特許 7555012 計測方法及び計測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-12

(45)【発行日】2024-09-24

(54)【発明の名称】計測方法及び計測装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20240913BHJP

   G06T 7/60 20170101ALI20240913BHJP

   G06T 7/223 20170101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

G01B11/00 H

G06T7/60 150Z

G06T7/223

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2022501634

(86)(22)【出願日】2020-11-26

(86)【国際出願番号】 JP2020044120

(87)【国際公開番号】W WO2021166357

(87)【国際公開日】2021-08-26

【審査請求日】2023-10-24

(31)【優先権主張番号】P 2020025141

(32)【優先日】2020-02-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】丸山 悠樹

(72)【発明者】

【氏名】今川 太郎

(72)【発明者】

【氏名】日下 博也

(72)【発明者】

【氏名】野田 晃浩

【審査官】仲野 一秀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－９１３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１２９１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－４１８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－５４３００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

Ｇ０６Ｔ ７／６０

Ｇ０６Ｔ ７／２２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物の変位を計測する計測装置により行われる計測方法であって、
対象物が撮像された第１画像を取得し、
前記第１画像を表示部に表示させ、
前記第１画像上に指定点の指定を受け付け、
前記指定点に基づいて、前記対象物上の複数の設定点を設定し、
前記複数の設定点のうちの２つの設定点を結ぶ線の方向を特定し、
前記線の方向が水平又は垂直となるように前記第１画像を回転させることで第２画像を生成し、
前記第２画像において、前記線の一部を含む計測領域を設定し、
前記計測領域について、前記線と直交する方向の前記対象物の変位を計測する、
計測方法。

【請求項2】

前記第２画像の生成では、前記第２画像を複数の前記線のそれぞれについて生成し、
前記計測では、生成された複数の前記第２画像のそれぞれにおける前記計測領域について、前記線と直交する方向の前記対象物の変位を計測する、
請求項１に記載の計測方法。

【請求項3】

前記複数の設定点は、対応点、又は対応点及び代表点により構成され、
前記対応点は、前記指定点に基づいて前記対象物のエッジ上又はその近傍に設定される点であり、
前記代表点は、前記対応点に基づいて前記対象物のエッジ上又はその近傍に設定される点である、
請求項１又は２に記載の計測方法。

【請求項4】

前記対応点が１つの場合、前記代表点は、前記対応点に基づいて前記対象物上に少なくとも１つ設定される、
請求項３に記載の計測方法。

【請求項5】

前記対応点が２つ以上の場合、前記代表点は、前記２つ以上の対応点により挟まれた部分の前記対象物上に少なくとも１つ設定される、
請求項３に記載の計測方法。

【請求項6】

前記対応点と隣接した前記代表点は、前記代表点における前記対象物の接線の方向と、前記対応点における前記対象物の接線の方向との角度の差が、所定値以上となる位置に少なくとも１つ設定される、
請求項３～５のいずれか一項に記載の計測方法。

【請求項7】

前記少なくとも１つの代表点のうちの一の代表点は、前記一の代表点における前記対象物の接線の方向と、すでに設定された他の代表点であって、前記一の代表点と隣接した他の代表点における接線の方向との角度の差が、所定値以上となる位置に設定される、
請求項３～６のいずれか一項に記載の計測方法。

【請求項8】

前記代表点は、前記複数の設定点について、隣接する２点間の距離同士が前記対象物のエッジ又はその近傍上で等しくなる位置に設定される、
請求項３～５のいずれか一項に記載の計測方法。

【請求項9】

前記対応点は、前記指定点である、
請求項３～８のいずれか一項に記載の計測方法。

【請求項10】

前記複数の設定点の設定では、前記受け付けにおいて前記指定点が前記対象物上にない対象物外指定点を受け付けた場合、前記第１画像において前記対象物として識別された領域に対し、前記対象物外指定点から最も近い点を前記対応点として設定する、
請求項３～８のいずれか一項に記載の計測方法。

【請求項11】

前記計測領域の設定では、前記第２画像において前記対象物上の指定を受け付け、第２画像上に受け付けた前記指定に基づく領域を前記計測領域として設定する、
請求項１～１０のいずれか一項に記載の計測方法。

【請求項12】

前記計測領域の設定では、前記第２画像において前記対象物のエッジを特定し、前記特定したエッジに基づく領域を前記計測領域として設定する、
請求項１～１０のいずれか一項に記載の計測方法。

【請求項13】

前記計測では、複数の前記線のそれぞれと直交する複数の方向の前記対象物の変位から、前記対象物の動きの周波数及び振幅の少なくとも１つを計測する、
請求項２～１２のいずれか一項に記載の計測方法。

【請求項14】

前記対象物は、線状の物体である、
請求項１～１３のいずれか一項に記載の計測方法。

【請求項15】

対象物の変位を計測する計測装置により行われる計測方法であって、
水平方向及び垂直方向を有し、対象物が撮像された第１画像を取得し、
前記第１画像を表示部に表示させ、
前記第１画像上に指定点の指定を受け付け、
前記指定点に基づいて、前記第１画像上の前記対象物の方向を特定し、
前記方向について、前記第１画像の水平方向又は垂直方向と略揃う第１の方向と、揃うように前記第１画像を回転させることで第２画像を生成し、
前記第２画像において、前記対象物の少なくとも一部を含む計測領域を設定し、
前記計測領域について、第１の方向と直交する第２の方向における前記対象物の変位を計測する、
計測方法。

【請求項16】

さらに、
前記指定点に基づいて、前記対象物上に複数の設定点を設定し、
前記方向に沿い、前記複数の設定点のうちの２つの設定点を結ぶ線を特定する、
請求項１５に記載の計測方法。

【請求項17】

前記対象物は、前記対象物のエッジの少なくとも一部が前記第１画像の水平方向又は垂直方向に対して角度を有する物体である、
請求項１～１６のいずれか一項に記載の計測方法。

【請求項18】

対象物が撮像された第１画像を取得する取得部と、
前記第１画像を出力する出力部と、
前記第１画像上に指定点の指定を受け付ける受付部と、
前記指定点に基づいて、前記対象物上の複数の設定点を設定する第１設定部と、
前記複数の設定点のうちの２つの設定点を結ぶ線の方向を特定し、かつ、前記方向が水平又は垂直となるように前記第１画像を回転させることで第２画像を生成する生成部と、
前記第２画像において、前記線の一部を含む計測領域を設定する第２設定部と、
前記計測領域について、前記線と直交する方向の前記対象物の変位を計測する計測部と、を備える、
計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、対象物の変位を計測する計測方法及び計測装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、カメラなどの撮像装置により対象物を撮像した動画像を、ブロックマッチングを用いて解析し、その解析結果から対象物の変位を検出することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８―１３８９３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、簡便に対象物の変位を計測することができる計測方法及び計測装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係る計測方法は、対象物が撮像された第１画像を表示部に表示し、前記第１画像上に指定点の指定を受け付け、前記指定点に基づいて、複数の設定点を設定し、前記設定点同士を線により連結し、前記線が前記表示部に対して水平又は垂直となる第２画像を生成し、前記第２画像において、前記線の一部を含む計測領域を設定し、前記計測領域について、前記線と直交する方向の前記対象物の変位を計測する。

【0006】

本開示の他の一態様に係る計測方法は、対象物の変位を計測する計測装置により行われる計測方法であって、水平方向及び垂直方向を有し、対象物が撮像された第１画像を取得し、前記第１画像を表示部に表示させ、前記第１画像上に指定点の指定を受け付け、前記指定点に基づいて、前記第１画像上の前記対象物の方向を特定し、前記方向について、前記第１画像の水平方向又は垂直方向と略揃う第１の方向と、揃うように前記第１画像を回転させることで第２画像を生成し、前記第２画像において、前記対象物の少なくとも一部を含む計測領域を設定し、前記計測領域について、第１の方向と直交する第２の方向における前記対象物の変位を計測する。

【0007】

本開示の一態様に係る計測装置は、対象物が撮像された第１画像を表示する表示部と、前記第１画像上に指定点の指定を受け付ける受付部と、前記指定点に基づいて、複数の設定点を設定する第１設定部と、前記設定点同士を線により連結する連結部と、前記線が前記表示部に対して水平又は垂直となる第２画像を生成する生成部と、前記第２画像において、前記線の一部を含む計測領域を設定する第２設定部と、前記計測領域について、前記線と直交する方向の前記対象物の変位を計測する計測部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示に係る計測方法及び計測装置は、簡便に対象物の変位を計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施の形態に係る計測システムの一例を示す概略図である。

【図2】図２は、実施の形態に係る計測システムの機能構成の一例を示すブロック図である。

【図3】図３は、実施の形態に係る計測装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図4】図４は、表示部が表示した第１画像の一例を示す図である。

【図5】図５は、表示部に表示された第１画像において指定された少なくとも２つの指定点の例を示す図である。

【図6A】図６Ａは、第１画像において設定点に基づいて設定された線の一例を示す図である。

【図6B】図６Ｂは、線に基づいて生成された第２画像の一例を示す図である。

【図6C】図６Ｃは、表示部に表示された第２画像において指定された少なくとも１つの計測点と、計測点に基づいて設定された少なくとも１つの計測領域の一例を示す図である。

【図6D】図６Ｄは、計測部によって表示部に出力される計測結果の一例を示す図である。

【図7A】図７Ａは、ユーザが第１画像において指定した少なくとも２つの点に基づいて設定された対応点と、対応点に基づいて設定された代表点の一例を示す図である。

【図7B】図７Ｂは、線に基づいて生成された第２画像の一例を示す図である。

【図7C】図７Ｃは、線に基づいて生成された第２画像の一例を示す図である。

【図8】図８は、ユーザが第１画像において指定した少なくとも２つの点に基づいて設定された対応点と、対応点に基づいて設定された代表点の一例を示す図である。

【図9】図９は、ユーザが第１画像において指定した１つの点に基づいて設定された対応点と、対応点に基づいて設定された代表点の一例を示す図である。

【図10】図１０は、表示部に表示された第１画像において指定された少なくとも１つの対象物外の指定点と、対象物外の指定点に基づいて設定された少なくとも１つの対応点の一例を示す図である。

【図11A】図１１Ａは、第１画像上に設定された線の角度の検出結果の一例を示す図である。

【図11B】図１１Ｂは、線に基づいて生成された第２画像の一例を示す図である。

【図12】図１２は、第２設定部により設定された計測領域の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（本開示の基礎となった知見）
我が国のインフラ構造物は１９５０年代後半から１９７０年代前半にかけての高度経済成長期に集中的に整備されてきた。そのため、今後数十年の間にインフラ構造物の老朽化が急速に進むと考えられる。その中で、簡便かつ低コストであるインフラ構造物の点検手法の需要は増大している。例えば、インフラ構造物の点検では、対象物の変位を検出することが行われている。

【0011】

対象物の変位検出には、ひずみゲージなどを用いて対象物を直接計測する手法、または、レーザやカメラなどの非接触センサによる対象物の外観の検出結果を用いて対象物を計測する手法が用いられる。このうちの対象物の外観の検出結果を用いた計測は、安全性などの理由によりひずみゲージの貼り付けが難しく直接計測が難しい場合に用いることができる。さらに、この計測は、足場の設置などが不要となるため、工数やコストの観点でメリットがある。特にカメラでの計測は、多点を同時に計測することで、異なる点における対象物の変位の違いなど、統計的な分析が可能となるため、注目が集まっている。

【0012】

外観の検出結果を用いた計測には、特許文献１のように、対象物が撮像装置により撮像された動画像をブロックマッチングで解析することで、対象物の変位を検出する手法がある。

【0013】

ブロックマッチングとは、対象のフレーム画像中の所望の領域を追尾ブロックとして特定したうえで、参照フレーム画像上の探索範囲内で前記追尾ブロックと最もよく一致するブロックを探索し、探索したブロックのフレーム画像間での変位ベクトルを算出する。ここで、ブロックマッチングにより対象物の変位を計測する場合、対象物内の追尾ブロックを特定するためのテクスチャ（模様）が必要となる。しかし、対象物内の複数の箇所に同様のテクスチャ（模様）がある場合、複数の箇所が追尾ブロックとして特定され得るため、フレーム画像間で追尾ブロックが一定に定まらない。特に線状の対象物については、線状のエッジ（色や明るさの急な変化がある箇所）が対象物の接線方向に一様に続く。このため、所望の領域ではない領域が追尾ブロックとして特定されてしまう。

【0014】

ここで、所望の領域でない領域が追尾ブロックとして特定され得るのは、対象物の接線方向にブロックマッチングを適用した場合である。一方で、ブロックマッチングの探索範囲を対象物の法線方向に限定した場合、探索範囲の中から対象物のエッジを含む領域を追尾ブロックとして特定することができる。このとき、対象物の法線方向に対して接線方向の変位が十分小さければ、ブロックマッチングにおいて追尾ブロックとして特定された領域が所望した追尾ブロックとほぼ同一と言える。よって、所望の追尾ブロックの変位を概ね正しく計測できる。

【0015】

また、通常、ブロックマッチングにおける変位の計測などの処理は、取得された画像に対して水平方向及び垂直方向の２方向について行われる。よって、斜張橋のケーブルなどの、地面に対して斜めに配置された線状の対象物にブロックマッチングを適用すると、水平方向及び垂直方向の計測結果の両方に対象物の接線方向の変位が含まれてしまう。

【0016】

そこで、本発明者らは、上記の課題を解決することができる計測方法及び計測装置を見出すに至った。

【0017】

本開示の一態様に係る計測方法は、対象物が撮像された第１画像を表示部に表示し、前記第１画像上に指定点の指定を受け付け、前記指定点に基づいて、複数の設定点を設定し、前記設定点同士を線により連結し、前記線が前記表示部に対して水平又は垂直となる第２画像を生成し、前記第２画像において、前記線の一部を含む計測領域を設定し、前記計測領域について、前記線と直交する方向の前記対象物の変位を計測する。

【0018】

これによれば、例えば斜張橋のケーブルなどの地面に対して斜めに配置された線状の対象物が撮像された画像に対して回転処理を施すことで、対象物と直交する方向を画像の水平方向または垂直方向に限定することができ、対象物と直交する方向の対象物の変位を簡便に計測可能とする。

【0019】

また、前記第２画像の生成では、前記第２画像を複数の前記線のそれぞれについて生成し、前記計測では、生成された複数の前記第２画像のそれぞれにおける前記計測領域について、前記線と直交する方向の前記対象物の変位を計測してもよい。

【0020】

また、前記複数の設定点は、対応点、又は対応点及び代表点により構成され、前記対応点は、前記指定点に基づいて前記対象物のエッジ上又はその近傍に設定される点であり、前記代表点は、前記対応点に基づいて前記対象物のエッジ上又はその近傍に設定される点であってもよい。

【0021】

また、前記対応点が１つの場合、前記代表点は、前記対応点に基づいて前記対象物上に少なくとも１つ設定されてもよい。

【0022】

また、前記対応点が２つ以上の場合、前記代表点は、前記２つ以上の対応点により挟まれた部分の前記対象物上に少なくとも１つ設定されてもよい。

【0023】

また、前記対応点と隣接した前記代表点は、前記代表点における前記対象物の接線の方向と、前記対応点における前記対象物の接線の方向との角度の差が、所定値以上となる位置に少なくとも１つ設定されてもよい。

【0024】

また、前記少なくとも１つの代表点のうちの一の代表点は、前記一の代表点における前記対象物の接線の方向と、すでに設定された他の代表点であって、前記一の代表点と隣接した他の代表点における接線の方向との角度の差が、所定値以上となる位置に設定されてもよい。

【0025】

また、前記代表点は、前記複数の設定点について、隣接する２点間の距離同士が前記対象物のエッジ又はその近傍上で等しくなる位置に設定されてもよい。

【0026】

また、前記対応点は、前記指定点であってもよい。

【0027】

また、前記複数の設定点の設定では、前記受け付けにおいて前記指定点が前記対象物上にない対象物外指定点を受け付けた場合、前記第１画像において前記対象物として識別された領域に対し、前記対象物外指定点から最も近い点を前記対応点として設定してもよい。

【0028】

また、前記計測領域の設定では、前記第２画像において前記対象物上の指定を受け付け、第２画像上に受け付けた前記指定に基づく領域を前記計測領域として設定してもよい。

【0029】

また、前記計測領域の設定では、前記第２画像において前記対象物のエッジを特定し、前記特定したエッジに基づく領域を前記計測領域として設定してもよい。

【0030】

また、前記計測では、複数の前記線のそれぞれと直交する複数の方向の前記対象物の変位から、前記対象物の動きの周波数及び振幅の少なくとも１つを計測してもよい。

【0031】

また、前記対象物は、線状の物体であってもよい。

【0032】

本開示の他の一態様に係る計測方法は、対象物の変位を計測する計測装置により行われる計測方法であって、水平方向及び垂直方向を有し、対象物が撮像された第１画像を取得し、前記第１画像を表示部に表示させ、前記第１画像上に指定点の指定を受け付け、前記指定点に基づいて、前記第１画像上の前記対象物の方向を特定し、前記方向について、前記第１画像の水平方向又は垂直方向と略揃う第１の方向と、揃うように前記第１画像を回転させることで第２画像を生成し、前記第２画像において、前記対象物の少なくとも一部を含む計測領域を設定し、前記計測領域について、第１の方向と直交する第２の方向における前記対象物の変位を計測する。

【0033】

また、さらに、前記指定点に基づいて、前記対象物上に複数の設定点を設定し、前記方向に沿い、前記複数の設定点のうちの２つの設定点を結ぶ線を特定してもよい。

【0034】

また、前記対象物は、前記対象物のエッジの少なくとも一部が前記第１画像の水平方向又は垂直方向に対して角度を有する物体であってもよい。

【0035】

本開示の一態様に係る計測装置は、対象物が撮像された第１画像を表示する表示部と、前記第１画像上に指定点の指定を受け付ける受付部と、前記指定点に基づいて、複数の設定点を設定する第１設定部と、前記設定点同士を線により連結する連結部と、前記線が前記表示部に対して水平又は垂直となる第２画像を生成する生成部と、前記第２画像において、前記線の一部を含む計測領域を設定する第２設定部と、前記計測領域について、前記線と直交する方向の前記対象物の変位を計測する計測部と、を備える。

【0036】

以下、本開示に係る計測方法及び計測装置の実施の形態を、図面に基づき説明する。なお、下記に開示される実施の形態はすべて例示であって、本開示に係る計測方法及び計測装置に制限を加える意図はない。

【0037】

また、下記に開示される実施の形態では、必要以上の詳細な説明を省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項についての詳細な説明や、実質的に同一の構成についての重複する説明を、省略する場合がある。これは、説明が不必要に冗長になるのを避けることで、当業者の理解を容易にするためである。

【0038】

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ（工程）、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0039】

また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。さらに、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。

【0040】

（実施の形態）
以下、実施の形態に係る計測方法等について説明する。

【0041】

［１－１．計測システムの概要］
まず、実施の形態に係る計測システムの概要について、図１を参照しながら具体的に説明する。図１は、実施の形態に係る計測システム３００の一例を示す概略図である。図２は、実施の形態に係る計測システム３００の機能構成の一例を示すブロック図である。

【0042】

図１及び図２に示すように、計測システム３００は、計測装置１００と、撮像装置２００と、を備える。計測システム３００は、対象物１が撮像された映像である第１画像を計測装置１００の表示部に表示し、第１画像上の少なくとも１つの指定点の指定を受け付けることで、対象物１と直交する方向の対象物１の変位を計測する。計測システム３００によれば、第１画像を回転させることで、線状の対象物の変位を簡便に算出することができる。また、これによりブロックマッチングの探索範囲となる画像の水平方向または垂直方向と、対象物１の法線方向とを合わせることができるため、表示部に対して水平及び垂直な２方向に探索範囲を設定する場合に比べ、対象物１の変位の算出に要する演算量を軽減することができる。

【0043】

対象物１は、斜張橋などの構造物であってもよく、電線や配管などの設備であってもよく、これらを構成する装置又は部品であってもよい。特に斜張橋のケーブルなどの地面に対して斜めに配置された線状の物体に対して大きな効果を奏する。これは、カメラが、その水平方向を地球の水平方向に合わせた姿勢で撮像することが多いからであり、この場合、撮像された画像には、線状の物体が画像の斜め方向に映るからである。ここで線状とは、例えば、線や細長い形状などが挙げられる。

【0044】

以下、計測システム３００が備える各装置について説明する。

【0045】

［１－２．撮像装置の構成］
撮像装置２００は、例えば、イメージセンサを備えるデジタルビデオカメラ又はデジタルスチルカメラである。例えば、撮像装置２００は、対象物１に所定の外部負荷が付加されている様子を撮像してもよい。なお、対象物１に外部負荷がなくとも、例えば対象物１の自重による負荷のみが付加されている状態でもよい。また、撮像装置２００は、モノクロ方式及びカラー方式のいずれであってもよい。つまり、撮像装置２００により得られる画像は、モノクロ画像及びカラー画像のいずれであってもよい。また、撮像装置２００により得られる画像は、二次元画像である。

【0046】

ここで、所定の外部負荷とは、例えば、車両又は列車などの移動体が通過する際に生じる荷重、風圧、又は、音であってもよい。所定とは、一定の大きさ及び一定の方向である場合に限らず、大きさ又は方向が変化する場合であってもよい。

【0047】

なお、図１では、計測システム３００が１つの撮像装置２００を備える例を示しているが、計測システム３００は、２つ以上の撮像装置２００を備えてもよい。例えば、２つ以上の撮像装置２００は、対象物１に沿って並んで配置されてもよい。このとき、２つ以上の撮像装置２００は、それぞれ対象物１の映像を撮像する。これにより、例えば、対象物１が１つの映像に収まりきらない場合、対象物１を分割した複数の部分の全てについて、当該部分の全体を撮像する位置に各撮像装置２００を配置することで、一度に対象物１を撮像することができるため、作業時間が短縮される。

【0048】

また、２つ以上の撮像装置２００は、対象物１の両側に配置されてもよい。つまり、２つ以上の撮像装置２００は、対象物１を挟んで互いに対向するように、あるいは、対象物１の周囲に対象物１を囲むように配置されてもよい。このとき、２つ以上の撮像装置２００は、それぞれ対象物１の異なる部分や方向、異なる面の映像を撮像する。これにより、例えば、２つ以上の撮像装置２００は、対象物１の異なる部分や方向、異なる面を一度に対象物１を撮像することができるため、作業時間が短縮される。また、異なる方向から撮像した場合には、同一方向からの撮像では得られない対象物１の変位を観測することができ、有用である。

【0049】

なお、２つ以上の撮像装置２００を備えた場合に、これらの撮像装置２００による撮像を非同期で行っても同期して行ってもよい。特に、撮像を同期して行った場合には、２つ以上の撮像装置２００で撮像した同時刻の映像を比較又は分析することができる。

【0050】

なお、図１では、撮像装置２００は、一方向のみ撮像可能な撮像装置である例を示しているが、撮像装置２００は、複数方向を撮像可能な撮像装置であってもよく、全方位撮像可能な撮像装置であってもよい。これにより、例えば、１つの撮像装置２００で対象物１の複数の箇所を同時に撮像することができる。

【0051】

なお、撮像装置２００は、上記の例に限られず、例えば、測距カメラやステレオカメラであってもよい。

【0052】

［１－３．計測装置の構成］
計測装置１００は、対象物１が撮像された映像である第１画像を表示部２０に表示し、第１画像上の少なくとも１つの指定点の指定を受け付けることで、対象物１と直交する方向の対象物１の変位を計測するための装置である。計測装置１００は、例えば、コンピュータであり、プロセッサ（不図示）と、ソフトウェアプログラム又はインストラクションが格納されたメモリ（不図示）と、を備える。プロセッサがソフトウェアプログラムを実行することによって、計測装置１００は、後述する複数の機能を実現する。また、計測装置１００は、専用の電子回路（不図示）で構成されてもよい。この場合、後述する複数の機能は、別々の電子回路で実現されてもよいし、集積された１つの電子回路で実現されてもよい。

【0053】

計測装置１００は、図１に示すように、外部の撮像装置２００から対象物１が撮像された第１画像を取得する。計測装置１００と撮像装置２００とは、例えば、互いに通信可能に接続されてもよい。このとき、計測装置１００と撮像装置２００との通信方法は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信であってもよく、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などの有線通信であってもよい。なお、計測装置１００と撮像装置２００とは通信可能に接続されていなくてもよい。例えば、計測装置１００は、脱着可能なメモリ、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリを介して、撮像装置２００から第１画像を取得してもよい。つまり、計測装置１００は、撮像装置２００により撮像された第１画像が格納されている脱着可能なメモリから当該第１画像を読み出すことで、撮像装置２００から第１画像を取得してもよい。

【0054】

図２に示すように、計測装置１００は、取得部１０と、表示部２０と、受付部３０と、第１設定部４０と、連結部５０と、生成部６０と、第２設定部７０と、計測部８０と、を備える。

【0055】

取得部１０は、撮像装置２００から対象物１が撮像された第１画像を取得し、取得した映像を表示部２０に出力する。このとき、第１画像は水平方向及び垂直方向を有する。

【0056】

表示部２０は、画像又は映像を表示する。具体的には、表示部２０は、取得部１０又は生成部６０から出力された第１画像又は第２画像を取得し、取得した画像を表示する。また、表示部２０は、受付部３０が受け付けた指定点、第１設定部４０が設定した対応点又は設定点、連結部５０が連結した線、第２設定部７０が設定した計測領域、計測部８０が計測した対象物１の変位なども表示してもよい。さらに、表示部２０は、ユーザに提示するための各種情報を表示してもよい。表示部２０は、例えば、液晶ディスプレイ、又は、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）ディスプレイなどで構成され、画像及び文字情報を表示する。

【0057】

受付部３０は、ユーザからの操作を受け付ける。受付部３０は、表示部２０が表示している画像に応じて受け付けた操作を示す信号を、第１設定部４０又は第２設定部７０に出力する。例えば、表示部２０に第１画像が表示されているとき、受付部３０は、表示部２０に表示された第１画像上においてユーザにより指定された指定点を受け付けて、受け付けた指定点の位置を示す信号を第１設定部４０に出力する。また、表示部２０に第２画像が表示されているとき、受付部３０は、計測領域を設定する信号を第２設定部７０に出力する。受付部３０は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、又は、マイクなどである。受付部３０は、タッチパネルのように表示部２０の表示領域に重なって配置されてもよい。受付部３０は、例えば、タッチパネル上でユーザの指が触れた位置を検知し、第１設定部４０又は第２設定部７０に検知した位置を示す位置情報を出力する。より具体的には、ユーザが表示部２０に表示された第１画像又は第２画像に指で触れると、触れた指の位置をタッチパネルが検知することで、受付部３０は、検知した位置を示す位置情報を、ユーザから受け付けた操作を示す操作信号として第１設定部４０又は第２設定部７０に出力する。タッチパネルは、静電容量式タッチパネル、又は、感圧式タッチパネルであってもよい。

【0058】

また、受付部３０は、マウスのように、表示部２０上に表示されたポインタの位置を移動させる操作を受け付け、ポインタの位置に応じた位置情報を受け付けるポインティングデバイスであってもよい。受付部３０は、表示部２０の表示領域におけるポインタの位置を検知することで、検知した位置を示す位置情報を、ユーザから受け付けた操作を示す操作信号として第１設定部４０又は第２設定部７０に出力してもよい。

【0059】

第１設定部４０は、取得部１０から出力された画像を取得し、取得した画像における対象物１がある１以上の領域を識別する。そして、第１設定部４０は、受付部３０から出力された操作信号を取得し、取得した操作信号に基づき、ユーザにより指定された１以上の指定点のそれぞれに対して１つの対応点を第１画像上に設定する。各対応点は、１以上の指定点それぞれに対応するため、対応点の数は、指定点の数と同じになる。さらに、第１設定部４０は、設定した１以上の対応点に基づき、１以上の対応点を含む複数の設定点を設定する。複数の設定点は、例えば、対象物１の同一のエッジ上に設定されてもよい。設定点は、複数の対応点のみにより構成されてもよい。

【0060】

あるいは、設定点は、１以上の対応点と１以上の代表点とにより構成されてもよい。ここで、代表点とは、対応点と異なる点であり、対応点に基づいて第１画像における対象物１上の領域に設定される点を指す。設定点が対応点のみにより構成されるか、対応点と代表点により構成されるかは、ユーザによりあらかじめ指定されてもよい。

【0061】

連結部５０は、複数の設定点を取得し、複数の設定点のうち隣接した２つの設定点同士を線により連結する。結果として、連結部５０は、１つの線又は複数の線により構成された１つの折れ線を生成する。

【0062】

生成部６０は、線を取得し、線が表示部２０に対して水平又は垂直となる第２画像を生成する。具体的には、生成部６０は、表示部２０の水平方向の線と線の角度θを検出する。そして、第１画像を－θ°もしくは（９０－θ）°回転させることで、線が水平又は垂直となる第２画像を生成する。また、第２画像において、線は略水平又は略垂直となってもよい。このとき、線は、水平方向又は垂直方向に対して数度の誤差を有してもよい。

【0063】

第２設定部７０は、表示部２０に第２画像が表示されているときにユーザが受付部３０を操作した場合、受付部３０から出力された操作信号を取得し、取得した操作信号に基づき、第２画像において線の一部を含む少なくとも１つの計測領域を設定する。また、表示部２０に第２画像が表示されてから所定時間経過しても操作信号が受付部３０から出力されない場合、第２設定部７０が自動的に第２画像において対象物１のエッジを含むように当該エッジを基準とした位置に計測領域を設定してもよい。第２設定部７０は、対象物１のエッジ上に計測領域を設定してもよいし、エッジから所定間隔（ｋピクセル（ｋは整数））離れた対象物１上の位置に設定してもよいし、間隔が所定間隔（ｋピクセル）である２本のエッジの間の領域に設定してもよい。また、例えば、第２設定部７０は、計測領域同士が等間隔になるよう、あるいは、ユーザがあらかじめ規定した数、またはユーザがあらかじめ規定した間隔となるよう、設定してもよい。また、計測領域は、ある程度の面積を有するブロックでも、点であってもよい。

【0064】

計測部８０は、計測領域を取得し、１以上の計測領域のそれぞれについて対象物１上の線と直交する方向の対象物１の変位を計測する。具体的には、計測部８０は、１以上の計測領域のそれぞれについて、当該計測領域において対象物１上の線と直交する方向、つまり、第２画像の水平方向および垂直方向の一方のみにおける対象物１の変位を計測してもよい。また、複数の計測領域のそれぞれの対象物１の変位（つまり、変位）は、移動方向及び移動距離を表す空間的な変化量であり、例えば、対象物１の変位を示す変位ベクトルである。ここでの移動距離は、対象物１が実際に移動した距離ではなく、対象物１が実際に移動した距離に対応する値である。例えば、移動距離は、実際に対象物１が移動した距離に対応する第２画像上の各計測領域における画素数である。計測部８０は、各計測領域の対象物１の変位として、例えば、各計測領域の対象物１の変位ベクトルを導出してもよい。この場合は、計測部８０は、例えば、ブロックマッチングを利用して、各計測領域の変位を推定することで、各計測領域の対象物１の変位ベクトルを導出する。さらに、計測部８０は、計測領域のそれぞれにおける対象物１の変位に基づいて、対象物１の変位の周波数及び振幅を計測してもよい。これにより、対象物１の疲労損傷の程度を予測し、適切な時期にメンテナンスを実施することができる。

【0065】

なお、受付部３０及び表示部２０は、例えば、計測装置１００以外の他の装置が備えてもよい。また、計測装置１００は、コンピュータを例に挙げたが、インターネットなどの通信ネットワークを介して接続されるサーバ上に設けられてもよい。

【0066】

なお、第１画像および第２画像は、水平方向及び垂直方向に複数の画素が並ぶ形式の画像である。第１画像が変換されて生成される第２画像は、第１画像の画素の配列と同じ配列の画像であってもよい。つまり、第１画像および第２画像は、水平方向の画素数がｍ（ｍは２以上の整数）であり、垂直方向の画素数がｎ（ｎは２以上の整数）である配列を有する画像であってもよい。なお、ｎとｍとは、互いに等しい値であってもよいし、異なる値であってもよい。また、第１画像および第２画像は、水平方向の画素数と垂直方向の画素数との少なくとも一方が互いに異なる配列を有する画像であってもよい。

【0067】

［１－４．計測装置の動作］
（実施例１）
続いて、本開示の好適な一実施形態に係る計測装置１００の動作の一例について、図３を参照しながら説明する。図３は、実施の形態に係る計測装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。

【0068】

図３に示すように、取得部１０は、対象物１が撮像された第１画像を取得する（取得ステップＳ１０）。計測装置１００は、撮像装置２００から撮像される度に第１画像を逐次取得してもよいし、所定の期間撮像され、撮像装置２００に蓄積された複数の第１画像を所定の期間毎に取得してもよい。なお、計測装置１００は、撮像装置２００による対象物１の撮像が終了した後に、対象物１が撮像された１つ以上の第１画像を撮像装置２００から取得してもよい。取得部１０による第１画像の取得方法については、特に限定されない。上述したように、取得部１０は、無線通信によって第１画像を取得してもよく、ＵＳＢメモリなどの脱着可能なメモリを介して第１画像を取得してもよい。

【0069】

次いで、表示部２０は、取得ステップＳ１０で取得部１０が取得した第１画像を表示する（表示ステップＳ２０）。図４は、表示部２０が表示した第１画像の一例を示す図である。図４に示すように、対象物１は、例えば、斜張橋のケーブルである。

【0070】

次いで、受付部３０は、表示ステップＳ２０で表示部２０が表示した第１画像における少なくとも２つの指定点の指定を受け付ける（受付ステップＳ３０）。受付部３０は、指定された少なくとも２つの指定点を第１設定部４０に出力する。図５は、表示部２０に表示された第１画像において指定された少なくとも２つの指定点の例を示す図である。図５は、略直線状のケーブルの上に指定点２ａ、２ｂが指定された場合（実施例１）と、湾曲したケーブルの上に指定点２ｃ、２ｄが指定された場合（実施例２及び３）と、ケーブルの上の１つの指定点２ｇが指定された場合（実施例４）と、ケーブルから離れた対象物外の指定点３ｊ、３ｋが指定された場合（実施例５）を示している。実施例１において、図５に示すように、第１画像において指定点２ａ、２ｂの２点が指定されると、受付部３０は、指定点２ａ、２ｂの位置の情報を第１設定部４０に出力する。

【0071】

次いで、第１設定部４０は、指定された少なくとも２つの指定点（ここでは、指定点２ａ、２ｂ）に基づいて、第１画像において対応点を設定し、さらに対応点から設定点を設定する（第１設定ステップＳ４０）。以下、対応点及び設定点の設定方法について、図６Ａを参照しながら説明する。図６Ａは、ユーザが第１画像において指定した少なくとも２つの指定点に基づいて設定された設定点と、設定点に基づいて設定された線と、線の角度の検出結果の一例を示す図である。図６Ａに示すように、第１設定部４０は、受付ステップＳ３０で受付部３０が受け付けたユーザの操作（ここでは、ユーザが指定した対象物１上の指定点２ａ、２ｂの位置などの情報）に基づいて、第１画像において対応点を設定する。ここでは、指定点が対象物１上に指定されているので、対応点は指定点と同じ位置に設定される。より具体的には、第１設定部４０は、例えば、ユーザが指定した２つの指定点２ａ、２ｂを取得し、取得した２つの指定点２ａ、２ｂに基づいて、２つの指定点２ａ、２ｂをそのまま２つの対応点として設定する。このとき、指定点の数と対応点の数とは同一となる。そして、第１設定部４０は、２つの対応点を設定点６ａ、６ｂとして設定する。より具体的には、第１設定部４０は、例えば、２つの対応点４ａ、４ｂに基づいて、２つの対応点をそのまま２つの設定点６ａ、６ｂとして設定する。このとき、対応点と設定点の個数は同一となる。すなわち、指定点と設定点の個数も同一となる。また、第１設定部４０は、指定点が対象物１上で指定されたと判断した場合、対応点の設定を行わずに、指定点を設定点に設定してもよい。

【0072】

次いで、連結部５０は、第１設定ステップＳ４０で第１設定部が設定した第１画像における少なくとも２つの設定点同士を線により連結する（連結ステップＳ５０）。設定点が２つしかない場合は、単に設定点同士を線により連結すればよい。設定点が３つ以上ある場合、それぞれの設定点について、対象物上において隣接した１つ又は２つの設定点と線により連結する。結果として、複数の線が１つの折れ線を構成する。以下、設定点の連結方法について、図６Ａを参照しながらより具体的に説明する。図６Ａに示すように、連結部５０は、第１画像において先ほど設定された少なくとも２つの設定点同士を線により連結する。より具体的には、連結部５０は、例えば、２つの設定点６ａ、６ｂを取得し、取得した設定点６ａ、６ｂに基づいて、２つの設定点６ａ、６ｂを線７ａｂにより連結する。線７ａｂは、例えば、２つの設定点６ａ、６ｂを結ぶ線分である。

【0073】

次いで、生成部６０は、連結部５０で設定された線が水平又は垂直となる第２画像を生成する（生成ステップＳ６０）。以下、第２画像の生成方法について、図６Ａ及び図６Ｂを参照しながらより具体的に説明する。図６Ａに示すように、生成部６０は線７ａｂを取得し、線の角度θａを検出する。図６Ｂは、線に基づいて生成された第２画像の一例を示す図である。図６Ｂに示すように第１画像を表示部２０に対して－θａ°回転させることで、線７ａｂが水平となる第２画像を生成する。このとき、第１画像を（９０－θａ）°回転させることで、線７ａｂが垂直となる第２画像を生成してもよい。なお、図６Ａ及び図６Ｂでは線が１つしかなかったが、線が複数ある場合、生成部６０は、各線が水平又は垂直となる複数の第２画像を生成する。この場合の具体的な例については、実施例２で説明する。

【0074】

なお、本実施の形態では、回転角度が負の場合、第１画像を右回転方向に回転させることを意味し、回転角度が正の場合、第１画像を左回転方向に回転させることを意味する。なお、回転方向と、回転角度の正負との関係は、上記と逆であってもよい。また、第１画像を回転させる時の回転中心は、例えば、第１画像の中心（または重心）の点である。なお、回転中心は、線７ａｂの全体が回転後の第２画像に含まれていれば第１画像中のどの点に設定されてもよい。

【0075】

次いで、第２設定部７０は、第２画像において計測領域を設定する（第２設定ステップＳ７０）。具体的には、第２設定部７０は、第２画像内の対象物１上に少なくとも１つの計測点の指定を受付部３０が受け付けた場合、受付部３０により受け付けられた少なくとも１つの計測点（ここでは、計測点８ａ、８ｂ）に基づいて、第２画像において計測領域を設定する。ここで、受付部３０は、少なくとも１つの計測点の指定を受け付けた場合、指定された少なくとも１つの計測点を第２設定部７０に出力する。ここで、計測点とは、計測領域の位置を指定するための点である。図６Ｃは、表示部２０に表示された第２画像において指定された少なくとも１つの計測点と、計測点に基づいて設定された少なくとも１つの計測領域の一例を示す図である。図６Ｃに示すように、第２画像において計測点８ａ、８ｂの２点が指定されると、受付部３０は、計測点８ａ、８ｂの位置などの情報を第２設定部７０に出力する。

【0076】

以下、計測領域の設定方法について、図６Ｃを参照しながらより具体的に説明する。図６Ｃに示すように、第２設定部７０は、受付部３０が受け付けたユーザの操作（ここでは、ユーザが指定した２つの計測点８ａ、８ｂの位置などの情報）に基づいて、第２画像において計測点の位置に計測領域を設定する。より具体的には、第２設定部７０は、例えば、ユーザが指定した２つの計測点８ａ、８ｂを取得し、取得した２つの計測点８ａ、８ｂに基づいて、２つの計測点８ａ、８ｂの位置を含む２つの計測領域９ａ、９ｂとして設定する。例えば、２つの計測領域９ａ、９ｂは、それぞれ、２つの計測点８ａ、８ｂの位置を中心とする所定の面積を有するブロックである。このとき、計測点の数と計測領域の数とは互いに同一となる。また、ここでは、計測領域は、所定の面積を有したブロックに限らずに、計測点そのものであってもよい。

【0077】

次いで、計測部８０は、２つの計測領域９ａ、９ｂを取得し、２つの計測領域９ａ、９ｂのそれぞれについて対象物１上の線７ａｂと直交する方向の対象物１の変位を計測する（計測ステップＳ８０）。ここで、複数の計測領域９ａ、９ｂのそれぞれの対象物１の変位（つまり、変位）は、移動方向及び移動距離を表す空間的な変化量であり、例えば、対象物１の変位を示す変位ベクトルである。計測部８０は、各計測領域９ａ、９ｂの対象物１の変位として、例えば、各計測領域９ａ、９ｂの対象物１の変位ベクトルを導出する。この場合、計測部８０はブロックマッチングを利用して、各計測領域９ａ、９ｂの変位を推定することで、各計測領域９ａ、９ｂの対象物１の変位ベクトルを導出する。

【0078】

より具体的には、計測部８０は、第２画像上の各計測領域９ａ、９ｂに対して、ブロックマッチングの探索範囲を設定する。このとき、対象物１上の線と直交する方向にのみ、ブロックマッチングの探索範囲を設定してもよい。ここで、対象物１の法線方向の変位は接線方向の変位に対して十分大きい。さらに、対象物１の接線方向については、同様の線状エッジが続くが、法線方向については、背景との差により、対象物１の線状エッジを有するブロックの特定が可能である。以上のことにより、ブロックマッチングによって簡便に各計測領域９ａ、９ｂにおける対象物１の変位を計測することができる。さらに、計測部８０は、計測領域９ａ、９ｂのそれぞれにおける対象物１の変位に基づいて、対象物１の動きや、対象物１の動きの周波数及び振幅を計測してもよい。

【0079】

図６Ｄは、計測部８０によって表示部２０に出力される計測結果の一例を示す。図６Ｄに示すように、計測部８０は、例えば、対象物１の変位の時間変化、及び／又は、対象物１の変位の周波数分布を表示部２０に出力する。つまり、計測部８０は、例えば、動画中の各静止画像（フレーム）内の各計測領域における画素（ピクセル）に関する情報から、撮像装置の解像度やフレームレートといったパラメータを用いて、対象物１の変位の振幅や周波数を算出できる。なお、計測部８０の計測結果に基づき、対象物１の疲労損傷の程度に関する情報を推定し、推定した情報を表示部２０に出力してもよい。これにより、適切な時期に対象物１のメンテナンスを実施することができる。

【0080】

（実施例２）
以下、本開示の実施例２による、計測装置１００の動作について説明する。

【0081】

本実施例に係る計測装置１００の動作は、第１設定部４０の動作以外は実施例１と同様である。

【0082】

本実施例では、第１設定部４０は、図５に示すように指定された少なくとも２つの指定点２ｃ、２ｄに基づいて、図７Ａに示すように第１画像において対応点４ｃ、４ｄを設定し、さらに対応点４ｃ、４ｄから設定点を設定する（第１設定ステップＳ４０）。以下、対応点の設定方法について、図７Ａを参照しながらより具体的に説明する。

【0083】

図７Ａは、ユーザが第１画像において指定した少なくとも２つの指定点に基づいて設定された対応点と、対応点に基づいて設定された代表点との一例を示す図である。図７Ａに示すように、第１設定部４０は、受付ステップＳ３０で受付部３０が受け付けたユーザの操作（ここでは、ユーザが指定した２つの指定点２ｃ、２ｄの位置などの情報）に基づいて、第１画像において対応点４ｃ、４ｄを指定点の位置に設定する。より具体的には、第１設定部４０は、例えば、ユーザが指定した２つの指定点２ｃ、２ｄを取得し、取得した２つの指定点２ｃ、２ｄに基づいて、２つの指定点２ｃ、２ｄをそのまま２つの対応点４ｃ及び４ｄとして設定する。このとき、指定点の数と対応点の数とは互いに同一となる。そして、第１設定部４０は、少なくとも２つの対応点（ここでは、対応点４ｃ、４ｄ）と少なくとも１つの代表点とを含む複数の設定点を第１画像上に設定する。

【0084】

以下、設定点の設定方法について、図７Ａを参照しながらより具体的に説明する。図７Ａに示すように、第１設定部４０は、第１画像において先ほど設定された少なくとも２つの対応点４ｃ、４ｄに基づいて少なくとも１つの代表点を設定する。より具体的には、第１設定部４０は、例えば、２つの対応点４ｃ、４ｄを取得し、取得した２つの対応点４ｃ、４ｄに基づいて、２つの対応点４ｃ、４ｄとは異なる代表点５ｃｄを設定する。このとき、第１設定部４０は、代表点５ｃｄを、２つの対応点４ｃ、４ｄにより挟まれた部分、つまり、２つの対応点４ｃ、４ｄの間における対象物１上に設定する。また、具体的には、代表点５ｃｄは、対象物１上の対応点４ｃ、４ｄにより挟まれた部分で検出されたエッジにおいて、代表点５ｃｄにおける対象物１の接線の角度φｃｄと対応点４ｃにおける対象物１の接線の角度φｃとの差が所定値以上となる位置に設定される。なお、角度φｃは、対応点４ｄに対しても同様であってもよく、対応点４ｄにおける対象物１の接線の角度との差が所定値以上となる角度であってもよい。なお、対象物１の接線は、検出したエッジにおける接線である。この角度の差の所定値は、ユーザによりあらかじめ指定されてもよいし、第１設定部４０により設定されてもよい。第１設定部４０は、対応点４ｃ、４ｄと、代表点５ｃｄとの３点をそれぞれ設定点６ｃ、６ｄ、６ｃｄとして設定する。

【0085】

また、本実施例では設定点が３点設定されたため、連結部５０によって２つの線が生成され、２つの線のそれぞれについて第２画像が生成される。このため、生成部６０は、２つの第２画像を生成する。以下、生成部６０における第２画像の生成方法について、図７Ｂ及び図７Ｃを参照しながら具体的に説明する。図７Ｂ及び図７Ｃは、線に基づいて生成された第２画像の一例を示す図である。図７Ｂは、設定点６ｃ、６ｃｄを連結する線７ｃｃｄの角度φｃに基づいて、第１画像を－φｃ°回転させることで生成された第２画像である。図７Ｂの第２画像は、線７ｃｃｄが水平方向と一致する画像である。一方で、図７Ｃは、設定点６ｃｄ、６ｄを連結する線７ｃｄｄの角度φｃｄに基づいて、第１画像を－φｃｄ°回転させることで生成された第２画像である。図７Ｃの第２画像は、線７ｃｄｄが水平方向と一致する画像である。なお、線７ｃｃｄは、例えば、２つの設定点６ｃ、６ｃｄを結ぶ線分である。線７ｃｄｄは、例えば、２つの設定点６ｃｄ、６ｄを結ぶ線分である。

【0086】

（実施例３）
以下、本開示の実施例３による、計測装置１００の動作について説明する。

【0087】

本実施例に係る計測装置１００の動作は、第１設定部４０の動作以外は実施例１及び実施例２と同様である。また、具体的には、設定点（代表点）の設定方法以外は実施例２と同様である。

【0088】

図８は、ユーザが第１画像において指定した少なくとも２つの指定点に基づいて設定された対応点と、対応点に基づいて設定された代表点との一例を示す図である。本実施例では、第１設定部４０は、図８に示すように、第１画像に少なくとも２つの対応点４ｅ、４ｆを設定し、対応点４ｅ、４ｆと少なくとも１つの代表点とにより構成される複数の設定点を設定する（第１設定ステップＳ４０）。

【0089】

以下、設定点の設定方法について、図８を参照しながらより具体的に説明する。図８に示すように、第１設定部４０は、第１画像において設定された少なくとも２つの対応点に基づいて少なくとも１つの代表点を設定する。より具体的には、第１設定部４０は、例えば、２つの対応点４ｅ、４ｆを取得し、取得した２つの対応点４ｅ、４ｆに基づいて、２つの対応点４ｅ、４ｆとは異なる代表点５ｅｆを設定する。このとき、第１設定部４０は、代表点５ｅｆを、２つの対応点４ｅ、４ｆにより挟まれた部分、つまり、２つの対応点４ｅ、４ｆの間における対象物１上に設定する。また、具体的には、第１設定部４０は、対象物１上の対応点４ｅ、４ｆにより挟まれた部分のエッジを検出し、対応点４ｅからの距離Ｌ１と、対応点４ｆからの距離Ｌ２とが互いに同一となる位置に代表点５ｅｆを設定する。このように、第１設定部４０は、複数の設定点４ｅ、４ｆおよび５ｅｆについて、隣接する２点間の距離Ｌ１、Ｌ２が対象物１のエッジ又はその近傍上で一定になる位置に、代表点５ｅｆを設定してもよい。第１設定部４０は、対応点４ｅ、４ｆと、代表点５ｅｆの３点を設定点として設定する。

【0090】

なお、図８の例では、２つの対応点４ｅ、４ｆにより挟まれた部分の対象物１を２等分した場合の代表点５ｅｆを設定する例を説明したが、２つの対応点４ｅ、４ｆにより挟まれた部分の対象物１を２等分することに限らずに３以上の数で等分することで代表点を設定してもよい。この場合、設定される代表点の数は、等分される数から１を減算した数と等しい。何等分するかはユーザによりあらかじめ指定されてもよいし、第１設定部４０が設定してもよい。

【0091】

（実施例４）
以下、本開示の実施例４による、計測装置１００の動作について説明する。

【0092】

本実施例に係る計測装置１００の動作は、受付部３０及び第１設定部４０の動作以外は実施例１ないし実施例３と同様である。

【0093】

本実施例では、受付部３０は、表示ステップＳ２０で表示部２０が表示した第１画像における１つの指定点の指定を受け付ける（受付ステップＳ３０）。受付部３０は、指定された１つの指定点２ｇを第１設定部４０に出力する。図５に示すように、第１画像において１つの指定点２ｇが指定されると、受付部３０は、指定点２ｇの位置などの情報を第１設定部４０に出力する。

【0094】

次いで、第１設定部４０は、指定された１つの指定点２ｇに基づいて、第１画像において対応点を設定し、さらに対応点から設定点を設定する（第１設定ステップＳ４０）。

【0095】

以下、対応点の設定方法について、図９を参照しながらより具体的に説明する。図９は、ユーザが第１画像において指定した１つの点に基づいて設定された対応点と、対応点に基づいて設定された代表点の一例を示す図である。図９に示すように、第１設定部４０は、受付ステップＳ３０で受付部３０が受け付けたユーザの操作情報（ここでは、ユーザが指定した１つの指定点２ｇの位置などの情報）に基づいて、第１画像において指定点をそのまま対応点として設定する。より具体的には、第１設定部４０は、例えば、ユーザが指定した１つの指定点２ｇを取得し、取得した１つの指定点２ｇに基づいて、１つの指定点２ｇをそのまま１つの対応点４ｇとして設定する。このとき、指定点の数と対応点の数とは互いに同一となる。そして、第１設定部４０は、１つの対応点４ｇと少なくとも１つの代表点により構成される複数の設定点を第１画像において設定する。

【0096】

図９に示すように、第１設定部４０は、第１画像において設定された１つの対応点に基づいて少なくとも１つの代表点を設定する。より具体的には、第１設定部４０は、例えば、１つの対応点４ｇを取得し、取得した１つの対応点４ｇに基づいて、１つの対応点４ｇとは異なる２つの代表点５ｈ、５ｉを設定する。このとき、第１設定部４０は、代表点を、対応点４ｇに基づく対象物１上の対応点４ｇとは異なる位置に設定する。具体的には、第１設定部４０は、対応点４ｇに基づいて対応点４ｇに最も近い対象物１のエッジを検出し、検出したエッジ上における対応点４ｇの一方側に代表点５ｈ、５ｉを設定する。代表点５ｈは、対応点４ｇに基づいて検出された対象物１のエッジにおいて、代表点５ｈにおける対象物１の接線の角度φｈと対応点４ｇにおける対象物１の接線の角度φｇとの差が所定値以上となる位置に設定される。なお、対象物１の接線は、検出したエッジにおける接線である。

【0097】

さらに、代表点５ｉは、代表点５ｈに基づいて代表点５ｈに最も近い位置で検出された対象物１のエッジにおいて、代表点５ｉにおける対象物１の接線の角度φｉと代表点５ｈにおける対象物１の接線の角度φｈの差が所定値以上となる位置に設定される。なお、対象物１の接線は、検出したエッジにおける接線である。この角度の差の所定値は、ユーザによりあらかじめ指定されてもよいし、第１設定部４０が設定してもよい。また、設定される代表点の個数はユーザによりあらかじめ指定されてもよいし、第１設定部４０が設定してもよい。第１設定部４０は、対応点４ｇと、代表点５ｈ、５ｉの３点を設定点として設定する。

【0098】

なお、図９では、２つの代表点５ｈ、５ｉはともに対応点４ｇに対して右側に設定されたが、対応点４ｇに対して左側に設定されてもよいし、それぞれが対応点４ｇに対して別の方向（例えば、代表点５ｈが左側、代表点５ｉが右側）に設定されてもよい。この場合、２つの代表点はともに対応点４ｇにおける対象物１の接線の角度φｇを基準として設定される。

【0099】

（実施例５）
以下、本開示の実施例５による、計測装置１００の動作について説明する。

【0100】

本実施例に係る計測装置１００の動作は、受付部３０及び第１設定部４０の動作以外は実施例１ないし実施例４と同様である。

【0101】

本実施例では、受付部３０は、表示ステップＳ２０で表示部２０が表示した第１画像における少なくとも１つの対象物１外の指定点の指定を受け付ける（受付ステップＳ３０）。受付部３０は、指定された少なくとも１つの対象物１外の指定点３ｊ、３ｋを第１設定部４０に出力する。

【0102】

図１０は、表示部２０に表示された第１画像において指定された少なくとも１つの対象物外の指定点と、当該指定点に基づいて設定された少なくとも１つの対応点の一例を示す図である。図１０に示すように、第１画像において対象物１外の指定点３ｊ、３ｋが指定されると、受付部３０は、対象物外指定点３ｊ、３ｋの位置などの情報を第１設定部４０に出力する。ここで、図１０では、指定されたすべての指定点が対象物１外の指定点が指定された例が例示されているが、対象物１外の指定点を含む複数の指定点が指定されてもよい。

【0103】

次いで、第１設定部４０は、指定された少なくとも１つの指定点３ｊ、３ｋに基づいて、第１画像において対応点を設定し、さらに対応点から設定点を設定する（第１設定ステップＳ４０）。図１０に示すように、第１設定部４０は、受付ステップＳ３０で受付部３０が受け付けたユーザの操作情報（ここでは、ユーザが指定した２つの指定点３ｊ、３ｋの位置などの情報）に基づいて、第１画像において対象物１上に対応点を設定する。より具体的には、第１設定部４０は、例えば、ユーザが指定した２つの指定点３ｊ、３ｋを取得し、取得した２つの指定点３ｊ、３ｋに基づいて、第１画像において対象物１として識別される複数の範囲のうち、指定点３ｊ、３ｋに最も近い範囲に対し、指定点３ｊ、３ｋのそれぞれを通る対象物１（対象物１のエッジ）との１以上の垂線のうち最も短い垂線との２つの交点を対応点４ｊ、４ｋとして設定する。つまり、第１設定部４０は、受付ステップＳ３０において指定点が対象物上にない対象物外指定点を受け付けた場合、第１画像において対象物として識別された領域に対し、対象物外指定点から最も近い点を対応点として設定する。このとき、指定点３ｊ、３ｋを含む指定点の数と設定された対応点の数とは互いに同一となる。そして、第１設定部４０は、対応点４ｊ、４ｋを含む複数の設定点を設定する。

【0104】

以下、設定点の設定方法について説明する。第１設定部４０は、第１画像において先ほど設定された少なくとも１つの対応点をそのまま設定点として設定する。より具体的には、第１設定部４０は、例えば、２つの対応点４ｊ、４ｋを取得し、取得した２つの対応点４ｊ、４ｋに基づいて、２つの対応点４ｊ、４ｋをそのまま２つの設定点として設定する。このとき、設定点は、少なくとも１つの対応点と代表点とにより構成されてもよく、２つ以上の対応点により構成されてもよい。

【0105】

（実施例６）
以下、本開示の実施例６による、計測装置１００の動作について説明する。

【0106】

本実施例に係る計測装置１００の動作は、生成部６０の動作以外は実施例１ないし実施例５と同様である。

【0107】

本実施例では、生成部６０は、連結部５０で設定された線が水平又は垂直となる第２画像を生成する（生成ステップＳ６０）。以下、第２画像の生成方法について、図１１Ａを参照しながらより具体的に説明する。図１１Ａは、第１画像上に設定された線の角度の検出結果の一例を示す図である。図１１Ａに示すように、生成部６０は線を取得し、代表的な線の角度を検出する。具体的には、設定点６ｍ、６ｎを連結する線７ｍｎと、設定点６ｎ、６ｐを連結する線７ｎｐが同じ角度を有する場合を考える。２つの線７ｍｎ及び７ｎｐのうち、代表的な線として線７ｍｎを抽出し、線７ｍｎの角度φｍを検出する。なお、線７ｍｎは、例えば、２つの設定点６ｍ、６ｎを結ぶ線分である。線ｎｐは、例えば、２つの設定点６ｎ、６ｐを結ぶ線分である。

【0108】

図１１Ｂは、線に基づいて生成された第２画像の一例を示す図である。図１１Ｂに示すように第１画像を－φｍ°回転させることで、線７ｍｎが水平となる第２画像を生成する。このとき、第１画像を（９０－φｍ）°回転させることで、線７ｍｎが垂直となる第２画像を生成してもよい。また、図１１Ａ及び図１１Ｂでは、同じ角度を有する複数の線のうちのいずれかを代表的な線として抽出したが、このほかにすべての線の角度の平均値に最も近い角度を有した線を代表的な線とすることなどが考えられる。

【0109】

（実施例７）
以下、本開示の実施例７による、計測装置１００の動作について説明する。

【0110】

本実施例に係る計測装置１００の動作は、受付部３０と第２設定部７０の動作以外は実施例１ないし実施例６と同様である。

【0111】

本実施例では、第２設定部７０は、第２画像において線に基づき、線の一部を含む計測領域を設定する（第２設定ステップＳ７０）。以下、計測領域の設定方法について、図１２を参照しながらより具体的に説明する。図１２は、第２設定部により設定された計測領域の一例を示す図である。図１２に示すように、第２設定部７０は、第２画像において線の一部を含む計測領域を設定する。より具体的には、第２設定部７０は、２つの設定点６ｑ、６ｒを連結する線７ｑｒを取得し、取得した線７ｑｒに基づいて、線７ｑｒの一部を含むよう、計測領域９ｑ、９ｒを設定する。ここでは、計測領域をある程度の面積を有したブロックとしているが、点であってもよい。また、設定される計測領域の個数は、ユーザによりあらかじめ指定されてもよいし、第２設定部７０が設定してもよい。さらに、最終的に設定されるすべての計測領域を第２設定部７０が設定してもよいし、一部はユーザにより指定されてもよい。ユーザが指定した計測点の位置に設定された計測領域を含む場合、第２設定部７０は、受付部３０が受け付けたユーザの操作情報を取得する。なお、線７ｑｒは、例えば、２つの設定点６ｑ、６ｒを結ぶ線分である。

【0112】

（他の実施の形態）
以上、本開示の１つ又は複数の態様に係る計測方法及び計測装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構成される形態も、本開示の１つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

【0113】

例えば、上記実施の形態における計測システムでは取得した画像を回転させることで変位を計測するために用いる第２画像を生成したが、撮像装置２００を予め回転させた上で撮像を行うようシステムを構成してもよい。これにより、予め回転された映像を取得できるため、回転処理などの画像処理を省略することができるため、演算量の少ない計測装置を実現することができる。

【0114】

例えば、上記実施の形態における計測装置１００は、表示部２０を有する構成としたが表示部２０を有さずに、計測装置１００に接続された外部の表示装置に表示させる構成としてもよい。つまり、計測装置１００は、外部の表示装置に、第１画像、第２画像、第１画像または第２画像への入力を受け付けるためのＵＩ（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、計測結果などを表示させるための信号を、出力する構成であってもよい。

【0115】

例えば、上記実施の形態における計測装置１００では、連結部５０を有していない構成であってもよい。つまり、連結部５０によって線は、必ずしも生成されなくてもよい。この場合、生成部６０は、複数の設定点のうちの２つの設定点を結ぶ線の方向を特定し、特定した方向が水平又は垂直となるように第１画像を回転させることで第２画像を生成する。つまり、２つの設定点を結ぶ線の方向を特定できればよいため、線を生成しなくてもよい。

【0116】

例えば、上記実施の形態における計測システムでは、計測部８０が１以上の計測領域のそれぞれについて、当該計測領域において対象物１上の線と直交する方向、つまり、第２画像の水平方向および垂直方向の一方のみにおける対象物１の変位を計測するとしたが、これに限らない。計測部８０は、計測領域について、第２画像の水平方向および垂直方向の両方における対象物１の変位を計測し、水平方向および垂直方向の一方（つまり、対象物１上の線と直交する方向に対応する方向）の計測結果のみを計測結果として出力してもよい。この場合であっても、計測システムは、水平方向の計測結果および垂直方向の計測結果を統合する処理を削減することができる。

【0117】

また、例えば、上記実施の形態における計測装置が備える構成要素の一部又は全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。

【0118】

システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＯＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、システムＬＩＳは、その機能を達成する。

【0119】

なお、ここでは、システムＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、ＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法は、ＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、あるいは、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

【0120】

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。

【0121】

また、本開示の一態様は、このような計測装置だけではなく、計測装置に含まれる特徴的な構成部をステップとする計測方法であってもよい。また、本開示の一態様は、計測方法に含まれる特徴的な各ステップをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであってもよい。また、本開示の一態様は、そのようなコンピュータプログラムが記録された、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体であってもよい。

【0122】

なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記実施の形態の計測装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。

【産業上の利用可能性】

【0123】

本開示は、対象物の変位を計測する計測方法及び計測装置に広く利用可能であり、例えば、斜張橋などのインフラ構造物に対して、耐久性や安全性を点検する手法として利用できる。

【符号の説明】

【0124】

１ 対象物
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｇ 指定点
３ｊ、３ｋ 対象物外指定点
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｊ、４ｋ 対応点
５ｃｄ、５ｅｆ、５ｈ、５ｉ 代表点
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｃｄ、６ｄ、６ｍ、６ｎ、６ｐ、６ｑ、６ｒ 設定点
７ａｂ、７ｃｃｄ、７ｃｄｄ、７ｍｎ、７ｎｐ、７ｑｒ 線
８ａ、８ｂ 計測点
９ａ、９ｂ、９ｑ、９ｒ 計測領域
１０ 取得部
２０ 表示部
３０ 受付部
４０ 第１設定部
５０ 連結部
６０ 生成部
７０ 第２設定部
８０ 計測部
１００ 計測装置
２００ 撮像装置
３００ 計測システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】