JP5650942B2

JP5650942B2 - 点検システムおよび点検方法

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Publication number: JP5650942B2
Application number: JP2010155435A
Authority: JP
Inventors: 道雄海部屋; 岩城　秀和; 秀和岩城; 津久井　慎吾; 慎吾津久井
Original assignee: Topy Industries Ltd
Current assignee: Topy Industries Ltd
Priority date: 2010-07-08
Filing date: 2010-07-08
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2030-07-08
Also published as: JP2012018073A

Description

本発明は、床下基礎等の対象物を点検するシステムに関する。

特許文献１に開示された点検システムでは、ロボット（移動体）を遠隔操作して床下空間を走行させ、ロボットに搭載されたビデオカメラからの映像をロボットから離間したディスプレイの画面上に映し出すことにより、床下のコンクリート製基礎（対象物）を点検するようになっている。

ユーザーは上記映像を観察し、基礎に生じたクラックを発見した場合には、ディスプレイ画面に上記クラックとともにスケール像を表示させる。このスケール像は、異なる線幅の複数の線と、各線に付された線幅寸法を表す数値を含んでいる。ユーザーは、クラックとスケール像の線を比較することにより、クラックの溝幅を決定する。

ディスプレイ画面上でのクラックの溝幅は、上記ビデオカメラと上記基礎の壁面との間の離間距離により変化する。そこで、この離間距離に応じて、クラックの映像とスケール像のいずれか一方を拡大または縮小することにより、スケール像が上記壁面における実際の寸法を正確に表すようにしている。

また、上記ビデオカメラの光軸が壁面と直交していない場合には、上記クラックの画面上での溝幅が実際より狭く映し出されてしまう。そこで、上記ビデオカメラの光軸が壁面と直交するまでロボットの壁面に対する位置を調整してから、クラックの溝幅の測定を行なったり、上記光軸と壁面の角度に応じて、上記クラック画像とスケール画像のいずれか一方を、拡大又は縮小させることにより、補償している。

上述したように、クラックの溝幅を正確に計測するためには、上記ビデオカメラと壁面までの離間距離と、ビデオカメラの光軸と壁面とのなす角度の情報を得る必要があるが、特許文献１では２つの手段を提案している。
第１の手段では、ビデオカメラをパン方向に所定の角度範囲にわたって回動させ、複数の角度位置において、ビデオカメラのフォーカス値を測定し、このフォーカス値から、ビデオカメラの光軸に沿ったビデオカメラと壁面との離間距離を演算し、これら異なる角度位置での離間距離情報に基づいて、壁面に対するビデオカメラの光軸の角度も演算する。
第２の手段では、ロボットに距離センサを搭載し、この距離センサにより、複数の角度位置におけるロボットと壁面との離間距離（すなわちビデオカメラと壁面までの離間距離）を演算し、さらにこれら離間距離情報から壁面に対するビデオカメラの光軸の角度を演算する。

他方、特許文献２には、ビデオカメラを搭載したロボットを遠隔操作するシステムにおいて、ビデオカメラの光軸を壁面と直交させた状態でロボットと壁面との間の離間距離を測定するシステム（但し、対象物を点検するためのものではない）が開示されている。このシステムでは、ロボットに３つのレーザーポインタが搭載される。３つのレーザーポインタは同一水平面において等しい間隔で配置されており、互いに平行をなす３つのレーザービームをロボットの正面から水平に発射するようになっている。ディスプレイには、壁面における３つのレーザービーム像が一直線上に映し出される。

上記特許文献２のシステムにおいて、上記３つのレーザービーム像の間隔を画面のピクセル数を計数することにより算出し、この間隔が等しくなるように、ロボットの位置を制御する。特許文献２には明示されていないが、この位置制御は、上記のようにして算出した間隔のフィードバック情報に基づいて、自動的に行うようである。
上記のようにしてレーザービーム像の間隔を等しくすることにより、ロボットは壁面に対して真正面を向く（ビデオカメラの光軸が壁面と直交する）。この状態で、上記画面上のレーザービーム像の間隔から、ロボットと壁面との離間距離を演算する。

特開２００９−８５７８５号公報特開２００４−３７４４０号公報

上記特許文献１のシステムにおいては、壁面までの距離を求めるのに、カメラの自動フォーカス機構を利用する方法や距離センサを用いる方法を利用している。自動フォーカス機構で距離を求めるには専用の高度なソフトウエアが必要であるし、距離センサは高価であるため、システム全体のコストが大幅に増大してしまう。
上記特許文献２のシステムでは、パソコン等の演算手段により、画面上における３つのレーザービーム像を認識して各像のピクセル位置を確定し、像間のピクセル数を算出することにより、壁面に対するロボットの姿勢を認識し、ロボットが壁面に対して真正面になるように自動制御するため、専用の高度なソフトウエアが必要になってしまう。

本発明は、上記課題を克服するためになされたものであり、移動体と、上記移動体に設置されたビデオカメラと、上記移動体から離れて配されるディスプレイと、上記移動体を遠隔操作する操作手段と、上記ビデオカメラで撮影した映像を上記ディスプレイに表示させる表示制御手段とを備えた点検システムにおいて、
さらに、上記移動体に設けられた第１、第２のレーザー発射器を備え、これら第１、第２のレーザー発射器は、それぞれ第１、第２のレーザービームを同一平面に沿って平行に発射するようになっており、
上記表示制御手段は、上記ビデオカメラがその光軸を上記第１、第２レーザービームと平行にした状態で撮影した映像とともに、第１、第２の指標画像を上記ディスプレイに表示させ、
上記ディスプレイ画面上の互いに直交する第１、第２座標軸の少なくとも一方に関して、上記第１、第２の指標画像の中心位置は、上記ビデオカメラの光軸と上記第１、第２レーザービームが平坦な対象面と直交するとともに上記ビデオカメラから上記対象面までの離間距離が設定距離であった時に上記ディスプレイ画面上に現れる上記第１、第２レーザービーム像の中心位置と、一致することを特徴とする。

上記構成によれば、レーザービームを発射するだけの安価なレーザー発射器を用いるので、点検システムのコストを低減させることができる。
また、ディスプレイ画面に表示された第１、第２の指標画像を利用して、移動体を手動操作により容易かつ正確に位置調節することができる。より具体的には、第１、第２のレーザービーム像を第１、第２の指標画像にそれぞれ合わせるように移動体を遠隔操作することにより、ビデオカメラの光軸を平坦な対象面と直交させるとともに、ビデオカメラを対象面に対して予め設定された離間距離に位置させることができ、その結果、正確な点検を行うことができる。

好ましくは、上記第１、第２の指標画像は、上記少なくとも一方の座標軸方向に、上記設定距離の許容範囲に対応する広がりを有する。
この構成によれば、第１、第２の指標画像が許容範囲も現しているので、移動体の位置調節がより一層容易になる。

好ましくは、上記ビデオカメラの光軸は、上記第１、第２レーザービームが走る上記平面と直交する方向から見て、上記第１、第２レーザービーム間の中央に位置しており、上記ディスプレイ画面の第１座標軸が、上記第１、第２レーザービームの離間方向に対応しており、上記第１、第２の指標画像は、上記第１座標軸に関して上記画面の中央から互いに逆向きに等しい距離だけ離れており、上記第１座標軸方向に上記設定距離の許容範囲に対応する広がりを有している。
この構成によれば、ユーザーは、画面中央を挟んで表示された（例えば左右に表示された）第１、第２の指標画像を見ながら、容易に移動体の位置調節を行うことができる。

好ましくは、上記ビデオカメラの光軸は、上記第１、第２レーザービームが走る上記平面と直交する方向から見て、上記第１、第２レーザービーム間の中央に位置するとともに、上記平面から離れており、上記ディスプレイ画面の第１座標軸が、上記第１、第２レーザービームの離間方向に対応しており、上記第１、第２の指標画像は、上記第２座標軸方向に関して上記画面の中央から同方向に等しい距離だけ離れており、上記第２座標軸方向に上記設定距離の許容範囲に対応する広がりを有している。
この構成によれば、ユーザーは、画面中央から同距離だけ離れて表示された（例えば同じ高さに表示された）第１、第２の指標画像を見ながら、容易に移動体の位置調節を行うことができる。

好ましくは、上記第１、第２の指標画像は、上記第１座標軸方向において、上記画面の中央から互いに逆向きに等しい距離だけ離れており、上記第１座標軸方向にも上記設定距離の許容範囲に対応する広がりを有する。
この構成によれば、第１、第２座標軸によって中心を定められた第１、第２指標画像を見ながら、より一層容易に移動体の位置調節を行うことができる。

好ましくは、上記表示制御手段は、上記ビデオカメラから上記対象面までの離間距離が上記設定距離である時に用いられるべき所定尺度のスケールを、ディスプレイ画面上に表示する。
この構成によれば、ユーザーがディスプレイ画面上に現れたスケールを見ながら、対象面の特定部位の寸法、例えばクラックの溝幅や長さを目で確認することができる。しかもこのスケールの尺度は予め決定されているため、ソフトウエアの負担を最小限にすることができる。この場合、ズーム倍率に応じてスケール尺度を調節できるようにしてもよい。

好ましくは、上記演算手段は、上記ディスプレイ画面上において上記第１、第２のレーザービーム像が上記第１、第２の指標画像内にそれぞれ入っている時に、画面上での第１、第２レーザービーム像の離間距離に基づいて、スケールの尺度を演算し、上記表示制御手段は、上記ディスプレイ画面上に、上記演算された尺度のスケールを表示する。
これによれば、ソフトウエアの負担が増えるが、正確な尺度のスケールを参照しながら対象面の特定部位の寸法をより高精度に知ることができる。

好ましくは、さらに演算手段を備え、この演算手段は、上記ディスプレイ画面上において上記第１、第２のレーザービーム像が上記第１、第２の指標画像内にそれぞれ入っている時に、ユーザー入力により指定された画面上での特定部位の２点の位置に基づき、上記対象面の特定部位の２点間距離を演算する。
この構成によれば、簡単かつ正確に特定部位の実際の寸法を求めることができる。

好ましくは、さらに、上記移動体に設けられた傾斜センサと、傾斜判断手段を備え、この傾斜判断手段は、上記傾斜センサで検出された移動体の傾斜角度が閾値以内であれば、対象面に対する移動体の位置調節を許容する信号を発し、閾値を越えた時には当該位置調節を禁じる信号を発する。
これによれば、移動体の傾斜が大きいため移動体の位置調節が不正確になる場合には、この位置調節作業を禁じることができる。

本発明によれば、容易かつ正確な点検を行うことができるシステムを安価に提供することができる。

床下コンクリート製基礎のクラックを測定するために用いられる、本発明の一実施形態に係わる点検システムの概略図であり、ロボットの平面図を含む。上記ロボットの側面図である。上記ロボットを前方から見た正面図である。上記ロボットの中心軸線およびこのロボットに搭載されたビデオカメラの光軸が上記床下基礎の壁面に対して傾いている場合の作用を説明するもので、（Ａ）はロボットの平面図、（Ｂ）はロボットの側面図、（Ｃ）はディスプレイの画面をそれぞれ示す。ビデオカメラの光軸が上記床下基礎の壁面に対して直交するとともに、壁面に対して設定距離だけ離間している場合の作用を説明するもので、（Ａ）はロボットの平面図、（Ｂ）はロボットの側面図、（Ｃ）はディスプレイの画面をそれぞれ示す。ビデオカメラの光軸が床下基礎の壁面と直交するものの、上記基礎壁面とビデオカメラの間の距離が設定距離より遠い場合の、ディスプレイの画面を示す図である。ビデオカメラの光軸が床下基礎の壁面と直交するものの、上記基礎壁面とビデオカメラの間の距離が設定距離より近い場合の、ディスプレイの画面を示す図である。床下基礎の壁面に形成されたクラックとスケール像が表示された、ディスプレイの画面を示す図である。上記点検システムにおいて実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。スケール像の変形例を示す図である。本発明の第２実施形態を示すロボットの側面図である。本発明の第３実施形態を示すロボットの側面図である。参考例において、レーザービーム像と指標画像が表示されたディスプレイ画面を示すもので、（Ａ）はビデオカメラの光軸が基礎の壁面に対して傾いている場合を示し、（Ｂ）はビデオカメラが壁面に対して遠い場合を実線で示し、近い場合を破線で示し、（Ｃ）はビデオカメラが壁面に対して真正面を向き、壁面からの距離が設定距離にある場合を示す。他の参考例において、レーザービーム像と指標画像が表示されたディスプレイ画面を示すもので、（Ａ）はビデオカメラの光軸が基礎の壁面に対して傾いている場合を示し、（Ｂ）はビデオカメラが壁面に対して遠い場合を実線で示し、近い場合を破線で示し、（Ｃ）はビデオカメラが壁面に対して真正面を向き、壁面からの距離が設定距離にある場合を示す。

以下、床下のコンクリート製基礎（対象物）のクラックの長さや溝幅を測定するために用いられる、本発明の一実施形態に係わる点検システムについて図面を参照しながら説明する。
説明の便宜上、図１〜図３において、ロボット１（移動体）の左右、前後、上下を明示する。

図１に示すように、点検システムは、ロボット１と、ノート型パソコン２０とを備えている。

最初に、図１〜図３を参照しながら、ロボット１の構成について説明する。ロボット１は軽量小型であり、その主要部１０は前後方向に細長いボデイ１１と、このボデイ１１の左右に設けられた一対のクローラ１２とを有している。図１においてロボット１の前後方向に延びる中心軸線を符号１ａで示す。
上記一対のクローラ１２は個別に制御されるので、ロボット１は、前後の直線的移動のみならず、超信地旋回（位置を変えずにその場での旋回）も可能である。

上記ボデイ１１の上面前部の左右幅方向の中央（平面視で上記中心軸線１ａ上）には、回動機構１４を介してビデオカメラ１５が設置されている。回動機構１４は、図示しないモータによりボデイ１１に対してパン回動（垂直軸を中心に水平回動）する第１回動体１４ａと、図示しない他のモータにより第１回動体１４ａに対してチルト回動（水平軸を中心に上下回動）する第２回動体１４ｂとを有している。この第２回動体１４ｂに上記ビデオカメラ１５が設けられている。

上記ボデイ１１には、図１に示すように、送受信機１６と、傾斜センサ１７が設置されている。傾斜センサ１７はロボット１の前後の傾斜角度、左右の傾斜角度を検出する。

上記ボデイ１１の前端面には、左右一対のレーザーポインタ１８Ｌ，１８Ｒ（第１、第２のレーザー発射器）が設けられている。
上記レーザーポインタ１８Ｌ，１８Ｒは、移動体１０の接地面から所定高さの同一水平面Ｐ上に配置され、それらの光軸は、上記水平面Ｐ上に位置し、上記移動体１０の中心軸線１ａと平行をなすとともに、互いに平行をなしている。
レーザーポインタ１８Ｌ，１８Ｒは、移動体１０の中心軸線１ａに対して左右方向に等しい距離だけ離れている。

図１〜３に示すように上記ビデオカメラ１５が真正面を向いた時（ビデオカメラ１５の光軸１５ａとロボット１の中心軸線１ａが平行をなして、ロボット１の前方を向いた時）、その光軸１５ａは上記レーザーポインタ１８Ｌ，１８Ｒの光軸と平行をなし、上記レーザーポインタ１８Ｌ，１８Ｒが配置された水平面Ｐから離れている。ビデオカメラ１５の光軸１５ａと水平面Ｐの高低差（離間距離）を図２、図３においてΔＨで示す。

他方、図１に示すようにパソコン２０は、本体２１と、ディスプレイ２２と、図示しない送受信機を備えており、この送受信機と上記ロボット１の送受信機１６との間で、無線による信号伝送が行われるようになっている。具体的には、パソコン２０からロボット１に、クローラ１２を走行させるための操作信号、ビデオカメラ１５のパン、チルト回動のための操作信号、レーザーポインタ１８Ｌ，１８Ｒのオン、オフ信号が送られる。これとは逆に、ビデオカメラ１５の映像信号や傾斜センサ１７の検出信号が、パソコン２０に送られる。なお、上記信号伝送は有線で行ってもよい。

上記パソコン２０の本体２１は、後述する作用から明らかなように、操作手段、映像等を表示するための表示制御手段、傾斜判断手段、種々の演算を行う演算手段を実質的に備えている。

上記構成をなす点検システムを用いて床下のコンクリート製の基礎Ｗを点検し、この基礎Ｗに生じたクラック（特定部位）の長さや溝幅を測定する。この作用を図４〜図９を参照しながら詳述する。なお、基礎Ｗは垂直の平坦な壁面（対象面）を有している。

上記ビデオカメラ１５で撮影された映像信号は、パソコン２０の本体２１に送られ、ディスプレイ２２で表示される。上記ビデオカメラ１５の光軸１５ａ上の映像は、図４（Ｃ）に示すように、ディスプレイ２２の画面の中心Ｏに現れる。
図４（Ｃ）においてディスプレイ２２の画面において左右方向に延びる軸をＸ座標軸（第１座標軸）とし、上下方向に延びる軸をＹ座標軸（第２座標軸）とする。画面上のＸ座標軸は左右方向（レーザーポインタ１８Ｌ，１８Ｒの離間方向）に対応し、Ｙ座標軸は垂直方向（上記水平面Ｐと直交する方向）に対応する。

ユーザーは、本体２１のキー操作（別体をなすリモートコントローラの操作でもよい）により、ロボット１の左右のクローラ１２を遠隔制御することにより、ロボット１を床下空間において移動させ、数箇所で停止させ、各停止位置でビデオカメラ１５をパン回動させながら、ディスプレイ２２の画面に映し出された映像を見て基礎Ｗの状態を点検する。

次に、図９のフローチャートを参照しながら、クラック長さ測定のための工程を順を追って説明する。なお、図９のフローチャートでは、ユーザーの手動による制御の工程と、パソコン２０の本体２１での制御・演算の工程が混在して示されている。

ユーザーは、点検の際にクラックを発見したら（ステップ１００）、画面上に測定ＯＫかＮＧかの表示（図示しない）を見る（ステップ１０１）。パソコン２０の本体２１では、傾斜センサ１７で検出された前後方向の傾斜角度と左右方向の傾斜角度をそれぞれ閾値と比較し、これら傾斜角度が閾値以内であると判断した時にはディスプレイ２２の画面に測定ＯＫの表示（測定許容信号の出力）をし、少なくともいずれか一方の傾斜角度が閾値を超えていると判断した時には、測定ＮＧ（測定禁止信号の出力）の表示をする。

上記ステップ１０１において、上記本体２１は、上記閾値以内と判断した時には測定ＯＫの表示の代わりに、以下に説明する工程を許容する処理（測定許容信号の出力）をし、閾値を超えていると判断した時には測定ＮＧの表示の代わりに、以下に説明する工程を禁じる処理（測定禁止信号の出力）をしてもよい。
なお、ステップ１０１において、ユーザー自身がディスプレイ２２に表示された傾斜角度と閾値とを比較して、今後の工程を進めるか否かの判断をしてもよい。

上記ステップ１０１で測定ＯＫ（傾斜角度が閾値以内）と判断した場合には、ステップ１０２に進む。このステップ１０２では、ユーザーが入力した指令信号に基づく自動制御により、ビデオカメラ１５をロボット１の真正面に向け、レーザーポインタ１８Ｌ，１８ＲをＯＮする。

上記レーザーポインタ１８Ｌ，１８ＲがＯＮすると、図４（Ａ）に示すように、それぞれ互いに平行をなす例えば赤色（壁面と異なる色）のレーザービームＬＢ_Ｌ，ＬＢ_Ｒを上記移動体１０の前方へ水平面Ｐに沿って発射する。本実施形態ではレーザービームＬＢ_Ｌ，ＬＢ_Ｒの断面は円形であるが、楕円、矩形、十字形等であってもよい。

上記レーザービームＬＢ_Ｌ，ＬＢ_Ｒが基礎Ｗの壁面に当たると、その反射により壁面に像Ｔ_Ｌ，Ｔ_Ｒが現れる。ビデオカメラ１５がこれらレーザービーム像Ｔ_Ｌ，Ｔ_Ｒを撮影し、本体２１がディスプレイ２２の画面に表示する（図４（Ｃ）参照）。

上記レーザービーム像Ｔ_Ｌ，Ｔ_Ｒのディスプレイ２２の画面上での位置は、レーザーポインタ１８Ｌ，１８Ｒと壁面との間の離間距離に応じて変わる。その理由を、図４を参照しながら説明する。

図４（Ａ）のレーザービームＬＢ_Ｒのように短い距離で壁面に当たると、このレーザービーム像Ｔ_Ｒは、ビデオカメラ１５の光軸１５ａに対して水平方向に比較的大きな角度Θ_Ｒ１で離れており、その結果、図４（Ｃ）に示すようにレーザービーム像Ｔ_Ｒと画面中心ＯのＸ座標軸方向の離間距離が大きくなる。また、短い距離で壁面に当たるレーザービーム像Ｔ_Ｒは、図４（Ｂ）に示すように、ビデオカメラ１５の光軸１５ａに対して垂直方向に比較的大きな角度Θ_Ｒ２で離れており、その結果、図４（Ｃ）に示すようにレーザービーム像Ｔ_Ｒと画面中心ＯのＹ座標軸方向の離間距離も大きくなる。

同様に、図４（Ａ）のレーザービームＬＢ_Ｌのように長い距離で壁面に当たると、このレーザービーム像Ｔ_Ｌは、ビデオカメラ１５の光軸１５ａに対して水平方向に比較的小さな角度Θ_Ｌ１で離れており、その結果、図４（Ｃ）に示すようにレーザービーム像Ｔ_Ｌと画面中心ＯとのＸ座標軸方向の離間距離が小さくなる。また、短い距離で壁面に当たるレーザービーム像Ｔ_Ｌは、図４（Ｂ）に示すように、ビデオカメラ１５の光軸１５ａに対して垂直方向に比較的小さな角度Θ_Ｌ２で離れており、その結果、図４（Ｃ）に示すようにレーザービーム像Ｔ_Ｌと画面中心ＯとのＹ座標軸方向の離間距離も小さくなる。

上記説明から明らかなように、ビデオカメラ１５の光軸１５ａが壁面と直交していない場合には、レーザーポインタ１８Ｌ，１８Ｒと壁面との距離が互いに異なり、レーザービーム像Ｔ_Ｌ，Ｔ_Ｒの画面中心ＯからのＸ座標軸方向、Ｙ座標軸方向の離間距離が異なる。この離間距離の差は、壁面の法線と光軸１５ａとの角度が大きくなるほど（傾斜が大きくなるほど）、大きくなる。

他方、ビデオカメラ１５の光軸１５ａが壁面と直交している場合には、レーザーポインタ１８Ｌ，１８Ｒと壁面との距離が互いに等しく、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、レーザービーム像Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｒのビデオカメラ１５の光軸１５ａに対する水平方向の角度Θ_Ｌ１、Θ_Ｒ１は互いに等しく、垂直方向の角度Θ_Ｌ２、Θ_Ｒ２も互いに等しくなる。その結果、図５（Ｃ）に示すように、レーザービーム像Ｔ_Ｌ，Ｔ_Ｒの画面中心ＯからのＸ座標軸方向、Ｙ座標軸方向の離間距離が等しくなる。

本実施形態では、上記本体２１は、上記レーザーポインタ１８Ｌ，１８ＲのＯＮとほぼ同時期に、図４（Ｃ）、図５（Ｃ）に示すように、ディスプレイ２２の画面上に左右一対の指標画像Ｚ_Ｌ，Ｚ_Ｒを表示する。これら指標画像Ｚ_Ｌ，Ｚ_Ｒについて詳述する。

上記説明から理解できるように、レーザーポインタ１８Ｌ，１８Ｒが互いに等しい距離だけ壁面から離間していることは、ビデオカメラ１５の光軸１５ａとレーザービームＬＢ_Ｌ，ＬＢ_Ｒが壁面と直交していることを表す。
また、ビデオカメラ１５は対象物まで所定距離だけ離間している時に光学上の特性上最も良好に撮影できる。この距離をビデオカメラ１５から壁面までの最適距離として設定する。

上記のようにビデオカメラ１５が壁面から設定距離だけ離間している状況で、ディスプレイ２２の画面に表示されるレーザービーム像Ｔ_Ｌ，Ｔ_Ｒの中心位置が、上記指標画像Ｚ_Ｌ，Ｚ_Ｒの中心位置として本体２１に記憶されている。

上記本体部２１は、記憶された位置を中心にし、Ｘ座標軸、Ｙ座標軸方向に広がりを持って、指標画像Ｚ_Ｌ，Ｚ_Ｒを表示する。これらＸ座標軸、Ｙ座標軸方向の広がりは、上記設定距離の許容範囲を表し、ひいてはビデオカメラ１５の光軸１５ａ（ロボット１の中心軸１ａ）の壁面に対する許容傾き角度を表している。すなわち、指標画像Ｚ_Ｌ，Ｚ_Ｒは撮影および後述の測定のためのスイートスポットを表している。
なお、本実施形態では指標画像Ｚ_Ｌ，Ｚ_Ｒは、円形であるが四角等であってもよい。

再び図９のフローチャートに戻って説明すると、ステップ１０２の後、図５（Ｃ）に示すように画面上で上記レーザービーム像Ｔ_Ｌ，Ｔ_Ｒが上記指標画像Ｚ_Ｌ，Ｚ_Ｒに入るように、ユーザーの遠隔制御により、ロボット１の位置および姿勢を定める（ステップ１０３）。これにより、図５（Ａ）に示すように、ビデオカメラ１５の光軸１５ａがほぼ壁面と直交し、ビデオカメラ１５と壁面との間の離間距離がほぼ撮影に最適な距離となる。

なお、図６、図７は、壁面に対してビデオカメラ１５の光軸１５ａが直交している時のレーザービーム像Ｔ_Ｌ，Ｔ_Ｒを示しているが、図６に示す状態はビデオカメラ１５と壁面が上記設定距離より遠く、図７に示す状態は上記設定距離より近い場合を示す。このような場合には、ロボット１を前進または後退させて、図５（Ｃ）に示す状態にする。

次に、ユーザー入力による演算指令信号に応答して、本体２１は画面上でのレーザービーム像Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｒの中心間の距離Ｄｍ（図５（Ｃ）参照）を、これら像Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｒ間のピクセル数に基づき演算する。なお、このレーザービーム像Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｒの中心位置情報は、本体２１で自動検出してもよいし、ユーザーが画面上から直接入力してもよい。

さらに、上記距離Ｄｍから、上記ビデオカメラ１５と壁面との間の実際の距離Ｌａ（図５（Ｂ）参照）、ないしはロボット１と壁面との間の距離を演算する（ステップ１０４）。例えば、ビデオカメラ１５と壁面の距離が設定距離Ｌｘである時の画面上のレーザービーム像Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｒ間の距離をＤｘとすると、Ｌａ＝Ｌｘ・Ｄｘ／Ｄｍの演算を行う。この距離情報Ｌａはディスプレイ画面上に表示される。

次に、ユーザーはビデオカメラ１５を真正面位置からチルト回動やパン回動を行って向きを調節したり、ズーミングを実行することにより、図８に示すようにクラック２００を拡大して画面の中央近傍に映し出す（ステップ１０５）。

次に、ユーザー入力による指令信号に応答して、本体２１は画面に測定限界枠５０を表示する（ステップ１０６）。この測定限界枠５０の外では映像が歪み正確な測定が行えない。なお、測定限界枠５０の表示は、上記離間距離演算の後に本体２１が自動的に実行してもよい。この測定限界枠５０はズーム倍率に応じて変えてもよい。

次に、ユーザーは測定限界枠５０内にクラック２００が表示されていることを確認した後、カーソルを移動して、クラック２００の両端２０１，２０２を指定する（ステップ１０６）。この際、本体２１は、画面にＸ座標軸方向の寸法を計測するためのスケール３０１とＹ座標軸方向のスケール３０２を表示する。このスケール３０１，３０２の尺度は、上記レーザービーム像Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｒの画面上での距離と、上記ズーム倍率の情報に基づいて決定する。

次に、本体２１は、上記入力されたクラック２００の両端２０１，２０２間の画面上での離間距離Ｄｓ（図８参照）を演算し、これと既に演算した上記レーザービーム像Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｒの画面上での距離Ｄｍに基づき、クラック２００の実際の長さＬｂ（クラック２００の実際の両端離間距離）を演算する（ステップ１０７）。例えば、レーザビームＬＢ_Ｌ，ＬＢ_Ｒの実際の間隔をＬｙとした時、Ｌｂ＝Ｌｙ・Ｄｓ／Ｄｍの演算を行う。なお、ズーミングを行っているときには、さらにズーム倍率で除す。
最後に、算出したクラック長さＬｂを画面上に表示する（ステップ１０８）。
なお、上記レーザービーム像Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｒの画面上での距離Ｄｍは、画面上のピクセル数に基づいて演算してもよいが、指標画像Ｚ_Ｌ，Ｚ_Ｒの中心間距離（固定値）を用いてもよい。

ソフトウエアの負担を軽くするために、図９のステップ１０４、１０６，１０７、１０８を省き、パソコン２０が、図８に示すような所定尺度のスケール３０１，３０２をディスプレイ２２の画面上に表示するだけでもよい。この場合のスケールの尺度は、レーザービーム像Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｒの画面上の位置に基づき演算するものではなく固定されており、ビデオカメラ１５から壁面までの離間距離が上記設定距離である時、換言すれば、レーザービーム像Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｒの中心が指標画像Ｚ_Ｌ，Ｚ_Ｒの中心と一致した時に、ディスプレイ２２の画面上に表示されたクラック２００の寸法を正確に示すことができるものである。ズーミングする場合には、このスケールの尺度をズーム倍率に応じて調節する。ユーザーは、このクラック２００とスケールを見比べて、クラック２００の長さを認識する。

クラック２００の溝幅寸法を計測する場合には、上述した長さ計測用のスケールとは異なるタイプのスケールが表示される。例えば図１０に示すように、このスケールは、異なる線幅の複数の線と、各線に付された線幅寸法を表す数値を含んでいる。ユーザーは、スケールを移動させてクラック２００の溝幅とスケール像の線幅を比較することにより、クラックの溝幅を決定する。スケールの尺度は、演算により求めてもよいし、固定されたものでもよい。この溝幅測定は、上述した実施形態および変形例や、後述する他の実施形態の全てに適用できる。

スケール像を画面上において移動可能としてもよい。また、１つのスケールを用いて位置と傾きを変えることができるようにしてもよい。
また、自動演算する場合、スケールを表示しなくてもよい。

次に、本発明の他の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態において先行して説明する実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。

図１１に示す第２実施形態では、天井点検用にさらに左右のレーザーポインタ２８Ｌ，２８Ｒを追加する。これらレーザーポインタ２８Ｌ，２８Ｒは垂直方向に上向きにレーザービームＬＢ_Ｌ’、ＬＢ_Ｒ’を発射する。ビデオカメラ１５を回動してその光軸１５ａを垂直にしてレーザービームＬＢ_Ｌ’、ＬＢ_Ｒ’と平行にすることができる。この構成によれば、天井面のクラック（特定部位）の寸法を測定することができる。

図１２に示す第３実施形態では、レーザーポインタ３８Ｌ，３８Ｒが、ビデオカメラ１５が固定された回動体１４ｂに、固定される。これによれば、ビデオカメラ１５の光軸１５ａとレーザーポインタ２８Ｌ，２８Ｒの光軸を常に平行にすることができる。

図１３に示す参考例では、レーザービームが縦長の線状をなし、その像ＴＬ’、ＴＲ’が画面上縦長の線をなし、Ｘ座標軸上の位置を表示するがＹ座標軸上の位置を明確に示さない。
これに対応して画面には縦長の帯状の指標画像ＺＬ’，ＺＲ’が表示される。この指標画像ＺＬ’，ＺＲ’は、Ｘ座標軸に関して上記画面の中心Ｏから互いに逆向きに等しい距離だけ離れており、設定距離の許容範囲に対応したＸ座標軸方向の広がりを表している。

上記第１、第２の指標画像Ｚ_Ｌ’，Ｚ_Ｒ’のＸ座標軸方向の中心位置は、上記ビデオカメラの光軸と上記第１、第２レーザービームが平坦な対象面と直交するとともに、上記第１、第２レーザー発射器から上記対象面までの離間距離が設定距離であった時に、上記ディスプレイ２２の画面上に現れる上記第１、第２レーザービーム像Ｔ_Ｌ’、Ｔ_Ｒ’と一致する。

上記ビデオカメラの光軸は、上記第１、第２レーザービームが走る上記平面と直交する方向から見て、上記第１、第２レーザービーム間の中央に位置している。本実施形態では、ビデオカメラの光軸とレ−ザーポインタを同一高さ（同一平面）に配置しているが、第１実施形態と同様に配置してもよい。

上記参考例の作用を簡単に説明する。図１３（Ａ）はビデオカメラの光軸が基礎の壁面に対して傾いている場合を示し、図１３（Ｂ）はビデオカメラが壁面に対して遠い場合を実線で示し、近い場合を破線で示す。上記第１、第２レーザービーム像ＴＬ’、ＴＲ’が図１３（Ａ）、（Ｂ）に示す位置に表示されている場合、ロボットを遠隔制御して図１３（Ｃ）に示すように、上記第１、第２レーザービーム像ＴＬ’、ＴＲ’を第１、第２の指標画像ＺＬ’，ＺＲ’内に位置させる。その後の工程は第１実施形態と同様である。

図１４に示す他の参考例では、レーザービームが横長の線状をなし、その像ＴＬ”、ＴＲ”が画面上横長の線をなし、Ｙ座標軸上の位置を表示するがＸ座標軸上の位置を明確に示さない。
これに対応して画面には横長の帯状の指標画像ＺＬ”，ＺＲ”が表示される。この指標画像ＺＬ”，ＺＲ”は、Ｙ座標軸に関して上記画面の中心Ｏから同方向に等しい距離だけ離れており、設定距離の許容範囲に対応したＹ座標軸方向の広がりを表している。本実施形態では指標画像ＺＬ”，ＺＲ”が連なって１つの帯になっているが、離れていてもよい。
ビデオカメラとレーザーポインタの配置は第１実施形態と同様である。

上記他の参考例の作用を簡単に説明する。図１４（Ａ）はビデオカメラの光軸が基礎の壁面に対して傾いている場合を示し、図１４（Ｂ）はビデオカメラが壁面に対して遠い場合を実線で示し、近い場合を破線で示す。上記第１、第２レーザービーム像ＴＬ”、ＴＲ”が図１４（Ａ）、（Ｂ）に示す位置に表示されている場合、ロボットを遠隔制御して図１４（Ｃ）に示すように、上記第１、第２レーザービーム像ＴＬ”、ＴＲ”を第１、第２の指標画像ＺＬ”，ＺＲ”内に位置させる。その後の工程は第１実施形態と同様である。

本発明は上記実施例に制約されず、種々の態様を採用することができる。例えば、傾斜センサは前後方向の傾斜と左右方向の傾斜のいずれか一方を検出するものであってもよい。
移動体はクローラ型のみならず、車輪型のものであってもよい。
指標画像の位置に対応するビデオカメラと対象面との設定距離は、撮影に最適な距離から許容範囲内で外れていてもよい。
指標画像は線状をなしていてもよい。またレーザービーム像と同程度の大きさであってもよい。

本発明は、床下点検システム等に適用することができる。

１ロボット（移動体）
１５ビデオカメラ
１７傾斜センサ
１８Ｌ，１８Ｒ，２８Ｌ，２８Ｒ，３８Ｌ，３８Ｒ・・・レーザーポインタ（レーザー発射器）
２０パソコン（基地局）
２１ディスプレイ
２２本体（操作手段、表示制御手段、傾斜判断手段、演算手段）
Ｐ水平面（レーザービームが走る平面）
ＬＢ_Ｌ，ＬＢ_Ｒレーザービーム
Ｔ_Ｌ，Ｔ_Ｒ，Ｔ_Ｌ’，Ｔ_Ｒ’，Ｔ_Ｌ”，Ｔ_Ｒ” レーザービーム像
Ｚ_Ｌ，Ｚ_Ｒ，Ｚ_Ｌ’，Ｚ_Ｒ’，Ｚ_Ｌ”，Ｚ_Ｒ” 指標画像

Claims

移動体と、上記移動体に設置されたビデオカメラと、上記移動体から離れて配されるディスプレイと、上記移動体を遠隔操作する操作手段と、上記ビデオカメラで撮影した映像を上記ディスプレイに表示させる表示制御手段とを備えた点検システムにおいて、
さらに、上記移動体に設けられた第１、第２のレーザー発射器を備え、これら第１、第２のレーザー発射器は、互いに平行をなす光軸を有し、それぞれ第１、第２のレーザービームを同一平面に沿って平行に発射するようになっており、
上記ビデオカメラの光軸が、上記第１、第２レーザー発射器の光軸と平行をなし、これら第１、第２レーザー発射器の光軸が配置された上記平面から離れ、かつ当該平面と直交する方向から見て上記第１、第２レーザー発射器の光軸間の中央に位置した状態で、上記表示制御手段は、上記ビデオカメラが撮影した映像とともに、第１、第２の指標画像を上記ディスプレイに表示させ、
上記ディスプレイ画面上における、上記第１、第２レーザービームの離間方向に対応する第１座標軸と、この第１座標軸と直交する第２座標軸に関して、上記第１、第２の指標画像の中心位置は、上記ビデオカメラの光軸と上記第１、第２レーザー発射器の光軸が平坦な対象面と直交するとともに上記ビデオカメラから上記対象面までの離間距離が設定距離であった時に上記ディスプレイ画面上に現れる上記第１、第２レーザービーム像の中心位置と、一致しており、
上記第１、第２の指標画像は、上記第１座標軸方向において、上記画面の中央から互いに逆向きに等しい距離だけ離れるとともに、上記第２座標軸方向に関して上記画面の中央から同方向に等しい距離だけ離れており、上記第１、第２座標軸方向に上記設定距離の許容範囲に対応する広がりを有していることを特徴とする点検システム。
上記表示制御手段は、上記ビデオカメラから上記対象面までの離間距離が上記設定距離である時に用いられるべき所定尺度のスケールを、上記ディスプレイ画面上に表示することを特徴とする請求項１に記載の点検システム。
さらに演算手段を備え、この演算手段は、上記ディスプレイ画面上において上記第１、第２のレーザービーム像が上記第１、第２の指標画像内にそれぞれ入っている時に、画面上での第１、第２レーザービーム像の離間距離に基づいて、スケールの尺度を演算し、
上記表示制御手段は、上記ディスプレイ画面上に、上記演算された尺度のスケールを表示することを特徴とする請求項１に記載の点検システム。
さらに演算手段を備え、この演算手段は、上記ディスプレイ画面上において上記第１、第２のレーザービーム像が上記第１、第２の指標画像内にそれぞれ入っている時に、ユーザー入力により指定された画面上での特定部位の２点の位置に基づき、上記対象面の特定部位の２点間距離を演算することを特徴とする請求項１に記載の点検システム。
請求項１に記載の点検システムを用いた点検方法において、上記ディスプレイ画面上で上記第１、第２のレーザービーム像が上記第１、第２の指標画像にそれぞれ入るように上記操作手段を操作して上記移動体の位置を遠隔制御し、この移動体の位置決め後に、上記ディスプレイ画面に表示されたスケールと対象面のクラック像とを比較することを特徴とする点検方法。