デジタル画像相関法を用いた変位計測におけるカメラ位置変化の影響補正

摘要

橋梁やトンネルなどの社会基盤構造物を維持管理し安全性を確保するため，種々の試験および計測方法，非破壊検査などが提案され［1-7］，それらの方法を用いた各種試験が行われている．その中でも，近年，特に光学的な非接触での計測方法が研究されている．この光学的な計測方法のひとつとして，複雑な光学系を必要とせず，変形前後の対象物体の画像を撮影するだけで測定が可能であるデジタル画像相関法[8,9]がある．しかし，デジタル画像相関法の使用条件として，変形前後の2枚の画像を撮影する間にカメラの位置が変化してはならないということがある．それはカメラの位置が変化してしまうと，その変化量が測定した変位として含まれてしまうため，正確な変位を得ることができないためである．しかし，屋外での計測，たとえば橋梁やトンネルなどを測定対象物とする場合[10]，足場が強固ではない，強い風の影響を受けるなどにより固定し続けることが困難となることや，相関をとる2枚の画像撮影間に大きな時間間隔があり，一度カメラを取り外し再度設置する必要があるという状況が考えられる．このような場合には，2枚の画像撮影間でのカメラの位置を完全に一致させることができるとは考えにくく，ある程度の位置変化を想定する必要がある．そこで本研究では，従来のデジタル画像相関法の問題点であるカメラ位置の影響を補正する方法を提案する．そのためには物体上の各点の移動とカメラの移動は相対的であるので，変形しない基準が必要である．そこで，まず物体が変形しない領域からカメラの移動量を推定する．