JP7054641B2 - Structure characterization system - Google Patents
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Description
本発明は、構造物特性評価システムに関する。 The present invention relates to a structure property evaluation system.
従来から、橋梁等の構造物の耐震構造等を設計する際に、対象となる構造物に係る構造物のモデルを構成し、有限要素法(FEM)による解析を行うことが提案されている(例えば、特許文献1参照)。FEM解析を行うことで、構造物の構造特性に関係する各種情報(構造特性パラメータ)を得ることができる。 Conventionally, when designing seismic structures of structures such as bridges, it has been proposed to construct a model of the structure related to the target structure and perform analysis by the finite element method (FEM) (FEM). For example, see Patent Document 1). By performing FEM analysis, various information (structural characteristic parameters) related to the structural characteristics of the structure can be obtained.
しかしながら、構造物によっては、FEM解析を行うための構造物に係る詳細情報等が十分になく、FEM解析の適用が困難な場合がある。 However, depending on the structure, it may be difficult to apply the FEM analysis because there is not enough detailed information about the structure for performing the FEM analysis.
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、適切かつ簡易に構造物の構造特性パラメータを取得可能な構造物特性評価システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a structure characteristic evaluation system capable of appropriately and easily acquiring structural characteristic parameters of a structure.
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る構造物特性評価システムは、構造物を撮像した動画像を取得する動画像取得部と、前記動画像取得部によって取得された動画像から、前記構造物の変位に係る特徴量を取得する特徴量算出部と、前記構造物に係る力学モデルに対して前記特徴量を代入し、強化学習により前記構造物に係る構造特性パラメータを算出するパラメータ算出部と、を有する。 In order to achieve the above object, the structure characteristic evaluation system according to one embodiment of the present invention comprises a moving image acquisition unit that acquires a moving image of an image of a structure and a moving image acquired by the moving image acquisition unit. A parameter that calculates the structural characteristic parameter related to the structure by the feature amount calculation unit that acquires the feature amount related to the displacement of the structure and the feature amount by substituting the feature amount into the mechanical model related to the structure and performing reinforcement learning. It has a calculation unit and.
本発明によれば、適切かつ簡易に構造物の構造特性パラメータを取得可能な構造物特性評価システムが提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a structure characteristic evaluation system capable of appropriately and easily acquiring structural characteristic parameters of a structure is provided.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
図1は、本実施形態に係る構造物特性評価システム1を示す図である。また、図2は、構造物特性評価システム1に含まれる特徴量算出部を示す図である。図1に示すように構造物特性評価システム1は、カメラ10と、サーバ20とを含んで構成される。構造物特性評価システム1は、構造物の構造特性パラメータを算出するシステムである。判定対象となる構造物は、橋梁又は建物等である。また、構造物の構造特性パラメータとは、例えば、構造物を構成する部材に関する形状(各部の厚さ等)、材料特性(密度、ヤング率等)が挙げられるがこれらに限定されるものではない。構造物特性評価システム1では、構造物がある力学モデルに基づいて動作していると仮定した場合の各部の構造特性パラメータを推定する機能を有する。構造物特性評価システム1により算出された構造特性パラメータは、例えば、構造物の補強又は改修等の施工内容の決定に用いられる。構造物特性評価システム1では、カメラ10で撮像された動画像を用いて、サーバ20によって構造特性パラメータの算出が行われる。
FIG. 1 is a diagram showing a structure
引き続いて、構造物特性評価システム1に含まれるカメラ10及びサーバ20の構成を説明する。カメラ10は、構造特性パラメータの算出対象となる構造物を撮像して、構造物の動画像を取得する撮像装置である。カメラ10は、予め構造物を撮像できる位置に固定的に設置される。カメラ10としては、構造物の各部の振動等を検出することが可能な程度の解像度で撮像を行うことが可能な周知のカメラを用いることができる。カメラ10とサーバ20とは、互いに情報の送受信を行うことができる。カメラ10は、予め設定されたフレームレート(fps)で構造物を撮像して、撮像した動画像をサーバ20に送信する。
Subsequently, the configurations of the
なお、構造物特性評価システム1による構造特性パラメータの算出には、外力を受けた場合の構造物の変位に係る情報が用いられる。したがって、カメラ10が撮像する動画像は、構造物の変位を検出するための動画像である。構造物が橋梁である場合には、例えば、カメラ10により、風による振動、車両の通過に伴う振動等が撮像される。そして、得られた動画像をカメラ10からサーバ20に対して送信する。
Information related to the displacement of the structure when an external force is applied is used for the calculation of the structural characteristic parameter by the structure
図1に示すように、サーバ20は、機能的には、動画像取得部21、動画像データ保持部22、特徴量算出部23、初期値データ保持部24、力学モデル保持部25、力学モデル運用部26、および、特性パラメータ保持部27を含んで構成される。初期値データ保持部24、力学モデル保持部25および力学モデル運用部26は、本実施形態に係る構造物特性評価システム1において、強化学習により構造物に係る構造特性パラメータを算出するパラメータ算出部として機能する。
As shown in FIG. 1, functionally, the
動画像取得部21は、構造物を撮像した動画像を取得する機能部である。動画像取得部21は、構造物を撮像した動画像を取得する。動画像取得部21は、取得した動画像を動画像データ保持部22に出力する。
The moving
動画像データ保持部22は、動画像取得部21が取得した動画像に係るデータ(動画像データ)を保存する機能部である。保存された動画像データは、特徴量算出部23に送られ、特徴量算出部23による特徴量の算出に用いられる。
The moving image
特徴量算出部23は、動画像データから、構造物の変位に係る特徴量を検出する機能部である。「構造物の変位に係る特徴量」とは、例えば、構造物の複数の箇所についての振動に係る特徴量が挙げられる。ただし、構造物の複数の箇所についての振動に係る特徴量とは異なる情報を構造物に係る特徴量としてもよい。具体的には、構造物の変位に係る特徴量として構造物のたわみに係る特徴量または構造物のひずみに係る特徴量を使用することもできる。本実施形態では、特徴量算出部23は、当該動画像から、POC(Phase Only Correlation)等の従来の技術によってサブピクセル単位での変位を検出して、構造物の複数の箇所についての振動を検出することで、変位に係る特徴量を算出する場合について説明する。
The feature
特徴量算出部23は、具体的には、動画像分割部31、動画像選択部32、要素分割部33、および、特徴量計算部34を含んで構成される。
Specifically, the feature
まず、動画像分割部31は、図3に示すように、取得した動画像を、当該動画像を構成する個々のフレーム(画像)に分割する。次に、動画像選択部32は、個々のフレームに分割された動画像データから、特徴量の算出に使用する動画像データ(当該動画像データに含まれるフレームデータ)を選択する。なお、複数の動画像データを選択してもよいし、一の動画像データから、一部の時間帯(例えば、対象の構造物に変位が発生している時間帯)の動画像データを区切って選択してもよい。要素分割部33は、動画像選択部32において選択された動画像データに含まれる各フレームにおいて、予め設定された位置の複数の領域の部分画像(位相画像)を抽出する(部分画像に分割する)。本実施形態では、個々の領域を要素Eと呼ぶ。要素Eのサイズは、予め設定されている。要素Eの位置は、動画像において構造物が写っている位置とされる。要素Eの位置は、例えば、予め構造物特性評価システム1のユーザによって設定され、特徴量算出部23に記憶されている。あるいは、特徴量算出部23が、動画像において構造物が写っている位置を検出して、検出された位置を要素Eの位置と設定してもよい。
First, as shown in FIG. 3, the moving
次に、特徴量計算部34は、前後のフレーム間の同一の(位置の)要素Eの位置ずれをサブピクセル精度で算出する。なお、前後のフレーム間の時間差Δtは、フレームレート(fps)の逆数となる(Δt=1/fps)。特徴量計算部34は、例えば橋梁の状態を判定する場合には、動画像のy方向について位置ずれの算出を行う。橋梁の劣化は、縦方向(鉛直方向)の振動に応じて進むためである。特徴量計算部34は、動画像から、各要素について前後の各フレーム間の位置ずれ(変位y)を、構造物の振動に係る特徴量として算出する。特徴量計算部34によって動画像から得られる振動に係る特徴量とは、図4に示すように要素i及び時間(時刻)t毎の変位yの値に係る関数、すなわち、y(i,t)となる。特徴量計算部34は、得られた振動に係る関数を、特徴量情報として力学モデル運用部26に出力する。
Next, the feature
初期値データ保持部24は、構造物に対応する力学モデルにおいて使用するパラメータの初期値に係る情報を保持する機能部である。初期値データ保持部24において保持される初期値に係る情報とは、後述の力学モデルを用いて構造特性パラメータを算出する際に、力学モデルに対して適用する初期値としての構造特性パラメータに関する情報である。したがって、当該構造物の設計時に設定された構造特性パラメータに関する情報がある場合には、その設計時の構造特性パラメータに関する情報を初期値データとして初期値データ保持部24において保持する。また、設計時の構造特性パラメータに関する情報がない場合には、例えば、設計書等を参考にして、例えば材料の一般的な特性の情報や、JIS等で規格設定されている部材の場合には規格で規定されている寸法情報等を初期値データとすることもできる。また、構造物特性評価システム1を用いて以前に算出された構造特性パラメータを初期値データとして保持しておくこともできる。このように、力学モデルに適用する初期値データについては、適宜変更することができる。
The initial value
力学モデル保持部25は、構造物の構造特性パラメータの算出に使用する力学モデルに係る情報を保持する機能部である。構造物の構造特性パラメータの算出に使用する力学モデルとは、構造物に係る公知の物理モデルである。例えば、構造物が橋梁である場合には、梁の支配方程式(支配微分方程式)が力学モデルとして用いられる。梁の支配方程式としては、所謂オイラー-ベルヌーイ梁、チモシェンコ梁に係る支配方程式などが公知である。例えば、オイラー-ベルヌーイ梁の場合、以下の数式(1)が支配方程式に基づく力学モデルとなる。
なお、上記の数式(1)におけるF(i,t)は外力に係る関数であり、ρ、A、E、Iなどは、本実施形態での構造特性パラメータである(例えば、Eは構造物のヤング率である)。力学モデルを利用して算出可能な構造特性パラメータは、力学モデルがどのような構造特性パラメータを含んでいるかに依存する。 In addition, F (i, t) in the above formula (1) is a function related to an external force, and ρ, A, E, I and the like are structural characteristic parameters in this embodiment (for example, E is a structure). Young's modulus). The structural characteristic parameters that can be calculated using the dynamic model depend on what structural characteristic parameters the dynamic model contains.
力学モデル保持部25では、構造特性パラメータの算出に使用する力学モデルを保持する。使用する力学モデルは、構造物の種類(橋梁、鉄塔、等)に応じて選択することができるため、構造物の種類毎に保持する構成とすることができる。また、同一種類の構造物においても、例えば、構造(形状)等に応じて使用する力学モデルを変更する構成としてもよい。したがって、力学モデル保持部25では、同種の構造物(例えば、橋梁)に関する複数のモデリングから得られた数式、すなわち、複数種類の力学モデルを保持していてもよい。
The mechanical
力学モデル運用部26は、力学モデル保持部25において保持された力学モデルと、初期値データ保持部24において保持された初期値に係る情報と、特徴量算出部23において得られた特徴量とを組み合わせて、構造特性パラメータの算出を行う機能を有する。
The mechanical
構造特性パラメータの算出については、カメラ10の動画像から得られた構造物の振動に係る特徴量を、初期値に係る情報が適用された力学モデルに対して当てはめた上で、機械学習の一種である強化学習(Reinforcement Learning)を用いて構造特性パラメータを算出する。
Regarding the calculation of structural characteristic parameters, a type of machine learning is performed after applying the feature quantities related to the vibration of the structure obtained from the moving image of the
本実施形態に係る構造特性パラメータの算出に用いることができる強化学習のアルゴリズムとしては、例えば、Actor-Critic、Q学習、Deep-Q-Network等が挙げられる。本実施形態では、上記で挙げた強化学習のアルゴリズムのうちActor-Criticアルゴリズムを適用する場合について、概略を説明する。ただし、これらの強化学習の方法に限定されるものではなく、力学モデル、構造特性パラメータの種類等に応じて適宜変更することができる。 Examples of the reinforcement learning algorithm that can be used for calculating the structural characteristic parameters according to the present embodiment include Actor-Critic, Q-learning, and Deep-Q-Network. In this embodiment, the case where the Actor-Critic algorithm is applied among the reinforcement learning algorithms mentioned above will be outlined. However, the method is not limited to these reinforcement learning methods, and can be appropriately changed according to the mechanical model, the type of structural characteristic parameter, and the like.
一般的に強化学習では、エージェント、環境、行動、報酬が与えられた場合に、報酬を最大化するように学習を行う(方策)を行うという作業が行われる。また、強化学習の一般的な手法の一つとして、TD誤差学習(Temporal Difference Learning)が知られている。TD誤差学習の学習方法とは、自分自身の評価を行い、評価値を更新することである。評価値の更新には、見積もりの評価値と実際に行動したときに得られる評価値との誤差(TD誤差)を0に近付けていくという作業が行われる。 Generally, in reinforcement learning, when an agent, environment, behavior, and reward are given, the work of learning to maximize the reward (measure) is performed. Further, TD error learning (Temporal Difference Learning) is known as one of the general methods of reinforcement learning. The learning method of TD error learning is to evaluate oneself and update the evaluation value. In order to update the evaluation value, the work of bringing the error (TD error) between the estimated evaluation value and the evaluation value obtained when actually acting is brought closer to 0 is performed.
Actor-Criticアルゴリズムとは、TD誤差学習の一手法であり、エージェントがActorとCriticとから構成されるという特徴を有する。Actor-Criticの演算プロセスの例を図5に示す。 The Actor-Critic algorithm is a method of TD error learning, and has a feature that an agent is composed of an Actor and a Critic. An example of the Actor-Critic arithmetic process is shown in FIG.
図5に示すように、Actorはまず環境から状態Stを認識する。そして、エージェントは、Actorに与えられている確率密度関数に基づいて、方策を決定し行動atをとる。これにより状態はStからSt+1へ移行する。この結果、Criticは、状態の変化に応じて報酬rt+1を受け取る。 As shown in FIG. 5, the Actor first recognizes the state St from the environment. Then, the agent determines a policy and takes an action at based on the probability density function given to the Actor. As a result, the state shifts from St to St + 1 . As a result, Critic receives a reward rt + 1 in response to changes in state.
このとき、Criticは、見積もり値と報酬との比較を行い、TD誤差を算出する。時刻tにおける評価値を状態価値関数V(St)とすると、時刻t+1におけるTD誤差δtは以下の数式(2)で算出することができる。
そして、Criticは、評価値のTD誤差が0に近付くように、状態価値関数を更新する。更新は以下の数式(3)に基づいて行われる。
なお、数式(2)、(3)において、γは割引率(未知の状態評価関数であるために発生する割引を示す)であり、αは学習率(次の状態へのTD誤差の反映率を示す)である。
At this time, Critic compares the estimated value with the reward and calculates the TD error. Assuming that the evaluation value at time t is the state value function V (St), the TD error δ t at time t + 1 can be calculated by the following mathematical formula (2).
Then, Critic updates the state value function so that the TD error of the evaluation value approaches zero. The update is performed based on the following formula (3).
In the formulas (2) and (3), γ is the discount rate (indicating the discount generated because it is an unknown state evaluation function), and α is the learning rate (the reflection rate of the TD error in the next state). Shows).
また、Actorでは、TD誤差を参照して、当該TD誤差が0となるように、方策を変更し、行動する(at+1)これを繰り返すことで、TD誤差がより小さくなるような状況に到達することができる。 Also, in the Actor, referring to the TD error, change the policy so that the TD error becomes 0, and take action (at + 1 ). By repeating this, the situation where the TD error becomes smaller is reached. can do.
上記のActor-Criticアルゴリズムを本実施形態に係る力学モデルおよび構造特性パラメータに適用する。まず、Actor-Criticにおける状態Stには、構造特性パラメータの算出に使用する力学モデル(支配方程式)の左辺を当てはめる。また、行動atは、力学モデルに含まれる構造特性パラメータの更新(数値変更)に該当する。また、方策に対応する確率密度関数は、関数πΦ(at|st)で表し、状態stのときに行動atをとる確率密度関数である。Φは方策パラメータであり、構造特性パラメータの初期値と確率密度関数の形状を指定するパラメータに応じた集合を意味する。 The above Actor-Critic algorithm is applied to the mechanical model and structural characteristic parameters according to this embodiment. First, the left side of the mechanical model (governing equation) used for calculating the structural characteristic parameters is applied to the state St in Actor-Critic. Further, the action at corresponds to the update ( numerical change) of the structural characteristic parameter included in the dynamic model. The probability density function corresponding to the policy is represented by a function π Φ (at | st ), and is a probability density function that takes an action at when the state st . Φ is a policy parameter and means a set according to the initial value of the structural characteristic parameter and the parameter that specifies the shape of the probability density function.
上記の方策に対応する確率密度関数は、例えば、力学モデルに含まれる構造特性パラメータが互いに独立であると仮定する場合には、各パラメータが正規分布であると仮定して、以下の数式(4)のように表現することができる。なお、数式(4)においてZは正規化定数である。また、数式(4)に含まれる平均値μおよび分散σはそれぞれ以下の数式(5)、(6)のように更新することができる。
なお、上記は一例である。構造特性パラメータが互いに影響し合うと改定して、多変量正規分布を利用して確率密度関数を記述してもよい。
The probability density function corresponding to the above measure is based on the following equation (4), assuming that the structural characteristic parameters contained in the mechanical model are independent of each other, and that each parameter is normally distributed. ) Can be expressed. In the formula (4), Z is a normalization constant. Further, the mean value μ and the variance σ included in the formula (4) can be updated as in the following formulas (5) and (6), respectively.
The above is an example. The probability density function may be described by using the multivariate normal distribution, which is revised when the structural characteristic parameters influence each other.
報酬rtとしては、行動atを行った結果の状態stにおける誤差に対応した報酬を設定する。誤差とは、行動atを行った結果の力学モデルstを算出した支配方程式(数式(1))において、振動に寄与する荷重がなくなった後の自由減衰振動を想定したときに、状態stの自由減衰振動に対する誤差を算出したものである上記の誤差が所定の閾値εまたはそれ以下の場合には、その値に応じて正の報酬を与え、所定の閾値εよりも大きい場合には、その値に応じて負の報酬を与えることとする。このような構成とすることで、誤差が小さいほうが好ましいというように報酬を設定することができる。 As the reward rt , a reward corresponding to the error in the state st as a result of performing the action at is set. The error is the state s when the free damping vibration after the load contributing to the vibration disappears in the governing equation (mathematical formula (1)) that calculated the mechanical model st as a result of performing the action at. If the above error, which is the calculation of the error for the free damped vibration of t , is equal to or less than the predetermined threshold value, a positive reward is given according to the value, and if it is larger than the predetermined threshold value ε, the error is given. , Negative reward will be given according to the value. With such a configuration, the reward can be set so that it is preferable that the error is small.
力学モデル運用部26では、上記のように、TD誤差が小さくなるようにActorの方策を変更し、Criticの状態価値関数を更新することを、動画像データから得られた特徴量の分だけ繰り返す。繰り返しが終了した後に、Actorの方策に基づいて、構造特性パラメータを決定する。この結果、強化学習後の構造特性パラメータが得られる。
In the dynamic
特性パラメータ保持部27は、力学モデル運用部26において算出された構造特性パラメータを保持する機能部である。特性パラメータ保持部27において保持される構造特性パラメータは、必要に応じてサーバ20から外部装置等へ出力される。
The characteristic
なお、動画像選択部32によって選択した動画像から算出した構造特性パラメータは、ある条件下における構造物の特性であるため、過学習している可能性がある。そのため、初期値を、前回算出した構造物特性パラメータとし、異なる動画像を用いて再度学習を繰り返していくことで、あらゆる状況に対して最適と考えられる構造物パラメータを算出することが可能となる。したがって、力学モデル運用部26において算出された構造特性パラメータは、特性パラメータ保持部27において保持されることに加えて、初期値データ保持部24においても保持し、適宜力学モデル運用部26において使用される。
Since the structural characteristic parameters calculated from the moving image selected by the moving
次に、図6に示すフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る構造物特性評価システム1で実行される処理(構造物特性評価システム1が行う動作方法)を説明する。
Next, a process (operation method performed by the structure characteristic evaluation system 1) executed by the structure
まず、カメラ10により、構造物(構造物)の動画像を撮影する。撮影した動画像データは、カメラ10からサーバ20へ送られ、サーバ20の動画像取得部21において取得する(S01)。動画像取得部21において取得された動画像データは、動画像データ保持部22において保持される。
First, a moving image of a structure (structure) is photographed by the
次に、動画像選択部32において、構造物に係る特徴量の算出に使用する動画像データを選択する。次に、要素分割部33において、動画像データを参照して、同一の構造物に係るフレームが複数あるか否かを判定する(S02)。同一の構造物を撮像したフレームが複数ない場合(S02-NO)には、振動に係る情報が得られないため、再度動画像の取得(S01)から繰り返すか、もしくは、動画像選択部32における動画像データの選択から繰り返す。一方、同一の構造物を撮像したフレームが複数ある場合(S02-YES)には、当該フレームを利用して、特徴量の算出を行う。まず、要素分割部33において、各動画像(フレーム)に含まれる構造物を複数の要素に分割する(S03)。次に、特徴量計算部34において、分割した要素ごとに、時系列で他のフレームと比較し、各要素について前後の各フレーム間の微小な移動量である位置ずれ(変位y)を、構造物の振動に係る特徴量として算出する(S04)。なお、変位yに係る関数y(i,t)を、時空間関数としている。このようにして得られた振動に係る特徴量は、特徴量算出部23から力学モデル運用部26へ送られる。
Next, the moving
次に、力学モデル運用部26では、力学モデル保持部25において保持される力学モデルから、構造特性パラメータの算出に用いる力学モデルを選択する。そして、特徴量算出部23から送られた振動に係る特徴量である関数y(i,t)(時空間関数)に基づいて、力学モデルに必要となる微分係数を算出し、算出結果を力学モデルに代入する(S05)。上記の数式で例示したように、力学モデルには振動に係る関数yの微分係数が含まれる場合がある。力学モデル運用部26では、力学モデルに使用される微分係数がある場合には、特徴量となる関数から微分係数を算出し、これを力学モデルに適用する。
Next, the dynamic
次に、力学モデル運用部26では、力学モデルに含まれる構造特性パラメータを強化学習によって更新する(S06)。構造特性パラメータの初期値は、初期値データ保持部24に保持される値を利用する。また、前回と同じ力学モデルを使用する際には、上述したように、前回の強化学習により更新された構造特性パラメータを使用することができる。また、強化学習は、例えば、Actor-Criticアルゴリズム等を用いることができる。強化学習を行うことで、構造特性パラメータが更新される。その後、強化学習により得られた構造特性パラメータを出力する(S07)。
Next, the dynamic
なお、力学モデル運用部26による構造特性パラメータの算出に係る処理には適宜変更を加えることができる。以下、いくつか変形例について説明する。
The process related to the calculation of the structural characteristic parameters by the mechanical
上述したように、同一の構造物は複数の要素に分割され、要素毎に特徴量が算出される場合がある。この場合、特徴量毎に、強化学習によって構造特性パラメータが算出される。すなわち、同一の構造物を撮像した動画像データから、複数の特徴量が得られることで、同一項目の構造特性パラメータに関して、(動画像において得られた要素毎に)複数の算出結果が得られる場合がある。その場合、同一項目に係る複数の構造特性パラメータに基づいて、「動画像データから得られた構造特性パラメータ」として出力する「一の構造特性パラメータ」を決定する構成としてもよい。同一項目に係る複数の構造特性パラメータが得られた場合に、どのように「一の構造特性パラメータ」を決定するかは、適宜変更することができる。例えば、同一項目に関して得られた複数のパラメータの平均値を「一の構造特性パラメータ」としてもよい。また、構造特性パラメータの項目の特徴に応じて、例えば、同一項目に関して得られた複数のパラメータのうちの最小値を「一の構造特性パラメータ」としてもよい。 As described above, the same structure may be divided into a plurality of elements, and the feature amount may be calculated for each element. In this case, structural characteristic parameters are calculated by reinforcement learning for each feature amount. That is, by obtaining a plurality of feature quantities from the moving image data obtained by imaging the same structure, a plurality of calculation results (for each element obtained in the moving image) can be obtained for the structural characteristic parameters of the same item. In some cases. In that case, the configuration may be such that "one structural characteristic parameter" to be output as "structural characteristic parameter obtained from moving image data" is determined based on a plurality of structural characteristic parameters related to the same item. When a plurality of structural characteristic parameters related to the same item are obtained, how to determine "one structural characteristic parameter" can be appropriately changed. For example, the average value of a plurality of parameters obtained for the same item may be used as "one structural characteristic parameter". Further, depending on the characteristics of the item of the structural characteristic parameter, for example, the minimum value among the plurality of parameters obtained for the same item may be set as "one structural characteristic parameter".
また、力学モデル運用部26では、力学モデルに含まれる構造特性パラメータの強化学習による更新(S06)の際に、算出結果を評価し、その評価結果に基づいて必要であれば再計算を行う仕組みとしてもよい。例えば、強化学習の結果算出された構造特性パラメータの分散が所定の閾値よりも大きい場合には、予め定められた条件に基づいて力学モデルの一部を変更して、再計算を行う構成としてもよい。
Further, the dynamic
また、力学モデル保持部25において、構造特性パラメータの算出の際の境界条件(各パラメータの限界値等)の設定を変更した力学モデルを予め複数保持しておき、力学モデル運用部26では、構造特性パラメータの算出の条件等に基づいて適切なものを選択して計算を行う構成としてもよい。また、構造物の周辺環境の変動(例えば、季節変動)に応じて、構造特性パラメータの算出に用いる力学モデルの方策に用いられる確率密度関数の分散を変更する構成としてもよい。
Further, the dynamic
また、力学モデル運用部26による力学モデルを利用した強化学習の際には、各構造特性パラメータが取り得る値に予め制限を加えておき、強化学習により誤った値が算出されることを防ぐ構成としてもよい。例えば、実質的に正の値しか取らないパラメータに対しては、強化学習の途中において0以下の値が選ばれた時点で再計算を行うこととすることができる。
Further, in the case of reinforcement learning using the dynamic model by the mechanical
以上の処理により、カメラ10で撮像した動画像データから、構造物に係る構造特性パラメータが算出され、出力される。
By the above processing, the structural characteristic parameters related to the structure are calculated and output from the moving image data captured by the
なお、上記の力学モデルを利用した構造特性パラメータの算出は、構造物において発生する種々の振動(変位)が含まれた動画像を用いて行われることが好ましい。このような構成とすることで、特定の外力を受けた場合の特定の振動のみを反映した構造特性パラメータが算出されることを防ぐことができる。 It is preferable that the calculation of the structural characteristic parameters using the above mechanical model is performed using a moving image including various vibrations (displacements) generated in the structure. With such a configuration, it is possible to prevent calculation of structural characteristic parameters that reflect only specific vibrations when a specific external force is applied.
一方、構造物が橋梁の場合には、橋梁上を車両が通行した際の振動に係る動画像のみを用いて構造特性パラメータを算出する構成とすることができる。 On the other hand, when the structure is a bridge, the structural characteristic parameters can be calculated using only the moving image related to the vibration when the vehicle passes over the bridge.
橋梁上の車両の通行により発生する振動は、図7に示すように、時間tが進むにつれて、車両通行による強制加振から自由減衰変動へ変化する、という理想的な振動が発生すると想定することができる。したがって、橋梁がこの図7に示す波形で振動すると仮定をして、特徴量を算出することができる。 As shown in FIG. 7, it is assumed that the vibration generated by the passage of a vehicle on the bridge changes from the forced vibration due to the passage of the vehicle to the free damping fluctuation as the time t progresses. Can be done. Therefore, it is possible to calculate the feature amount on the assumption that the bridge vibrates with the waveform shown in FIG. 7.
なお、車両通行時の動画像から特徴量を算出する場合、特徴量算出部23には、図8に示すように、動画像において構造物に対して加振を行う荷重(車両)の位置および移動等を評価する荷重状況認識部35が設けられる。荷重状況認識部35が、動画像データから荷重となる車両の位置および移動に係る情報を取得し、これを動画像選択部32に対して送ることで、動画像選択部32では荷重となる車両の移動を考慮した動画像の選択ができる。また、特徴量計算部34では、車両の通行による振動を考慮して特徴量を算出することができる。また、荷重状況認識部35が、力学モデル運用部26に対して荷重に係る情報を提供することで、力学モデル(例えば、数式(1)におけるF(i,t))に対して車両に対応する重量等を反映する構成としてもよい。
When calculating the feature amount from the moving image when the vehicle is passing, the feature
このように、特徴量の算出に係る具体的な手順についても、動画像データの特徴等を考慮して適宜変更することができる。 As described above, the specific procedure for calculating the feature amount can be appropriately changed in consideration of the features of the moving image data and the like.
以上のように、本実施形態に係る構造物特性評価システム1は、構造物を撮像した動画像を取得する動画像取得部21と、動画像取得部21によって取得された動画像から、構造物の変位に係る特徴量を取得する特徴量算出部23と、構造物に係る力学モデルに対して特徴量を代入し、強化学習により構造物に係る構造特性パラメータを算出するパラメータ算出部(初期値データ保持部24、力学モデル保持部25、力学モデル運用部26)と、を有する。このような構成を有することで、適切かつ簡易に構造物の構造特性パラメータを取得可能となる。
As described above, the structure
従来は、橋梁等の構造物の耐震構造等を設計する際には、対象となる構造物に係る構造物のモデルを構成し、FEM解析を用いることで構造特性パラメータ等を得ることが一般的であった。しかしながら、FEM解析を行うための構造物のモデルの作成には詳細な設計図面等が必要である。したがって、既存の構造物に関しては、FEM解析を行うための詳細な情報を入手することが困難な場合があった。また、設計図面等が得られた場合であっても、構造物によっては設計図面とは異なる状態で建築されたものもあり、設計図面だけでは正確な評価をしづらい場合がある。 Conventionally, when designing seismic structures of structures such as bridges, it is common to construct a model of the structure related to the target structure and obtain structural characteristic parameters etc. by using FEM analysis. Met. However, detailed design drawings and the like are required to create a model of the structure for performing FEM analysis. Therefore, for existing structures, it may be difficult to obtain detailed information for FEM analysis. Further, even when a design drawing or the like is obtained, some structures are constructed in a state different from the design drawing, and it may be difficult to make an accurate evaluation only with the design drawing.
また、FEM解析から構造特性パラメータを算出する場合、従来は、構造物に対して加速度センサ等のセンサを設置することで得られたセンサ情報に基づいてFEM解析に利用する構造物のモデルのパラメータを調整することが必要であった。センサ情報を得るためには、実際に構造物に対してセンサ等を取付ける必要があるため、センサ情報の取得に係る作業コストが発生する。また、センサ情報に基づく構造物のモデルのパラメータの調整に関しても、作業コストが発生するだけでなく、パラメータの調整に係る技術を習得した特定の技術者が対応する必要があるといった課題があった。 Further, when calculating the structural characteristic parameters from the FEM analysis, the parameters of the model of the structure used for the FEM analysis are conventionally based on the sensor information obtained by installing a sensor such as an acceleration sensor on the structure. It was necessary to adjust. In order to obtain the sensor information, it is necessary to actually attach the sensor or the like to the structure, so that the work cost related to the acquisition of the sensor information is incurred. In addition, regarding the adjustment of the parameters of the model of the structure based on the sensor information, there is a problem that not only the work cost is incurred but also a specific engineer who has acquired the technique related to the adjustment of the parameters needs to deal with it. ..
これに対して、本実施形態に係る構造物特性評価システム1では、構造特性パラメータの算出に必要な情報としては、動画像から得られる構造物の変位に係る特徴量となる。また、構造物特性評価システム1では、この特徴量を力学モデル運用部26において力学モデルに適用し、強化学習を行うことで、構造特性パラメータを算出することができる。したがって、従来用いられていたセンサ情報に対応する情報である特徴量に係る情報の取得に関しては作業コストを大幅に低減することができる。また、従来のFEM解析およびパラメータの調整に代えて、強化学習により構造特性パラメータを算出することができるため、特定の技術者の対応等も不要となり、作業コストも低減することができる。このように、適切かつ簡易に構造物の構造特性パラメータを取得可能となる。
On the other hand, in the structure
また、上記の構造物特性評価システム1は、力学モデルは、梁の支配方程式である構成としている。
Further, in the above-mentioned structure
構造物が橋梁である場合、従来は橋梁に関する複雑な構造モデルを用いてFEM解析を行っていたが、これに対して構造物特性評価システム1では、一般的な梁の支配方程式を使用して構造特性パラメータを算出している。このような構成とすることで、特に橋梁に係る構造特性パラメータの算出の際に、より簡易に算出が可能な構成を実現している。なお、構造物が橋梁ではない場合であっても、力学モデルとして梁の支配方程式が使用できる場合、従来と比較して簡単な構造モデルを使用して構造特性パラメータの算出を行うことができる。
When the structure is a bridge, FEM analysis has been performed using a complicated structural model for the bridge in the past, whereas in the structure
また、上記のパラメータ算出部(初期値データ保持部24、力学モデル保持部25、力学モデル運用部26)は、強化学習により算出する構造特性パラメータの初期値として、構造物に係る設計書に記載された情報を適用する。このように、設計書に記載された情報を反映した上で強化学習を行う構成とすることで、初期値として構造物に関係ない値を適用した場合と比較して、強化学習による構造特性パラメータの算出をより素早くかつ正確に行うことができる。
Further, the above-mentioned parameter calculation unit (initial value
なお、上記実施形態では、構造物特性評価システム1を橋梁に対して適用する場合について説明したが、橋梁以外の構造物(建築物)についても、風または交通振動等により変位が発生する構造物であれば、橋梁と同様に構造特性パラメータを算出することができる。
In the above embodiment, the case where the structure
例えば、対象となる構造物が電柱または鉄塔である場合でも、本実施形態に係る構造物特性評価システム1を適用できる。構造物が電柱である場合には、片持ち梁と考えて、橋梁と同様にオイラー-ベルヌーイの支配方程式を適用することができる。また、構造物が鉄塔である場合には、鉄塔を構成する各部材についての特徴量を動画像データから算出し、各部材の構成に応じて個別に力学モデルを適用することで、橋梁と同様に構造特性パラメータを算出することができる。このように、対象となる構造物の形状等に応じて力学モデルを適切に選択し設定することで、構造物に係る構造特性パラメータを算出することができる。
For example, even when the target structure is a utility pole or a steel tower, the structure
なお、本発明に係る構造物特性評価システムは、動画像が取得できればよいので、構造物特性評価システム以外から動画像を取得できる構成となっていてもよい。例えば、本実施形態に係るサーバ20は、(構造物特性評価システム以外の)カメラ10から動画像を取得できる構成となっていれば、サーバ20のみで構造物特性評価システムが構成されていてもよい。
Since the structure characteristic evaluation system according to the present invention only needs to be able to acquire a moving image, it may be configured to be able to acquire a moving image from other than the structure characteristic evaluation system. For example, if the
(その他)
上記実施の形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及び/又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び/又は論理的に結合した1つの装置により実現されてもよいし、物理的及び/又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的及び/又は間接的に(例えば、有線及び/又は無線)で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
(others)
The block diagram used in the description of the above embodiment shows a block of functional units. These functional blocks (components) are realized by any combination of hardware and / or software. Further, the means for realizing each functional block is not particularly limited. That is, each functional block may be realized by one physically and / or logically coupled device, or directly and / or indirectly by two or more physically and / or logically separated devices. (For example, wired and / or wireless) may be connected and realized by these plurality of devices.
例えば、本発明の一実施の形態におけるサーバ20は、本実施形態のサーバ20の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図9は、本実施形態に係るサーバ20のハードウェア構成の一例を示す図である。上述のサーバ20は、物理的には、プロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、通信装置1004、入力装置1005、出力装置1006、バス1007などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
For example, the
なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。サーバ20のハードウェア構成は、図に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
In the following description, the word "device" can be read as a circuit, a device, a unit, or the like. The hardware configuration of the
サーバ20における各機能は、プロセッサ1001、メモリ1002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることで、プロセッサ1001が演算を行い、通信装置1004による通信や、メモリ1002及びストレージ1003におけるデータの読み出し及び/又は書き込みを制御することで実現される。
For each function in the
プロセッサ1001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ1001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)で構成されてもよい。例えば、サーバ20の各機能は、プロセッサ1001で実現されてもよい。
また、プロセッサ1001は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ1003及び/又は通信装置1004からメモリ1002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、サーバ20の各機能は、メモリ1002に格納され、プロセッサ1001で動作する制御プログラムによって実現されてもよい。上述の各種処理は、1つのプロセッサ1001で実行される旨を説明してきたが、2以上のプロセッサ1001により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ1001は、1以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。
Further, the
メモリ1002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(ElectricallyErasable Programmable ROM)、RAM(Random Access Memory)などの少なくとも1つで構成されてもよい。メモリ1002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ1002は、本発明の一実施の形態に係る方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
The
ストレージ1003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD-ROM(Compact Disc ROM)などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Blu-ray(登録商標)ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも1つで構成されてもよい。ストレージ1003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ1002及び/又はストレージ1003を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。
The
通信装置1004は、有線及び/又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、サーバ20の各機能は、通信装置1004で実現されてもよい。
The
入力装置1005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど)である。出力装置1006は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど)である。なお、入力装置1005及び出力装置1006は、一体となった構成(例えば、タッチパネル)であってもよい。
The
また、プロセッサ1001やメモリ1002などの各装置は、情報を通信するためのバス1007で接続される。バス1007は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
Further, each device such as the
また、サーバ20は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ1001は、これらのハードウェアの少なくとも1つで実装されてもよい。
Further, the
以上、本実施形態について詳細に説明したが、当業者にとっては、本実施形態が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本実施形態は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本実施形態に対して何ら制限的な意味を有するものではない。 Although the present embodiment has been described in detail above, it is clear to those skilled in the art that the present embodiment is not limited to the embodiment described in the present specification. This embodiment can be implemented as an amendment or modification without departing from the spirit and scope of the present invention as determined by the description of the scope of claims. Therefore, the description of the present specification is for the purpose of illustration and does not have any limiting meaning to the present embodiment.
情報の通知は、本明細書で説明した態様/実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、DCI(Downlink Control Information)、UCI(Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、MAC(Medium Access Control)シグナリング、報知情報(MIB(Master Information Block)、SIB(System Information Block)))、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRC Connection Setup)メッセージ、RRC接続再構成(RRCConnection Reconfiguration)メッセージなどであってもよい。 The notification of information is not limited to the embodiments / embodiments described herein, and may be performed by other methods. For example, information notification includes physical layer signaling (eg, DCI (Downlink Control Information), UCI (Uplink Control Information)), higher layer signaling (eg, RRC (Radio Resource Control) signaling, MAC (Medium Access Control) signaling, etc. It may be carried out by broadcast information (MIB (Master Information Block), SIB (System Information Block)), other signals, or a combination thereof. Further, the RRC signaling may be referred to as an RRC message, and may be, for example, an RRC Connection Setup message, an RRC Connection Reconfiguration message, or the like.
本明細書で説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。 The processing procedures, sequences, flowcharts, and the like of each aspect / embodiment described in the present specification may be rearranged in order as long as there is no contradiction. For example, the methods described herein present elements of various steps in an exemplary order and are not limited to the particular order presented.
入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。 The input / output information and the like may be stored in a specific place (for example, a memory) or may be managed by a management table. Information to be input / output may be overwritten, updated, or added. The output information and the like may be deleted. The input information or the like may be transmitted to another device.
判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:trueまたはfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。 The determination may be made by a value represented by 1 bit (0 or 1), by a boolean value (Boolean: true or false), or by comparing numerical values (for example, a predetermined value). It may be done by comparison with the value).
本明細書で説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。 Each aspect / embodiment described in the present specification may be used alone, in combination, or may be switched and used according to the execution. Further, the notification of predetermined information (for example, the notification of "being X") is not limited to the explicit one, but is performed implicitly (for example, the notification of the predetermined information is not performed). May be good.
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。 Software, whether called software, firmware, middleware, microcode, hardware description language, or other names, is an instruction, instruction set, code, code segment, program code, program, subprogram, software module. , Applications, software applications, software packages, routines, subroutines, objects, executable files, execution threads, procedures, features, etc. should be broadly interpreted.
また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線(DSL)などの有線技術及び/又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び/又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。 Further, software, instructions, and the like may be transmitted and received via a transmission medium. For example, the software may use wired technology such as coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair and digital subscriber line (DSL) and / or wireless technology such as infrared, wireless and microwave to website, server, or other. When transmitted from a remote source, these wired and / or wireless technologies are included within the definition of transmission medium.
本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。 The information, signals, etc. described herein may be represented using any of a variety of different techniques. For example, data, instructions, commands, information, signals, bits, symbols, chips, etc. that may be referred to throughout the above description are voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or magnetic particles, light fields or photons, or any of these. It may be represented by a combination of.
なお、本明細書で説明した用語及び/又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。 The terms described herein and / or the terms necessary for understanding the present specification may be replaced with terms having the same or similar meanings.
本明細書で使用する「システム」および「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。 The terms "system" and "network" used herein are used interchangeably.
また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。 Further, the information, parameters, etc. described in the present specification may be represented by an absolute value, a relative value from a predetermined value, or another corresponding information. ..
上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。 The names used for the parameters mentioned above are not limited in any way. Further, mathematical formulas and the like using these parameters may differ from those expressly disclosed herein.
本明細書で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)(例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。 As used herein, the terms "determining" and "determining" may include a wide variety of actions. "Judgment" and "decision" are, for example, judgment, calculation, computing, processing, deriving, investigating, looking up (eg, table). , Searching in a database or another data structure), ascertaining can be considered as a "judgment" or "decision". Also, "judgment" and "decision" are receiving (for example, receiving information), transmitting (for example, transmitting information), input (input), output (output), and access. It may include (for example, accessing data in memory) to be regarded as "judgment" or "decision". In addition, "judgment" and "decision" are considered to be "judgment" and "decision" when the things such as solving, selecting, choosing, establishing, and comparing are regarded as "judgment" and "decision". Can include. That is, "judgment" and "decision" may include considering some action as "judgment" and "decision".
「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、2又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された2つの要素間に1又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。本明細書で使用する場合、2つの要素は、1又はそれ以上の電線、ケーブル及び/又はプリント電気接続を使用することにより、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光(可視及び不可視の両方)領域の波長を有する電磁エネルギーなどの電磁エネルギーを使用することにより、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。 The terms "connected", "coupled", or any variation thereof, mean any direct or indirect connection or connection between two or more elements and each other. It can include the presence of one or more intermediate elements between two "connected" or "combined" elements. The connection or connection between the elements may be physical, logical, or a combination thereof. As used herein, the two elements are by using one or more wires, cables and / or printed electrical connections, and, as some non-limiting and non-comprehensive examples, radio frequencies. By using electromagnetic energies such as electromagnetic energies with wavelengths in the region, microwave region and light (both visible and invisible) regions, they can be considered to be "connected" or "coupled" to each other.
本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。 The phrase "based on" as used herein does not mean "based on" unless otherwise stated. In other words, the statement "based on" means both "based only" and "at least based on".
本明細書で「第1の」、「第2の」などの呼称を使用した場合においては、その要素へのいかなる参照も、それらの要素の量または順序を全般的に限定するものではない。これらの呼称は、2つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。したがって、第1および第2の要素への参照は、2つの要素のみがそこで採用され得ること、または何らかの形で第1の要素が第2の要素に先行しなければならないことを意味しない。 As used herein by designations such as "first", "second", etc., any reference to that element does not generally limit the quantity or order of those elements. These designations can be used herein as a convenient way to distinguish between two or more elements. Therefore, references to the first and second elements do not mean that only two elements can be adopted there, or that the first element must somehow precede the second element.
「含む(include)」、「含んでいる(including)」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。 As long as "include", "including", and variations thereof are used herein or within the scope of the claims, these terms are similar to the term "comprising". In addition, it is intended to be inclusive. Moreover, the term "or" as used herein or in the claims is intended to be non-exclusive.
本明細書において、文脈または技術的に明らかに1つのみしか存在しない装置である場合以外は、複数の装置をも含むものとする。本開示の全体において、文脈から明らかに単数を示したものではなければ、複数のものを含むものとする。 In the present specification, a plurality of devices shall be included unless the device has only one device apparently in context or technically. The entire disclosure is intended to include more than one, unless the context clearly indicates the singular.
1…構造物特性評価システム、10…カメラ、20…サーバ、21…動画像取得部、22…動画像データ保持部、23…特徴量算出部、24…初期値データ保持部、25…力学モデル保持部、26…力学モデル運用部、27…特性パラメータ保持部。 1 ... structure characteristic evaluation system, 10 ... camera, 20 ... server, 21 ... moving image acquisition unit, 22 ... moving image data holding unit, 23 ... feature amount calculation unit, 24 ... initial value data holding unit, 25 ... dynamic model Holding unit, 26 ... Mechanical model operation unit, 27 ... Characteristic parameter holding unit.
Claims (3)
前記動画像取得部によって取得された動画像から、前記構造物の変位に係る特徴量を取得する特徴量算出部と、
前記構造物に係る力学モデルに対して前記特徴量を代入し、強化学習により前記構造物に係る構造特性パラメータを算出するパラメータ算出部と、
を有し、
前記構造物の変位に係る特徴量は、前記構造物の振動に係る特徴量であって、
前記特徴量算出部は、前記動画像を構成する個々のフレームに分割することと、前記個々のフレームに分割された動画像データから、特徴量の算出に使用するフレームデータを選択することと、当該選択されたフレームデータに含まれる各フレームデータを複数の部分画像に分割することと、前後の各フレーム間での前記部分画像の縦方向の位置ずれを、構造物の振動に係る特徴量として算出することと、を実行する、構造物特性評価システム。 A moving image acquisition unit that acquires moving images of structures,
A feature amount calculation unit that acquires a feature amount related to displacement of the structure from a moving image acquired by the moving image acquisition unit, and a feature amount calculation unit.
A parameter calculation unit that substitutes the feature amount for the mechanical model related to the structure and calculates the structural characteristic parameter related to the structure by reinforcement learning.
Have,
The feature amount related to the displacement of the structure is the feature amount related to the vibration of the structure.
The feature amount calculation unit divides the moving image into individual frames constituting the moving image, and selects frame data to be used for calculating the feature amount from the moving image data divided into the individual frames. The division of each frame data included in the selected frame data into a plurality of partial images and the vertical positional deviation of the partial images between the preceding and following frames are used as feature quantities related to the vibration of the structure. A structure property evaluation system that calculates and executes .
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