特開 2025-1401 変位量計測システム、変位量計測プログラム、変位量計測方法、変位量計測装置

(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】P2025001401

(43)【公開日】2025-01-08

(54)【発明の名称】変位量計測システム、変位量計測プログラム、変位量計測方法、変位量計測装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/16 20060101AFI20241225BHJP

【ＦＩ】

G01B11/16 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023100961

(22)【出願日】2023-06-20

(71)【出願人】

【識別番号】000142067

【氏名又は名称】株式会社共和電業

(71)【出願人】

【識別番号】591038299

【氏名又は名称】株式会社ヒカリ

(74)【代理人】

【識別番号】100124039

【弁理士】

【氏名又は名称】立花 顕治

(74)【代理人】

【識別番号】100176337

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 弘樹

(72)【発明者】

【氏名】前田 芳巳

(72)【発明者】

【氏名】東山 雅樹

(72)【発明者】

【氏名】浅井 大介

(72)【発明者】

【氏名】菅 倫明

【テーマコード（参考）】

2F065

【Ｆターム（参考）】

2F065AA03

2F065AA07

2F065AA65

2F065BB28

2F065CC14

2F065FF01

2F065FF42

2F065JJ03

2F065JJ09

2F065JJ26

2F065QQ01

2F065QQ03

2F065QQ21

2F065QQ24

2F065QQ31

2F065QQ41

(57)【要約】

【課題】計測対象物の面内方向の変位量を精度よく計測できる変位量計測システム、変位量計測プログラム、変位量計測方法、変位量計測装置を提供する。
【解決手段】変位量計測システムは、計測対象物に設置された２次元格子パターンを撮影した２次元画像を用いて計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測装置と、計測対象物に設置された２次元格子パターンを撮影する撮像装置と、を備える。変位量計測装置は、２次元画像内の２次元格子パターンを含む解析領域における画素毎の変位量を算出する画素毎変位量算出処理と、画素毎の変位量のばらつきに基づいて、解析領域が欠落領域を含むか否かを判定する判定処理と、を実行する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

計測対象物に設置された２次元格子パターンを撮影した２次元画像を用いて前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測装置と、
前記計測対象物に設置された前記２次元格子パターンを撮影する撮像装置と、を備える変位量計測システムであって、
前記変位量計測装置は、
前記２次元画像内の前記２次元格子パターンを含む解析領域における画素毎の変位量を算出する画素毎変位量算出処理と、
前記画素毎の変位量のばらつきに基づいて、前記解析領域が欠落領域を含むか否かを判定する判定処理と、を実行する
変位量計測システム。

【請求項2】

前記変位量計測装置は、
前記解析領域における前記２次元格子パターンの平均変位量のうちの、前記判定処理において有効と判定した前記２次元画像における前記２次元格子パターンの平均変位量のみに基づいて、前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を算出する
請求項１に記載の変位量計測システム。

【請求項3】

前記変位量計測装置は、
前記判定処理において、隣り合う画素の変位量の微分値に基づいて、前記解析領域が欠落領域を含むか否かを判定する
請求項１または２に記載の変位量計測システム。

【請求項4】

前記変位量計測装置は、
前記判定処理において、前記解析領域内における画素毎の変位量の標準偏差に基づいて、前記解析領域が欠落領域を含むか否かを判定する
請求項１または２に記載の変位量計測システム。

【請求項5】

計測対象物に設置された２次元格子パターンを撮影した２次元画像を用いて前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測プログラムであって、
前記２次元画像内の前記２次元格子パターンを含む解析領域における画素毎の変位量を算出する画素毎変位量算出処理と、
前記画素毎の変位量のばらつきに基づいて、前記解析領域が欠落領域を含むか否かを判定する判定処理と、をコンピュータに実行させる
変位量計測方法。

【請求項6】

計測対象物に設置された２次元格子パターンを撮影した２次元画像を用いて前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測方法であって、
前記２次元画像内の前記２次元格子パターンを含む解析領域における画素毎の変位量を算出する画素毎変位量算出処理と、
前記画素毎の変位量のばらつきに基づいて、前記解析領域が欠落領域を含むか否かを判定する判定処理と、を含む
変位量計測方法。

【請求項7】

計測対象物に設置された２次元格子パターンを撮影した２次元画像を用いて前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測装置であって、
前記２次元画像内の前記２次元格子パターンを含む解析領域における画素毎の変位量を算出する画素毎変位量算出処理と、
前記画素毎の変位量のばらつきに基づいて、前記解析領域が欠落領域を含むか否かを判定する判定処理と、を実行する
変位量計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変位量計測システム、変位量計測プログラム、変位量計測方法、および、変位量計測装置に関する。

【背景技術】

【0002】

橋梁および鉄塔等の計測対象物の点検作業では、例えば、計測対象物の面内方向の変位量が計測される。特許文献１は、計測対象物の面内方向の変位量計測方法の一例を開示している。特許文献１に開示される変位量計測方法では、計測対象物に設置された２次元格子パターンを撮影した２次元画像を用いて計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する。２次元画像は、例えば、撮像装置によって撮影される。２次元画像内には、２次元格子パターンを含む解析領域が設定される。

【0003】

特許文献１の変位量計測方法では、例えば、計測対象物に対する２次元格子パターンの転写の失敗等によって、２次元画像の一部が欠落領域を含む場合に、機械学習によって２次元画像の欠落領域を補完することによって、計測対象物の面内方向の変位量を算出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－２５８４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

欠落領域を含む２次元画像を用いて計測対象物の変位量を算出すると、変位量を正しく計測することができない。上記変位量計測方法では、機械学習によって２次元画像の欠落領域を補っているものの、機械学習の精度によっては、欠落領域の補完が不十分となる可能性がある。

【0006】

本発明は、計測対象物の面内方向の変位量を精度よく計測できる変位量計測システム、変位量計測プログラム、変位量計測方法、および、変位量計測装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１観点に係る変位量計測システムは、計測対象物に設置された２次元格子パターンを撮影した２次元画像を用いて前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測装置と、前記計測対象物に設置された前記２次元格子パターンを撮影する撮像装置と、を備える変位量計測システムであって、前記変位量計測装置は、前記２次元画像内の前記２次元格子パターンを含む解析領域における画素毎の変位量を算出する画素毎変位量算出処理と、前記画素毎の変位量のばらつきに基づいて、前記解析領域が欠落領域を含むか否かを判定する判定処理と、を実行する。

【0008】

解析領域に欠落領域が含まれない場合、解析領域における画素毎の変位量は、概ね一定となる。一方、解析領域に欠落領域が含まれる場合、欠落領域における画素毎の変位量は、欠落領域以外の領域の画素毎の変位量と大きく異なるため、解析領域全体として、画素毎の変位量のばらつきが大きくなる。

【0009】

上記変位量計測システムによれば、判定処理において、画素毎の変位量のばらつきが大きいと判定された２次元画像、換言すれば、欠落領域を含むと判定された２次元画像を抽出することができるため、欠落領域を含む２次元画像以外の２次元画像を用いて、計測対象物の変位量を計測できる。このため、計測対象物の変位量の計測対象物の面内方向の変位量を精度よく計測できる。

【0010】

本発明の第２観点に係る変位量計測システムは、第１観点に係る変位量計測システムであって、前記変位量計測装置は、前記解析領域における前記２次元格子パターンの平均変位量のうちの、前記判定処理において有効と判定した前記２次元画像における前記２次元格子パターンの平均変位量のみに基づいて、前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を算出する。

【0011】

上記変位量計測システムによれば、計測対象物の変位量の計測対象物の面内方向の変位量を精度よく計測できる。

【0012】

本発明の第３観点に係る変位量計測システムは、第１観点または第２観点に係る変位量計測システムであって、前記変位量計測装置は、前記判定処理において、隣り合う画素の変位量の微分値に基づいて、前記解析領域が欠落領域を含むか否かを判定する。

【0013】

上記変位量計測システムによれば、計測対象物の変位量の計測対象物の面内方向の変位量を精度よく計測できる。

【0014】

本発明の第４観点に係る変位量計測システムは、第１観点または第２観点に係る変位量計測システムであって、前記変位量計測装置は、前記判定処理において、前記解析領域内における画素毎の変位量の標準偏差に基づいて、前記解析領域が欠落領域を含むか否かを判定する。

【0015】

上記変位量計測システムによれば、計測対象物の変位量の計測対象物の面内方向の変位量を精度よく計測できる。

【0016】

本発明の第５観点に係る変位量計測プログラムは、計測対象物に設置された２次元格子パターンを撮影した２次元画像を用いて前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測プログラムであって、前記２次元画像内の前記２次元格子パターンを含む解析領域における画素毎の変位量を算出する画素毎変位量算出処理と、前記画素毎の変位量のばらつきに基づいて、前記解析領域が欠落領域を含むか否かを判定する判定処理と、をコンピュータに実行させる。

【0017】

上記変位量計測プログラムによれば、第１観点に係る変位量計測システムと同様の効果が得られる。

【0018】

本発明の第６観点に係る変位量計測方法は、計測対象物に設置された２次元格子パターンを撮影した２次元画像を用いて前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測方法であって、前記２次元画像内の前記２次元格子パターンを含む解析領域における画素毎の変位量を算出する画素毎変位量算出処理と、前記画素毎の変位量のばらつきに基づいて、前記解析領域が欠落領域を含むか否かを判定する判定処理と、を含む。

【0019】

上記変位量計測方法によれば、第１観点に係る変位量計測システムと同様の効果が得られる。

【0020】

本発明の第７観点に係る変位量計測装置は、計測対象物に設置された２次元格子パターンを撮影した２次元画像を用いて前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測装置であって、前記２次元画像内の前記２次元格子パターンを含む解析領域における画素毎の変位量を算出する画素毎変位量算出処理と、前記画素毎の変位量のばらつきに基づいて、前記解析領域が欠落領域を含むか否かを判定する判定処理と、を実行する。

【0021】

上記変位量計測装置によれば、第１観点に係る変位量計測システムと同様の効果が得られる。

【発明の効果】

【0022】

本発明に関する計測対象物の面内方向の変位量を精度よく計測できる変位量計測システム、変位量計測プログラム、変位量計測方法、および、変位量計測装置によれば、計測対象物の面内方向の変位量を精度よく計測できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施形態の変位量計測システムの概略構成図。

【図2】２次元格子パターンが設置された計測対象物の正面図。

【図3】２次元格子画像の一例を示す図。

【図4】図３の解析領域を示す図。

【図5】図４の解析領域に欠落領域が形成された状態の図。

【図6】図１の制御装置に構築される機能ブロックに関する図。

【図7】図３の解析領域に欠落領域が含まれない場合の画素毎の変位量の一例を示す図。

【図8】図３の解析領域に欠落領域が含まれる場合の画素毎の変位量の一例を示す図。

【図9】図７の隣り合う画素の変位量の微分値の算出結果の一例を示す図。

【図10】図８の隣り合う画素の変位量の微分値の算出結果の一例を示す図。

【図11】面内変位量算出処理の処理手順の一例を示すフローチャート。

【図12】実施形態のシステムを適用しない場合の位相接続有りモードの変位量の計測結果の一例を示すグラフ。

【図13】実施形態のシステムを適用しない場合の位相接続無しモードの変位量の計測結果の一例を示すグラフ。

【図14】実施形態のシステムを適用した場合の位相接続有りモードの変位量の計測結果の一例を示すグラフ。

【図15】実施形態のシステムを適用した場合の位相接続無しモードの変位量の計測結果の一例を示すグラフ。

【図16】変形例の変位量計測システムが実行する面内変位量算出処理の処理手順の一例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る変位量計測装置、および、これを備える変位量計測システムについて説明する。

【0025】

＜１．変位量計測システムの全体構成＞
図１は、変位量計測システム１０（以下では、「システム１０」という）の概略構成図である。システム１０は、計測対象物１００に設置された２次元格子パターン２００（図２参照）を撮影した２次元画像（以下では、「２次元格子画像」という）を用いて、計測対象物１００の面内方向の変位量を計測するシステムである。計測対象物１００は、例えば、インフラ構造物である。インフラ構造物は、例えば、高架道路、橋梁、鉄橋、または、トンネルである。変位量計測システム１０は、変位量計測装置２０と、撮像装置３０と、を含む。

【0026】

＜２．変位量計測システムのハード構成＞
変位量計測装置２０は、本体２１、入力装置２２、および、出力装置２３を有する。本体２１は、記憶装置２１Ａおよび制御装置２１Ｂを有する。記憶装置２１Ａおよび制御装置２１Ｂは、バス２４を介して通信できるように接続される。記憶装置２１Ａは、例えば、ハードディスクまたはソリッドステートドライブである。記憶装置２１Ａは、計測対象物１００の面内方向の変位量の算出に関する１または複数のアプリケーションソフトウェア（以下では、「変位量算出ソフト」という）を記憶する。

【0027】

制御装置２１Ｂは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)等を含み、後述する機能を実行する。制御装置２１Ｂは、入力装置２２からの要求に応じて記憶装置２１Ａに記憶されている面内変位量算出ソフトを実行する。制御装置２１Ｂが面内変位量算出ソフトを実行することによって、変位量計測装置２０には、後述する１または複数の機能ブロックが構築される。

【0028】

入力装置２２は、例えばキーボードであり、本体２１と接続される。出力装置２３は、例えば、液晶ディスプレイであり、本体２１から出力された信号を受信できるように、本体２１と接続される。なお、本体２１、入力装置２２、および、出力装置２３は、ノート型パーソナルコンピュータのように、一体的に構成されてもよい。

【0029】

撮像装置３０は、２次元格子画像を撮影する撮影処理を実行できるように構成される。本実施形態では、撮像装置３０は、カメラである。本実施形態では、撮像装置３０は、変位量計測装置２０と無線通信または有線通信できるように接続される。撮像装置３０が撮影した２次元格子画像は、変位量計測装置２０に送信され、例えば、記憶装置２１Ａに記憶される。なお、撮像装置３０は、タブレット端末に搭載されるカメラ、または、スマートフォンに搭載されるカメラであってもよい。

【0030】

＜３．２次元格子パターン＞
図２に示される計測対象物１００には、１または複数の２次元格子パターン２００が設置される。２次元格子パターン２００の具体的な構成は、任意に選択可能である。本実施形態では、２次元格子パターン２００は、計測対象物１００に貼り付けられるように構成されるシール部材に印刷される。２次元格子パターン２００は、計測対象物１００に直接描かれてもよく、計測対象物１００に固定される板等の部材に印刷または刻印されてもよい。

【0031】

図３は、２次元格子画像３００を示す図である。計測対象物１００の面内方向の変位量の計測においては、２次元格子画像３００内に解析領域５０が設定される。

【0032】

図４は、解析領域５０の一例を示す図である。解析領域５０は、複数の画素５０Ａを含む。図４に示される例では、解析領域５０は、１０行×１０列の合計１００個の画素５０Ａを有する。計測対象物１００の面内方向の変位量の計測においては、画素５０Ａ毎の変位量が算出され、全ての画素５０Ａの変位量の平均値が、解析領域５０における２次元格子パターン２００の平均変位量として算出される。

【0033】

計測対象物１００の面内方向の変位量の計測においては、計測を開始した後に、２次元格子パターン２００の少なくとも一部が例えば、人物等の外的要因によって一時的に遮られることがある。このような場合、解析領域５０には、図５に示されるように、欠落領域５０Ｘ（図５の黒色で塗りつぶされた部分）が形成される。欠落領域５０Ｘは、解析領域５０のうちの外的要因によって２次元格子パターン２００が遮られた領域である。欠落領域５０Ｘを含む２次元格子画像３００を用いて計測対象物１００の変位量を算出すると、変位量の算出の精度が大きく低下する。本実施形態では、制御装置２１Ｂは、後述する面内変位量算出処理において、画素５０Ａ毎の変位量のばらつきに基づいて欠落領域５０Ｘを含む２次元格子画像３００を抽出し、欠落領域５０Ｘを含む２次元格子画像３００以外の２次元格子画像３００を用いて、計測対象物１００の変位量を計測する。

【0034】

＜４．変位量計測システムのソフト構成＞
図６に示されるように、制御装置２１Ｂが記憶装置２１Ａ（図１参照）に記憶されている変位量算出ソフトを実行することによって構成される機能ブロックは、例えば、解析領域抽出部４１、画素毎変位量算出部４２、平均変位量算出部４３、総計変位量算出部４４、および、判定部４５を含む。変位量計測装置２０にこれらの機能ブロックが構築されることによって、計測対象物１００の面内方向の変位量を算出する面内変位量算出処理が実行される。以下では、各機能ブロックの詳細について説明する。

【0035】

＜４－１．解析領域抽出部＞
解析領域抽出部４１は、２次元格子画像３００（図３参照）から２次元格子パターン２００を含む領域を解析領域５０として抽出する解析領域抽出処理を実行する。解析領域５０は、２次元格子画像３００のうちの２次元格子パターン２００が写っている領域の全体であってもよく、一部であってもよい。本実施形態では、解析領域抽出部４１は、解析領域抽出処理において、２次元格子画像３００のうちの２次元格子パターン２００が写っている領域の一部を解析領域５０として抽出する。解析領域５０の形状は、任意に選択可能である。本実施形態では、解析領域５０の形状は、正方形である。解析領域５０の形状は、長方形、ひし形、三角形、五角形以上の多角形、円、または、楕円であってもよい。

【0036】

＜４－２．画素毎変位量算出部＞
画素毎変位量算出部４２は、解析領域５０における画素５０Ａ毎の変位量を算出する画素毎変位量算出処理を実行する。例えば、撮像装置３０によって撮影される画像が連続した静止画である場合、画素毎変位量算出部４２は、画素毎変位量算出処理において、１つの静止画毎の解析領域５０内の全ての画素５０Ａの変位量を算出する。例えば、撮像装置３０によって撮影される画像が動画である場合、画素毎変位量算出部４２は、画素毎変位量算出処理において、１コマ毎の解析領域５０内の全ての画素５０Ａ毎の変位量を算出する。

【0037】

＜４－３．平均変位量算出部＞
平均変位量算出部４３は、解析領域５０における２次元格子パターン２００の平均変位量を算出する平均変位量算出処理を実行する。平均変位量算出処理においては、１つの静止画、または、動画の１コマにおける解析領域５０内の全ての画素５０Ａの変位量の平均値が平均変位量として算出される。平均変位量算出部４３は、平均変位量算出処理において、解析領域５０内における２次元格子パターン２００のＸ軸の方向の平均変位量ｄＡｘ、および、Ｙ軸の方向の平均変位量ｄＡｙを算出する。なお、平均変位量ｄＡｘ、ｄＡｙの算出は、例えば、特許第４８３１７０３号公報等に記載の公知の方法を用いて実施できる。

【0038】

＜４－４．総計変位量算出部＞
総計変位量算出部４４は、２次元格子パターン２００の総計の変位量を算出する総計変位量算出処理を実行する。総計変位量算出部４４は、総計変位量算出処理において、平均変位量算出処理によって算出された平均変位量ｄＡｘ、ｄＡｙを、２次元格子パターン２００の累積の変位量に加算することによって、２次元格子パターン２００の総計の変位量を算出する。

【0039】

＜４－５．判定部＞
判定部４５は、解析領域５０内の画素５０Ａ毎の変位量のばらつきに基づいて、解析領域５０が欠落領域５０Ｘを含むか否かを判定する判定処理を実行する。図７は、解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれない場合の解析領域５０の一例に関する図である。図７では、理解を容易にするため、各画素５０Ａ内にＸ軸方向の変位量（ｍｍ）を記載している。解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれない場合、解析領域５０おける画素５０Ａ毎の変位量は、概ね一定となる。

【0040】

図８は、解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれる場合の解析領域５０の一例に関する図である。図８では、理解を容易にするため、各画素５０Ａ内にＸ軸方向の変位量（ｍｍ）を記載している。解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれる場合、欠落領域５０Ｘにおける画素５０Ａ毎の変位量は、欠落領域５０Ｘ以外の領域の画素５０Ａ毎の変位量と大きく異なる。このため、解析領域５０全体として、画素５０Ａ毎の変位量のばらつきが大きくなる。

【0041】

判定部４５は、判定処理において、解析領域５０内の隣り合う画素５０Ａ間の変位量の微分値に基づいて、画素５０Ａ毎の変位量のばらつきが大きいか否かを判定する。

【0042】

図９は、図７の例、すなわち、解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれない場合における解析領域５０内の隣り合う画素５０Ａ間の変位量の微分値を算出した結果の一例である。例えば、図９に示される例において、１行１０列目の画素５０Ａの変位量の微分値「０．１」は、図７に示される例において、１行１０列目の画素５０Ａの変位量「２．１」と、１行９列目の画素５０Ａの変位量「２．０」との差に基づいて算出される。図９に示されるように、解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれない場合には、解析領域５０内の隣り合う画素５０Ａ間の変位量の微分値は小さい。

【0043】

図１０は、図８の例、すなわち、解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれる場合における解析領域５０内の隣り合う画素５０Ａ間の変位量の微分値を算出した結果の一例である。例えば、図１０に示される例において、８行１０列目の画素５０Ａの変位量の微分値「－７．１」は、図８に示される例において、８行１０列目の画素５０Ａの変位量「－３．４」と、８行９列目の画素５０Ａの変位量「３．７」との差に基づいて算出される。図１０に示されるように、解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれる場合には、欠落領域５０Ｘにおける隣り合う画素５０Ａ間の変位量の微分値は大きい。

【0044】

判定部４５は、解析領域５０内の隣り合う画素５０Ａ間の変位量の微分値の絶対値の少なくとも１つが、閾値以上である場合、画素５０Ａ毎の変位量のばらつきが大きい、すなわち、解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれると判定する。判定部４５は、解析領域５０内の隣り合う画素５０Ａ間の変位量の微分値の絶対値の全てが、閾値未満である場合、画素５０Ａ毎の変位量のばらつきが小さい、すなわち、解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれないと判定する。なお、閾値は、欠落領域５０Ｘが存在すると判定できる値であり、試験によって予め決められる。

【0045】

＜５．面内変位量算出処理＞
図１１を参照して、面内変位量算出処理の処理手順の一例について説明する。
制御装置２１Ｂは、例えば、記憶装置２１Ａに任意の２次元格子画像３００が保存され、かつ、ユーザからの要求があった場合に面内変位量算出処理を開始する。

【0046】

ステップＳ１１では、制御装置２１Ｂは、１枚目の２次元格子画像３００、または、１コマ目の２次元格子画像３００から２次元格子パターン２００の基準変位を設定する。

【0047】

ステップＳ１２では、制御装置２１Ｂは、解析領域５０内の画素５０Ａ毎の変位量を算出する。

【0048】

ステップＳ１３では、制御装置２１Ｂは、解析領域５０内の画素５０Ａ毎の変位量に基づいて、２次元格子パターン２００の平均変位量ｄＡｘ、ｄＡｙを算出する。

【0049】

ステップＳ１４では、制御装置２１Ｂは、解析領域５０内の隣り合う画素５０Ａ間の変位量の微分値を算出する。

【0050】

ステップＳ１５では、制御装置２１Ｂは、隣り合う画素５０Ａ間の変位量の微分値の絶対値の少なくとも１つが閾値以上か否かを判定する。ステップＳ１５が否定判定の場合、すなわち、隣り合う画素５０Ａ間の変位量の微分値の絶対値の全てが閾値未満である場合、制御装置２１Ｂは、解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれないと判定し、ステップＳ１６の処理を実行する。

【0051】

ステップＳ１６では、制御装置２１Ｂは、累積変位量に平均変位量ｄＡｘおよび平均変位量ｄＡｙを加算して、２次元格子パターン２００の総計の変位量を算出する。

【0052】

一方、ステップＳ１５が肯定判定の場合、すなわち、隣り合う画素５０Ａ間の変位量の微分値の少なくとも１つが閾値以上である場合、制御装置２１Ｂは、解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれていると判定し、ステップＳ１７の処理を実行する。

【0053】

ステップＳ１７では、制御装置２１Ｂは、累積変位量に平均変位量ｄＡｘおよび平均変位量ｄＡｙを加算しない。

【0054】

ステップＳ１８では、制御装置２１Ｂは、ユーザから面内変位量算出処理の終了を要求する信号が入力されたか否かを判定する。ステップＳ１８が肯定判定の場合、制御装置２１Ｂは、面内変位量算出処理を終了する。ステップＳ１８が否定判定の場合、制御装置２１Ｂは、ステップＳ１２以降の処理を繰り返し実行する。なお、ステップＳ１８では、制御装置２１Ｂは、予め設定される所定時間が経過したか否かを判定してもよい。ステップＳ１８が肯定判定の場合、すなわち、所定時間が経過している場合、制御装置２１Ｂは、面内変位量算出処理を終了する。ステップＳ１８が否定判定の場合、すなわち、所定時間が経過していない場合、制御装置２１Ｂは、ステップＳ１２以降の処理を繰り返し実行する。

【0055】

＜６．実施形態の効果＞
以上のように構成されたシステム１０によれば、次の効果を得ることができる。

【0056】

＜６－１＞
システム１０によれば、面内変位量算出処理のステップＳ１５において、画素５０Ａ毎の変位量のばらつきが大きいと判定された２次元格子画像３００、換言すれば、欠落領域５０Ｘを含むと判定された２次元格子画像３００を抽出することができるため、欠落領域５０Ｘを含む２次元格子画像３００以外の２次元格子画像３００を用いて、計測対象物１００の変位量を計測できる。このため、計測対象物１００の面内方向の変位量を精度よく計測できる。

【0057】

システム１０は、計測対象物１００の面内方向の変位量を計測する公知の位相接続有りモード、および、位相接続無しモードの両方に好適に適用できる。位相接続有りモードは、２次元格子パターン２００の格子のピッチの半分以上の変位量を計測するモードである。位相接続無しモードは、２次元格子パターン２００の格子のピッチの半分以下の変位量を計測するモードである。

【0058】

図１２は、システム１０を適用しない場合の位相接続有りモードにおける計測対象物１００の変位量の計測結果の一例を示すグラフである。図１３は、システム１０を適用しない場合の位相接続無しモードにおける計測対象物１００の変位量の計測結果の一例を示すグラフである。

【0059】

図１２、図１３の破線で示される部分は、欠落領域５０Ｘを含む２次元格子画像３００を用いて、計測対象物１００の変位量が計測された部分である。欠落領域５０Ｘを含む２次元格子画像３００を用いて、計測対象物１００の変位量を計測した部分では、計測値が大きく乱れていることが把握できる。

【0060】

図１４は、システム１０を適用した場合の位相接続有りモードにおける計測対象物１００の変位量の計測結果の一例を示すグラフである。システム１０では、欠落領域５０Ｘを含むと判定された２次元格子画像３００は排除され、欠落領域５０Ｘを含まない２次元格子画像３００を用いて、計測対象物１００の変位量が計測されるため、計測対象物１００の変位量を好適に計測できる。

【0061】

図１５は、システム１０を適用した場合の位相接続無しモードにおける計測対象物１００の変位量の計測結果の一例を示すグラフである。システム１０では、欠落領域５０Ｘを含むと判定された２次元格子画像３００は排除され、欠落領域５０Ｘを含まない２次元格子画像３００を用いて、計測対象物１００の変位量が計測されるため、計測対象物１００の変位量を好適に計測できる。

【0062】

＜６－２＞
判定部４５は、判定処理において、解析領域５０内の隣り合う画素５０Ａ間の変位量の微分値に基づいて、画素５０Ａ毎の変位量のばらつきが大きいか否かを判定する。このため、２次元格子画像３００を確認することなく、計測対象物１００の面内方向の変位量の計測を継続することができる。

【0063】

＜７．変形例＞
上記実施形態は本発明に関する変位量計測システム、変位量計測プログラム、変位量計測方法、変位量計測装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に関する変位量計測システム、変位量計測プログラム、変位量計測方法、変位量計測装置は、実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、または、各実施形態に新たな構成を付加した形態である。以下に実施形態の変形例の幾つかの例を示す。なお、以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。

【0064】

＜７－１＞
上記実施形態において、判定部４５は、解析領域５０内における画素５０Ａ毎の変位量の標準偏差に基づいて、解析領域５０が欠落領域５０Ｘを含むか否かを判定してもよい。この変形例において、判定部４５は、２次元格子パターン２００の平均変位量ｄＡｘ、ｄＡｙと画素５０Ａ毎の変位量の差ΔＸを算出し、全ての差ΔＸの和を画素５０Ａの数で除することによって標準偏差を算出する。

【0065】

図７に示される例では、２次元格子パターン２００の平均変位量ｄＡｘは、２．０ｍｍであり、解析領域５０内の画素５０Ａ毎の変位量の標準偏差は、０．１ｍｍである。図８に示される例では、２次元格子パターン２００の平均変位量ｄＡｘは、２．０ｍｍであり、解析領域５０内の画素５０Ａ毎の変位量の標準偏差は、１．０ｍｍである。

【0066】

判定部４５は、解析領域５０内の画素５０Ａ毎の変位量の標準偏差が閾値以上である場合、画素５０Ａ毎の変位量のばらつきが大きい、すなわち、解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれると判定する。判定部４５は、解析領域５０内の画素５０Ａ毎の変位量の標準偏差が閾値未満である場合、画素５０Ａ毎の変位量のばらつきが小さい、すなわち、解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれないと判定する。なお、閾値は、欠落領域５０Ｘが存在すると判定できる値であり、試験によって予め決められる。

【0067】

図１６は、変形例の変位量計測システム１０によって実行される面内変位量算出処理の一例を示すフローチャートである。図１６に示される面内変位量算出処理は、図１１に示される面内変位量算出処理と比較して、ステップＳ１４の処理に代えてステップＳ２１の処理を有し、ステップＳ１５に代えてステップＳ２２の処理を有する点において異なる。

【0068】

ステップＳ２１では、制御装置２１Ｂは、画素５０Ａ毎の変位量の標準偏差を算出する。

【0069】

ステップＳ２２では、制御装置２１Ｂは、画素５０Ａ毎の変位量の標準偏差が閾値以上か否かを判定する。ステップＳ２２が否定判定の場合、すなわち、画素５０Ａ毎の変位量の標準偏差が閾値未満である場合、制御装置２１Ｂは、解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれないと判定し、ステップＳ１６の処理を実行する。

【0070】

一方、ステップＳ２２が肯定判定の場合、すなわち、画素５０Ａ毎の変位量の標準偏差が閾値以上である場合、制御装置２１Ｂは、解析領域５０に欠落領域５０Ｘが含まれていると判定し、ステップＳ１７の処理を実行する。

【0071】

＜７－２＞
上記実施形態では、解析領域５０は、解析領域抽出部４１によって設定されたが、ユーザが解析領域５０を設定してもよい。

【0072】

＜７－３＞
上記実施形態では、変位量計測装置２０は、撮像装置３０と無線通信または有線通信できるように接続されていたが、変位量計測装置２０と撮像装置３０とは、通信可能に接続されていなくてもよい。この場合、撮像装置３０によって撮影された２次元格子画像３００は、例えば、ＵＳＢフラッシュメモリまたはＳＤメモリカード等の補助記憶装置に保存される。変位量計測装置２０は、補助記憶装置から２次元格子画像３００を取得することによって、面内変位量算出処理を実行する。

【符号の説明】

【0073】

１０ ：変位量計測システム
２０ ：変位量計測装置
３０ ：撮像装置
５０ ：解析領域
１００：計測対象物
２００：２次元格子パターン

【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】

【図15】

【図16】