JP2001280960A

JP2001280960A - 遠隔計測方法及び装置

Info

Publication number: JP2001280960A
Application number: JP2000091687A
Authority: JP
Inventors: Koji Yamada; 浩司山田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】足場を必要とせず、被測定物と離れた位置か
らの遠隔計測により被測定物の損傷や劣化の状態を定量
的に求められる遠隔計測方法及び装置。【解決手段】ＲＣ床版４０と離れた位置にデジタルカ
メラ１１及びスケール投光器１２を設け、ＲＣ床版４０
のひび割れ４１等の欠陥部をスケール投光器１２からの
リングスケール投影光と共にデジタルカメラ１１により
撮影し、この撮影画像をパソコン２１の表示画面に表示
させると共に、前記リングスケールを参照して前記ＲＣ
床版４０のひび割れの長さ、幅、分布等の欠陥部の定量
的データを求め、該データの解析を行い、前記表示画像
データ及び解析結果データを記憶器に記録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば橋梁、ビ
ル、トンネル等の被測定物の表面状態を離れた位置から
遠隔計測して、被測定物の表面の欠陥状態を示す物理量
（き裂、汚れ、腐蝕、塗装の退色等）の定量的なデータ
求めて該データの解析を行う方法及び装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば橋梁等の構造体には、経時変化に
より、コンクリート床版（ＲＣ床版）にひび割れが発生
したり、鋼材に腐蝕が生じたり、塗装が退色したりする
等の損傷や劣化が生じる。従来は、これら構造体に生じ
る損傷や劣化の状況を把握するのに、足場を仮設して検
査員が構造体に接近して目視により、例えばき裂のサイ
ズ（長さ、幅）や位置、分布状況等をチェックして、ス
ケッチ等でこれを記録したりしていた。

【０００３】しかし近年では、検査員の目視ではなく計
測器を用いて、これら橋梁等の構造体に生じているひび
割れ、腐蝕等の損傷や劣化の状況を定量的に計測して把
握する手法が開発されており、現在までに提案された計
測法としては、次の３つの手法がある。第１の手法は、
光の反射シール、反射プリズム、反射鏡等を被対象物の
測定ポイントに設置し、三次元測距測角儀もしくはレー
ザー距離計と角度計により計測するものである。第２の
手法は、超音波距離計により計測するものである。第３
の手法は、特公平５−２５２８４号公報に示された光学
的計測法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の計測法には、それぞれ下記のような問題があった。前
記第１の手法では、光の反射シールもしくは反射プリズ
ム、反射鏡を被測定物に取り付けなければならず、その
ための足場、高所作業車が必要であるとともに、この足
場や高所作業車等を順次移動させて計測を行うので、検
査作業工数が長時間となる。前記第２の手法では、超音
波距離計により計測を行う際に、被測定物の表面に凹凸
等がある場合に、測定点を明確にできないため測量の正
確さに欠け、さらに被測定物上にマークを残せないの
で、被測定物の測定装置に対する角度を計測できないと
いう問題があった。また前記第３の手法では、個々の光
源からのレーザー光点を作業員が目視により一致させ、
角度決定のための直角三角形を形成することで、その時
の距離、角度を測量するもので、複数の光源が必要とな
ることと、作業が煩雑であり、作業員の未習熟度、疲労
度が計測誤差に大きな影響を与えるという問題があっ
た。

【０００５】従って仮設足場や高所作業車を必要とせ
ず、被測定物と離れた位置からの遠隔計測により、被測
定物の損傷や劣化の状態（例えば前記コンクリート床版
のひび割れの長さ、幅、分布、剥離、漏水個所、鋼材の
腐蝕面積、退色面積、等）を定量的に求めて、これらを
記録し、解析できる手法が要望されていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
遠隔計測方法は、被測定物と離れた位置に撮影手段及び
スケール投光手段を設けて、該スケール投光手段は該撮
影手段の撮影視野内に長さまたは面積のスケール光を投
光し、該撮影手段は前記被測定物の表面状態を前記スケ
ール投光手段の投光による長さまたは面積のスケール投
影光と共に撮影して該撮影画像データを出力し、前記撮
影手段の出力する長さまたは面積のスケール投影光を含
む被測定物の表面状態の画像データを入力して表示手段
に表示させると共に、該表示手段に表示された画像デー
タに基づきデータ解析手段が前記被測定物の表面の欠陥
状態を示す物理量の定量的なデータを求めて該データの
解析を行い、前記表示手段の表示する画像データ及びデ
ータ解析手段の解析結果のデータをデータ記憶手段に記
録するものである。

【０００７】本発明の請求項２に係る遠隔計測方法は、
前記請求項１に係る遠隔計測方法において、前記撮影手
段及びスケール投光手段と共に距離測定手段を設け、該
距離測定手段は前記撮影手段の位置から撮影手段が撮影
する被測定物の位置までの距離を測定し、前記スケール
投光手段は、固定の単一視野角、複数段階に切換可能な
視野角または所定範囲内で連続的に可変の視野角のうち
のいずれかの視野角を有し、該視野角による円環または
直線の着色光を投光し、前記データ解析手段は、前記距
離測定手段の測定した距離データ及びスケール投光手段
の投光視野角データに基づき前記円環の直径または直線
の長さを較正し、該較正値を参照して前記被測定物の表
面の欠陥状態を示す物理量の定量的なデータを求めて該
データの解析を行うものである。

【０００８】本発明の請求項３に係る遠隔計測装置は、
遠隔計測手段とデータ記録・解析手段とを含み、被測定
物と離れた位置に設けられた遠隔計測手段は、撮影手段
の撮影視野内に長さまた面積のスケール光を投光するス
ケール投光手段と、前記被測定物の表面状態を前記スケ
ール投光手段の投光による長さまたは面積のスケール投
影光と共に撮影して該撮影画像データを出力する撮影手
段とが設けられて構成され、前記遠隔計測手段から撮影
手段の出力する長さまたは面積のスケール投影光を含む
被測定物の表面状態の画像データを入力するデータ記録
・解析手段は、前記入力する画像データを表示画面に表
示する表示手段と、該表示手段に表示された画像データ
に基づき前記被測定物の表面の欠陥状態を示す物理量の
定量的なデータを求めて該データの解析を行うデータ解
析手段と、前記表示手段の表示する画像データ及びデー
タ解析手段の解析結果のデータを記録するデータ記憶手
段とが設けられて構成されるものである。

【０００９】本発明の請求項４に係る遠隔計測装置は、
前記請求項３に係る遠隔計測装置において、前記スケー
ル投光手段は、固定の単一視野角、複数段階に切換可能
な視野角または所定範囲内で連続的に可変の視野角のう
ちのいずれかの視野角を有し、該視野角による円環また
は直線の着色光を投光するものであり、前記遠隔計測手
段に前記撮影手段の位置から撮影手段が撮影する被測定
物の位置までの距離を測定する距離測定手段を追加して
設け、前記データ記録・解析手段は、前記遠隔計測手段
よりスケール投光手段の投光視野角データ及び距離計測
手段の測定した距離データを入力し、前記データ解析手
段は、前記距離測定手段の測定した距離データ及びスケ
ール投光手段の投光視野角データに基づき前記円環の直
径または直線の長さを較正し、該較正値を参照して前記
被測定物の表面の欠陥状態を示す物理量の定量的なデー
タを求めて該データの解析を行うものである。

【００１０】本発明の請求項５に係る遠隔計測装置は、
前記請求項３又は４に係る遠隔計測装置において、前記
遠隔計測手段に設けられるスケール投光手段は、所定の
視野角による直線の着色光を投光する場合に、前記直線
の着色光を前記視野角の中心軸を中心として任意の方向
に回転できる回転機構を備えたものである。

【００１１】本発明の請求項６に係る遠隔計測装置は、
前記請求項３又は４に係る遠隔計測装置において、前記
遠隔計測手段に設けられるスケール投光手段は、所定の
視野角による円環の着色光を投光する場合に、前記視野
角の中心軸に対して同心の複数の円環の着色光を投光す
る手段を備えたものである。

【００１２】本発明の請求項７に係る遠隔計測装置は、
前記請求項３、４、６までのいずれかの請求項に係る遠
隔計測装置において、前記遠隔計測手段が被測定物に対
して直角方向からある角度ずれた方向で遠隔計測を行い
且つ前記スケール投光手段が円環の着色光を投光した場
合に、前記データ記録・解析手段は、データ解析手段に
より撮影画像内の長円スケールの短径と長径との比から
前記直角方向からのずれ角度を求め、該ずれ角度を用い
て前記長円スケールの短径及び長径の長さを較正し、該
較正値を参照して前記被測定物の表面の欠陥状態を示す
物理量の定量的なデータを求めて該データの解析を行う
ものである。

【００１３】本発明の請求項８に係る遠隔計測装置は、
前記請求項３から７までのいずれかの請求項に記載の遠
隔計測装置において、前記遠隔計測手段は、水平面上で
任意の方向に旋回できると共に、前記水平面に対して任
意の仰角または俯角とすることができる旋回及び角度可
変機構上に搭載されるものである。

【００１４】本発明の請求項９に係る遠隔計測装置は、
前記請求項３から８までのいずれかの請求項に係る遠隔
計測装置において、前記データ記録・解析手段には補修
指示手段が追加して設けられ、該補修指示手段は、前記
データ解析手段が前記被測定物の表面の欠陥状態を示す
物理量の定量的なデータを求めて該データの解析を行っ
た結果に基づき必要とする補修指示内容を決定し、該決
定された補修指示内容を出力するものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態に係る遠
隔計測装置の構成を示す図である。図１の遠隔計測装置
は、大別すると、遠隔計測部１０、データ記憶・解析部
２０及び接続ケーブル３０により構成される。遠隔計測
部１０は、デジタルカメラ１１、スケール投光器１２、
レーザ距離計１３及び基準板１４を含む。そして前記１
１〜１３の各機器は、基準板１４に取り付けられ、相互
の位置関係が固定されている。また遠隔計測部１０に
は、通常は照明用光源が設けられ、デジタルカメラ１１
が暗部を撮影する際に、撮影箇所を照明するのに使用さ
れるが、この照明用光源の図示は省略している。なおこ
の照明用光源も基準板１４に取付けてもよい。また１５
はスケール投光器１２から投光されたリングスケール投
影光である。

【００１６】遠隔計測部１０内のデジタルカメラ１１
は、例えば橋梁の下の地上から図示のようにＲＣ床版４
０のひび割れ４１等を撮影するので、基準板１４は、水
平面上で任意の方向に旋回できると共に、前記水平面に
対して任意の仰角または俯角とすることができる旋回及
び角度可変機構（図示は省略）上に搭載される。その結
果遠隔計測部１０の全体を任意の方向に旋回させ、任意
の角度に設定できる。またこの旋回及び角度可変機構を
含む遠隔計測部１０は、例えば三脚上に設置されて、地
上に置かれたり、または移動車輌に搭載される。

【００１７】図１のデータ記録・解析部２０は、撮影画
像等の表示器（例えば液晶表示器等）、画像データや解
決結果データの記憶器（例えばハードディスクやフロッ
ピー（登録商標）ディスク）、ポインタ（例えばマウ
ス）、キーボード並びにデータ解析手段（画像処理用ソ
フト、データ解析用ソフト等）及び補修指示手段（補修
指示用ソフト等）を含むものであるが、この例ではこれ
らを一括してパソコン２１で示している。接続ケーブル
３０は、例えば遠隔計測部１０からの画像データをデー
タ記録・解析部２０に送出したり、またデータ記録・解
析部２０からの各種制御信号を遠隔計測部１０に送出し
たりするための双方向伝送路を有するケーブルである。
なお、近距離無線データ通信技術（例えばBluetooth)を
用いて接続ケーブル３０を除去することも可能である。

【００１８】次に各機器を詳細に説明する。図１の遠隔
計測部１０内のデジタルカメラ１１は、例えば、カラー
画像が撮影でき、画素数が２００〜３００万程度、ズー
ム機能付きで、ズームレンズは３倍ズームレンズ、焦点
距離は３５〜１１５ｍｍ相当、モニタ用液晶表示器及び
パソコンへの出力機能を有する市販品を使用できる。そ
して撮影画像をモニタ用液晶表示器に表示すると共に、
シリアル出力によりパソコン２１に送出する。レーザ距
離計１３は、デジタルカメラ１１が撮影する被測定物の
位置（カメラ視野の中心位置）にレーザビームを照射
し、レーザ距離計１３からレーザビームの照射位置まで
の距離を計測する。そしてこの計測値をパソコン２１に
送出する。なおデジタルカメラ１１とレーザ距離計１３
は一体となって設けられているので、この計測値はデジ
タルカメラ１１の設置位置からデジタルカメラ１１の撮
影する被測定物の位置までの距離と等しい。

【００１９】図１の遠隔計測部１０内のスケール投光器
１２は、デジタルカメラ１１が撮影する撮影画像内に、
画像情報の長さまたは面積のスケール（目盛り、尺度等
の意）情報も含まれるように、例えば赤色光等による直
線状スケール（リニアスケールともいう）または円環状
スケール（リングスケールともいう）をカメラ視野内に
投光するものである。図２，３，４は本実施形態におけ
るスケール投光器の各種投光例の説明図である。図２は
図１のスケール投光器１２から投光されるリングスケー
ルとリニアスケールの説明図であり、図の（ａ）がリン
グスケール、（ｃ），（ｄ）がリニアスケールの投光例
を示す。またリニアスケールは、例えばスケール投光器
１２自体を回転させること等により、その直線方向を視
野角の中心軸を中心として３６０°任意の方向に回転さ
せることができる（図の（ｄ）を参照）。

【００２０】スケール投光器１２は、固定の単一視野
角、複数段階に切換可能な視野角、またはズーム機能に
より所定範囲内で連続的に可変の視野角のいずれかの視
野角を有するものであるが、図２では固定の視野角の例
を示している。図２のように固定の視野角の場合、スケ
ール投光器１２から投光されるリングの直径または直線
の長さＤは、投光距離Ｌに比例して拡大されるから、こ
の視野角が既知であれば、投光距離Ｌをレーザ距離計１
３で計測することにより、前記リングの直径または直線
の長さＤを求めることができる。

【００２１】図２の（ｂ）は、スケール投光器１２から
の視野角を真横から平面上に投影し、三角形Ａ，Ｂ，Ｃ
として示したものであり、実際の視野角（立体角）を平
面上に投影した平面角θとして示している。いま三角形
の頂点Ａから底辺ＢＣに下した垂線が底辺ＢＣと交る点
をＰとすると、直線ＡＰは視野角の中心軸と一致する。
三角形ＡＢＰにおいて、直線ＡＰの長さをＬ、線分ＢＰ
の長さをＲとすると、次の関係式が成立する。 tan（θ／２）＝Ｒ／Ｌ，Ｒ＝Ｌ・tan（θ／２）底辺ＢＣの長さＤは線分ＢＰの長さＲの２倍であるか
ら、次式（１）として底辺ＢＣの長さ（リングスケール
の直径）を求めることができる。Ｄ＝２Ｌ・tan（θ／２） …（１）

【００２２】図３はスケール投光器１２が３段階に視野
角を切換えた場合（（ａ）〜（ｃ））と３つの同心リン
グスケールを投光する場合（ｄ）の説明図である。図３
の（ａ）〜（ｃ）においては、スケール投光器１３と照
射面との距離は一定として、スケール投光器１３から投
光されるリングスケールの視野角（立体角）を３段階の
Ψ₁ ，Ψ₂ ，Ψ₃ に切換えた場合のリングスケールの直
径Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃ をそれぞれ示している。なお、デジタ
ルカメラ１１がズーム機能を有するので、デジタルカメ
ラのズーム動作と連動させてスケール投光器１２の視野
角を連続的に変更させるようにしてもよい。

【００２３】またスケール投光器１２の視野角を段階的
に、または連続的に切換えた場合、現在の投光視野角ま
たはこれを平面に投影した平面角のデータは、遠隔計測
部１０からデータ記録・解析部２０内のパソコン２１に
送出され、レーザ距離計１３からの距離計測値と共にリ
ングスケールの直径またはリニアスケールの長さを較正
するために使用される。

【００２４】図３の（ｄ）は、スケール投光器１２が所
定の視野角によるリングスケールを投光する場合に、こ
の視野角の中心軸に対して同心の３つのリングスケール
を投光する例を示すものである。なおこの同心の複数の
リングスケールを投光する方法は、スケール投光器１２
から同時に（並列的に）複数のリングスケールを投光す
るようにしても、または複数段階の視野角を短時間毎に
順次切換えて、即ち図２の（ａ），（ｂ），（ｃ）によ
る直径Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃ のリングスケールを短時間毎に順
次切換えて投光するようにしてもよい。

【００２５】図４は図１のスケール投光器１２よりリン
グスケールを被測定物に対して直角方向からずれた方向
に投光した場合の説明図である。図４の左側（ａ）の投
光例は、スケール投光器１２からリングスケールを投光
面（平面と仮定する）に直角に投光した場合であり、こ
の場合に照射面におけるリングスケールは円となる。図
４の右側（ｂ）の投光例は、スケール投光器１２からリ
ングスケールを投光面に直角から角度θだけずれた方向
に投光した場合であり、この場合に照射面におけるリン
グスケールは長円（楕円）となる。いまこの長円の長径
をｄｈ、短径をｄｖとすると次式（２）が成立する。 cosθ＝ｄｖ／ｄｈ θ＝cos^-1（ｄｖ／ｄｈ） …（２）従って直角からずれた角度θは短径と長径の比から求め
ることができる。

【００２６】図１の遠隔計測装置の動作を説明する。図
１の旋回及び角度可変機構を含む遠隔計測部１０は、被
測定物から離れた位置から被測定物の表面の点検を要す
る部分を撮影する。例えば図１のように、橋梁の下の地
上からデジタルカメラ１１を用いてＲＣ床版４０のひび
割れ４１等を撮影するが、この際にスケール投光器１２
からの着色光の投光によるリングスケールまたはリニア
スケールの投影光も同時に撮影する。またこの撮影時の
遠隔計測部１０と被測定物間の距離がレーザ距離１３に
よって計測される。なお、撮影面が暗い場合には照明用
光源を用いて撮影面を照明した上で撮影を行う。またデ
ジタルカメラ１１と被測定物の表面までの距離とカメラ
１１による撮影面積の大小に応じてデジタルカメラ１１
のズーム動作やスケール投光器１２の視野角の切替え等
も行う。

【００２７】遠隔計測部１０は、データ記録・解析部２
０内のパソコン２１からのデータ送出指令に基づき下記
のデータ（１）〜（３）をパソコン２１へ接続ケーブル
３０を介して送出する。（１）デジタルカメラ１２により撮影された前記リング
スケールまたはリニアスケールの着色投影光を含む被測
定物の表面状態（前記ＲＣ床版４０のひび割れ４１等）
の画像データ、（２）レーザ距離計１３による遠隔計測
部１０から被測定物の撮影位置までの距離データ、
（３）スケール投光器１２の視野角を可変とした場合の
現在の視野角のデータ、

【００２８】データ記録・解析部２０内のパソコン２１
は、入力したデジタルカメラ１２からの画像データを表
示画面上に表示して、最初にリングスケールの直径また
はリニアスケールの長さの較正を行う。まずレーザ距離
計１３からの距離データとデジタルカメラ１１の視野角
データに基づき、図２で説明した方法により、リングス
ケールの直径またはリニアスケールの長さを算出する。
この算出値が第１の較正値となり、遠隔計測方向が被測
定物に対して直角方向（正対）の場合には、この第１の
較正値が使用できる。次に遠隔計測方向が被測定物に対
して直角方向（正対）でない場合には、図４で説明した
ように、スケール投光器１２からリングスケールを投光
し、パソコン２１の表示画面上での画像が長円となるこ
とから、オペレータはポインタを用いて画面上の長円の
短径と長径の長さをパソコン２１に取り込む。パソコン
２１は、前記式（２）により直角方向からのずれ角度θ
を求め、前記第１の較正値から画面上の長円の短径と直
径の長さを算出する。この算出値が第２の較正値とな
り、このずれ角度θにおいて撮影した画像の長さ（例え
ばき裂の長さ）や面積を測定する際のスケール（尺度）
となる。

【００２９】パソコン２１の表示画面上でのリングスケ
ールまたはリニアスケールの長さの較正が終ると、次に
オペレータは、パソコン２１のポインタを用いて、パソ
コン２１の表示画面上に表示された被測定物の表面の欠
陥状態を示す物理量（例えば前記ＲＣ床版のひび割れの
長さ、幅、分布、鋼材の腐蝕面積、退色面積、汚れ面積
等）をリングスケールまたはリニアスケールと対比しな
がら定量的に測定する。そして測定の終了した各撮影画
像データは、測定データと共に記録器（例えばハードデ
ィスクやフロッピーディスク等）に記録される。オペレ
ータは遠隔計測部１０を同一被測定物の次の撮影箇所の
方向に向けるか、または遠隔計測部１０を次の撮影箇所
の近くに移動させて、次の撮影を行い、撮影画像毎に同
様の処理を繰り返す。

【００３０】１つの被測定物についてすべての欠陥箇所
の撮影が終了すると、オペレータはパソコン２１を用い
て記憶器に記録された画像データと測定データについて
の解析を行う。例えばコンクリートのき裂の長さ、幅、
分布等からコンクリートが振動等で落下する危険性が有
るか、強度や耐久性に問題がないか等を計算する。次に
パソコンは、上記データの解析結果に基づき、補修が必
要か否か、補修が必要な場合には、補修指示内容（例え
ばコンクリートのき裂に対して、セメントや接着剤の充
填を行うとか、ＲＣ床版単位での交換が必要等）を決定
し、この決定した補修指示内容を出力する。

【００３１】本実施形態によれば、橋梁、ビル、トンネ
ル等の構造物の損傷や劣化の状況を構造物から離れた位
置よりデジタルカメラを用いて撮影する際に、この撮影
画像内にリングスケールまたはリニアスケールの投影光
が含まれるようにし、さらにこの投影光のリングスケー
ルの直径やリニアスケールの長さは較正されるので、こ
の較正値を用いて、構造物のき裂、汚れ、腐蝕、塗装の
退色等の長さ、大きさ、面積、分布等を定量的に測定し
て記録できると共に、その耐久性や強度等を調べた結果
に基づく補修指示内容も出力できるようにしたので、従
来に比較して下記の効果が得られる。（１）足場が不要となり、現地作業が安全となる。（２）現地作業は短時間となり、作業効率が大幅に向上
する。（３）欠陥部の定量的データが取得でき、撮影画像（カ
ラー画像）の自動記録が行われる。またデータの保管や
出力も容易である。（４）較正されたリングスケールまたはリニアスケール
の投影光を用いるので測定データは高精度で取得でき
る。（５）欠陥部の耐久性のチェックや補修内容の指示も可
能である。（６）定期的な点検により経年劣化度が把握できる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、被測定物
と離れた位置に撮影手段及びスケール投光手段を設け
て、該スケール投光手段は該撮影手段の撮影視野内に長
さまたは面積のスケール光を投光し、該撮影手段は前記
被測定物の表面状態を前記スケール投光手段の投光によ
る長さまたは面積のスケール投影光と共に撮影して該撮
影画像データを出力し、前記撮影手段の出力する長さま
たは面積のスケール投影光を含む被測定物の表面状態の
画像データを入力して表示手段に表示させると共に、該
表示手段に表示された画像データに基づきデータ解析手
段が前記被測定物の表面の欠陥状態を示す物理量の定量
的なデータを求めて該データの解析を行い、前記表示手
段の表示する画像データ及びデータ解析手段の解析結果
のデータをデータ記憶手段に記録するようにしたので、
従来に比較して、足場が不要となり、現地作業が安全で
短時間となり作業効率が向上し、欠陥部の定量的データ
が取得でき、撮影画像の記録も行われ、欠陥部の耐久性
の検討も可能となる。

【００３３】また本発明によれば、前記撮影手段及びス
ケール投光手段と共に距離測定手段を設け、該距離測定
手段は前記撮影手段の位置から撮影手段が撮影する被測
定物の位置までの距離を測定し、前記スケール投光手段
は、固定の単一視野角、複数段階に切換可能な視野角ま
たは所定範囲内で連続的に可変の視野角のうちのいずれ
かの視野角を有し、該視野角による円環または直線の着
色光を投光し、前記データ解析手段は、前記距離測定手
段の測定した距離データ及びスケール投光手段の投光視
野角データに基づき前記円環の直径または直線の長さを
較正し、該較正値を参照して前記被測定物の表面の欠陥
状態を示す物理量の定量的なデータを求めて該データの
解析を行うようにしたので、撮影手段の視野角の変更に
適合させてスケール投光手段の視野角を変更できると共
に、投光視野角において較正された円環の直径または直
線の長さを用いるので、精度の高い欠陥部の測定データ
を取得することができる。

【００３４】また本発明によれば、前記スケール投光手
段は、所定の視野角による直線の着色光を投光する場合
に、前記直線の着色光を前記視野角の中心軸を中心とし
て任意の方向に回転できる回転機構を備えるようにした
ので、任意の方向に生じている欠陥部の長さを測定する
のが容易となる。

【００３５】また本発明によれば、前記スケール投光手
段は、所定の視野角による円環の着色光を投光する場合
に、前記視野角の中心軸に対して同心の複数の円環の着
色光を投光する手段を備えるようにしたので、同一撮影
画面内に長さや面積の異なる複数の欠陥部が存在する場
合に、これら複数の欠陥部の長さや面積を測定するのが
容易となる。

【００３６】また本発明によれば、前記撮影手段及び距
離計測手段が被測定物に対して直角方向からある角度ず
れた方向で遠隔計測を行い且つ前記スケール投光手段が
円環の着色光を投光した場合に、データ解析手段により
撮影画像内の長円スケールの短径と長径との比から前記
直角方向からのずれ角度を求め、該ずれ角度を用いて前
記長円スケールの短径及び長径の長さを較正し、該較正
値を参照して前記被測定物の表面の欠陥状態を示す物理
量の定量的なデータを求めて該データの解析を行うよう
にしたので、被測定物と遠隔計測位置とが正対していな
くとも遠隔計測が可能となり、遠隔計測位置の自由度が
増大し、また欠陥部の長さや面積をスケール光の投影長
さではなく実寸法で計測することができる。

【００３７】また本発明によれば、前記撮影手段、スケ
ール投光手段及び距離計測手段は、水平面上で任意の方
向に旋回できると共に、前記水平面に対して任意の仰角
または俯角とすることができる旋回及び角度可変機構上
に搭載されるようにしたので、この旋回及び角度可変機
構を用いて被測定体の任意の方向の欠陥部を遠隔計測す
ることができる。

【００３８】また本発明によれば、前記データ解析手段
のほかに、補修指示手段が追加して設けられ、該補修指
示手段は、前記データ解析手段が前記被測定物の表面の
欠陥状態を示す物理量の定量的なデータを求めて該デー
タの解析を行った結果に基づき必要とする補修指示内容
を決定し、該決定された補修指示内容を出力するように
したので、被測定物の欠陥部の点検後の補修工事の立
案、見積及び実施等の管理業務が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る遠隔計測装置の構成を
示す図である。

【図２】図１のスケール投光器から投光されるリングス
ケールとリニアスケールの説明図である。

【図３】図１のスケール投光器から投光される複数視野
角と複数リングの説明図である。

【図４】図１のスケール投光器からリングスケールを被
測定物に対して直角方向からずれた方向に投光した場合
の説明図である。

【符号の説明】

１０遠隔計測部１１デジタルカメラ１２スケール投光器１３レーザ距離計１４基準板１５リングスケール投影光２０データ記録・解析部２１パソコン３０接続ケーブル４０ＲＣ床版４１ひび割れ

フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA06 AA22 AA49 AA58 DD06 EE11 FF01 FF04 FF11 FF61 GG04 HH04 JJ03 JJ05 JJ26 LL06 PP11 QQ23 QQ25 SS02 SS13 2G051 AA90 AB01 AB02 BA20 BC07 CA03 CA04 EA12 EA14 ED04 FA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定物と離れた位置に撮影手段及びス
ケール投光手段を設けて、該スケール投光手段は該撮影
手段の撮影視野内に長さまたは面積のスケール光を投光
し、該撮影手段は前記被測定物の表面状態を前記スケー
ル投光手段の投光による長さまたは面積のスケール投影
光と共に撮影して該撮影画像データを出力し、前記撮影手段の出力する長さまたは面積のスケール投影
光を含む被測定物の表面状態の画像データを入力して表
示手段に表示させると共に、該表示手段に表示された画
像データに基づきデータ解析手段が前記被測定物の表面
の欠陥状態を示す物理量の定量的なデータを求めて該デ
ータの解析を行い、前記表示手段の表示する画像データ
及びデータ解析手段の解析結果のデータをデータ記憶手
段に記録することを特徴とする遠隔計測方法。
【請求項２】前記撮影手段及びスケール投光手段と共
に距離測定手段を設け、該距離測定手段は前記撮影手段
の位置から撮影手段が撮影する被測定物の位置までの距
離を測定し、前記スケール投光手段は、固定の単一視野角、複数段階
に切換可能な視野角または所定範囲内で連続的に可変の
視野角のうちのいずれかの視野角を有し、該視野角によ
る円環または直線の着色光を投光し、前記データ解析手段は、前記距離測定手段の測定した距
離データ及びスケール投光手段の投光視野角データに基
づき前記円環の直径または直線の長さを較正し、該較正
値を参照して前記被測定物の表面の欠陥状態を示す物理
量の定量的なデータを求めて該データの解析を行うこと
を特徴とする請求項１記載の遠隔計測方法。
【請求項３】被測定物と離れた位置に設けられた遠隔
計測手段は、撮影手段の撮影視野内に長さまた面積のス
ケール光を投光するスケール投光手段と、前記被測定物
の表面状態を前記スケール投光手段の投光による長さま
たは面積のスケール投影光と共に撮影して該撮影画像デ
ータを出力する撮影手段とが設けられて構成され、前記遠隔計測手段から撮影手段の出力する長さまたは面
積のスケール投影光を含む被測定物の表面状態の画像デ
ータを入力するデータ記録・解析手段は、前記入力する
画像データを表示画面に表示する表示手段と、該表示手
段に表示された画像データに基づき前記被測定物の表面
の欠陥状態を示す物理量の定量的なデータを求めて該デ
ータの解析を行うデータ解析手段と、前記表示手段の表
示する画像データ及びデータ解析手段の解析結果のデー
タを記録するデータ記憶手段とが設けられて構成される
ことを特徴とする遠隔計測装置。
【請求項４】前記スケール投光手段は、固定の単一視
野角、複数段階に切換可能な視野角または所定範囲内で
連続的に可変の視野角のうちのいずれかの視野角を有
し、該視野角による円環または直線の着色光を投光する
ものであり、前記遠隔計測手段に前記撮影手段の位置から撮影手段が
撮影する被測定物の位置までの距離を測定する距離測定
手段を追加して設け、前記データ記録・解析手段は、前記遠隔計測手段よりス
ケール投光手段の投光視野角データ及び距離計測手段の
測定した距離データを入力し、前記データ解析手段は、
前記距離測定手段の測定した距離データ及びスケール投
光手段の投光視野角データに基づき前記円環の直径また
は直線の長さを較正し、該較正値を参照して前記被測定
物の表面の欠陥状態を示す物理量の定量的なデータを求
めて該データの解析を行うことを特徴とする請求項３記
載の遠隔計測装置。
【請求項５】前記遠隔計測手段に設けられるスケール
投光手段は、所定の視野角による直線の着色光を投光す
る場合に、前記直線の着色光を前記視野角の中心軸を中
心として任意の方向に回転できる回転機構を備えたもの
であることを特徴とする請求項３又は４記載の遠隔計測
装置。
【請求項６】前記遠隔計測手段に設けられるスケール
投光手段は、所定の視野角による円環の着色光を投光す
る場合に、前記視野角の中心軸に対して同心の複数の円
環の着色光を投光する手段を備えたものであることを特
徴とする請求項３又は４記載の遠隔計測装置。
【請求項７】前記遠隔計測手段が被測定物に対して直
角方向からある角度ずれた方向で遠隔計測を行い且つ前
記スケール投光手段が円環の着色光を投光した場合に、
前記データ記録・解析手段は、データ解析手段により撮
影画像内の長円スケールの短径と長径との比から前記直
角方向からのずれ角度を求め、該ずれ角度を用いて前記
長円スケールの短径及び長径の長さを較正し、該較正値
を参照して前記被測定物の表面の欠陥状態を示す物理量
の定量的なデータを求めて該データの解析を行うことを
特徴とする請求項３、４、６のいずれかの請求項に記載
の遠隔計測装置。
【請求項８】前記遠隔計測手段は、水平面上で任意の
方向に旋回できると共に、前記水平面に対して任意の仰
角または俯角とすることができる旋回及び角度可変機構
上に搭載されることを特徴とする請求項３から７までの
いずれかの請求項に記載の遠隔計測装置。
【請求項９】前記データ記録・解析手段には補修指示
手段が追加して設けられ、該補修指示手段は、前記デー
タ解析手段が前記被測定物の表面の欠陥状態を示す物理
量の定量的なデータを求めて該データの解析を行った結
果に基づき必要とする補修指示内容を決定し、該決定さ
れた補修指示内容を出力することを特徴とする請求項は
３から８までのいずれかの請求項に記載の遠隔計測装
置。