特許 7324915 撮影装置および撮影方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-02

(45)【発行日】2023-08-10

(54)【発明の名称】撮影装置および撮影方法

(51)【国際特許分類】

   E01D 22/00 20060101AFI20230803BHJP

【ＦＩ】

E01D22/00 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022130194

(22)【出願日】2022-08-17

【審査請求日】2022-08-31

(73)【特許権者】

【識別番号】390001993

【氏名又は名称】みらい建設工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000213909

【氏名又は名称】朝日航洋株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】足立 雅樹

(72)【発明者】

【氏名】蛭川 愛志

(72)【発明者】

【氏名】河端 智樹

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 孝洋

(72)【発明者】

【氏名】田中 保幸

(72)【発明者】

【氏名】山本 遼平

【審査官】五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０２５４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２１６９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０２０２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３５２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０３７２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２２６８１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｄ ２２／００

Ｅ０２Ｂ ３／０６－３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水上構造物と水面との間の狭隘空間で使用可能な撮影装置であって、
前記狭隘空間に進入可能な動力台船と、
前記動力台船に搭載された撮像手段と、
前記動力台船から延設された複数本の手綱と、
前記水上構造物の縁部において、前記手綱を前記水上構造物の上方に誘導する誘導手段と、を備えていることを特徴とする、撮影装置。

【請求項2】

前記誘導手段が、前記手綱を挿通する筒状部材であることを特徴とする、請求項１に記載の撮影装置。

【請求項3】

前記誘導手段に、前記水上構造物に固定するための取付具が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の撮影装置。

【請求項4】

前記動力台船は、横方向に並設された複数の浮体と、前記複数の浮体に横架された台座と、左右両端に配設された前記浮体にそれぞれ取り付けられた推進手段と、を備え、
前記台座の両端から前記手綱が延設されていることを特徴とする、請求項１に記載の撮影装置。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮影装置を利用して前記狭隘空間において、前記水上構造物を撮影する撮影方法であって、
前記誘導手段を前記水上構造物の縁部に設置するとともに、前記動力台船を水面に浮かべる工程と、
前記動力台船を前記狭隘空間に進入させる工程と、
前記撮像手段により前記水上構造物の下面を撮影する工程と、を備えており、
前記手綱を使用して、前記動力台船の姿勢を調整することを特徴とすることを特徴とする、撮影方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、狭隘空間に使用する撮影装置および撮影方法に関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリート構造物の劣化の診断方法として、構造物の表面に生じたクラックや欠損などを確認する方法が知られている。構造物のクラック等の確認は、目視による確認が一般的である。ところが、例えば、桟橋の床版の下面等のように、測定者が近づくことが困難な場合には、目視により確認することができない場合がある。そのため、特許文献１には、遠隔操作が可能な台船等に設置したカメラで撮影した画像により港湾構造物の劣化状況を診断する構造物診断方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１２４０９２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の構造物診断方法は、遠隔操作が可能な台船に搭載したカメラで構造物を撮影するものであるが、桟橋の下の空間等の撮影では、ＧＮＳＳ（全球測位衛星システム）を用いた位置情報の取得ができないために、リアルタイムでの自己位置の特定が難しく自律航行が困難な場合がある。また、桟橋の下側に進入して診断を行う場合には、台船を視認できず、さらには、台船を誘導するための無線通信環境が不安定な場合があり、台船の航行が困難となるおそれがある。また、台船は、水流や風の影響を受けやすく、同じ位置に同じ姿勢でとどまることが難しい。さらに、通常の動力船では、移動速度が速く、所望の映像品質を保つことができない。

【0005】

このような観点から、本発明は、台船を適切に誘導して、安定した映像品質を確保できる撮影装置および撮影方法を提案することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するための本発明の撮影装置は、水上構造物と水面との間の狭隘空間で使用可能なものであって、前記狭隘空間に進入可能な動力台船と、前記動力台船に搭載された撮像手段と、前記動力台船から延設された複数本の手綱と、前記水上構造物の縁部において前記手綱を前記水上構造物の上方に誘導する誘導手段とを備えている。

【0007】

また、本発明の撮影方法は、前記撮影装置を利用して水上構造物と水面との間の狭隘空間において前記水上構造物を撮影するものであって、前記誘導手段を前記水上構造物の縁部に設置するとともに、前記動力台船を水面に浮かべる工程と、前記動力台船を前記狭隘空間に進入させる工程と、前記撮像手段により前記水上構造物の下面を撮影する工程とを備えている。撮影中は、前記手綱を使用して、前記動力台船の姿勢を調整する。

【0008】

かかる撮影装置および撮影方法によれば、手綱を利用して動力台船の姿勢を調整するため、動力台船を同じ位置に同じ姿勢でとどめることができ、所望の位置で高品質に撮影できる。
また、手綱を繰り出す速度により動力台船の移動速度を調節することができるため、撮影に適した移動速度により動力台船を移動させることができる。
さらに、手綱を利用して動力台船を操作するため、直接目視できないような場所であっても、動力台船を適切に誘導できる。

【0009】

なお、前記誘導手段が、前記手綱を挿通する筒状部材であれば、手綱を確実に水上構造物の上方に誘導することができる。
また、前記誘導手段に、前記水上構造物に固定するための取付具が設けられていれば、取付具を水上構造物に取り付けるのみで、誘導手段を固定することができるため、別途治具を用いる場合に比べて簡易に固定できる。

【0010】

前記動力台船には、横方向に並設された複数の浮体と、前記複数の浮体に横架された台座と、左右両端に配設された前記浮体にそれぞれ取り付けられた推進手段とを備えたものを使用すればよい。このとき、前記手綱は、前記台座の両端から延設されているのが望ましい。かかる撮影装置によれば、左右一対の手綱を操作することで、動力台船を適切に誘導できる。

【発明の効果】

【0011】

本発明の撮影装置および撮影方法によれば、台船を適切に誘導して、安定した映像品質を確保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態に係る撮影装置を示す斜視図である。

【図2】台船を示す斜視図である。

【図3】撮像手段の撮影範囲を示す模式図である。

【図4】誘導手段を示す斜視図である。

【図5】ケーブルの一部を示す斜視図である。

【図6】撮影装置を利用した撮影方法の例を示す斜視図であって、（ａ）は準備工程、（ｂ）は進入工程である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本実施形態では、桟橋（水上構造物）１の下の狭隘空間１１において、桟橋１の床版の裏（下面）の撮影を行う場合について説明する。図１に示すように、桟橋１の床版と水面との間の狭隘空間１１（例えば、水面から桟橋１の梁下の間隔が１５～２０ｃｍ）で使用可能（進入可能）な撮影装置２を利用する。
撮影装置２は、動力台船３と、撮像手段４と、手綱５と、誘導手段６と、ケーブル７とを備えている。

【0014】

動力台船３は、狭隘空間１１に進入可能な形状を有している。図２に示すように、動力台船３は、横方向に並設された複数（本実施形態では３つ）の浮体３１と、複数の浮体３１に横架された台座３２と、左右両端に配設された浮体３１にそれぞれ取り付けられた推進手段３３とを備えている。

【0015】

浮体３１は、筒状を呈していて、中心軸が動力台船３の進行方向に沿うように横向きに設置されている。浮体３１同士の間隔は一定である。両端に配設された浮体３１，３１には、それぞれ推進手段３３（スラスター）が固定されている（図３参照）。また、中央に配設された浮体３１には、板状のフィン３４が固定されている。

【0016】

台座３２は、底板と一対の側板とを組み合わせてなる断面コ字状のアルミニウム合金製部材からなる。台座３２は、上向きに開口するように、浮体３１の上に固定されている。台座３２には、撮像手段４の他、バッテリー３６、制御手段３７、レーザースケールポインタ３８、照明３９が搭載されている。台座３２には、手綱５を取り付けるためのリング３５が両端部に設けられている。

【0017】

推進手段３３は、動力台船３に推進力を付与する。推進手段３３は、台座３２に上載されたバッテリー３６の電力により駆動する。推進手段３３の起動・停止等は、操縦者Ｐから送信された信号により制御手段３７を介して行う。

【0018】

撮像手段（カメラ）４は、図２に示すように、動力台船３に搭載されている。本実施形態では、４台の撮像手段４（斜上方向カメラ４１，４５および上方向カメラ４２，４４）が台座３２の底板と側板により囲まれた空間に収納されている。中央の浮体３１の左右近傍に設けられた２台の撮像手段４，４（上方向カメラ４２，４４）は、広角レンズ搭載の防水カメラからなり、上向きに設けられている。また、左右の浮体３１の近傍に設けられた撮像手段４，４（斜上方向カメラ４１，４５）は、広角レンズ搭載の防水カメラからなり、それぞれ斜め外向きに設けられている。図３に示すように、隣り合う撮像手段４同士は、撮影範囲４１Ａ，４２Ａ，４４Ａ，４５Ａの一部が重なるように配置する。

【0019】

本実施形態では、動力台船３の前方を撮影するための防水高感度カメラからなる撮像手段４（前方向カメラ４３）が台座３２の前面に設けられている。
撮像手段４により撮影された映像は、端末７１に送信される。撮像手段４により撮影された映像を端末７１に表示すれば操縦者Ｐの操作を支援することができる。

【0020】

手綱５は、図１に示すように、動力台船３から延設されている。本実施形態では、台座３２の両端から手綱５が延設されている。手綱５は、台座３２に形成されたリング３５に取り付けられている。台座３２から延びる手綱５は、誘導手段６を介して、桟橋１の上面に延設されている。本実施形態では、手綱５として、水に浮く特性を有したＰＶロープ（ポリエチレン・ポリエステル混撚ロープ、比重：０．９８）を使用する。なお、手綱５を構成する材料は限定されるものではなく、合成繊維をより合わせることにより構成されたいわゆるファイバーロープや天然繊維であってもよい。手綱５には、目盛が付されていて、動力台船３から手元までの手綱５の長さを把握することができる。

【0021】

誘導手段６は、図１に示すように、桟橋１の縁部において、手綱５を桟橋の上方に誘導する。誘導手段６は、図４に示すように、手綱５を挿通する筒状部材からなる本体部６１と、本体部６１の両端に設けられたガイドヘッド６２と、本体部６１に固定された取付具６３を備えている。
本体部６１は、手綱５の外径よりも大きな内径のアルミニウム合金製のパイプからなる。

【0022】

ガイドヘッド６２は、平面視円形で、中央に手綱５を挿通可能な貫通孔が形成された漏斗状の部材である。ガイドヘッド６２の縁部分は曲線状を呈していて、手綱５を傷つけ難い。ガイドヘッド６２には、本体部６１の端部を挿入可能な差込部６２１が形成されている。ガイドヘッド６２は、差込部６２１に本体部６１の端部を差し込むことで、本体部６１に固定されている。

【0023】

取付具６３は、桟橋１に設けられた縁石１２に固定可能なクランプである。取付具６３は、本体部６１に添設された添設部６３１と、添設部６３１から側方（縁石１２側）に延びる連結部６３２と、連結部６３２に設けられた把持部６３３とを備えている。取付具６３は、把持部６３３により縁石１２を把持することで、誘導手段６が桟橋１に固定される。

【0024】

ケーブル７は、図１に示すように、操縦者Ｐの端末７１から撮影装置２に至る。操縦者Ｐは、端末７１に実装された操縦用のスイッチとレギュレータを用いて撮影装置２を操作する。ケーブル７には、図５に示すように、所定の間隔によりフロート７２が取り付けられている。動力台船３の移動に伴って水面に到達したケーブル７は、フロート７２により水面に浮かぶ。

【0025】

次に、本実施形態の撮像手段４を利用した撮影方法について説明する。本実施形態では、桟橋２の梁下から水面までの距離が２０ｃｍの隙間から桟橋２の下の狭隘空間１１に進入して、桟橋１の床版の下面までの撮影離隔が最小３０ｃｍの場合において、延長距離１５ｍ程度の範囲について撮影するものとする。本実施形態の撮影方法は、準備工程と、進入工程と、撮影工程とを備えている。

【0026】

準備工程は、図６（ａ）に示すように、左右一対の誘導手段６，６を桟橋１の縁部に設置するとともに、動力台船３を水面に浮かべる工程である。このとき、手綱５を誘導手段６に挿通させた状態で、一端を動力台船３に取り付け、他端を桟橋１上で保持しておく。手綱５が挿通された誘導手段６は、取付具６３の把持部６３３により縁石１２を把持することにより、桟橋１の縁部に固定する。一対の誘導手段６，６は、動力台船３の台座３２に形成された左右のリング３５と同じ間隔をあけて配設するとともに、水面側になるガイドヘッド６２の下端面が水面に浮かべた動力台船よりも高くなる位置（１０ｃｍ程度）で、本体部６１を添設部６３１に固定する。このとき、撮像手段４、レーザースケールポインタ３８、照明３９の電源を入れておく。また、手綱５は弛まないようにしておく。

【0027】

進入工程は、図６（ｂ）に示すように、動力台船３を狭隘空間１１に進入させる工程である。操縦者Ｐが端末７１を操作すると、信号が制御手段３７に送信されて、推進手段３３が起動することより動力台船３が桟橋１の下側へ移動する。このとき、左右の手綱５を引いたり緩めたりすることで、動力台船３の進行方向を調整する。より詳しくは、左右の手綱５の目盛を確認し、左右の手綱５の長さが同じ長さになるように調整しながら、動力台船３を移動させる。動力台船３は、左右一対の誘導手段６，６の間を通過して、桟橋１の下側に進入させる。なお、動力台船３の移動時は、動力台船３の進行方向を前方向カメラ４３により撮影された映像を端末７１に表示し、この映像を見ながら操縦者Ｐが動力台船３の操作を行う。

【0028】

撮影工程は、図１に示すように、撮像手段４により桟橋１の床版の下面を撮影する工程である。このとき、動力台船３は、手綱５を使用して、速度および姿勢を調整する。
手綱誘導者Ｐ２は、左右の手綱５の目盛を確認しながら、左右の手綱５が同じ長さになるように調整し、動力台船３の向き、姿勢および速度（例えば、１０ｃｍ／秒）を調整する
撮影終了後は、左右の手綱５を同量ずつ引き戻すことで、動力台船３を所定の位置に引き戻す。

【0029】

なお、進入工程および撮影工程では、操縦者Ｐは推進手段３３の推力を必要に応じて調整する。例えば、動力台船３が風や水流の影響で流される場合には、推進手段３３の推力を上げる。また、動力台船３が進むに従って、手綱５およびケーブル７による抵抗が増加する場合には、推進手段３３の推力を増加させる。

【0030】

浮体３１に取り付けられた板状のフィン３４は、風や水流の影響に応じて取り外す。例えば、水流が強く風が弱い場合は取外し、水流が弱く風が強い場合は取り付ける。

【0031】

桟橋１の下の狭隘空間１１では、照明３９を点灯させる。照明３９を点灯させることで、桟橋１の床版の下面が照らされるとともに、動力台船３の周囲が明るくなる。レーザースケールポインタ３８は、床版の撮影面に、幅（長さ）の基準となる一定の幅のレーザー光を照射する。上方向カメラ４２，４４は、レーザースケールポインタ３８により撮影面に照射されたレーザー光とともに、床版の下面を撮影する。

【0032】

本実施形態の撮像手段４を利用した撮影方法によれば、手綱５を利用して動力台船３の姿勢を調整するため、動力台船３を同じ位置に同じ姿勢でとどめることができ、所望の位置で高品質に撮影できる。また、手綱５を繰り出す速度により動力台船３の移動速度を調節することができるため、撮影に適した移動速度により動力台船３を移動させることができ、その結果、高品質な撮影が可能となる。推進手段４の推進力によって、手綱５に張力が作用した状態が維持されているため、動力台船３を一定の向きに維持できる。

【0033】

手綱５を利用して動力台船３を操作するため、直接目視できない場所であっても、動力台船３を適切に誘導できる。
また、手綱５は、誘導手段６に挿通されているため、桟橋（水上構造物）１の縁等に引っかかることがない。また、手綱５が誘導手段６から外れることもない。そのため、桟橋の縁等に接することによる摩擦等により、操作性が低下することがない。

【0034】

動力台船３に手綱５が取り付けられているため、動力台船３の回収性が高い。すなわち、動力台船３が障害物に接触した場合であっても、手綱５を引き戻すことで、回収できる。
誘導手段６は、取付具６３を縁石１２に取り付けるのみで、桟橋１に固定されるため、別途治具を用いる場合に比べて簡易に固定できる。

【0035】

動力台船３は、横方向に並設された複数の浮体３１により、安定している。
ケーブル７を介して有線で操作することで、電波の届きにくい領域に対しても、撮影装置２を進入させて、撮影することができるとともに、その映像を確認できる。

【0036】

以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、撮影対象となる水上構造物は桟橋１に限定されるものではない。

【0037】

前記実施形態では、誘導手段６が筒状部材（パイプ）により構成されている場合について説明したが、誘導手段６の構成は限定されるものではない。例えば、手綱５を挿入可能な空間を有したコ字状断面の長尺部材であっても、上下に滑車が設けられたものであってもよい。

【0038】

取付具６３は、必ずしも縁石１２に固定する必要はなく、取付具６３の固定箇所は水上構造物の構成に応じて適宜決定すればよい。桟橋１上に縁石がない場合には、桟橋１の縁に固定してもよいし、桟橋１に設けられた手すりなどに固定してもよい。また、取付具６３の構成は、取り付け箇所の形状などに応じて適宜決定すればよい。

【0039】

動力台船３の構成は、前記実施形態で説明した構成に限定されるものではなく、適宜決定すればよい。例えば、浮体３１の数や配置は限定されるものではない。
また、動力台船３に設置する撮像手段４の数、配置、撮影方向も適宜決定すればよい。同様に、照明３９の数および配置も適宜決定すればよい。また、レーザースケールポインタ３８は、必要に応じて設ければよい。

【符号の説明】

【0040】

１ 桟橋
１１ 狭隘空間
２ 撮影装置
３ 動力台船
３１ 浮体
３２ 台座
３３ 推進手段
４ 撮像手段
５ 手綱
６ 誘導手段

【要約】

【課題】台船を適切に誘導して、安定した映像品質を確保できる撮影装置および撮影方法を提案する。
【解決手段】水上構造物と水面との間の狭隘空間１１に撮影装置２を浸入させて、水上構造物の下面の撮影を行う。撮影装置２は、狭隘空間１１に進入可能な動力台船３と、動力台船３に搭載された撮像手段４と、動力台船３から延設された複数本の手綱５と、水上構造物の縁部において、手綱５を水上構造物の下方から上方へ誘導する誘導手段６とを備えている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】