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.

特開2006-195713号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-195713

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.

本発明の実施形態に係る構造物特性評価システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the structure property evaluation system which concerns on embodiment of this invention. 特徴量算出部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the feature amount calculation part. 対象の構造物を写した動画像及び要素への分割の例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of the moving image which copied the object structure, and the division into an element. 構造物の振動のデータのグラフの例である。This is an example of a graph of vibration data of a structure. 強化学習に使用するアルゴリズムの概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the algorithm used for reinforcement learning. 本発明の実施形態に係る構造物特性評価システムで実行される処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process executed by the structure characteristic evaluation system which concerns on embodiment of this invention. 車両通行時の変位の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the displacement when a vehicle passes. 変形例に係る特徴量算出部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the feature amount calculation part which concerns on the modification. 本発明の実施形態に係る構造物特性評価システムに含まれるサーバのハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware configuration of the server included in the structure characteristic evaluation system which concerns on embodiment of this invention.

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 characteristic evaluation system 1 according to the present embodiment. Further, FIG. 2 is a diagram showing a feature amount calculation unit included in the structure characteristic evaluation system 1. As shown in FIG. 1, the structure characteristic evaluation system 1 includes a camera 10 and a server 20. The structure characteristic evaluation system 1 is a system for calculating structural characteristic parameters of a structure. The structure to be judged is a bridge, a building, or the like. Further, the structural characteristic parameters of the structure include, for example, the shape (thickness of each part, etc.) and material characteristics (density, Young's modulus, etc.) of the members constituting the structure, but are not limited thereto. .. The structure characteristic evaluation system 1 has a function of estimating the structural characteristic parameters of each part when it is assumed that the structure operates based on a certain dynamic model. The structural characteristic parameters calculated by the structural characteristic evaluation system 1 are used, for example, to determine the construction contents such as reinforcement or repair of the structure. In the structure characteristic evaluation system 1, the server 20 calculates the structural characteristic parameters using the moving image captured by the camera 10.

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 camera 10 and the server 20 included in the structure characteristic evaluation system 1 will be described. The camera 10 is an imaging device that captures a structure for which structural characteristic parameters are calculated and acquires a moving image of the structure. The camera 10 is fixedly installed in advance at a position where the structure can be imaged. As the camera 10, a well-known camera capable of taking an image with a resolution capable of detecting vibration or the like of each part of the structure can be used. The camera 10 and the server 20 can send and receive information to and from each other. The camera 10 images the structure at a preset frame rate (fps) and transmits the captured moving image to the server 20.

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 characteristic evaluation system 1. Therefore, the moving image captured by the camera 10 is a moving image for detecting the displacement of the structure. When the structure is a bridge, for example, the camera 10 captures vibrations caused by wind, vibrations caused by the passage of a vehicle, and the like. Then, the obtained moving image is transmitted from the camera 10 to the server 20.

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 server 20 has a moving image acquisition unit 21, a moving image data holding unit 22, a feature amount calculation unit 23, an initial value data holding unit 24, a dynamic model holding unit 25, and a dynamic model. It includes an operation unit 26 and a characteristic parameter holding unit 27. The initial value data holding unit 24, the dynamic model holding unit 25, and the mechanical model operation unit 26 serve as parameter calculation units for calculating structural characteristic parameters related to the structure by reinforcement learning in the structure characteristic evaluation system 1 according to the present embodiment. Function.

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 image acquisition unit 21 is a functional unit that acquires a moving image of an image of a structure. The moving image acquisition unit 21 acquires a moving image of the structure. The moving image acquisition unit 21 outputs the acquired moving image to the moving image data holding unit 22.

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 data holding unit 22 is a functional unit that stores data (moving image data) related to the moving image acquired by the moving image acquisition unit 21. The saved moving image data is sent to the feature amount calculation unit 23 and used for the feature amount calculation by the feature amount calculation unit 23.

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 amount calculation unit 23 is a functional unit that detects the feature amount related to the displacement of the structure from the moving image data. The "feature amount related to the displacement of the structure" includes, for example, the feature amount related to the vibration at a plurality of parts of the structure. However, information different from the feature amount related to the vibration at a plurality of parts of the structure may be used as the feature amount related to the structure. Specifically, as the feature amount related to the displacement of the structure, the feature amount related to the deflection of the structure or the feature amount related to the strain of the structure can also be used. In the present embodiment, the feature amount calculation unit 23 detects the displacement in subpixel units from the moving image by a conventional technique such as POC (Phase Only Correlation), and vibrates at a plurality of parts of the structure. A case of calculating the feature amount related to the displacement by detecting it will be described.

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 amount calculation unit 23 includes a moving image dividing unit 31, a moving image selection unit 32, an element dividing unit 33, and a feature amount calculating unit 34.

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 image dividing unit 31 divides the acquired moving image into individual frames (images) constituting the moving image. Next, the moving image selection unit 32 selects moving image data (frame data included in the moving image data) to be used for calculating the feature amount from the moving image data divided into individual frames. A plurality of moving image data may be selected, or the moving image data in a part of the time zone (for example, the time zone in which the target structure is displaced) is separated from one moving image data. May be selected. The element division unit 33 extracts (divides into partial images) partial images (phase images) of a plurality of regions at preset positions in each frame included in the moving image data selected by the moving image selection unit 32. ). In this embodiment, each region is referred to as an element E. The size of the element E is preset. The position of the element E is the position where the structure is shown in the moving image. The position of the element E is, for example, set in advance by the user of the structure characteristic evaluation system 1 and stored in the feature amount calculation unit 23. Alternatively, the feature amount calculation unit 23 may detect the position where the structure is shown in the moving image and set the detected position as the position of the element E.

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 amount calculation unit 34 calculates the positional deviation of the same (positional) element E between the preceding and following frames with sub-pixel accuracy. The time difference Δt between the preceding and following frames is the reciprocal of the frame rate (fps) (Δt = 1 / fps). The feature amount calculation unit 34 calculates the positional deviation in the y direction of the moving image, for example, when determining the state of the bridge. This is because the deterioration of the bridge proceeds in response to vibration in the vertical direction (vertical direction). The feature amount calculation unit 34 calculates the positional deviation (displacement y) between the frames before and after each element from the moving image as the feature amount related to the vibration of the structure. As shown in FIG. 4, the feature amount related to the vibration obtained from the moving image by the feature amount calculation unit 34 is a function related to the element i and the value of the displacement y for each time (time) t, that is, y (i, t). ). The feature amount calculation unit 34 outputs the obtained function related to the vibration to the dynamic model operation unit 26 as feature amount information.

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 data holding unit 24 is a functional unit that holds information related to the initial values of the parameters used in the mechanical model corresponding to the structure. The information related to the initial value held in the initial value data holding unit 24 is the information related to the structural characteristic parameter as the initial value applied to the mechanical model when the structural characteristic parameter is calculated using the mechanical model described later. Is. Therefore, if there is information about the structural characteristic parameters set at the time of designing the structure, the information about the structural characteristic parameters at the time of designing is held in the initial value data holding unit 24 as initial value data. If there is no information on the structural characteristic parameters at the time of design, for example, refer to the design document, for example, information on general characteristics of the material, or in the case of a member standardized by JIS, etc. Dimensional information specified in the standard can be used as the initial value data. Further, the structural characteristic parameters previously calculated by using the structural characteristic evaluation system 1 can be retained as initial value data. In this way, the initial value data applied to the dynamic model can be changed as appropriate.

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。

Figure 0007054641000001
The mechanical model holding unit 25 is a functional unit that holds information related to the mechanical model used for calculating the structural characteristic parameters of the structure. The mechanical model used for calculating the structural characteristic parameters of the structure is a known physical model related to the structure. For example, when the structure is a bridge, the governing equation (governing differential equation) of the beam is used as a dynamic model. As the governing equation of the beam, the so-called Euler-Bernoulli beam, the governing equation related to the Timoshenko beam and the like are known. For example, in the case of Euler-Bernoulli beam, the following equation (1) is a dynamic model based on the governing equation.
Figure 0007054641000001

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 model holding unit 25 holds a mechanical model used for calculating structural characteristic parameters. Since the mechanical model to be used can be selected according to the type of structure (bridge, steel tower, etc.), it can be configured to be held for each type of structure. Further, even in the same type of structure, for example, the mechanical model to be used may be changed according to the structure (shape) or the like. Therefore, the mechanical model holding unit 25 may hold mathematical formulas obtained from a plurality of modeling of the same type of structure (for example, a bridge), that is, a plurality of types of mechanical models.

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 model operation unit 26 obtains the dynamic model held by the dynamic model holding unit 25, the information related to the initial value held by the initial value data holding unit 24, and the feature amount obtained by the feature amount calculation unit 23. In combination, it has a function to calculate structural characteristic parameters.

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 camera 10 to the dynamic model to which the information related to the initial values is applied. The structural feature parameters are calculated using Reinforcement Learning.

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S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aをとる。これにより状態はS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(S)とすると、時刻t+1におけるTD誤差δは以下の数式(2)で算出することができる。

Figure 0007054641000002

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。
Figure 0007054641000003

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).
Figure 0007054641000002

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).
Figure 0007054641000003

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a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(a|s)で表し、状態sのときに行動a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。

Figure 0007054641000004

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.
Figure 0007054641000004

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rとしては、行動aを行った結果の状態sにおける誤差に対応した報酬を設定する。誤差とは、行動aを行った結果の力学モデルs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s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 model operation unit 26, as described above, the Actor's policy is changed so that the TD error becomes small, and the state value function of Critic is updated by the number of features obtained from the moving image data. .. After the iteration is finished, the structural characteristic parameters are determined based on the Actor's strategy. As a result, structural characteristic parameters after reinforcement learning are obtained.

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 parameter holding unit 27 is a functional unit that holds the structural characteristic parameters calculated by the mechanical model operation unit 26. The structural characteristic parameters held by the characteristic parameter holding unit 27 are output from the server 20 to an external device or the like as needed.

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 image selection unit 32 are the characteristics of the structure under certain conditions, there is a possibility that they are over-learned. Therefore, by using the initial value as the structure characteristic parameter calculated last time and repeating the learning again using different moving images, it is possible to calculate the structure parameter considered to be optimal for all situations. .. Therefore, the structural characteristic parameters calculated by the dynamic model operation unit 26 are not only held by the characteristic parameter holding unit 27 but also held by the initial value data holding unit 24, and are appropriately used by the mechanical model operation unit 26. The default.

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 characteristic evaluation system 1 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

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 camera 10. The captured moving image data is sent from the camera 10 to the server 20 and acquired by the moving image acquisition unit 21 of the server 20 (S01). The moving image data acquired by the moving image acquisition unit 21 is held by the moving image data holding unit 22.

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 image selection unit 32 selects the moving image data to be used for calculating the feature amount related to the structure. Next, in the element dividing unit 33, it is determined whether or not there are a plurality of frames related to the same structure by referring to the moving image data (S02). When there are not a plurality of frames in which the same structure is imaged (S02-NO), information related to vibration cannot be obtained, so the process is repeated from the acquisition of the moving image (S01), or the moving image selection unit 32 is used. Repeat from the selection of moving image data. On the other hand, when there are a plurality of frames in which the same structure is imaged (S02-YES), the feature amount is calculated using the frames. First, in the element division unit 33, the structure included in each moving image (frame) is divided into a plurality of elements (S03). Next, in the feature amount calculation unit 34, for each divided element, the position shift (displacement y), which is a minute movement amount between the frames before and after each element, is compared with other frames in chronological order. It is calculated as a feature amount related to the vibration of an object (S04). The function y (i, t) related to the displacement y is a space-time function. The feature amount related to the vibration thus obtained is sent from the feature amount calculation unit 23 to the mechanical model operation unit 26.

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 model operation unit 26 selects a mechanical model to be used for calculating the structural characteristic parameters from the mechanical models held by the dynamic model holding unit 25. Then, the differential coefficient required for the dynamic model is calculated based on the function y (i, t) (spatiotemporal function) which is the feature amount related to the vibration sent from the feature amount calculation unit 23, and the calculation result is the dynamics. Substitute in the model (S05). As illustrated in the above formula, the dynamic model may include the derivative of the function y related to vibration. If the dynamic model operation unit 26 has a differential coefficient used in the dynamic model, the differential coefficient is calculated from a function that is a feature quantity, and this is applied to the dynamic model.

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 model operation unit 26 updates the structural characteristic parameters included in the dynamic model by reinforcement learning (S06). As the initial value of the structural characteristic parameter, the value held in the initial value data holding unit 24 is used. Further, when using the same dynamic model as the previous one, as described above, the structural characteristic parameters updated by the previous reinforcement learning can be used. Further, for reinforcement learning, for example, an Actor-Critic algorithm or the like can be used. By performing reinforcement learning, the structural characteristic parameters are updated. After that, the structural characteristic parameters obtained by reinforcement learning are output (S07).

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 model operation unit 26 can be appropriately changed. Hereinafter, some modification examples will be described.

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 model operation unit 26 evaluates the calculation result at the time of updating (S06) by reinforcement learning of the structural characteristic parameters included in the dynamic model, and recalculates if necessary based on the evaluation result. May be. For example, if the variance of the structural characteristic parameter calculated as a result of reinforcement learning is larger than a predetermined threshold value, a part of the dynamic model may be changed based on a predetermined condition to perform recalculation. good.

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 model holding unit 25 holds in advance a plurality of mechanical models in which the setting of the boundary conditions (limit values of each parameter, etc.) when calculating the structural characteristic parameters is changed, and the mechanical model operation unit 26 holds the structure. It may be configured to select an appropriate one based on the calculation conditions of the characteristic parameters and perform the calculation. Further, the variance of the probability density function used in the policy of the dynamic model used for calculating the structural characteristic parameters may be changed according to the fluctuation of the surrounding environment of the structure (for example, seasonal fluctuation).

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 model operation unit 26, the values that can be taken by each structural characteristic parameter are restricted in advance to prevent an erroneous value from being calculated by the reinforcement learning. May be. For example, for a parameter that takes only a substantially positive value, recalculation can be performed when a value of 0 or less is selected during reinforcement learning.

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 camera 10.

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 amount calculating unit 23 is instructed by the position of the load (vehicle) that vibrates the structure in the moving image, as shown in FIG. A load situation recognition unit 35 for evaluating movement and the like is provided. The load situational awareness unit 35 acquires information related to the position and movement of the vehicle to be loaded from the moving image data, and sends this to the moving image selection unit 32, so that the moving image selection unit 32 is the vehicle to be loaded. You can select a moving image in consideration of the movement of. Further, the feature amount calculation unit 34 can calculate the feature amount in consideration of the vibration caused by the passage of the vehicle. Further, the load situational awareness unit 35 provides the dynamic model operation unit 26 with information related to the load, so that the vehicle corresponds to the dynamic model (for example, F (i, t) in the mathematical formula (1)). It may be configured to reflect the weight to be applied.

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 characteristic evaluation system 1 according to the present embodiment is a structure from a moving image acquisition unit 21 that acquires a moving image of an image of a structure and a moving image acquired by the moving image acquisition unit 21. The feature amount calculation unit 23 that acquires the feature amount related to the displacement of, and the parameter calculation unit (initial value) 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. It has a data holding unit 24, a dynamic model holding unit 25, and a mechanical model operation unit 26). Having such a configuration makes it possible to appropriately and easily acquire the structural characteristic parameters of 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 characteristic evaluation system 1 according to the present embodiment, the information required for calculating the structural characteristic parameters is the feature amount related to the displacement of the structure obtained from the moving image. Further, in the structure characteristic evaluation system 1, the structural characteristic parameters can be calculated by applying this feature quantity to the mechanical model in the mechanical model operation unit 26 and performing reinforcement learning. Therefore, it is possible to significantly reduce the work cost for acquiring the information related to the feature amount, which is the information corresponding to the sensor information used conventionally. Further, since the structural characteristic parameters can be calculated by reinforcement learning instead of the conventional FEM analysis and parameter adjustment, it is not necessary to deal with a specific engineer, and the work cost can be reduced. In this way, it is possible to appropriately and easily acquire the structural characteristic parameters of 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 characteristic evaluation system 1, the mechanical model is configured to be the governing equation of the beam.

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 characteristic evaluation system 1, a general beam control equation is used. The structural characteristic parameters are calculated. With such a configuration, a configuration that can be calculated more easily is realized, especially when calculating the structural characteristic parameters related to the bridge. Even if the structure is not a bridge, if the governing equation of the beam can be used as a dynamic model, the structural characteristic parameters can be calculated using a structural model that is simpler than the conventional one.

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 data holding unit 24, mechanical model holding unit 25, mechanical model operation unit 26) is described in the design document relating to the structure as the initial value of the structural characteristic parameter calculated by reinforcement learning. Apply the information provided. In this way, by configuring the reinforcement learning after reflecting the information described in the design document, the structural characteristic parameters by reinforcement learning are compared with the case where a value unrelated to the structure is applied as the initial value. Can be calculated more quickly and accurately.

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 characteristic evaluation system 1 is applied to a bridge has been described, but the structure (building) other than the bridge is also a structure in which displacement occurs due to wind, traffic vibration, or the like. If so, the structural characteristic parameters can be calculated in the same manner as for bridges.

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 characteristic evaluation system 1 according to the present embodiment can be applied. When the structure is a utility pole, it can be considered as a cantilever and the Euler-Bernoulli governing equation can be applied in the same way as a bridge. In addition, when the structure is a steel tower, the features of each member constituting the steel tower are calculated from the moving image data, and the dynamic model is applied individually according to the configuration of each member, similar to a bridge. Structural characteristic parameters can be calculated. In this way, the structural characteristic parameters related to the structure can be calculated by appropriately selecting and setting the mechanical model according to the shape and the like of the target 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 server 20 according to the present embodiment is configured to be able to acquire moving images from the camera 10 (other than the structure characteristic evaluation system), even if the structure characteristic evaluation system is configured only by the server 20. good.

(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 server 20 in one embodiment of the present invention may function as a computer that processes the server 20 in the present embodiment. FIG. 9 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the server 20 according to the present embodiment. The server 20 described above may be physically configured as a computer device including a processor 1001, a memory 1002, a storage 1003, a communication device 1004, an input device 1005, an output device 1006, a bus 1007, and the like.

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 server 20 may be configured to include one or more of the devices shown in the figure, or may be configured not to include some of the devices.

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 server 20, by loading predetermined software (program) on hardware such as the processor 1001 and the memory 1002, the processor 1001 performs an operation, and the communication device 1004 communicates with the memory 1002 and the storage 1003. It is realized by controlling the reading and / or writing of data.

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。 Processor 1001 operates, for example, an operating system to control the entire computer. The processor 1001 may be composed of a central processing unit (CPU) including an interface with a peripheral device, a control device, an arithmetic unit, a register, and the like. For example, each function of the server 20 may be realized by the processor 1001.

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 processor 1001 reads a program (program code), a software module and data from the storage 1003 and / or the communication device 1004 into the memory 1002, and executes various processes according to these. As the program, a program that causes a computer to execute at least a part of the operations described in the above-described embodiment is used. For example, each function of the server 20 may be realized by a control program stored in the memory 1002 and operated by the processor 1001. Although it has been described that the various processes described above are executed by one processor 1001, they may be executed simultaneously or sequentially by two or more processors 1001. Processor 1001 may be mounted on one or more chips. The program may be transmitted from the network via a telecommunication line.

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 memory 1002 is a computer-readable recording medium, and is composed of at least one such as a ROM (Read Only Memory), an EPROM (Erasable Programmable ROM), an EEPROM (ElectricallyErasable Programmable ROM), and a RAM (Random Access Memory). You may. The memory 1002 may be referred to as a register, a cache, a main memory (main storage device), or the like. The memory 1002 can store a program (program code), a software module, or the like that can be executed to carry out the method according to the embodiment of the present invention.

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 storage 1003 is a computer-readable recording medium, for example, an optical disk such as a CD-ROM (Compact Disc ROM), a hard disk drive, a flexible disk, an optical magnetic disk (for example, a compact disk, a digital versatile disk, a Blu-ray). It may consist of at least one (registered trademark) disk), smart card, flash memory (eg, card, stick, key drive), floppy (registered trademark) disk, magnetic strip, and the like. The storage 1003 may be referred to as an auxiliary storage device. The storage medium described above may be, for example, a database, server or other suitable medium containing memory 1002 and / or storage 1003.

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 communication device 1004 is hardware (transmission / reception device) for communicating between computers via a wired and / or wireless network, and is also referred to as, for example, a network device, a network controller, a network card, a communication module, or the like. For example, each function of the server 20 may be realized by the communication device 1004.

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 input device 1005 is an input device (for example, a keyboard, a mouse, a microphone, a switch, a button, a sensor, etc.) that receives an input from the outside. The output device 1006 is an output device (for example, a display, a speaker, an LED lamp, etc.) that outputs to the outside. The input device 1005 and the output device 1006 may have an integrated configuration (for example, a touch panel).

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 processor 1001 and the memory 1002 is connected by a bus 1007 for communicating information. The bus 1007 may be composed of a single bus or may be composed of different buses between the devices.

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 server 20 includes hardware such as a microprocessor, a digital signal processor (DSP: Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a PLD (Programmable Logic Device), and an FPGA (Field Programmable Gate Array). The hardware may implement some or all of each functional block. For example, the processor 1001 may be implemented on at least one of these hardware.

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)

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 .
前記力学モデルは、梁の支配方程式である、請求項1に記載の構造物特性評価システム。 The structure characteristic evaluation system according to claim 1, wherein the mechanical model is a governing equation of a beam. 前記パラメータ算出部は、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、前記構造物に係る設計書に記載された情報を適用する、請求項1または2に記載の構造物特性評価システム。 The structure characteristic evaluation system according to claim 1 or 2, wherein the parameter calculation unit applies the information described in the design document relating to the structure as the initial value of the structural characteristic parameter calculated by reinforcement learning.
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