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JP6822919B2 - In-pipe facility inspection system - Google Patents
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Description

本発明は、管路施設内検査システムに係り、特に、長手方向に延在する構造物、例えば下水管などの管路施設内を移動して画像を取得し、管路施設の内面の状態を把握する管路施設内検査システムに関する。 The present invention relates to an inspection system in a pipeline facility, and in particular, moves in a structure extending in the longitudinal direction, for example, in a pipeline facility such as a sewage pipe, acquires an image, and displays the state of the inner surface of the pipeline facility. Regarding the inspection system in the pipeline facility to grasp.

近年、下水管の老朽化の問題が大きくなりつつある。老朽化が進行するとひび割れや破損などの異常が発生する。その結果、土砂が管外から管内に入って地中に空隙ができ、それが原因となって下水管の上の道路が陥没する事故が発生している。そこで、下水管のひび割れや破損などの異常を効率的に把握する技術が必要となっている。このようなニーズに対し、移動体を下水管の中に移動させ、管内の状態をモニタする技術が提案されている。 In recent years, the problem of aging drainage pipes has become more serious. As aging progresses, abnormalities such as cracks and breakage occur. As a result, earth and sand enter the pipe from the outside of the pipe, creating a gap in the ground, which causes an accident in which the road above the sewage pipe collapses. Therefore, there is a need for a technique for efficiently grasping abnormalities such as cracks and breakage in drainage pipes. In response to such needs, a technique has been proposed in which a moving body is moved into a sewer pipe and the state inside the pipe is monitored.

管内の状態は画像でモニタされるが、移動体が備える撮影装置で撮影した画像がマンホールから水平方向にどの程度の距離の画像であるかを知ることが必要である。これに対し、例えば特許文献1のように移動体の移動距離を計測する技術が提案されている。
特許文献1では、管路内を移動させる移動体に広角レンズを有する全方位カメラを搭載し、この移動体を管路内で移動させることによって全方位カメラで管路の内面を撮影し、全方位カメラで撮影された画像を画像処理手段で平面画像に変換し、これを地上の表示監視盤で表示する旨開示されている。そして、特許文献1では、全方位カメラを搭載する移動体の位置測定は、同軸ケーブル(電力供給及び画像信号の送信に供される)を巻き取るガイドローラの回転数を距離に変換することで行う旨記載されている。
The state inside the pipe is monitored by an image, but it is necessary to know how far the image taken by the photographing device provided in the moving body is in the horizontal direction from the manhole. On the other hand, for example, as in Patent Document 1, a technique for measuring the moving distance of a moving body has been proposed.
In Patent Document 1, an omnidirectional camera having a wide-angle lens is mounted on a moving body that moves in the pipeline, and by moving the moving body in the pipeline, the inner surface of the pipeline is photographed by the omnidirectional camera. It is disclosed that an image taken by an azimuth camera is converted into a flat image by an image processing means and displayed on a display monitoring board on the ground. Then, in Patent Document 1, the position measurement of the moving body equipped with the omnidirectional camera is performed by converting the rotation speed of the guide roller that winds the coaxial cable (used for power supply and transmission of the image signal) into a distance. It is stated that it will be done.

特開2004−333285号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-333285

しかしながら特許文献1に記載される、一端が移動体に接続される同軸ケーブルを巻き取るガイドローラの回転数を移動距離に換算する方式では、仮にケーブルのテンションコントロールをした場合であっても、ケールにたるみが生じ得る可能性があり、それによって換算される移動距離に誤差が含まれる虞がある。また、そもそも特許文献1では、無線通信及びバッテリー(電池)駆動の移動体については何ら考慮されていない。
そこで、本発明は、ケーブル或いは水平方向の移動距離センサを要することなく、長手方向に延在する管路施設内を検査のために撮像される画像データから移動体の移動距離を取得し得る管路施設内検査システムを提供する。
However, in the method described in Patent Document 1 in which the rotation speed of a guide roller for winding a coaxial cable whose one end is connected to a moving body is converted into a moving distance, even if the tension of the cable is controlled, the kale There is a possibility that sagging may occur, and the travel distance converted thereby may include an error. Further, in Patent Document 1, no consideration is given to a mobile body driven by wireless communication and a battery (battery).
Therefore, the present invention is a pipe capable of acquiring the moving distance of a moving body from image data imaged for inspection in a pipeline facility extending in the longitudinal direction without requiring a cable or a moving distance sensor in the horizontal direction. Provide an in-road facility inspection system.

上記課題を解決するため、本発明に係る管路施設内検査システムは、撮像装置を搭載し、長手方向に延在する管路施設内を移動する移動体と、前記移動体の移動を制御する制御端末と、前記撮像装置により撮像される画像データを処理する画像処理装置と、を備え、前記画像処理装置は、前記管路施設内において長手方向に異なる2地点にて前記撮像装置にて撮像された第1の画像データ及び第2の画像データを取得し、前記第1の画像データ又は第2の画像データから特定領域を抽出する領域抽出部と、抽出された特定領域が、他方の画像データ内で対応する領域を探索する探索部と、前記第1の画像データ及び第2の画像データにおける特定領域間の位置の偏差を求める位置差分抽出部と、抽出された位置の偏差に基づき前記管路施設の内面から前記撮像装置までの距離を求める内面距離算出部と、
前記特定領域の視野角と前記内面から前記撮像装置までの距離に基づき、前記2地点の間の距離を求める移動距離算出部と、を有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the pipeline in-facility inspection system according to the present invention is equipped with an image pickup device and controls a moving body that moves in the pipeline facility extending in the longitudinal direction and the movement of the moving body. The image processing device includes a control terminal and an image processing device that processes image data captured by the image pickup device, and the image processing device captures images at two different points in the longitudinal direction in the pipeline facility. The area extraction unit that acquires the first image data and the second image data and extracts a specific area from the first image data or the second image data, and the extracted specific area are the other images. A search unit that searches for a corresponding region in the data, a position difference extraction unit that obtains a position deviation between specific regions in the first image data and the second image data, and a position difference extraction unit that obtains the deviation of the extracted positions. An inner surface distance calculation unit that calculates the distance from the inner surface of the pipeline facility to the image pickup device, and
It is characterized by having a moving distance calculation unit that obtains a distance between the two points based on the viewing angle of the specific region and the distance from the inner surface to the imaging device.

本発明によれば、ケーブル或いは水平方向の移動距離センサを要することなく、長手方向に延在する管路施設内を検査のために撮像される画像データから移動体の移動距離を取得し得る管路施設内検査システムを提供することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, a pipe capable of acquiring the moving distance of a moving body from image data imaged for inspection in a pipeline facility extending in the longitudinal direction without requiring a cable or a moving distance sensor in the horizontal direction. It becomes possible to provide an in-road facility inspection system.
Issues, configurations and effects other than those described above will be clarified by the description of the following embodiments.

本発明の一実施例に係る実施例1の管路施設内検査システムの全体概略構成図である。It is an overall schematic block diagram of the inspection system in a pipeline facility of Example 1 which concerns on one Example of this invention. 実施例1に係る画像処理装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the image processing apparatus which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る画像処理装置の主要部のブロック線図である。It is a block diagram of the main part of the image processing apparatus which concerns on Example 1. FIG. 図1に示す撮像装置により撮像される直視画像の模式図である。It is a schematic diagram of the direct view image taken by the image pickup apparatus shown in FIG. 撮像された画像データから抽出する第1の領域及び第2の領域の位置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the position of the 1st region and the 2nd region extracted from the captured image data. 長手方向に延在する構造物(管路施設)の内面を異なる2地点から撮像する撮像装置の位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship of the image pickup apparatus which images the inner surface of the structure (pipeline facility) extending in the longitudinal direction from two different points. 撮像画像データから抽出する第1の領域が、第1の画像データと第2の画像データで異なる位置にあることを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows that the 1st region extracted from the captured image data is at a different position in a 1st image data and a 2nd image data. 撮像画像データから抽出する第2の領域が、第1の画像データと第2の画像データで異なる位置にあることを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows that the 2nd region extracted from the captured image data is at a different position in a 1st image data and a 2nd image data. 撮影画像データから抽出する第1の領域と第2の領域の位置が、第1の画像データと第2の画像データで異なる位置にあり、それぞれ異なる偏差を有することを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows that the positions of the 1st region and the 2nd region extracted from the photographed image data are at different positions in the 1st image data and the 2nd image data, and each has a different deviation. 第1の画像データと第2の画像データにおける光学的幾何関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the optical geometric relationship in the 1st image data and the 2nd image data. 第2の画像データに含まれる第2の領域と画像中心の位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship between the 2nd region included in the 2nd image data and the image center. 第2の画像データに含まれる第2の領域に対する軸方向からの角度の光学的幾何関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the optical geometric relation of the angle from the axial direction with respect to the 2nd region included in the 2nd image data. 撮像装置の光学的特性を示した模式図である。It is a schematic diagram which showed the optical characteristic of an image pickup apparatus. 第2の画像データに含まれる第2の領域に対する軸方向からの角度の光学的幾何関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the optical geometric relation of the angle from the axial direction with respect to the 2nd region included in the 2nd image data. 表示部の画面表示例の一例である。This is an example of a screen display example of the display unit. 表示部の画面表示例の他の例である。This is another example of the screen display example of the display unit. 本発明の他の実施例に係る実施例2の管路施設内検査システムを構成する画像処理装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the image processing apparatus which constitutes the inspection system in a pipeline facility of Example 2 which concerns on another Example of this invention. 撮像装置により撮像される直視画像の模式図である。It is a schematic diagram of the direct view image taken by the image pickup apparatus. 撮像された画像データから抽出する第1の領域の位置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the position of the 1st region extracted from the captured image data. 撮像画像データから抽出する第1の領域が、第1の画像データと第2の画像データで異なる位置にあることを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows that the 1st region extracted from the captured image data is at a different position in a 1st image data and a 2nd image data. 撮影画像データから抽出する第1の領域の位置が、第1の画像データと第2の画像データで異なる位置にあり、それらの偏差を有することを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows that the position of the 1st region extracted from the captured image data is at a different position in the 1st image data and the 2nd image data, and has a deviation between them. 第1の画像データと第2の画像データにおける光学的幾何関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the optical geometric relationship in the 1st image data and the 2nd image data.

本明細書において、本発明に係る管路施設内検査システムが検査対象とする長手方向に延在する構造物すなわち管路施設としては、例えば、下水道管、ガス管、トンネル、集合管、内容物を抜いて気体で置換した水道管、蒸気配管、オイル配管、伏せ越し管、放流渠、マンホール、煙突などがあり、これらのいずれかに限定されるものではない。また、長手方向に延在する構造物(管路施設)は横断面が円形である必要はなく、横断面が矩形であっても良い。
また、管路施設内を撮像する撮像装置を搭載し管路施設内を移動する移動体として、例えば、ドローン等の飛行体、車輪又はクローラを有する車型の移動体、又は船などが含まれ、これらのいずれかに限定されるものではない。
以下では一例として、管路施設として下水道管を対象とし、移動体としてドローン等の飛行体を用いる場合を想定し、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
In the present specification, the structure extending in the longitudinal direction, that is, the pipeline facility to be inspected by the inspection system in the pipeline facility according to the present invention is, for example, a sewer pipe, a gas pipe, a tunnel, a collecting pipe, and a content. There are water pipes, steam pipes, oil pipes, sewage pipes, drainage culverts, manholes, chimneys, etc. that have been removed and replaced with gas, and are not limited to any of these. Further, the structure (pipeline facility) extending in the longitudinal direction does not have to have a circular cross section, and may have a rectangular cross section.
Further, as a moving body equipped with an imaging device for imaging the inside of the pipeline facility and moving in the pipeline facility, for example, a flying body such as a drone, a vehicle-shaped moving body having wheels or crawlers, a ship, or the like is included. It is not limited to any of these.
In the following, as an example, it is assumed that a sewer pipe is used as a pipeline facility and a flying object such as a drone is used as a moving body, and an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<管路施設内検査システムの構成>
図1は、本発明の一実施例に係る実施例1の管路施設内検査システムの全体概略構成図である。図1に示すように、管路施設内検査システム1は、撮像装置5を搭載する移動体2(ドローン等の飛行体)、移動体用コントローラー(制御端末)3、及び電子端末4から構成される。図1に示す状態では、移動体2が左側の開口部(マンホール)6を通り、長手方向に延在する構造物(管路施設)60内を右側の開口部(マンホール)6側へと飛行している状態を示している。
作業員は、移動体用コントローラー(制御端末)3を操作し、移動体2を、長手方向に延在する構造物(管路施設)60(以下、下水道管称する場合もある)内を下水52に接触することなく飛行させる。例えば、長手方向に延在する構造物(管路施設)60(下水道管)内を点検・調査(ひび割れや破損の点検)するために移動体2に搭載される撮像装置5からの画像データ(管内において長手方向に撮像した直視画像)を、移動体用コントローラー(制御端末)3の表示部にて、作業員が確認することで、移動体2を所望の移動経路にて移動させることができる。
<Structure of inspection system in pipeline facility>
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of an inspection system in a pipeline facility according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the pipeline facility inspection system 1 is composed of a mobile body 2 (flying body such as a drone) equipped with an image pickup device 5, a mobile body controller (control terminal) 3, and an electronic terminal 4. To. In the state shown in FIG. 1, the moving body 2 passes through the opening (manhole) 6 on the left side and flies through the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction toward the opening (manhole) 6 on the right side. It shows the state of doing.
The worker operates the mobile controller (control terminal) 3 and sewage 52 in the structure (pipeline facility) 60 (hereinafter, may be referred to as a sewer pipe) extending in the longitudinal direction. Fly without touching. For example, image data (image data from the image pickup device 5 mounted on the moving body 2 for inspection / investigation (inspection of cracks and breakage) in the structure (pipeline facility) 60 (sewer pipe) extending in the longitudinal direction. The moving body 2 can be moved by a desired moving path by the worker confirming the (direct view image captured in the longitudinal direction in the pipe) on the display unit of the moving body controller (control terminal) 3. ..

図1において、黒塗り矢印にて示すように、移動体2は、左側の開口部(マンホール)6より下水道管60内に侵入し、下水道管内を右側の開口部(マンホール)6側へと飛行しつつ下水道管60の内面をモニタリングし、右側の開口部(マンホール)6を通り、下水道管60の外へと帰還する。なお、これに代えて、移動体2が、点線矢印にて示すように、左側の開口部(マンホール)6より下水道管60内に侵入し、下水道管60内を右側の開口部(マンホール)6側へと飛行しつつ下水道管60の内面をモニタリング(ひび割れや破損の点検)し、右側の開口部(マンホール)6付近或いは右側の開口部(マンホール)6の直下に到達した時点で折り返し、左側の開口部(マンホール)6を通り長手方向に延在する構造物(管路施設)60(下水道管)外へ帰還するよう、移動体用コントローラー(制御端末)3により操作しても良い。 In FIG. 1, as shown by the black-painted arrows, the moving body 2 invades the sewer pipe 60 through the opening (manhole) 6 on the left side and flies in the sewer pipe to the opening (manhole) 6 side on the right side. While monitoring the inner surface of the sewer pipe 60, it returns to the outside of the sewer pipe 60 through the opening (manhole) 6 on the right side. Instead of this, as shown by the dotted arrow, the moving body 2 invades the sewer pipe 60 through the opening (manhole) 6 on the left side, and the opening (manhole) 6 on the right side enters the sewer pipe 60. While flying to the side, monitor the inner surface of the sewer pipe 60 (inspect for cracks and damage), turn it back when it reaches the vicinity of the opening (manhole) 6 on the right side or just below the opening (manhole) 6 on the right side, and turn it back to the left side. The moving body controller (control terminal) 3 may be used to return to the outside of the structure (pipeline facility) 60 (sewer pipe) extending in the longitudinal direction through the opening (manhole) 6 of the above.

このように、長手方向に延在する構造物(管路施設)60(下水道管)内を移動しつつ、移動体2に搭載された撮像装置5により撮像された画像データは、無線通信により電子端末4へ送信される。電子端末4は、詳細後述する画像処理装置7(図示せず)を備え、画像処理装置7(図示せず)は受信された画像データに対し各種の処理を実行し、少なくとも移動体2の移動距離を求める。 In this way, while moving in the structure (pipeline facility) 60 (sewer pipe) extending in the longitudinal direction, the image data captured by the image pickup device 5 mounted on the moving body 2 is electronically transmitted by wireless communication. It is transmitted to the terminal 4. The electronic terminal 4 includes an image processing device 7 (not shown), which will be described in detail later, and the image processing device 7 (not shown) executes various processes on the received image data to move at least the moving body 2. Find the distance.

なお、移動体2と移動体用コントローラー(制御端末)3の間での無線通信、及び、移動体2と電子端末4の間での無線通信をより安定に実現するため、左右の開口部(マンホール)6を通過し、下水道管60内へと延伸するよう送受信アンテナ(図示せず)を設置することが望ましい。また、移動体2はバッテリーを電源とするため、当該バッテリーの残量を監視する電圧センサ等を、移動体2に搭載することが望ましい。 In addition, in order to realize more stable wireless communication between the mobile body 2 and the mobile body controller (control terminal) 3 and wireless communication between the mobile body 2 and the electronic terminal 4, the left and right openings ( It is desirable to install a transmit / receive antenna (not shown) so as to pass through the manhole 6 and extend into the sewer pipe 60. Further, since the moving body 2 uses a battery as a power source, it is desirable to mount a voltage sensor or the like for monitoring the remaining amount of the battery on the moving body 2.

<画像処理装置の構成>
図2は本実施例に係る画像処理装置の機能ブロック図であり、図3は本実施例に係る画像処理装置の主要部のブロック線図である。
図2に示すように、画像処理装置7は、移動体2から送信される撮像装置5による長手方向に延在する構造物(管路施設)60(下水道管)内の撮像された画像データを受信可能とする通信I/F31、受信された画像データ中の特定領域(詳細後述する)を抽出する領域抽出部14、探索部(マッチング部)20、位置差分算出部26、左右内面距離算出部32、視野角算出部36、移動距離算出部38、積算部40、記憶部33、及び表示制御部34を備え、これらは内部バス112にて相互に接続されている。また、画像処理装置7は、表示制御部34に接続される表示部42を有する。領域抽出部14、探索部(マッチング部)20、位置差分算出部26、左右内面距離算出部32、視野角算出部36、移動距離算出部38、積算部40、及び表示制御部34は、例えば、CPU等のプロセッサ、プログラムを格納するROM、ROMより読み出されたプログラムをプロセッサが実行する過程のデータ等を一時的に格納するRAM等の記憶装置にて実現される。
<Configuration of image processing device>
FIG. 2 is a functional block diagram of the image processing apparatus according to the present embodiment, and FIG. 3 is a block diagram of a main part of the image processing apparatus according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the image processing device 7 captures image data captured in a structure (pipeline facility) 60 (sewer pipe) extending in the longitudinal direction by the image pickup device 5 transmitted from the moving body 2. Communication I / F 31 that can be received, area extraction unit 14 that extracts a specific area (details will be described later) in the received image data, search unit (matching unit) 20, position difference calculation unit 26, left and right inner surface distance calculation unit 32, a viewing angle calculation unit 36, a moving distance calculation unit 38, an integration unit 40, a storage unit 33, and a display control unit 34 are provided, and these are connected to each other by an internal bus 112. Further, the image processing device 7 has a display unit 42 connected to the display control unit 34. The area extraction unit 14, the search unit (matching unit) 20, the position difference calculation unit 26, the left and right inner surface distance calculation unit 32, the viewing angle calculation unit 36, the movement distance calculation unit 38, the integration unit 40, and the display control unit 34 are, for example, , A processor such as a CPU, a ROM for storing the program, and a storage device such as a RAM for temporarily storing data in the process of executing the program read from the ROM.

記憶部33は、通信I/F31を介して受信される移動体2から送信される撮像装置5による長手方向に延在する構造物(管路施設)60(下水道管)内の撮像された画像データ、詳細後述する積算部40にて算出された移動距離積算値、及び上記画像データが撮像された日時と、を紐づけて、所定の記憶領域に格納する。また、記憶部33は、検査対象となる長手方向に延在する構造物(管路施設)60の管路網図を予め所定の記憶領域に格納している。 The storage unit 33 is an image captured in the structure (pipeline facility) 60 (sewer pipe) extending in the longitudinal direction by the image pickup device 5 transmitted from the moving body 2 received via the communication I / F 31. The data, the movement distance integrated value calculated by the integrating unit 40 described in detail later, and the date and time when the image data was captured are linked and stored in a predetermined storage area. Further, the storage unit 33 stores in advance a pipeline network diagram of the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction to be inspected in a predetermined storage area.

図3に示すように、画像処理装置7に入力される情報は、第1の画像データ12および第2の画像データ10である。第1の画像データ12及び第2の画像データ10は、下水道管60内において長手方向に撮影した直視画像であり、ここでその模式図を図4に示す。図4は、図1に示す撮像装置5により撮像される直視画像の模式図である。なお、図4では分かりやすさのため、下水52及び下水道管60の継ぎ目54も示している。 As shown in FIG. 3, the information input to the image processing device 7 is the first image data 12 and the second image data 10. The first image data 12 and the second image data 10 are direct-view images taken in the longitudinal direction in the sewer pipe 60, and a schematic diagram thereof is shown in FIG. FIG. 4 is a schematic view of a direct-view image captured by the image pickup apparatus 5 shown in FIG. Note that FIG. 4 also shows the seam 54 of the sewage 52 and the sewer pipe 60 for the sake of clarity.

[領域抽出部]
図3に示すように、第2の画像データ10は、領域抽出部14に入力される。領域抽出部14は、特定領域として、第2の画像データ10から、第2の画像データ10の第1の領域16、第2の画像データ10の第2の領域18の2つの領域を抽出する。これら第2の画像データ10の第1の領域16及び第2の画像データ10の第2の領域18は、画像中心から対称で、相互にできるだけ離れた位置にあることが望ましい。例えば、撮像された画像データから抽出する第1の領域及び第2の領域の位置の一例を示す模式図である図5に示すように、第2の画像データ10の左端付近を第2の画像データの第1の領域16として、また、第2の画像データ10の右端付近を第2の画像データの第2の領域18として用いるのが望ましい。下水道管60のように下方に液体が流れており、その表面の特徴が短時間で変化してしまう場合には、画像データの下端付近を第1の領域及び第2の領域として用いないことが望ましい。これら第2の画像データ10の第1の領域16及び第2の画像データ10の第2の領域18は、いずれも第2の画像データ10の端付近に位置することが望ましいが、レンズの歪みが大きい場合や、ブレ或いはピントのずれがある場合には必ずしも端である必要はない。第2の画像データ10の第1の領域16及び第2の画像データ10の第2の領域18の領域の大きさについては限定されないが、以降の処理を高速化したい場合には小さく設定することが望ましい。
[Area extraction unit]
As shown in FIG. 3, the second image data 10 is input to the region extraction unit 14. The region extraction unit 14 extracts two regions, a first region 16 of the second image data 10 and a second region 18 of the second image data 10, from the second image data 10 as specific regions. .. It is desirable that the first region 16 of the second image data 10 and the second region 18 of the second image data 10 are symmetrical with respect to the center of the image and are located as far apart from each other as possible. For example, as shown in FIG. 5, which is a schematic diagram showing an example of the positions of the first region and the second region extracted from the captured image data, the vicinity of the left end of the second image data 10 is the second image. It is desirable to use the vicinity of the right end of the second image data 10 as the first region 16 of the data and as the second region 18 of the second image data. When the liquid is flowing downward like the sewer pipe 60 and the surface features change in a short time, the vicinity of the lower end of the image data should not be used as the first region and the second region. desirable. It is desirable that the first region 16 of the second image data 10 and the second region 18 of the second image data 10 are both located near the edges of the second image data 10, but the lens is distorted. It does not necessarily have to be the edge when there is a large amount of data, or when there is blurring or out of focus. The size of the area 16 of the first area 16 of the second image data 10 and the area 18 of the second area 18 of the second image data 10 is not limited, but if it is desired to speed up the subsequent processing, set it small. Is desirable.

以下、第2の画像データ10の第1の領域16を画像の左端付近に、第2の画像データ10の第2の領域18を画像の右端付近の小領域に設定した場合について説明する。 Hereinafter, a case where the first region 16 of the second image data 10 is set near the left end of the image and the second region 18 of the second image data 10 is set in the small region near the right end of the image will be described.

[探索部(マッチング部)]
図3に示すように、探索部(マッチング部)20は、領域抽出部14により抽出された第1の領域16を有する第2の画像データ10を、内部バス112(図2)を介して入力する。探索部(マッチング部)20には、通信I/F31(図2)を介して受信された第1の画像データ12が内部バス112を介して転送される。ここで、第1の画像データ12は第2の画像データ10の撮像範囲よりも広範囲を撮像したものとする。すなわち、第1の画像データ12の撮像位置は、第2の画像データ10の撮像位置よりも後方に位置する。移動体2に搭載される撮像装置5により画像を撮像する場合には、移動体2の進行方向側の画像データを撮像することが一般的であることから、第1の画像データ12は、第2の画像データ10よりも過去の時点で撮像されることになる。第1の画像データ12及び第2の画像データ10の撮像位置の関係を図6に示す。図6は、長手方向に延在する構造物(管路施設)60(下水道管)の内面を異なる2地点から撮像する撮像装置の位置関係を示す模式図である。図6では便宜上2台の撮像装置56及び撮像装置58が描かれているが、実際上は、白抜き矢印にて示すように、1台の撮像装置が移動体2よって移動した前と後の位置関係を示している。第1の画像データ12を撮像する位置にある撮像装置56が、第2の画像データ10を撮像する位置にある撮像装置58よりも左側、すなわち後方に位置する(以下では、第1の画像データ12を撮像した位置56、第2の画像データを撮像した位置58と称する場合もある)。
[Search section (matching section)]
As shown in FIG. 3, the search unit (matching unit) 20 inputs the second image data 10 having the first region 16 extracted by the region extraction unit 14 via the internal bus 112 (FIG. 2). To do. The first image data 12 received via the communication I / F 31 (FIG. 2) is transferred to the search unit (matching unit) 20 via the internal bus 112. Here, it is assumed that the first image data 12 captures a wider area than the imaging range of the second image data 10. That is, the imaging position of the first image data 12 is located behind the imaging position of the second image data 10. When an image is taken by the image pickup device 5 mounted on the moving body 2, it is common to take an image data on the traveling direction side of the moving body 2, so that the first image data 12 is the first image data 12. It will be imaged at a time earlier than the image data 10 of 2. FIG. 6 shows the relationship between the imaging positions of the first image data 12 and the second image data 10. FIG. 6 is a schematic view showing the positional relationship of an image pickup device that images the inner surface of a structure (pipeline facility) 60 (sewer pipe) extending in the longitudinal direction from two different points. In FIG. 6, two image pickup devices 56 and an image pickup device 58 are drawn for convenience, but in practice, as shown by the white arrows, before and after one image pickup device is moved by the moving body 2. It shows the positional relationship. The image pickup device 56 at the position where the first image data 12 is imaged is located on the left side, that is, behind the image pickup device 58 at the position where the second image data 10 is imaged (hereinafter, the first image data). It may be referred to as a position 56 in which the image 12 is imaged and a position 58 in which the second image data is imaged).

探索部(マッチング部)20は、第1の画像データ12の中で、第2の画像データ10の第1の領域16がもっとも整合する領域を探索する。この際には第1の画像データ12の全領域を探索しても良いが、第1の画像データ12と第2の画像データ10の撮像時刻の差が短い場合には、第2の画像データ10の第1の領域16の存在した付近の座標で第1の画像データ12を探索することが良い。 The search unit (matching unit) 20 searches for a region in which the first region 16 of the second image data 10 best matches among the first image data 12. In this case, the entire area of the first image data 12 may be searched, but if the difference between the imaging times of the first image data 12 and the second image data 10 is short, the second image data It is preferable to search the first image data 12 at the coordinates near the existence of the first region 16 of 10.

具体的には、検査対象である長手方向に延在する構造物(管路施設)60内の内面に仮に、文字或いは内面に付着する特徴的な形状を有する汚れがある場合には、これらは特徴量となり得る。よって、探索部(マッチング部)20は、第2の画像データ10の第1の領域16内に存在する文字或いは汚れの輪郭を既知の画像処理にて抽出すると共に、同様に第1の画像データ12内に存在する文字或いは汚れの輪郭を既知の画像処理にて抽出する。そして、探索部(マッチング部)20は、抽出された第2の画像データ10の第1の領域16内に存在する文字或いは汚れの輪郭のパターンをテンプレートとし、同様に文字或いは汚れの輪郭が抽出され第1の画像データ12に対しパターンマッチング処理を実行する。これにより、第1の画像データ12の中で、第2の画像データ10の第1の領域16がもっとも整合する領域が特定領域として抽出(探索)される。
なお仮に、検査対象である長手方向に延在する構造物(管路施設)60内の内面に上述のような、特徴量となり得る内面に付着する汚れ或いは文字などが存在しない場合には、探索部(マッチング部)20は、例えば、継ぎ目54の画像の第2の画像データ10と第1の画像データ12の面積比を求め、求めた面積比に基づき第1の画像データ12における第2の画像データ10内の第1の領域16に相当する座標(画素)を決定し、特定領域として抽出(探索)する構成としても良い。面積比に代えて、継ぎ目54の画像における周方向の長さの比を求め、求めた長さの比に基づき第1の画像データ12における第2の画像データ10内の第1の領域16に相当する座標(画素)を決定し、特定領域として抽出(探索)しても良い。
Specifically, if the inner surface of the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction to be inspected has characters or stains having a characteristic shape adhering to the inner surface, these are found. It can be a feature quantity. Therefore, the search unit (matching unit) 20 extracts the contours of characters or stains existing in the first region 16 of the second image data 10 by known image processing, and similarly, the first image data. The contours of characters or stains existing in 12 are extracted by known image processing. Then, the search unit (matching unit) 20 uses the pattern of the outline of characters or stains existing in the first region 16 of the extracted second image data 10 as a template, and similarly extracts the outlines of characters or stains. Then, the pattern matching process is executed on the first image data 12. As a result, among the first image data 12, the region where the first region 16 of the second image data 10 best matches is extracted (searched) as a specific region.
If the inner surface of the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction to be inspected does not have the above-mentioned stains or characters adhering to the inner surface which can be a feature amount, the search is performed. The unit (matching unit) 20 obtains, for example, the area ratio of the second image data 10 and the first image data 12 of the image of the seam 54, and based on the obtained area ratio, the second image data 12 in the first image data 12. The configuration may be such that the coordinates (pixels) corresponding to the first region 16 in the image data 10 are determined and extracted (searched) as a specific region. Instead of the area ratio, the ratio of the lengths in the circumferential direction in the image of the seam 54 is obtained, and based on the obtained ratio of the lengths, in the first region 16 in the second image data 10 in the first image data 12. Corresponding coordinates (pixels) may be determined and extracted (searched) as a specific area.

図7は、撮像画像データから抽出する第1の領域が、第1の画像データ12と第2の画像データ10で異なる位置にあることを示す模式図であって、探索結果の例を示す模式図である。図7の下図に示すように、探索部(マッチング部)20により、抽出した第1の領域16が第1の画像データ12中で対応する領域62が示されている。図7の上図に示す第2の画像データ10の第1の領域16の位置、及び図7の下図に示す抽出した第1の領域16が第1の画像データ12中で対応する領域62の位置から成る第1の領域の対応情報22(図3)が、内部バス112を介して、位置差分算出部26及び視野角算出部36へ転送される。 FIG. 7 is a schematic diagram showing that the first region extracted from the captured image data is located at different positions in the first image data 12 and the second image data 10, and is a schematic diagram showing an example of the search result. It is a figure. As shown in the lower figure of FIG. 7, the search unit (matching unit) 20 indicates a region 62 in which the extracted first region 16 corresponds to the first image data 12. The position of the first region 16 of the second image data 10 shown in the upper part of FIG. 7 and the extracted first area 16 shown in the lower figure of FIG. 7 correspond to the corresponding area 62 in the first image data 12. Correspondence information 22 (FIG. 3) of the first region composed of positions is transferred to the position difference calculation unit 26 and the viewing angle calculation unit 36 via the internal bus 112.

探索部(マッチング部)20は、第2の画像データ10の第2の領域18についても、上記と同様の処理を実行する。図8は、撮像画像データから抽出する第2の領域が、第1の画像データ12と第2の画像データ10で異なる位置にあることを示す模式図であって、探索結果の例を示す模式図である。図8の下図に示すように、探索部(マッチング部)20により、抽出した第2の画像データ10の第2の領域18が第1の画像データ12中で対応する領域64が示されている。上述の第1の領域の場合と同様に、図8の上図に示す抽出した第2の画像データ10の第2の領域18の位置、及び図8の下図に示す抽出した第2の領域18の第1の画像データ12中で対応する領域64の位置から成る第2の領域の対応情報24(図3)が、内部バス112を介して、位置差分算出部26及び視野角算出部36へ転送される。 The search unit (matching unit) 20 also executes the same processing as described above for the second region 18 of the second image data 10. FIG. 8 is a schematic diagram showing that the second region extracted from the captured image data is located at different positions in the first image data 12 and the second image data 10, and is a schematic diagram showing an example of the search result. It is a figure. As shown in the lower figure of FIG. 8, the search unit (matching unit) 20 indicates a region 64 in which the second region 18 of the extracted second image data 10 corresponds to the first image data 12. .. Similar to the case of the first region described above, the position of the second region 18 of the extracted second image data 10 shown in the upper figure of FIG. 8 and the extracted second region 18 shown in the lower figure of FIG. The correspondence information 24 (FIG. 3) of the second region consisting of the positions of the corresponding regions 64 in the first image data 12 of the above is sent to the position difference calculation unit 26 and the viewing angle calculation unit 36 via the internal bus 112. Transferred.

[位置差分算出部]
位置差分算出部26は、第2の画像データ10の第1の領域16が第1の画像データ12の中でどの程度ずれているかを計算する。このずれは、第2の画像データ10の第1の領域16と、第2の画像データ10の第2の領域18を結ぶ線と平行な方向(水平方向)に向かう偏差とする。このずれの情報は、第1の領域の位置の偏差28として、内部バス112を介して左右内面距離算出部32へ転送される。
同様に、位置差分算出部26は、第2の画像データ10の第2の領域18が第1の画像データ12の中でどの程度ずれているかを計算する。このずれは、第2の画像データ10の第2の領域16と、第2の画像データ10の第2の領域18を結ぶ線上方向に向かう偏差とする。このずれの情報は、第2の領域の位置の偏差30として、内部バス112を介して左右内面距離算出部32へ転送される。
[左右内面距離算出部]
図9は、撮影画像データから抽出する第1の領域と第2の領域の位置が、第1の画像データ12と第2の画像データ10で異なる位置にあり、それぞれ異なる偏差を有することを示す模式図である。第1の領域の位置の偏差28が、第2の領域の位置の偏差30に比べて大きい例を示している。
左右内面距離算出部32は、第1の領域の位置の偏差28及び第2の領域の位置の偏差30の値に基づき、長手方向に延在する構造物(管路施設)60の内面から撮像装置までの距離を計算する。図10は、第1の画像データ12と第2の画像データ10における光学的幾何関係を示す模式図である。撮像装置5の焦点距離76により、第1の画像データ12が投影される等価画像平面66には第2の画像データ10の第1の領域16と第2の画像データ10の第2の領域18も映り込む。その映り込む位置は、第2の画像データ10が投影される等価画像平面68の上での第2の画像データ10の第1の領域16と第2の画像データ10の第2の領域18の投影位置とは、それぞれ第1の領域の位置の偏差28及び第2の領域の位置の偏差30だけずれることになる。これは、撮像装置5を搭載する移動体2が、長手方向に延在する構造物(管路施設)60内の水平方向中央部よりも左側に所定量ずれた状態で、長手方向に延在する構造物(管路施設)60内の長手方向に沿って直進することに因るものである。
[Position difference calculation unit]
The position difference calculation unit 26 calculates how much the first region 16 of the second image data 10 is deviated from the first image data 12. This deviation is defined as a deviation in a direction parallel to the line connecting the first region 16 of the second image data 10 and the second region 18 of the second image data 10 (horizontal direction). The information of this deviation is transferred to the left and right inner surface distance calculation unit 32 via the internal bus 112 as the deviation 28 of the position of the first region.
Similarly, the position difference calculation unit 26 calculates how much the second region 18 of the second image data 10 is deviated from the first image data 12. This deviation is defined as a deviation in the line-wise direction connecting the second region 16 of the second image data 10 and the second region 18 of the second image data 10. The information of this deviation is transferred to the left and right inner surface distance calculation unit 32 via the internal bus 112 as the deviation 30 of the position of the second region.
[Left and right inner surface distance calculation unit]
FIG. 9 shows that the positions of the first region and the second region extracted from the captured image data are different positions in the first image data 12 and the second image data 10, and each has a different deviation. It is a schematic diagram. An example is shown in which the deviation 28 of the position of the first region is larger than the deviation 30 of the position of the second region.
The left and right inner surface distance calculation unit 32 takes an image from the inner surface of the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction based on the values of the deviation 28 of the position of the first region and the deviation 30 of the position of the second region. Calculate the distance to the device. FIG. 10 is a schematic diagram showing an optical geometric relationship between the first image data 12 and the second image data 10. The first region 16 of the second image data 10 and the second region 18 of the second image data 10 are projected onto the equivalent image plane 66 on which the first image data 12 is projected by the focal length 76 of the image pickup apparatus 5. Is also reflected. The reflected positions are the first region 16 of the second image data 10 and the second region 18 of the second image data 10 on the equivalent image plane 68 on which the second image data 10 is projected. The projected position is deviated by the deviation 28 of the position of the first region and the deviation 30 of the position of the second region, respectively. This is a state in which the moving body 2 on which the image pickup apparatus 5 is mounted is displaced in the longitudinal direction by a predetermined amount from the central portion in the horizontal direction in the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction. This is due to going straight along the longitudinal direction in the structure (pipeline facility) 60.

第1の領域の位置の偏差28と第2の領域の位置の偏差30の比率は、幾何学的な位置関係に基づき、撮像装置5の視野角に関する係数、第1の画像データ12を撮像した位置56と第2の画像データを撮像した位置58との差分70、左側内面との距離72、右側内面との距離74を用いて以下の式(1)で表すことができる。ただし、dL:第1の領域の位置の偏差28、dR:第2の領域の位置の偏差30、L:左側内面との距離72、R: 右側内面との距離74、m:第1の画像データ12を撮像した位置56と第2の画像データ10を撮像した位置58との差分70、a:撮像装置の視野角に関する係数である。
dL:dR=a・m+R:a・m+L ・・・(1)
ここで、第1の画像データ12を撮像した位置56と第2の画像データ10を撮像した位置58との差分70が、左側内面との距離72及び右側内面との距離74に比べて十分に小さければ、視野角が90°のときでaはたかだか1.0(広角カメラの場合、視野角は一般的に90°であり式(1)における視野角に関する係数は1.0)であるため、式(1)の右辺の微小項となるa・mを無視することができ、
dL:dR=R:L ・・・(2)
式(2)が成り立つ。撮像装置5が動画データを撮像する装置の場合、1秒間に50フレームから60フレームの画像データを撮像できるのが普通であり、第1の画像データ12を撮像した位置56と第2の画像データ10を撮像した位置58との差分70を十分小さく設定できる。換言すれば、移動体2の移動速度を考慮しても、1秒間に50フレームから60フレームの画像データが取得されることからフレーム差分をとれば、第1の画像データ12を撮像した位置56と第2の画像データ10を撮像した位置58との差分70はかなり小さい値となる。すなわち、上記式(2)を用いることで、第1の領域の位置の偏差28及び第2の領域の位置の偏差30の値に基づき、長手方向に延在する構造物(管路施設)60の左右内面から撮像装置5までの距離の比率を算出することができる。
The ratio of the deviation 28 of the position of the first region and the deviation 30 of the position of the second region is a coefficient related to the viewing angle of the image pickup apparatus 5 based on the geometrical positional relationship, and the first image data 12 is imaged. It can be expressed by the following equation (1) using the difference 70 between the position 56 and the position 58 where the second image data is captured, the distance 72 from the left inner surface, and the distance 74 from the right inner surface. However, dL: deviation of the position of the first region 28, dR: deviation of the position of the second region 30, L: distance 72 from the inner surface on the left side, R: distance 74 from the inner surface on the right side, m: first image The difference 70 between the position 56 where the data 12 is captured and the position 58 where the second image data 10 is captured, a: a coefficient related to the viewing angle of the imaging device.
dL: dR = a ・ m + R: a ・ m + L ・ ・ ・ (1)
Here, the difference 70 between the position 56 where the first image data 12 is imaged and the position 58 where the second image data 10 is imaged is sufficiently larger than the distance 72 from the left inner surface and the distance 74 from the right inner surface. If it is small, a is at most 1.0 when the viewing angle is 90 ° (in the case of a wide-angle camera, the viewing angle is generally 90 ° and the coefficient related to the viewing angle in equation (1) is 1.0). , Am, which is a minute term on the right side of equation (1), can be ignored.
dL: dR = R: L ... (2)
Equation (2) holds. When the image pickup device 5 is a device for capturing moving image data, it is usual that 50 to 60 frames of image data can be captured per second, and the position 56 in which the first image data 12 is captured and the second image data The difference 70 from the position 58 in which 10 is imaged can be set sufficiently small. In other words, even if the moving speed of the moving body 2 is taken into consideration, 50 to 60 frames of image data are acquired per second. Therefore, if the frame difference is taken, the position 56 where the first image data 12 is captured is taken. The difference 70 between the image and the position 58 where the second image data 10 is captured is a considerably small value. That is, by using the above equation (2), the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction is based on the values of the deviation 28 of the position of the first region and the deviation 30 of the position of the second region. The ratio of the distance from the left and right inner surfaces of the image pickup device 5 to the image pickup apparatus 5 can be calculated.

図3に示すように、左右内面距離算出部32には、長手方向に延在する構造物(管路施設)60の内面の断面寸法50も入力され、これと上述の長手方向に延在する構造物(管路施設)60の左右内面から撮像装置5までの距離の比率を用いることで、左側内面との距離72及び右側内面との距離74が計算される。なお、上記長手方向に延在する構造物(管路施設)60の内面の断面寸法50は記憶部33(図2)の所定の記憶領域に予め格納されている。
長手方向に延在する構造物(管路施設)60の横断面形状が円形の円管の場合、長手方向に延在する構造物(管路施設)60の内面の断面寸法50として直径Cが与えられるとすると、以下の式(3)及び式(4)により距離を計算できる。ここで、L:左側内面との距離72、R:右側内面との距離74、dL:第1の領域の位置の偏差28、dR:第2の領域の位置の偏差30である。
L=C×(dR÷(dL+dR)) ・・・(3)
R=C×(dL÷(dL+dR)) ・・・(4)
横断面形状が矩形の場合には、直径Cに代えて矩形の幅Wを乗じることで、左側内面との距離72、右側内面との距離74を、以下の式(5)及び式(6)により計算できる。
L=W×(dR÷(dL+dR)) ・・・(5)
R=W×(dL÷(dL+dR)) ・・・(6)
[視野角算出部]
視野角算出部36は、詳細後述する半視野角48を求める。視野角算出部36には、内部バス112を介して、図3に示すように、探索部(マッチング部)20より第1の領域の対応情報22及び第2の領域の対応情報24が転送されると共に、左右内面距離算出部32より左側内面との距離72及び右側内面との距離74が転送される。まず、第2の領域の対応情報24に含まれる右側の第2の画像データ10の第2の領域18について述べる。
図11は、第2の画像データ10に含まれる第2の領域18と画像中心78の位置関係を示す模式図である。先ず、視野角算出部36は、図11に示すように、第2の画像データ10の第2の領域18が第2の画像データ10の画像中心78からずれている画素の個数、すなわち画像中心78からの画素数80を計算する。これは、画像データから容易に求めることができる。
この場合の第2の画像データ10に含まれる第2の領域18に対する軸方向(光軸)からの角度の光学的幾何関係を示す模式図を図12に示す。第2の画像データ10を撮像する位置にある撮像装置58が長手方向に延在する構造物(管路施設)60の軸方向を向いている場合、第2の画像データ10の第2の領域18は軸方向(光軸)からの半視野角48に位置する。半視野角48(視野角のうち光軸に対し片側のみのなす角度)は、画像中心78からの画素数80に基づき以下の手順で求めることができる。
As shown in FIG. 3, the cross-sectional dimension 50 of the inner surface of the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction is also input to the left-right inner surface distance calculation unit 32, and extends in the longitudinal direction described above. By using the ratio of the distances from the left and right inner surfaces of the structure (pipeline facility) 60 to the image pickup apparatus 5, the distance 72 from the left inner surface and the distance 74 from the right inner surface are calculated. The cross-sectional dimension 50 of the inner surface of the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction is stored in advance in a predetermined storage area of the storage unit 33 (FIG. 2).
When the cross-sectional shape of the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction is a circular pipe, the diameter C is defined as the cross-sectional dimension 50 of the inner surface of the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction. Given, the distance can be calculated by the following equations (3) and (4). Here, L: the distance to the left inner surface 72, R: the distance to the right inner surface 74, dL: the deviation of the position of the first region 28, and dR: the deviation of the position of the second region 30.
L = C × (dR ÷ (dL + dR)) ・ ・ ・ (3)
R = C × (dL ÷ (dL + dR)) ・ ・ ・ (4)
When the cross-sectional shape is rectangular, the distance 72 to the inner surface on the left side and the distance 74 to the inner surface on the right side can be calculated by multiplying the width W of the rectangle instead of the diameter C by the following equations (5) and (6). Can be calculated by.
L = W × (dR ÷ (dL + dR)) ・ ・ ・ (5)
R = W × (dL ÷ (dL + dR)) ・ ・ ・ (6)
[Viewing angle calculation unit]
The viewing angle calculation unit 36 obtains a half viewing angle 48, which will be described in detail later. As shown in FIG. 3, the search unit (matching unit) 20 transfers the correspondence information 22 in the first region and the correspondence information 24 in the second region to the viewing angle calculation unit 36 via the internal bus 112. At the same time, the distance 72 from the left inner surface and the distance 74 from the right inner surface are transferred from the left and right inner surface distance calculation unit 32. First, the second region 18 of the second image data 10 on the right side included in the correspondence information 24 of the second region will be described.
FIG. 11 is a schematic diagram showing the positional relationship between the second region 18 and the image center 78 included in the second image data 10. First, as shown in FIG. 11, the viewing angle calculation unit 36 has the number of pixels in which the second region 18 of the second image data 10 is deviated from the image center 78 of the second image data 10, that is, the image center. The number of pixels 80 from 78 is calculated. This can be easily obtained from the image data.
FIG. 12 shows a schematic diagram showing the optical geometric relationship of the angle from the axial direction (optical axis) with respect to the second region 18 included in the second image data 10 in this case. When the image pickup device 58 at the position where the second image data 10 is imaged faces the axial direction of the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction, the second region of the second image data 10 Reference numeral 18 denotes a semi-viewing angle 48 from the axial direction (optical axis). The half viewing angle 48 (the angle formed by only one side of the viewing angle with respect to the optical axis) can be obtained by the following procedure based on the number of pixels 80 from the image center 78.

図13は、撮像装置の光学的特性を示した模式図である。横軸は画像中心からの画素数、縦軸は半視野角(軸方向からの角度)である。画像中心78からずれている画素の数が0の場合、半視野角は0である。画像中心78からの画素数が増えるに従い、軸方向(光軸)からの角度(半視野角)も大きくなる。この光学的特性の形状は撮像装置5によって異なるが、撮像装置5に固有の特性であるため、予め撮像装置5の仕様に基づいて、或いは簡単な模擬撮像試験で得ることができる。この光学的特性の数式或いはテーブルを用いることにより、画像データから半視野角48(軸方向からの角度)を求めることができる。なお、図13に示す撮像装置の光学的特性は、記憶部33(図2)の所定の記憶領域に予め格納されている。
視野角算出部36は、求めた半視野角48を移動距離算出部38へ内部バス112を介して転送する。
FIG. 13 is a schematic view showing the optical characteristics of the image pickup apparatus. The horizontal axis is the number of pixels from the center of the image, and the vertical axis is the semi-viewing angle (angle from the axial direction). When the number of pixels deviating from the image center 78 is 0, the half viewing angle is 0. As the number of pixels from the image center 78 increases, the angle (semi-viewing angle) from the axial direction (optical axis) also increases. The shape of this optical characteristic differs depending on the imaging device 5, but since it is a characteristic unique to the imaging device 5, it can be obtained in advance based on the specifications of the imaging device 5 or by a simple simulated imaging test. By using the mathematical formula or table of this optical characteristic, the half viewing angle 48 (angle from the axial direction) can be obtained from the image data. The optical characteristics of the image pickup apparatus shown in FIG. 13 are stored in advance in a predetermined storage area of the storage unit 33 (FIG. 2).
The viewing angle calculation unit 36 transfers the obtained half viewing angle 48 to the moving distance calculation unit 38 via the internal bus 112.

[移動距離算出部]
移動距離算出部38は、内部バス112を介して、視野角算出部36により求められた半視野角48、及び、左右内面距離算出部32により求められた左側内面との距離72及び右側内面との距離74を入力し、第1の画像データ12及び第2の画像データ10を撮像した間に移動体2が移動した距離を以下のようにして計算する。図14は、第2の画像データ10に含まれる第2の領域16に対する軸方向からの角度の光学的幾何関係を示す模式図である。図14において、Xは右側内面との距離74、θは軸方向からの角度(半視野角)、dは撮像装置と第2の画像データ10の第2の領域18までの軸方向の距離84である。このうちXとθは上述したように求めることができる。dは幾何学的関係によって次式(7)により計算できる。
=X・tan(90°−θ) ・・・(7)
同様にして、抽出した第2の領域18が第1の画像データ12中で対応する領域64についても、撮像装置と第2の画像データ10の第2の領域18までの軸方向の距離84を求めることができる。これをdb2とすると、第1の画像データ12を撮像した位置と第2の画像データ10を撮像した位置の差分70はdb2−dとなる。
[Movement distance calculation unit]
The moving distance calculation unit 38 has a half viewing angle 48 obtained by the viewing angle calculation unit 36, a distance 72 from the left inner surface obtained by the left and right inner surface distance calculation unit 32, and a right inner surface via the internal bus 112. The distance 74 of the above is input, and the distance traveled by the moving body 2 during the imaging of the first image data 12 and the second image data 10 is calculated as follows. FIG. 14 is a schematic view showing the optical geometric relationship of the angle from the axial direction with respect to the second region 16 included in the second image data 10. In FIG. 14, X is an angle (half view angle) from the distance 74, theta B is the axial direction of the right inner surface, d b is the axial direction to the second region 18 of the imaging device and second image data 10 The distance is 84. Of these, X and θ B can be obtained as described above. d b can be calculated from the following equation by the geometrical relationship (7).
d b = X · tan (90 ° -θ B) ··· (7)
Similarly, for the region 64 to which the extracted second region 18 corresponds in the first image data 12, the axial distance 84 between the image pickup apparatus and the second region 18 of the second image data 10 is set. You can ask. If this is the d b2, the position imaged the first image data 12 is the difference 70 position where the second image data 10 of the captured becomes d b2 -d b.

さらに同様にして、第1の領域16の対応情報22に含まれる第2の画像データ10の第1の領域16、及び、抽出した第1の領域16が第1の画像データ12中で対応する領域62を用いて、第1の画像データ12を撮像した位置と第2の画像データ10を撮像した位置の差分70を求めることができる。第1の画像データ12を撮像する位置にある撮像装置56及び第2の画像データ10を撮像する位置にある撮影装置58(図10)が、いずれも長手方向に延在する構造物(管路施設)60の軸方向を完全に向いている場合には、第1の画像データ12を撮像した位置と第2の画像データ10を撮像した位置の差分70の2つの値は等しくなるはずである。2つの値が異なる場合には、撮像装置5の向きがずれているか、あるいは長手方向に延在する構造物(管路施設)60が曲がっていると見做せ、その平均値を用いて移動距離とするのが良い。
以上のように、移動距離算出部38は、左側内面との距離72、右側内面との距離74、及び半視野角48を用いて第1の画像データ12を撮像した位置と第2の画像データ10を撮影した位置の差分70を求める。移動距離算出部38により求められた第1の画像データ12を撮像した位置と第2の画像データ10を撮影した位置の差分70は、内部バス112を介して積算部40へ転送される。
Further, in the same manner, the first region 16 of the second image data 10 included in the correspondence information 22 of the first region 16 and the extracted first region 16 correspond in the first image data 12. Using the region 62, the difference 70 between the position where the first image data 12 is imaged and the position where the second image data 10 is imaged can be obtained. The imaging device 56 at the position where the first image data 12 is imaged and the photographing device 58 (FIG. 10) at the position where the second image data 10 is imaged are both structures (pipeways) extending in the longitudinal direction. When the facility) 60 is completely oriented in the axial direction, the two values of the difference 70 between the position where the first image data 12 is imaged and the position where the second image data 10 is imaged should be equal. .. If the two values are different, it is considered that the orientation of the imaging device 5 is misaligned, or the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction is bent, and the average value is used for movement. The distance is good.
As described above, the moving distance calculation unit 38 uses the distance 72 from the inner surface on the left side, the distance 74 from the inner surface on the right side, and the half-viewing angle 48 to capture the image of the first image data 12 and the second image data. The difference 70 of the position where 10 is photographed is obtained. The difference 70 between the position where the first image data 12 is captured and the position where the second image data 10 is captured, which is obtained by the moving distance calculation unit 38, is transferred to the integration unit 40 via the internal bus 112.

[積算部]
積算部40は、内部バス112を介して移動距離算出部38より転送される、第1の画像データ12を撮像した位置と第2の画像データ10を撮影した位置の差分70の値を所定の周期にて積算し、移動距離積算値46を求める。すなわち、積算部40は、移動体2に搭載される撮像装置5により撮像される画像データが連続的に存在する場合、上述の移動距離算出部38により所定の周期にて求められる2地点間の距離(第1の画像データ12を撮像した位置と第2の画像データ10を撮影した位置の差分70の値)を積算し、移動距離積算値46を求める。
積算部40は、所定の周期にて求めた移動距離積算値46を、表示制御部34へ内部バス112を介して転送する。
[Integrator]
The integrating unit 40 determines the value of the difference 70 between the position where the first image data 12 is captured and the position where the second image data 10 is captured, which is transferred from the moving distance calculation unit 38 via the internal bus 112. Accumulate in a cycle to obtain the travel distance integrated value 46. That is, when the image data captured by the image pickup device 5 mounted on the moving body 2 is continuously present, the integrating unit 40 is located between two points obtained by the above-mentioned moving distance calculation unit 38 in a predetermined cycle. The distance (the value of the difference 70 between the position where the first image data 12 is captured and the position where the second image data 10 is captured) is integrated to obtain the travel distance integrated value 46.
The integrating unit 40 transfers the travel distance integrated value 46 obtained in a predetermined cycle to the display control unit 34 via the internal bus 112.

[表示制御部及び表示部の画面表示]
図15は、表示部42の画面表示例の一例である。図15に示すように表示部42の表示画面90は、第1表示領域91及び第2表示領域92から構成される。図15に示す例では、第1表示領域91に検査対象画像である管路内(下水道管60内)の直視画像が表示され、第2表示領域92に管路網図と移動体2の移動軌跡を示す黒塗り矢印及び移動距離積算値46が数値34mとして表示される場合を示している。
[Display control unit and display unit screen display]
FIG. 15 is an example of a screen display example of the display unit 42. As shown in FIG. 15, the display screen 90 of the display unit 42 is composed of a first display area 91 and a second display area 92. In the example shown in FIG. 15, a direct view image in the pipeline (inside the sewer pipe 60), which is an inspection target image, is displayed in the first display area 91, and the pipeline network diagram and the movement of the moving body 2 are displayed in the second display area 92. The case where the black-painted arrow indicating the locus and the movement distance integrated value 46 are displayed as a numerical value 34 m is shown.

表示制御部34は、積算部40により所定の周期にて求められた移動距離積算値46が内部バス112を介して転送されると、移動距離積算値46が求められたときの管路内(下水道管60内)の直視画像を記憶部33より読み出し内部バス112を介して表示部へ転送することにより、第1表示領域91に検査対象画像である管路内(下水道管60内)の直視画像を表示させる。また、表示制御部34は、管路網図を記憶部33より読み出し、当該管路網図中における移動距離積算値46に相当する黒塗り矢印を生成し、移動距離積算値46の数値と共に表示部42へ内部バス112を介して転送することにより、第2表示領域92に管路網図と移動体2の移動軌跡を示す黒塗り矢印及び移動距離積算値46の数値34mを重畳して表示させる。
なお、図15に示す例では、第2表示領域92に地下に埋設された管路網図と移動体2の移動軌跡を示す黒塗り矢印及び移動距離積算値46の数値34mを重畳して表示させる一例を示しているが、これに限られるものではない。例えば、管路網図に加え地上の構造物(道路、建物など)を重畳表示する構成としても良い。また、第2表示領域92に移動距離積算値46の数値のみを表示する構成としても良い。
また、表示部42を有する(画像処理装置7が実装された)電子端末4としては、例えば、一般的なモニタを有する計算機、モバイルパソコン、ノートパソコン、タブレット、スマートフォン、或は携帯電話などいずれでもよく、特に限定されるものではない。
When the movement distance integrated value 46 obtained by the integration unit 40 in a predetermined cycle is transferred via the internal bus 112, the display control unit 34 is in the pipeline (when the movement distance integrated value 46 is obtained). By reading the direct view image of (inside the sewer pipe 60) from the storage unit 33 and transferring it to the display unit via the internal bus 112, the direct view of the inside of the pipeline (inside the sewer pipe 60), which is the image to be inspected, in the first display area 91. Display the image. Further, the display control unit 34 reads out the pipeline network diagram from the storage unit 33, generates a black arrow corresponding to the travel distance integrated value 46 in the pipeline network diagram, and displays it together with the numerical value of the travel distance integrated value 46. By transferring to the unit 42 via the internal bus 112, the pipeline network diagram, the black arrow indicating the movement locus of the moving body 2, and the numerical value 34m of the movement distance integrated value 46 are superimposed and displayed on the second display area 92. Let me.
In the example shown in FIG. 15, the pipeline network diagram buried underground in the second display area 92, the black arrow indicating the movement locus of the moving body 2, and the numerical value 34m of the movement distance integrated value 46 are superimposed and displayed. An example of making it work is shown, but it is not limited to this. For example, in addition to the pipeline network diagram, structures on the ground (roads, buildings, etc.) may be superimposed and displayed. Further, only the numerical value of the movement distance integrated value 46 may be displayed in the second display area 92.
The electronic terminal 4 having the display unit 42 (where the image processing device 7 is mounted) may be, for example, a computer having a general monitor, a mobile personal computer, a laptop computer, a tablet, a smartphone, or a mobile phone. Well, it is not particularly limited.

現地で実際に使う場合、移動体2の操縦のため作業員は電子端末4の表示画面90を見ておれない場合や、屋外で周辺が明るすぎるため表示画面90が良く見えない場合が生じ得る。このような場合は、移動距離(移動距離積算値46)を音或いは音声などの音声情報としてスピーカから出力する機能を備えることが好ましい。これにより、効率的に作業を進めることができる。 When actually used in the field, the worker may not be able to see the display screen 90 of the electronic terminal 4 due to the operation of the moving body 2, or the display screen 90 may not be clearly visible because the surroundings are too bright outdoors. .. In such a case, it is preferable to have a function of outputting the moving distance (moving distance integrated value 46) as voice information such as sound or voice from the speaker. As a result, the work can be carried out efficiently.

撮像装置5が移動体2に搭載される場合、2枚の画像データ(第1の画像データ12及び第2の画像データ10)の撮像時刻には違いがある。その時刻情報を用いて、2枚の画像データを撮像した時間差を求めることができる。第1の画像データ12を撮像した位置と第2の画像データ10を撮像した位置の差分70をこの時間差で除算することで、移動体の移動速度を計算することができる。表示画面90に、この移動速度も数値或いは図として表示するのが好ましい。
撮像装置5を搭載する移動体2の移動速度が過度に速過ぎると、撮像される画像データにブレが生じ得る。下水道管60内をモニタするための画像データにブレがあることは望ましくないため、移動体2の移動速度は一定レベル以下とする必要がある。実際に使用する際に、移動体2の速度の情報を知り得ると撮像に有効である。しかし、作業員が移動体2の操縦のため表示画面90を見ておれない場合や、屋外で周辺が明るすぎるため表示画面90が良く見えない場合がある。このような場合にも、移動速度を音或いは音声などの音声情報としてスピーカから出力する機能を備えることが好ましい。
When the imaging device 5 is mounted on the moving body 2, there is a difference in the imaging time of the two image data (first image data 12 and second image data 10). Using the time information, the time difference between the two image data images can be obtained. The moving speed of the moving body can be calculated by dividing the difference 70 between the position where the first image data 12 is imaged and the position where the second image data 10 is imaged by this time difference. It is preferable that the moving speed is also displayed as a numerical value or a figure on the display screen 90.
If the moving speed of the moving body 2 on which the image pickup device 5 is mounted is excessively high, the image data to be captured may be blurred. Since it is not desirable that the image data for monitoring the inside of the sewer pipe 60 is blurred, the moving speed of the moving body 2 needs to be set to a certain level or less. In actual use, it is effective for imaging if the information on the speed of the moving body 2 can be known. However, there are cases where the worker cannot see the display screen 90 due to the operation of the moving body 2, or the display screen 90 cannot be seen well because the surroundings are too bright outdoors. Even in such a case, it is preferable to have a function of outputting the moving speed as voice information such as sound or voice from the speaker.

さらに、撮像された画像データにブレが生じるレベルの速度に達する、或いはそのレベルの速度に近づくとアラーム音を発報する機能を備えることが好ましい。移動体2が仮に自律移動可能な場合には、上述のようにして得た移動速度に基づき移動体2の移動速度を自動制御しても良い。 Further, it is preferable to have a function of issuing an alarm sound when the speed of the captured image data reaches or approaches the level at which blurring occurs. If the moving body 2 is capable of autonomous movement, the moving speed of the moving body 2 may be automatically controlled based on the moving speed obtained as described above.

移動体は前進するばかりではなく、後退する場合もある。その場合にも撮像装置5や移動体の位置を把握するため、積算部40ではマイナスの移動距離も加算、すなわち減算できることが望ましい。この際も、数値あるいは図として移動距離積算値46が出力されることが望ましい。 The moving body not only moves forward, but may also move backward. Even in that case, in order to grasp the positions of the image pickup device 5 and the moving body, it is desirable that the integrating unit 40 can also add, that is, subtract the negative moving distance. Also at this time, it is desirable that the travel distance integrated value 46 is output as a numerical value or a figure.

なお、図15においては、第1表示領域91及び第2表示領域92を異なる領域に配される表示画面90の例を説明したが、これに限られず、表示画面90が第1表示領域91のみを有し、直視画像が表示される第1表示領域91の例えば右下部に上述の第2の表示領域92をスーパーインポーズにて表示させる構成としても良い。 In FIG. 15, an example of a display screen 90 in which the first display area 91 and the second display area 92 are arranged in different areas has been described, but the present invention is not limited to this, and the display screen 90 is limited to the first display area 91 only. The above-mentioned second display area 92 may be displayed by superimpose in, for example, the lower right portion of the first display area 91 on which the direct-view image is displayed.

図16は、表示部42の画面表示例の他の例である。図16に示すように、表示部42の表示画面90は、第1表示領域91及び第2表示領域92から構成される。第2表示領域92には、管路網図と移動体2の移動軌跡を示す黒塗り矢印及び移動距離積算値46の数値が重畳表示される。この状態で、作業員或いはユーザにより、第2表示領域92内に表示される移動体2の移動軌跡を示す黒塗り矢印の所望の位置にカーソルが移動されクリックされると、当該クリックにより指定された位置までの移動距離積算値46が数値として第2表示領域92に表示される。図16に示す例では、指定された位置までの移動距離積算値46が17mである場合を示している。表示制御部34は記憶部33に格納される直視画像のうち、指定された位置までの移動距離積算値46が17mにおける直視画像を読み出すことで、第1表示領域91に移動距離積算値46が17mにおける直視画像が表示される。このように、ユーザ或いは作業員は、直視画像により下水道管60内のひび割れや破損の点検の見落としが仮にあった場合においても、下水道管60内の所望の位置における直視画像を容易に確認することが可能となる。 FIG. 16 is another example of the screen display example of the display unit 42. As shown in FIG. 16, the display screen 90 of the display unit 42 is composed of a first display area 91 and a second display area 92. In the second display area 92, the pipeline network diagram, the black arrow indicating the movement locus of the moving body 2, and the numerical value of the movement distance integrated value 46 are superimposed and displayed. In this state, when the cursor is moved to a desired position of the black-painted arrow indicating the movement locus of the moving body 2 displayed in the second display area 92 by the worker or the user and clicked, it is designated by the click. The integrated value 46 of the movement distance to the position is displayed as a numerical value in the second display area 92. In the example shown in FIG. 16, the case where the total distance traveled to the designated position 46 is 17 m is shown. The display control unit 34 reads out the direct-view image stored in the storage unit 33 when the total movement distance 46 to a designated position is 17 m, so that the total movement distance 46 is stored in the first display area 91. A direct view image at 17 m is displayed. In this way, the user or the worker can easily confirm the direct view image at the desired position in the sewer pipe 60 even if the inspection of cracks or breakage in the sewer pipe 60 is overlooked by the direct view image. Is possible.

なお、本実施例では、画像処理装置7を電子端末4に実装する場合を一例として説明したが、画像処理装置7の一部の機能を移動体2に実装する構成としても良い。この場合、例えば、上述の図2に示した画像処理装置7の機能ブロックのうち、通信I/F31、領域抽出部14、探索部(マッチング部)20、位置差分算出部26、左右内面距離算出部32、視野角算出部36、移動距離算出部38、及び積算部40を移動体2に実装し、その他を電子端末4に実装すれば良い。また、通信I/F31と、領域抽出部14、探索部(マッチング部)20、位置差分算出部26、左右内面距離算出部32、視野角算出部36、移動距離算出部38、及び積算部40のうち少なくともいずれか一つを移動体2に実装し、その他を電子端末4に実装することで機能分散させる構成としても良く、機能分散のさせ方は適宜設定すれば良い。
また、本実施例では、第2の画像データ10中の第1の領域16及び第2の領域18を基準とする場合を一例として説明したが必ずしもこれに限られるものではなく、第1の画像データ12における2つの特定領域を基準として、上述の処理を実行する構成としても良い。
In this embodiment, the case where the image processing device 7 is mounted on the electronic terminal 4 has been described as an example, but a configuration in which some functions of the image processing device 7 are mounted on the mobile body 2 may be used. In this case, for example, among the functional blocks of the image processing device 7 shown in FIG. 2 above, the communication I / F 31, the area extraction unit 14, the search unit (matching unit) 20, the position difference calculation unit 26, and the left and right inner surface distance calculation. The unit 32, the viewing angle calculation unit 36, the moving distance calculation unit 38, and the integrating unit 40 may be mounted on the moving body 2, and the others may be mounted on the electronic terminal 4. Further, the communication I / F 31, the area extraction unit 14, the search unit (matching unit) 20, the position difference calculation unit 26, the left and right inner surface distance calculation unit 32, the viewing angle calculation unit 36, the movement distance calculation unit 38, and the integration unit 40. At least one of them may be mounted on the moving body 2 and the others may be mounted on the electronic terminal 4 to distribute the functions, and the method of distributing the functions may be appropriately set.
Further, in this embodiment, the case where the first region 16 and the second region 18 in the second image data 10 are used as a reference has been described as an example, but the present invention is not necessarily limited to this, and the first image. The above processing may be executed with reference to the two specific areas in the data 12.

以上の通り、本実施例によれば、ケーブル或いは水平方向の移動距離センサを要することなく、長手方向に延在する管路施設内を検査のために撮像される画像データから移動体の移動距離を取得し得る管路施設内検査システムを提供することが可能となる。
また、本実施例によれば移動体の軽量化が可能となり、電池(バッテテリー)により駆動される移動体の移動時間の減少を防止しつつ移動体に搭載される撮像装置による撮像位置を把握することができる。
さらに、本実施例によれば、移動体の移動速度の情報に基づいてブレの少ない高品質の画像データの撮像が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the moving distance of the moving body is obtained from the image data captured for inspection in the pipeline facility extending in the longitudinal direction without requiring a cable or a moving distance sensor in the horizontal direction. It becomes possible to provide an inspection system in the pipeline facility that can obtain the above.
Further, according to this embodiment, the weight of the moving body can be reduced, and the imaging position by the imaging device mounted on the moving body can be grasped while preventing the moving time of the moving body driven by the battery (battery) from being reduced. be able to.
Further, according to the present embodiment, it is possible to capture high-quality image data with less blurring based on the information on the moving speed of the moving body.

図17は、本発明の他の実施例に係る実施例2の管路施設内検査システムを構成する画像処理装置の機能ブロック図である。管路施設内検査システム1の全体構成については、実施例1と同様であり、本実施例では管路施設内検査システム1を構成する画像処理装置7aが後述する内面距離算出部32aを有する点が実施例1と異なる。以下では、実施例1と同様の構成要素に同一の符号を付し、実施例1と重複する説明を省略する。
図17に示すように、本実施例の画像処理装置7aは、上述の実施例1における左右内面距離算出部32に代えて内面距離算出部32aを有する点に特徴がある。
図18は、撮像装置2により撮像される直視画像の模式図である。上述の実施例1における図4と比較すると明らかなように、図18に示される直視画像における長手方向に延在する構造物(管路施設)の継ぎ目54は、直視画像の水平方向略中央に位置している。
図19は、撮像された画像データから抽出する第1の領域の位置の一例を示す模式図である。図19に示すように本実施例では、領域抽出部14は、特定領域として、第2の画像データ10から、第2の画像データ10の第1の領域16のみを抽出する。すなわち、本実施例では、第2の画像データ10から抽出される特定領域は1つの領域のみである。
FIG. 17 is a functional block diagram of an image processing apparatus constituting the pipeline in-facility inspection system of the second embodiment according to another embodiment of the present invention. The overall configuration of the pipeline in-facility inspection system 1 is the same as in the first embodiment. In this embodiment, the image processing device 7a constituting the pipeline in-facility inspection system 1 has an inner surface distance calculation unit 32a described later. Is different from Example 1. In the following, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description overlapping with the first embodiment will be omitted.
As shown in FIG. 17, the image processing device 7a of this embodiment is characterized in that it has an inner surface distance calculation unit 32a instead of the left and right inner surface distance calculation unit 32 in the above-described first embodiment.
FIG. 18 is a schematic view of a direct-view image captured by the image pickup apparatus 2. As is clear from comparison with FIG. 4 in Example 1 described above, the seam 54 of the structure (pipeline facility) extending in the longitudinal direction in the direct-view image shown in FIG. 18 is located substantially in the horizontal center of the direct-view image. positioned.
FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of the position of the first region extracted from the captured image data. As shown in FIG. 19, in the present embodiment, the region extraction unit 14 extracts only the first region 16 of the second image data 10 from the second image data 10 as a specific region. That is, in this embodiment, only one specific region is extracted from the second image data 10.

図20に撮像画像データから抽出する第1の領域16が、第1の画像データ12と第2の画像データ10で異なる位置にあることを示す模式図を示す。探索部(マッチング部)20は、領域抽出部14により抽出された第1の領域16を有する第2の画像データ10に基づき、上述の実施例1と同様に、第1の画像データ12の中で、第2の画像データ10の第1の領域16がもっとも整合する領域を探索する。図20に示すように、探索部(マッチング部)20により、抽出した第1の領域16が第1の画像データ12中で対応する領域62が示されている。図20の上図に示す第2の画像データ10の第1の領域16の位置、及び図20の下図に示す抽出した第1の領域16が第1の画像データ12中で対応する領域62の位置から成る第1の領域の対応情報22が、内部バス112を介して、位置差分算出部26及び視野角算出部36へ転送される。 FIG. 20 shows a schematic diagram showing that the first region 16 extracted from the captured image data is located at different positions in the first image data 12 and the second image data 10. The search unit (matching unit) 20 is in the first image data 12 as in the above-described first embodiment, based on the second image data 10 having the first region 16 extracted by the region extraction unit 14. Then, the region where the first region 16 of the second image data 10 is most consistent is searched. As shown in FIG. 20, the search unit (matching unit) 20 indicates a region 62 in which the extracted first region 16 corresponds to the first image data 12. The position of the first area 16 of the second image data 10 shown in the upper part of FIG. 20 and the extracted first area 16 shown in the lower part of FIG. 20 correspond to the corresponding area 62 in the first image data 12. Correspondence information 22 of the first region composed of positions is transferred to the position difference calculation unit 26 and the viewing angle calculation unit 36 via the internal bus 112.

位置差分算出部26及び視野角算出部36については実施例1と同様であるため、ここでは説明を省略する。
図21は、撮影画像データから抽出する第1の領域16の位置が、第1の画像データ12と第2の画像データ10で異なる位置にあり、それらの偏差を有することを示す模式図である。内面距離算出部32aは、図21に示す第1の領域の位置の偏差28の値に基づき、長手方向に延在する構造物(管路施設)60の内面から撮像装置までの距離を計算する。図22は、第1の画像データ12と第2の画像データ20における光学的幾何関係を示す模式図である。図22に示すように、撮像装置5を搭載する移動体2は、長手方向に延在する構造物(管路施設)60内の水平方向略中央部を移動することが、第1の画像データを撮像する位置にある撮像装置56及び第2の画像データを撮像する位置にある撮像装置58より分かる。点線で示すように、仮想的に第2の領域18が抽出された場合を想定すると、第1の領域の位置の偏差28と第2の領域の位置の偏差30とは等しくなる。従って図22に示すように、左側内面との距離72と右側内面との距離74も当然等しい値となることから、本実施例の内面距離算出部32aは、左側内面との距離72のみを求めることで足りることが分かる。
移動距離算出部38及び積算部40並びに表示部42につても実施例1と同様であるため、ここでは説明を省略する。
Since the position difference calculation unit 26 and the viewing angle calculation unit 36 are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted here.
FIG. 21 is a schematic diagram showing that the positions of the first region 16 extracted from the captured image data are different between the first image data 12 and the second image data 10 and have deviations thereof. .. The inner surface distance calculation unit 32a calculates the distance from the inner surface of the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction to the image pickup apparatus based on the value of the deviation 28 of the position of the first region shown in FIG. .. FIG. 22 is a schematic diagram showing an optical geometric relationship between the first image data 12 and the second image data 20. As shown in FIG. 22, the first image data is that the moving body 2 on which the image pickup apparatus 5 is mounted moves in a substantially central portion in the horizontal direction in the structure (pipeline facility) 60 extending in the longitudinal direction. It can be seen from the image pickup device 56 at the position of capturing the image and the image pickup device 58 at the position of capturing the second image data. As shown by the dotted line, assuming that the second region 18 is virtually extracted, the deviation 28 of the position of the first region and the deviation 30 of the position of the second region are equal to each other. Therefore, as shown in FIG. 22, since the distance 72 from the left inner surface and the distance 74 from the right inner surface are naturally equal values, the inner surface distance calculation unit 32a of this embodiment obtains only the distance 72 from the left inner surface. It turns out that this is enough.
Since the moving distance calculation unit 38, the integration unit 40, and the display unit 42 are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted here.

以上の通り本実施例によれば、撮像装置により撮像される画像データから1つの特定領域のみを抽出することで、最終的に移動距離積算値を求めることが可能となるため、実施例1の効果に加え、画像処理装置7aにおける処理負荷を低減することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to finally obtain the total distance traveled by extracting only one specific area from the image data captured by the image pickup apparatus. In addition to the effect, the processing load on the image processing apparatus 7a can be reduced.

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。 The present invention is not limited to the above-mentioned examples, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all the described configurations.

1…管路施設内検査システム
2…移動体
3…移動体用コントローラー(制御端末)
4…電子端末
5…撮像装置
6…開口部(マンホール)
7,7a…画像処理装置
10…第2の画像データ
12…第1の画像データ
14…領域抽出部
16…第2の画像データの第1の領域
18…第2の画像データの第2の領域
20…探索部(マッチング部)
22…第1の領域の対応情報
24…第2の領域の対応情報
26…位置差分算出部
28…第1の領域の位置の偏差
30…第2の領域の位置の偏差
31…通信I/F
32…左右内面距離算出部
32a…内面距離算出部
33…記憶部
34…表示制御部
36…視野角算出部
38…移動距離算出部
40…積算部
42…表示部
46…移動距離積算値
48…半視野角
50…長手方向に延在する構造物(管路施設)の内面の断面寸法
52…下水
54…長手方向に延在する構造物(管路施設)の継ぎ目
56…第1の画像データを撮像する位置にある撮像装置
58…第2の画像データを撮像する位置にある撮像装置
60…長手方向に延在する構造物(管路施設)
62…抽出した第1の領域が第1の画像データ中で対応する領域
64…抽出した第2の領域が第1の画像データ中で対応する領域
66…第1の画像データが投影される等価画像平面
68…第2の画像データが投影される等価画像平面
70…1の画像データを撮像した位置と第2の画像データを撮像した位置の差分
72…左側内面との距離
74…右側内面との距離
76…焦点距離
78…画像中心
80…画像中心からの画素数
84…撮像装置と第2の画像データの第2の領域までの軸方向の距離
90…表示画面
91…第1表示領域
92…第2表示領域
112…内部バス
1 ... Pipeline facility inspection system 2 ... Mobile 3 ... Mobile controller (control terminal)
4 ... Electronic terminal 5 ... Imaging device 6 ... Opening (manhole)
7,7a ... Image processing device 10 ... Second image data 12 ... First image data 14 ... Area extraction unit 16 ... First area of second image data 18 ... Second area of second image data 20 ... Search section (matching section)
22 ... Correspondence information of the first region 24 ... Correspondence information of the second region 26 ... Position difference calculation unit 28 ... Deviation of the position of the first region 30 ... Deviation of the position of the second region 31 ... Communication I / F
32 ... Left and right inner surface distance calculation unit 32a ... Inner surface distance calculation unit 33 ... Storage unit 34 ... Display control unit 36 ... Viewing angle calculation unit 38 ... Movement distance calculation unit 40 ... Integration unit 42 ... Display unit 46 ... Movement distance integrated value 48 ... Semi-viewing angle 50 ... Cross-sectional dimension of the inner surface of the structure (pipeline facility) extending in the longitudinal direction 52 ... Sewage 54 ... Seam 56 of the structure (pipeline facility) extending in the longitudinal direction 56 ... First image data Imaging device 58 at a position for imaging a second image data ... Imaging device 60 at a position for imaging a second image data ... A structure (pipeline facility) extending in the longitudinal direction.
62 ... The extracted first region corresponds to the first image data 64 ... The extracted second region corresponds to the first image data 66 ... Equivalent to which the first image data is projected Image plane 68 ... Difference between the position where the image data of the equivalent image plane 70 ... 1 on which the second image data is projected and the position where the second image data is captured 72 ... Distance between the left inner surface 74 ... Right inner surface Distance 76 ... Focus distance 78 ... Image center 80 ... Number of pixels from image center 84 ... Axial distance between the image pickup device and the second area of the second image data 90 ... Display screen 91 ... First display area 92 … Second display area 112… Internal bus

Claims (8)

撮像装置を搭載し、長手方向に延在する管路施設内を移動する移動体と、
前記移動体の移動を制御する制御端末と、
前記撮像装置により撮像される画像データを処理する画像処理装置と、を備え、
前記画像処理装置は、
前記管路施設内において長手方向に異なる2地点にて前記撮像装置にて撮像された第1の画像データ及び第2の画像データを取得し、前記第1の画像データ又は第2の画像データの右側に第1の領域を特定領域として抽出し、左側に第2の領域を特定領域として抽出する領域抽出部と、
抽出された特定領域が、他方の画像データ内で対応する領域を探索する探索部と、
前記第1の画像データ及び第2の画像データにおける前記第1の領域間の位置の偏差と、前記第2の領域間の位置の偏差を求める位置差分抽出部と、
抽出された前記第1の領域間の位置の偏差と、前記第2の領域間の位置の偏差に基づき前記管路施設の内面から前記撮像装置までの距離を求める内面距離算出部と、
前記特定領域の視野角と前記内面から前記撮像装置までの距離に基づき、前記2地点の間の距離を求める移動距離算出部とを有することを特徴とする管路施設内検査システム。
A moving body equipped with an imaging device and moving in a pipeline facility extending in the longitudinal direction,
A control terminal that controls the movement of the moving body,
An image processing device for processing image data captured by the image pickup device is provided.
The image processing device is
The first image data and the second image data captured by the image pickup apparatus are acquired at two points different in the longitudinal direction in the pipeline facility, and the first image data or the second image data is obtained. An area extraction unit that extracts the first area as a specific area on the right side and extracts the second area as a specific area on the left side .
A search unit in which the extracted specific area searches for a corresponding area in the other image data,
The position deviation between the first region in the first image data and second image data, a position difference extraction unit for determining the deviation of the position between the second region,
The position deviation between the extracted first region, and the inner surface distance calculating unit for determining the distance from the conduit interior surface properties based on the deviation of the position between the second region to the imaging device,
A pipeline in-facility inspection system comprising a moving distance calculation unit that obtains a distance between the two points based on a viewing angle of the specific region and a distance from the inner surface to the imaging device.
請求項1に記載の管路施設内検査システムにおいて、
前記画像処理装置は、
所定の周期にて、前記移動距離算出部により求められる2地点の間の距離を積算し、積算移動距離を求める積算部を有することを特徴とする管路施設内検査システム。
In the pipeline facility inspection system according to claim 1,
The image processing device is
An inspection system in a pipeline facility, characterized in that it has an integrating unit that integrates the distances between two points obtained by the moving distance calculation unit at a predetermined cycle and calculates the integrated moving distance.
請求項2に記載の管路施設内検査システムにおいて、
前記画像処理装置は、
前記積算部により求められた積算移動距離を表示情報及び/又は音声情報として出力する出力装置を備えることを特徴とする管路施設内検査システム。
In the pipeline facility inspection system according to claim 2,
The image processing device is
An inspection system in a pipeline facility including an output device that outputs the integrated travel distance obtained by the integrating unit as display information and / or audio information.
請求項1に記載の管路施設内検査システムにおいて、
前記画像処理装置は、前記移動距離算出部により求められる2地点の間の距離を、前記第1の画像データ及び第2の画像データの撮像時刻の差で除算することにより、撮像装置を搭載する前記移動体の移動速度を求める移動速度算出部を備えることを特徴とする管路施設内検査システム。
In the pipeline facility inspection system according to claim 1 ,
The image processing device mounts the image processing device by dividing the distance between two points obtained by the moving distance calculation unit by the difference between the imaging times of the first image data and the second image data. A pipeline in-facility inspection system including a moving speed calculation unit for obtaining the moving speed of the moving body.
請求項4に記載の管路施設内検査システムにおいて、
前記画像処理装置は、
前記移動速度算出部により求めた前記移動体の移動速度が、所定の値を越えた場合には、警報を表示情報又は音声情報として出力する出力装置を備えることを特徴とする管路施設内検査システム。
In the pipeline facility inspection system according to claim 4 ,
The image processing device is
Inspection in a pipeline facility including an output device that outputs an alarm as display information or voice information when the moving speed of the moving body obtained by the moving speed calculation unit exceeds a predetermined value. system.
請求項2記載の管路施設内検査システムにおいて、
前記撮像装置を搭載する移動体が前記管路施設内を後退する場合には、前記積算部は2地点の間の移動距離を積算移動距離から減算することを特徴とする管路施設内検査システム。
In the pipeline facility inspection system according to claim 2,
When the moving body equipped with the imaging device retracts in the pipeline facility, the integrating unit subtracts the traveling distance between the two points from the integrated traveling distance, which is an inspection system in the pipeline facility. ..
請求項5に記載の管路施設内検査システムにおいて、
前記出力装置は表示部を有し、
前記表示部の表示画面は、前記撮像装置により撮像される前記管路施設内における直視画像を表示する第1表示領域と、少なくとも前記積算部により求められた積算移動距離を表示情報として表示する第2表示領域と、を有することを特徴とする管路施設内検査システム。
In the pipeline facility inspection system according to claim 5 ,
The output device has a display unit and has a display unit.
The display screen of the display unit displays a first display area for displaying a direct-view image in the pipeline facility imaged by the imaging device, and at least the integrated movement distance obtained by the integration unit as display information. A pipeline in-facility inspection system characterized by having two display areas.
請求項7に記載の管路施設内検査システムにおいて、
前記第2表示領域に、前記積算部により求められた積算移動距離と予め記憶された管路網図を重畳表示することを特徴とする管路施設内検査システム。
In the pipeline facility inspection system according to claim 7 ,
An inspection system in a pipeline facility, characterized in that the integrated movement distance obtained by the integration unit and a pipeline network diagram stored in advance are superimposed and displayed on the second display area.
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