓ１０４・・・輝線抽出ステップ
Ｓ１０５・・・距離演算および速度演算ステップ
１０６・・・距離データ
１０７・・・速度データ
Ｓ１０８・・・距離整合判定ステップ
Ｓ１０９・・・レンズ位置制御ステップ
Ｓ１１０・・・速度整合判定ステップ
Ｓ１１１・・・カメラ駆動速度制御ステップ
Ｓ１１２・・・視野補正ステップ
Ｓ１１３・・・欠陥抽出ステップ
Ｓ１１４・・・撮像画像表示および撮像画像保存ステップ
Ｓ１１５・・・検査完了判定ステップ
Ｓ１１６・・・検査終了ステップ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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