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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】P2024167464
(43)【公開日】2024-12-04
(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 20060101AFI20241127BHJP
G01B 11/08 20060101ALI20241127BHJP
G01B 11/16 20060101ALI20241127BHJP
【ＦＩ】
G01B11/00 H
G01B11/08 H
G01B11/16 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023083562
(22)【出願日】2023-05-22
(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）】
2F065AA04
2F065AA22
2F065AA26
2F065AA53
2F065FF05
2F065JJ03
2F065JJ26
2F065QQ31
(57)【要約】
【課題】 格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面の鉄筋を計測することができる配筋検査装置を提供する。
【解決手段】 配筋検査装置（１）は、配筋のステレオ画像を用いて湾曲面の三次元画像データを生成する三次元画像データ取得部（１１）と、湾曲面に沿って複数の部分平面を設定する部分平面設定部（１２）と、部分平面の画像を鉄筋（６）が互いに直交する正対画像に変換する画像変換部（１３）と、正対画像を用いて鉄筋（６）の位置を検出する鉄筋検出部（１４）と、複数の正対画像で検出された鉄筋（６）のうち同一のものを対応付ける対応付け部（１５）と、同一のものとして対応付けられた鉄筋（６）の位置情報に基づいて湾曲面における鉄筋（６）を計測する計測処理部（１６）を備える。
【選択図】 図１
【解決手段】 配筋検査装置（１）は、配筋のステレオ画像を用いて湾曲面の三次元画像データを生成する三次元画像データ取得部（１１）と、湾曲面に沿って複数の部分平面を設定する部分平面設定部（１２）と、部分平面の画像を鉄筋（６）が互いに直交する正対画像に変換する画像変換部（１３）と、正対画像を用いて鉄筋（６）の位置を検出する鉄筋検出部（１４）と、複数の正対画像で検出された鉄筋（６）のうち同一のものを対応付ける対応付け部（１５）と、同一のものとして対応付けられた鉄筋（６）の位置情報に基づいて湾曲面における鉄筋（６）を計測する計測処理部（１６）を備える。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面を有した配筋を検査する配筋検査装置であって、
前記配筋のステレオ画像を用いて前記湾曲面の三次元画像データを生成する三次元画像データ取得部と、
前記ステレオ画像における前記湾曲面に沿って複数の部分平面を設定する部分平面設定部と、
前記部分平面の画像を鉄筋が互いに直交する正対画像に変換する画像変換部と、
前記正対画像を用いて、前記部分平面に含まれる鉄筋の位置を検出する鉄筋検出部と、
複数の前記正対画像で検出された鉄筋のうち同一のものを対応付ける対応付け部と、
同一のものとして対応付けられた鉄筋の鉄筋位置情報に基づいて、前記湾曲面における鉄筋を計測する計測処理部と、を備えた
ことを特徴とする配筋検査装置。
前記配筋のステレオ画像を用いて前記湾曲面の三次元画像データを生成する三次元画像データ取得部と、
前記ステレオ画像における前記湾曲面に沿って複数の部分平面を設定する部分平面設定部と、
前記部分平面の画像を鉄筋が互いに直交する正対画像に変換する画像変換部と、
前記正対画像を用いて、前記部分平面に含まれる鉄筋の位置を検出する鉄筋検出部と、
複数の前記正対画像で検出された鉄筋のうち同一のものを対応付ける対応付け部と、
同一のものとして対応付けられた鉄筋の鉄筋位置情報に基づいて、前記湾曲面における鉄筋を計測する計測処理部と、を備えた
ことを特徴とする配筋検査装置。
【請求項2】
前記鉄筋検出部は、前記正対画像において縦横に交差する鉄筋に検出線をそれぞれ設定し、前記検出線が交差する点を中心とした所定の画素範囲の領域の中心画素位置を、縦横に鉄筋が交差する交差点とし、
前記計測処理部は、前記交差点を通る直線の位置を鉄筋の基準位置と決定し、決定した鉄筋の基準位置に基づいて、鉄筋径または鉄筋間隔の少なくとも一方を計測する
ことを特徴とする請求項１に記載の配筋検査装置。
前記計測処理部は、前記交差点を通る直線の位置を鉄筋の基準位置と決定し、決定した鉄筋の基準位置に基づいて、鉄筋径または鉄筋間隔の少なくとも一方を計測する
ことを特徴とする請求項１に記載の配筋検査装置。
【請求項3】
前記計測処理部は、鉄筋の基準位置に基づいて前記正対画像から鉄筋の部分画像を抽出し、抽出した鉄筋の部分画像を用いて鉄筋径を計測する
ことを特徴とする請求項２に記載の配筋検査装置。
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】
前記計測処理部は、鉄筋の部分画像が入力されると鉄筋径を出力する機械学習モデルを用いて、鉄筋径を推測する
ことを特徴とする請求項３に記載の配筋検査装置。
ことを特徴とする請求項３に記載の配筋検査装置。
【請求項5】
格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面を有した配筋を検査する配筋検査装置による配筋検査方法であって、
三次元画像データ取得部が、前記配筋のステレオ画像を用いて前記湾曲面の三次元画像データを生成するステップと、
部分平面設定部が、前記ステレオ画像における前記湾曲面に沿って複数の部分平面を設定するステップと、
画像変換部が、前記部分平面の画像を鉄筋が互いに直交する正対画像に変換するステップと、
鉄筋検出部が、前記正対画像を用いて、前記部分平面に含まれる鉄筋の位置を検出するステップと、
対応付け部が、複数の前記正対画像で検出された鉄筋のうち同一のものを対応付けるステップと、
計測処理部が、同一のものとして対応付けられた鉄筋の鉄筋位置情報に基づいて、前記湾曲面における鉄筋を計測するステップと、を備えた
ことを特徴とする配筋検査方法。
三次元画像データ取得部が、前記配筋のステレオ画像を用いて前記湾曲面の三次元画像データを生成するステップと、
部分平面設定部が、前記ステレオ画像における前記湾曲面に沿って複数の部分平面を設定するステップと、
画像変換部が、前記部分平面の画像を鉄筋が互いに直交する正対画像に変換するステップと、
鉄筋検出部が、前記正対画像を用いて、前記部分平面に含まれる鉄筋の位置を検出するステップと、
対応付け部が、複数の前記正対画像で検出された鉄筋のうち同一のものを対応付けるステップと、
計測処理部が、同一のものとして対応付けられた鉄筋の鉄筋位置情報に基づいて、前記湾曲面における鉄筋を計測するステップと、を備えた
ことを特徴とする配筋検査方法。
【請求項6】
コンピュータを、
格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面を有した配筋を検査する配筋検査装置であって、
前記配筋のステレオ画像を用いて前記湾曲面の三次元画像データを生成する三次元画像データ取得部と、
前記ステレオ画像における前記湾曲面に沿って複数の部分平面を設定する部分平面設定部と、
前記部分平面の画像を鉄筋が互いに直交する正対画像に変換する画像変換部と、
前記正対画像を用いて、前記部分平面に含まれる鉄筋の位置を検出する鉄筋検出部と、
複数の前記正対画像で検出された鉄筋のうち同一のものを対応付ける対応付け部と、
同一のものとして対応付けられた鉄筋の鉄筋位置情報に基づいて、前記湾曲面における鉄筋を計測する計測処理部と、を備えた配筋検査装置、
として機能させるプログラム。
格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面を有した配筋を検査する配筋検査装置であって、
前記配筋のステレオ画像を用いて前記湾曲面の三次元画像データを生成する三次元画像データ取得部と、
前記ステレオ画像における前記湾曲面に沿って複数の部分平面を設定する部分平面設定部と、
前記部分平面の画像を鉄筋が互いに直交する正対画像に変換する画像変換部と、
前記正対画像を用いて、前記部分平面に含まれる鉄筋の位置を検出する鉄筋検出部と、
複数の前記正対画像で検出された鉄筋のうち同一のものを対応付ける対応付け部と、
同一のものとして対応付けられた鉄筋の鉄筋位置情報に基づいて、前記湾曲面における鉄筋を計測する計測処理部と、を備えた配筋検査装置、
として機能させるプログラム。
【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、複数の鉄筋を組み上げて構成される配筋が設計通りに構成されているかどうかを検査する配筋検査が行われる。例えば、特許文献１には、格子状に組まれた鉄筋からなる複数層の平面を有した配筋を検査する配筋検査装置が記載されている。この配筋検査装置は、ステレオカメラにより撮影された配筋の三次元画像データを正対画像に変換し、正対画像から検査対象の平面における鉄筋の位置を検出し、鉄筋の位置に基づいて正対画像から鉄筋の画像を抽出し、鉄筋の画像を用いて鉄筋を検査するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－１６４９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載される従来の配筋検査装置は、配筋から格子状に組まれた鉄筋の平面を抽出し、平面における鉄筋を計測するものであるため、格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面の鉄筋を計測することができない、という課題があった。
【0005】
本開示は上記課題を解決するものであり、格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面の鉄筋を計測することができる、配筋検査装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る配筋検査装置は、格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面を有した配筋を検査する配筋検査装置であって、配筋のステレオ画像を用いて湾曲面の三次元画像データを生成する三次元画像データ取得部と、ステレオ画像における湾曲面に沿って複数の部分平面を設定する部分平面設定部と、部分平面の画像を鉄筋が互いに直交する正対画像に変換する画像変換部と、正対画像を用いて、部分平面に含まれる鉄筋の位置を検出する鉄筋検出部と、複数の正対画像で検出された鉄筋のうち同一のものを対応付ける対応付け部と、同一のものとして対応付けられた鉄筋の鉄筋位置情報に基づいて、湾曲面における鉄筋を計測する計測処理部と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面を有した配筋のステレオ画像の湾曲面に沿って複数の部分平面を設定し、部分平面の画像を鉄筋が互いに直交する正対画像に変換し、正対画像を用いて部分平面に含まれる鉄筋を検出する。そして、複数の正対画像で検出された鉄筋のうち同一のものを対応付け、同一のものとして対応付けた鉄筋の鉄筋位置情報に基づいて湾曲面における鉄筋を計測する。これにより、本開示に係る配筋検査装置は、格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面の鉄筋を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施の形態１に係る配筋検査装置の構成例を示すブロック図である。
【図3】ステレオカメラに対して凹の湾曲面の撮像画像および部分平面画像を示す画面図である。
【図4】湾曲面に設定した部分平面の概要を示す概要図である。
【図5】ステレオカメラに対して凸の配筋の湾曲面の撮像画像および部分平面画像を示す画面図である。
【図6】鉄筋の基準位置を決定する処理の概要を示す概要図である。
【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。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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の構成例を示すブロック図である。図１において、配筋検査装置１は、格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面を有した配筋における鉄筋の本数、隣り合う鉄筋の間隔、鉄筋の径または鉄筋の節の間隔のうち少なくとも一つを検査する装置である。また、配筋検査装置１は、タブレット端末、スマートフォンまたはノートタイプのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。配筋検査装置１には、図１に示すように、有線または無線によりステレオカメラ２が接続されている。ステレオカメラ２が外付けされた装置に限らず、配筋検査装置１は、ステレオカメラ２を内蔵していてもよい。配筋検査において、検査者は、ステレオカメラ２で配筋を撮影する。
図１は、実施の形態１に係る配筋検査装置１の構成例を示すブロック図である。図１において、配筋検査装置１は、格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面を有した配筋における鉄筋の本数、隣り合う鉄筋の間隔、鉄筋の径または鉄筋の節の間隔のうち少なくとも一つを検査する装置である。また、配筋検査装置１は、タブレット端末、スマートフォンまたはノートタイプのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。配筋検査装置１には、図１に示すように、有線または無線によりステレオカメラ２が接続されている。ステレオカメラ２が外付けされた装置に限らず、配筋検査装置１は、ステレオカメラ２を内蔵していてもよい。配筋検査において、検査者は、ステレオカメラ２で配筋を撮影する。
【0010】
配筋検査装置１は、ステレオカメラ２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、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可能である。ＳａａＳの形態で配筋検査を行う場合、端末装置には、配筋検査用アプリケーションがインストールされていなくてよい。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、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、端末装置には、配筋検査用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。
また、端末装置には、配筋検査用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。
【0011】
ステレオカメラ２は、左撮影部および右撮影部を有した撮影装置である。左撮影部は、左側から見た左視点画像を撮影する。右撮影部は、右側から見た右視点画像を撮影する。ステレオカメラ２は、左視点画像および右視点画像から構成される撮影画像を出力する。
なお、ステレオカメラ２の撮影範囲における画素ごとのカメラ画角情報（Ｈ，Ｖ）は、ステレオ画像に含めて配筋検査装置１へ出力される。このカメラ画角情報（Ｈ，Ｖ）は、ステレオ画像を構成する各画素に対しその画素がカメラの画角のどの位置にあるかを示す画角情報であり、画素のｘｙ座標に対応する水平方向（Ｈ）および垂直方向（Ｖ）の角度で表される情報である。
なお、ステレオカメラ２の撮影範囲における画素ごとのカメラ画角情報（Ｈ，Ｖ）は、ステレオ画像に含めて配筋検査装置１へ出力される。このカメラ画角情報（Ｈ，Ｖ）は、ステレオ画像を構成する各画素に対しその画素がカメラの画角のどの位置にあるかを示す画角情報であり、画素のｘｙ座標に対応する水平方向（Ｈ）および垂直方向（Ｖ）の角度で表される情報である。
【0012】
配筋検査装置１は、記憶部３、操作部４および表示部５を備え、さらに、図１において図示しない演算部を備える。記憶部３は、配筋検査装置１として機能するコンピュータが備える記憶装置であって、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、または、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等のストレージ、もしくは、後述する図８Ｂのメモリ１０４等を含むものである。なお、記憶部３は、配筋検査装置１がアクセス可能なものであればよく、配筋検査装置１の外部に設けられてもよい。
【0013】
操作部４は、配筋検査装置１として機能するコンピュータが備える表示部５の画面表示に対する操作を受け付ける入力装置である。例えば、配筋検査装置１が、スマートフォンまたはタブレット端末である場合、操作部４は、表示部５の表示画面と一体に設けられたタッチパネルである。配筋検査装置１がＰＣである場合、操作部４は、例えばマウスまたはキーボードである。
【0014】
また、表示部５は、配筋検査装置１として機能するコンピュータが備える表示装置である。例えば、表示部５は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）または有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置である。
【0015】
さらに、上記演算部は、配筋検査装置１の全体動作を制御する。演算部は、三次元画像データ取得部１１、部分平面設定部１２、画像変換部１３、鉄筋検出部１４、対応付け部１５、および計測処理部１６を備える。演算部が配筋検査用アプリケーションを実行することにより、三次元画像データ取得部１１、部分平面設定部１２、画像変換部１３、鉄筋検出部１４、対応付け部１５、および計測処理部１６の各種の機能が実現される。
【0016】
ここで、格子状に組まれた鉄筋からなる平面から鉄筋を検出する処理について説明し、次に格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面から鉄筋を検出する処理について説明する。
図２Ａは、鉄筋が格子状に組まれた平面２１から鉄筋を検出する処理の概要を示す概要図であり、ステレオカメラ２とその撮像対象の配筋とを側方からみた様子を示している。図２Ａにおいて、ステレオカメラ２は、平面２１に正対する位置に配置されており、この位置で平面２１を撮影する。
図２Ａは、鉄筋が格子状に組まれた平面２１から鉄筋を検出する処理の概要を示す概要図であり、ステレオカメラ２とその撮像対象の配筋とを側方からみた様子を示している。図２Ａにおいて、ステレオカメラ２は、平面２１に正対する位置に配置されており、この位置で平面２１を撮影する。
【0017】
ステレオカメラ２により撮影視野２Ａで撮影された平面２１の撮影画像（ステレオ画像）を用いることで、検出範囲Ａ内の平面２１の鉄筋が検出される。検出範囲Ａは、平面２１を介したステレオカメラ２側（前側）とその反対側（後ろ側）とが間隔Ｂである三次元空間領域である。特許文献１に記載される従来の配筋検査装置では、平面２１のステレオ画像を用いて検出範囲Ａに存在する鉄筋の位置を検出し、位置を検出した鉄筋の鉄筋径等を計測する。
【0018】
例えば、従来の配筋検査装置は、平面２１のステレオ画像を用いて、検出範囲Ａの鉄筋を含む物体の三次元点からステレオカメラ２までの距離情報を含む複数の三次元点データからなる三次元点群データを生成する。従来の配筋検査装置は、検出範囲Ａから取得した三次元点群データにＲＡＮＳＡＣ（ＲＡＮｄｏｍ ＳＡｍｐｌｅ Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ）法を施すことにより、検出範囲Ａに含まれる平面２１を特定する。
【0019】
また、図２Ａに示すようにステレオカメラ２が平面２１と正対している場合、ステレオカメラ２によって撮影された平面２１のステレオ画像は、撮影位置の遠近に起因した鉄筋径の不揃いがなく、かつ縦と横の鉄筋が互いに直交して写っている正対画像である。
従来の配筋検査装置は、このステレオ画像における鉄筋を画素単位で計測することで、平面２１における鉄筋の径および隣り合う鉄筋の間隔を計測することができる。
従来の配筋検査装置は、このステレオ画像における鉄筋を画素単位で計測することで、平面２１における鉄筋の径および隣り合う鉄筋の間隔を計測することができる。
【0020】
図２Ｂは、鉄筋が格子状に組まれた湾曲面２２Ａから鉄筋を検出する処理の概要を示す概要図であり、ステレオカメラ２とその撮像対象である配筋とを側方からみた様子を示している。図２Ｂにおいて、湾曲面２２Ａは、図２Ａに示した平面２１と同じ位置にあり、ステレオカメラ２は、図２Ａと同じ位置に配置されており、この位置で湾曲面２２Ａを撮影するものと仮定する。従来の配筋検査装置は、ステレオカメラ２により撮影視野２Ａで撮影された湾曲面２２Ａのステレオ画像を用いることにより、検出範囲Ａに含まれる湾曲面２２Ａの鉄筋を検出する。
【0021】
しかしながら、湾曲面２２Ａでは、撮影視野２Ａに含まれていても検出範囲Ａから外れてしまう鉄筋Ｃがあり、従来の配筋検査装置は、鉄筋Ｃを正確に検出できない。例えば、図２Ｂに示すように、ステレオカメラ２に対して凹な湾曲面２２Ａを撮影したステレオ画像は、検出範囲Ａから外れた鉄筋Ｃが検出範囲Ａ内の鉄筋よりも大きく写り、平面２１のときのように正対画像にならない。さらに、大きく写った鉄筋Ｃは、隣接する鉄筋をステレオカメラ２側からかくしてしまうので、ステレオ画像から鉄筋を正確に検出できない。
【0022】
図２Ｃは、複数の部分平面が設定された湾曲面２２Ａから鉄筋を検出する処理の概要を示す概要図であり、ステレオカメラ２とその撮像対象である配筋とを側方からみた様子を示している。図２Ｃにおいて、図２Ｂと同様に、湾曲面２２Ａは、図２Ａに示した平面２１と同じ位置にあり、ステレオカメラ２は、図２Ａと同じ位置で湾曲面２２Ａを撮影するものと仮定する。
【0023】
図２Ｂに示したように検出範囲Ａでは湾曲面２２Ａの鉄筋を正確に検出できないので、配筋検査装置１は、湾曲面２２Ａに沿って複数の部分平面（図２Ｃでは、３つの部分平面）を設定し、部分平面に対応する検出範囲Ｄ１、Ｄ２およびＤ３で鉄筋を検出する。検出範囲Ｄ１、Ｄ２およびＤ３は、各部分平面を介したステレオカメラ２側（前側）とその反対側（後ろ側）とが間隔Ｅである三次元空間領域である。
【0024】
例えば、配筋検査装置１は、部分平面ごとのステレオ画像を用いて、検出範囲Ｄ１の鉄筋を含む物体の三次元点からステレオカメラ２までの距離情報を含む複数の三次元点データからなる、検出範囲Ｄ１における三次元点群データを生成する。同様に、検出範囲Ｄ２における三次元点群データと、検出範囲Ｄ３における三次元点群データとが生成される。配筋検査装置１は、検出範囲Ｄ１における三次元点群データにＲＡＮＳＡＣ法を施すことにより、検出範囲Ｄ１に含まれる部分平面を特定する。同様に、検出範囲Ｄ２に含まれる部分平面を特定し、検出範囲Ｄ３に含まれる部分平面を特定する。
【0025】
配筋検査装置１は、検出範囲Ｄ１、Ｄ２およびＤ３に含まれる部分平面のステレオ画像を、撮影位置の遠近に起因した鉄筋径の不揃いがなくかつ縦と横の鉄筋が互いに直交して写っている正対画像に変換する。そして、配筋検査装置１は、これらの正対画像における鉄筋を画素単位で計測することで、各部分平面における鉄筋の径および隣り合う鉄筋の間隔を計測することができる。これにより、配筋検査装置１は、格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面の鉄筋を計測することが可能である。
【0026】
次に、配筋検査装置１の構成要素について説明する。
三次元画像データ取得部１１は、配筋のステレオ画像を用いて湾曲面の三次元画像データを生成する。例えば、三次元画像データ取得部１１は、ステレオカメラ２によって撮影された配筋のステレオ画像から、湾曲面を含む配筋の三次元画像データを生成する。
三次元画像データ取得部１１は、配筋のステレオ画像を用いて湾曲面の三次元画像データを生成する。例えば、三次元画像データ取得部１１は、ステレオカメラ２によって撮影された配筋のステレオ画像から、湾曲面を含む配筋の三次元画像データを生成する。
【0027】
また、配筋検査装置１を携帯した検査者が、検査対象の配筋の周辺を移動することで、ステレオカメラ２は、配筋を複数の撮影角度から予め定められたフレームレイト（例えば３０ｆｐｓ）で連続して撮影する。三次元画像データ取得部１１は、配筋の左視点画像と同配筋の右視点画像（フレーム画像）との時系列データである撮影画像を、ステレオカメラ２から順次入力する。そして、三次元画像データ取得部１１は、左視点画像と右視点画像をステレオマッチングすることにより、検査領域の三次元画像である三次元情報を撮影画像ごとに（フレーム画像ごとに）取得する。
【0028】
三次元画像データ取得部１１は、撮影画像ごとに取得された三次元情報を用いて、配筋の三次元情報を再構成する。例えば、撮影画像ごとに取得された三次元画像は、ステレオカメラ２の移動により異なる撮影角度から撮影されたものである。
三次元画像データ取得部１１は、予め定められた検査周期ごとに取得された複数の撮影画像それぞれに対応する三次元画像データを入力する。
三次元画像データ取得部１１は、予め定められた検査周期ごとに取得された複数の撮影画像それぞれに対応する三次元画像データを入力する。
【0029】
そして、三次元画像データ取得部１１は、検査周期の期間に取得された各三次元画像データから、配筋を構成する鉄筋の特徴点（エッジ等）の三次元点を抽出して、三次元画像データにおいて同じ三次元点がそれぞれの三次元画像データにおいてどこに位置するのかを特定する。このようにして、三次元画像データ取得部１１は、検査期間ごとに、配筋の三次元点群が特定された三次元画像データを復元する。
【0030】
部分平面設定部０１２は、ステレオカメラ２により撮影されたステレオ画像における湾曲面に沿って複数の部分平面を設定する。例えば、記憶部３には、検査対象の配筋が有する湾曲面の曲率Ｒ、および、湾曲面を区画する部分平面の数が記憶されているものとする。部分平面設定部１２は、三次元画像データに含まれる三次元点群データを用いて湾曲面を特定し、記憶部３から読み出した曲率Ｒの逆数を半径とする円を側方から見て当該湾曲面に沿って設定する。部分平面設定部１２は、側方から見て上記円と湾曲面とが交わる２点を求め、２点を通る部分平面を設定し、この部分平面を規定する座標（例えば、４頂点の座標）を、ステレオ画像上の二次元座標に変換する。部分平面設定部１２が、これら一連の処理を、記憶部３から読み出した部分平面の数だけ繰り返すことにより、ステレオ画像における湾曲面に沿って複数の部分平面を設定することができる。
【0031】
湾曲面を区画する部分平面の数は、上述したように予め設定された値を使用してもよいが、検査対象の配筋が有する湾曲面の曲率Ｒを用いて算出したものであってもよい。
例えば、部分平面設定部１２は、ステレオ画像における湾曲面の上下の端辺を特定し、上下の端辺の間隔を算出し、この間隔をさらに等間隔に区画する部分平面の数を決定するか、算出した間隔に含まれる三次元点の密度に基づいて部分平面の数を決定してもよい。
例えば、部分平面設定部１２は、ステレオ画像における湾曲面の上下の端辺を特定し、上下の端辺の間隔を算出し、この間隔をさらに等間隔に区画する部分平面の数を決定するか、算出した間隔に含まれる三次元点の密度に基づいて部分平面の数を決定してもよい。
【0032】
また、部分平面の設定は、操作部４を用いて、ユーザが適宜設定してもよい。
例えば、部分平面設定部１２は、湾曲面を有した配筋のステレオ画像を表示部５に表示し、操作部４を用いて画面上の湾曲面に複数のバウンディングボックスを設定することにより、これらのバウンディングボックス内に部分平面を設定する。そして、部分平面設定部１２は、画面上で設定した部分平面を規定する座標（例えば、４頂点の座標）と、これらの座標に対応する三次元点情報とを特定する。これにより、ステレオ画像上の部分平面の座標と、これに対応する三次元点データ（例えば、距離情報）とを決定することが可能である。
例えば、部分平面設定部１２は、湾曲面を有した配筋のステレオ画像を表示部５に表示し、操作部４を用いて画面上の湾曲面に複数のバウンディングボックスを設定することにより、これらのバウンディングボックス内に部分平面を設定する。そして、部分平面設定部１２は、画面上で設定した部分平面を規定する座標（例えば、４頂点の座標）と、これらの座標に対応する三次元点情報とを特定する。これにより、ステレオ画像上の部分平面の座標と、これに対応する三次元点データ（例えば、距離情報）とを決定することが可能である。
【0033】
画像変換部１３は、部分平面の画像を鉄筋が互いに直交する正対画像に変換する。例えば、画像変換部１３は、部分平面を規定する４頂点の座標に基づいて、配筋が撮影されたステレオ画像から部分平面の画像を抽出する。次に、画像変換部１３は、鉄筋が組み合わさった部分平面の矩形の４隅の位置座標を用いて正対変換行列を推定し、正対変換行列に基づいて、部分平面の画像を正対画像に変換する。正対変換行列は、ステレオ画像に写る部分平面ごとに異なるので、画像変換部１３は、部分平面ごとに正対変換行列を推定し、推定した正対変換行列を用いて部分平面の画像を正対画像に変換する。
なお、正対画像における全ての画素は、ステレオカメラ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、正対画像では、ステレオカメラ２と各部分平面との距離に応じた鉄筋の大きさの違いが補正される。
なお、正対画像における全ての画素は、ステレオカメラ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、正対画像では、ステレオカメラ２と各部分平面との距離に応じた鉄筋の大きさの違いが補正される。
【0034】
図３は、ステレオカメラ２に対して凹の湾曲面２２Ａの撮像画像および部分平面画像を示す画面図である。図３の左側の図は、ステレオカメラ２に対して凹である湾曲面２２Ａのステレオ画像が表示された画面３１Ａである。画面３１Ａに示すように、湾曲面２２Ａでは、破線で囲った部分ＤＡに示すように、図２Ｂに示した検出範囲Ａから外れた鉄筋６が大きく写ってしまう。このため、画面３１Ａに表示された画像全体を一つの平面の画像として正対画像に変換しても、上記部分ＤＡにおける鉄筋６の一部（検出範囲Ａから外れた鉄筋６）は、ステレオカメラ２との距離が一定になるようにスケーリングされない。
【0035】
これに対し、部分平面設定部１２は、湾曲面２２Ａにおける部分ＤＡに対して部分平面を設定する。画像変換部１３は、画面３１Ａに表示されたステレオ画像全体を正対画像に変換するのではなく、部分ＤＡに設定された部分平面の画像を正対画像に変換する。
図３の右側の図は、部分ＤＡに設定された部分平面の画像を正対画像に変換したものが表示された画面３１Ｂである。このように、配筋検査装置１は、湾曲面２２Ａにおいて湾曲の影響が強い部分ＤＡに部分平面を設定し、各部分平面で最適な正対変換行列を求めることにより、ステレオカメラ２との距離が一定になるようにスケーリングされた部分平面の正対画像を算出できる。
図３の右側の図は、部分ＤＡに設定された部分平面の画像を正対画像に変換したものが表示された画面３１Ｂである。このように、配筋検査装置１は、湾曲面２２Ａにおいて湾曲の影響が強い部分ＤＡに部分平面を設定し、各部分平面で最適な正対変換行列を求めることにより、ステレオカメラ２との距離が一定になるようにスケーリングされた部分平面の正対画像を算出できる。
【0036】
画面３１Ｂでは、縦方向と横方向の鉄筋６が互いに直交しており、ステレオカメラ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。このため、鉄筋検出部１４が、画面３１Ｂに表示された画像から、部分平面に含まれる鉄筋６を検出することができる。検出された横方向の鉄筋６は、例えば、画面３１Ｂに示すようにマーカ３１１Ａで識別され、検出された縦方向の鉄筋６は、マーカ３１１Ｂで識別される。この画面３１Ｂを参照することにより、作業者は、部分平面に含まれる縦方向と横方向との鉄筋６を的確に認識することができる。
【0037】
ステレオカメラ２に対して凹の湾曲面を検査対象とした例を示したが、配筋検査装置１は、ステレオカメラ２に対して凸の湾曲面も検査対象とすることも可能である。
図４は、ステレオカメラ２に対して凸の湾曲面２２Ｂに設定した部分平面Ｄ４の概要を示す概要図であり、ステレオカメラ２とその撮像対象である配筋とを側方からみた様子を示している。ステレオカメラ２が撮影した画像上には、仮想位置Ｐに鉄筋が写る。図４に示すように、湾曲面２２Ｂの部分平面Ｄ４では、端辺に向かうにつれて鉄筋６がステレオカメラ２から離れるように位置するので、ステレオカメラ２が撮影した画像上で鉄筋６が小さく写ってしまう。このため、湾曲面２２Ｂのステレオ画像全体を一つの平面の画像として正対画像に変換しても、部分平面Ｄ４に組まれた鉄筋６の一部（図２Ｂに示した検出範囲Ａから外れた鉄筋６）は、ステレオカメラ２との間の距離が一定になるようにスケーリングされない。
図４は、ステレオカメラ２に対して凸の湾曲面２２Ｂに設定した部分平面Ｄ４の概要を示す概要図であり、ステレオカメラ２とその撮像対象である配筋とを側方からみた様子を示している。ステレオカメラ２が撮影した画像上には、仮想位置Ｐに鉄筋が写る。図４に示すように、湾曲面２２Ｂの部分平面Ｄ４では、端辺に向かうにつれて鉄筋６がステレオカメラ２から離れるように位置するので、ステレオカメラ２が撮影した画像上で鉄筋６が小さく写ってしまう。このため、湾曲面２２Ｂのステレオ画像全体を一つの平面の画像として正対画像に変換しても、部分平面Ｄ４に組まれた鉄筋６の一部（図２Ｂに示した検出範囲Ａから外れた鉄筋６）は、ステレオカメラ２との間の距離が一定になるようにスケーリングされない。
【0038】
図５は、ステレオカメラ２に対して凸の配筋の湾曲面２２Ｂの撮像画像および部分平面画像を示す画面図である。図５の左側の図は、ステレオカメラ２に対して凸である湾曲面２２Ｂのステレオ画像が表示された画面３１Ｃである。画面３１Ｃに示すように、湾曲面２２Ｂでは、破線で囲った部分ＤＢに示すように、図２Ｂに示した検出範囲Ａから外れた鉄筋６が小さく写ってしまう。このため、画面３１Ｃに表示された画像全体を一つの平面の画像として正対画像に変換しても、上記部分ＤＢにおける鉄筋６の一部（検出範囲Ａから外れた鉄筋６）は、ステレオカメラ２との距離が一定になるようにスケーリングされない。
【0039】
これに対して、部分平面設定部１２は、湾曲面２２Ｂにおける部分ＤＢに対して部分平面を設定する。画像変換部１３は、画面３１Ｃに表示されたステレオ画像全体を正対画像に変換するのではなく、部分ＤＢに設定された部分平面の画像を正対画像に変換する。
図５の右側の図は、部分ＤＢに設定された部分平面の画像を正対画像に変換したものが表示された画面３１Ｄである。このように、配筋検査装置１は、湾曲面２２Ｂにおいて湾曲の影響が強い部分ＤＢに部分平面を設定し、各部分平面で最適な正対変換行列を求めることにより、ステレオカメラ２との距離が一定になるようにスケーリングされた部分平面の正対画像を算出できる。
図５の右側の図は、部分ＤＢに設定された部分平面の画像を正対画像に変換したものが表示された画面３１Ｄである。このように、配筋検査装置１は、湾曲面２２Ｂにおいて湾曲の影響が強い部分ＤＢに部分平面を設定し、各部分平面で最適な正対変換行列を求めることにより、ステレオカメラ２との距離が一定になるようにスケーリングされた部分平面の正対画像を算出できる。
【0040】
画面３１Ｄでは、縦方向と横方向の鉄筋６が互いに直交しており、ステレオカメラ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。このため、鉄筋検出部１４が、画面３１Ｄに表示された画像から、部分平面に含まれる鉄筋６を検出することができる。検出された横方向の鉄筋６は、例えば、画面３１Ｄに示すようにマーカ３１１Ａで識別され、検出された縦方向の鉄筋６は、マーカ３１１Ｂで識別される。この画面３１Ｄを参照することにより、作業者は、部分平面に含まれる縦方向と横方向との鉄筋６を的確に認識することができる。
【0041】
鉄筋検出部１４は、部分平面の正対画像を用いて、当該部分平面に含まれる鉄筋の位置を検出する。例えば、鉄筋検出部１４は、正対画像を閾値処理で二値化し、二値化された画像における鉄筋の画像部分以外がマスクされたマスク画像を生成して、鉄筋の画像部分の画素をカウントすることにより正対画像における鉄筋の位置を検出して、鉄筋の位置を示す鉄筋検出情報を生成する。
【0042】
例えば、鉄筋検出部１４は、部分平面の撮影画像の左視点画像と右視点画像を用いて、同一位置にある鉄筋の画像上のずれ量を左右の視差として算出し、視差を用いて鉄筋の画像部分を特定し、特定した画像部分の画素値を「１」とし、それ以外の画像部分を「０」としてマスク画像を生成する。そして、鉄筋検出部１４は、マスク画像において白画素のカウント数が閾値以上である位置を鉄筋の位置として検出する。鉄筋検出部１４は、マスク画像を回転させて白画素の数をカウントすることで、鉄筋のＸ方向の位置およびＹ方向の位置を検出することができる。すなわち、正対画像において、縦方向に並ぶ鉄筋の位置と横方向に並ぶ鉄筋の位置が検出される。
【0043】
次に、鉄筋検出部１４は、マスク画像において鉄筋に対応する線分を特定する。マスク画像において、白画素の領域（Ａ）、領域（Ｂ）および領域（Ｃ）がある場合、どの領域が鉄筋の画像に対応するのか不明である。そこで、鉄筋検出部１４は、白画素の領域（Ａ）、領域（Ｂ）および領域（Ｃ）を通る座標軸における領域（Ａ）の長さＤ（１）、領域（Ｂ）の長さＤ（２）および領域（Ｃ）の長さＤ（３）と、領域（Ａ）と領域（Ｂ）との間隔Ｄ（４）と、領域（Ｂ）と領域（Ｃ）との間隔Ｄ（５）とを算出する。
【0044】
鉄筋検出部１４は、間隔Ｄ（４）および間隔Ｄ（５）のうち、閾値以上の間隔が空いた領域間は鉄筋ではないと判定し、閾値未満の間隔が空いた領域同士は同じ鉄筋に対応する画像領域であると判定する。例えば、鉄筋検出部１４は、閾値未満の間隔Ｄ（４）が空いた領域（Ａ）と領域（Ｂ）を通り長さがＤ（６）である線分で示す画像領域を、同じ鉄筋に対応する画像領域であると判定する。またＤ（５）は閾値以上であるので、鉄筋検出部１４は、マスク画像において領域（Ｂ）と領域（Ｃ）との間に鉄筋に対応する画像領域がないと判定する。
【0045】
鉄筋検出部１４は、正対画像において鉄筋の画像領域を抽出すると、画像領域において縦横に交差する鉄筋に検出線をそれぞれ設定し、これら検出線が互いに交差する点を中心とした所定の画素範囲の領域の中心画素位置Ｇを、縦横に鉄筋が交差する交差点とする。
図６は、鉄筋６の基準位置を決定する処理の概要を示す概要図である。図６の左側の図には、正対画像において縦横に交差する鉄筋６を示しており、図６の右側の図は、図６の左側の図において画素領域Ｆの部分拡大図である。
図６は、鉄筋６の基準位置を決定する処理の概要を示す概要図である。図６の左側の図には、正対画像において縦横に交差する鉄筋６を示しており、図６の右側の図は、図６の左側の図において画素領域Ｆの部分拡大図である。
【0046】
例えば、鉄筋検出部１４は、図６の左側の図に示す格子状に組まれた鉄筋６の画像領域を抽出すると、抽出した画像領域で縦横に交差する鉄筋６に検出線Ｌ１と検出線Ｌ２とを設定する。検出線は、例えば、図６の右側の図に示すように、鉄筋６の幅方向の中心位置（中心画素位置）を通り、かつ鉄筋６の長手方向に並んだ画素からなる画素列を通る直線である。
【0047】
続いて、鉄筋検出部１４は、検出線Ｌ１と検出線Ｌ２が互いに直交する点を中心としたＰ１画素×Ｐ２画素の範囲の画素領域Ｆの中心画素位置Ｇを、縦横に鉄筋６が交差する交差点とする。例えば、図６の右側の図に示すように、中心画素位置Ｇは、Ｐ１＝５画素×Ｐ２＝５画素の矩形領域のうち、検出線Ｌ１と検出線Ｌ２とが直交している点である。
これにより、画素単位で縦横の鉄筋６の交差点が決定されるので、配筋検査装置１は、正対画像から鉄筋６の位置を正確に検出することができる。鉄筋検出部１４は、マスク画像において、鉄筋６の画像領域であると判定した部分の位置を示す鉄筋検出情報を正対画像に付与し、この正対画像を対応付け部１５に出力する。
これにより、画素単位で縦横の鉄筋６の交差点が決定されるので、配筋検査装置１は、正対画像から鉄筋６の位置を正確に検出することができる。鉄筋検出部１４は、マスク画像において、鉄筋６の画像領域であると判定した部分の位置を示す鉄筋検出情報を正対画像に付与し、この正対画像を対応付け部１５に出力する。
【0048】
対応付け部１５は、様々な部分平面の正対画像で検出された鉄筋６のうち同一のものを対応付ける。例えば、対応付け部１５は、鉄筋検出部１４により生成された縦方向の鉄筋６の鉄筋位置情報を用いて、湾曲面に沿って設定された複数の部分平面の正対画像から検出された縦方向の鉄筋６のうち、正対画像における縦方向の座標が同じであるか、またはほぼ同じのもの（例えば、許容誤差を含む位置座標）を対応付ける。同一の鉄筋６の対応付ける方法としては、複数の部分平面の正対画像における鉄筋６の画像領域を抽出して、これらの画像領域を含む部分画像を同一の鉄筋６として対応付けることが考えられる。
対応付け部１５は、複数の部分平面の正対画像からそれぞれ抽出された同一の鉄筋６を含む部分画像およびその鉄筋位置情報を、計測処理部１６に出力する。
対応付け部１５は、複数の部分平面の正対画像からそれぞれ抽出された同一の鉄筋６を含む部分画像およびその鉄筋位置情報を、計測処理部１６に出力する。
【0049】
計測処理部１６は、同一のものとして対応付けられた鉄筋６の鉄筋位置情報に基づいて湾曲面における鉄筋６を計測する。例えば、計測処理部１６は、図６の右側の図に示した交差点を通る直線である検出線Ｌ１と検出線Ｌ２との位置を鉄筋６の基準位置と決定し、鉄筋６の基準位置に基づいて正対画像から鉄筋の部分画像を抽出し、抽出した鉄筋の部分画像を用いて鉄筋径または鉄筋間隔の少なくとも一方を計測する。これにより、配筋検査装置１は、鉄筋径または鉄筋間隔の少なくとも一方を正確に計測することが可能である。
【0050】
配筋検査装置１は、検査対象の配筋が有する湾曲面の鉄筋６の検査結果情報を、記憶部３（または、図８Ｂに示すメモリ１０４）に記憶された検査結果データベースに逐次登録する。検査結果情報には、鉄筋径、鉄筋間隔および鉄筋本数等の検査結果に加え、これらの計測に利用された画像も含まれる。
【0051】
計測処理部１６は、配筋が新たに撮影された場合に、既に登録された検査結果情報との相関演算を行い、既に登録された検査結果情報との相関が高いと評価された撮影画像から得られた検査結果情報を、新たに検査結果データベースに登録する。例えば、評価位置が配筋までの距離が１．５ｍであるものとする。評価位置は、既に登録した結果と新たに検査した結果との相関を評価する位置であり、検査対象の鉄筋までの距離が所定値（例えば１．５ｍ）である。計測処理部１６は、部分平面の正対画像に写る鉄筋６を検査すると、この画像を、評価位置で撮影したときの画像サイズに縮小または拡大した画像を生成し、生成した画像を検査結果データベースに登録する。
【0052】
計測処理部１６は、基準位置を含む鉄筋６の長さのうち、図６の右側の図に示した中心画素位置Ｇから１０％の長さ範囲にある部分の画素に０値を設定して検査対象から除き、残りの８０％の長さ範囲にある部分を、検査対象の鉄筋６のセグメントとする。
なお、検査対象の鉄筋６のセグメントにおける画素数が規定の画素数（例えば、５１２画素）に満たない場合、計測処理部１６は、鉄筋６が明確に撮影されていないものとし、当該セグメント部分の画素に０値を設定して検査対象から除く。
なお、検査対象の鉄筋６のセグメントにおける画素数が規定の画素数（例えば、５１２画素）に満たない場合、計測処理部１６は、鉄筋６が明確に撮影されていないものとし、当該セグメント部分の画素に０値を設定して検査対象から除く。
【0053】
一方、計測処理部１６は、正対画像における鉄筋６の長手方向に沿った複数の画素の輝度値からなる走査線を、鉄筋６の長手方向に直交する方向の画素ごとに取得する。
続いて、計測処理部１６は、画素ごとの走査線の輝度値を周波数変換（例えば、ＦＦＴ；Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）した複数の周波数変換スペクトルを算出する。
続いて、計測処理部１６は、画素ごとの走査線の輝度値を周波数変換（例えば、ＦＦＴ；Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）した複数の周波数変換スペクトルを算出する。
【0054】
例えば、計測処理部１６は、複数の周波数変換スペクトルのうち、鉄筋６と背景との境目位置に対応する走査線ｉを特定し、走査線ｉ同士の間隔を算出する。次に、計測処理部１６は、走査線ｉ同士の間隔を実空間の長さに変換することにより、鉄筋径を算出する。例えば、ステレオカメラ２が部分平面まで１．５ｍの撮影距離で正対する場合、撮影画像が水平方向２００ｏｐｘであると、実空間では、０．７５ｍｍ／ｐｘである。
【0055】
計測処理部１６は、鉄筋径を算出した鉄筋６の正対画像に対応付けられている他の正対画像についても同様の処理を施して鉄筋径を算出する。例えば、計測処理部１６は、これらの鉄筋径のうち最大値または最小値を最終的な鉄筋径としてもよいし、これらの鉄筋径の平均値を最終的な鉄筋径としてもよい。
【0056】
また、計測処理部１６は、鉄筋６の鉄筋位置情報に基づいて、隣り合う鉄筋６の間隔を算出してもよい。この場合も、計測処理部１６は、鉄筋間隔を算出した鉄筋６の正対画像に対応付けられている他の正対画像についても同様の処理を施して鉄筋間隔を算出する。例えば、計測処理部１６は、これらの鉄筋間隔のうち最大値または最小値を最終的な鉄筋間隔としてもよいし、これらの鉄筋間隔の平均値を最終的な鉄筋間隔としてもよい。
【0057】
鉄筋６の画像領域の走査を開始する始点と走査を終了する終点は、例えば、ＪＩＳ規格における最大鉄筋径に一定の余裕値を加算した走査範囲を設け、走査範囲内に鉄筋画像を設定する。これにより、走査範囲の一方側が始点となり他方側が終点となる。
また、走査を開始する始点と走査を終了する終点は、操作部４を用いて、ユーザが設定してもよい。
また、走査を開始する始点と走査を終了する終点は、操作部４を用いて、ユーザが設定してもよい。
【0058】
また、鉄筋６の長手方向に沿った走査線ｉ＝０、１、２および３は、鉄筋６の長手方向に直交する方向（鉄筋の幅方向）に設定される。鉄筋６の画像領域における輝度値変化量が一様でない場合に、走査線ｉ＝０、１、２および３は、例えば、走査線ｉ＝３に沿った画素列の全体的な輝度値は高いが、走査線に沿った輝度値の変化量は小さいといった状況となる。この場合、走査線ｉ＝０に沿った画素列は、日差しの陰側にあるため、全体的な輝度値は低いが、走査線に沿った輝度値の変化量は大きい。
【0059】
そこで、計測処理部１６は、走査線ｉ＝０、１、２および３のそれぞれに沿った画素列の輝度値に周波数変換を行い、各走査線の周波数変換スペクトルを算出する。例えば、走査線ｉ＝０、１、２および３の周波数変換スペクトルをＳＰ０、ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３とする。走査線ｉ＝０に沿った輝度値の変化量が大きい場合、周波数変換スペクトルＳＰ０は、振幅の大きなスペクトルとなる。また、走査線ｉ＝３に沿った輝度値の変化量が小さい場合には、周波数変換スペクトルＳＰ３は、振幅の小さなスペクトルとなる。
【0060】
計測処理部１６は、周波数変換スペクトルＳＰ０、ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３の周波数ごとの輝度値の変化量の中央値を、鉄筋６の特徴量として算出する。すなわち、周波数変換スペクトルＳＰ０、ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３を、周波数ごとの輝度値の変化量の中央値からなる周波数変換スペクトルに合成する。
さらに、計測処理部１６は、各セグメントにおける合成後の周波数変換スペクトルを、周波数ごとの輝度値の変化量の中央値からなる周波数変換スペクトルに合成してもよい。
さらに、計測処理部１６は、各セグメントにおける合成後の周波数変換スペクトルを、周波数ごとの輝度値の変化量の中央値からなる周波数変換スペクトルに合成してもよい。
【0061】
計測処理部１６は、部分平面の撮影画像の正対画像から求めた周波数変換スペクトル（上記合成後の周波数変換スペクトル）における、ピークの周波数での輝度値の変化量の中央値と、予め登録された鉄筋６の画像から求めた周波数変換スペクトルにおけるピークの周波数での輝度値の変化量の中央値との相関係数を算出する。
そして、計測処理部１６は、相関係数の値に応じて重み付けたピークの周波数での輝度値の変化量の中央値を加算したものを、相関評価値として算出して、相関評価値が閾値を超えた鉄筋６の周波数変換スペクトルを新たに登録する。
そして、計測処理部１６は、相関係数の値に応じて重み付けたピークの周波数での輝度値の変化量の中央値を加算したものを、相関評価値として算出して、相関評価値が閾値を超えた鉄筋６の周波数変換スペクトルを新たに登録する。
【0062】
例えば、計測処理部１６は、周波数変換スペクトル同士の相関を全周波数域で評価する相関演算（１）と、周波数変換スペクトルに最初に現れる第１のピーク同士（ＰｅａｋＡとＰｅａｋＢ）の相関を評価する相関演算（２）と、周波数変換スペクトルに次に現れる第２のピーク同士の相関を評価する相関演算（３）とを行う。
相関演算（１）において、計測処理部１６は、（ｍｉｎ（ＰｅａｋＡ，ＰｅａｋＢ）－４）～２５６で表される相関評価範囲で、両スペクトルの相関を示す相関スコア（１）を算出する。ＰｅａｋＡは、予め登録された周波数変換スペクトルに最初に現れた第１のピークの強度であり、ＰｅａｋＢは、今回の検査で得られた周波数変換スペクトルに最初に現れた第１のピークの強度である。
相関演算（２）において、計測処理部１６は、（ＰｅａｋＡ）±１０で表される相関評価範囲で、両スペクトルの相関を示す相関スコア（２）を算出する。
相関演算（３）において、計測処理部１６は、（ＰｅａｋＡ×２）±１０で表す相関評価範囲で、両スペクトルの相関を示す相関スコア（３）を算出する。
相関演算（１）において、計測処理部１６は、（ｍｉｎ（ＰｅａｋＡ，ＰｅａｋＢ）－４）～２５６で表される相関評価範囲で、両スペクトルの相関を示す相関スコア（１）を算出する。ＰｅａｋＡは、予め登録された周波数変換スペクトルに最初に現れた第１のピークの強度であり、ＰｅａｋＢは、今回の検査で得られた周波数変換スペクトルに最初に現れた第１のピークの強度である。
相関演算（２）において、計測処理部１６は、（ＰｅａｋＡ）±１０で表される相関評価範囲で、両スペクトルの相関を示す相関スコア（２）を算出する。
相関演算（３）において、計測処理部１６は、（ＰｅａｋＡ×２）±１０で表す相関評価範囲で、両スペクトルの相関を示す相関スコア（３）を算出する。
【0063】
計測処理部１６は、相関スコア（１）、相関スコア（２）、および相関スコア（３）のそれぞれの値に応じた重み係数を決定する。そして、計測処理部１６は、例えば、下記式に従って総合相関スコアを算出する。計測処理部１６は、総合相関スコアが閾値以上である場合に、今回の検査で得られた周波数変換スペクトルを用いた検査結果情報が、予め登録された検査結果情報に類似すると判定して、当該検査結果情報を検査結果データベースに登録する。これにより、配筋検査装置１は、既に登録済みの検査結果との相関が高く、信頼性の高い検査結果を新たに登録することができる。
総合相関スコア＝（相関スコア（１）×０．５）＋（相関スコア（２）×０．２）＋（相関スコア（３）×０．３）
総合相関スコア＝（相関スコア（１）×０．５）＋（相関スコア（２）×０．２）＋（相関スコア（３）×０．３）
【0064】
また、計測処理部１６は、正対画像から抽出した鉄筋６の画像を複数の部分画像に分割し、複数の部分画像が入力されると鉄筋６の径を出力する学習モデルを用いて、鉄筋径を推論してもよい。例えば、計測処理部１６は、一本の鉄筋６の画像を複数に分割した部分画像を入力とし、鉄筋の検査情報として鉄筋径を推論する学習モデルを用いて、鉄筋径を推論する。この学習モデルは、部分平面の正対画像ごとに生成される。これにより、配筋検査装置１は、鉄筋径を正確に計測することが可能である。
【0065】
学習モデルを生成する学習装置（図１において不図示）は、学習用データから鉄筋径を推論する学習を行うことにより、学習モデルを生成する。学習用データは、学習モデルの入力データである、鉄筋６の複数の部分画像データと正解ラベルとを含むデータセットである。正解ラベルは、複数の部分画像データのそれぞれに対応する鉄筋径を示す情報である。学習モデルは、記憶部３に記憶される。学習アルゴリズムとして、例えば、深層学習（Ｄｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇ）、ニューラルネットワーク、遺伝的プログラミング、機能論理プログラミングまたはサポートベクターマシンが用いられる。
【0066】
計測処理部１６は、部分平面の正対画像から、長手方向に沿った鉄筋６の画像を抽出する。さらに、計測処理部１６は、部分平面の正対画像から順次同一の大きさの部分画像を抽出する。これらの部分画像は、例えば縦横が同じ画素数の正方形の画像であり、鉄筋径がＲ１である。計測処理部１６は、複数の部分画像を学習モデルに入力して推論を行い、部分画像ごとに鉄筋径Ｒ１の鉄筋６が写っている確率と鉄筋６以外が写っている確率とを算出する。
【0067】
鉄筋６の種類には、例えば、ＪＩＳ規格に基づく１６種類がある。１６種類の鉄筋６には、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ８、Ｄ１０、Ｄ１３、Ｄ１６、Ｄ１９、Ｄ２２、Ｄ２５、Ｄ２９、Ｄ３２、Ｄ３５、Ｄ３８、Ｄ４１およびＤ５１という「呼び名」が付与されている。呼び名は、鉄筋の公称直径を丸めた径の大きさを示している。
【0068】
呼び名がＤ１０である鉄筋の公称直径は、９．５３（ｍｍ）であり、呼び名がＤ１３である鉄筋の公称直径は、１２．７（ｍｍ）であり、呼び名がＤ１６である鉄筋の公称直径は、１５．９（ｍｍ）である。なお、建築物の骨格として一般的に使用される鉄筋は、Ｄ１０以降の鉄筋である。
【0069】
続いて、学習モデルは、同じ鉄筋の画像から抽出された全ての部分画像データについての推論結果データを平均する。例えば、推論結果データには、各種類の鉄筋が写っている確率を平均した値と、鉄筋以外のもの（ＮＯＮ）が写っている確率を平均した値が含まれる。計測処理部１６は、推論結果データに基づいて鉄筋径Ｒ１を判定する。これにより、計測処理部１６は、学習モデルを用いることにより、鉄筋径Ｒ１を正確に検出でき、鉄筋径Ｒ１に基づいて鉄筋の種類を判定することができる。
また、学習モデルは、鉄筋６の複数の部分画像が入力されると、隣り合う鉄筋６同士の間隔を出力するものでもよいし、一本の鉄筋６における節同士の間隔を推論するものであってもよい。
また、学習モデルは、鉄筋６の複数の部分画像が入力されると、隣り合う鉄筋６同士の間隔を出力するものでもよいし、一本の鉄筋６における節同士の間隔を推論するものであってもよい。
【0070】
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。
三次元画像データ取得部１１が、配筋のステレオ画像を用いて、配筋における湾曲面の三次元画像データを生成する（ステップＳＴ１）。
部分平面設定部１２が、三次元画像データを用いて、ステレオ画像に写る配筋の湾曲面に沿って複数の部分平面を設定する（ステップＳＴ２）。
画像変換部１３が、部分平面の画像を鉄筋が互いに直交する正対画像に変換する（ステップＳＴ３）。
鉄筋検出部１４が、正対画像を用いて部分平面に含まれる鉄筋の位置を検出する（ステップＳＴ４）。
対応付け部１５が、複数の正対画像で検出された鉄筋のうち同一のものを対応付ける（ステップＳＴ５）。
計測処理部１６が、同一のものとして対応付けられた鉄筋の位置情報に基づいて、湾曲面における鉄筋を計測する（ステップＳＴ６）。
この方法を実行することで、配筋検査装置１は、格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面の鉄筋を計測することができる。
三次元画像データ取得部１１が、配筋のステレオ画像を用いて、配筋における湾曲面の三次元画像データを生成する（ステップＳＴ１）。
部分平面設定部１２が、三次元画像データを用いて、ステレオ画像に写る配筋の湾曲面に沿って複数の部分平面を設定する（ステップＳＴ２）。
画像変換部１３が、部分平面の画像を鉄筋が互いに直交する正対画像に変換する（ステップＳＴ３）。
鉄筋検出部１４が、正対画像を用いて部分平面に含まれる鉄筋の位置を検出する（ステップＳＴ４）。
対応付け部１５が、複数の正対画像で検出された鉄筋のうち同一のものを対応付ける（ステップＳＴ５）。
計測処理部１６が、同一のものとして対応付けられた鉄筋の位置情報に基づいて、湾曲面における鉄筋を計測する（ステップＳＴ６）。
この方法を実行することで、配筋検査装置１は、格子状に組まれた鉄筋からなる湾曲面の鉄筋を計測することができる。
【0071】
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、三次元画像データ取得部１１、部分平面設定部１２、画像変換部１３、鉄筋検出部１４、対応付け部１５および計測処理部１６の機能は、処理回路によって実現される。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までの各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。
配筋検査装置１が備える、三次元画像データ取得部１１、部分平面設定部１２、画像変換部１３、鉄筋検出部１４、対応付け部１５および計測処理部１６の機能は、処理回路によって実現される。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までの各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。
【0072】
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。また、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、ステレオカメラ２から配筋検査装置１へ出力される画像情報、記憶部３から配筋検査装置１へ出力される情報および操作部４から配筋検査装置１へ出力される操作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５へ出力される配筋検査結果を中継するインタフェースである。
【0073】
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が備える三次元画像データ取得部１１、部分平面設定部１２、画像変換部１３、鉄筋検出部１４、対応付け部１５、および計測処理部１６の機能を、別々の処理回路が実現してもよく、これらの機能をまとめて一つの処理回路が実現してもよい。
配筋検査装置１が備える三次元画像データ取得部１１、部分平面設定部１２、画像変換部１３、鉄筋検出部１４、対応付け部１５、および計測処理部１６の機能を、別々の処理回路が実現してもよく、これらの機能をまとめて一つの処理回路が実現してもよい。
【0074】
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が備える三次元画像データ取得部１１、部分平面設定部１２、画像変換部１３、鉄筋検出部１４、対応付け部１５および計測処理部１６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。メモリ１０４は、例えば、図１に示した記憶部３である。
【0075】
プロセッサ１０３は、メモリ１０４に記憶される配筋検査用アプリケーションの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、三次元画像データ取得部１１、部分平面設定部１２、画像変換部１３、鉄筋検出部１４、対応付け部１５および計測処理部１６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により実行されるときに、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上記プログラムを記憶するためのメモリ１０４を備える。このプログラムは、三次元画像データ取得部１１、部分平面設定部１２、画像変換部１３、鉄筋検出部１４、対応付け部１５、および計測処理部１６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、三次元画像データ取得部１１、部分平面設定部１２、画像変換部１３、鉄筋検出部１４、対応付け部１５および計測処理部１６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。
例えば、配筋検査装置１は、プロセッサ１０３により実行されるときに、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上記プログラムを記憶するためのメモリ１０４を備える。このプログラムは、三次元画像データ取得部１１、部分平面設定部１２、画像変換部１３、鉄筋検出部１４、対応付け部１５、および計測処理部１６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、三次元画像データ取得部１１、部分平面設定部１２、画像変換部１３、鉄筋検出部１４、対応付け部１５および計測処理部１６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。
【0076】
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。
【0077】
配筋検査装置１が備える、三次元画像データ取得部１１、部分平面設定部１２、画像変換部１３、鉄筋検出部１４、対応付け部１５、および計測処理部１６の機能の一部が専用のハードウェアで実現され、残りの一部がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。例えば、三次元画像データ取得部１１は、専用のハードウェアである処理回路１０２によってその機能が実現され、部分平面設定部１２、画像変換部１３、鉄筋検出部１４、対応付け部１５および計測処理部１６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りその機能が実現される。
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って上記機能を実現することができる。
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って上記機能を実現することができる。
【0078】
以上のように、実施の形態１に係る配筋検査装置１は、配筋のステレオ画像を用いて、湾曲面の三次元画像データを生成する三次元画像データ取得部１１と、ステレオ画像における湾曲面に沿って複数の部分平面を設定する部分平面設定部１２と、部分平面の画像を鉄筋６が互いに直交する正対画像に変換する画像変換部１３と、正対画像を用いて、部分平面に含まれる鉄筋６の位置を検出する鉄筋検出部１４と、複数の正対画像で検出された鉄筋６のうち同一のものを対応付ける対応付け部１５と、同一のものとして対応付けられた鉄筋６の鉄筋位置情報に基づいて、湾曲面における鉄筋６を計測する計測処理部１６とを備える。これにより、配筋検査装置１は、格子状に組まれた鉄筋６からなる湾曲面の鉄筋６を計測することができる。
【0079】
実施の形態１に係る配筋検査装置１において、鉄筋検出部１４は、正対画像において縦横に交差する鉄筋６に検出線Ｌ１およびＬ２をそれぞれ設定し、検出線Ｌ１およびＬ２が交差する点を中心とした所定の画素範囲の領域の中心画素位置Ｇを縦横に鉄筋６が交差する交差点とする。計測処理部１６は、交差点を通る直線の位置を鉄筋６の基準位置と決定し、決定した鉄筋６の基準位置に基づいて鉄筋径または鉄筋間隔の少なくとも一方を計測する。これにより、配筋検査装置１は、正対画像から鉄筋６の位置を正確に検出でき、鉄筋６を正確に計測することができる。
【0080】
実施の形態１に係る配筋検査装置１において、計測処理部１６は、鉄筋６の基準位置に基づいて正対画像から鉄筋６の部分画像を抽出し、抽出した鉄筋６の部分画像を用いて鉄筋径を計測する。これにより、配筋検査装置１は、鉄筋径を正確に計測することが可能である。
【0081】
実施の形態１に係る配筋検査装置１において、計測処理部１６は、鉄筋６の部分画像が入力されると鉄筋径を出力する機械学習モデルを用いて鉄筋径を推測する。これにより、配筋検査装置１は、鉄筋径を正確に計測することが可能である。
【0082】
実施の形態１に係る配筋検査方法は、三次元画像データ取得部１１が、配筋のステレオ画像を用いて湾曲面の三次元画像データを生成するステップＳＴ１と、部分平面設定部１２が、湾曲面に沿って複数の部分平面を設定するステップＳＴ２と、画像変換部１３が、部分平面の画像を鉄筋６が互いに直交する正対画像に変換するステップＳＴ３と、鉄筋検出部１４が、正対画像を用いて、部分平面に含まれる鉄筋６の位置を検出するステップＳＴ４と、対応付け部１５が、複数の正対画像で検出された鉄筋６のうち同一のものを対応付けるステップＳＴ５と、計測処理部１６が、同一のものとして対応付けられた鉄筋６の鉄筋位置情報に基づいて、湾曲面における鉄筋６を計測するステップＳＴ６とを備える。この方法を実行する配筋検査装置は、格子状に組まれた鉄筋６からなる湾曲面の鉄筋６を計測することが可能である。
【0083】
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、配筋のステレオ画像を用いて湾曲面の三次元画像データを生成する三次元画像データ取得部１１と、ステレオ画像における湾曲面に沿って複数の部分平面を設定する部分平面設定部１２と、部分平面の画像を鉄筋６が互いに直交する正対画像に変換する画像変換部１３と、正対画像を用いて、部分平面に含まれる鉄筋６の位置を検出する鉄筋検出部１４と、複数の正対画像で検出された鉄筋６のうち同一のものを対応付ける対応付け部１５と、同一のものとして対応付けられた鉄筋６の鉄筋位置情報に基づいて、湾曲面における鉄筋６を計測する計測処理部１６とを備える配筋検査装置１として機能する。これにより、格子状に組まれた鉄筋６からなる湾曲面の鉄筋６を計測する配筋検査装置１を提供することができる。
【0084】
なお、各実施の形態の組み合わせまたは実施の形態のそれぞれの任意の構成要素の変形もしくは実施の形態のそれぞれにおいて任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【0085】
１ 配筋検査装置、２ ステレオカメラ、２Ａ 撮影視野、３ 記憶部、４ 操作部、５ 表示部、６ 鉄筋、１１ 三次元画像データ取得部、１２ 部分平面設定部、１３ 画像変換部、１４ 鉄筋検出部、１５ 対応付け部、１６ 計測処理部、２１ 平面、２２Ａ，２２Ｂ 湾曲面、３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ 画面、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、３１１Ａ，３１１Ｂ マーカ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】