(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023124570
(43)【公開日】2023-09-06
(54)【発明の名称】撮像システムおよび撮像方法
(51)【国際特許分類】
H04N 23/695 20230101AFI20230830BHJP
G01N 21/88 20060101ALI20230830BHJP
G06V 10/24 20220101ALI20230830BHJP
H04N 23/66 20230101ALI20230830BHJP
G03B 15/00 20210101ALI20230830BHJP
G03B 7/091 20210101ALI20230830BHJP
G03B 17/56 20210101ALI20230830BHJP
【ＦＩ】
H04N5/232 990
G01N21/88 Z
G06V10/24
H04N5/232 030
G03B15/00 T
G03B15/00 U
G03B15/00 P
G03B15/00 W
G03B7/091
G03B17/56 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022028403
(22)【出願日】2022-02-25
(71)【出願人】
【識別番号】000000099
【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ
(74)【代理人】
【識別番号】110000936
【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】倉田 孝男
(72)【発明者】
【氏名】塩永 亮介
【テーマコード（参考）】
2G051
2H002
2H105
5C122
【Ｆターム（参考）】
2G051AA90
2G051AB03
2G051AB07
2G051AB12
2G051AB20
2G051BA10
2G051CA04
2G051EA12
2G051EA14
2H002GA02
2H002GA35
2H002GA61
2H105AA03
2H105AA06
2H105AA12
2H105EE11
5C122DA12
5C122EA12
5C122FA01
5C122FA18
5C122FH06
5C122FH11
5C122FH18
5C122GD06
5C122GD11
5C122GG05
5C122HB01
5C122HB06
(57)【要約】
【課題】検査対象物の劣化状態を高精度に検出する。
【解決手段】撮像システム１００は、第１画像を生成する第１カメラ１２０と、撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す指標情報に含まれる複数の第１仮想点が、第１画像上の検査範囲内に含まれるように指標情報を変換して第１画像と合成する指標合成部と、レーザー照射部１４２と、指標情報が合成された第１画像上において、１の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点に、各レーザー照射部による照射点それぞれが一致するように、各レーザー照射部を変位させる照射変位部（移動装置１１０、照射部変位機構１４４）と、第２カメラ１３２によって生成される第２画像上において予め設定された、撮像範囲を規定する複数の第２仮想点が、照射点それぞれに一致するように、第２カメラを変位または回転させるカメラ位置変更部（移動装置１１０、カメラ位置変更機構１３４）と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】撮像システム１００は、第１画像を生成する第１カメラ１２０と、撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す指標情報に含まれる複数の第１仮想点が、第１画像上の検査範囲内に含まれるように指標情報を変換して第１画像と合成する指標合成部と、レーザー照射部１４２と、指標情報が合成された第１画像上において、１の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点に、各レーザー照射部による照射点それぞれが一致するように、各レーザー照射部を変位させる照射変位部（移動装置１１０、照射部変位機構１４４）と、第２カメラ１３２によって生成される第２画像上において予め設定された、撮像範囲を規定する複数の第２仮想点が、照射点それぞれに一致するように、第２カメラを変位または回転させるカメラ位置変更部（移動装置１１０、カメラ位置変更機構１３４）と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査対象物の検査面における検査範囲を撮像して第１画像を生成する第１カメラと、
１または複数の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す指標情報に含まれる前記複数の第１仮想点が、前記第１画像上の前記検査範囲内に含まれるように、前記指標情報を変換して前記第１画像と合成する指標合成部と、
前記検査面に対してレーザー光を照射するレーザー照射部と、
前記指標情報が合成された前記第１画像上において、１の前記撮像範囲を規定する複数の前記第１仮想点に、各前記レーザー照射部による前記レーザー光の照射点それぞれが一致するように、前記各レーザー照射部を変位させる照射変位部と、
前記検査範囲を撮像して第２画像を生成する第２カメラと、
前記第２画像上において予め設定された、前記撮像範囲を規定する複数の第２仮想点が、前記照射点それぞれに一致するように、前記第２カメラを変位または回転させるカメラ位置変更部と、
を備える、撮像システム。
１または複数の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す指標情報に含まれる前記複数の第１仮想点が、前記第１画像上の前記検査範囲内に含まれるように、前記指標情報を変換して前記第１画像と合成する指標合成部と、
前記検査面に対してレーザー光を照射するレーザー照射部と、
前記指標情報が合成された前記第１画像上において、１の前記撮像範囲を規定する複数の前記第１仮想点に、各前記レーザー照射部による前記レーザー光の照射点それぞれが一致するように、前記各レーザー照射部を変位させる照射変位部と、
前記検査範囲を撮像して第２画像を生成する第２カメラと、
前記第２画像上において予め設定された、前記撮像範囲を規定する複数の第２仮想点が、前記照射点それぞれに一致するように、前記第２カメラを変位または回転させるカメラ位置変更部と、
を備える、撮像システム。
【請求項2】
検査対象物の検査面における検査範囲を撮像して第１画像を生成する第１カメラと、
１または複数の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す指標情報に含まれる前記複数の第１仮想点が、前記第１画像上の前記検査範囲内に含まれるように、前記指標情報を変換して前記第１画像と合成する指標合成部と、
前記検査面に対してレーザー光を照射するレーザー照射部と、
前記検査範囲を撮像して第２画像を生成する第２カメラと、
前記レーザー照射部および前記第２カメラを一体的に保持する保持部と、
前記指標情報が合成された前記第１画像上において、１の前記撮像範囲を規定する複数の前記第１仮想点に、各前記レーザー照射部による前記レーザー光の照射点それぞれが一致し、かつ、前記第２画像上において予め設定された、前記撮像範囲を規定する複数の第２仮想点が、前記照射点それぞれに一致するように、前記保持部を変位または回転させる撮像位置変更部と、
を備える、撮像システム。
１または複数の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す指標情報に含まれる前記複数の第１仮想点が、前記第１画像上の前記検査範囲内に含まれるように、前記指標情報を変換して前記第１画像と合成する指標合成部と、
前記検査面に対してレーザー光を照射するレーザー照射部と、
前記検査範囲を撮像して第２画像を生成する第２カメラと、
前記レーザー照射部および前記第２カメラを一体的に保持する保持部と、
前記指標情報が合成された前記第１画像上において、１の前記撮像範囲を規定する複数の前記第１仮想点に、各前記レーザー照射部による前記レーザー光の照射点それぞれが一致し、かつ、前記第２画像上において予め設定された、前記撮像範囲を規定する複数の第２仮想点が、前記照射点それぞれに一致するように、前記保持部を変位または回転させる撮像位置変更部と、
を備える、撮像システム。
【請求項3】
前記第２カメラは、近赤外線カメラ、または、赤外線カメラである、請求項１または２に記載の撮像システム。
【請求項4】
検査対象物の検査面における検査範囲を撮像して第１画像を生成する第１カメラと、前記検査面に対してレーザー光を照射するレーザー照射部と、前記検査範囲を撮像して第２画像を生成する第２カメラと、を用いた撮像方法であって、
１または複数の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す指標情報に含まれる前記複数の第１仮想点が、前記第１画像上の前記検査範囲内に含まれるように、前記指標情報を変換して前記第１画像と合成する処理と、
前記指標情報が合成された前記第１画像上において、１の前記撮像範囲を規定する複数の前記第１仮想点に、各前記レーザー照射部による前記レーザー光の照射点それぞれが一致するように、前記各レーザー照射部を変位させる処理と、
前記第２画像上において予め設定された、前記撮像範囲を規定する複数の第２仮想点が、前記照射点それぞれに一致するように、前記第２カメラを変位または回転させる処理と、
を含む、撮像方法。
１または複数の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す指標情報に含まれる前記複数の第１仮想点が、前記第１画像上の前記検査範囲内に含まれるように、前記指標情報を変換して前記第１画像と合成する処理と、
前記指標情報が合成された前記第１画像上において、１の前記撮像範囲を規定する複数の前記第１仮想点に、各前記レーザー照射部による前記レーザー光の照射点それぞれが一致するように、前記各レーザー照射部を変位させる処理と、
前記第２画像上において予め設定された、前記撮像範囲を規定する複数の第２仮想点が、前記照射点それぞれに一致するように、前記第２カメラを変位または回転させる処理と、
を含む、撮像方法。
【請求項5】
検査対象物の検査面における検査範囲を撮像して第１画像を生成する第１カメラと、前記検査面に対してレーザー光を照射するレーザー照射部と、前記検査範囲を撮像して第２画像を生成する第２カメラと、前記レーザー照射部および前記第２カメラを一体的に保持する保持部と、を用いた撮像方法であって、
１または複数の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す指標情報に含まれる前記複数の第１仮想点が、前記第１画像上の前記検査範囲内に含まれるように、前記指標情報を変換して前記第１画像と合成する処理と、
前記指標情報が合成された前記第１画像上において、１の前記撮像範囲を規定する複数の前記第１仮想点に、各前記レーザー照射部による前記レーザー光の照射点それぞれが一致し、かつ、前記第２画像上において予め設定された、前記撮像範囲を規定する複数の第２仮想点が、前記照射点それぞれに一致するように、前記保持部を変位または回転させる処理と、
を含む、撮像方法。
１または複数の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す指標情報に含まれる前記複数の第１仮想点が、前記第１画像上の前記検査範囲内に含まれるように、前記指標情報を変換して前記第１画像と合成する処理と、
前記指標情報が合成された前記第１画像上において、１の前記撮像範囲を規定する複数の前記第１仮想点に、各前記レーザー照射部による前記レーザー光の照射点それぞれが一致し、かつ、前記第２画像上において予め設定された、前記撮像範囲を規定する複数の第２仮想点が、前記照射点それぞれに一致するように、前記保持部を変位または回転させる処理と、
を含む、撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、撮像システムおよび撮像方法に関する。
【背景技術】
【0002】
橋梁、高速道路、トンネル、ダム、ビル等の構造物の表面を撮像し、得られた画像を解析することで、構造物の劣化状態を検査する技術が開発されている。
【0003】
例えば、特許文献１には、構造物の表面を撮像して得られた画像に対し、画像処理を施して画像を正対化した正対化画像を生成し、正対化画像を解析して構造物のひび割れを検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１７－３４５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記特許文献１に記載された従来技術では、画像を正対化することにより、画像の一部が拡大または縮小される。このため、正対化画像には、大きさが変更されない領域、拡大された領域、縮小された領域が含まれることになる。そうすると、大きさが変更されない領域、拡大された領域、縮小された領域において、それぞれ解像度（単位領域あたりに含まれる画素数）が異なってしまう。このため、従来技術では、正対化画像の各領域において劣化状態の検出精度にバラツキが生じる。したがって、従来技術では、検査対象物の劣化状態の検出精度が低いという問題がある。
【0006】
本開示は、このような課題に鑑み、検査対象物の劣化状態を高精度に検出することが可能な撮像システムおよび撮像方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る撮像システムは、検査対象物の検査面における検査範囲を撮像して第１画像を生成する第１カメラと、１または複数の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す指標情報に含まれる複数の第１仮想点が、第１画像上の検査範囲内に含まれるように、指標情報を変換して第１画像と合成する指標合成部と、検査面に対してレーザー光を照射するレーザー照射部と、指標情報が合成された第１画像上において、１の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点に、各レーザー照射部によるレーザー光の照射点それぞれが一致するように、各レーザー照射部を変位させる照射変位部と、検査範囲を撮像して第２画像を生成する第２カメラと、第２画像上において予め設定された、撮像範囲を規定する複数の第２仮想点が、照射点それぞれに一致するように、第２カメラを変位または回転させるカメラ位置変更部と、を備える。
【0008】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る他の撮像システムは、検査対象物の検査面における検査範囲を撮像して第１画像を生成する第１カメラと、１または複数の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す指標情報に含まれる複数の第１仮想点が、第１画像上の検査範囲内に含まれるように、指標情報を変換して第１画像と合成する指標合成部と、検査面に対してレーザー光を照射するレーザー照射部と、検査範囲を撮像して第２画像を生成する第２カメラと、レーザー照射部および第２カメラを一体的に保持する保持部と、指標情報が合成された第１画像上において、１の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点に、各レーザー照射部によるレーザー光の照射点それぞれが一致し、かつ、第２画像上において予め設定された、撮像範囲を規定する複数の第２仮想点が、照射点それぞれに一致するように、保持部を変位または回転させる撮像位置変更部と、を備える。
【0009】
また、第２カメラは、近赤外線カメラ、または、赤外線カメラであってもよい。
【0010】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る撮像方法は、検査対象物の検査面における検査範囲を撮像して第１画像を生成する第１カメラと、検査面に対してレーザー光を照射するレーザー照射部と、検査範囲を撮像して第２画像を生成する第２カメラと、を用いた撮像方法であって、１または複数の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す指標情報に含まれる複数の第１仮想点が、第１画像上の検査範囲内に含まれるように、指標情報を変換して第１画像と合成する処理と、指標情報が合成された第１画像上において、１の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点に、各レーザー照射部によるレーザー光の照射点それぞれが一致するように、各レーザー照射部を変位させる処理と、第２画像上において予め設定された、撮像範囲を規定する複数の第２仮想点が、照射点それぞれに一致するように、第２カメラを変位または回転させる処理と、を含む。
【0011】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る他の撮像方法は、検査対象物の検査面における検査範囲を撮像して第１画像を生成する第１カメラと、検査面に対してレーザー光を照射するレーザー照射部と、検査範囲を撮像して第２画像を生成する第２カメラと、レーザー照射部および第２カメラを一体的に保持する保持部と、を用いた撮像方法であって、１または複数の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す指標情報に含まれる複数の第１仮想点が、第１画像上の検査範囲内に含まれるように、指標情報を変換して第１画像と合成する処理と、指標情報が合成された第１画像上において、１の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点に、各レーザー照射部によるレーザー光の照射点それぞれが一致し、かつ、第２画像上において予め設定された、撮像範囲を規定する複数の第２仮想点が、照射点それぞれに一致するように、保持部を変位または回転させる処理と、を含む。
【発明の効果】
【0012】
本開示によれば、検査対象物の劣化状態を高精度に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
【0015】
［撮像システム１００］
図１は、本実施形態に係る撮像システム１００の概略を説明する図である。図２は、第１カメラ１２０、第２カメラ１３２、レーザー照射部１４２の相対的な位置関係のイメージを説明する図である。
図１は、本実施形態に係る撮像システム１００の概略を説明する図である。図２は、第１カメラ１２０、第２カメラ１３２、レーザー照射部１４２の相対的な位置関係のイメージを説明する図である。
【0016】
図１に示すように、撮像システム１００は、検査対象物１０の検査面１２を撮像し、検査面１２を点検する。本実施形態では、検査対象物１０として、橋梁を例に挙げるが、検査対象物１０に限定はない。検査対象物１０は、例えば、高速道路、トンネル、ダム、ビル等の橋梁以外の構造物であってもよい。また、検査面１２が検査対象物１０の下面である場合を例に挙げる。
【0017】
撮像システム１００は、移動装置１１０と、第１カメラ１２０と、第２カメラユニット１３０と、複数の照射ユニット１４０と、制御装置１５０とを含む。
【0018】
移動装置１１０（照射変位部、カメラ位置変更部）は、ベース部１１２と、昇降部１１４と、移動部１１６と、設置板１１８とを含む。
【0019】
ベース部１１２は、検査対象物１０の下方に配される。
【0020】
昇降部１１４は、検査対象物１０の上方から検査対象物１０の下方に亘って設けられる。昇降部１１４は、ベース部１１２を上下方向に昇降させる。
【0021】
移動部１１６は、ベース部１１２に設けられる。移動部１１６の先端には、設置板１１８が設けられる。移動部１１６は、設置板１１８を水平方向に移動させる。
【0022】
第１カメラ１２０は、ベース部１１２に設けられる。第１カメラ１２０は、第１画像２１０を生成する。第１カメラ１２０は、検査面１２における検査範囲２０を撮像する。例えば、第１カメラ１２０は、検査範囲２０全域を撮像する。検査範囲２０は、検査面１２の一部の範囲である。検査範囲２０は、撮像システム１００を利用する検査員によって予め設定される。図１中、破線は、第１カメラ１２０によって撮像される検査面１２の範囲を示す。第１カメラ１２０は、例えば、可視光カメラである。
【0023】
【0024】
図１に戻って説明すると、第２カメラユニット１３０は、設置板１１８上に設けられる。第２カメラユニット１３０は、第２カメラ１３２と、カメラ位置変更機構１３４とを含む。
【0025】
第２カメラ１３２は、第２画像２２０を生成する。第２カメラ１３２は、検査面１２における検査範囲２０を撮像する。本実施形態において、第２カメラ１３２は、検査範囲２０の一部を撮像する。例えば、第２カメラ１３２によって撮像される検査面１２の範囲は、第１カメラ１２０よりも狭い。図１中、一点鎖線は、第２カメラ１３２によって撮像される検査面１２の範囲を示す。第２カメラ１３２は、例えば、可視光カメラである。
【0026】
本実施形態に係る撮像システム１００では、第２カメラ１３２が検査範囲２０の一部を撮像することによって生成された第２画像２２０に基づいて、検査範囲２０の劣化状態を検査する。劣化状態は、ひび割れ、塗膜割れ、塩分濃度等である。例えば、撮像システム１００では、検査範囲２０の一部を含む第２画像２２０と、複数の検量画像とを比較する。検量画像は、劣化状態を示す特徴点が含まれる画像である。複数の検量画像は、度合いが異なる劣化状態の試験体を撮像することで予め取得される。
【0027】
カメラ位置変更機構１３４（カメラ位置変更部）は、第２カメラ１３２の上下方向の位置および角度を変更する。
【0028】
複数の照射ユニット１４０は、設置板１１８上に設けられる。本実施形態において、照射ユニット１４０は、後述する、１の撮像範囲を規定する第１仮想点と同数（本実施形態では４個）設けられる。照射ユニット１４０は、レーザー照射部１４２と、照射部変位機構１４４とを含む。
【0029】
レーザー照射部１４２は、検査面１２に対してレーザー光を照射する。レーザー照射部１４２は、例えば、レーザーポインタで構成される。
【0030】
照射部変位機構１４４（照射変位部）は、レーザー照射部１４２の角度を変更する。
【0031】
図４は、制御装置１５０の機能ブロック図である。制御装置１５０は、中央制御部１５２と、表示部１５４と、メモリ１５６とを備える。
【0032】
中央制御部１５２は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成される。中央制御部１５２は、ＲＯＭからＣＰＵを動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出す。中央制御部１５２は、プログラムやパラメータ等に基づき、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して制御装置１５０全体を管理および制御する。
【0033】
表示部１５４は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等で構成される。本実施形態において、表示部１５４は、第１画像２１０、第２画像２２０、後述する指標情報２３０等を表示する。
【0034】
メモリ１５６は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成される。メモリ１５６は、中央制御部１５２に用いられるプログラムや各種データを記憶する。例えば、メモリ１５６は、後述する指標情報２３０、仮想点情報、識別情報、検量画像等を保持する。
【0035】
本実施形態において、中央制御部１５２は、指標生成部１７０、撮像範囲設定部１７２、第１撮像制御部１７４、位置決定部１７６、指標合成部１７８、照射位置制御部１８０、第２撮像制御部１８２、カメラ位置制御部１８４、画像統合部１８６、比較部１８８として機能する。
【0036】
指標生成部１７０は、指標情報を生成する。指標情報は、１または複数の撮像範囲を規定する複数の第１仮想点を示す情報である。指標情報は、例えば、検査対象物１０の設計図面に基づいて生成される。
【0037】
図５は、指標情報２３０を説明する図である。図５に示すように、指標情報２３０は、外縁情報２３２と、複数の第１仮想点ＰＡとを含む。外縁情報２３２は、検査範囲２０の外縁を示す情報である。第１仮想点ＰＡは、検査範囲２０に割り当てられる複数の撮像範囲Ｒを規定する情報である。ここでは、４個の第１仮想点ＰＡによって１個の撮像範囲Ｒが規定される。
【0038】
本実施形態において、撮像範囲Ｒの大きさは、検量画像を取得した際の撮像範囲に含まれる試験体の面積と、撮像範囲Ｒに含まれる検査範囲２０の面積とが略一致するように設定される。
【0039】
【0040】
指標生成部１７０によって生成された指標情報２３０は、メモリ１５６に保持される。
【0041】
撮像範囲設定部１７２は、第２カメラ１３２によって生成される第２画像２２０上において、撮像範囲Ｒを規定する複数の第２仮想点を設定する。
【0042】
図６は、撮像範囲設定部１７２による処理を説明する図である。図６に示すように、本実施形態において、撮像範囲設定部１７２は、第２画像２２０上に４つの第２仮想点ＰＢを設定する。４つの第２仮想点ＰＢは、例えば、第２画像２２０の四隅に対応する位置に設定される。４つの第２仮想点ＰＢによって、１の撮像範囲Ｒが仮想的に設定される。
【0043】
撮像範囲設定部１７２によって生成された、複数の第２仮想点ＰＢを示す仮想点情報は、メモリ１５６に保持される。
【0044】
第１撮像制御部１７４は、第１カメラ１２０を制御して、第１画像２１０を生成させる。
【0045】
位置決定部１７６は、検査範囲２０全域が、第１カメラ１２０によって撮像されるように、移動装置１１０を制御する。具体的に説明すると、位置決定部１７６は、昇降部１１４を制御して、検査範囲２０全域が第１カメラ１２０によって撮像されるようにベース部１１２（第１カメラ１２０）の位置を移動させる。そして、位置決定部１７６は、検査範囲２０全域が第１カメラ１２０によって撮像される位置となったら、昇降部１１４の駆動を停止する。これにより、第１カメラ１２０が所定位置に固定される。
【0046】
指標合成部１７８は、第１画像２１０上の検査範囲２０内に、複数の第１仮想点ＰＡが含まれるように指標情報２３０を変換して第１画像２１０と合成する（スーパーインポーズ）。
【0047】
図７は、指標合成部１７８による処理を説明する図である。図７に示すように、指標合成部１７８は、第１画像２１０上の検査範囲２０内に、指標情報２３０に含まれるすべての第１仮想点ＰＡが含まれるように、指標情報２３０を変換する。例えば、指標合成部１７８は、第１画像２１０上の検査範囲２０の外縁の位置と、指標情報２３０に含まれる外縁情報２３２の位置とを一致させるように、指標情報２３０を変換する。
【0048】
照射位置制御部１８０（照射変位部）は、移動装置１１０および照射部変位機構１４４を制御して、レーザー照射部１４２によるレーザー光の照射点を変位させる。
【0049】
図８は、照射位置制御部１８０による処理を説明する図である。図８の矢印で示すように、照射位置制御部１８０は、指標情報２３０が合成された第１画像２１０上において、１つの撮像範囲Ｒを形成する４つの第１仮想点ＰＡに、各レーザー照射部１４２による照射点ＰＬそれぞれが一致するように、各レーザー照射部１４２を変位させる。
【0050】
第２撮像制御部１８２は、第２カメラ１３２を制御して、第２画像２２０を生成させる。
【0051】
カメラ位置制御部１８４（カメラ位置変更部）は、移動装置１１０およびカメラ位置変更機構１３４を制御して、第２カメラ１３２を変位させたり、回転させたりする。
【0052】
図９は、カメラ位置制御部１８４による処理を説明する図である。カメラ位置制御部１８４は、まず、第２カメラ１３２による第２画像２２０の中心Ｃが、仮想図形ＳＬ内に含まれるように、第２カメラ１３２を変位させる。仮想図形ＳＬは、複数の照射点ＰＬによって形成される仮想的な図形である。そして、図９の矢印で示すように、カメラ位置制御部１８４は、メモリ１５６に保持された仮想点情報によって予め設定された、第２画像２２０上の複数の第２仮想点ＰＢが、照射点ＰＬそれぞれに一致するように、第２カメラ１３２を変位させたり、回転させたりする。
【0053】
そして、第２画像２２０上における複数の第２仮想点ＰＢが、照射点ＰＬそれぞれに一致したら、第２撮像制御部１８２は、第２カメラ１３２を制御して第２画像２２０を生成させる。また、第２撮像制御部１８２は、生成された第２画像２２０に、識別情報を関連付けてメモリ１５６に保持させる。識別情報は、指標情報２３０における、生成された第２画像２２０に対応する位置を示す。
【0054】
画像統合部１８６は、識別情報を参照し、検査範囲２０の一部を含む複数の第２画像２２０を統合して統合画像を生成する。図１０は、画像統合部１８６の処理を説明する図である。図１０に示すように、画像統合部１８６は、指標情報２３０および識別情報を参照して、第２画像２２０を統合する。
【0055】
比較部１８８は、統合画像と検量画像とを比較して、検査範囲２０の劣化状態の度合いを判定する。
【0056】
［撮像方法］
続いて、上記撮像システム１００を用いた撮像方法について説明する。図１１は、本実施形態に係る撮像方法の処理の流れを示すフローチャートである。図１１に示すように、本実施形態に係る撮像方法は、位置決め処理Ｓ１１０、第１画像生成処理Ｓ１１２、指標情報合成処理Ｓ１１４、初期設定処理Ｓ１１６、終了判定処理Ｓ１１８、照射部変位処理Ｓ１２０、第２カメラ位置制御処理Ｓ１２２、第２画像生成処理Ｓ１２４、インクリメント処理Ｓ１２６、第２画像統合処理Ｓ１２８、比較処理Ｓ１３０を含む。以下、各処理について説明する。
続いて、上記撮像システム１００を用いた撮像方法について説明する。図１１は、本実施形態に係る撮像方法の処理の流れを示すフローチャートである。図１１に示すように、本実施形態に係る撮像方法は、位置決め処理Ｓ１１０、第１画像生成処理Ｓ１１２、指標情報合成処理Ｓ１１４、初期設定処理Ｓ１１６、終了判定処理Ｓ１１８、照射部変位処理Ｓ１２０、第２カメラ位置制御処理Ｓ１２２、第２画像生成処理Ｓ１２４、インクリメント処理Ｓ１２６、第２画像統合処理Ｓ１２８、比較処理Ｓ１３０を含む。以下、各処理について説明する。
【0057】
［位置決め処理Ｓ１１０］
位置決定部１７６は、検査面１２のうち、予め設定された検査範囲２０全域が、第１カメラ１２０によって撮像されるように、移動装置１１０を制御する。そして、位置決定部１７６は、検査範囲２０全域が第１カメラ１２０によって撮像される位置となったら、当該位置に第１カメラ１２０を固定する。
位置決定部１７６は、検査面１２のうち、予め設定された検査範囲２０全域が、第１カメラ１２０によって撮像されるように、移動装置１１０を制御する。そして、位置決定部１７６は、検査範囲２０全域が第１カメラ１２０によって撮像される位置となったら、当該位置に第１カメラ１２０を固定する。
【0058】
［第１画像生成処理Ｓ１１２］
第１撮像制御部１７４は、第１カメラ１２０を制御して、第１画像２１０を生成させる。
第１撮像制御部１７４は、第１カメラ１２０を制御して、第１画像２１０を生成させる。
【0059】
［指標情報合成処理Ｓ１１４］
指標合成部１７８は、第１画像生成処理Ｓ１１２で生成された第１画像２１０と、メモリ１５６に保持された指標情報２３０とを合成する。本実施形態において、指標合成部１７８は、第１画像２１０上の検査範囲２０内に、指標情報２３０に含まれるすべての第１仮想点ＰＡが含まれるように、指標情報２３０を変換して、第１画像２１０と合成する。
指標合成部１７８は、第１画像生成処理Ｓ１１２で生成された第１画像２１０と、メモリ１５６に保持された指標情報２３０とを合成する。本実施形態において、指標合成部１７８は、第１画像２１０上の検査範囲２０内に、指標情報２３０に含まれるすべての第１仮想点ＰＡが含まれるように、指標情報２３０を変換して、第１画像２１０と合成する。
【0060】
［初期設定処理Ｓ１１６］
中央制御部１５２は、第２画像２２０の枚数をカウントするカウンタのカウンタ値ｎに１をセットする。
中央制御部１５２は、第２画像２２０の枚数をカウントするカウンタのカウンタ値ｎに１をセットする。
【0061】
［終了判定処理Ｓ１１８］
中央制御部１５２は、カウンタ値ｎがＮであるか否かを判定する。Ｎは、指標情報２３０に含まれる撮像範囲Ｒの総数である。図５に示す例において、Ｎは１０となる。中央制御部１５２は、カウンタ値ｎがＮであると判定した場合（Ｓ１１８におけるＹＥＳ）、第２画像統合処理Ｓ１２８に処理を移す。一方、カウンタ値ｎがＮではないと判定した場合（Ｓ１１８におけるＮＯ）、中央制御部１５２は、照射部変位処理Ｓ１２０に処理を移す。
中央制御部１５２は、カウンタ値ｎがＮであるか否かを判定する。Ｎは、指標情報２３０に含まれる撮像範囲Ｒの総数である。図５に示す例において、Ｎは１０となる。中央制御部１５２は、カウンタ値ｎがＮであると判定した場合（Ｓ１１８におけるＹＥＳ）、第２画像統合処理Ｓ１２８に処理を移す。一方、カウンタ値ｎがＮではないと判定した場合（Ｓ１１８におけるＮＯ）、中央制御部１５２は、照射部変位処理Ｓ１２０に処理を移す。
【0062】
［照射部変位処理Ｓ１２０］
照射位置制御部１８０は、移動装置１１０および照射部変位機構１４４を制御して、各レーザー照射部１４２を変位させる。本実施形態において、照射位置制御部１８０は、指標情報２３０が合成された第１画像２１０上において、１の撮像範囲Ｒを規定する複数の第１仮想点ＰＡに、各レーザー照射部１４２による照射点ＰＬそれぞれが一致するように、各レーザー照射部１４２を変位させる。
照射位置制御部１８０は、移動装置１１０および照射部変位機構１４４を制御して、各レーザー照射部１４２を変位させる。本実施形態において、照射位置制御部１８０は、指標情報２３０が合成された第１画像２１０上において、１の撮像範囲Ｒを規定する複数の第１仮想点ＰＡに、各レーザー照射部１４２による照射点ＰＬそれぞれが一致するように、各レーザー照射部１４２を変位させる。
【0063】
また、中央制御部１５２は、照射点ＰＬと一致させる複数の第１仮想点ＰＡによって規定される撮像範囲Ｒの、指標情報２３０上の位置を示す情報を識別情報として生成する。
【0064】
［第２カメラ位置制御処理Ｓ１２２］
カメラ位置制御部１８４は、移動装置１１０およびカメラ位置変更機構１３４を制御して、第２カメラ１３２を変位させたり、回転させたりする。本実施形態において、カメラ位置制御部１８４は、第２画像２２０上において予め設定された複数の第２仮想点ＰＢが、照射点ＰＬそれぞれに一致するように、第２カメラ１３２を変位させたり、回転させたりする。
カメラ位置制御部１８４は、移動装置１１０およびカメラ位置変更機構１３４を制御して、第２カメラ１３２を変位させたり、回転させたりする。本実施形態において、カメラ位置制御部１８４は、第２画像２２０上において予め設定された複数の第２仮想点ＰＢが、照射点ＰＬそれぞれに一致するように、第２カメラ１３２を変位させたり、回転させたりする。
【0065】
［第２画像生成処理Ｓ１２４］
第２撮像制御部１８２は、第２カメラ１３２を制御して、第２カメラ位置制御処理Ｓ１２２において決定された位置において第２画像２２０を生成させる。そして、第２撮像制御部１８２は、生成された第２画像２２０に、照射部変位処理Ｓ１２０で生成された識別情報を関連付けて、メモリ１５６に保持させる。
第２撮像制御部１８２は、第２カメラ１３２を制御して、第２カメラ位置制御処理Ｓ１２２において決定された位置において第２画像２２０を生成させる。そして、第２撮像制御部１８２は、生成された第２画像２２０に、照射部変位処理Ｓ１２０で生成された識別情報を関連付けて、メモリ１５６に保持させる。
【0066】
［インクリメント処理Ｓ１２６］
中央制御部１５２は、カウンタ値ｎをインクリメントする。
中央制御部１５２は、カウンタ値ｎをインクリメントする。
【0067】
［第２画像統合処理Ｓ１２８］
中央制御部１５２が、カウンタ値ｎがＮであると判定した場合（Ｓ１１８におけるＹＥＳ）、画像統合部１８６は、識別情報を参照し、複数の第２画像２２０を統合して統合画像を生成する。
中央制御部１５２が、カウンタ値ｎがＮであると判定した場合（Ｓ１１８におけるＹＥＳ）、画像統合部１８６は、識別情報を参照し、複数の第２画像２２０を統合して統合画像を生成する。
【0068】
［比較処理Ｓ１３０］
比較部１８８は、統合画像に含まれる複数の第２画像２２０それぞれと検量画像とを比較する。その結果、劣化状態の度合いが所定の閾値を超えている箇所が含まれる第２画像２２０がある場合、比較部１８８は、統合画像における当該第２画像２２０の位置を特定する。
比較部１８８は、統合画像に含まれる複数の第２画像２２０それぞれと検量画像とを比較する。その結果、劣化状態の度合いが所定の閾値を超えている箇所が含まれる第２画像２２０がある場合、比較部１８８は、統合画像における当該第２画像２２０の位置を特定する。
【0069】
以上説明したように、本実施形態に係る撮像システム１００およびこれを用いた撮像方法は、指標合成部１７８を備える。上記したように、指標情報２３０は、１または複数の撮像範囲Ｒを規定する複数の第１仮想点ＰＡを示す。そして、指標合成部１７８は、第１画像２１０上の検査範囲２０内に、指標情報２３０に含まれるすべての第１仮想点ＰＡが含まれるように、指標情報２３０を変換して、第１画像２１０と合成する。これにより、撮像システム１００は、指標情報２３０に含まれる１または複数の撮像範囲Ｒを、第１画像２１０上の検査範囲２０に適切に割り当てることができる。
【0070】
また、撮像システム１００は、照射変位部（移動装置１１０、照射部変位機構１４４、照射位置制御部１８０）およびカメラ位置変更部（移動装置１１０、カメラ位置変更機構１３４、カメラ位置制御部１８４）を備える。上記したように、照射変位部は、第１画像２１０上の検査範囲２０に割り当てられた、撮像範囲Ｒを規定する複数の第１仮想点ＰＡにレーザー照射部１４２の照射点を一致させる。そして、カメラ位置変更部は、第２画像２２０上において予め設定された、撮像範囲Ｒを規定する複数の第２仮想点ＰＢが、照射点ＰＬそれぞれに一致するように、第２カメラ１３２を変位または回転させる。これにより、撮像システム１００は、第２カメラ１３２を検査範囲２０（検査面１２）に正対させることができる。したがって、第２カメラ１３２は、検査範囲２０と正対した状態で第２画像２２０を生成することが可能となる。
【0071】
画像を正対化した正対化画像によって劣化状態を検査する従来技術では、画像の一部が拡大または縮小される。このため、正対化画像には、大きさが変更されない領域、拡大された領域、縮小された領域が含まれることになる。正対化画像では、各領域において、それぞれ解像度が異なってしまう。このため、従来技術では、正対化画像の各領域において劣化状態の検出精度にバラツキが生じてしまう。したがって、従来技術では、劣化状態の検出精度が低いという問題がある。
【0072】
これに対し、撮像システム１００は、検査範囲２０と正対した状態で第２画像２２０を生成することができる。このため、撮像システム１００では、第２画像２２０に対して、正対化処理を施す必要がない。したがって、撮像システム１００では、第２画像２２０全体において解像度を実質的に等しくすることができる。これにより、撮像システム１００は、従来技術と比較して、検査対象物１０の劣化状態を高精度に検出することが可能となる。
【0073】
［変形例：撮像システム３００］
上記実施形態において、第２カメラ１３２とレーザー照射部１４２とが独立して変位される場合を例に挙げた。しかし、第２カメラ１３２とレーザー照射部１４２とは、一体的に変位されてもよい。
上記実施形態において、第２カメラ１３２とレーザー照射部１４２とが独立して変位される場合を例に挙げた。しかし、第２カメラ１３２とレーザー照射部１４２とは、一体的に変位されてもよい。
【0074】
図１２は、変形例に係る撮像システム３００の概略を説明する図である。図１２に示すように、撮像システム３００は、移動装置１１０（撮像位置変更部）と、第１カメラ１２０と、撮像ユニット３１０と、制御装置３５０とを含む。なお、上記撮像システム１００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0075】
撮像ユニット３１０は、第２カメラ１３２と、複数のレーザー照射部１４２と、保持部３２０と、変位機構３３０（撮像位置変更部）とを含む。
【0076】
保持部３２０は、第２カメラ１３２および複数のレーザー照射部１４２を一体的に保持する。図１３は、保持部３２０を説明する図である。図１３に示すように、保持部３２０は、枠体３２２と、支持体３２４とを含む。枠体３２２は、矩形形状の枠である。枠体３２２には、複数のレーザー照射部１４２が固定される。枠体３２２は、複数のレーザー照射部１４２の位置関係が、例えば、撮像範囲Ｒを規定する複数の第１仮想点ＰＡの位置関係と略等しくなるように、複数のレーザー照射部１４２を保持する。支持体３２４は、枠体３２２に第２カメラ１３２を固定する。変形例において、支持体３２４は、枠体３２２の略中央に第２カメラ１３２を固定する。
【0077】
図１４は、変形例に係る制御装置３５０の機能ブロック図である。図１４に示すように、制御装置３５０は、中央制御部３５２と、表示部１５４と、メモリ１５６とを備える。変形例において、中央制御部３５２は、指標生成部１７０、撮像範囲設定部１７２、第１撮像制御部１７４、位置決定部１７６、指標合成部１７８、位置制御部３８０、第２撮像制御部１８２、画像統合部１８６、比較部１８８として機能する。
【0078】
位置制御部３８０（撮像位置変更部）は、移動装置１１０および変位機構３３０を制御して、保持部３２０を変位させる。位置制御部３８０は、指標情報２３０が合成された第１画像２１０上において、１の撮像範囲Ｒを規定する複数の第１仮想点ＰＡに、各レーザー照射部１４２による照射点ＰＬそれぞれが一致し、かつ、第２画像２２０上において予め設定された複数の第２仮想点ＰＢが、照射点ＰＬそれぞれに一致するように、保持部３２０を変位させたり、回転させたりする。
【0079】
以上説明したように、変形例に係る撮像システム３００は、第２カメラ１３２を検査範囲２０（検査面１２）に正対させることができる。
【0080】
以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【0081】
例えば、上述した実施形態において、照射ユニット１４０が設置板１１８に設けられる場合を例に挙げた。しかし、照射ユニット１４０は、ベース部１１２に設けられてもよい。また、一部の照射ユニット１４０が設置板１１８に設けられ、他の照射ユニット１４０がベース部１１２に設けられてもよい。
【0082】
また、上記実施形態および変形例において、中央制御部１５２、３５２が、第１撮像制御部１７４として機能する場合を例に挙げた。しかし、中央制御部１５２、３５２は、第１撮像制御部１７４として機能せずともよい。この場合、第１カメラ１２０は、検査員による操作入力に応じて第１画像２１０を生成してもよい。
【0083】
同様に、中央制御部１５２、３５２が、第２撮像制御部１８２として機能する場合を例に挙げた。しかし、中央制御部１５２、３５２は、第２撮像制御部１８２として機能せずともよい。この場合、第２カメラ１３２は、検査員による操作入力に応じて第２画像２２０を生成してもよい。
【0084】
また、指標生成部１７０は、検査員による操作入力に応じて、指標情報２３０を生成してもよい。同様に、撮像範囲設定部１７２は、検査員による操作入力に応じて、第２画像２２０上において、撮像範囲Ｒを規定する複数の第２仮想点ＰＢを設定してもよい。また、位置決定部１７６は、検査員による操作入力に応じて、検査範囲２０全域が、第１カメラ１２０によって撮像されるように、移動装置１１０を制御してもよい。また、指標合成部１７８は、検査員による操作入力に応じて、指標情報２３０を変換させ、第１画像２１０と合成してもよい。また、照射位置制御部１８０は、検査員による操作入力に応じて、移動装置１１０および照射部変位機構１４４を制御し、指標情報２３０が合成された第１画像２１０上において、１の撮像範囲Ｒを規定する４つの第１仮想点ＰＡに、各レーザー照射部１４２による照射点ＰＬそれぞれが一致するように、各レーザー照射部１４２を変位させてもよい。また、カメラ位置制御部１８４は、検査員による操作入力に応じて、移動装置１１０およびカメラ位置変更機構１３４を制御し、第２画像２２０上において予め設定された複数の第２仮想点ＰＢが、照射点ＰＬそれぞれに一致するように、第２カメラ１３２を変位または回転させてもよい。また、位置制御部３８０は、検査員による操作入力に応じて、移動装置１１０および変位機構３３０を制御し、保持部３２０を変位または回転させてもよい。
【0085】
また、上記実施形態および変形例において、撮像範囲Ｒが矩形形状であり、第１仮想点ＰＡが４つである場合を例に挙げた。しかし、撮像範囲Ｒの形状に限定はない。また、第１仮想点ＰＡの数は３以上であれば限定はない。
【0086】
また、上記実施形態において、レーザー照射部１４２が、１の撮像範囲Ｒを規定する第１仮想点ＰＡと同数設けられる場合を例に挙げた。しかし、レーザー照射部１４２の数に限定はない。
【0087】
また、上記実施形態および変形例において、指標情報２３０が、外縁情報２３２と、複数の第１仮想点ＰＡとを含む場合を例に挙げた。しかし、指標情報２３０は、外縁情報２３２を含まずともよい。
【0088】
また、上記実施形態および変形例において、第２カメラ１３２が可視光カメラである場合を例に挙げた。しかし、第２カメラ１３２は、近赤外線カメラ、赤外線カメラ、紫外線カメラ、分光カメラ、または、ハイパースペクトルカメラであってもよい。
【0089】
近赤外線カメラ、または、赤外線カメラによって得られる画像に対し、正対化する処理を施す比較例では、劣化状態を示す特徴点がバックグラウンドに埋もれてしまい、劣化状態の検出精度が低いという問題がある。これに対し、撮像システム１００、３００は、第２カメラ１３２を検査範囲２０（検査面１２）に正対させることができる。このため、撮像システム１００、３００は、第２画像２２０に対し、正対化処理を施すことなく、劣化状態を検査することができる。したがって、第２カメラ１３２が、近赤外線カメラ、または、赤外線カメラである場合、撮像システム１００、３００は、比較例と比較して、特に、検査対象物１０の劣化状態を高精度に検出することが可能となる。
【0090】
本開示は、例えば、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することができる。
【符号の説明】
【0091】
１００ 撮像システム
１１０ 移動装置（照射変位部、カメラ位置変更部）
１２０ 第１カメラ
１３２ 第２カメラ
１３４ カメラ位置変更機構（カメラ位置変更部）
１４２ レーザー照射部
１４４ 照射部変位機構（照射変位部）
１５６ メモリ
１７８ 指標合成部
１８０ 照射位置制御部（照射変位部）
１８４ カメラ位置制御部（カメラ位置変更部）
３００ 撮像システム
３２０ 保持部
３３０ 変位機構（撮像位置変更部）
３８２ 位置制御部（撮像位置変更部）
１１０ 移動装置（照射変位部、カメラ位置変更部）
１２０ 第１カメラ
１３２ 第２カメラ
１３４ カメラ位置変更機構（カメラ位置変更部）
１４２ レーザー照射部
１４４ 照射部変位機構（照射変位部）
１５６ メモリ
１７８ 指標合成部
１８０ 照射位置制御部（照射変位部）
１８４ カメラ位置制御部（カメラ位置変更部）
３００ 撮像システム
３２０ 保持部
３３０ 変位機構（撮像位置変更部）
３８２ 位置制御部（撮像位置変更部）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】