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JP7512083B2 - Tunnel face imaging system and method - Google Patents
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JP7512083B2 JP2020089127A JP2020089127A JP7512083B2 JP 7512083 B2 JP7512083 B2 JP 7512083B2 JP 2020089127 A JP2020089127 A JP 2020089127A JP 2020089127 A JP2020089127 A JP 2020089127A JP 7512083 B2 JP7512083 B2 JP 7512083B2
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Description

本発明は、切羽撮像システム、切羽撮像方法に関する。 The present invention relates to a face imaging system and a face imaging method.

山岳トンネル工事の地山評価において、AI(artificial intelligence;人口知能)が活用されつつある(例えば、特許文献1参照)。AIで用いられる画像分類アルゴリズム(ディープラーニング)を高い精度で行うためには、均質な条件で撮影した一定品質の画像データが大量に必要となる。 AI (artificial intelligence) is being used to evaluate the ground conditions in mountain tunnel construction (see, for example, Patent Document 1). To perform the image classification algorithm (deep learning) used in AI with high accuracy, a large amount of image data of consistent quality taken under uniform conditions is required.

特開2019-023392号公報JP 2019-023392 A

しかしながら、今まで現場で取得した切羽画像の多くは、向きや大きさ、解像度が不揃いであり、AI学習の教師データに活用するには、困難なものが多いため、効率的に講師データを収集することが難しい。
特に、照明条件でカメラが自動補正してしまう場合には、同じ地山であっても切羽の様子(色合い)が大きく異なる画像になってしまう。そうした切羽写真をAI学習に用いる場合、画像編集ソフトでコントラストや解像度を編集する必要があるため、多くの作業時間を要していた。
また、編集では実際の切羽の色合いを再現することは難しい。
However, many of the face images acquired on-site to date have inconsistent orientation, size, and resolution, making them difficult to use as training data for AI learning, making it difficult to collect training data efficiently.
In particular, when the camera automatically corrects for lighting conditions, the appearance (color) of the face can be significantly different in the image, even if the ground is the same. When using such face photos for AI training, it is necessary to edit the contrast and resolution using image editing software, which takes a lot of work time.
Also, it is difficult to reproduce the actual color of the face during editing.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、切羽を評価するAIの学習データとして収集される画像の品質のばらつきを低減させることができる切羽撮像システム、切羽撮像方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a tunnel face imaging system and a tunnel face imaging method that can reduce the variation in quality of images collected as learning data for AI that evaluates the tunnel face.

上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、切羽を撮像可能な撮像部と、前記撮像部によって撮像された画像を表示するライブビュー画面に、トンネルの断面形状のガイド画像を表示する表示部と、を有する切羽撮像装置と、トンネル上部のうち切羽から第1距離だけ離れた位置に設けられ切羽を照明する第1照明装置と、前記トンネルの水平方向における第1端部側であって切羽から前記第1距離よりも短い距離である第2距離だけ離れた位置に設けられ、前記第1照明装置の補助として、前記第1照明装置が照明光を照射する向きと異なる方向から前記切羽を照明する第2照明装置と前記トンネルの水平方向における第1端部側とは反対側である第2端部側であって前記切羽から前記第2距離だけ離れた位置に設けられ、前記第1照明装置の補助として、前記第1照明装置が照明光を照射する向きと異なる方向から前記切羽を照明する第3照明装置とを有する切羽撮像システムである In order to solve the above-mentioned problems, one aspect of the present invention is a tunnel face imaging device having an imaging unit capable of imaging a tunnel face and a display unit that displays a guide image of the cross-sectional shape of the tunnel on a live view screen that displays the image captured by the imaging unit ; a first lighting device that is provided in the upper part of the tunnel at a position a first distance away from the tunnel face and illuminates the tunnel face; a second lighting device that is provided on the first end side of the tunnel in the horizontal direction and a second distance away from the tunnel face that is shorter than the first distance and that illuminates the tunnel face from a direction different from the direction in which the first lighting device irradiates illumination light as an auxiliary to the first lighting device; and a third lighting device that is provided on the second end side of the tunnel opposite the first end side in the horizontal direction and a second distance away from the tunnel face and that illuminates the tunnel face from a direction different from the direction in which the first lighting device irradiates illumination light as an auxiliary to the first lighting device .

また、本発明の一態様は、トンネル上部のうち切羽から第1距離だけ離れた位置に、切羽を照明する第1照明装置を配置し、前記トンネルの水平方向における第1端部側であって切羽から前記第1距離よりも短い距離である第2距離だけ離れた位置に、前記第1照明装置の補助として、前記第1照明装置が照明光を照射する向きと異なる方向から前記切羽を照明する第2照明装置を配置し、前記トンネルの水平方向における第1端部側とは反対側である第2端部側であって前記切羽から前記第2距離だけ離れた位置に、前記第1照明装置の補助として、前記第1照明装置が照明光を照射する向きと異なる方向から前記切羽を照明する第3照明装置を配置し、切羽撮像装置が、前記切羽を撮像したライブビュー画面において前記トンネルの断面形状のガイド画像が前記切羽の輪郭形状に合うように当該撮像装置の姿勢が調整された上で、撮影指示が入力されると、前記切羽を撮像した撮像画像のデータを記憶部に書き込む切羽撮像方法である。 Moreover, one aspect of the present invention is a face imaging method comprising the steps of: arranging a first lighting device at a position in an upper part of the tunnel a first distance away from the face; arranging a second lighting device as an auxiliary to the first lighting device at a position on the first end side of the tunnel in the horizontal direction and a second distance away from the face that is shorter than the first distance; and arranging a third lighting device as an auxiliary to the first lighting device at a position on the second end side opposite the first end side in the horizontal direction of the tunnel and the second distance away from the face, the third lighting device as an auxiliary to the first lighting device, illuminating the face from a direction different from the direction in which the first lighting device irradiates illumination light; and adjusting the attitude of a face imaging device so that a guide image of the cross-sectional shape of the tunnel matches the contour shape of the face on a live view screen on which the face is imaged, and writing data of the image captured of the face to a memory unit when an image capture command is input.

以上説明したように、この発明によれば、切羽を評価するAIの学習データとして収集される画像の品質のばらつきを低減させることができる。 As described above, this invention can reduce the variability in the quality of images collected as learning data for the AI that evaluates the face.

この発明の一実施形態による切羽撮像システム1の構成を示す概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram showing the configuration of a face imaging system 1 according to an embodiment of the present invention. トンネル10内に設置される照明装置の設置位置を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the installation positions of lighting devices installed in a tunnel 10. 撮像装置20の機能を説明する機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram illustrating functions of the imaging device 20. 表示部202に表示される表示画面400の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a display screen 400 displayed on a display unit 202. 撮像条件を設定する場合における設定画面の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a setting screen for setting imaging conditions. 切羽撮像システム1を用いて切羽を撮像する撮像方法について説明するフローチャートである。1 is a flowchart illustrating an imaging method for imaging a face using the face imaging system 1.

以下、本発明の一実施形態による切羽撮像システムについて図面を参照して説明する。
図1は、この発明の一実施形態による切羽撮像システム1の構成を示す概略ブロック図であり、図2は、トンネル10内に設置される照明装置の設置位置を説明する図である。この切羽撮像システム1は、トンネル10内において用いられる。
トンネル10のトンネル軸に沿った方向において坑口とは反対側に切羽11がある。
切羽11に向かい、かつ、水平方向のうち第1の方向における側面側には第1の側面部12があり、水平方向のうち第1の方向とは反対側の方向における側面側には第2の側面部13がある。
Hereinafter, a face imaging system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Fig. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a tunnel face imaging system 1 according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a diagram explaining the installation positions of lighting devices installed in a tunnel 10. This tunnel face imaging system 1 is used in the tunnel 10.
A face 11 is located on the opposite side of the tunnel 10 from the portal in the direction along the tunnel axis.
Facing the face 11, there is a first side portion 12 on the side surface in a first horizontal direction, and a second side portion 13 on the side surface in the horizontal direction opposite the first direction.

撮像装置20は、切羽11を撮像し、撮像データを記憶する。また、撮像装置20には液晶表示装置が設けられており、切羽11を撮像する際のライブビュー画面を表示することができる。撮像装置20は、切羽11から一定距離だけ離れた位置において撮影によって保持され、シャッターボタンが押されたタイミングで撮像画像を記憶領域に書き込む。
この撮像装置20は、デジタルカメラであってもよいし、撮像装置20の機能を実現するためのアプリケーションプログラムがインストールされ実行するスマートフォンまたはタブレット端末であってもよい。撮像装置20は、防水・防塵機能を持ち、高解像度(例えば、1200万画素程度以上)で撮像可能であることが好ましい。
The imaging device 20 captures an image of the working face 11 and stores the captured image data. The imaging device 20 is also provided with a liquid crystal display device, which can display a live view screen when capturing an image of the working face 11. The imaging device 20 is held at a position a certain distance away from the working face 11 during shooting, and writes the captured image into a storage area when the shutter button is pressed.
The imaging device 20 may be a digital camera, or may be a smartphone or tablet terminal that installs and executes an application program for implementing the functions of the imaging device 20. It is preferable that the imaging device 20 has waterproof and dustproof functions and is capable of capturing images at a high resolution (for example, about 12 million pixels or more).

照明装置21は、トンネル10の上部(例えば、天端部)のうち、切羽から第1距離L1だけ離れた位置に設けられ、切羽11を照明する。第1距離L1は、10m(メートル)程度から30m程度の距離である。ここでは、第1距離L1が10mの位置に照明装置21が設置され、切羽11の撮像が行われる。その後、トンネル10の掘削が進み、切羽11から照明装置21までの距離が距離L11(10m程度)から距離L12(30m程度)となった際に、切羽11から第1距離L1(10m)の位置まで盛替える。 The lighting device 21 is installed at a position in the upper part of the tunnel 10 (e.g., the top end) a first distance L1 away from the tunnel face, and illuminates the tunnel face 11. The first distance L1 is about 10 m (meters) to about 30 m. Here, the lighting device 21 is installed at a position where the first distance L1 is 10 m, and an image of the tunnel face 11 is taken. Thereafter, as the excavation of the tunnel 10 progresses and the distance from the tunnel face 11 to the lighting device 21 becomes from distance L11 (about 10 m) to distance L12 (about 30 m), the lighting device 21 is moved from the tunnel face 11 to a position of the first distance L1 (10 m).

照明装置22は、第1の側面部12の近傍であって、トンネル10の水平方向における第1側面部側(第1の側面部12)であって、切羽11から第1距離よりも短い距離である第2距離だけ離れた位置に設けられ切羽11を照明する。この照明装置22が照明光を照射する向きは、切羽11であればよいが、第2側面部側(第2の側面部13)に向く方向であってもよい。
照明装置23は、トンネル10の水平方向における第1端部側とは反対側である第2端部(第2の側面部13)側であって、切羽11から第2距離だけ離れた位置に設けられ切羽11を照明する。この照明装置23が照明光を照射する向きは、切羽11であればよいが、第1側面部側(第1の側面部12)に向く方向であってもよい。
The lighting device 22 is provided in the vicinity of the first side surface portion 12, on the first side surface portion side (first side surface portion 12) in the horizontal direction of the tunnel 10, and at a second distance, which is shorter than the first distance, from the tunnel face 11 to illuminate the tunnel face 11. The direction in which the lighting device 22 irradiates the illumination light may be toward the tunnel face 11, but may also be toward the second side surface portion side (second side surface portion 13).
The lighting device 23 is provided at a second distance from the tunnel face 11 on the second end (second side surface portion 13) side, which is opposite to the first end side in the horizontal direction of the tunnel 10, and illuminates the tunnel face 11. The direction in which the lighting device 23 irradiates the illumination light may be toward the tunnel face 11, but may also be toward the first side surface portion (first side surface portion 12).

これら照明装置22と照明装置23は、照明装置21に対する補助として設けられる。例えば、照明装置21を主照明装置とし、この照明装置21から切羽11に対して照射された照明光の方向とは、異なる方向から照明光を照射する。これにより、切羽11にクラック等があった場合であっても、照明装置21からの照明のみでは、切羽11の鏡面における凹凸やクラックの形状や幅や深さによっては、陰影が強くなってしまう場合があるため、この陰影を打ち消す方向から光を投射することで、照明装置21の照明光によって生じた影を弱くし、切羽11全体に対する照明光が照射されるバランスをとることができる。
また、主たる照明装置とは別に補助としての照明装置を用いることで、切羽11の鏡面をより自然な状態に近づけて撮像することできる。
このように、切羽写真を撮像する際には、これらの照明装置21、照明装置22、照明装置23を用いることで、切羽11の照度を確保することができるため、切羽11の写真の品質を確保することが可能となる。
These lighting devices 22 and 23 are provided as auxiliary devices for the lighting device 21. For example, the lighting device 21 is used as a main lighting device, and lighting light is irradiated from a direction different from the direction of the lighting light irradiated from this lighting device 21 to the face 11. As a result, even if there is a crack or the like in the face 11, the shadow may be strong depending on the unevenness in the mirror surface of the face 11 and the shape, width, and depth of the crack with only the lighting from the lighting device 21, so by projecting light from a direction that cancels this shadow, it is possible to weaken the shadow caused by the lighting light from the lighting device 21 and achieve a balance in which the lighting light is irradiated to the entire face 11.
Furthermore, by using an auxiliary lighting device in addition to the main lighting device, the mirror surface of the face 11 can be imaged in a more natural state.
In this way, when taking a photograph of the tunnel face, by using these lighting devices 21, 22, and 23, the illuminance of the tunnel face 11 can be ensured, thereby making it possible to ensure the quality of the photograph of the tunnel face 11.

照明装置22、照明装置23は、切羽11から5~7m程度離れた位置であって、トンネル10の床面から1.5m程度である高さHの位置に設置される。この照明装置22及び照明装置23は、切羽11の写真撮影時のみ設置し、撮影を行わない期間においては、一時的に撤去してもよい。 The lighting devices 22 and 23 are installed at a position 5 to 7 m away from the tunnel face 11 and at a height H of about 1.5 m from the floor of the tunnel 10. The lighting devices 22 and 23 are installed only when photographing the tunnel face 11, and may be temporarily removed during periods when photography is not being performed.

なお、照明装置21としては、例えば、軽量型高輝度LEDランプ(有限会社ジャパンマグネット社製、JCT-400A-L/P 400W、64,000lm)を1台、照明装置22、照明装置23としては、例えば、それぞれ、軽量型高輝度LEDランプ(有限会社ジャパンマグネット社製、JCT-200A-L/P 200W、32,000lm)を用いる。 For example, the lighting device 21 is a lightweight, high-brightness LED lamp (manufactured by Japan Magnet Co., Ltd., JCT-400A-L/P, 400W, 64,000lm), and the lighting devices 22 and 23 are each a lightweight, high-brightness LED lamp (manufactured by Japan Magnet Co., Ltd., JCT-200A-L/P, 200W, 32,000lm).

電源装置24は、照明装置22、照明装置23に電源を供給する。照明装置22、照明装置23は、この電源装置24から供給される電源を利用して駆動することで、照明光を照射することができる。なお、照明装置21は、電源装置24から電源の供給を受けてもよいし、別の電力供給経路から電源の供給を受けるようにしてもよい。 The power supply device 24 supplies power to the lighting devices 22 and 23. The lighting devices 22 and 23 can emit illumination light by being driven using the power supplied from the power supply device 24. Note that the lighting device 21 may receive power from the power supply device 24, or may receive power from a separate power supply path.

図3は、撮像装置20の機能を説明する機能ブロック図である。
撮像装置20は、撮像部201、表示部202、入力部203、記憶部204を含む。
撮像部201は、切羽を撮像可能である。
表示部202は、撮像部201によって撮像された画像を表示するライブビュー画面に、トンネルの断面形状のガイド画像を表示する。
入力部203は、撮影担当者からの操作入力を受け付ける。
記憶部204は、撮像画像を記憶する。
記憶部204は、記憶媒体、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、RAM(Random Access read/write Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはこれらの記憶媒体の任意の組み合わせによって構成される。この記憶部204は、例えば、不揮発性メモリを用いることができる。
FIG. 3 is a functional block diagram illustrating the functions of the imaging device 20. As shown in FIG.
The imaging device 20 includes an imaging unit 201 , a display unit 202 , an input unit 203 , and a storage unit 204 .
The imaging unit 201 is capable of imaging the working face.
The display unit 202 displays a guide image of the cross-sectional shape of the tunnel on a live view screen that displays the image captured by the imaging unit 201 .
The input unit 203 accepts operational input from the person in charge of photography.
The storage unit 204 stores the captured image.
The storage unit 204 is configured by a storage medium, for example, a hard disk drive (HDD), a flash memory, an electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), a random access read/write memory (RAM), a read only memory (ROM), or any combination of these storage media. For example, a non-volatile memory can be used for the storage unit 204.

ここで、図4は、表示部202に表示される表示画面400の一例を示す図である。この図では、撮像装置20としてスマートフォンが用いられた場合であって、表示画面の長手方向が水平方向となるように撮影担当者によって構えられた場合が図示されている。
この表示画面400では、撮像画像表示領域401と、撮影条件設定領域402とを含む。撮像画像表示領域401は、ライブビュー画面が表示される。ライブビュー画面は、撮像対象である切羽11全体と、切羽11の支保工410の第1の側面部12側からの天端部及び第2の側面部13までが撮像領域内に収まるような画角となっている場合について図示されている。ライブビュー画面は、撮像装置20を撮像モードにし、レンズを介して受光素子に受光された像を撮影画面として表示する画面である。
また、ライブビュー画面には、撮像対象が撮像されている状態を示す撮像画像に重なるようにガイド画像420が表示される。
ガイド画像420は、上半の形状に応じて湾曲する湾曲領域421と、水平面に対応した直線状である水平領域422とを含む。ガイド画像420の形状は、トンネル10の標準断面の輪郭形状に基づいて設定される。ガイド画像420の表示態様としては、例えば、実線、破線、ハッチングパターン等のうちいずれかの態様であって、切羽11や支保工410とは異なる色で表示されるようにしてもよい。これにより、ライブビュー画面において切羽11や支保工410とはガイド画像420とが異なることが把握しやすい。
4 is a diagram showing an example of a display screen 400 displayed on the display unit 202. In this figure, a smartphone is used as the imaging device 20, and a case is shown in which the smartphone is held by the person in charge of photography so that the longitudinal direction of the display screen is horizontal.
This display screen 400 includes a captured image display area 401 and an imaging condition setting area 402. The captured image display area 401 displays a live view screen. The live view screen is illustrated for a case where the angle of view is such that the entire face 11, which is the imaging target, and the top end and second side face 13 from the first side face 12 side of the support 410 of the face 11 are contained within the imaging area. The live view screen is a screen that sets the imaging device 20 to imaging mode and displays an image received by a light receiving element via a lens as an imaging screen.
Furthermore, on the live view screen, a guide image 420 is displayed so as to be superimposed on the captured image showing the state in which the imaging target is being imaged.
The guide image 420 includes a curved region 421 that curves according to the shape of the upper half, and a horizontal region 422 that is linear corresponding to the horizontal plane. The shape of the guide image 420 is set based on the contour shape of the standard cross section of the tunnel 10. The display mode of the guide image 420 may be, for example, any of a solid line, a dashed line, a hatching pattern, etc., and may be displayed in a color different from the face 11 and the shoring 410. This makes it easy to understand that the guide image 420 is different from the face 11 and the shoring 410 on the live view screen.

撮影担当者は、撮像装置20を撮像モードにし、ライブビュー画面に表示されるガイド画像420のうち、湾曲領域421の形状が切羽支保工の切羽11側の端部に合うように、かつ、水平領域422の形状が、床面と切羽11との境界とに合うように、撮像装置20の向きやズームの度合いを調整する。その上で、撮影ボタン430をタッチすることで、撮像装置20は、撮像画像を取り込んで記憶部204にそのデータを書き込む。ここでは、撮像画像は、撮像素子に受光された光(すなわち、切羽11、支保工410、床面などの像)に基づく画像が撮像画像として取り込まれ、ガイド画像420については、ライブビュー画面に表示されるだけであり、撮像画像には残らないようになっている。これにより、撮像画像内において、切羽11の輪郭形状がガイド画像420の形状と概ね一致するようにした撮像画像が得られるため、切羽11の掘削が進む毎に切羽11を撮像する場合であっても、また、異なる撮影担当者によって切羽11が撮像される場合であっても、切羽11の輪郭形状が撮像画像内において、一定サイズとなるようにして切羽画像を得ることができる。このため、切羽11を概ね正面側に捉え、仰俯角も概ね一定であり、撮像領域内における切羽11の画像のサイズが一定となるようにすることができ、撮像毎のばらつきが少ない。 The photographer sets the imaging device 20 to imaging mode and adjusts the orientation and zoom level of the imaging device 20 so that the shape of the curved area 421 of the guide image 420 displayed on the live view screen matches the end of the face 11 side of the face support, and the shape of the horizontal area 422 matches the boundary between the floor and the face 11. Then, by touching the shooting button 430, the imaging device 20 captures the captured image and writes the data to the memory unit 204. Here, the captured image is an image based on the light received by the imaging element (i.e., images of the face 11, shoring 410, floor, etc.), and the guide image 420 is only displayed on the live view screen and does not remain in the captured image. This allows an image to be obtained in which the contour shape of the face 11 generally matches the shape of the guide image 420, so that even if the face 11 is imaged each time the excavation of the face 11 progresses, or even if the face 11 is imaged by a different photographer, an image of the face can be obtained in which the contour shape of the face 11 has a constant size in the image. As a result, the face 11 is captured generally from the front, the elevation and depression angles are generally constant, and the size of the image of the face 11 in the image capture area is constant, with little variation between images.

さらに、表示画面400において撮影条件設定領域402には、設定ボタンが配置されている。撮像担当者は、この設定ボタンをタッチすることで、撮像条件を指定することができる。
図5は、撮像条件を設定する場合における設定画面の一例を示す図である。この設定画面は、撮影条件設定領域402の設定ボタンを押すことで切り替わる、あるいはポップアップ画面として表示される。設定画面においては、ISO感度とシャッター速度とを指定することが撮像担当者の操作入力に応じて指定可能である。ここでは、照明装置21、照明装置22、照明装置23の配置、向き、明るさが規定されていることで、切羽11を撮像するために十分な照度が確保することができ、また、画像の粗さや感度が一定の等品質となるようにし、切羽11を撮像可能である。ここでは、切羽11を好ましい状態で撮像できるようなISO感度とシャッター速度とを決め、設定画面から設定しておく。そして、この設定を行った後は、照明や画角等において同じような条件で切羽11を撮影することが可能とであるため、ISO感度とシャッター速度についても、基本的には一度設定された条件を変更せず、概ね同じ品質となるように撮影することができる。また、ISO感度とシャッター速度については、マニュアルにて変更するようになっているため、意図せずにISO感度とシャッター速度が自動で変更されてしまうこともない。
Furthermore, a setting button is arranged in the imaging condition setting area 402 on the display screen 400. The imaging person in charge can specify imaging conditions by touching this setting button.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a setting screen when setting the imaging conditions. This setting screen is switched by pressing the setting button in the imaging condition setting area 402, or is displayed as a pop-up screen. In the setting screen, the ISO sensitivity and shutter speed can be specified according to the operation input of the imaging person. Here, the arrangement, direction, and brightness of the lighting device 21, the lighting device 22, and the lighting device 23 are specified, so that sufficient illuminance can be secured for imaging the face 11, and the roughness and sensitivity of the image can be made constant and uniform, and the face 11 can be imaged. Here, the ISO sensitivity and shutter speed that can image the face 11 in a preferable state are determined and set from the setting screen. Then, after this setting is performed, it is possible to photograph the face 11 under similar conditions such as lighting and angle of view, so that the ISO sensitivity and shutter speed can be basically photographed so as to have approximately the same quality without changing the conditions that have been set once. In addition, since the ISO sensitivity and shutter speed are changed manually, the ISO sensitivity and shutter speed are not automatically changed unintentionally.

なお、ここでは、ライブビュー画面(図4)と設定画面(図5)とは別の画面で表示されてもよいし、1つの画面上に両方が表示されてもよい。また、ISO感度とシャッター速度のうち、いずれか一方をマニュアルにて変更可能とし、もう一方についての設定値が予め決められていてもよい。 Note that here, the live view screen (Figure 4) and the setting screen (Figure 5) may be displayed on separate screens, or both may be displayed on a single screen. Also, either the ISO sensitivity or the shutter speed may be manually changeable, with the setting value for the other being determined in advance.

図6は、切羽撮像システム1を用いて切羽を撮像する撮像方法について説明するフローチャートである。
切羽11の掘削が完了すると(ステップS101)、撮像担当者は、照明装置21が切羽11から第1距離L1にあることを確認する(ステップS102)。もし第1距離にない場合には、照明装置21の位置が第1距離L1となるように盛替えする。
次に、撮影担当者は、照明装置22と照明装置23を、切羽11から第2距離L2の位置に左右それぞれ設置し(ステップS103)、切羽余掘り部の影を無くすように照らされていることを確認する。
次に、撮影担当者は、撮像装置20を撮像モードにし、ライブビュー画面において、ガイド画像420が、形状が切羽支保工の切羽11側の端部と、床面と切羽11との境界とに合うように、撮像装置20の向き(撮像装置20の姿勢)やズームの度合いを調整する(ステップS104)。これらの調整を行った後、撮像ボタンをタッチし、撮像する(ステップS105)。
撮影が終了すると、撮影担当者は、照明装置22及び照明装置23を撤去する(ステップS106)。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an imaging method for imaging a working face using the working face imaging system 1.
When the excavation of the tunnel face 11 is completed (step S101), the imaging operator confirms that the lighting device 21 is at the first distance L1 from the tunnel face 11 (step S102). If the lighting device 21 is not at the first distance, the lighting device 21 is repositioned so that the lighting device 21 is at the first distance L1.
Next, the person in charge of photography sets up the lighting devices 22 and 23 on the left and right sides, respectively, at a position a second distance L2 from the face 11 (step S103), and confirms that the lighting is sufficient to eliminate shadows from the face overexcavation portion.
Next, the photographer sets the imaging device 20 to imaging mode, and adjusts the orientation of the imaging device 20 (the attitude of the imaging device 20) and the degree of zoom so that the shape of the guide image 420 on the live view screen matches the end of the face support on the face 11 side and the boundary between the floor surface and the face 11 (step S104). After making these adjustments, the photographer touches the imaging button to capture an image (step S105).
When the shooting is completed, the person in charge of shooting removes the lighting devices 22 and 23 (step S106).

以上説明した実施形態によれば、切羽撮影時から切羽からの距離や大きさを一定に保って、均一品質(色合い、明るさなど)の切羽画像を容易に得ることができる撮像装置20を実現することができ、また、この撮像装置20の機能を実現するアプリケーションプログラムをスマートフォンにインストールすることで、スマートフォンであっても撮像装置20を実現することができる。
山岳トンネル工事では、工事の特性から切羽の占有時間を極力減らす必要があるが、上述した実施形態によれば、山岳トンネルの工事現場における撮影時間は、平均数分(例えば1分)程度であり、施工サイクルへの影響も軽微な範囲に抑えることができる。
According to the embodiment described above, it is possible to realize an imaging device 20 that can easily obtain face images of uniform quality (color, brightness, etc.) by keeping the distance from the face and size constant from the time the face is photographed, and further, by installing an application program that realizes the functions of this imaging device 20 on a smartphone, it is possible to realize the imaging device 20 even on a smartphone.
In mountain tunnel construction, due to the nature of the work, it is necessary to minimize the time that the face is occupied. However, according to the above-described embodiment, the average time for photographing at a mountain tunnel construction site is about a few minutes (for example, 1 minute), and the impact on the construction cycle can be kept to a negligible range.

このように、品質のばらつきが少ない撮像画像を得ることができるため、このようにして得られた撮像画像を教師データとして用いることで、学習データとして収集される画像の品質のばらつきを低減させることができる。 In this way, captured images with little variation in quality can be obtained, and by using the captured images obtained in this way as training data, it is possible to reduce the variation in quality of images collected as learning data.

上述した実施形態における撮像装置20をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。 The imaging device 20 in the above-described embodiment may be realized by a computer. In this case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read into a computer system and executed to realize the function. The term "computer system" as used herein includes hardware such as an OS and peripheral devices. The term "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible disks, optical magnetic disks, ROMs, and CD-ROMs, and storage devices such as hard disks built into a computer system. The term "computer-readable recording medium" may also include a medium that dynamically holds a program for a short period of time, such as a communication line when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, and a medium that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that is a server or client in such a case. The program may be a program for realizing part of the above-described function, or may be a program that can realize the above-described function in combination with a program already recorded in the computer system, or may be a program that is realized using a programmable logic device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array).

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The above describes an embodiment of the present invention in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment and includes designs that do not deviate from the gist of the present invention.

1…切羽撮像システム、10…トンネル、11…切羽、12…第1の側面部、13…第2の側面部、20…撮像装置、21,22,23…照明装置、24…電源装置、201…撮像部、202…表示部、203…入力部、204…記憶部、400…表示画面、401…撮像画像表示領域、402…撮影条件設定領域、410…支保工、420…ガイド画像、421…湾曲領域、422…水平領域、430…撮影ボタン 1...face imaging system, 10...tunnel, 11...face, 12...first side portion, 13...second side portion, 20...imaging device, 21, 22, 23...lighting device, 24...power supply device, 201...imaging section, 202...display section, 203...input section, 204...storage section, 400...display screen, 401...image display area, 402...imaging condition setting area, 410...support, 420...guide image, 421...curved area, 422...horizontal area, 430...imaging button

Claims (4)

切羽を撮像可能な撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像を表示するライブビュー画面に、トンネルの断面形状のガイド画像を表示する表示部と、
を有する切羽撮像装置と、
トンネル上部のうち切羽から第1距離だけ離れた位置に設けられ切羽を照明する第1照明装置と、
前記トンネルの水平方向における第1端部側であって切羽から前記第1距離よりも短い距離である第2距離だけ離れた位置に設けられ、前記第1照明装置の補助として、前記第1照明装置が照明光を照射する向きと異なる方向から前記切羽を照明する第2照明装置と
前記トンネルの水平方向における第1端部側とは反対側である第2端部側であって前記切羽から前記第2距離だけ離れた位置に設けられ、前記第1照明装置の補助として、前記第1照明装置が照明光を照射する向きと異なる方向から前記切羽を照明する第3照明装置と
を有する切羽撮像システム
An imaging unit capable of imaging the working face;
a display unit that displays a guide image of a cross-sectional shape of a tunnel on a live view screen that displays an image captured by the imaging unit;
A face imaging device having
a first lighting device that is provided in an upper portion of the tunnel at a position a first distance away from the tunnel face and that illuminates the tunnel face;
a second lighting device that is provided at a position on a first end side in the horizontal direction of the tunnel and a second distance away from the tunnel face, the second distance being shorter than the first distance, and that illuminates the tunnel face from a direction different from the direction in which the first lighting device irradiates illumination light as an auxiliary to the first lighting device;
a third lighting device that is provided at a second end side, which is opposite to the first end side in the horizontal direction of the tunnel, and is located at a position separated by the second distance from the tunnel face, and that illuminates the tunnel face from a direction different from the direction in which the first lighting device irradiates illumination light, as an auxiliary to the first lighting device;
A face imaging system having the same .
前記ガイド画像は、
上半の形状に応じて湾曲する湾曲領域と、
水平面に対応した直線状である水平領域とを含む
請求項1記載の切羽撮像システム
The guide image is
A curved region that curves according to the shape of the upper half;
The face imaging system according to claim 1 , further comprising a horizontal region that is linear and corresponds to a horizontal plane.
前記表示部は、
ISO感度とシャッター速度とのうち少なくともいずれか一方の設定条件を設定可能な設定ボタンをガイド画像とともに表示する
請求項1または請求項2に記載の切羽撮像システム
The display unit is
3. The face imaging system according to claim 1, further comprising: a setting button for setting at least one of an ISO sensitivity and a shutter speed, the setting button being displayed together with a guide image.
トンネルの上部のうち切羽から第1距離だけ離れた位置に、切羽を照明する第1照明装置を配置し、
前記トンネルの水平方向における第1端部側であって切羽から前記第1距離よりも短い距離である第2距離だけ離れた位置に、前記第1照明装置の補助として、前記第1照明装置が照明光を照射する向きと異なる方向から前記切羽を照明する第2照明装置を配置し、
前記トンネルの水平方向における第1端部側とは反対側である第2端部側であって前記切羽から前記第2距離だけ離れた位置に、前記第1照明装置の補助として、前記第1照明装置が照明光を照射する向きと異なる方向から前記切羽を照明する第3照明装置を配置し、
切羽撮像装置が、前記切羽を撮像したライブビュー画面において前記トンネルの断面形状のガイド画像が前記切羽の輪郭形状に合うように当該切羽撮像装置の姿勢が調整された上で、撮影指示が入力されると、前記切羽を撮像した撮像画像のデータを記憶部に書き込む
切羽撮像方法。
a first lighting device for illuminating the tunnel face is disposed at a position in an upper portion of the tunnel that is a first distance away from the tunnel face;
a second lighting device is disposed at a position on a first end side of the tunnel in the horizontal direction and a second distance away from the tunnel face, the second distance being shorter than the first distance, as an auxiliary to the first lighting device, the second lighting device illuminating the tunnel face from a direction different from the direction in which the first lighting device irradiates the illumination light ;
a third lighting device is disposed at a position on a second end side of the tunnel, which is opposite to the first end side in the horizontal direction of the tunnel, and separated from the face by the second distance, as an auxiliary to the first lighting device, for illuminating the face from a direction different from the direction in which the first lighting device irradiates illumination light;
A face imaging method in which the attitude of the face imaging device is adjusted so that a guide image of the cross-sectional shape of the tunnel matches the contour shape of the face on a live view screen capturing the face, and when an instruction to capture an image is input, data of the captured image of the face is written to a memory unit.
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