特許 6649717 水中検査装置およびこの装置のための水中カメラ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6649717

(24)【登録日】2020年1月21日

(45)【発行日】2020年2月19日

(54)【発明の名称】水中検査装置およびこの装置のための水中カメラ装置

(51)【国際特許分類】

   B63C 11/48 20060101AFI20200210BHJP

   G21C 19/02 20060101ALI20200210BHJP

   B63C 11/49 20060101ALI20200210BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20200210BHJP

   G03B 17/08 20060101ALI20200210BHJP

   G03B 17/56 20060101ALI20200210BHJP

   G21C 17/003 20060101ALN20200210BHJP

【ＦＩ】

   B63C11/48 D

   G21C19/02 050

   B63C11/49

   H04N5/225

   G03B17/08

   G03B17/56 Z

   !G21C17/003

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-165373(P2015-165373)

(22)【出願日】2015年8月25日

(65)【公開番号】特開2015-214335(P2015-214335A)

(43)【公開日】2015年12月3日

【審査請求日】2018年7月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000166627

【氏名又は名称】五洋建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107272

【弁理士】

【氏名又は名称】田村 敬二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100109140

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 研一

(72)【発明者】

【氏名】佐貫 宏

(72)【発明者】

【氏名】森屋 陽一

(72)【発明者】

【氏名】杉本 英樹

(72)【発明者】

【氏名】松本 歩

【審査官】 杉田 隼一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１２８０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−１４４２９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１４−２３６３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１９４０２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１４−０５６１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−１０２３９５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１３−２５０４１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６３Ｃ １１／４８

Ｂ６３Ｃ １１／４９

Ｇ０３Ｂ １７／０８

Ｇ０３Ｂ １７／５６

Ｇ２１Ｃ １９／０２

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

Ｇ２１Ｃ １７／００３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中構造物を検査するための水中検査装置であって、
水中構造物の検査対象面を撮影する水中カメラと、
前記水中カメラの前部に配置されかつ前記検査対象面側に第１透光部を有し、前記カメラ前部側に第２透光部を有する伸縮可能な密閉容器と、
清水貯留部から前記密閉容器の内部に清水を供給する清水供給手段と、
装置本体を水中において３次元方向に移動させるための推進機構と、を備え、
前記推進機構による移動時に前記密閉容器を前記装置本体内に縮めるとともに、前記撮影時に前記装置本体外に伸ばす構成であり、
前記水中カメラは、前記密閉容器の伸縮により前記第１透光部が前記検査対象面に接触ないし接近した状態となって前記清水貯留部からの清水で満たされた前記密閉容器を通して前記検査対象面を撮影することを特徴とする水中検査装置。

【請求項2】

前記密閉容器は、前記水中カメラの光軸方向に伸縮可能な蛇腹構造と、前記密閉容器の周囲に設けられ前記密閉容器を支持しガイドするガイド部と、を有する請求項１に記載の水中検査装置。

【請求項3】

前記密閉容器の伸縮を、前記清水供給手段による前記密閉容器に対する清水の供給・排出によって行う請求項１または２に記載の水中検査装置。

【請求項4】

前記ガイド部を前記伸縮方向に駆動する駆動部を備え、
前記密閉容器の伸縮を前記駆動部によって行う請求項２に記載の水中検査装置。

【請求項5】

前記清水貯留部が伸縮構造を有し、
前記清水供給手段が前記伸縮構造を伸縮させる駆動部を有し、
前記駆動部により前記伸縮構造を伸縮させて前記清水貯留部から通水路を通して清水を前記密閉容器へ供給し、また、前記密閉容器から前記通水路を通して清水を前記清水貯留部へ排出する請求項１〜４のいずれか１項に記載の水中検査装置。

【請求項6】

前記第１透光部は、透光性部材と、前記透光性部材上に設けられた傷防止部材との二重構造を有し、前記傷防止部材が交換可能である請求項１〜５のいずれか１項に記載の水中検査装置。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載の水中検査装置における前記水中カメラと、前記密閉容器と、前記清水供給手段と、を備えることを特徴とする水中カメラ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、種々の水中構造物の検査を行う水中検査装置およびこの装置のための水中カメラ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、水中構造物を点検する装置としてROV（遠隔操作無人探査機）が公知である。ROVは、陸上あるいは船上からの遠隔操作によってROVを水中構造物の点検したい部分に接近させ、ROVに搭載した水中カメラによって点検個所の状況を確認するものである（例えば、特許文献１の図２参照）。

【0003】

水中におけるカメラ撮影時の視認性を確保するために、特許文献２は、カメラの前部に密閉式の容器を着脱自在に取り付け、この容器に、周囲の水を濾過して供給するための濾過水供給装置を設け、容器の前面透明部を被点検物の点検場所に当接させることで、透明度を確保するようにした水中点検観測装置を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2014-170015号公報

【特許文献2】特開2000-128076号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ROV等により検査対象となる水中構造物のダム堤体や港湾構造物や水路や管路などは、水（海水）で満たされている点検場所があるとともに、その水が濁っている場合が多い。ROV等に備えた水中カメラによって水中構造物を点検する際に、高濁度の条件下では構造物の様子を鮮明に撮影することができない。特許文献２の水中点検観測装置は、上述のように、混濁した水中で透明性を確保するようにカメラ前部に密閉式の容器を設けているが、この装置をROVのように遠隔操作で水中移動させる場合、その図１からわかるように、前方に長く突き出た形状から、水中カメラ前部を覆う容器はROV本体の浮力バランスに悪影響を及ぼす。また、ROVが水中を移動する際、容器が抵抗となってROVの動作性能に支障をきたしてしまう。すなわち、ROVの前後方向の移動にはさほど問題はないが、上下左右の移動あるいは旋回に対しては思い通りの制御がしにくい懸念があり、ROVを近距離で移動させながら構造物を細かく点検するような場合には不向きと考えられる。また、水中構造物を点検する際、ROVを静止させる必要があるが、水中ではこの位置決めが困難である。

【0006】

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、水中カメラで水中構造物を点検する際に高濁度の条件下でも水中構造物の検査対象面を鮮明に撮影することができるとともに、水中における移動制御が容易な水中検査装置およびこの装置のための水中カメラ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するための水中検査装置は、水中構造物を検査するための水中検査装置であって、水中構造物の検査対象面を撮影する水中カメラと、前記水中カメラの前部に配置されかつ前記検査対象面側に第１透光部を有し、前記カメラ前部側に第２透光部を有する伸縮可能な密閉容器と、清水貯留部から前記密閉容器の内部に清水を供給する清水供給手段と、装置本体を水中において３次元方向に移動させるための推進機構と、を備え、前記推進機構による移動時に前記密閉容器を前記装置本体内に縮めるとともに、前記撮影時に前記装置本体外に伸ばす構成であり、前記水中カメラは、前記密閉容器の伸縮により前記第１透光部が前記検査対象面に接触ないし接近した状態となって前記清水貯留部からの清水で満たされた前記密閉容器を通して前記検査対象面を撮影することを特徴とする。

【0008】

この水中検査装置によれば、水中カメラの前部に配置された密閉容器の伸縮により第１透光部が水中構造物の検査対象面に接触ないし接近した状態で、水中カメラが清水貯留部からの清水で満たされた密閉容器を通して検査対象面を撮影するので、高濁度の条件下でも検査対象面を鮮明に撮影することができる。また、水中検査装置が推進機構により水中で移動する時に密閉容器を縮めるとともに、撮影時に伸ばす構成であるので、カメラ前部に密閉容器を配置しても、装置の水中移動に悪影響を及ぼすことがなく、水中における移動制御が容易となる。

【0009】

上記水中検査装置において、前記密閉容器は、前記水中カメラの光軸方向に伸縮可能な蛇腹構造と、前記密閉容器の周囲に設けられ前記密閉容器を支持しガイドするガイド部と、を有することが好ましい。密閉容器を蛇腹構造とすることで伸縮が自在になるとともに、伸縮する密閉容器をガイド部により支持するので、密閉容器がスムースに伸縮でき、また、先端側での蛇腹構造の垂れ下がり等の変形を防止できる。

【0010】

また、前記密閉容器の伸縮を、前記清水供給手段による前記密閉容器に対する清水の供給・排出によって行うように構成できる。

【0011】

また、前記ガイド部を前記伸縮方向に駆動する駆動部を有する伸縮手段を備え、
前記密閉容器の伸縮を前記伸縮手段によって行うように構成できる。

【0012】

また、前記清水貯留部が伸縮構造を有し、前記清水供給手段が前記伸縮構造を伸縮させる駆動部を有し、前記駆動部により前記伸縮構造を伸縮させて前記清水貯留部から通水路を通して清水を前記密閉容器へ供給し、また、前記密閉容器から前記通水路を通して清水を前記清水貯留部へ排出するように構成できる。

【0013】

また、前記第１透光部は、透光性部材と、前記透光性部材上に設けられた傷防止部材との二重構造を有し、前記傷防止部材が交換可能であることが好ましい。

【0014】

なお、実スケール判断のために前記検査対象面に間隔が既知である２本のレーザー光を照射するレーザー光源を有することが好ましい。

【0015】

また、水中カメラ装置は、上述の水中検査装置における前記水中カメラと、前記密閉容器と、前記清水供給手段と、を備えることを特徴とする。この水中カメラ装置によれば、高濁度の条件下でも検査対象面を鮮明に撮影することができる。

【0016】

なお、別の水中カメラ装置は、水中カメラと、前記水中カメラの前部に配置されかつ撮影対象物体側に第１透光部を有し、前記カメラ前部側に第２透光部を有する伸縮可能な密閉容器と、清水貯留部を有し前記清水貯留部から前記密閉容器の内部に清水を供給する清水供給手段と、前記水中カメラは、前記密閉容器の伸縮により前記第１透光部が撮影対象物体に接触ないし接近した状態となって前記清水貯留部からの清水で満たされた前記密閉容器を通して前記撮影対象物体を撮影することを特徴とする。

【0017】

この水中カメラ装置によれば、水中カメラの前部に配置された密閉容器の伸縮により第１透光部が水中の撮影対象物体の検査対象面等に接触ないし接近した状態で、水中カメラが清水貯留部からの清水で満たされた密閉容器を通して検査対象面を撮影するので、高濁度の条件下でも検査対象面等を鮮明に撮影することができる。この水中カメラ装置は上記水中検査装置に使用可能である。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、水中カメラで水中構造物を点検する際に高濁度の条件下でも水中構造物の検査対象面を鮮明に撮影することができるとともに、水中における移動制御が容易な水中検査装置およびこの装置のための水中カメラ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施形態による水中検査装置の全体を示す斜視図である。

【図2】図１の水中検査装置の上面図（ａ）、正面図（ｂ）および側面図（ｃ）である。

【図3】図１，図２の水中検査装置の水中カメラおよびその前部に配置した密閉容器を示す要部側面図である。

【図4】図１〜３の水中検査装置が移動する場合の水中カメラ、密閉容器および清水供給装置を概略的に示す要部側面図である。

【図5】図１〜３の水中検査装置が検査を行う場合の水中カメラ、密閉容器および清水供給装置を概略的に示す要部側面図である。

【図6】本実施形態による水中検査装置の操作系・制御系を説明するためのブロック図である。

【図7】図１〜図６の水中検査装置１０による検査時の工程Ｓ０１〜Ｓ０９を説明するためのフローチャートである。

【図8】図１〜図６の水中検査装置１０の水中カメラにより撮影された、ライン光が写り込んだ検査対象面の撮影画像を概略的に示す図である。

【図9】図４，図５の清水供給装置の別の例を概略的に示す要部側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図１は本実施形態による水中検査装置の全体を示す斜視図である。図２は図１の水中検査装置の上面図（ａ）、正面図（ｂ）および側面図（ｃ）である。なお、図２（ａ）〜（ｃ）では、装置上部の浮力体３３の図示を省略している。

【0021】

図１、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、水中検査装置１０は、水中に没する装置本体１０ａを有し、この装置本体１０ａは、下面に配置された環状のフレーム３１と、上面に配置された環状のフレーム３２と、フレーム３２の上部に配置された平板状の浮力体３３と、を備える。

【0022】

さらに、装置本体１０ａは、フレーム３１とフレーム３２との間に検査機器などを搭載し、全体として略矩方体状に構成されている。浮力体３３は、水中において装置本体１０ａに適度な浮力が作用するようにその容量が決められる。装置本体１０ａは、全体寸法をたとえば、長さ80cm×幅50cm×高さ60cm程度とすることができるが、これらは一例であって、適宜変更可能である。

【0023】

−
水中検査装置１０の装置本体１０ａは、その正面側（図２（ｂ））に、水中構造物の検査対象面に対し打音検査を行う打音検査部１１と、検査対象面に対し超音波探触子による肉厚測定を行う肉厚測定部１２と、検査前に検査対象面に付着している錆、苔、ヌメリ、貝、藻などの検査障害物を除去する検査障害物除去部１３と、検査対象面を撮影し画像情報を取得する計測水中カメラ１４と、計測水中カメラ１４の周囲に配置されて検査対象面を照明するLEDなどからなる照明部１５と、を有している。

【0024】

また、装置本体１０ａは、水中において３次元方向に移動するためにプロペラやモータなどから構成される推進部（スラスター）１７，１８，１９を備え、フレーム３１，３２の間に配置された推進部１７は装置を横（Ｘ）方向に移動させ、フレーム３１，３２の間に配置された推進部１８は前後（Ｙ）方向に移動させ、浮力体３３内に配置された推進部１９は上下（Ｚ）方向に移動させる。

【0025】

また、装置本体１０ａは、その正面側から検査対象面側へ突き出し可能に設けられ長さ変更可能な複数本の検査対象面対応ロッド３５ａ〜３５ｄを有している。上側の検査対象面対応ロッド３５ａ，３５ｂは、装置本体１０ａの上面側のフレーム３２の左右端部近傍に固定され、下側の検査対象面対応ロッド３５ｃ，３５ｄは、装置下面側のフレーム３１の左右端部近傍に固定されている。検査対象面対応ロッド３５ａ〜３５ｄは、伸縮機構を有して長さを伸縮自在に調整可能な伸縮棒から構成できる。このような伸縮棒は、公知の構造から構成可能で、たとえば、入れ子構造の一対の鋼管から構成でき、入れ子部分において管長手方向に所定ピッチで孔を管の径方向に貫通させて設け、手動により一対の鋼管を出し入れして目標長さに決めてから孔にロックピンを差し込むことで棒全体の長さを調整することができる。

【0026】

水中構造物の検査対象面が水平位置にある装置本体１０ａに対し傾斜している場合、その傾斜に対応して、予め検査対象面対応ロッド３５ａ、３５ｂを長めに調整し、検査対象面対応ロッド３５ｃ、３５ｄを短めに調整しておくことで、装置本体１０ａを傾斜した検査対象面に対応して押し付け、装置本体１０ａの姿勢を水平に保持することができる（特許文献１の図８参照）。

【0027】

また、水中構造物の検査対象面が直立面である場合、検査対象面対応ロッド３５ａ〜３５ｄを同じ長さに調整しておくことで、装置本体１０ａを直立面である検査対象面に押し付け、装置本体１０ａの姿勢を水平に保持することができる。

【0028】

また、装置本体１０ａは、装置本体１０ａをワイヤやロープで水中に吊り下げるための吊りクランプ３６と、浮力体３３の上面端部に設けられて装置本体１０ａの水中位置を測定するための応答器２１と、装置側面から光を照射するためのLEDなどからなる照明部２３と、超音波カメラ１６と、操縦用カメラ２０と、を備える。

【0029】

図１，図２（ａ）〜（ｃ）のように、計測水中カメラ（水中カメラ）１４の前部には密閉容器５０を設けているが、次に、かかる密閉容器について図３を参照して説明する。図３は、図１，図２の水中検査装置の水中カメラ１４およびその前部に配置した密閉容器５０を示す要部側面図である。

【0030】

図３のように、密閉容器５０は、撮影対象の検査対象面側に配置される第１透光部５１と、水中カメラ１４の前部１４ｂ側に配置される第２透光部５２と、第１透光部５１と第２透光部５２との間に配置される伸縮自在な筒状の蛇腹構造の伸縮部５３と、を有し、内部が密閉されるようにシール構造となっている。

【0031】

密閉容器５０の第１透光部５１は、透光性板５１ａと、透光性板５１ａ上に設けられた傷防止板５１ｂとの二重構造を有し、透光性板５１ａと傷防止板５１ｂとがリング状部材５１ｃに密着してシールされるように取り付けられている。水中撮影時に第１透光部５１が検査対象面に当接することで、その前面の傷防止板５１ｂに傷がついても、透光性板５１ａには傷がつかず、また、傷防止板５１ｂが交換可能であるので、傷ついた場合でも、対処可能である。透光性板５１ａは、透光性のある樹脂材料から構成でき、たとえば、アクリルやポリカーボネイト等を用いることができる。傷防止板５１ｂは、透光性のあるフィルム状材料から構成でき、たとえば、ＰＥＴ等を用いることができる。

【0032】

密閉容器５０の第２透光部５２は、透光性板５２ａがリング状部材５２ｂに密着してシールされるように取り付けられている。透光性板５２ａは、透光性のある樹脂材料から構成でき、たとえば、アクリルやポリカーボネイト等を用いることができる。水中カメラ１４は、その前部１４ｂが第２透光部５２の透光性板５２ａに密着するように配置される。

【0033】

図３のように、蛇腹構造の伸縮部５３は、その一端がリング状部材５１ｃに、その他端がリング状部材５２ｂにそれぞれ配置されて、シールされるように取り付けられている。また、伸縮部５３の蛇腹構造は、たとえば、シリコンゴムやクロロプレンゴム等の可撓性を有する材質を用いて構成することができる。

【0034】

また、伸縮部５３をガイドするガイドロッド５４が密閉容器５０の周囲に水中カメラ１４の光軸ｃに略平行に設けられている。すなわち、ガイドロッド５４は、その一端側が第１透光部５１のリング状部材５１ｃの外周面５１ｅ側に固定され、その他端側が水中カメラ１４の張り出し部１４ａに貫通して摺動可能に取り付けられている。なお、張り出し部１４ａは、水中カメラ１４の外周面を包囲し水中カメラ１４を保持するように設けられて装置本体１０ａ側に支持される。

【0035】

ガイドロッド５４は、伸縮する蛇腹構造の伸縮部５３を支持しガイドするので、密閉容器５０がスムースに伸縮でき、また、伸縮部５３の垂れ下がり等の変形を防止できる。なお、ガイドロッド５４は、密閉容器５０の周囲に複数本設けることが好ましい。また、密閉容器５０には、水中カメラ１４の周囲に設けた照明部１５とは別に、検査対象面を照明するためにＬＥＤ等からなる別の照明部を設けることが好ましい。

【0036】

また、密閉容器５０の第２透光部５２には、所定間隔で２本の平行なライン光を出射するレーザー光源５５，５６が設けられている。レーザー光源５５からの２本のライン光５５ａ，５５ｂが検査対象面に間隔ａで照射され（図８）、レーザー光源５６からの２本のライン光が検査対象面に間隔ｂで照射される。ライン光は、水中カメラ１４が検査対象面を撮影する撮影範囲内に照射されるが、間隔ａ，ｂは、ａ≧ｂに設定され、たとえば、ａ＝100mm、ｂ＝50mmに設定できるが、適宜変更可能である。通常、レーザー光源５５，５６のいずれか一方が使用され、撮影範囲内に照射された２本のライン光の間隔ａ（またはｂ）が実スケール（実寸法）の判断に用いられる。

【0037】

図３の密閉容器５０は、その内部に清水が満たされるが、かかる清水の供給装置について図１，図２（ａ）〜（ｃ）、図４，図５を参照して説明する。図４は、図１〜３の水中検査装置が移動する場合の水中カメラ、密閉容器および清水供給装置を概略的に示す要部側面図である。図５は、図１〜３の水中検査装置が検査を行う場合の水中カメラ、密閉容器および清水供給装置を概略的に示す要部側面図である。なお、図４，図５では、水中カメラや密閉容器等を、説明の便宜上、誇張して図示している。

【0038】

図４，図５のように、清水供給装置６０は、清水を内部に貯留する清水貯留部６１と、清水貯留部６１と密閉容器５０との間で清水を送るように作動する駆動部６５と、清水貯留部６１と密閉容器５０との間に設けられて通水路を構成する可撓性のホース６３と、を有する。

【0039】

清水貯留部６１は蛇腹構造を有する伸縮可能な伸縮体６１ａを有し、駆動部６５は複数の駆動軸６５ａを図４，図５の横方向ｈ１，その反対方向ｈ２に駆動することで、伸縮体６１ａの蛇腹構造を伸縮させる。駆動部６５は、電動モータとボールねじ等から構成される電動アクチュエータから構成できる。また、図１，図２（ａ）〜（ｃ）のように、清水供給装置６０の清水貯留部６１と駆動部６５は、装置本体１０ａの上部に配置されている。

【0040】

清水供給装置６０は、図４の清水貯留部６１が清水を貯留した状態で、駆動部６５を作動させて駆動軸６５ａを横方向ｈ１へ駆動して、伸縮体６１ａを図５のように圧縮することで、清水貯留部６１から清水をホース６３を通して密閉容器５０内へ供給することができる。これにより、密閉容器５０が清水で満たされて図５のように伸びる。

【0041】

また、図５の状態から駆動軸６５ａを反対方向ｈ２に駆動して、伸縮体６１ａを図４のように伸張させることで、密閉容器５０から清水を清水貯留部６１に排出し戻すことができる。これにより、密閉容器５０から清水が排出されて密閉容器５０が図４のように縮む。

【0042】

上述のように、本実施形態では、密閉容器５０の前後に第１透光部５１，第２透光部５２を配置し、密閉容器５０の内部を清水で満たすことで、水中カメラ１４の撮影前方の透明度を確保する構造としている。すなわち、図３〜図５のように、水中カメラ１４の前部１４ｂに配置された密閉容器５０が伸縮することで第１透光部５１が水中構造物の検査対象面Ｓに接触ないし接近した状態とし、水中カメラ１４が清水貯留部６１からの清水で満たされた密閉容器５０を通して検査対象面を撮影するので、高濁度の条件下でも検査対象面Ｓを鮮明に撮影することができる。

【0043】

図４，図５の清水供給装置６０の別の例について図９を参照して説明する。図９の清水供給装置６０Ａは、清水貯留部６１の伸縮体６１ａと密閉容器５０との間に清水を送るポンプ６２を配置し、図４，図５の駆動部６５を省略したものである。

【0044】

図９の清水供給装置６０Ａは、ポンプ６２を作動させることで清水を清水貯留部６１からホース６３を通して密閉容器５０内へ供給することで、密閉容器５０が図５のように伸張する。また、ポンプ６２の逆回転により、密閉容器５０から清水を清水貯留部６１に排出し戻すことで、密閉容器５０が縮む（図４）。

【0045】

次に、水中検査装置１０の操作系・制御系について図６のブロック図を参照して説明する。図６のように、水中検査装置１０は、装置本体１０ａに搭載された各部１１〜２３，５５，５６，６５を遠隔操作するための操作部１と、装置本体１０ａを操縦するときに周囲の画像を表示させる液晶パネルなどからなる操作表示部５と、各部１１〜２３，５５，５６，６５を制御するためのパソコンなどからなる制御部２と、各種画像信号や検査データや測定データなどを画面表示するための液晶パネルなどからなる表示部３と、を備える。装置本体１０ａの各部１１〜２３，５５，５６，６５に対し必要な電力を供給し、また、必要に応じて電気信号を送受信するためのケーブルＣＢが操作部１に接続されている。なお、図９の清水供給装置６０Ａを用いる場合は、ポンプ６２が制御部２により同様に制御される。

【0046】

操作部１，操作表示部５，制御部２および表示部３は、船上、水上または陸上側に設置され、装置本体１０ａの各部１１〜２３，５５，５６，６５を遠隔操作し制御し画報情報を表示する。制御部２は、ハードディスクやＲＡＭなどからなるメモリを有し、画像情報を含む検査結果・測定結果をメモリに記録する。すなわち、打音検査部１１による打音がメモリに記録され、再生されることで、その検査位置におけるコンクリート構造物の内部・表面の空洞や剥離やジャンカや亀裂などの欠陥の有無が判定される。かかる判定は、制御部２がインストールされたプログラムにより自動的に行うことができ、また、熟練者が実際に再生音を聴いて行うようにしてもよい。また、肉厚測定部１２により測定された肉厚測定値がメモリに記録される。また、水中カメラ１４により撮影された検査対象面の画像情報がメモリに記録される。

【0047】

また、制御部２は、水中位置測定装置４を有し、水中位置測定装置４は、水中の所定位置に設置された基準となる送受波器（図示省略）により装置本体１０ａの応答器２１からの超音波信号の伝搬時間を計測し、距離換算情報より座標計算を行い、装置本体１０ａの水中位置をほぼリアルタイムに測定する。かかる水中位置情報により構造物の検査対象面における検査位置情報を得ることができる。

【0048】

図１〜図６の水中検査装置１０の動作について図７，図８を参照して説明する。図７は図１〜図６の水中検査装置１０による検査時の工程Ｓ０１〜Ｓ０９を説明するためのフローチャートである。図８は図１〜図６の水中検査装置１０の水中カメラにより撮影された、ライン光が写り込んだ検査対象面の撮影画像を概略的に示す図である。

【0049】

まず、検査前の調査により得た検査対象面Ｓの傾斜角度に対応して、たとえば、検査対象面対応ロッド３５ａ、３５ｂを長めにし、検査対象面対応ロッド３５ｃ、３５ｄを短めに調整するとともに、検査障害物除去部１３の回転部１３ａの先端面、打音検査部１１の先端面、および肉厚測定部１２の前面の角度を検査対象面Ｓ（図５）に対応して調整しておく（Ｓ０１）。また、水中カメラ１４の光軸ｃ（図３）位置も調整しておく。

【0050】

次に、吊りクランプ３６に掛けられたロープで支持された装置本体１０ａを水中に投入する（Ｓ０２）。操作部１の操作により、推進部１７〜１９を駆動しながら装置本体１０ａを検査対象面Ｓの目標位置近傍まで水中を移動させる（Ｓ０３）。このとき、操縦用カメラ２０からの画像を操作表示部５に表示させながら操作し、水中位置測定装置４で得た水中位置データにより装置本体１０ａの位置を最終的に確認することができる。

【0051】

装置本体１０ａの移動前には、図４のように、駆動部６５の作動により密閉容器５０を縮めておく。これにより、水中カメラ１４の前部１４ｂに密閉容器５０を配置しても、装置本体１０ａが水中移動する時、密閉容器５０が縮んだ状態であるため、装置本体１０ａ自体の動作性能に支障がなく、密閉容器５０が水中検査装置１０の水中移動に悪影響を及ぼすことがなく、水中における移動制御が容易となる。なお、図４の密閉容器５０内には適切な量の清水を充填し、また、清水貯留部６１にも適切な量の水を充填しておく。

【0052】

次に、操作部１の操作により、推進部１７〜１９を駆動することで、装置本体１０ａを検査対象面Ｓに向けて駆動し、検査対象面対応ロッド３５ａ〜３５ｄを検査対象面Ｓに当てることにより、装置本体１０ａを傾斜した検査対象面Ｓに対応して水平に押し付け、装置本体１０ａを静止させ、装置本体１０ａの姿勢を確実に水平に保持することができる（Ｓ０４）。このとき、検査障害物除去部１３の先端面は検査対象面Ｓとほぼ平行である。

【0053】

次に、操作部１の操作により、検査障害物除去部１３の回転部１３ａを回転駆動し、カップブラシが検査対象面Ｓに押しつけられて回転することで、検査対象面Ｓの一部から検査障害物を除去する（Ｓ０５）。

【0054】

次に、操作部１の操作により、ターレットモータ２２を駆動し、打音検査部１１を検査障害物除去部１３が直前まで位置した位置まで回動させてから、操作部１の操作により、打音検査部１１が検査障害物除去領域で打音検査を行い（Ｓ０６）、続いて、照明部１５からの光で照明しながら水中カメラ１４により検査障害物除去領域を含む検査対象面Ｓを撮影する（Ｓ０７）。この撮影前に、図５のように、清水供給装置６０の駆動部６５の作動により、密閉容器５０を伸張させて第１透光部５１を検査対象面Ｓに近づけて（または接触させて）から、水中カメラ１４で密閉容器５０を通して検査対象面Ｓの撮影を行う。これより、水が混濁していても検査対象面Ｓを鮮明に撮影できる。なお、撮影のとき検査対象面Ｓは照明部１５等により照明される。

【0055】

上述の水中カメラ１４による撮影は、検査障害物除去後で打音検査前に行ってもよく、また、検査障害物除去の前後に行ってもよく、かかる水中カメラ１４による検査対象面Ｓの撮影により水中における構造物の状態や清掃状態の把握を行うことができる。

【0056】

上述のようにして取得した打音検査結果および検査対象面Ｓの画像情報は、水中位置測定装置４で得た水中位置データ（検査位置データ）とともに制御部２へ送信され、制御部２のメモリに記録される（Ｓ０８）。

【0057】

さらに検査を続ける場合には（Ｓ０９）、工程Ｓ０３に戻り、操作部１の操作により、推進部１７〜１９を駆動して装置本体１０ａを、次の検査対象面位置まで移動させる。

【0058】

なお、検査対象物が水中の鉄鋼構造物などの場合、打音検査工程Ｓ０６で肉厚測定部１２により鋼板などの肉厚を測定するようにしてもよい。

【0059】

また、撮影工程Ｓ０７において、操作部１の操作によりレーザー光源５５をオンすることで、図８のように、２本の平行なライン光５５ａ，５５ｂを検査対象面Ｓに照射した状態で撮影する。ライン光５５ａ，５５ｂの間隔ａ（100mm）により、実スケール（実寸法）を判断できる。また、間隔ａが長すぎる場合、レーザ光源５６をオンし、間隔ｂ（50mm）の２本のライン光を照射する。

【0060】

従来、水中において検査対象面の近傍が濁っている場合、水中カメラの前部から検査対象面までの距離が長いと、その撮影画像は不鮮明になったが、本実施形態の水中検査装置１０によれば、図５のように、水中カメラ１４の前部１４ｂに配置し清水を満たした密閉容器５０の前部の第１透光部５１を検査対象面Ｓに接近（または接触）させて撮影することで、検査対象面Ｓの撮影画像が鮮明になる。

【0061】

また、詳細な点検・検査を行うため、密閉容器５０の第１透光部５１を検査対象面Ｓに極力近づけることが好ましいが、このとき、密閉容器５０の蛇腹構造による可撓性によって、検査対象面Ｓの多少の不陸に対応することができる。また、検査対象面Ｓに接触する可能性のある第１透光部５１は、透光性板５１ａと傷防止板５１ｂとの二重構造を有するため、万が一検査対象面Ｓとの接触により傷ついても、傷防止板５１ｂが交換可能であり、装置の繰り返し使用に支障は生じない。

【0062】

また、水中検査装置１０によれば、水中にある構造物に対し打音検査や肉厚測定や画像取得による外観検査が可能な遠隔操作による水中調査ロボット方式の検査システム（遠隔操作無人探査機）を実現することができる。

【0063】

なお、本実施形態の水中検査装置により検査が可能な水中にある構造物として、ダム、護岸構造物、岸壁構造物、海域制御構造物、海洋構造物などのコンクリート構造物や鉄鋼構造物があるが、これらに限定されるものではない。

【0064】

以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。たとえば、本実施形態では密閉容器を蛇腹構造にしたが、本発明はこれに限定されず、たとえば、入れ子構造としてもよい。

【0065】

また、本実施形態では、密閉容器５０の伸縮部５３の伸縮は、密閉容器５０内に清水を送り込んで水の力で展張させる構成とし、具体的には、清水貯留部６１を駆動部６５により伸縮させることにより(図４，図５)、または清水貯留部６１と密閉容器５０との間に配置したポンプ６２の作動により（図９）、清水を密閉容器５０内に供給するように構成したが、本発明は、これに限定されず、密閉容器５０に駆動部を設けてガイドロッド５４を駆動することによって伸縮部５３の蛇腹構造を強制的に伸縮させるようにしてもよい。かかる駆動部としては、水圧式のアクチュエータや電動アクチュエータなどを用いることができ、操作部１の操作により駆動制御できる。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明の水中検査装置によれば、水中カメラで水中構造物を点検・検査する際に高濁度の条件下でも水中構造物の検査対象面を鮮明に撮影することができ、また水中における移動制御が容易であるので、水中構造物の点検・検査を確実に精度よく実行することができる。

【符号の説明】

【0067】

１０ 水中検査装置
１０ａ 装置本体
１４ 計測水中カメラ、水中カメラ
１４ｂ 前部
１７，１８，１９ 推進部（スラスター）
５０ 密閉容器
５１ 第１透光部
５１ａ 透光性板
５１ｂ 傷防止板
５２ 第２透光部
５２ａ 透光性板
５３ 伸縮部
５４ ガイドロッド
５５，５６ レーザー光源
５５ａ，５５ｂ ライン光
６０ 清水供給装置
６１ 清水貯留部
６１ａ 伸縮体
６２ ポンプ
６３ ホース
６５ 駆動部
ａ，ｂ ライン光の間隔
ｃ 光軸
Ｓ 検査対象面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】