特開 2023-125589 画像計測装置、画像計測方法、および、画像計測プログラム

(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】P2023125589

(43)【公開日】2023-09-07

(54)【発明の名称】画像計測装置、画像計測方法、および、画像計測プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20230831BHJP

   G06T 7/60 20170101ALI20230831BHJP

【ＦＩ】

G01B11/24 K

G06T7/60 200C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022029780

(22)【出願日】2022-02-28

(71)【出願人】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】北浦 竜二

(72)【発明者】

【氏名】徳井 圭

(72)【発明者】

【氏名】吉武 謙二

【テーマコード（参考）】

2F065

5L096

【Ｆターム（参考）】

2F065AA04

2F065AA12

2F065AA53

2F065BB06

2F065CC14

2F065DD03

2F065FF05

2F065JJ03

2F065JJ05

2F065MM26

2F065QQ03

2F065QQ17

2F065QQ21

2F065QQ24

2F065QQ25

2F065QQ28

2F065QQ31

2F065QQ38

2F065UU05

5L096AA06

5L096AA09

5L096CA24

5L096DA01

5L096DA02

5L096DA03

5L096FA09

5L096FA59

5L096FA62

5L096FA66

5L096FA69

5L096GA51

(57)【要約】

【課題】鉄筋を計測する際の誤差を低減する。
【解決手段】画像計測装置（１００）は、柱配筋（２００）の小口（２１）を撮影した画像を取得し、画像において小口を含む小口領域（３０１）の指定をユーザから受け付け、小口領域にある複数の特徴点の３次元座標を算出し、３次元座標に基づいて小口平面（３０２）を算出し、小口平面の近傍にある点群から小口を検出し、当該小口に基づいて、柱配筋を計測し、計測した結果を出力させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

柱配筋の小口を撮影した画像を使用して、当該柱配筋を計測する画像計測装置であって、
前記小口を撮影した画像を取得する取得部と、
前記取得部で取得した前記画像において前記小口を含む小口領域の指定をユーザから受け付ける受付部と、
前記小口領域に存在する複数の特徴点の３次元座標を算出し、当該３次元座標に基づいて３次元平面である小口平面を算出し、当該小口平面の近傍に存在する点群から前記小口を検出する検出部と、
検出した前記小口に基づいて、前記柱配筋を計測する計測部と、
前記計測した結果を出力させる出力部と、
を備えることを特徴とする画像計測装置。

【請求項2】

前記受付部は、
前記柱配筋の角に位置する前記小口を含む前記小口領域の指定を前記ユーザから受け付ける
ことを特徴とする請求項１に記載の画像計測装置。

【請求項3】

前記検出部は、
前記小口領域間を結ぶ線分の近傍から前記点群を抽出する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像計測装置。

【請求項4】

前記受付部は、
前記小口が配置される層とは異なる層に配置される追加小口を含む追加小口領域の指定を前記ユーザから受け付け、
前記検出部は、
前記追加小口領域に存在する複数の特徴点の３次元座標を算出し、当該３次元座標に基づいて３次元平面である追加小口平面を算出し、当該追加小口平面の近傍に存在する点群から前記追加小口を検出し、
前記計測部は、
前記小口および前記追加小口に基づいて、前記柱配筋を計測し、
前記出力部は、
前記計測した結果を出力させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像計測装置。

【請求項5】

前記受付部は、
前記小口とは異なる高さの追加小口を含む追加小口領域の指定を前記ユーザから受け付け、
前記検出部は、
前記追加小口領域に存在する複数の特徴点の３次元座標を算出し、当該３次元座標に基づいて３次元平面である追加小口平面を算出し、当該追加小口平面の近傍に存在する点群から前記追加小口を検出し、
前記計測部は、
前記小口および前記追加小口に基づいて、前記柱配筋を計測し、
前記出力部は、
前記計測した結果を出力させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像計測装置。

【請求項6】

柱配筋の小口を撮影した画像を使用して、当該柱配筋を計測する画像計測方法であって、
前記小口を撮影した画像を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記画像において前記小口を含む領域である小口領域の指定をユーザから受け付ける受付ステップと、
前記小口領域に存在する複数の特徴点の３次元座標を算出し、当該３次元座標に基づいて３次元平面である小口平面を算出し、当該小口平面の近傍に存在する点群から前記小口を検出する検出ステップと、
検出した前記小口に基づいて、前記柱配筋を計測する計測ステップと、
前記計測した結果を出力させる出力ステップと、
を含むことを特徴とする画像計測方法。

【請求項7】

請求項１に記載の画像計測装置としてコンピュータを機能させるための画像計測プログラムであって、前記取得部、前記受付部、前記検出部、前記計測部および前記出力部としてコンピュータを機能させるための画像計測プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像処理により柱配筋の小口で鉄筋を計測する画像計測装置、画像計測方法、および、画像計測プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

現在、配筋を撮影した画像を解析することにより、鉄筋径、鉄筋間隔などを計測する技術が開発されている。また、配筋を撮影して計測するときのユーザ支援技術、計測精度向上技術なども開発が進められている。

【0003】

例えば、特許文献１の報知装置は、配筋が撮像されたステレオ画像を取得し、取得したステレオ画像に基づいて３次元点群座標を生成し、生成した３次元点群座標に基づいて配筋を構成する鉄筋で形成される平面を特定する。次に、当該報知装置は、３次元点群座標を生成する際、または、平面を特定する際、鉄筋の計測が不可能と判断した場合、その旨を示す情報を報知する。そして、当該報知装置は、３次元点群座標の生成が不可能である場合、または、特定した平面の傾斜角または平面までの距離が所定の条件を満たさない場合、鉄筋の計測が不可能と判断する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１７３２７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、柱、梁などは、ある面の背景には他の面が存在するため、撮影画像には多数の鉄筋が密に存在することになる。そのため、多数の鉄筋が複雑に配置された柱、梁などの配筋では、画像処理により計測した場合に、計測誤差が発生する可能性がある。

【0006】

本発明の一態様は、鉄筋を計測する際の誤差を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像計測装置は、柱配筋の小口を撮影した画像を使用して、当該柱配筋を計測する画像計測装置であって、前記小口を撮影した画像を取得する取得部と、前記取得部で取得した前記画像において前記小口を含む小口領域の指定をユーザから受け付ける受付部と、前記小口領域に存在する複数の特徴点の３次元座標を算出し、当該３次元座標に基づいて３次元平面である小口平面を算出し、当該小口平面の近傍に存在する点群から前記小口を検出する検出部と、検出した前記小口に基づいて、前記柱配筋を計測する計測部と、前記計測した結果を出力させる出力部と、を備える。

【0008】

また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像計測装置は、柱配筋の小口を撮影した画像を使用して、当該柱配筋を計測する画像計測方法であって、前記小口を撮影した画像を取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得した前記画像において前記小口を含む領域である小口領域の指定をユーザから受け付ける受付ステップと、前記小口領域に存在する複数の特徴点の３次元座標を算出し、当該３次元座標に基づいて３次元平面である小口平面を算出し、当該小口平面の近傍に存在する点群から前記小口を検出する検出ステップと、検出した前記小口に基づいて、前記柱配筋を計測する計測ステップと、前記計測した結果を出力させる出力ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一態様によれば、鉄筋を計測する際の誤差を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態１に係る画像計測装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る柱配筋の構造を示す斜視図である。

【図3】本発明の実施形態１に係る柱配筋の小口を撮影した画像を示す図である。

【図4】本発明の実施形態１に係る小口領域の指定を受け付け、小口領域の特徴点を検出した例を示す図である。

【図5】本発明の実施形態１に係る小口平面近傍の特徴点を描画した画像の例を示す図である。

【図6】本発明の実施形態１に係る小口平面に点群を投影した画像の例を示す図である。

【図7】本発明の実施形態１に係る画像計測装置が点群の位置を制限した状態を示す図である。

【図8】本発明の実施形態１に係る画像計測装置の処理を示すフローチャートである。

【図9】本発明の実施形態２に係る柱配筋の小口を撮影した画像を示す図である。

【図10】本発明の実施形態２に係る小口平面近傍の点群を示す図である。

【図11】本発明の実施形態３に係る柱配筋の小口を撮影した画像を示す図である。

【図12】本発明の実施形態３に係る外側小口平面から所定範囲内の点群を示す図である。

【図13】本発明の実施形態３に係る内側小口平面から所定範囲内の点群を示す図である。

【図14】本発明の実施形態３に係る点群を内側小口平面に投影した結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0012】

〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係る画像計測装置１００の構成を示すブロック図である。画像計測装置１００は、斜め上方から柱配筋の小口を撮影した画像を使用して、当該柱配筋を計測する。図１に示すように、画像計測装置１００は、ハードウェアとして、撮像部１０１と、撮像部１０２と、画像処理部１０３と、表示部１０４と、入力部１０５と、記憶部１０６とを備えている。

【0013】

撮像部１０１および撮像部１０２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサといった固体撮像素子、レンズなどにより構成され、設定された露出やフォーカス位置などの撮影条件により画像を取得する。

【0014】

画像処理部１０３は、画像処理により点と平面との間の距離を計測する計測処理などを行う。画像処理部１０３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）によるソフトウェア処理、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）によるハードウェア処理によって実現することができる。

【0015】

表示部１０４は、撮像部１０１および撮像部１０２が取得した画像、点と平面との間の距離の計測結果などを表示するためのディスプレイである。表示部１０４は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどの表示デバイスにより構成される。

【0016】

入力部１０５は、マウス、表示部１０４のタッチパネルなどにより構成される。記憶部１０６は、フラッシュメモリ、磁気ディスクなどの記憶媒体を備え、撮影画像、計測結果などを記憶する。

【0017】

画像処理部１０３は、撮像部１０１および撮像部１０２により撮影された画像から、視差を算出し、画像内の被写体の３次元情報を算出する。視差は、２つの画像間の被写体のずれ量であり、ブロックマッチングなどを用いて算出される。ブロックマッチングでは、基準となる画像の注目画素に基準窓を設定し、参照する画像に参照窓を順次設定し、基準窓と、参照窓との画素の類似度または相違度を評価する。評価にはＳＡＤ（Sum of Absolute Difference）、ＳＳＤ（Sum of Squared Difference）などが使用される。

【0018】

撮影された被写体までの距離Ｚと視差Ｄとの関係は、Ｄ＝ｆ×Ｂ／Ｚにより表される。ｆは撮像部１０１、１０２の焦点距離であり、Ｂは２つの撮像部間の距離である。また、画像上の座標（ｘ、ｙ）における距離Ｚの被写体の３次元座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、Ｘ＝ｘ×Ｚ／ｆ、Ｙ＝ｙ×Ｚ／ｆにより算出することができる。

【0019】

ここで、本実施形態に係る画像計測装置１００に関しては、３次元情報（奥行情報）を取得する際に、２つの撮像部１０１および１０２が取得する画像から視差を算出する方法を説明する。なお、他の方法を用いてもよく、例えば、３つ以上の撮像部から視野を算出してもよいし、ＴＯＦ（Time Of Flight）により、奥行情報を取得してもよい。

【0020】

本実施形態に係る柱配筋は、四角柱状に組まれた配筋を示す。配筋には、主筋および帯筋が含まれる。主筋は、垂直方向に伸びる鉄筋であり、柱などのコンクリートの中にある太い鉄筋を指す。帯筋は、水平方向に伸びる鉄筋であり、柱に使用する細い鉄筋を指し、主筋を取り囲む。小口は、柱配筋を構成する主筋の上端の切り口である。小口平面は、小口が近傍に存在する３次元平面である。

【0021】

鉄筋の小口に関する計測対象は、鉄筋本数、鉄筋径、鉄筋間隔などである。鉄筋本数は、柱配筋を構成する鉄筋のうち、主筋の本数である。鉄筋径は、柱配筋を構成する鉄筋のうち、主筋の径である。鉄筋径については、主筋の径だけを出力する場合もあるし、さらに、計測された主筋の径と、公称直径、節高さなどとを比較することにより、計測された主筋の鉄筋規格を判定して、当該鉄筋規格の呼び名を出力する場合もある。また、鉄筋間隔については、鉄筋の中心位置を示す鉄筋位置直線の間を計測する場合と、鉄筋の空き間隔として対向する鉄筋表面間の距離を計測する場合とがある。

【0022】

なお、本発明の目的は、鉄筋本数、鉄筋径、鉄筋間隔を計測することである。その手段として、主筋の小口を用いて計測する。更に言えば、ユーザが幾つかの小口領域を指定することにより、画像計測装置１００は、小口が近傍に存在する３次元平面である小口平面を特定し、小口平面から小口を特定する。これにより、ユーザが全ての小口に対して小口領域を指定しなくても、小口平面に基づいて全ての小口を特定することができる。

【0023】

画像計測装置１００によれば、小口２１を斜め上方から撮影した画像に基づいて、重要な検査事項である鉄筋本数等を検査することができる。また、画像計測装置１００によれば、間違った径の鉄筋が入っていないか否かを検査することができる。

【0024】

図２は、本実施形態に係る柱配筋２００の構造を示す斜視図である。図２は、さらに、画像計測装置１００を用いて柱配筋２００を構成する主筋２０の小口２１を撮影している状態を示す。画像計測装置１００は、小口２１を斜め上方から撮影した画像を取得する。

【0025】

柱配筋２００は垂直方向の４面（図示せず）により構成されており、水平方向の小口平面３０２において、垂直に立設される主筋２０の小口２１が複数存在している。帯筋２５は、主筋２０を取り囲むように水平に横設される。また、画像計測装置１００は、柱、梁などの角形の配筋の小口２１を撮影する場合に、小口２１を正対して撮影できないときには、小口２１を斜め上方から撮影する。

【0026】

図３は、本実施形態に係る画像計測装置１００を用いて、柱配筋２００の小口２１を撮影した画像を示す図である。主筋２０の小口２１は、実際には略円形状であるが、斜め上方から撮影しているため、円形が歪んだ形状に撮影されている。また、奥にある小口２１は、手前にある小口２１よりも小さくなるように撮影されている。

【0027】

画像計測装置１００は、表示部１０４に表示された画像において小口２１を含む小口領域３０１の指定をユーザから受け付ける。例えば、画像計測装置１００では、表示部１０４が図３に示すような画像を表示して、ユーザが入力部１０５を介して小口領域３０１を指定する。入力部１０５による小口領域３０１の指定方法としては、例えば、ユーザが主筋２０の小口２１を囲むように指定してもよい。また、ユーザが小口２１の中心付近のある点を指示した上で、画像計測装置１００が、予め決められた、当該点に基づく所定の範囲（例えば、当該点を中心とする矩形、円形などの領域）を小口領域３０１として設定してもよい。図３に示す例では、小口領域３０１は、破線で囲まれた３ヶ所に設定される。

【0028】

次に、画像計測装置１００は、指定された小口領域３０１に存在する複数の特徴点の３次元座標を算出する。特徴点の検出には、従来の方法が適用可能であり、例えば、ソーベルフィルタ、ラプラシアンフィルタなどが適用される。

【0029】

そして、画像計測装置１００は、算出された複数の特徴点の３次元座標に基づいて、３次元平面である小口平面３０２を算出する。小口平面３０２は、例えば、複数の特徴点に基づいて最小二乗平面を算出することにより導出される。ここで、１つの小口領域３０１に複数の特徴点が存在していれば、１つの小口領域３０１を設定することにより小口平面３０２を算出することは可能である。ただし、３次元座標の算出誤差、各鉄筋の小口２１の傾き個体差などが存在するため、複数の小口領域３０１を設定して、各小口領域３０１から算出される、複数の３次元座標に基づいて３次元平面を算出すると、誤差、個体差などの影響を低減することができるため、好適である。図４は、本実施形態に係る３ヶ所の小口領域３０１の指定を受け付け、小口領域３０１の特徴点３０１’を検出した例を示す図である。

【0030】

次に、画像計測装置１００は、小口平面３０２の近傍に存在する点群から小口２１を検出する。小口２１は、小口平面３０２の近傍に存在する特徴点に基づいて検出される。「小口平面３０２の近傍に存在する」とは、小口平面３０２からの距離が所定の閾値以内であることをいう。画像計測装置１００は、例えば、画像内の特徴点の３次元座標を算出し、各特徴点と、小口平面３０２との間の距離を算出し、当該距離が予め設定された閾値以下である特徴点を、小口２１を表す特徴点とする。

【0031】

図５は、本実施形態に係る小口平面３０２近傍の特徴点３０２’を描画した画像の例を示す図である。特徴点３０２’は小口平面３０２から所定範囲内の距離に存在する点群を含むため、図５に示す画像には、小口２１である切り口以外の鉄筋領域、すなわち、柱の部分も描画されている。

【0032】

そして、画像計測装置１００は、小口平面３０２の近傍に存在する特徴点を、小口平面３０２に投影し、小口平面３０２上における円形状として検出する。

【0033】

図６は、本実施形態に係る小口平面３０２に点群を投影した画像の例を示す図である。図５に示した点群を小口平面３０２に投影すると、図６に示すような、小口平面３０２に正対した状態になる。円形状の検出には、従来の方法が適用可能である。例えば、円の中心座標と、円の半径とをパラメータとして、各円の円周上周辺に存在する特徴点の数が閾値以上である場合に、円として検出する。ここで、小口平面３０２周辺の点群を当該小口平面３０２に投影する場合、算出された３次元座標に基づいて処理を行ってもよいし、各点が小口平面３０２上に存在すると仮定して、画像座標に基づいて点群を小口平面３０２に投影してもよい。

【0034】

次に、画像計測装置１００は、検出した小口２１に基づいて、柱配筋２００（特に、主筋２０）を計測する。主筋２０の本数は、小口２１である円の個数から算出される。主筋２０の径は、円の半径から算出される。主筋２０の間隔は、隣接する円の中心間の距離から算出される。これにより、多数の鉄筋が複雑に配置された柱、梁などの配筋においても、鉄筋本数、鉄筋径、および、鉄筋間隔の計測が可能になる。

【0035】

画像計測装置１００は、計測した結果を、テキストファイルとして記憶部１０６に記憶させたり、画像情報として表示部１０４に表示させたりして、出力させる。

【0036】

上記では、画像計測装置１００が小口平面３０２近傍の点群を画像全体から検出しているが、ユーザが検出範囲を限定してもよい。例えば、ユーザが計測範囲として小口２１が存在する領域を指定する。特に、小口領域３０１を指定するときに、柱配筋２００の角（すなわち、上面から柱配筋２００を見たときの、矩形状の頂点付近）に存在する小口２１を含む領域を指定するのが好ましい。これにより、画像計測装置１００は、小口２１が存在する範囲を適切に設定することができる。

【0037】

さらに、画像計測装置１００は、設定された配筋の角の位置（例えば、小口領域３０１の中心位置）間を結ぶ線分の近傍の点群のみを特徴点とすることにより、前景および背景の影響を低減することができるので、計測精度を向上することができる。これは、視差を算出する際に誤りが発生すると、特徴点が小口平面３０２近傍の点群に含まれてしまう可能性があるが、上記線分の近傍の点群のみを特徴点とするので、小口２１の誤検出が低減されるためである。なお、線分の近傍とは、線分との間の距離が所定値以内であることを示す。

【0038】

図７は、本実施形態に係る画像計測装置１００が点群の位置を制限した状態を示す図である。画像計測装置１００は、柱配筋２００の角に位置する小口２１を含む小口領域３０１の指定をユーザから受け付ける。次に、画像計測装置１００は、小口領域３０１間を結ぶ線分の近傍から点群を抽出する。

【0039】

例えば、柱配筋２００の角の位置間を結ぶ、４本の線分４００は、図７に示す破線のようになる。画像上では、線分４００から所定距離以内の鉄筋が描画されている。これによれば、小口平面３０２周辺の点群を検出する範囲を限定することができるので、計測精度を向上することができる。

【0040】

図８は、本実施形態に係る画像計測装置１００の処理を示すフローチャートである。

【0041】

（ステップＳ１：取得ステップ）
画像計測装置１００において、画像処理部（取得部）１０３は、撮像部１０１および撮像部１０２により、計測対象である、主筋２０の小口２１が斜め上方から撮影された画像を取得する。

【0042】

（ステップＳ２：受付ステップ）
画像処理部（受付部）１０３は、取得ステップにおいて画像処理部（取得部）１０３が取得した画像に対する小口領域３０１の指定を受け付ける。小口領域３０１の指定は、表示部１０４に表示された画像上で、ユーザが入力部１０５を介して行う。

【0043】

（ステップＳ３）
画像処理部１０３は、ユーザ指定された小口領域３０１の３次元座標を算出する。３次元座標の算出は、小口領域３０１に含まれる全画素について行ってもよいが、エッジ強度が一定以上となる特徴点に対して実施することにより、処理時間を削減することができる。

【0044】

（ステップＳ４）
画像処理部１０３は、算出した各点の３次元座標に基づいて小口平面３０２を算出する。小口平面３０２を示す３次元平面は、各点の最小二乗平面などから算出される。

【0045】

（ステップＳ５：検出ステップ）
画像処理部（検出部）１０３は、小口平面３０２から所定距離以内に存在する点群から小口２１を検出する。点群は、各点の３次元座標と、小口平面３０２を示す３次元平面との間の距離を算出し、当該距離と、閾値とを比較して選定される。選定された点群は、小口平面３０２に投影され、小口平面３０２上における円形状の検出により小口２１が検出される。小口平面３０２への投影は、３次元点群を小口平面３０２に投影してもよいし、選定された点群の画像座標を、小口平面３０２にあると仮定して投影してもよい。

【0046】

（ステップＳ６：計測ステップ）
画像処理部（計測部）１０３は、検出した小口２１に基づいて鉄筋を計測する。

【0047】

（ステップＳ７：出力ステップ）
画像処理部（出力部）１０３は、計測した結果を出力情報として出力させる。画像処理部１０３は、出力情報を、テキストファイルまたは画像データとして記憶部１０６に記憶させたり、表示部１０４に表示させたりする。

【0048】

上記によれば、柱、梁などの小口２１を斜め上方から撮影した画像に基づいて、鉄筋を計測するため、鉄筋本数、配筋構成などによらず、安定した計測結果を得ることが可能になる。換言すれば、柱配筋２００の小口２１を斜め上方から撮影した画像から小口２１を精度よく検出できるので、鉄筋を計測する際の誤差を低減することができる。また、小口２１を用いるので、鉄筋本数だけでなく、鉄筋径および鉄筋間隔も計測できるようになるので、有用である。

【0049】

なお、本実施形態では、画像処理部１０３が、撮像部１０１および１０２により撮影された画像を直接取得する方法を説明したが、記憶部１０６に記憶された画像を取得しても同様の効果が得られる。

【0050】

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ部材番号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0051】

本発明の実施形態２においては、計測対象である配筋が２層構造になっている場合の、鉄筋の計測について説明する。ここでいう層は外層または内層のことを指し、外層を１層目とし、内層を２層目とする。

【0052】

図９は、本実施形態に係る画像計測装置１００を用いて、柱配筋２０１の小口２１を斜め上方から撮影した画像を示す図である。図９は、２層に組まれた柱配筋２０１の小口２１を撮影した画像を示しており、図３と比較すると、柱配筋２０１の外側の面の内側に鉄筋が追加されている。柱配筋２０１のうち、枠５００の外側の主筋２０を１層目とし、枠５００の内側の主筋２０を２層目とする。このような、主筋２０の小口２１を撮影した画像からも、実施形態１で示した方法により、鉄筋の計測結果を得ることができる。なお、枠５００は、説明の便宜上設定したものであり、本発明自体とは無関係であり、本発明の構成要素ではない。

【0053】

画像計測装置１００は、図９に示した画像において小口領域３０１の指定をユーザから受け付け、ユーザ指定された小口領域３０１の３次元座標を算出し、算出した３次元座標に基づいて小口平面３０２を算出し、小口平面３０２周辺の点群を抽出する。

【0054】

図１０は、図９から抽出された小口平面３０２近傍の点群を示す図である。画像計測装置１００は、図１０に示した点群を小口平面３０２に投影し、小口平面３０２上で円形状を検出することにより小口２１を検出し、検出された小口２１に基づいて鉄筋の計測処理を行う。つまり、実施形態１と同様な方法により、柱配筋２０１の内側に存在する２層目の小口（追加小口）２１も検出することが可能になる。

【0055】

ここで、ユーザ指定により、小口領域３０１を矩形状の配筋の角に設定して、設定された角の位置間を結ぶ線分周辺の点群のみを特徴点とする方法では、特徴点の検出範囲が限定されるため、柱配筋２０１の１層目および２層目に存在する小口２１を同時に検出することができない。

【0056】

そこで、配筋の角の位置間を結ぶ線分の近傍にある点群のみを特徴点とする方法においては、柱配筋２０１の１層目の処理を完了した後に、２層目の処理を追加する。画像計測装置１００は、１層目の処理では、小口領域３０１の１層目の配筋の角への指定をユーザから受け付け、実施形態１で説明した、小口２１を検出するまでの処理を実行する。

【0057】

画像計測装置１００は、１層目の処理が完了した後で、２層目の処理を開始し、小口領域（追加小口領域）３０１の２層目の配筋の角への指定をユーザから受け付ける。ここでいう追加小口領域は、小口が配置される１層目とは異なる２層目に配置される追加小口を含む領域である。ただし、図９において、追加小口、追加小口領域は、１層目と同様に、小口２１、小口領域３０１とする。

【0058】

次に、画像計測装置１００は、２層目の小口領域３０１に存在する複数の特徴点の３次元座標を算出し、当該３次元座標に基づいて３次元平面である小口平面（追加小口平面）３０２を算出し、当該追加小口平面の近傍に存在する点群から追加小口を検出する。ただし、図９において、追加小口平面は、１層目と同様に、小口平面３０２とする。

【0059】

そして、画像計測装置１００は、検出した小口および追加小口に基づいて、柱配筋２０１を計測し、計測した結果を出力させる。これにより、１層目および２層目の処理を、配筋の角の位置間を結ぶ線分周辺の点群のみを特徴点とする方法で実行することが可能になる。

【0060】

また、配筋の角の位置間を結ぶ線分周辺の点群のみを特徴点とする方法では、小口２１が配列する領域から特徴点を抽出すればよいため、小口平面３０２の算出などは同時に実施することもできる。画像計測装置１００は、例えば、１層目の小口領域３０１の指定を受け付けた後に２層目の小口領域３０１の指定を受け付け、受け付けた両方の層の小口領域３０１の３次元座標を算出し、１層目の小口領域３０１と２層目の小口領域３０１とを含む小口平面３０２を算出する。一方、画像計測装置１００は、１層目の処理と、２層目の処理とを、全く別々に行ってもよい。

【0061】

上記の説明では２層の配筋について説明したが、計測対象である小口２１が含まれる画像であれば、３層以上の配筋についても同様の処理を適用することが可能である。

【0062】

上記に説明したように、複数の層で構成される配筋においても、鉄筋本数、鉄筋径、鉄筋間隔を計測することが可能になる。特に、層ごとに小口領域３０１を各層の配筋の角に設定することにより、矩形状の配筋の角の位置間を結ぶ線分周辺の点群のみを特徴点とすることができ、計測処理を適切に実行することができる。

【0063】

なお、画像計測装置１００は、計測済の小口２１については、色を変えて表示してもよいし、ユーザが小口領域３０１として指定したときに計測済であるという警告を発してもよい。これにより、二重に鉄筋を計測することや、異なる層の鉄筋を誤って指定することを防ぐことができる。

【0064】

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１、２にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ部材番号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0065】

本発明の実施形態３においては、計測対象である配筋の小口２１の高さが異なる場合の、鉄筋の計測について説明する。

【0066】

図１１は、本実施形態に係る画像計測装置１００を用いて、柱配筋２０２の小口２１を斜め上方から撮影した画像を示す図である。図１１は、柱配筋２０２の主筋２０の高さが２種類の場合に小口２１を撮影した画像を示す。このように複数の小口平面３０２が存在する場合、各々の小口平面３０２で処理をすることにより、小口２１を検出して計測結果を得ることができる。

【0067】

まず、画像計測装置１００は、配筋の外側（主筋２０の高さが高い側）に位置する鉄筋の小口２１に対して小口領域３０１の指定をユーザから受け付ける。次に、画像計測装置１００は、ユーザ指定を受け付けた小口領域３０１に存在する特徴点の３次元座標を算出し、算出された３次元座標に基づいて外側小口平面（小口平面）３０２１を算出する。

【0068】

図１２は、本実施形態に係る外側小口平面３０２１から所定範囲内の点群を示す図である。図１２に示すように、算出された外側小口平面３０２１から所定距離以内に存在する点群は、配筋の外側に位置する鉄筋の小口２１に相当する。画像計測装置１００は、当該点群を外側小口平面３０２１に投影することにより、配筋の外側に位置する鉄筋の小口２１を検出して、鉄筋を計測する。

【0069】

そして、画像計測装置１００は、配筋の内側（主筋２０の高さが低い側）に位置する鉄筋の小口（追加小口）２１に対して、実施形態１と同様に、小口領域（追加小口領域）３０１の指定をユーザから受け付ける。ここでいう追加小口領域は、小口とは異なる高さの追加小口を含む領域である。ただし、図９において、追加小口、追加小口領域は、１層目と同様に、小口２１、小口領域３０１とする。

【0070】

続いて、画像計測装置１００は、ユーザ指定された小口領域３０１に存在する複数の特徴点の３次元座標を算出し、当該３次元座標に基づいて３次元平面である内側小口平面（追加小口平面）３０２２を算出し、内側小口平面３０２２の近傍に存在する点群から追加小口を検出する。

【0071】

そして、画像計測装置１００は、検出した小口および追加小口に基づいて、柱配筋２０１を計測し、計測した結果を出力させる。

【0072】

図１３は、本実施形態に係る内側小口平面３０２２から所定範囲内の点群を示す図である。図１４は、点群を内側小口平面３０２２に投影した結果を示す図である。

【0073】

図１３に示すように、算出された内側小口平面３０２２から所定距離以内に存在する点群は、配筋の内側に位置する鉄筋の小口２１に相当する。画像計測装置１００は、当該点群を内側小口平面３０２２に投影することにより、配筋の内側に位置する鉄筋の小口２１を検出して、鉄筋を計測する。

【0074】

図１３に示すように、内側小口平面３０２２から所定距離以内に存在する点群には、外側に位置する鉄筋のうち、小口２１でない領域の点群が含まれる。詳細には、柱配筋２０２には、高い鉄筋と、低い鉄筋とがあるとする。高い鉄筋の小口２１が外側小口平面３０２１の近傍にあり、低い鉄筋の小口２１が内側小口平面３０２２の近傍にある場合、内側小口平面３０２２の近傍には、低い鉄筋の小口２１の点群に加えて、高い鉄筋の柱部分の点群が含まれる。高い鉄筋の柱部分の点群は、撮像位置から見える範囲なので、撮像部１０１、１０２側の半分の側面の点群（すなわち、半円柱の点群）になる。それらの点群を内側小口平面３０２２に投影すると、図１４に示すように、半円形状となるので、これは対象の小口ではないと除外することができる。

【0075】

以上で説明したように、小口２１が近傍にある小口平面３０２が複数存在する配筋においても、鉄筋本数、鉄筋径、および、鉄筋間隔を計測することが可能になる。

【0076】

なお、画像計測装置１００は、計測済の小口２１については、色を変えて表示してもよいし、ユーザが小口領域３０１として指定したときに計測済であるという警告を発してもよい。これにより、二重に鉄筋を計測することを防ぐことができる。

【0077】

〔ソフトウェアによる実現例〕
画像計測装置１００（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各ブロック（特に、画像処理部１０３）としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。

【0078】

この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えばプロセッサ）と少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。

【0079】

上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。

【0080】

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。

【0081】

また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。

【0082】

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る画像計測装置は、柱配筋の小口を撮影した画像を使用して、当該柱配筋を計測する画像計測装置であって、前記小口を撮影した画像を取得する取得部と、前記取得部で取得した前記画像において前記小口を含む小口領域の指定をユーザから受け付ける受付部と、前記小口領域に存在する複数の特徴点の３次元座標を算出し、当該３次元座標に基づいて３次元平面である小口平面を算出し、当該小口平面の近傍に存在する点群から前記小口を検出する検出部と、検出した前記小口に基づいて、前記柱配筋を計測する計測部と、前記計測した結果を出力させる出力部と、を備えている。

【0083】

本発明の態様２に係る画像計測装置は、上記態様１において、前記受付部が、前記柱配筋の角に位置する前記小口を含む前記小口領域の指定を前記ユーザから受け付けてもよい。

【0084】

本発明の態様３に係る画像計測装置は、上記態様２において、前記検出部が、前記小口領域間を結ぶ線分の近傍から前記点群を抽出してもよい。

【0085】

本発明の態様４に係る画像計測装置は、上記態様１において、前記受付部が、前記小口が配置される層とは異なる層に配置される追加小口を含む追加小口領域の指定を前記ユーザから受け付け、前記検出部が、前記追加小口領域に存在する複数の特徴点の３次元座標を算出し、当該３次元座標に基づいて３次元平面である追加小口平面を算出し、当該追加小口平面の近傍に存在する点群から前記追加小口を検出し、前記計測部が、前記小口および前記追加小口に基づいて、前記柱配筋を計測し、前記出力部が、前記計測した結果を出力させてもよい。

【0086】

本発明の態様５に係る画像計測装置は、上記態様１において、前記受付部が、前記小口とは異なる高さの追加小口を含む追加小口領域の指定を前記ユーザから受け付け、前記検出部が、前記追加小口領域に存在する複数の特徴点の３次元座標を算出し、当該３次元座標に基づいて３次元平面である追加小口平面を算出し、当該追加小口平面の近傍に存在する点群から前記追加小口を検出し、前記計測部が、前記小口および前記追加小口に基づいて、前記柱配筋を計測し、前記出力部が、前記計測した結果を出力させてもよい。

【0087】

本発明の態様６に係る画像計測方法は、柱配筋の小口を撮影した画像を使用して、当該柱配筋を計測する画像計測方法であって、前記小口を撮影した画像を取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得した前記画像において前記小口を含む領域である小口領域の指定をユーザから受け付ける受付ステップと、前記小口領域に存在する複数の特徴点の３次元座標を算出し、当該３次元座標に基づいて３次元平面である小口平面を算出し、当該小口平面の近傍に存在する点群から前記小口を検出する検出ステップと、検出した前記小口に基づいて、前記柱配筋を計測する計測ステップと、前記計測した結果を出力させる出力ステップと、を含む。

【0088】

本発明の各態様に係る画像計測装置１００は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記画像計測装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより画像計測装置１００をコンピュータにて実現させる画像計測装置１００の制御プログラム、および、それを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

【0089】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。例えば、柱配筋は、梁又は橋梁などの概念を含む。

【符号の説明】

【0090】

２１ 小口（追加小口）
１００ 画像計測装置
１０１ 撮像部
１０２ 撮像部
１０３ 画像処理部（取得部、受付部、検出部、計測部、出力部）
１０４ 表示部
１０５ 入力部
１０６ 記憶部
２００、２０１、２０２ 柱配筋
３０１ 小口領域（追加小口領域）
３０２ 小口平面（追加小口平面）
３０２１ 外側小口平面（小口平面）
３０２２ 内側小口平面（追加小口平面）

【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】