JP6845836B2 - 配管経路の測定方法および配管経路測定システム - Google Patents

Description

本発明は、配管経路の測定方法および配管経路測定システムに関する。

古い建物では、配管の経路について、紙の図面しか残っていなかったり、配管の経路図面が残っている場合でも、図面どおりに配設されていなかったりすることも多く、壁に配設された配管の経路を測定、把握する方法が希求されている。

配管等の管路形状の探測方法として、探測すべき管路内に、測定機器を挿入する方法が開示されている（特許文献１〜６）。測定機器は様々な測定機構を備えている。たとえば、特許文献１、２ではカメラを管路内に挿入する方法が開示されている。特許文献３ではレーザ発光装置とカメラを管路内に挿入する方法が開示されている。特許文献４では傾斜センサと、管軸に沿う押し込み長さを検出する管内位置センサを管路内に挿入する方法が開示されている。特許文献５では光源と撮像ユニットと３軸方向を検出するセンサを管路内に挿入する方法が開示されている。特許文献６では加速度センサと地磁気センサとカメラを管路内に挿入する方法が開示されている。特許文献７では加速度センサとジャイロセンサを管路内に挿入する方法が開示されている。

特開平０８−２４０４１５号公報 特開平０９−２３６４１２号公報 特開２００１−１４１４３１号公報 特開２００１−２８０９６１号公報 特開２００８−１３３６８７号公報 特開２０１４−０２９３０２号公報 特開２０１７−０１５５６３号公報

ここで、内部が汚染された下水管などの管路である場合、管路内に挿入した測定機器が汚染されることがある。測定機器が汚染されると、その測定機器を再利用することが困難な場合がある。しかし、測定の都度、新しい測定機器を使用することはコスト上好ましくない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、測定機器の再利用が容易な配管経路の測定方法および配管経路測定システムを提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る配管経路の測定方法は、測定対象の配管経路を構成する管路内に、該管路の長手方向にわたって、可撓性を有する管状体を挿入する第１工程と、前記管状体内で前記管路の長手方向に沿って測定機器を移動させる第２工程と、前記管状体内の長手方向の複数箇所において、前記測定機器によって、前記管状体内の位置に関する情報を取得する第３工程と、前記情報に基づいて、前記配管経路を特定する第４工程とを含むことを特徴とする。

本発明の一態様に係る配管経路の測定方法は、前記管状体は、内部から視認可能な複数のマーカを長手方向にわたって有しており、前記測定機器は、２つ以上の撮像部を有しており、前記第３工程は、前記２つ以上の撮像部によって前記マーカを含む前記管状体の内部を撮像して、前記管状体内の位置に関する情報を取得し、前記第４工程は、撮像した画像に含まれる前記情報に基づいて、前記配管経路を特定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る配管経路の測定方法は、前記第４工程は、前記撮像した画像から、前記マーカの座標を特定し、前記座標に基づいて前記配管経路を特定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る配管経路の測定方法は、前記第３工程は、座標が既知の基準マーカと座標が未知の測定マーカとを含むように前記画像を撮像して、前記管状体内の位置に関する情報を取得し、前記第４工程は、前記基準マーカの座標に基づいて、前記測定マーカの座標を特定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る配管経路の測定方法は、前記第４工程は、三角法またはエピポーラ幾何を用いて、前記測定マーカの座標を特定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る配管経路の測定方法は、前記測定機器は、光学センサを有する機器、少なくとも加速度センサとジャイロセンサとを有する機器、または方位センサを有する機器であることを特徴とする。

本発明の一態様に係る配管経路測定システムは、測定対象の配管経路を構成する管路内に長手方向にわたって挿入可能に構成された、可撓性を有する管状体と、前記管状体内で前記管路の長手方向に沿って移動可能に構成され、前記管状体内の長手方向の複数箇所において、前記管状体内で位置に関する情報を取得可能に構成された測定機器と、前記取得した情報に基づいて、前記配管経路を特定する処理装置と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係る配管経路測定システムは、前記管状体は、内部から視認可能な複数のマーカを長手方向にわたって有しており、前記測定機器は、２つ以上の撮像部を有しており前記２つ以上の撮像部によって前記マーカを含む前記管状体の内部を撮像し、前記処理装置は、撮像した画像に含まれる前記情報に基づいて、前記配管経路を特定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る配管経路測定システムは、前記処理装置は、前記撮像した画像から、前記マーカの座標を特定し、前記座標に基づいて前記配管経路を特定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る配管経路測定システムは、前記測定機器は、座標が既知の基準マーカと座標が未知の測定マーカとを含むように前記画像を撮像し、前記処理装置は、前記基準マーカの座標に基づいて、前記測定マーカの座標を特定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る配管経路測定システムは、前記処理装置は、三角法またはエピポーラ幾何を用いて、前記測定マーカの座標を特定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る配管経路測定システムは、前記測定機器は、光学センサを有する機器、少なくとも加速度センサとジャイロセンサとを有する機器、または方位センサを有する機器であることを特徴とする。

本発明によれば、測定機器の再利用が容易な配管経路の測定方法および配管経路測定システムを提供できるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る配管経路測定システムの模式的な構成図である。 図２は、図１に示す測定機器の構成を説明する図である。 図３は、図１に示す配管経路測定システムを用いた測定方法の一例の説明図である。 図４は、図１に示す配管経路測定システムを用いた測定方法の一例の説明図である。 図５は、マーカの座標を特定する方法を説明する図である。 図６は、図１に示す配管経路測定システムを用いた測定方法の一例の処理フロー図である。 図７は、実施形態２に係る配管経路測定システムおよびこれを用いた測定方法の一例の説明図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る配管経路測定システムの模式的な構成図である。配管経路測定システム１００は、管状体１０と、測定機器２０と、処理装置３０と、ケーブル４０と、照明光源５０と、を備えている。

管状体１０は、測定対象の配管経路を構成する管路内に、長手方向にわたって挿入可能な長さおよび外径に構成されている。また、管状体１０は可撓性を有するものであり、管路が屈曲していてもそれに合わせて変形することが可能なものである。管状体１０はたとえば樹脂からなるが、その構成材料は特に限定されず、たとえば金属からなるものでもよい。本実施形態では管状体１０は透光性を有する樹脂からなるものとする。

管状体１０は、その外周面１１に形成された複数のマーカ１２を有する。本実施形態では、複数のマーカ１２は、周方向に沿って略等角度で配列し、かつ長手方向にわたって距離Ｌにて略等間隔で配列するように配置されている。ただし、マーカの配置の態様は、周方向における等角度や長手方向にわたる等間隔に限定されるものではない。マーカ１２は、たとえば管状体１０の外周面１１にインクで着色して形成したものであり、本実施形態では円形状である。このようなマーカ１２は、市販の透光性の管状体に外部から容易に形成できる。また、管状体１０は透光性を有するので、マーカ１２は管状体１０の内部から視認可能である。

測定機器２０は、管状体１０内で長手方向に沿って移動可能なサイズに構成されている。測定機器２０は、図２に示すように、２つの撮像部２１、２２と、光照射部２３とを有する。

撮像部２１は、レンズなどの光学素子からなる対物光学系２１ａと、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子２１ｂとを有する。撮像素子２１ｂは、後述するように処理装置３０から供給される駆動信号によって駆動し、対物光学系２１ａによって形成された光学像を受け、これを光電変換して、光学像の情報を含む画像信号を出力する。撮像部２２は対物光学系２２ａと撮像素子２２ｂとを有する。撮像素子２２ｂも処理装置３０から供給される駆動信号によって駆動し、対物光学系２２ａによって形成された光学像を受け、これを光電変換して、光学像の情報を含む画像信号を出力する。なお、撮像部２１、２２は、その光軸が互いに平行になるように設置されている。光照射部２３は、撮像部２１、２２の撮像対象物に照明光を照射する。

処理装置３０は、演算部３１と、記憶部３２と、表示部３３と、操作部３４と、インタフェイス（Ｉ／Ｆ）部３５と、これらを接続するバスラインとを備えている。

演算部３１は、処理装置３０の機能の実現のための各種演算処理を行うものであり、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）、またはＣＰＵとＦＰＧＡとの両方で構成される。

記憶部３２は、演算部３１が演算処理を行うために使用する各種プログラムやデータなどが格納される、たとえばＲＯＭ（Read Only Memory）を備えている。また、記憶部３２は、演算部３１が演算処理を行う際の作業スペースや演算部３１の演算処理の結果などを記憶するなどのために使用される、たとえばＲＡＭ（Random Access Memory）を備えている。また、記憶部３２は、データなどが格納されるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置を備えていてもよい。

表示部３３は、配管経路測定システム１００のオペレータに対して各種情報を報知するための文字や記号などの表示を行う部分であり、たとえば液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイで構成される。

操作部３４は、オペレータが配管経路測定システム１００を操作する部分であり、たとえばキーボードやマウス等で構成される。たとえば、オペレータが操作部３４を操作することによって、演算部３１がプログラムを実行して駆動信号を生成し、撮像部２１、２２に送信する。これにより撮像部２１、２２は撮像を行う。

Ｉ／Ｆ部３５は、撮像部２１、２２に駆動信号を出力したり、撮像部２１、２２から画像信号の入力を受け付けたりする部分である。

このような処理装置３０は、たとえばパーソナルコンピュータシステムを用いて実現される。

ケーブル４０は、電気ケーブル４１と光ファイバケーブル４２とを備えている。電気ケーブル４１は、測定機器２０と処理装置３０とを電気的に接続しており、駆動信号や画像信号を伝送する。光ファイバケーブル４２は、測定機器２０と、可視光である照明光を出力する照明光源５０とを光学的に接続しており、照明光源５０から光照射部２３へ照明光を伝送する。

つぎに、配管経路測定システム１００を用いた配管経路の測定方法の一例を、図３、４を参照して説明する。本例では、測定対象であり、壁の中に配設された配管経路をパイプＰが構成している。パイプＰの長さはたとえば１ｍ〜十数ｍであるが、特に限定はされない。パイプＰは端部Ｅ１と端部Ｅ２とを有している。端部Ｅ１と端部Ｅ２とは壁の外部に露出しており、その位置は既知である。設定された或る座標空間における端部Ｅ１と端部Ｅ２とのそれぞれの座標は記憶部３２に記憶されており、適宜読み出されて使用される。

まず、パイプＰの長手方向にわたって、管状体１０とともに測定機器２０を挿入する（第１工程）。本例では、まずガイドワイヤＧＷを、両端のそれぞれがパイプＰの端部Ｅ１、Ｅ２のそれぞれから露出するように挿入する。つづいて、ガイドワイヤＧＷの端部Ｅ２側に露出した部分を管状体１０と測定機器２０とに固定し、ガイドワイヤＧＷを端部Ｅ１側から引っ張る。これによって管状体１０と、測定機器２０に接続されたケーブル４０とが、座屈すること無くスムーズにパイプＰに挿入される。その後、管状体１０の先端と測定機器２０とを端部Ｅ２側に到達させる。

つづいて、マーカ１２のうちの周方向に沿って配列した一組のマーカ１２を、端部Ｅ１の位置に合わせ、これらを基準マーカ１２Ｒ１とする。また、他の一組のマーカ１２を端部Ｅ２の位置に合わせ、これらをエンドポイントマーカ１２Ｒ２とする。

つづいて、ケーブル４０を端部Ｅ２側から引っ張る等して、管状体１０内でパイプＰの長手方向に沿って測定機器２０を端部Ｅ２側に移動させる（第２工程）。

本例では、管状体１０の長手方向の複数箇所において、撮像部２１、２２に駆動信号を送信して、管状体１０の内部の撮像を実行させる（第３工程）。図４は撮像により得られた画像の一例である。画像には管状体１０の内壁１３とともに、透光性を有する管状体１０を通して複数の黒丸のマーカが写っている。画像に含まれるこれらのマーカは、管状体１０内の位置に関する情報となる。撮像によって得られた画像信号は処理装置３０に送信されて、画像データとして処理される。

ここで、図４に示すように、初期の撮像では、基準マーカ１２Ｒ１のなかの３点と、長手方向において基準マーカ１２Ｒ１と隣接する一組のマーカ（測定マーカ１２Ｍとする）の３点の計６点が、撮像部２１の撮像エリアＩＡに少なくとも含まれるように撮像部２１の画角が設定されている。なお、撮像部２２の撮像エリアにも同じ６点が含まれるように撮像部２２の画角が設定されている。

つづいて、各基準マーカ１２Ｒ１の座標から各測定マーカ１２Ｍの座標を特定する。上述したように、各基準マーカ１２Ｒ１は、長手方向における位置を既知の端部Ｅ１の位置に合わせたものなので、これらの座標は、端部Ｅ１の位置座標に関連付けられた既知ものであり、各基準マーカ１２Ｒ１は既知マーカとして機能する。一方、各測定マーカ１２Ｍの座標は未知であるが、たとえば以下のように三角法を用いて各測定マーカ１２Ｍの座標を特定することができる。

図５は、ｘｙｚ直交座標系においてマーカＭの座標を特定する方法を説明する図である。ここで、符号２１ｃは撮像部２１における撮像面とし、符号２２ｃは撮像部２２における撮像面とする。撮像面２１ｃ、２２ｃはいずれもｘｙ平面に平行であるとする。ｘｙｚ直交座標系の原点は撮像部２１の焦点位置とし、ｚ軸は撮像部２１の光軸に一致するとする。撮像部２２の光軸はｚ軸に平行であり、ｘ座標とはｘ＝ｈの位置で直交するとする。撮像部２１、２２の焦点距離はいずれもｆである。したがって、撮像面２１ｃ、２２ｃはいずれもｘ軸からｆの距離にある。

マーカＭと撮像部２１の焦点位置とを結ぶ線と、撮像面２１ｃと、の交点の座標を（Ｘ_ｌ、Ｙ_ｌ、ｆ）とし、マーカＭと撮像部２２の焦点位置とを結ぶ線と、撮像面２２ｃと、の交点の座標を（Ｘ_ｒ、Ｙ_ｒ、ｆ）とすると、Ｙ_ｌ＝Ｙ_ｒである。また、マーカＭの座標（Ｘ_ｍ、Ｙ_ｍ、Ｚ_ｍ）は以下の関係式（１）〜（３）で表される。
Ｚ_ｍ＝（ｈ×ｆ）／［ｈ−（Ｘ_ｒ−Ｘ_ｌ）］ ・・・ （１）
Ｘ_ｍ＝＝（Ｚ_ｍ／ｆ）×Ｘ_ｒ ・・・ （２）
Ｙ_ｍ＝＝（Ｚ_ｍ／ｆ）×Ｙ_ｒ ・・・ （３）

上記の関係式（１）〜（３）を用いることで、撮像部２１、２２の位置を基準としてマーカＭの位置を特定できる。そこで、処理装置３０は、上記の関係式（１）〜（３）を用いて、撮像部２１、２２の位置を基準として、撮像した画像を画像処理し、これに基づいて各基準マーカ１２Ｒ１と各測定マーカ１２Ｍとの座標を算出する。

つづいて、処理装置３０は、各基準マーカ１２Ｒ１の既知の座標に基づいて、算出した各基準マーカ１２Ｒ１の座標を補正するとともに、算出した各測定マーカ１２Ｍの座標を補正する。これにより、処理装置３０は、各測定マーカ１２Ｍの座標を特定する。特定した各測定マーカ１２Ｍの座標は記憶部３２に記憶される。なお、マーカ１２は長手方向にわたって距離Ｌにて略等間隔で配列しているので、この距離Ｌを補正に用いることによって、より高精度の補正を行うことができる。

なお、基準マーカ１２Ｒ１として３点のマーカ１２を選んでいるのは、３点のマーカ１２によって、パイプＰの長手方向と交差する平面が規定され、この平面上の３点に対する各測定マーカ１２Ｍの座標を確定できるからである。このように平面を規定できるようにするため、３点のマーカ１２は、パイプＰの長手方向において直線状に配列しないように選択すべきである。また、基準として選ぶマーカ１２の数は３に限らず、４以上であってもよい。

つづいて、ケーブル４０を引っ張る等して、管状体１０内で測定機器２０を端部Ｅ２側に移動させる。このときの移動距離は、マーカ１２の距離Ｌと同程度とすることが好ましい。そして、座標を特定した３点の測定マーカ１２Ｍを、今度は座標が既知の基準マーカに設定する。そして、この基準マーカと、この基準マーカと長手方向において隣接する測定マーカの３点の計６点が、撮像部２１、２２の撮像エリアに少なくとも含まれるように撮像部２１、２２の画角を設定し、撮像を行う。

つづいて、処理装置３０は、上記の関係式（１）〜（３）を用いて、撮像部２１、２２の位置を基準として、撮像した画像に基づいて各基準マーカと各測定マーカとの座標を算出する。

つづいて、各基準マーカの既知の座標に基づいて、算出した各基準マーカの座標を補正するとともに、算出した各測定マーカの座標を補正する。これにより、処理装置３０は、各測定マーカの座標を特定する。

さらに、管状体１０内で測定機器２０を端部Ｅ２側に移動し、位置を特定した各測定マーカを今度は基準マーカとして設定し、長手方向において隣接するマーカを測定マーカとして、これらの座標を特定する工程を繰り返し行う。そして、測定マーカが、端部Ｅ２におけるエンドポイントマーカ１２Ｒ２であると判断された場合、この座標を特定する工程を終了する。

上記の測定方法の一例について、図６に示す処理フロー図を参照してさらに説明する。
はじめに、ステップＳ１０１において、処理装置３０は、端部Ｅ１における基準マーカと、測定マーカとの画像を、画像データとして取得する。つづいて、ステップＳ１０２において、処理装置３０は、基準マーカと測定マーカとの座標を算出する。つづいて、ステップＳ１０３において、処理装置３０は、基準マーカの既知の座標に基づいて、基準マーカと測定マーカの座標を補正し、測定マーカの座標を特定する。たとえば、ステップＳ１０３において、処理装置３０は、座標が既知のマーカＭ１（基準マーカ）の座標に基づいて、マーカＭ１とマーカＭ２（測定マーカ）との座標を補正し、マーカＭ２の座標を特定する。

つづいて、ステップＳ１０４において、管状体１０内で測定機器２０を移動させる。測定機器２０は、ケーブル４０を引っ張る等して移動させることができる。ケーブル４０はオペレータが引っ張ってもよいし、ケーブル引き取り機によって引っ張ってもよい。

つづいて、ステップＳ１０５において、処理装置３０は、ステップＳ１０３で座標を特定した測定マーカを新たに基準マーカに設定し、かつ基準マーカと長手方向において隣接するマーカを測定マーカとして設定する。たとえば、ステップＳ１０５において、処理装置３０は、ステップＳ１０３で座標を特定したマーカＭ２を基準マーカに設定し、かつマーカＭ２と長手方向において隣接するマーカＭ３を測定対象のマーカ（測定マーカ）として設定する。

つづいて、ステップＳ１０６において、処理装置３０は、基準マーカと測定マーカとの画像を、画像データとして取得する。

つづいて、ステップＳ１０７において、画像処理を行い、測定マーカが端部Ｅ２におけるエンドポイントマーカであるか否かを判定する。ここで、エンドポイントマーカか否かの判断を容易にするために、エンドポイントマーカは他のマーカとは異なる視覚的な特徴（色、形状、模様など）を有していることが好ましい。

エンドポイントマーカではないと判定した場合（ステップＳ１０７、Ｎｏ）は、処理フローはＳ１０２に戻る。エンドポイントマーカであると判定した場合（ステップＳ１０７、Ｙｅｓ）は、上記の処理フローを終了する。

以上の処理フローを実行することによって、長手方向において複数の基準マーカの座標のデータが得られる。この複数の基準マーカの座標のデータおよび端部Ｅ１の座標のデータに基づいて、パイプＰの配管経路を特定することができる（第４工程）。また、処理装置３０において３ＤＣＡＤなどのソフトウェアプログラムを実行し、上記座標データを三次元的に表示させることによって、パイプＰの配管経路を視認することができる。

なお、複数の基準マーカの座標のデータおよび端部Ｅ１の座標のデータに基づいて特定したパイプＰの配管経路を、端部Ｅ２の座標のデータに基づいて補正し、測定精度を向上させてもよい。

以上説明した実施形態１に係る配管経路測定システム１００およびこれを用いた配管経路の測定方法によれば、パイプＰに挿入した管状体１０内で測定機器２０を移動させることによって、測定機器２０の汚染等が抑制されるので、再利用が容易になる。

なお、上記処理フローでは、座標の算出を行ってから測定機器２０を移動させているが、順番はこれに限られない。たとえば、まず先に管状体１０内でマーカ１２の撮像を基準マーカ１２Ｒ１からエンドポイントマーカ１２Ｒ２まで行ってこれらの画像データを処理装置３０に格納しておき、その後にこれらの画像データを読み出して座標算出を行ってもよい。

また、管状体１０では、マーカ１２は、管状体１０の外周面１１に形成したものであるが、マーカはこれに限られない。たとえば、管状体の設計や特性として現れている内表面状態をマーカとして使用することも可能である。たとえば、管状体として蛇腹管を用いた場合、蛇腹管の内表面の凹凸をマーカとして使用できる。また、マーカは点形状に限らず、網目などの模様でもよい。また、特定のマーカは、他のマーカ１２と異なる視覚的な特徴（色、形状、模様など）を有していることが好ましい。特定のマーカとしては、基準マーカ１２Ｒ１、エンドポイントマーカ１２Ｒ２、または基準マーカ１２Ｒ１やエンドポイントマーカ１２Ｒ２から所定の距離（たとえば１ｍの倍数の距離）に在るマーカなどである。また、たとえば特定のマーカとして、そのマーカの情報（位置など）を含むＱＲコード（登録商標）やカラーコードを使用してもよい。

（実施形態２）
図７は、実施形態２に係る配管経路測定システムおよびこれを用いた測定方法の一例の説明図である。実施形態２に係る配管経路測定システムは、管状体１０Ａと、測定機器２０Ａと、ケーブル４０Ａと、不図示の処理装置と、を備えている。

管状体１０Ａは、パイプＰ内に長手方向にわたって挿入可能な長さおよび外径に構成されている。また、管状体１０Ａは可撓性を有するものであり、管路内が屈曲していてもそれに合わせて変形することが可能なものである。管状体１０はたとえば樹脂からなるが、その構成材料は特に限定されず、たとえば金属からなるものでもよい。本例の測定方法を実行する際には、ガイドワイヤＧＷによって測定機器２０ＡとともにパイプＰの端部Ｅ２側から端部Ｅ１側に向かって挿入される。

測定機器２０Ａは、管状体１０Ａ内で長手方向に沿って移動可能なサイズに構成されている。測定機器２０Ａは、パイプＰに挿入された管状体１０Ａ内にて位置に関する情報を取得可能に構成されている。たとえば、測定機器２０Ａは、特許文献１〜６に記載の測定機構を備えている。測定機構は、たとえば、カメラ、レーザ発光装置とカメラ、傾斜センサと管内位置センサ、光源と撮像ユニットと３軸方向を検出するセンサ、加速度センサと地磁気センサとカメラ、または加速度センサとジャイロセンサである。カメラ、撮像ユニットは光学センサを有する機器の一例である。地磁気センサ、傾斜センサ、ジャイロセンサは方位センサの一例である。測定機器２０Ａは、取得した位置に関する情報を含む電気信号を生成するように構成されている。

ケーブル４０Ａは、測定機器２０Ａと処理装置とを電気的に接続しており、測定機器２０Ａが生成した電気信号を処理装置に伝送する。処理装置は、処理装置３０と同様に演算部、記憶部、表示部、操作部、Ｉ／Ｆ部、およびこれらを接続するバスラインを備えており、たとえばパーソナルコンピュータシステムを用いて実現される。処理装置は、電気信号を受信し、電気信号に含まれる情報を取り出す。

測定機器２０Ａは、ケーブル４０Ａを引っ張る等して、管状体１０Ａ内を端部Ｅ２側に移動することができる。処理装置は、測定機器２０Ａが長手方向の複数箇所にて取得した位置に関する情報に基づいて、パイプＰの配管経路を特定する。

実施形態２に係る配管経路測定システムおよびこれを用いた配管経路の測定方法によれば、パイプＰに挿入した管状体１０Ａ内で測定機器２０Ａを移動させることによって、測定機器２０Ａの汚染等が抑制されるので、再利用が容易になる。

なお、上記実施形態１に係る配管経路測定システムは、撮像部を２つ備えるが、３つ以上の撮像部を備える構成としてもよい。たとえば、撮像部が３つの場合は、２つの撮像部の組み合わせを３つ備えることとなるので、実施形態１に係る配管経路測定システムと比較して３倍の情報を得ることができる。

また、２つの撮像部の光軸がたとえば非平行である場合、マーカの座標や距離の算出においてエピポーラ幾何を用いることが好ましい。この場合、エピポーラ線の平行化などのキャリブレーションを測定前に行う必要がある。

また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各実施形態の構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。

たとえば、管路に管状体と測定機器とを挿入する工程を複数回行ってもよい。この場合、各工程において、図６または図７に示す処理フローを行うことで、配管経路の測定データを複数取得できる。これらのデータをたとえば統計的に処理することで、１回の測定の場合よりも位置精度の高い配管経路のデータを得ることが可能である。また、図６に示す処理フローを行って得た測定データと、図７に示す処理フローを行って得た測定データとを組み合わせ、これらをたとえば統計的に処理してもよい。さらには、実施形態１に係る配管経路測定システムを用いて得た測定データと、実施形態２に係る配管経路測定システムを用いて得た測定データとを組み合わせ、これらをたとえば統計的に処理してもよい。

また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１０、１０Ａ 管状体
１１ 外周面
１２ マーカ
１２Ｍ 測定マーカ
１２Ｒ１ 基準マーカ
１２Ｒ２ エンドポイントマーカ
１３ 内壁
２０、２０Ａ 測定機器
２１、２２ 撮像部
２１ａ、２２ａ 対物光学系
２１ｂ、２２ｂ 撮像素子
２１ｃ、２２ｃ 撮像面
２３ 光照射部
３０ 処理装置
３１ 演算部
３２ 記憶部
３３ 表示部
３４ 操作部
３５ Ｉ／Ｆ部
４０、４０Ａ ケーブル
４１ 電気ケーブル
４２ 光ファイバケーブル
５０ 照明光源
１００ 配管経路測定システム
Ｅ１、Ｅ２ 端部
ＧＷ ガイドワイヤ
ＩＡ 撮像エリア
Ｐ パイプ

Claims (12)

1. 測定対象の配管経路を構成する管路内に、該管路の長手方向にわたって、可撓性を有する管状体を挿入する第１工程と、
   前記管状体内で前記管路の長手方向に沿って測定機器を移動させる第２工程と、
   前記管状体内の長手方向の複数箇所において、前記測定機器によって、前記管状体内の位置に関する情報を取得する第３工程と、
   前記情報に基づいて、前記配管経路を特定する第４工程と
   を含むことを特徴とする配管経路の測定方法。
2. 前記管状体は、内部から視認可能な複数のマーカを長手方向にわたって有しており、
   前記測定機器は、２つ以上の撮像部を有しており、
   前記第３工程は、前記２つ以上の撮像部によって前記マーカを含む前記管状体の内部を撮像して、前記管状体内の位置に関する情報を取得し、
   前記第４工程は、撮像した画像に含まれる前記情報に基づいて、前記配管経路を特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の配管経路の測定方法。
3. 前記第４工程は、前記撮像した画像から、前記マーカの座標を特定し、前記座標に基づいて前記配管経路を特定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の配管経路の測定方法。
4. 前記第３工程は、座標が既知の基準マーカと座標が未知の測定マーカとを含むように前記画像を撮像して、前記管状体内の位置に関する情報を取得し、
   前記第４工程は、前記基準マーカの座標に基づいて、前記測定マーカの座標を特定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の配管経路の測定方法。
5. 前記第４工程は、三角法またはエピポーラ幾何を用いて、前記測定マーカの座標を特定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の配管経路の測定方法。
6. 前記測定機器は、光学センサを有する機器、少なくとも加速度センサとジャイロセンサとを有する機器、または方位センサを有する機器である
   ことを特徴とする請求項１に記載の配管経路の測定方法。
7. 測定対象の配管経路を構成する管路内に長手方向にわたって挿入可能に構成された、可撓性を有する管状体と、
   前記管状体内で前記管路の長手方向に沿って移動可能に構成され、前記管状体内の長手方向の複数箇所において、前記管状体内で位置に関する情報を取得可能に構成された測定機器と、
   前記取得した情報に基づいて、前記配管経路を特定する処理装置と、
   を備えることを特徴とする配管経路測定システム。
8. 前記管状体は、内部から視認可能な複数のマーカを長手方向にわたって有しており、
   前記測定機器は、２つ以上の撮像部を有しており前記２つ以上の撮像部によって前記マーカを含む前記管状体の内部を撮像し、
   前記処理装置は、撮像した画像に含まれる前記情報に基づいて、前記配管経路を特定する
   ことを特徴とする請求項７に記載の配管経路測定システム。
9. 前記処理装置は、前記撮像した画像から、前記マーカの座標を特定し、前記座標に基づいて前記配管経路を特定する
   ことを特徴とする請求項８に記載の配管経路測定システム。
10. 前記測定機器は、座標が既知の基準マーカと座標が未知の測定マーカとを含むように前記画像を撮像し、
    前記処理装置は、前記基準マーカの座標に基づいて、前記測定マーカの座標を特定する
    ことを特徴とする請求項９に記載の配管経路測定システム。
11. 前記処理装置は、三角法またはエピポーラ幾何を用いて、前記測定マーカの座標を特定する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の配管経路測定システム。
12. 前記測定機器は、光学センサを有する機器、少なくとも加速度センサとジャイロセンサとを有する機器、または方位センサを有する機器である
    ことを特徴とする請求項７に記載の配管経路測定システム。

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