JP2015059768A - 段差計測装置、段差計測方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で正確にマンホールの蓋の周囲に生じた段差を計測することのできる段差計測装置等を提供する。
【解決手段】画像取得部が取得した道路４０を撮影した画像から楕円の輪郭を検出する。計測点選択部は、楕円の輪郭を上領域、右領域、下領域、左領域からなる４領域に分割し、各領域内の少なくとも１点の計測点を選択する。暗域幅取得部は、選択した計測点における輪郭の法線方向でかつ計測点から楕円の内側に向かう方向に配置する複数の画素の輝度を取得し、輝度プロファイルから暗域の幅を取得する。段差算出部は、上領域の暗域幅から右領域と左領域の暗域の平均値を差し引いた差分値と、下領域の暗域幅から右領域と左領域の暗域の平均値を差し引いた差分値とを比較して蓋５０が受け枠に対して浮いているか沈んでいるかを判定し、差分値に基づく段差を出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、道路上の段差を計測する段差計測装置、段差計測方法及びプログラムに関する。

道路上に設置されているマンホールの蓋は、地下に埋設されている上下水道や電気通信ケーブル等の保守時に開けられるが、通常の閉じられている間は、道路上を走行する車両の走行を妨げないようにしなくてはならない。

しかし、マンホール、その蓋及び受け枠が長期設置により、蓋と受け枠の接触面が摩耗して蓋が沈みこんだり、蓋と受け枠の隙間から小さな砂などが侵入し、蓋と受け枠の接触面に溜まった結果、蓋が浮き上がる場合がある。この浮き上がり又は沈み込みによる段差は、自動車や自転車の事故原因となる場合があった。また、蓋が受け枠表面から浮き上がって段差ができた場合、除雪車の除雪用ブレードがその段差に当たりブレードやマンホールに損傷が生じるという問題があった。

上下水道や電気通信ケーブルの敷設者は、マンホールの蓋と受け枠との間に段差が生じないように管理する必要がある。しかし、これらのマンホールの蓋は非常に数が多く、全ての状況を把握するのは非常に困難であった。

これに対し、道路を走行する車両に搭載したカメラにより撮影した画像に基づいて、道路上に存在する物体を判別する装置が提案されている（例えば特許文献１、２）。

特許文献１に記載の３次元データ作成装置は、移動中に取得した連続するステレオ画像に基づいて、道路上の物体の３次元データを作成する装置である。取得した画像からマンホールの蓋等、各種ランドマークに対応する画像データをテンプレート画像として記憶しておき、連続する画像に対してパターン認識によりランドマークを判別してランドマークを追跡し、ＧＰＳによる位置検出結果と合わせてランドマークの３次元座標のデータを作成すると説明されている。

特許文献２に記載の物体識別装置は、物体からの反射光に含まれている偏光方向が互いに異なるＰ偏光とＳ偏光を受光してそれぞれの偏光画像を撮像し、画素ごとにＰ偏光画像とＳ偏光画像との間における輝度差分値に基づいて物体の存在を判別することにより、多くの種類の物体を識別できると説明されている。さらに、識別した撮像画像に対して楕円形状のテンプレートを用いてマンホールの蓋も識別している。

特開２０１１−８０８４５号公報 特開２０１１−１５０６８６号公報

特許文献１、２に記載の技術によれば、マンホールの蓋の存在を認識することはできるものの、蓋が浮き沈みすることによる段差の計測を精度良く行うことは困難であった。特に周囲の車の走行を妨げないスピードで移動する車両に搭載したカメラで道路を撮影した場合、画像も粗くなるためマンホールの蓋の外形を検出する程度の計測しかできなかった。

また、一般に、実際のマンホールの蓋と受け枠との間には隙間がある。このため、撮影画像上で、段差に見える部分は、隙間も含まれたものであり、隙間相当の部分を考慮した計測がなされていなかった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で正確にマンホールの蓋の周囲に生じた段差を計測することのできる段差計測装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る段差計測装置は、
道路上のマンホールの蓋の受け枠に対する浮き又は沈みによって生じる段差を計測する段差計測装置であって、
道路を撮影したフレーム画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部が取得した前記フレーム画像から略楕円の輪郭を検出する輪郭検出部と、
前記輪郭検出部が検出した前記略楕円の前記輪郭を、前記輪郭と前記略楕円の長軸との交点を含む右領域と左領域と、前記輪郭と前記略楕円の短軸との交点を含む上領域と下領域からなる４領域に分割し、前記４領域の各領域内の少なくとも１点の計測点を選択する計測点選択部と、
前記計測点選択部が選択した前記計測点における前記輪郭の法線方向で、かつ、前記計測点から前記略楕円の内側又は外側に向かう方向に配置する複数の画素の輝度を取得し、前記輝度が予め定めた基準以下である暗域の幅を取得する暗域幅取得部と、
前記右領域及び前記左領域の前記暗域の幅に基づく補正値を算出する補正値算出部と、
前記上領域の前記暗域の幅から前記補正値を差し引いて算出する第１差分値、又は、前記下領域の前記暗域の幅から前記補正値を差し引いて算出する第２差分値に基づいて、前記段差を算出する段差算出部と、
を有することを特徴とする。

予め分かっている前記蓋の外径又は前記受け枠の外径の実サイズと前記輪郭の前記略楕円の長径又は短径の画素数から、前記計測点選択部が選択した前記計測点の画素及びその周辺画素の実サイズ換算値を算出する実サイズ換算値算出部をさらに有し、
前記補正値算出部は、前記右領域又は前記左領域の前記暗域の幅と、前記実サイズ換算値算出部が算出した前記実サイズ換算値から、前記マンホールの蓋と前記受け枠との間の隙間の幅の実サイズである前記補正値を算出し、
前記段差算出部は、前記実サイズ換算値を用いて実サイズに換算した前記上領域の前記暗域の幅から前記補正値算出部が算出した前記補正値を差し引くことにより前記第１差分値を算出し、前記実サイズ換算値を用いて実サイズに換算した前記下領域の前記暗域の幅から前記補正値算出部が算出した前記補正値を差し引くことにより前記第２差分値を算出するようにしてもよい。

前記段差算出部は、
前記上領域の前記暗域の幅が、前記下領域の前記暗域の幅よりも広い場合にはマンホールの蓋がマンホールの蓋の受け枠よりも沈んでいると判定して、実サイズに換算した前記第１差分値を前記段差として算出し、
前記上領域の前記暗域の幅が、前記下領域の前記暗域の幅よりも狭い場合にはマンホールの蓋がマンホールの蓋の受け枠よりも浮いていると判定して、実サイズに換算した前記第２差分値を前記段差として算出するようにしてもよい。

前記補正値算出部は、前記右領域の前記暗域の幅と前記左領域の前記暗域の幅の平均値に基づく前記補正値を算出するようにしてもよい。

前記暗域幅取得部は、前記複数の画素の輝度の最低値と、前記輪郭の内部の画素の輝度の平均値に基づいて定められた基準値以下の領域の幅を暗域の幅として取得するようにしてもよい。

前記輪郭検出部が検出した輪郭の前記略楕円の長軸が前記フレーム画像において水平でない場合に、前記輪郭の前記略楕円の長軸が水平となるように前記輪郭周辺の画像を回転した回転画像を生成する画像回転部と、
前記実サイズ換算値算出部が算出する前記実サイズ換算値に基づいて、前記計測点における実スケールを算出し、前記画像回転部が生成した画像に前記実スケールを示したゲージを重畳した画像を生成するゲージ重畳部と、を更に有するようにしてもよい。

前記画像取得部が取得する画像は、ステレオカメラで撮影したステレオ画像であって、
前記輪郭検出部が検出した前記輪郭の前記略楕円の長径を、前記ステレオ画像に基づく３次元計測により算出し、前記略楕円の長径が予め定めた範囲内であった場合に、前記輪郭が示すマンホールの前記蓋及び前記受け枠が計測対象であることを判別する計測対象判別部を更に有し、
前記段差算出部は、前記計測対象判別部が計測対象であると判別したマンホールの前記蓋及び前記受け枠について、前記段差の計測結果を出力するようにしてもよい。

前記画像取得部が取得する画像は、ステレオカメラで撮影したステレオ画像であって、
前記輪郭検出部が検出した前記輪郭から一定距離内側の少なくとも２点の鉛直方向における高さの差を、前記ステレオ画像に基づく３次元計測により算出し、前記高さの差が予め定めた値より大きい場合には、マンホールの蓋５０が傾斜していることを判定する蓋傾斜判定部をさらに有するようにしてもよい。

前記画像取得部が取得する画像は、ステレオカメラで撮影したステレオ画像であって、
前記輪郭検出部が検出した前記輪郭の内側と外側の少なくとも各１点の鉛直方向における高さの差を、前記ステレオ画像に基づく３次元計測により算出し、前記高さの差を前記受け枠と前記受け枠の外周との高低差として推定する外周高低差推定部をさらに有するようにしてもよい。

また、本発明の第２の観点に係る段差計測方法は、
コンピュータが、道路上のマンホールの蓋の受け枠に対する浮き又は沈みによって生じる段差を計測する段差計測方法であって、
道路を撮影したフレーム画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記フレーム画像から略楕円の輪郭を検出する輪郭検出ステップと、
前記輪郭検出ステップで検出した前記略楕円の前記輪郭を、前記輪郭と前記略楕円の長軸との交点を含む右領域と左領域と、前記輪郭と前記略楕円の短軸との交点を含む上領域と下領域からなる４領域に分割し、前記４領域の各領域内の少なくとも１点の計測点を選択する計測点選択ステップと、
前記計測点選択ステップで選択した前記計測点における前記輪郭の法線方向で、かつ、前記計測点から前記略楕円の内側又は外側に向かう方向に配置する複数の画素の輝度を取得し、前記輝度が予め定めた基準以下である暗域の幅を取得する暗域幅取得ステップと、
前記右領域及び前記左領域の前記暗域の幅に基づいて前記マンホールの蓋と前記受け枠との間の隙間の幅に対応する補正値を算出する補正値算出ステップと、
前記上領域の前記暗域の幅から前記補正値を差し引いて算出する第１差分値、又は、前記下領域の前記暗域の幅から前記補正値を差し引いて算出する第２差分値に基づいて、前記段差を算出する段差算出ステップと、
を有することを特徴とする。

また、本発明の第３の観点に係るプログラムは、
道路上のマンホールの蓋の受け枠に対する浮き又は沈みによって生じる段差を計測するコンピュータに、
道路を撮影したフレーム画像を取得する画像取得手順と、
前記画像取得手順で取得した前記フレーム画像から略楕円の輪郭を検出する輪郭検出手順と、
前記輪郭検出手順で検出した前記略楕円の前記輪郭を、前記輪郭と前記略楕円の長軸との交点を含む右領域と左領域と、前記輪郭と前記略楕円の短軸との交点を含む上領域と下領域からなる４領域に分割し、前記４領域の各領域内の少なくとも１点の計測点を選択する計測点選択手順と、
前記計測点選択手順で選択した前記計測点における前記輪郭の法線方向で、かつ、前記計測点から前記略楕円の内側又は外側に向かう方向に配置する複数の画素の輝度を取得し、前記輝度が予め定めた基準以下である暗域の幅を取得する暗域幅取得手順と、
前記右領域及び前記左領域の前記暗域の幅に基づいて前記マンホールの蓋と前記受け枠との間の隙間の幅に対応する補正値を算出する補正値算出手順と、
前記上領域の前記暗域の幅から前記補正値を差し引いて算出する第１差分値、又は、前記下領域の前記暗域の幅から前記補正値を差し引いて算出する第２差分値に基づいて、前記段差を算出する段差算出手順と、
を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成で正確にマンホールの蓋の周囲に生じた段差を計測することが可能になる。

実施の形態１に係る段差計測装置のブロック図を示した図である。 （ａ）道路を撮影する様子を示した図である。（ｂ）マンホールの蓋及び受け枠の断面図である。 段差計測処理を示すフローチャートである。 （ａ）画像取得部が取得するフレーム画像を示す図である。（ｂ）マンホールの蓋周辺を拡大した図である。 （ａ）輪郭を４分割し輝度を計測する計測点を選択する方法を説明するための図である。（ｂ）輝度プロファイルを取得する位置を説明するための図である。 暗域幅の取得方法を説明するための図である。 （ａ）蓋が受け枠に対して沈んでいる状態を示す図である。（ｂ）暗域幅から段差を算出する方法を説明するための図である。 （ａ）蓋が受け枠に対して浮いている状態を示す図である。（ｂ）暗域幅から段差を算出する方法を説明するための図である。 実施の形態２に係る段差計測装置のブロック図を示した図である。 （ａ）画像取得部が取得するフレーム画像を示す図である。（ｂ）マンホールの蓋周辺を拡大してゲージを重畳表示した図である。 実施の形態３に係る段差計測装置のブロック図を示した図である。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態に係る段差計測装置１０は、道路４０を撮影した画像に基づいて、道路４０に設置されたマンホールの蓋５０の周囲に生じる段差を計測する装置である。図１に示すように、段差計測装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）１１、通信部１３、記憶部１５、表示部１７から構成され、外部に接続したカメラ２１から受信する情報に基づいて段差を計測し、記録する。カメラ２１は撮影指示信号発生部２２から出力される制御信号に基づいて撮影を実行する。

カメラ２１は、図２（ａ）に示すように道路４０上を走行する車両２に備えられる。カメラ２１は例えば車両２の上面に水平に備え付けられ、車両２の前方を撮影する。車両２の進行方向の道路の車両２により近い範囲も撮影できるように、カメラ２１の光軸をやや下方に向けても良い。

計測対象である段差が生じるマンホールの蓋５０は、地下に埋設されている上下水道や電気通信ケーブル等の保守用のマンホールの開口部５１を塞ぐものであり、鉄などの金属やコンクリートから構成される。マンホールの蓋５０は、保守対象の設備によって決まった直径を有している。

図２（ｂ）の断面図に示すように、マンホールの開口部５１の外周には金属からなる受け枠５２が設けられている。受け枠５２には蓋５０を下方から支持する下方支持部５２１を備えている。受け枠５２の外周はマンホール本体や周囲のアスファルトに対して固定されている。

マンホールの蓋５０を受け枠５２に嵌め込んだとき、蓋５０の表面と、受け枠５２の表面と、受け枠５２の外周の路面と、が平坦となり、段差がない状態が正常な状態である。しかし、マンホールや蓋５０や受け枠５２は長期使用に伴い、受枠と蓋の接触面が摩耗して蓋が沈み込む、あるいは、受枠と蓋の間に小さな石が入り込み受枠と蓋の接触面に入って蓋が浮きあがることがある。これらの段差を高精度で計測し、所定の基準値を超えた段差が生じた場合には、修繕工事を行う必要がある。

本実施の形態に係る段差計測装置１０は、蓋５０の表面が受け枠５２の表面より浮き上がり又は沈み込むことにより生じた受け枠５２の内側の段差を計測する。

撮影指示信号発生部２２は、ユーザによる撮影開始を指示する操作入力を検出すると一定の時間間隔でカメラ２１に撮影を指示する指示信号を送信する。例えば、ユーザが、毎秒５０回の撮影を開始することを示す操作入力を行った場合、撮影指示信号発生部２２は、毎秒の正時０．０００秒を基準に０．０２０秒、０．０４０秒と、１／５０秒毎にカメラ２１に指示信号を送信する。指示信号を受けたカメラ２１は指示信号を受信したタイミングで撮影を行い、取得した画像データを内蔵するフレームメモリに記憶する。

撮影指示信号発生部２２は、図１に示すように、ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナ２２１を備えており、ＧＰＳ衛星２０から送信される電波信号をＧＰＳアンテナ２２１で受信する。撮影指示信号発生部２４は、カメラ２１に撮影を指示する指示信号を出力する際に現在時刻と位置情報をＧＰＳ衛星２０からの電波信号に基づいて取得し、指示信号に現在時刻の情報と位置情報を含める。これにより、カメラ２１は、撮影時刻の情報と撮影場所の位置情報を撮影指示信号発生部２２から得ることができる。

段差計測装置１０の通信部１３は、カメラ２１が撮影した画像データを受信する。この画像データは、撮影指示信号発生部２２から取得した撮影時刻と撮影場所の位置情報も含む。

記憶部１５は、大容量の記憶装置であり、通信部１３が受信した画像データや、ＣＰＵ１１の処理により計測した段差のデータを記憶する。また、記憶部１５は、ＣＰＵ１１が実行するプログラムも記憶する。表示部１７は、画像、文字等の情報表示出力を行うディスプレイであり、通信部１３が受信した画像データが示す画像や、画像処理を施した画像や、段差の計測結果等を表示する。

ＣＰＵ１１は、記憶部１５に記憶しているプログラムを実行することにより、図１に示すように、画像取得部１１１、輪郭検出部１１２、計測点選択部１１３、暗域幅取得部１１４、実サイズ換算値算出部１１５、隙間幅算出部１１６、段差算出部１１７、時刻・位置取得部１１８の各機能部として機能する。

画像取得部１１１は、通信部１３がカメラ２１より受信した画像データから１フレーム分の画像を選択し、取得して、輪郭検出部１１２に出力する。

輪郭検出部１１２は、画像取得部１１１から入力された画像から楕円の輪郭５５を探索し検出する。つまり画像上楕円に表示されるマンホールの蓋５０の輪郭５５を検出する。そして、検出した楕円のマンホールの蓋５０の周辺画像を拡大し、拡大した画像を表示部１７に表示させる。ここで、拡大した画像は、検出した楕円の輪郭周辺の画像を、楕円の長軸が画像の水平方向となるように、又は楕円の短軸が画像の垂直方向となるように回転させて表示させても良い。

計測点選択部１１３は、輪郭検出部１１２で検出された楕円の輪郭５５のうちマンホールの蓋５０と受け枠５２との間の隙間と段差により生じる輝度が低い暗域の幅を計測する計測点を４点以上選択する。

暗域幅取得部１１４は、計測点選択部１１３で選択した計測点における輪郭５５の法線方向で、かつ、計測点から楕円の内側に向かう方向に配置された複数の画素の輝度を取得し、輝度が低い暗域の幅を取得する。

実サイズ換算値算出部１１５は、予め分かっている受け枠５２の外径の実サイズと輪郭５５の楕円の直径又は短径の画素数等から、計測点選択部１１３が選択した計測点の画素及びその周辺画素の実サイズ換算値を算出する。

隙間幅算出部１１６は、各計測点における暗域幅取得部１１４が取得した暗域の幅に基づいて、マンホールの蓋５０と前記受け枠５２との間の隙間の幅を算出する。隙間の幅を算出する際に、実サイズ換算値算出部１１５が算出した実サイズ換算値を用いて、隙間の幅の実サイズを算出する。

段差算出部１１７は、各計測点における暗域幅取得部１１４が取得した暗域の幅と、隙間幅算出部１１６が算出した隙間の幅と、に基づいて、マンホールの蓋５０と受け枠５２との間の段差を算出する。段差を算出する際に、実サイズ換算値算出部１１５が算出した実サイズ換算値を用いて、段差の実サイズを算出する。段差の算出結果は、表示部１７に表示させ、記憶部１５に記憶させる。

時刻・位置取得部１１８は、通信部１３がカメラ２１より受信した画像データから、画像取得部１１１が１フレーム分の画像を取得した際に、その画像の撮像時刻の情報と、撮影場所の位置情報を取得し、画像とともに記憶部１５に記憶し、表示部１７に表示させる。

以上のように構成された段差計測装置１０のＣＰＵ１１が実行する段差計測処理について、図３のフローチャートに沿って詳細に説明する。

まず、画像取得部１１１は、カメラ２１から通信部１３が受信した画像データから１フレーム分の画像を選択し、取得する（ステップＳ１０１）。輪郭検出部１１２は、画像取得部１１１が取得した画像から楕円の輪郭５５を探索し、検出できなかった場合には（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、別のフレームの画像を選択し、取得する。楕円を検出できた場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、検出した楕円の輪郭５５の周辺画像を拡大した画像を表示部１７に表示させる（ステップＳ１０３）。

楕円の輪郭５５の検出は、フレーム画像全体を、画像がカラーの場合はモノクログレー化した後、画像がモノクログレーの場合はそのまま、平滑化した後に２値化すると、マンホールの蓋５０及び受け枠５２が領域として抽出され、領域のエッジ検出をし、そのエッジ情報からが楕円の輪郭５５を検出する。

例えば、画像取得部１１１が図４（ａ）に示すようなフレーム画像を取得した場合、輪郭検出部１１２は受け枠５２の外周を示す楕円の輪郭５５を検出する。そして、図４（ｂ）に示すような楕円の輪郭５５の周辺画像を拡大した画像を表示部１７に表示させる（ステップＳ１０３）。

次に、計測点選択部１１３が、暗域の幅を計測する計測点を選択する（ステップＳ１０４）。より詳細には、図５（ａ）に示すように、輪郭検出部１１２が検出した輪郭５５を上領域Ａ、右領域Ｂ、下領域Ｃ、左領域Ｄの４領域に分割し、各領域内の少なくとも１点の計測点を選択する。上領域Ａは輪郭５５と楕円の長軸５５１との交点のうち画面上で上側の点を含む領域であり、右領域Ｂは輪郭５５と楕円の短軸５５２との交点のうち画面上で右側の点を含む領域であり、下領域Ｃは輪郭５５と楕円の長軸５５１との交点のうち画面上で下側の点を含む領域であり、左領域Ｄは輪郭５５と楕円の短軸５５２との交点のうち画面上で左側の点を含む領域である。本実施の形態では、各領域内でそれぞれの交点を含む等間隔の３点を計測点として選択する（上領域Ａ：ａ_１，ａ_２，ａ_３、右領域Ｂ：ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３、下領域Ｃ：ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３、左領域Ｄ：ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３）。

次に、実サイズ換算値算出部１１５が、計測点選択部１１３が選択した計測点の画素及びその周辺画素の実サイズ換算値を算出する（ステップＳ１０５）。具体的には、予め分かっている受け枠５２の外径の実サイズＭと輪郭５５の楕円の長径の画素数Ｎから、計測点選択部１１３が選択した計測点の画素及びその周辺画素の１画素あたりの実サイズである実サイズ換算値Ｔを算出する。輪郭５５と長軸５５１との交点近傍では、実サイズ換算値Ｔは式（１）のようになる。なお、ここでは説明を簡単にするために、マンホールの蓋５５の画像が画像の水平方向において中央に近いところにあるとする。

Ｔ＝Ｍ／Ｎ （１）

一方、輪郭５５と長軸５５１との交点近傍以外では、カメラ２１から計測点に対応する蓋５５上の実位置までの距離（奥行値）Ｚ_Ｓと、カメラ２１から楕円の中心に対応する蓋５５上の実位置までの距離（奥行値）Ｚ_Ｃとに基づいて補正を行う必要がある。輪郭５５と長軸５５１との交点近傍以外の補正後の実サイズ換算値Ｔは、式（２）のようになる。

Ｔ＝Ｍ／Ｎ×Ｚ_Ｓ／Ｚ_Ｃ （２）

次に、暗域幅取得部１１４が各計測点における輪郭５５の法線方向で、かつ、各計測点から楕円の内側に向かう方向（図５（ｂ）の矢印の方向）に配置する複数の画素の輝度を取得する。この輝度のプロファイルは、図６に示すように輝度が低くなる暗域を含む。この暗域はマンホールの蓋５０と受け枠５２との間の隙間や段差によって暗く見える部分である。この暗域の幅を算出する（ステップＳ１０６）。より詳細には、各点の輝度プロファイルにおける輝度の最低値Ｌ_ｍｉｎと、輪郭５５の内部の画素の輝度の平均値Ｌ_ａｖｅとを取得し、式（３）で表される閾値Ｌ_ｔｈを算出する。そして輝度プロファイルにおいて、閾値Ｌ_ｔｈ以下となる範囲の幅Ｐを暗域幅として取得する。

Ｌ_ｔｈ＝ｋＬ_ａｖｅ＋（１−ｋ）Ｌ_ｍｉｎ （０＜ｋ＜１） （３）

ここで、Ａ〜Ｄの各領域において３点ずつ計測点を選択しているため、３点それぞれについて取得した暗域幅の平均値を求める。

ステップＳ１０６で求めた暗域幅は、マンホールの蓋５０の表面と受け枠５２の表面が面一であるばあいには、蓋５０と受け枠５２の間の隙間に起因する部分のみが暗域として表示される。一方、蓋５０の表面と受け枠５２の表面にずれがある場合には、蓋５０と受け枠５２の間の隙間のみならず蓋５０と受け枠５２の間の段差に起因する部分が暗域として表示される。

ここで、右領域Ｂ、左領域Ｄの暗域はほとんどマンホールの蓋５０と受け枠５２との間の隙間を表していると考えられるため、右領域Ｂと左領域Ｄの暗域幅に基づいて隙間ｄｚを算出する（ステップＳ１０７）。具体的には、右領域Ｂの暗域幅の画素数に右領域Ｂの計測点の実サイズ換算値を乗じて右側の隙間を算出し、左領域Ｄの暗域幅の画素数に左領域Ｂの計測点の実サイズ換算値を乗じて左側の隙間を算出する。そして、右側の隙間と左側の隙間との平均値を隙間ｄｚとして算出する。

次に、ステップＳ１０５で求めた実サイズ換算値と、ステップＳ１０６で求めた上領域Ａ及び下領域Ｃの暗域幅と、ステップＳ１０７で求めた隙間幅と、に基づいて段差を算出する。

上領域Ａの暗域幅の方が下領域Ｃの暗域幅より広い場合（ステップＳ１０８：（ｉ））、図７（ａ）に示すように、マンホールの蓋５０が受け枠５２に対して沈んでいると判定できるため、沈み量である段差を算出する（ステップＳ１０９）。段差の算出方法について図７（ｂ）を用いて詳細に説明する。画像面Ｆには、マンホールの蓋５０と受け枠５２の段差ｓに対応する長さｓ’の像が投影され、マンホールの蓋５０と受け枠５２の隙間ｄｚに対応する長さｔ’の像が投影される。長さｔ’の像の実サイズをｔとすると、式（４）のようになる。ここで、角度θは、カメラ２１の高さｙと、カメラ２１から蓋５５の側面までの距離（奥行値）ｚを用いて式（５）のように表される。なお、ここではカメラの下向き角度は０度としている。

ｔ＝ｄｚ・ｔａｎθ （４）
θ＝ａｔａｎ（ｙ／ｚ） （５）

また、上領域Ａの暗域はマンホールの蓋５０と受け枠５２との間の段差ｓと隙間に対応するｔの合計に相当するため、上領域Ａの暗域幅の画素数に上領域Ａの計測点における実サイズ換算値を乗じた値からｔを差し引くことにより段差ｓを算出する。

一方、上領域Ａの暗域幅が下領域Ｃの暗域幅より狭い場合（ステップＳ１０８：（ii））、図８（ａ）に示すように、マンホールの蓋５０が受け枠５２に対して浮いていると判定できるため、浮き量である段差算出値を算出する（ステップＳ１１０）。段差の算出方法について図８（ｂ）を用いて詳細に説明すると、画像面Ｆには、マンホールの蓋５０と受け枠５２の段差ｓに対する長さｓ’の像が投影され、マンホールの蓋５０と受け枠５２の隙間ｄｚに対する長さｔ’の像が投影される。ｔはステップＳ１０９と同様にして求める。

下領域Ｃの暗域はマンホールの蓋５０と受け枠５２との間の段差ｓと隙間に対応するｔの合計に相当するため、下領域Ｃの暗域幅の画素数に下領域Ｃの計測点における実サイズ換算値を乗じた値からｔを差し引くことにより段差ｓを算出する。

上領域Ａの暗域幅と下領域Ｃの暗域幅が略同じである場合（ステップＳ１０８
：（iii））、段差は約０と判定する（ステップＳ１１１）。

ステップＳ１０９〜１１１で算出した段差は、段差算出に用いたフレーム画像、撮影場所の位置情報、撮影時刻とともに記憶部１５に記憶し、表示部１７に表示させて（ステップＳ１１２）処理を終了する。

以上説明したように、本実施の形態においては、道路を撮影した画像から楕円の輪郭を検出し、楕円の輪郭を上領域Ａ、右領域Ｂ、下領域Ｃ、左領域Ｄからなる４領域に分割し、各領域内の少なくとも１点の計測点を選択し、計測点における輪郭の法線方向でかつ計測点から楕円の内側に向かう方向に配置する複数の画素の輝度を取得し、輝度プロファイルから暗域の幅を取得し、上領域Ａの暗域幅と下領域Ｃの暗域幅とを比較して蓋５０が受け枠５２に対して浮いているか沈んでいるかを判定し、上領域Ａの暗域幅と下領域Ｃの暗域幅のいずれか一方から、右領域Ｂと左領域Ｄの暗域幅の平均値を差し引いて段差の算出値を出力することとした。これにより、簡易な構成で容易に段差を正確に計測することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図９、１０を参照して詳細に説明する。

本実施の形態に係る段差計測装置３０は、実施の形態１と同様に道路４０を撮影した画像に基づいて、道路４０に設置されたマンホールの蓋５０の周囲に生じる段差を計測する装置であるが、画像を回転、拡大して、実スケールゲージを重畳表示する機能を備える点で実施の形態１と異なる。

図９に示すように、段差計測装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）３１、通信部１３、記憶部１５、表示部１７から構成され、外部に接続したカメラ２１から受信する情報に基づいて段差を計測し、記録する。カメラ２１は撮影指示信号発生部２２から出力される制御信号に基づいて撮影を実行する。カメラ２１、撮影指示信号発生部２２の構成は実施の形態１と同様である。

ＣＰＵ３１は、実施の形態１と同様の画像取得部１１１、輪郭検出部１１２、計測点選択部１１３、暗域幅取得部１１４、実サイズ換算値算出部１１５、隙間幅算出部１１６、段差算出部１１７、時刻・位置取得部１１８に加えて、画像回転部３１１、ゲージ重畳部３１２を更に有する。

画像回転部３１１は、画像の計測点周辺を回転して拡大した画像を作成し、ゲージ重畳部３１２は、拡大画像上に実スケールゲージを重畳した画像を表示する。

例えば、画像取得部１１１が取得した画像が図１０（ａ）に示すような画像であった場合について説明する。輪郭検出部１１２は右上の端に近い領域で楕円の輪郭５５を検出する。画像の端に近い領域では、画像に歪みが生じるため楕円の長軸が水平方向から回転しさらに歪んだ状態で表示される。よって楕円の輪郭検出は、長軸方向に寄らずに検出する必要があり、また正確な楕円から所定の範囲内でずれている形状も検出する必要がある。

まず、計測点選択部１１３は、輪郭５５と楕円の長軸５５１、短軸５５２との交点を計測点として選択する。

輪郭検出部１１２が、長軸方向が水平でなく、楕円が歪んだ状態の輪郭５５を検出した場合は、画像回転部３１１は計測点周辺の画像を拡大する際にその歪みを補正し、長軸方向が水平になるように回転させた図４（ｂ）に示すような画像を生成する。

画像回転部３１１が生成した拡大画像に対して、ゲージ重畳部３１２が、図１０（ｂ）に示すような、選択した計測点を基準位置としたゲージ（目盛り）を重ねた画像を生成し、表示部１７に表示させる。ここで、ゲージは、実サイズ換算値算出部１１５が算出する実サイズ換算値に基づいて、輪郭５５の各計測点における実スケールを示したものである。

表示部１７に表示された画像において、ユーザが左右の計測点で目視計測した数値を入力することにより、入力された値に基づいて隙間幅算出部１１６は隙間幅を算出することができる。また、ユーザが上下の計測点で目視計測した数値を入力することにより、入力された値に基づいて段差算出部１１７は、隙間幅も考慮して段差を算出することができる。

以上説明したように、本実施の形態においては、輪郭検出部１１２が、長軸方向が水平でなく、楕円が歪んだ状態の輪郭５５を検出した場合は、画像回転部３１１が輪郭５５周辺の画像を拡大する際にその歪みを補正し、長軸方向が水平になるように回転させ、ゲージ重畳部３１２が計測点を基準位置としたゲージを重ねた画像を生成することとした。これにより、画像のどの領域に楕円が検出されても、楕円の長軸方向が水平となった状態で、段差を目視することができ、ゲージを用いて段差を計測することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について図１１を参照して詳細に説明する。

本実施の形態に係る段差計測装置６０は、実施の形態１と同様に道路４０を撮影した画像に基づいて、道路４０に設置されたマンホールの蓋５０の周囲に生じる段差を計測する装置であるが、段差の計測に用いる画像は、ステレオカメラで撮影した画像であることが実施の形態１と異なる。

図１０に示すように、段差計測装置６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）６１、通信部１３、記憶部１５、表示部１７から構成され、外部に接続した第１カメラ２３、第２カメラ２４から受信する情報に基づいて段差を計測し、記録する。第１カメラ２３、第２カメラ２４は撮影指示信号発生部２２から出力される制御信号に基づいて同時に撮影する。

第１カメラ２３、第２カメラ２４は、図２（ａ）に示すように道路４０上を走行する車両２に備えられる。第１カメラ２３、第２カメラ２４は例えば車両２の上面に水平に備え付けられ、車両２の前方を撮影する。第１カメラ２３、第２カメラ２４は、互いに略平行もしくは、撮影対象のマンホールの蓋５０を同時に撮影できるように互いにやや内向きの光軸で撮影する。また、車両２の進行方向の道路のより車両２に近い範囲も撮影できるように第カメラ２３、第２カメラ２４の光軸をやや下方に向けても良い。

ＣＰＵ６１は、実施の形態１と同様の構成・機能を有する画像取得部１１１、輪郭検出部１１２、計測点選択部１１３、暗域幅取得部１１４、実サイズ換算値算出部１１５、隙間幅算出部１１６、段差算出部１１７、時刻・位置取得部１１８に加えて、３次元座標取得部６１１、２点間距離算出部６１２を備えている。

３次元座標取得部６１１は、同時刻に第１カメラ２３と第２カメラ２４で撮影した２枚の画像中の互いに対応する計測点が示す箇所の３次元座標を取得する。ここで３次元座標の取得は、従来のステレオ画像から三角測量の原理を用いた３次元座標を算出する方法により行う。

２点間距離算出部６１２は、３次元座標取得部６１１が取得した２点以上の計測点の３次元座標に基づいて、２点間の距離を算出する。

本実施の形態の段差計測装置６０は、実施の形態１と同様の方法でマンホールの蓋５０と受け枠５２との間の段差を算出すると共に、ステレオ画像に基づく３次元座標の取得による様々な評価を行う。

例えば、３次元座標取得部６１１が輪郭検出部１１２で検出した楕円の輪郭５５と楕円の長軸との交点２点の３次元座標を取得した場合には、２点間距離算出部６１２は、楕円の長径の実サイズを算出することができる。この長径の実サイズはマンホールの受け枠５２の外径に相当する。マンホールの蓋５０及び受け枠５２は、上下水道、電気通信ケーブル用等の用途ごとに外径が異なる場合が多い。よって、受け枠５２の外径を計測することで、計測対象のマンホールの蓋５０を選別することができる。この場合、選別したマンホールの蓋５０についてのみ結果を出力するようにしてもよい。ここでは、２点間距離算出部６１２は計測対象判別部としても機能する。

また、３次元座標取得部６１１が輪郭検出部１１２で検出した楕円の輪郭５５から一定距離内側の少なくとも２点の３次元座標を取得した場合には、２点間距離算出部６１２は、マンホールの蓋５０上の２点の鉛直方向における座標の差を算出することができる。この鉛直方向における座標の差が予め定めた値より大きい場合には、マンホールの蓋５０が傾いていることを判定することができる。ここでは、２点間距離算出部６１２は蓋傾斜判定部としても機能する。なお、３次元座標を取得する２点は任意の点で良いが、例えば、楕円の輪郭５５と楕円の長軸との交点２点から一定距離内側の位置の３次元座標を取得する。

また、３次元座標取得部６１１が輪郭検出部１１２で検出した楕円の輪郭５５の内側と外側の少なくとも各１点の３次元座標を取得した場合には、２点間距離算出部６１２は、受け枠５２の表面上の点と受け枠５２の外側の路面上の点の鉛直方向における座標の差を算出することができる。この鉛直方向における座標の差は、受け枠５２の表面と外周の路面との高低差を示しているため、その高低差を計測することができる。つまり、２点間距離算出部６１２は受け枠５２とその外周の高低差推定部としても機能する。

また、３次元座標取得部６１１が、輪郭検出部１１２が検出した輪郭５５の３次元計測を行い、楕円の長径を算出した場合には、その長径を実サイズ換算値算出部１１５が用いる受け枠５２の外径の実サイズとして使用してもよい。

また、３次元座標取得部６１１が、計測点選択部１１３が選択した計測点の３次元位置を高精度に算出し、実サイズ換算値算出部１１５が用いる計測点の３次元位置情報として使用してもよい。

また、輪郭検出部１１２が検出した輪郭が、マンホールの蓋５０と受け枠５２の外周の２つであった場合に、３次元座標取得部６１１は２つの楕円の３次元情報を取得し、それに基づいて段差を算出するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施の形態においては、ステレオカメラを構成する第１カメラ２３、第２カメラ２４が道路を撮影した画像に基づいて、マンホールの蓋５０と受け枠５２の段差を計測するとともに、３次元座標取得部６１１が輪郭５５の周囲の３次元座標を取得し、２点間距離算出部６１２が３次元座標を取得した２点の間の距離を算出することとした。これにより、受け枠５２の外径、マンホールの蓋５０の傾き、受け枠５２とその外周の間の高低差等の様々な評価が可能となる。

このように本発明は、道路を撮影した画像から略楕円の輪郭を検出し、輪郭と略楕円の長軸との交点を含む右領域と左領域と、輪郭と略楕円の短軸との交点を含む上領域と下領域からなる４領域に分割し、各領域内の少なくとも１点の計測点を選択し、計測点における輪郭の法線方向で、かつ、計測点から略楕円の内側又は外側に向かう方向に配置する複数の画素の輝度を取得し、輝度が予め定めた基準以下である暗域の幅を取得し、各領域の暗域の幅に基づいて略楕円が示すマンホールの蓋の受け枠に対する浮き又沈みがあることを判別し、段差を算出することとした。これにより、簡易な構成で正確にマンホールの蓋の周囲に生じた段差を計測することが可能になる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

例えば、輪郭検出部１１２で検出した輪郭を４つの領域に分割して、各領域内で１点以上の計測点の輝度プロファイルを取得するとしたが、５以上の領域に分割しても良い。

また、計測点の輝度プロファイルは、計測点より内側の画素について取得するとしたが、輪郭検出部１１２が検出した輪郭５５が、マンホールの蓋５０の外周を示している可能性もあるため、計測点の内側及び外側を計測するようにしてもよい。

また、実サイズ換算値を求める際に、予め分かっている受け枠５２の外径の実サイズと、輪郭５５の楕円の長径の比から算出するとしたが、輪郭５５が、マンホールの蓋５０の外周を示している可能性もあるため、その場合には、予め分かっている蓋５０の外径の実サイズと、輪郭５５の楕円の長径の比から実サイズ換算値を求めるようにしてもよい。

また、上領域Ａの暗域幅から右領域Ｂと左領域Ｄの暗域幅の平均値を差し引くことにより段差を算出するとしたが、上領域Ａの暗域幅から、右領域Ｂの暗域幅、左領域の暗域幅のいずれか一方を差し引くことにより段差を算出するようにしてもよい。輝度の計測点を減らすことができＣＰＵ１１の処理量を軽減させることができる。

また、実サイズ換算値算出部１１５は、予め分かっている受け枠５２の外径の実サイズと輪郭５５の楕円の長径の画素数の比により実サイズ換算値を求めるとしたが、他の任意の方法でもよい。例えば、カメラ２１の内部パラメータ（焦点距離、画像中心、撮像素子実サイズ）が分かっている場合、内部パラメータを用いて、カメラ２１に対する蓋５０の３次元位置・姿勢を簡易的に求めることが可能である。その位置・姿勢を用いて、計測点選択部１１３が選択した計測点の３次元位置を、より正確に算出し、その３次元位置に基づいて、計測点の画素及びその周辺画素の１画素あたりの実サイズを求めることができる。

実サイズ換算値の他の算出方法として、カメラ２１の内部パラメータ（焦点距離、画像中心、画素実サイズ）と外部パラメータ（路面に対する高さと下向きの角度）が分かっている場合に、内部パラメータと外部パラメータを用いて、カメラ２１に対する蓋５０の３次元位置・姿勢を正確に求めてもよい。その位置・姿勢を用いて、計測点選択部１１３が選択した前記計測点の３次元位置を、より正確に算出し、その３次元位置に基づいて、計測点の画素及びその周辺画素の１画素あたりの実サイズを求めることができる。

実サイズ換算値は、画像中の蓋５０の位置が左右に寄った位置の場合でも、カメラ２１から蓋５０が遠い場合は、奥行値で近似しても問題ないが、カメラ２１に近づくにつれ誤差が大きくなるため、奥行値を３次元位置に基づく３次元距離に置き換えて算出することにより、より正確な実サイズ換算値を取得できる。

また、輪郭検出部１１２が検出した輪郭５５において計測点を計測し、暗域幅を取得し段差を求めるようにしたが、輪郭検出部１１２は、カメラ２１の内部パラメータと外部パラメータが分かっている場合であって、輪郭５５が検出できなかった場合には、内部パラメータと外部パラメータを用いて、あらかじめ分かっているマンホールの直径の実サイズから、楕円を画像上に投影してもよい。このとき、フレーム画像中のマンホールの中心位置を指定する中心位置指定部を有し、中心位置指定部で指定された中心位置に投影した楕円を輪郭５５と決定してもよい。

また、隙間幅算出部１１６は実サイズ換算値を用いて実サイズの隙間幅を算出し、それに基づいて段差を算出するとしたが、右領域Ｂの暗域幅と左領域Ｄの暗域幅に基づいて実サイズ換算前の補正値を算出し、上領域Ａの暗域幅又は下領域Ｃの暗域幅から当該補正値を差し引いて段差に相当する値を求めるようにしてもよい。

また、暗域幅を求める際に、計測点から楕円の内側に配列された画素の輝度プロファイルの最低値と、輪郭５５の内部の画素の輝度の平均値に基づいて閾値を決定し閾値以下の領域を暗域であると判定したが、閾値は予め定めた値でも良く、最低値、平均値のいずれか一方を基準にする等他の方法により設定したものであっても良い。

また、ＣＰＵ１１、３１、６１が実行した処理のプログラムを、既存のコンピュータ等の情報端末で実行させることにより、当該情報端末を本発明に係る段差計測装置１０、３０、６０として機能させることも可能である。

このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＭＯ（Magneto Optical Disc）、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネット等の通信ネットワークを介して配布してもよい。

１０，３０，６０…段差計測装置
１１，３１，６１…ＣＰＵ
１１１…画像取得部
１１２…輪郭検出部
１１３…計測点選択部
１１４…暗域幅取得部
１１５…実サイズ換算値算出部
１１６…隙間幅算出部
１１７…段差算出部
１１８…時刻・位置取得部
１３…通信部
１５…記憶部
１７…表示部
２…車両
２０…ＧＰＳ衛星
２１…カメラ
２２…撮影指示信号発生部
２２１…ＧＰＳアンテナ
２３…第１カメラ
２４…第２カメラ
３１１…画像回転部
３１２…ゲージ重畳部
６１１…３次元座標取得部
６１２…２点間距離算出部
４０…道路
５０…蓋
５１…開口部
５２…受け枠
５２１…下方支持部
５５…輪郭
５５１…長軸
５５２…短軸

Claims (11)

1. 道路上のマンホールの蓋の受け枠に対する浮き又は沈みによって生じる段差を計測する段差計測装置であって、
   道路を撮影したフレーム画像を取得する画像取得部と、
   前記画像取得部が取得した前記フレーム画像から略楕円の輪郭を検出する輪郭検出部と、
   前記輪郭検出部が検出した前記略楕円の前記輪郭を、前記輪郭と前記略楕円の長軸との交点を含む右領域と左領域と、前記輪郭と前記略楕円の短軸との交点を含む上領域と下領域からなる４領域に分割し、前記４領域の各領域内の少なくとも１点の計測点を選択する計測点選択部と、
   前記計測点選択部が選択した前記計測点における前記輪郭の法線方向で、かつ、前記計測点から前記略楕円の内側又は外側に向かう方向に配置する複数の画素の輝度を取得し、前記輝度が予め定めた基準以下である暗域の幅を取得する暗域幅取得部と、
   前記右領域及び前記左領域の前記暗域の幅に基づく補正値を算出する補正値算出部と、
   前記上領域の前記暗域の幅から前記補正値を差し引いて算出する第１差分値、又は、前記下領域の前記暗域の幅から前記補正値を差し引いて算出する第２差分値に基づいて、前記段差を算出する段差算出部と、
   を有することを特徴とする段差計測装置。
2. 予め分かっている前記蓋の外径又は前記受け枠の外径の実サイズと前記輪郭の前記略楕円の長径又は短径の画素数から、前記計測点選択部が選択した前記計測点の画素及びその周辺画素の実サイズ換算値を算出する実サイズ換算値算出部をさらに有し、
   前記補正値算出部は、前記右領域又は前記左領域の前記暗域の幅と、前記実サイズ換算値算出部が算出した前記実サイズ換算値から、前記マンホールの蓋と前記受け枠との間の隙間の幅の実サイズである前記補正値を算出し、
   前記段差算出部は、前記実サイズ換算値を用いて実サイズに換算した前記上領域の前記暗域の幅から前記補正値算出部が算出した前記補正値を差し引くことにより前記第１差分値を算出し、前記実サイズ換算値を用いて実サイズに換算した前記下領域の前記暗域の幅から前記補正値算出部が算出した前記補正値を差し引くことにより前記第２差分値を算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の段差計測装置。
3. 前記段差算出部は、
   前記上領域の前記暗域の幅が、前記下領域の前記暗域の幅よりも広い場合にはマンホールの蓋がマンホールの蓋の受け枠よりも沈んでいると判定して、実サイズに換算した前記第１差分値を前記段差として算出し、
   前記上領域の前記暗域の幅が、前記下領域の前記暗域の幅よりも狭い場合にはマンホールの蓋がマンホールの蓋の受け枠よりも浮いていると判定して、実サイズに換算した前記第２差分値を前記段差として算出する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の段差計測装置。
4. 前記補正値算出部は、前記右領域の前記暗域の幅と前記左領域の前記暗域の幅の平均値に基づく前記補正値を算出する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の段差計測装置。
5. 前記暗域幅取得部は、前記複数の画素の輝度の最低値と、前記輪郭の内部の画素の輝度の平均値に基づいて定められた基準値以下の領域の幅を暗域の幅として取得する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の段差計測装置。
6. 前記輪郭検出部が検出した輪郭の前記略楕円の長軸が前記フレーム画像において水平でない場合に、前記輪郭の前記略楕円の長軸が水平となるように前記輪郭周辺の画像を回転した回転画像を生成する画像回転部と、
   前記実サイズ換算値算出部が算出する前記実サイズ換算値に基づいて、前記計測点における実スケールを算出し、前記画像回転部が生成した画像に前記実スケールを示したゲージを重畳した画像を生成するゲージ重畳部と、を更に有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の段差計測装置。
7. 前記画像取得部が取得する画像は、ステレオカメラで撮影したステレオ画像であって、
   前記輪郭検出部が検出した前記輪郭の前記略楕円の長径を、前記ステレオ画像に基づく３次元計測により算出し、前記略楕円の長径が予め定めた範囲内であった場合に、前記輪郭が示すマンホールの前記蓋及び前記受け枠が計測対象であることを判別する計測対象判別部を更に有し、
   前記段差算出部は、前記計測対象判別部が計測対象であると判別したマンホールの前記蓋及び前記受け枠について、前記段差の計測結果を出力する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の段差計測装置。
8. 前記画像取得部が取得する画像は、ステレオカメラで撮影したステレオ画像であって、
   前記輪郭検出部が検出した前記輪郭から一定距離内側の少なくとも２点の鉛直方向における高さの差を、前記ステレオ画像に基づく３次元計測により算出し、前記高さの差が予め定めた値より大きい場合には、マンホールの蓋５０が傾斜していることを判定する蓋傾斜判定部をさらに有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の段差計測装置。
9. 前記画像取得部が取得する画像は、ステレオカメラで撮影したステレオ画像であって、
   前記輪郭検出部が検出した前記輪郭の内側と外側の少なくとも各１点の鉛直方向における高さの差を、前記ステレオ画像に基づく３次元計測により算出し、前記高さの差を前記受け枠と前記受け枠の外周との高低差として推定する外周高低差推定部をさらに有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の段差計測装置。
10. コンピュータが、道路上のマンホールの蓋の受け枠に対する浮き又は沈みによって生じる段差を計測する段差計測方法であって、
    道路を撮影したフレーム画像を取得する画像取得ステップと、
    前記画像取得ステップで取得した前記フレーム画像から略楕円の輪郭を検出する輪郭検出ステップと、
    前記輪郭検出ステップで検出した前記略楕円の前記輪郭を、前記輪郭と前記略楕円の長軸との交点を含む右領域と左領域と、前記輪郭と前記略楕円の短軸との交点を含む上領域と下領域からなる４領域に分割し、前記４領域の各領域内の少なくとも１点の計測点を選択する計測点選択ステップと、
    前記計測点選択ステップで選択した前記計測点における前記輪郭の法線方向で、かつ、前記計測点から前記略楕円の内側又は外側に向かう方向に配置する複数の画素の輝度を取得し、前記輝度が予め定めた基準以下である暗域の幅を取得する暗域幅取得ステップと、
    前記右領域及び前記左領域の前記暗域の幅に基づいて前記マンホールの蓋と前記受け枠との間の隙間の幅に対応する補正値を算出する補正値算出ステップと、
    前記上領域の前記暗域の幅から前記補正値を差し引いて算出する第１差分値、又は、前記下領域の前記暗域の幅から前記補正値を差し引いて算出する第２差分値に基づいて、前記段差を算出する段差算出ステップと、
    を有することを特徴とする段差計測方法。
11. 道路上のマンホールの蓋の受け枠に対する浮き又は沈みによって生じる段差を計測するコンピュータに、
    道路を撮影したフレーム画像を取得する画像取得手順と、
    前記画像取得手順で取得した前記フレーム画像から略楕円の輪郭を検出する輪郭検出手順と、
    前記輪郭検出手順で検出した前記略楕円の前記輪郭を、前記輪郭と前記略楕円の長軸との交点を含む右領域と左領域と、前記輪郭と前記略楕円の短軸との交点を含む上領域と下領域からなる４領域に分割し、前記４領域の各領域内の少なくとも１点の計測点を選択する計測点選択手順と、
    前記計測点選択手順で選択した前記計測点における前記輪郭の法線方向で、かつ、前記計測点から前記略楕円の内側又は外側に向かう方向に配置する複数の画素の輝度を取得し、前記輝度が予め定めた基準以下である暗域の幅を取得する暗域幅取得手順と、
    前記右領域及び前記左領域の前記暗域の幅に基づいて前記マンホールの蓋と前記受け枠との間の隙間の幅に対応する補正値を算出する補正値算出手順と、
    前記上領域の前記暗域の幅から前記補正値を差し引いて算出する第１差分値、又は、前記下領域の前記暗域の幅から前記補正値を差し引いて算出する第２差分値に基づいて、前記段差を算出する段差算出手順と、
    を実行させるためのプログラム。

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