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特開2023-166058配筋検査装置、配筋検査方法およびプログラム
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(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】P2023166058
(43)【公開日】2023-11-21
(54)【発明の名称】配筋検査装置、配筋検査方法およびプログラム
(51)【国際特許分類】
   G01B 11/00 20060101AFI20231114BHJP
   G01B 11/02 20060101ALI20231114BHJP
   G01B 11/14 20060101ALI20231114BHJP
   E04G 21/12 20060101ALI20231114BHJP
【FI】
G01B11/00 H
G01B11/02 H
G01B11/14 H
E04G21/12 105Z
E04G21/12 ESW
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022076809
(22)【出願日】2022-05-09
(71)【出願人】
【識別番号】591036457
【氏名又は名称】三菱電機エンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003166
【氏名又は名称】弁理士法人山王内外特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】久柴 拓也
(72)【発明者】
【氏名】平 謙二
【テーマコード(参考)】
2F065
【Fターム(参考)】
2F065AA03
2F065AA04
2F065AA21
2F065AA23
2F065AA26
2F065BB27
2F065DD02
2F065FF04
2F065FF05
2F065JJ05
2F065JJ07
2F065JJ26
2F065QQ24
2F065QQ31
2F065QQ43
2F065SS02
(57)【要約】      (修正有)
【課題】配筋面を複数回撮影することなく、配筋検査を行うことができる、配筋検査装置、配筋検査方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】配筋検査装置1は、検査シートが長手方向に敷設された鉄筋を単眼カメラ2により撮影した撮影画像と、鉄筋をライダにより三次元計測した三次元点群データとを入力し、撮影画像から検査シートにより決定される検査シート範囲を特定し、検査シート範囲の三次元点群データを取得する三次元情報取得部11と、検査対象の配筋面を特定する平面特定部12と、撮影画像を正対化画像に変換する画像変換部13と、鉄筋の位置情報を検出する検出部14と、位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、鉄筋の鉄筋径を判定する鉄筋径判定部16と、検査シート範囲における鉄筋の鉄筋径を示す計測結果情報を生成して出力する計測結果情報生成部19と、を備える。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査シートが長手方向に敷設された鉄筋を単眼カメラにより撮影した撮影画像と、前記検査シートが長手方向に敷設された鉄筋をライダにより三次元計測した三次元点群データとを入力して、前記撮影画像から前記検査シートにより決定される検査シート範囲を特定し、前記検査シート範囲の前記三次元点群データを取得する三次元情報取得部と、
前記検査シート範囲の前記三次元点群データに基づいて、検査対象の配筋面を特定する平面特定部と、
前記撮影画像を正対化画像に変換する画像変換部と、
前記正対化画像の前記検査対象の配筋面において鉄筋の長手方向に設定した画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、鉄筋の位置情報を検出する検出部と、
鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した前記画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、前記位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する鉄筋径判定部と、
前記検査シート範囲における鉄筋の鉄筋径を示す計測結果情報を生成して出力する計測結果情報生成部と、を備えた
ことを特徴とする配筋検査装置。
【請求項2】
鉄筋が格子状に配筋された検査領域を単眼カメラにより撮影した撮影画像と、前記検査領域をライダにより三次元計測した三次元点群データとを入力し、前記撮影画像から互いに交差する鉄筋の長手方向に敷設された検査シートにより決定される検査シート範囲を特定して、前記検査シート範囲の前記三次元点群データを取得する三次元情報取得部と、
前記検査シート範囲の前記三次元点群データに基づいて、検査対象の配筋面を特定する平面特定部と、
前記撮影画像を正対化画像に変換する画像変換部と、
前記正対化画像の前記検査対象の配筋面において、前記検査シートが長手方向に敷設された鉄筋の長手方向に設定した第1画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、鉄筋の第1位置情報を検出し、前記検査シートが長手方向に敷設された鉄筋に交差して配筋された鉄筋の第2位置情報を検出する第1検出部と、
前記検査シートの長手方向で画素ごとに設定した第2画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、前記第2位置情報が示す鉄筋の本数および間隔を検出する第2検出部と、
前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した前記第1画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、前記第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する第1鉄筋径判定部と、
前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した前記第2画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、前記第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する第2鉄筋径判定部と、
前記検査シート範囲における前記検査シートの長手方向と前記検査シートの長手方向に交差する方向とにおいてそれぞれ得られた鉄筋径、鉄筋の本数および間隔を示す計測結果情報を生成して出力する計測結果情報生成部と、を備えた
ことを特徴とする配筋検査装置。
【請求項3】
前記計測結果情報は、前記単眼カメラ、前記ライダ、および表示部を備える端末装置に出力され、前記表示部に表示される
ことを特徴とする請求項2に記載の配筋検査装置。
【請求項4】
前記第1鉄筋径判定部は、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した前記第1画素値走査線を周波数変換したスペクトルに基づいて、前記第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の配筋検査装置。
【請求項5】
前記第1鉄筋径判定部は、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した前記第1画素値走査線を周波数変換したスペクトルに基づいて、前記第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定し、
前記第2鉄筋径判定部は、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した前記第2画素値走査線を周波数変換したスペクトルに基づいて、前記第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の配筋検査装置。
【請求項6】
前記第1画素値走査線を周波数変換した第1基準スペクトルと、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した前記第1画素値走査線を周波数変換したスペクトルとの相関値を算出する相関演算部を備え、
前記第1鉄筋径判定部は、前記相関値に基づいて、前記第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する
ことを特徴とする請求項5に記載の配筋検査装置。
【請求項7】
前記第2画素値走査線を周波数変換した第2基準スペクトルと、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した前記第2画素値走査線を周波数変換したスペクトルとの相関値を算出する相関演算部を備え、
前記第2鉄筋径判定部は、前記相関値に基づいて、前記第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する
ことを特徴とする請求項6に記載の配筋検査装置。
【請求項8】
前記第1鉄筋径判定部は、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した前記第1画素値走査線を周波数変換したスペクトルを記憶部に記憶し、
前記記憶部に記憶されているスペクトルと、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した前記第2画素値走査線を周波数変換したスペクトルとの相関値を算出する相関演算部を備え、
前記第2鉄筋径判定部は、前記相関値に基づいて、前記第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する
ことを特徴とする請求項5に記載の配筋検査装置。
【請求項9】
配筋検査装置による配筋検査方法であって、
三次元情報取得部が、鉄筋が格子状に配筋された検査領域を単眼カメラにより撮影した撮影画像と、前記検査領域をライダにより三次元計測した三次元点群データとを入力し、前記撮影画像から互いに交差する鉄筋の長手方向に敷設された検査シートにより決定される検査シート範囲を特定して、前記検査シート範囲の前記三次元点群データを取得するステップと、
平面特定部が、前記検査シート範囲の前記三次元点群データに基づいて、前記検査シート範囲の検査対象の配筋面を特定するステップと、
画像変換部が、前記撮影画像を正対化画像に変換するステップと、
第1検出部が、前記正対化画像の前記検査対象の配筋面において、前記検査シートが長手方向に敷設された鉄筋の長手方向に設定した第1画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、鉄筋の第1位置情報を検出し、前記検査シートが長手方向に敷設された鉄筋に交差して配筋された鉄筋の第2位置情報を検出するステップと、
第2検出部が、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した第2画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、前記第2位置情報が示す鉄筋の本数および間隔を検出するステップと、
第1鉄筋径判定部が、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した前記第1画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、前記第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定するステップと、
第2鉄筋径判定部が、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した前記第2画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、前記第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定するステップと、
計測結果情報生成部が、前記検査シート範囲における前記検査シートの長手方向と前記検査シートの長手方向に交差する方向とにおいてそれぞれ得られた鉄筋径、鉄筋の本数および間隔を示す計測結果情報を生成して出力するステップと、を備えた
ことを特徴とする配筋検査方法。
【請求項10】
コンピュータを請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の配筋検査装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、配筋検査装置、配筋検査方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
鉄筋コンクリート構造物の施工においては、鉄筋を組み上げる配筋を行った後に、鉄筋が設計通り配筋されているかどうかを検査する配筋検査が行われる。一般的な配筋検査では、検査対象の配筋面を三次元撮影して得られた画像に基づいて、配筋面における鉄筋の本数、鉄筋径および鉄筋間隔が特定される。ただし、三次元撮影には、2眼カメラまたは3眼カメラといった大掛かりな装置が必要である。
【0003】
これに対して、例えば、特許文献1に記載される配筋検査システムは、配筋の所定の層の上に配置されたマーカを単眼カメラにより異なる角度から撮影した複数の画像を、マーカが一致するように重ね合わせた重畳画像を用いて、配筋の正否を判定するものである。配筋の撮影には単眼カメラのみが用いられるので、三次元撮影を行う装置に比べて簡易な構成を実現可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第6801055号
【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、特許文献1に記載される配筋検査システムは、検査対象の配筋面の三次元情報を取得するために単眼カメラにより異なる角度から複数回の撮影を行う必要があるという課題があった。
【0006】
本開示は上記課題を解決するものであり、配筋面を複数回撮影することなく、配筋検査を行うことができる、配筋検査装置、配筋検査方法およびプログラムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示に係る配筋検査装置は、検査シートが長手方向に敷設された鉄筋を単眼カメラにより撮影した撮影画像と、検査シートが長手方向に敷設された鉄筋をライダにより三次元計測した三次元点群データとを入力し、撮影画像から検査シートにより決定される検査シート範囲を特定し、検査シート範囲の三次元点群データを取得する三次元情報取得部と、検査シート範囲の三次元点群データに基づいて、検査対象の配筋面を特定する平面特定部と、撮影画像を正対化画像に変換する画像変換部と、正対化画像の検査対象の配筋面において位置情報が示す鉄筋の長手方向に設定した画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、鉄筋の位置情報を検出する検出部と、位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する鉄筋径判定部と、検査シート範囲における鉄筋の鉄筋径を示す計測結果情報を生成して出力する計測結果情報生成部と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、検査シートが長手方向に敷設された鉄筋を単眼カメラにより撮影した撮影画像と、当該鉄筋をライダにより三次元計測した三次元点群データとを入力し、撮影画像における検査対象の検査シート範囲と、検査シート範囲における三次元点群データとを取得する。検査シート範囲の三次元点群データに基づいて、検査対象の配筋面を特定する。撮影画像から変換した正対化画像の検査対象の配筋面において鉄筋の長手方向に設定した画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、鉄筋の位置情報を検出する。鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する。検査対象の配筋面における鉄筋の鉄筋径を示す計測結果情報を生成して出力する。このように、ライダにより三次元計測した三次元点群データを用いて、単眼カメラにより撮影した撮影画像の三次元情報が補間される。これにより、本開示に係る配筋検査装置では、配筋面を複数回撮影することなく、配筋検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】実施の形態1に係る配筋検査装置の構成を示すブロック図である。
図2】マーカが記載された検査シートを示す正面図である。
図3】検査シートを敷設した配筋面を示す画面図である。
図4図4A図4Bおよび図4Cは、検査領域における配筋面を示す関数とアウトライヤおよびインライヤとの関係を示すグラフである。
図5】撮影画像を正対化画像に変換する処理を示す説明図である。
図6】鉄筋検出処理の概要を示す説明図である。
図7】実施の形態1に係る配筋検査方法を示すフローチャートである。
図8図8Aおよび図8Bは、実施の形態1に係る配筋検査装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る配筋検査装置1の構成を示すブロック図である。配筋検査装置1は、例えば、検査対象の配筋面における鉄筋の径、本数および隣り合う鉄筋の間隔の少なくとも一つを検査する。検査対象の配筋面は、検査シートが長手方向に敷設された鉄筋が存在する面である。また、配筋面は、例えば、複数の鉄筋が格子状に配筋された面であり、格子状に配筋された鉄筋のうち、互いに交差(例えば、直交)する鉄筋の一組における鉄筋の長手方向に検査シートがそれぞれ敷設された面であってもよい。
【0011】
配筋検査装置1は、スマートフォン、タブレット端末またはノートタイプのパーソナルコンピュータの一つの機能として実装される。図1に示すように、配筋検査装置1には、有線または無線により、単眼カメラ2、ライダ3(以下、LiDAR3と記載する。)および表示部4が接続されている。配筋検査装置1は、単眼カメラ2、LiDAR3および表示部4が外付けされている装置に限らず、単眼カメラ2、LiDAR3および表示部4を搭載する装置であってもよい。
【0012】
例えば、単眼カメラ2、LiDAR3および表示部4を備えたスマートフォンが、実施の形態1に係る配筋検査装置1の機能を実現するための配筋検査アプリケーションを実行することによりスマートフォンが配筋検査装置1として機能する。スマートフォンでは、単眼カメラ2による検査対象の配筋面の撮影におけるオートフォーカスに、LiDAR3が三次元計測して得られた配筋面の三次元点群データ(被写体までの距離情報)が用いられる。
【0013】
スマートフォンにおいて単眼カメラ2とLiDAR3の位置関係は相関がとれている。例えば、単眼カメラ2による撮影およびLiDAR3による三次元計測が行われる場合、LiDAR2による三次元計測で得られた三次元点群データは、単眼カメラ2により撮影された映像と同期がとれている。このため、撮影画像の画素と三次元点データの対応付けが可能である。すなわち、単眼カメラ2の撮影画像に対して三次元情報を付与することができる。これにより、配筋検査装置1は、単眼カメラ2による一回の撮影(ワンショット撮影)で得られた撮影画像を用いて、配筋検査を行うことができる。
【0014】
配筋検査装置1は、単眼カメラ2、LiDAR3および表示部4を搭載する端末装置と通信可能なサーバが備える構成要素であってもよい。例えば、上記端末装置は、SaaS(Software as a Service)の形態で提供される配筋検査を行うことができる。SaaSの形態で配筋検査を行う場合、上記端末装置には、配筋検査用のアプリケーションがインストールされなくてよい。
配筋検査用アプリケーションは、上記サーバで実行されており、上記端末装置は、汎用のWebブラウザ上で計測結果情報が提供される。配筋検査用アプリケーションは、サーバが備える記憶部に記憶されている。
また、上記端末装置には、配筋検査用のアプリケーションがインストールされていてもよい。配筋検査用のアプリケーションがインストールされた端末装置では、当該アプリケーションが実行されることで、配筋検査が可能となる。
【0015】
単眼カメラ2は、ステレオカメラよりも安価なカメラであり、前述のように、スマートフォン、タブレット端末またはノートタイプのパーソナルコンピュータに備え付けられたカメラであってもよい。単眼カメラ2では、2眼カメラ(ステレオカメラ)あるいは3眼カメラと異なり、大掛かりな装置が不要である。
【0016】
LiDAR3は、予め定められた計測周期(例えば、100ミリ秒ごと)で対象領域に照射したレーザパルスの反射光を受光して距離を計測し、計測した距離で特定される三次元点の集合である三次元点群データを検出するライダである。なお、対象領域に存在する物体までの距離は、三次元点の深度として計測される。
【0017】
表示部4は、スマートフォン、タブレット端末またはノートタイプのパーソナルコンピュータに備える表示装置であり、例えば、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display;LCD)または有機EL(Electroluminescence)表示装置である。表示部4は、鉄筋の計測結果情報を表示する。
【0018】
記憶部5は、鉄筋特徴情報を記憶する記憶部である。鉄筋特徴情報は、鉄筋の長手方向に沿って並んだ複数の画素により構成される走査線(以下、画素値走査線という。)における画素値を周波数変換して得られた基準スペクトルである。例えば、周波数変換には、高速フーリエ変換(以下、FFTという。)が用いられる。
【0019】
検査領域において、複数の鉄筋が格子状に配筋され、互いに交差する鉄筋の長手方向に検査シートが敷設されている場合に、記憶部5には、第1基準スペクトルが記憶される。第1基準スペクトルは、検査シート6が敷設された鉄筋の撮影画像において、当該鉄筋の長手方向に設定した第1画素値走査線を周波数変換した基準のスペクトルである。
また、記憶部5には第2基準スペクトルが記憶されてもよい。第2基準スペクトルは、検査シート6が敷設された鉄筋の撮影画像において、当該鉄筋の長手方向に交差する方向に設定した第2画素値走査線を周波数変換した基準のスペクトルである。
【0020】
配筋検査装置1は、図1に示すように、三次元情報取得部11、平面特定部12、画像変換部13、第1検出部14、第2検出部15、第1鉄筋径判定部16、第2鉄筋径判定部17、相関演算部18および計測結果情報生成部19を備える。三次元情報取得部11は、検査シートが長手方向に敷設された鉄筋を単眼カメラ2により撮影した撮影画像と、検査シートが長手方向に敷設された鉄筋をLiDAR3により三次元計測した三次元点群データとを入力する。そして、三次元情報取得部11は、撮影画像から検査シートにより決定される検査シート範囲を特定し、検査シート範囲の三次元点群データを取得する。
【0021】
図2は、マーカ7が記載された検査シート6を示す正面図である。図2に示すように、検査シート6は、帯形状のシートであり、その端部にはマーカ7が設けられている。検査シート6は、鉄筋の長手方向に敷設される。例えば、格子として組み上げる前の鉄筋の検査(受け入れ検査)を行う場合は、検査シート6の長手方向に鉄筋の長手方向を合わせて配置したものが、配筋面とみなされる。検査シート6に設けられたマーカ7は、例えば、正方形の下地7Aに対して識別形状7Bが描かれた識別子であり、AR(拡張現実)マーカを使用してもよい。
【0022】
三次元情報取得部11は、単眼カメラ2が撮影した撮影画像からマーカ7を検出する。例えば、三次元情報取得部11は、単眼カメラ2の撮影画像が入力されると、マーカ7の検出データを出力する学習モデルを用いることにより撮影画像からマーカ7を検出する。学習モデルは、検査シート6を含む撮影画像を学習データとして機械学習されたものであり、例えば、ニューラルネットワークモデルである。なお、三次元情報取得部11は、学習モデルを用いず、撮影画像にマーカ7のパターンマッチングを実施してマーカ7を検出してもよい。
【0023】
次に、三次元情報取得部11は、検出したマーカ7の位置情報を算出する。例えば、三次元情報取得部11は、単眼カメラ2から入力した撮影画像を2値化し、マーカ7の下地7Aの輪郭線を検出して、検出した輪郭線に基づいて下地7Aが正方形であると判断されたときのマーカ7の位置を算出する。
【0024】
例えば、図2に示すように、頂点P1と頂点P2とを結ぶ線分、頂点P2と頂点P3とを結ぶ線分、頂点P3と頂点P4とを結ぶ線分、および頂点P4と頂点P1とを結ぶ線分により構成される形状が矩形(台形)である場合、撮影画像は、単眼カメラ2が配筋面を正面から撮影して得られた画像である。下地7Aの形状の4つの頂点P1~P4のうち、いずれかの頂点が検出されないか、下地7Aの形状が歪んで検出された場合は、このときの撮影画像は、単眼カメラ2が配筋面を斜め方向から撮影したものである。
【0025】
三次元情報取得部11は、下地7Aの形状が台形となる撮影位置で単眼カメラ2により撮影した撮影画像における、マーカ7の位置情報を算出する。三次元情報取得部11は、マーカ7の位置情報を用いて、配筋検査を行う検査シート範囲を特定する。
図3は、検査シート6を敷設した配筋面の撮影画像2Aを示す画面図であって、複数の鉄筋8が格子状に配筋された配筋面を示している。図3において、互いに交差した鉄筋8の複数の組のうちの一組において、鉄筋8の長手方向に検査シート6が敷設され、当該鉄筋8の長手方向に交差している鉄筋8の長手方向に検査シート6が敷設されている。
【0026】
例えば、三次元情報取得部11は、図3に示した配筋面を単眼カメラ2により撮影した撮影画像2Aと、当該配筋面をLiDAR3により三次元計測した三次元点群データとを入力し、撮影画像2Aから互いに交差する鉄筋8の長手方向に敷設された検査シート6により決定される検査シート範囲を特定して、検査シート範囲の三次元点群データを取得する。検査シート範囲は、互いに交差する検査シート6の両端に設けられたマーカ7の位置により特定される範囲である。例えば、検査シート範囲は、検査シート6の長手方向に設けられた鉄筋8と当該検査シート6の端部に設けられたマーカ7の位置で交差する鉄筋8を一つの辺とした矩形の範囲である。
【0027】
三次元情報取得部11は、マーカ7の位置に基づいて、撮影画像2Aの検査シート範囲を特定すると、LiDAR3による三次元計測で得られた三次元点群データのうち、検査シート範囲に対応する三次元点群データを取得する。検査シート範囲に対応する三次元点群データとは、検査シート範囲内の鉄筋8、検査シート6およびマーカ7のそれぞれにおける三次元点の距離情報(深度情報)である。
【0028】
平面特定部12は、検査シート範囲の三次元点群データに基づいて、検査対象の配筋面を特定する。例えば、平面特定部12は、検査シート範囲の三次元点群データから、複数の三次元点が含まれる平面候補を検出し、平面候補との距離が閾値以下である三次元点の個数を、平面候補ごとに算出する。そして、平面特定部12は、複数の平面候補のうち、三次元点の個数が最も多い平面候補を、検査対象の配筋面として特定する。例えば、複数の鉄筋が格子状に配筋された複数の層の構造体の最前面に位置する面が、検査対象の配筋面である。
【0029】
例えば、平面特定部12は、RANSAC(RANdom SAmple Consensus)法により、最前面の配筋面を特定する。平面特定部12は、検査シート範囲の三次元点群データを用いて、平面候補を示す関数の推定を繰り返し実行する。図4A図4Bおよび図4Cは、各層の平面を示す関数P(1)、P(2)およびP(3)と、アウトライヤ31およびインライヤ32との関係をそれぞれ示すグラフであり、XY座標面における三次元点を示している。アウトライヤ31は、許容可能な範囲に含まれない三次元点であり、インライヤ32は、許容可能な範囲に含まれる三次元点である。
【0030】
RANSAC法は、関数P(1)、P(2)およびP(3)を表すパラメータごとに、インライヤ32となる三次元点の数がカウントされ、カウント数が最も多いパラメータが最適なパラメータに決定される。すなわち、決定されたパラメータを適用した関数で表される平面候補が最前面の平面の推定結果とされる。図4A図4Bおよび図4Cから明らかなように、関数P(3)を表すパラメータにおいて、インライヤ32となる三次元点の数が最も多いので、平面特定部12は、関数P(3)で表される平面候補を、検査対象の配筋面として特定する。
【0031】
画像変換部13は、撮影画像を正対化画像に変換する。正対化画像は、単眼カメラ2と検査対象の配筋面との距離が一定で、かつ、単眼カメラ2に検査対象の配筋面が正対している画像である。なお、正対化画像における全ての画素は、単眼カメラ2との距離が一定になるように、スケーリングされている。これにより、正対化画像では、単眼カメラ2と検査対象の配筋面との距離に応じた鉄筋の大きさの違いが補正されている。
【0032】
図5は、撮影画像2Aを正対化画像2Bに変換する処理を示す説明図であり、撮影画像2Aおよび正対化画像2Bにそれぞれ写る最前面の配筋面のみを示している。画像変換部13は、撮影画像2Aにおける検査対象の配筋面に格子状に配筋された鉄筋8のうち、任意の矩形の4隅の4点を指定し、当該矩形が単眼カメラ2の正面から見た形状となるホモグラフィ変換行列を推定する。画像変換部13は、ホモグラフィ変換行列に基づいて、撮影画像2Aを、正対化画像2Bに変換する。
【0033】
例えば、配筋検査装置1が鉄筋の受け入れ検査を行うものであり、格子状に組み付ける前の鉄筋の長手方向に検査シート6を敷設したものを検査対象とする場合、配筋検査装置1は、第2検出部15、第2鉄筋径判定部17および相関演算部18を備えていなくてもよい。この場合、第1検出部14は、正対化画像の検査対象の配筋面において検査シート6の長手方向に設定した画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、鉄筋の位置情報を検出する検出部として機能する。なお、画素値走査線は、正対化画像において鉄筋の長手方向に沿って並んだ複数の画素の画素値により構成された走査線である。以降の説明では、画素値が輝度値であるものとし、画素値走査線を輝度値走査線という。
【0034】
例えば、正対化画像における鉄筋の長手方向に敷設された検査シート6上の輝度値走査線と鉄筋上の輝度置走査線では、輝度値分布が異なることに着目する。検出部は、これに着目し、鉄筋の長手方向に沿った輝度値走査線を、鉄筋の長手方向に交差(例えば直交)する方向に順に設定する。そして、検出部は、検査シート6上から順に設定した輝度値走査線が示す輝度値分布が大きく変化した走査線を特定し、この走査線の位置情報を正対化画像上の鉄筋の位置情報として検出する。
【0035】
図6は、鉄筋検出処理の概要を示す説明図であり、配筋面において格子状に配筋された複数の鉄筋8のうち、互いに交差する鉄筋8の一組における鉄筋8の長手方向に検査シート6がそれぞれ敷設されている場合を示している。この場合、格子状に配筋された複数の鉄筋8の鉄筋径、本数および間隔を計測するため、図1に示した配筋検査装置1が用いられる。第1検出部14は、図6に示すように、検査シート6が長手方向に敷設された鉄筋8の長手方向に設定した第1輝度値走査線iが示す輝度値分布に基づいて鉄筋の第1位置情報を検出し、検査シート6が長手方向に敷設された鉄筋8に交差して配筋された鉄筋8の第2位置情報を検出する。
【0036】
例えば、正対化画像において、検査シート6上の輝度値走査線iと鉄筋8上の輝度置走査線iとでは、輝度値分布が異なる。第1検出部14は、これに着目して、鉄筋8の長手方向に沿った第1輝度値走査線iを、図6に示すように、鉄筋8の長手方向に直交する方向に順に設定する。そして、第1検出部14は、検査シート6上から順に設定した輝度値走査線iが示す輝度値分布が大きく変化した輝度値走査線iを特定し、特定した輝度値走査線iの位置情報を、鉄筋8の第1位置情報として検出する。これにより、図6における横方向の鉄筋8の位置を示す第1位置情報が検出される。
【0037】
正対化画像において検査シート6上の輝度値走査線iが示す輝度値分布のうち、第1位置情報が示す鉄筋8に直交して配筋された鉄筋8(図6の縦方向の鉄筋8)における輝度値は、検査シート6上の輝度値とは異なる。第1検出部14は、これに着目して、検査シート6上の輝度値走査線iが示す輝度値分布のうち、縦方向の鉄筋8に対応した輝度値変化があった位置を特定し、特定した位置を、正対化画像における鉄筋8の第2位置情報として検出する。これにより、図6における縦方向の鉄筋8の位置を示す第2位置情報が検出される。
【0038】
第2検出部15は、第1位置情報が示す鉄筋8の長手方向(図6の横方向)で画素ごとに設定した第2輝度値走査線jがそれぞれ示す輝度値分布に基づいて、第2位置情報が示す鉄筋8の本数および間隔を検出する。例えば、正対化画像において、検査シート6上の輝度値走査線jと鉄筋8上の輝度置走査線jでは、輝度値分布が異なる。第2検出部15は、これに着目して、鉄筋8の長手方向に直交する第2輝度値走査線jを、図6に示すように、鉄筋8の長手方向に順に設定する。そして、第2検出部15は、検査シート6上から順に設定した輝度値走査線jのうち、輝度値分布が変化したものを、検査シート6上と鉄筋8上との境目の輝度値走査線jであると判定する。第2検出部15は、境目の輝度値走査線jの位置情報を用いて、鉄筋8の長手方向に直交する鉄筋8の本数と、隣り合った鉄筋8の間隔を検出する。これにより、図6における横方向の鉄筋8に直交する鉄筋8の本数と、縦方向の鉄筋8同士の間隔が検出される。
【0039】
配筋検査装置1が鉄筋の受け入れ検査を行うものであり、格子状に組み付ける前の鉄筋の長手方向に検査シート6を敷設したものを検査対象とする場合、第1鉄筋径判定部16は、検出部が検出した位置情報が示す鉄筋8の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した輝度値走査線iがそれぞれ示す画素値分布に基づいて、上記位置情報が示す鉄筋8の鉄筋径を判定する鉄筋径判定部として機能する。
【0040】
例えば、鉄筋径判定部は、鉄筋8の長手方向に沿った輝度値走査線iを、鉄筋8の長手方向に交差(例えば直交)する方向に順に設定する。鉄筋径判定部は、検査シート6上から順に設定した輝度値走査線iのうち、輝度値分布が変化した走査線を、検査シート6上から鉄筋8上に変わる境目の第1走査線であると判定して、第1走査線の位置情報を特定する。さらに、鉄筋径判定部は、鉄筋8の長手方向に交差する方向に走査を進めて、輝度値分布が変化した走査線を、鉄筋8上から検査シート6上に変わる境目の第2走査線であると判定して、第2走査線の位置情報を特定する。鉄筋径判定部は、正対化画像における第1走査線の位置情報と第2走査線の位置情報との差分値を、実空間上の距離に変換することにより、検出部が検出した位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定することができる。
【0041】
第1鉄筋径判定部16は、第1位置情報が示す鉄筋8の長手方向に直交する方向で画素ごとに設定した第1輝度値走査線iがそれぞれ示す輝度値分布に基づいて、第1位置情報が示す鉄筋8の鉄筋径を判定するものである。
例えば、第1鉄筋径判定部16は、図6に示すように、鉄筋8の長手方向に沿った輝度値走査線iを、鉄筋8の長手方向に直交する方向(図6の縦方向)に順に設定する。
次に、第1鉄筋径判定部16は、検査シート6上から順に設定した輝度値走査線iのうち、輝度値分布が変化した走査線を、検査シート6上から鉄筋8上に変わる境目の第1走査線であると判定して、第1走査線の位置情報を特定する。
さらに、第1鉄筋径判定部16は、鉄筋8の長手方向に直交する方向に走査を進めて、輝度値分布が変化した走査線を、鉄筋8上から検査シート6上に変わる境目の第2走査線であると判定して、第2走査線の位置情報を特定する。
第1鉄筋径判定部16は、正対化画像における第1走査線の位置情報と第2走査線の位置情報との差分値を、実空間上の距離に変換することにより、第1検出部14が検出した第1位置情報が示す鉄筋8の鉄筋径を判定する。
【0042】
また、第1鉄筋径判定部16は、相関演算部18が算出した相関値に基づいて、第1位置情報が示す鉄筋8の鉄筋径を判定してもよい。
例えば、画像上の鉄筋の長手方向に設定した輝度置走査線を周波数変換したスペクトルを予め実験により求めておき、当該スペクトルを、第1基準スペクトルとして記憶部5に記憶しておく。第1鉄筋径判定部16は、鉄筋8の長手方向に直交する方向に順に設定した輝度置走査線iをそれぞれ周波数変換して輝度値の変化を示すスペクトルを生成し、相関演算部18に出力する。
【0043】
相関演算部18は、第1鉄筋径判定部16が生成した周波数変換スペクトルと、記憶部5に記憶された第1基準スペクトルとの相関値を算出し、相関値を第1鉄筋径判定部16に出力する。例えば、相関演算部18は、スペクトル同士のピーク位置およびピーク強度を比較して、両スペクトルの類似度合いを数値化(スコア化)して相関値を算出する。
第1鉄筋径判定部16は、相関演算部18が算出した相関値が閾値未満であれば、この相関値を得たスペクトルに対応する輝度置走査線iが正対化画像における検査シート6上の輝度値分布を示すものであると判定する。
【0044】
一方、第1鉄筋径判定部16は、相関演算部18が算出した相関値が閾値以上である場合、この相関値を得たスペクトルに対応する輝度置走査線iが、正対化画像における鉄筋8上の輝度値分布を示すものであると判定する。
第1鉄筋径判定部16は、上記相関値を用いて、第1走査線の位置情報と第2走査線の位置情報を検出し、第1走査線の位置情報と第2走査線の位置情報との差分値を用いて、第1位置情報が示す鉄筋8の鉄筋径を判定する。
【0045】
第2鉄筋径判定部17は、第1位置情報が示す鉄筋8の長手方向で画素ごとに設定した第2輝度値走査線jがそれぞれ示す輝度値分布に基づいて、第2位置情報が示す鉄筋8の鉄筋径を判定する。
例えば、第2鉄筋径判定部17は、図6に示すように、第1位置情報が示す鉄筋8の長手方向に直交する輝度値走査線jを、鉄筋8の長手方向に順に設定する。第2鉄筋径判定部17は、検査シート6上から順に設定した輝度値走査線jのうち、輝度値分布が変化した走査線を、検査シート6上から鉄筋8上に変わる境目の第1走査線であると判定し、第3走査線の位置情報を特定する。
【0046】
さらに、第2鉄筋径判定部17は、鉄筋8の長手方向に走査を進めて、輝度値分布が大きく変化した走査線を、鉄筋8上から検査シート6上に変わる境目の第4走査線であると判定して、第4走査線の位置情報を特定する。
第2鉄筋径判定部17は、正対化画像における、第3走査線の位置情報と第4走査線の位置情報との差分値を実空間上の距離に変換することにより、第1検出部14が検出した第2位置情報が示す鉄筋8の鉄筋径を判定する。
【0047】
また、第2鉄筋径判定部17は、相関演算部18が算出した相関値に基づいて、第2位置情報が示す鉄筋8の鉄筋径を判定してもよい。例えば、第1鉄筋径判定部16が、図6の縦方向の画素ごとに設定した第1画素値走査線iをそれぞれ周波数変換したスペクトルを、第2基準スペクトルとして記憶部5に記憶しておく。相関演算部18は、第2鉄筋径判定部17により第2輝度値走査線jが周波数変換されたスペクトルと、記憶部5に記憶された第2基準スペクトルとの相関値を算出する。
【0048】
図6において、縦方向の鉄筋8は、第2位置情報により位置が特定されているので、横方向の輝度置走査線iが示す輝度値分布のうち、第2位置情報が示す位置には、縦方向の鉄筋8における輝度値変化が現れる。ただし、縦方向の鉄筋8における輝度値変化は、横方向の鉄筋8上に設定された輝度置走査線iには現れず、検査シート6上に設定された輝度置走査線iに強く現れる。
【0049】
相関演算部18は、第2鉄筋径判定部17が縦方向に設定した第2輝度置走査線jを周波数変換したスペクトルが示す輝度値変化と、横方向の輝度置走査線iを周波数変換したスペクトルのうち、第2位置情報が示す位置における輝度値変化との相関値を算出する。
第2鉄筋径判定部17は、上記相関値を用いて、第3走査線の位置情報と第4走査線の位置情報を検出し、第3走査線の位置情報と第4走査線の位置情報との差分値を用いて、第2位置情報が示す鉄筋8の鉄筋径を判定する。
【0050】
また、画像上の鉄筋の長手方向に直交する方向に設定した輝度置走査線jを周波数変換したスペクトルを予め実験により求めておき、当該スペクトルを、第2基準スペクトルとして記憶部5に記憶してもよい。この場合、第2鉄筋径判定部17は、第1位置情報が示す鉄筋8の長手方向に順に設定した輝度置走査線jをそれぞれ周波数変換して輝度値の変化を示すスペクトルを生成し、相関演算部18に出力する。
【0051】
相関演算部18は、第2鉄筋径判定部17が生成した周波数変換スペクトルと、記憶部5に記憶された第2基準スペクトルとの相関値を算出し、相関値を第2鉄筋径判定部17に出力する。例えば、相関演算部18は、スペクトル同士のピーク位置およびピーク強度を比較して、両スペクトルの類似度合いを数値化(スコア化)して相関値を算出する。
第2鉄筋径判定部17は、相関演算部18が算出した相関値が閾値未満であれば、この相関値を得たスペクトルに対応する輝度置走査線jが正対化画像における検査シート6上の輝度値分布を示すものであると判定する。
【0052】
一方、第2鉄筋径判定部17は、相関演算部18が算出した相関値が閾値以上である場合、この相関値を得たスペクトルに対応する輝度置走査線jが、正対化画像における鉄筋8上の輝度値分布を示すものであると判定する。
第2鉄筋径判定部17は、上記相関値を用いて、第3走査線の位置情報と第4走査線の位置情報を検出し、第3走査線の位置情報と第4走査線の位置情報との差分値を用いて、第2位置情報が示す鉄筋8の鉄筋径を判定する。
【0053】
計測結果情報生成部19は、検査シート範囲における鉄筋8の鉄筋径を示す計測結果情報を生成して出力する。例えば、計測結果情報生成部19は、計測結果を電子黒板に表示するための表示制御情報を計測結果情報として生成し表示部4に出力する。表示部4は、表示制御情報に基づいて、計測結果の鉄筋径が記載された電子黒板を表示する。
【0054】
また、配筋面が、図3に示したように、格子状に配筋された複数の鉄筋8のうち、互いに交差する鉄筋8の一組における鉄筋8の長手方向に検査シート6がそれぞれ敷設された配筋面である場合、配筋検査装置1は、検査シート範囲における検査シート6の長手方向(図3の横方向)と検査シート6の長手方向に交差する方向(図3の縦方向)とにおいて鉄筋8の鉄筋径、鉄筋8の本数および間隔を計測する。これにより、検査シート範囲内の鉄筋8の鉄筋径、鉄筋8の本数および間隔が計測される。この場合、計測結果情報生成部19は、検査シート範囲内の鉄筋8の鉄筋径、鉄筋8の本数および間隔を電子黒板に表示するための表示制御情報を計測結果情報として生成し表示部4に出力する。表示部4は、表示制御情報に基づいて、検査シート範囲内の鉄筋8の鉄筋径、鉄筋8の本数および間隔が記載された電子黒板を表示する。
【0055】
次に、実施の形態1に係る配筋検査方法について説明する。
図7は、実施の形態1に係る配筋検査方法を示すフローチャートである。
三次元情報取得部11が、複数の鉄筋8が格子状に配筋された検査領域を単眼カメラ2により撮影した撮影画像と、この検査領域をLiDAR3により三次元計測した三次元点群データとを入力して、撮影画像から互いに交差する鉄筋8の長手方向に敷設された検査シート6により決定される検査シート範囲を特定し、検査シート範囲の三次元点群データを取得する(ステップST1)。
【0056】
平面特定部12が、検査シート範囲の三次元点群データに基づいて、検査シート範囲の検査対象の配筋面を特定する(ステップST2)。画像変換部13が、撮影画像を正対化画像に変換する(ステップST3)。
【0057】
第1検出部14が、正対化画像の検査対象の配筋面において、検査シート6が長手方向に敷設された鉄筋8の長手方向に設定した第1輝度値走査線iが示す輝度値分布に基づいて、鉄筋8の第1位置情報を検出し、検査シート6が長手方向に敷設された鉄筋8に交差して配筋された鉄筋8の第2位置情報を検出する(ステップST4-1)。
また、第2検出部15が、第1位置情報が示す鉄筋8の長手方向で画素ごとに設定した第2輝度値走査線jがそれぞれ示す輝度値分布に基づいて、第2位置情報が示す鉄筋の本数および間隔を検出する(ステップST4-2)。
【0058】
第1鉄筋径判定部16が、第1位置情報が示す鉄筋8の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した第1輝度値走査線iがそれぞれ示す輝度値分布に基づいて、第1位置情報が示す鉄筋8の鉄筋径を判定する(ステップST5-1)。この処理が、第1の鉄筋径の判定処理である。また、第2鉄筋径判定部17が、第1位置情報が示す鉄筋8の長手方向で画素ごとに設定した第2輝度値走査線がそれぞれ示す輝度値分布に基づいて、第2位置情報が示す鉄筋8の鉄筋径を判定する(ステップST5-2)。この処理が、第2の鉄筋径の判定処理である。
【0059】
計測結果情報生成部19が、検査シート範囲における検査シート6の長手方向と、検査シート6の長手方向に交差する方向とにおいてそれぞれ得られた、鉄筋8の鉄筋径、鉄筋8の本数および間隔を示す計測結果情報を生成する(ステップST6)。例えば、計測結果情報は、計測結果を表示するための表示制御情報であり、表示部4は、表示制御情報に基づいて、計測結果を表示する。
【0060】
なお、画素値走査線を構成する画素値が輝度値である場合を示したが、鉄筋8における画素値と、検査シート6における画素値との間に差がある画素値であれば、輝度値に限定されるものではない。例えば、画素の色情報を用いてもよい。
【0061】
次に、配筋検査装置1の機能を実現するハードウェア構成について説明する。
配筋検査装置1が備える、三次元情報取得部11、平面特定部12、画像変換部13、第1検出部14、第2検出部15、第1鉄筋径判定部16、第2鉄筋径判定部17、相関演算部18および計測結果情報生成部19の機能は、処理回路により実現される。すなわち、配筋検査装置1は、図7に示したステップST1からステップST6の処理を実行するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいが、メモリに記憶されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)であってもよい。
【0062】
図8Aは、配筋検査装置1の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図8Bは、配筋検査装置1の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。図8Aおよび図8Bにおいて、入力インタフェース100は、配筋検査装置1が単眼カメラ2から入力する撮影画像、LiDAR3から入力する三次元点群データ、および記憶部5から入力する鉄筋特徴情報を中継するインタフェースである。出力インタフェース101は、配筋検査装置1から表示部4へ出力される計測結果情報を中継するインタフェースである。
【0063】
処理回路が図8Aに示す専用のハードウェアの処理回路102である場合、処理回路102は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、または、これらを組み合わせたものが該当する。配筋検査装置1が備える三次元情報取得部11、平面特定部12、画像変換部13、第1検出部14、第2検出部15、第1鉄筋径判定部16、第2鉄筋径判定部17、相関演算部18および計測結果情報生成部19の機能を別々の処理回路で実現してもよく、これらの機能をまとめて一つの処理回路で実現してもよい。
【0064】
処理回路が図8Bに示すプロセッサ103である場合、配筋検査装置1が備える三次元情報取得部11、平面特定部12、画像変換部13、第1検出部14、第2検出部15、第1鉄筋径判定部16、第2鉄筋径判定部17、相関演算部18および計測結果情報生成部19の機能は、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。なお、ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述されてメモリ104に記憶される。
【0065】
プロセッサ103は、メモリ104に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、配筋検査装置1が備える三次元情報取得部11、平面特定部12、画像変換部13、第1検出部14、第2検出部15、第1鉄筋径判定部16、第2鉄筋径判定部17、相関演算部18および計測結果情報生成部19の機能を実現する。
例えば、配筋検査装置1は、プロセッサ103によって実行されるときに、図7に示したステップST1からステップST6の処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ104を備える。
【0066】
これらのプログラムは、三次元情報取得部11、平面特定部12、画像変換部13、第1検出部14、第2検出部15、第1鉄筋径判定部16、第2鉄筋径判定部17、相関演算部18および計測結果情報生成部19が行う処理の手順または方法を、コンピュータに実行させる。メモリ104は、コンピュータを、三次元情報取得部11、平面特定部12、画像変換部13、第1検出部14、第2検出部15、第1鉄筋径判定部16、第2鉄筋径判定部17、相関演算部18および計測結果情報生成部19として機能させるためのプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。
【0067】
メモリ104は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically-EPROM)などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVDなどが該当する。
【0068】
配筋検査装置1が備える三次元情報取得部11、平面特定部12、画像変換部13、第1検出部14、第2検出部15、第1鉄筋径判定部16、第2鉄筋径判定部17、相関演算部18および計測結果情報生成部19の機能の一部を、専用のハードウェアで実現し、一部を、ソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、三次元情報取得部11および平面特定部12は、専用のハードウェアである処理回路102により機能を実現し、画像変換部13、第1検出部14、第2検出部15、第1鉄筋径判定部16、第2鉄筋径判定部17、相関演算部18および計測結果情報生成部19は、プロセッサ103がメモリ104に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって機能を実現する。このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせにより上記機能を実現することができる。
【0069】
以上のように、実施の形態1に係る配筋検査装置1は、検査領域を単眼カメラ2により撮影した撮影画像と、検査領域をLiDAR3により三次元計測した三次元点群データとを入力し、撮影画像から互いに交差する鉄筋の長手方向に敷設された検査シート6により決定される検査シート範囲を特定し、検査シート範囲の三次元点群データを取得する三次元情報取得部11と、検査対象の配筋面を特定する平面特定部12と、撮影画像を正対化画像に変換する画像変換部13と、正対化画像において、検査シート6が長手方向に敷設された鉄筋の長手方向に設定した第1画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、鉄筋の第1位置情報を検出し、前記鉄筋に交差して配筋された鉄筋の第2位置情報を検出する第1検出部14と、第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した第2画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、第2位置情報が示す鉄筋の本数および間隔を検出する第2検出部15と、第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した第1画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する第1鉄筋径判定部16と、第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した第2画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する第2鉄筋径判定部17と、検査シート範囲における検査シート6の長手方向と検査シート6の長手方向に交差する方向とにおいて得られた鉄筋径、鉄筋の本数および間隔を示す前記計測結果情報を生成して出力する計測結果情報生成部19を備える。
LiDAR3により三次元計測した三次元点群データを用いて、単眼カメラ2により撮影された撮影画像についての三次元情報が補間される。これにより、配筋検査装置1は、配筋面を複数回撮影することなく、配筋検査を行うことができる。
【0070】
実施の形態1に係る配筋検査装置1において、計測結果情報は、単眼カメラ2、LiDAR3、および表示部4を備える端末装置に出力され、表示部4に表示される。これにより、上記端末装置による配筋検査が可能である。
【0071】
実施の形態1に係る配筋検査装置1において、第1鉄筋径判定部16は、第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した第1画素値走査線を周波数変換したスペクトルに基づいて、第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する。画素ごとに設定した第1画素値走査線を周波数変換したスペクトルを用いることで、配筋検査装置1は、第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を正確に求めることができる。
【0072】
実施の形態1に係る配筋検査装置1において、第1鉄筋径判定部16は、第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した第1画素値走査線を周波数変換したスペクトルに基づいて鉄筋径を判定する。第2鉄筋径判定部17は、第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した第2画素値走査線を周波数変換したスペクトルに基づいて、第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する。画素ごとに設定した画素値走査線を周波数変換したスペクトルを用いることで、配筋検査装置1は、第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径および第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を正確に求めることができる。
【0073】
実施の形態1に係る配筋検査装置1において、相関演算部18は、第1画素値走査線を周波数変換した第1基準スペクトルと、第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した第1画素値走査線を周波数変換したスペクトルとの相関値を算出する。第1鉄筋径判定部16は、相関値に基づいて、第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する。第1基準スペクトルと第1画素値走査線を周波数変換したスペクトルとの相関値を用いることで、配筋検査装置1は、第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を正確に求めることができる。
【0074】
実施の形態1に係る配筋検査装置1において、相関演算部18は、第2画素値走査線を周波数変換した第2基準スペクトルと、第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した第2画素値走査線を周波数変換したスペクトルとの相関値を算出する。第2鉄筋径判定部17は、相関値に基づいて、第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する。第2基準スペクトルと第2画素値走査線を周波数変換したスペクトルとの相関値を用いることで、配筋検査装置1は、第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を正確に求めることができる。
【0075】
実施の形態1に係る配筋検査装置1において、第1鉄筋径判定部16は、第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した第1画素値走査線を周波数変換したスペクトルを記憶部5に記憶する。相関演算部18は、記憶部5に記憶されているスペクトルと、第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した第2画素値走査線を周波数変換したスペクトルとの相関値を算出する。第2鉄筋径判定部17は、相関値に基づいて、第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する。これにより、配筋検査装置1は、第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を正確に求めることができる。
【0076】
実施の形態1に係る配筋検査方法は、三次元情報取得部11が、鉄筋が格子状に配筋された検査領域を単眼カメラ2により撮影した撮影画像と、検査領域をLiDAR3により三次元計測した三次元点群データとを入力し、撮影画像から互いに交差する鉄筋の長手方向に敷設された検査シート6により決定される検査シート範囲を特定し、検査シート範囲の三次元点群データを取得し、平面特定部12が、検査シート範囲の三次元点群データに基づいて、検査シート範囲の検査対象の配筋面を特定し、画像変換部13が、撮影画像を正対化画像に変換し、第1検出部14が、正対化画像の検査対象の配筋面において、検査シート6が長手方向に敷設された鉄筋の長手方向に設定した第1画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、鉄筋の第1位置情報を検出し、検査シート6が長手方向に敷設された鉄筋に交差して配筋された鉄筋の第2位置情報を検出し、第2検出部15が、第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した第2画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、第2位置情報が示す鉄筋の本数および間隔を検出し、第1鉄筋径判定部16が、第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した第1画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定し、第2鉄筋径判定部17が、第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した第2画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定し、計測結果情報生成部19が、検査シート範囲における検査シート6の長手方向と検査シート6の長手方向に交差する方向とにおいてそれぞれ得られた、鉄筋の鉄筋径、鉄筋の本数および間隔を示す計測結果情報を生成して出力する。
この配筋検査方法を配筋検査装置1が実行することにより、配筋面を複数回撮影することなく、配筋検査を行うことができる。
【0077】
実施の形態1に係るプログラムを実行したコンピュータは、配筋検査装置1として機能する。配筋面を複数回撮影することなく、配筋検査を行うことができる配筋検査装置1を提供することができる。
【0078】
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
(付記1)
検査シートが長手方向に敷設された鉄筋を単眼カメラにより撮影した撮影画像と、前記検査シートが長手方向に敷設された鉄筋をライダにより三次元計測した三次元点群データとを入力して、前記撮影画像から前記検査シートにより決定される検査シート範囲を特定し、前記検査シート範囲の前記三次元点群データを取得する三次元情報取得部と、
前記検査シート範囲の前記三次元点群データに基づいて、検査対象の配筋面を特定する平面特定部と、
前記撮影画像を正対化画像に変換する画像変換部と、
前記正対化画像の前記検査対象の配筋面において鉄筋の長手方向に設定した画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、鉄筋の位置情報を検出する検出部と、
鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した前記画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、前記位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する鉄筋径判定部と、
前記検査シート範囲における鉄筋の鉄筋径を示す計測結果情報を生成して出力する計測結果情報生成部と、を備えた
ことを特徴とする配筋検査装置。
(付記2)
鉄筋が格子状に配筋された検査領域を単眼カメラにより撮影した撮影画像と、前記検査領域をライダにより三次元計測した三次元点群データとを入力し、前記撮影画像から互いに交差する鉄筋の長手方向に敷設された検査シートにより決定される検査シート範囲を特定して、前記検査シート範囲の前記三次元点群データを取得する三次元情報取得部と、
前記検査シート範囲の前記三次元点群データに基づいて、検査対象の配筋面を特定する平面特定部と、
前記撮影画像を正対化画像に変換する画像変換部と、
前記正対化画像の前記検査対象の配筋面において、前記検査シートが長手方向に敷設された鉄筋の長手方向に設定した第1画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、鉄筋の第1位置情報を検出し、前記検査シートが長手方向に敷設された鉄筋に交差して配筋された鉄筋の第2位置情報を検出する第1検出部と、
前記検査シートの長手方向で画素ごとに設定した第2画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、前記第2位置情報が示す鉄筋の本数および間隔を検出する第2検出部と、
前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した前記第1画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、前記第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する第1鉄筋径判定部と、
前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した前記第2画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、前記第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する第2鉄筋径判定部と、
前記検査シート範囲における前記検査シートの長手方向と前記検査シートの長手方向に交差する方向とにおいてそれぞれ得られた鉄筋径、鉄筋の本数および間隔を示す計測結果情報を生成して出力する計測結果情報生成部と、を備えた
ことを特徴とする配筋検査装置。
(付記3)
前記計測結果情報は、前記単眼カメラ、前記ライダ、および表示部を備える端末装置に出力され、前記表示部に表示される
ことを特徴とする付記1または付記2に記載の配筋検査装置。
(付記4)
前記第1鉄筋径判定部は、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した前記第1画素値走査線を周波数変換したスペクトルに基づいて、前記第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する
ことを特徴とする付記2に記載の配筋検査装置。
(付記5)
前記第1鉄筋径判定部は、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した前記第1画素値走査線を周波数変換したスペクトルに基づいて、前記第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定し、
前記第2鉄筋径判定部は、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した前記第2画素値走査線を周波数変換したスペクトルに基づいて、前記第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する
ことを特徴とする付記2に記載の配筋検査装置。
(付記6)
前記第1画素値走査線を周波数変換した第1基準スペクトルと、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した前記第1画素値走査線を周波数変換したスペクトルとの相関値を算出する相関演算部を備え、
前記第1鉄筋径判定部は、前記相関値に基づいて、前記第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する
ことを特徴とする付記4または付記5に記載の配筋検査装置。
(付記7)
前記第2画素値走査線を周波数変換した第2基準スペクトルと、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した前記第2画素値走査線を周波数変換したスペクトルとの相関値を算出する相関演算部を備え、
前記第2鉄筋径判定部は、前記相関値に基づいて、前記第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する
ことを特徴とする付記5に記載の配筋検査装置。
(付記8)
前記第1鉄筋径判定部は、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した前記第1画素値走査線を周波数変換したスペクトルを記憶部に記憶し、
前記記憶部に記憶されているスペクトルと、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した前記第2画素値走査線を周波数変換したスペクトルとの相関値を算出する相関演算部を備え、
前記第2鉄筋径判定部は、前記相関値に基づいて、前記第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定する
ことを特徴とする付記5に記載の配筋検査装置。
(付記9)
配筋検査装置による配筋検査方法であって、
三次元情報取得部が、鉄筋が格子状に配筋された検査領域を単眼カメラにより撮影した撮影画像と、前記検査領域をライダにより三次元計測した三次元点群データとを入力し、前記撮影画像から互いに交差する鉄筋の長手方向に敷設された検査シートにより決定される検査シート範囲を特定して、前記検査シート範囲の前記三次元点群データを取得するステップと、
平面特定部が、前記検査シート範囲の前記三次元点群データに基づいて、前記検査シート範囲の検査対象の配筋面を特定するステップと、
画像変換部が、前記撮影画像を正対化画像に変換するステップと、
第1検出部が、前記正対化画像の前記検査対象の配筋面において、前記検査シートが長手方向に敷設された鉄筋の長手方向に設定した第1画素値走査線が示す画素値分布に基づいて、鉄筋の第1位置情報を検出し、前記検査シートが長手方向に敷設された鉄筋に交差して配筋された鉄筋の第2位置情報を検出するステップと、
第2検出部が、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した第2画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、前記第2位置情報が示す鉄筋の本数および間隔を検出するステップと、
第1鉄筋径判定部が、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向に交差する方向で画素ごとに設定した前記第1画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、前記第1位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定するステップと、
第2鉄筋径判定部が、前記第1位置情報が示す鉄筋の長手方向で画素ごとに設定した前記第2画素値走査線がそれぞれ示す画素値分布に基づいて、前記第2位置情報が示す鉄筋の鉄筋径を判定するステップと、
計測結果情報生成部が、前記検査シート範囲における前記検査シートの長手方向と前記検査シートの長手方向に交差する方向とにおいてそれぞれ得られた鉄筋径、鉄筋の本数および間隔を示す計測結果情報を生成して出力するステップと、を備えた
ことを特徴とする配筋検査方法。
(付記10)
コンピュータを付記1から付記8のいずれか一つに記載の配筋検査装置として機能させるためのプログラム。
【0079】
なお、実施の形態の任意の構成要素の変形もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【0080】
1 配筋検査装置、2 単眼カメラ、2A 撮影画像、2B 正対化画像、3 LiDAR、4 表示部、5 記憶部、6 検査シート、7 マーカ、7A 下地、7B 識別形状、8 鉄筋、11 三次元情報取得部、12 平面特定部、13 画像変換部、14 第1検出部、15 第2検出部、16 第1鉄筋径判定部、17 第2鉄筋径判定部、18 相関演算部、19 計測結果情報生成部、31 アウトライヤ、32 インライヤ、100 入力インタフェース、101 出力インタフェース、102 処理回路、103 プロセッサ、104 メモリ。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8