CN108474747A - 检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

获得一种能对开裂处于哪种状态进行检测的检测装置。该检测装置包括：裂纹检测部(3)，该裂纹检测部(3)根据构造物的图像信息来检测构造物的表面的变形；阶差检测部(4)，该阶差检测部(4)根据利用激光测量出的构造物的三维点组信息来检测构造物的表面的阶差；以及判定部(5)，该判定部(5)使用由裂纹检测部(3)生成的变形的信息、以及由阶差检测部(4)生成的阶差的信息，来对变形的状态进行判定。

Description

检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及对检查对象的变形进行检测的检测装置及检测方法。

背景技术

以往，对检查对象的构造物上产生的开裂、浮起等变形进行检测的技术中，存在各种各样的方法。专利文献1中，公开了如下技术：将敲击法或目视法等的诊断结果、以及由成像设备、红外线检测器、非接触式电磁波雷达等各种设备得出的测定结果相组合来对开裂等进行诊断。此外，专利文献2中公开了如下技术：使检查对象的可视图像与红外线图像相重叠来对开裂等进行诊断。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4588901号公报

专利文献2：日本专利第5795850号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，根据上述现有技术，在敲击法及目视法中，人力作业时间巨大，并且需要分辨异常部位或听出异常声音来进行判断。因此，存在如下问题：开裂等的检测精度依赖于调查员的经验、技术。此外，红外线图像是对检查对象的表面温度的差异进行拍摄、并通过表面温度的差异来确定变形部的图像，然而，存在如下问题：由于受到因构造物表面的凹凸而引起的受热量或导热的差异的影响，因此精度较低。即，难以在不依赖调查员的经验与技术的情况下高精度地对开裂的状态进行检测。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于获得一种检测装置，能使对开裂的状态进行检测的精度提高。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述问题，达到目的，本发明的检测装置的特征在于，具备变形检测部，该变形检测部根据构造物的图像信息来检测构造物的表面的变形。此外，检测装置具备阶差检测部，该阶差检测部根据利用激光测量出的构造物的三维点组信息来检测构造物的表面的阶差。此外，检测装置具备判定部，该判定部使用由变形检测部生成的变形的信息、以及由阶差检测部生成的阶差的信息，来对变形的状态进行判定。

发明效果

根据本发明，起到能使对开裂的状态进行检测的精度提高的效果。

附图说明

图1是示出实施方式1所涉及的检测装置的结构例的框图。

图2是示出在实施方式1所涉及的检测装置中对所检测出的裂纹的状态进行判定的处理的流程图。

图3是示出输入至实施方式1所涉及的图像信息输入部的图像信息的内容的图。

图4是示出输入至实施方式1所涉及的三维点组信息输入部的三维点组信息的内容的图。

图5是示出实施方式1所涉及的裂纹提取部所提取出的裂纹的图像信息的内容的图。

图6是示出在实施方式1所涉及的裂纹矢量信息生成部中计算裂纹标记打开的像素的三维坐标的处理的流程图。

图7是示出实施方式1所涉及的裂纹矢量信息生成部所计算出的裂纹标记打开的像素的三维坐标的信息的内容的图。

图8是示出在实施方式1所涉及的裂纹矢量信息生成部中生成的裂纹矢量信息的内容的图。

图9是示出附加了与实施方式1所涉及的阶差提取部所提取出的阶差部位有关的阶差标记的信息的三维点组信息的内容的图。

图10是示出在实施方式1所涉及的阶差矢量信息生成部中生成的阶差矢量信息的内容的图。

图11是示出在实施方式1所涉及的判定部中对裂纹矢量与阶差矢量进行比较时的图像的第1示例的图。

图12是示出在实施方式1所涉及的判定部中对裂纹矢量与阶差矢量进行比较时的图像的第2示例的图。

图13是示出在实施方式1所涉及的判定部中对裂纹矢量与阶差矢量进行比较时的图像的第3示例的图。

图14是示出在实施方式1所涉及的判定部中对裂纹矢量与阶差矢量进行比较时的图像的第4示例的图。

图15是示出与在实施方式1所涉及的判定部中判定为是伴随着浮起剥离的裂纹的裂纹有关的浮起剥离裂纹信息的内容的图。

图16是示出用专用硬件来构成实施方式1所涉及的检测装置时的示例的图。

图17是示出用CPU与存储器来构成实施方式1所涉及的检测装置时的示例的图。

图18是示出实施方式2所涉及的检测装置的结构例的框图。

图19是示出在实施方式2所涉及的裂纹三维信息生成部中将边缘范围设为1个像素时得到三维图像的对象的像素的范围的示例的图。

图20是示出实施方式2所涉及的三维信息生成部所计算出的裂纹标记打开及边缘范围的像素的三维坐标的信息的内容的图。

图21是示出在实施方式2所涉及的检测装置中对所检测出的裂纹的状态进行判定的处理的流程图。

图22是示出在实施方式2所涉及的判定部中对阶差矢量在三维空间内的存在率进行计算时的图像的第1示例的图。

图23是示出在实施方式2所涉及的判定部中对阶差矢量在三维空间内的存在率进行计算时的图像的第2示例的图。

图24是示出在实施方式2所涉及的判定部中对阶差矢量在三维空间内的存在率进行计算时的图像的第3示例的图。

图25是示出在实施方式2所涉及的判定部中对阶差矢量在三维空间内的存在率进行计算时的图像的第4示例的图。

图26是示出实施方式3所涉及的检测装置的结构例的框图。

图27是示出在实施方式3所涉及的检测装置中对所检测出的裂纹的状态进行判定的处理的流程图。

图28是示出在实施方式3所涉及的判定部中以裂纹矢量为边界来将从三维点组信息输入部提取出的三维点组信息分类为2个点组分组的状态、以及构造物表面位置的示例的图。

图29是示出实施方式4所涉及的检测装置的结构例的框图。

图30是示出在实施方式4所涉及的检测装置中对所检测出的裂纹的状态进行判定的处理的流程图。

图31是示出实施方式5所涉及的检测装置的结构例的框图。

图32是示出实施方式6所涉及的检测装置的结构例的框图。

图33是示出在实施方式6所涉及的检测装置中对所检测出的裂纹的状态进行判定的处理的流程图。

图34是示出在实施方式6所涉及的检测装置中成为对裂纹的状态进行判定的对象的构造物及通过测量而得到的信息的示例的图。

图35是示出在实施方式6所涉及的类似度判定部中对裂纹矢量与阶差矢量进行比较时的图像的第1示例的图。

图36是示出在实施方式6所涉及的类似度判定部中对裂纹矢量与阶差矢量进行比较时的图像的第2示例的图。

图37是示出在实施方式6所涉及的类似度判定部中对裂纹矢量与阶差矢量进行比较时的图像的第3示例的图。

图38是示出在实施方式6所涉及的类似度判定部中对裂纹矢量与阶差矢量进行比较时的图像的第4示例的图。

图39是示出对在实施方式6所涉及的类似度判定部中判定为是伴随着浮起剥离的裂纹的浮起剥离裂纹信息附加了类似度的值时的内容的图。

图40是示出实施方式7所涉及的检测装置的结构例的框图。

图41是示出在实施方式7所涉及的检测装置中对所检测出的裂纹的状态进行判定的处理的流程图。

具体实施方式

下面，基于附图详细说明本发明的实施方式所涉及的检测装置及检测方法。另外，本发明并不由本实施方式所限定。

实施方式1.

图1是示出本发明实施方式1所涉及的检测装置20的结构例的框图。检测装置20包括图像信息输入部1、三维点组信息输入部2、裂纹检测部3、阶差检测部4以及判定部5。检测装置20是对检查对象即构造物的表面的变形进行检测的装置。关于变形，存在裂纹、污损、析出物、漏水等，这里，以裂纹为例进行说明，对于之后的实施方式也相同。检测装置20中，对构造物表面的变形即裂纹进行检测，并判定所检测出的裂纹仅仅是构造物表面的裂纹、还是在构造物的内部伴随浮起剥离等的裂纹。另外，对于检测装置20，所检测的对象的变形并不限于裂纹，也能适用于裂纹以外的变形。

图像信息输入部1输入有构造物的表面的图像信息。例如，图像信息输入部1输入有由数码相机等进行数字拍摄而得到的能进行图像处理的图像信息，并且也可以是数码相机本身。图像信息输入部1可以是经由存储介质来对由数码相机等拍摄到的图像信息进行数据读取的数据读取装置，或者也可以是通过有线通信或无线通信对由数码相机等拍摄到的图像信息进行接收的通信装置。

三维点组信息输入部2输入有构造物的表面的三维点组信息。三维点组信息输入部2输入有具有通过高密度激光扫描仪来测量及获取到的三维坐标的点组信息，并且也可以是高密度激光扫描仪本身。三维点组信息输入部2可以是经由存储介质来对利用高密度激光扫描仪进行测量及获取到的三维点组信息进行数据读取的数据读取装置，或者也可以是通过有线通信或无线通信对利用高密度激光扫描仪进行测量及获取到的三维点组信息进行接收的通信装置。

变形检测部即裂纹检测部3根据构造物的图像信息来检测构造物的表面的变形。裂纹检测部3包括裂纹提取部31以及裂纹矢量信息生成部32。

变形提取部即裂纹提取部31分析输入至图像信息输入部1的图像信息，并从图像信息中提取出构造物表面的变形、具体而言即裂纹。裂纹提取部31例如通过二值化处理、边缘检测处理等图像处理的方法，来分析所输入的图像信息从而提取出裂纹。裂纹提取部31在所提取出的裂纹的像素上，对裂纹部分的像素附加表示是裂纹的裂纹标记来生成裂纹的图像信息。另外，上述图像处理的方法是一个示例，并不局限于此。

变形矢量信息生成部即裂纹矢量信息生成部32使用输入至三维点组信息输入部2的三维点组信息，来对由裂纹提取部31提取出的裂纹的图像信息附加三维坐标并使其矢量化。具体而言，裂纹矢量信息生成部32对于由裂纹提取部31生成的裂纹的图像信息的各像素，基于拍摄图像信息时的相机的光学中心位置即三维位置坐标的信息、与3轴方向上的相机的姿态有关的信息、以及从三维点组信息输入部2输入的三维点组信息，来对裂纹的各像素计算构造物表面上的三维绝对坐标，从而得到关于裂纹的图像信息的三维信息。

裂纹矢量信息生成部32对于裂纹的图像信息的三维信息，对位于规定的一定空间内的裂纹进行分组，并通过利用了最小二乘法的直线近似等方法使同一分组的点按每个一定空间线段化，从而生成三维的裂纹矢量信息。在所生成的多个线段的端点距离比规定的距离要小的情况下，裂纹矢量信息生成部32连接端点彼此并作为同一裂纹矢量信息来进行存储。

阶差检测部4根据利用激光测量出的构造物的三维点组信息来检测构造物表面的阶差。阶差检测部4包括阶差提取部41以及阶差矢量信息生成部42。

阶差提取部41从三维点组信息中提取出构造物表面的微小的阶差。微小的阶差例如指具有1mm左右的高低差的阶差。阶差提取部41例如通过平滑化处理将构造物的表面近似为光滑的面，对于近似后的构造物表面计算各点的垂直方向的位置坐标，并提取各点的位置与近似后的构造物表面隔开规定距离以上的点，以作为凹凸部分。阶差提取部41将所提取出的凹凸部分设为阶差，并对构成阶差的各点附加表示是阶差部分的阶差标记来生成阶差的三维点组信息。另外，这里所举出的根据三维点组信息来检测阶差的阶差检测处理的方法是一个示例，但并不局限于此。此外，关于阶差的大小，也不局限于1mm左右的高低差。

阶差矢量信息生成部42使由阶差提取部41提取出的阶差的三维点组信息矢量化。阶差矢量信息生成部42对于由阶差提取部41提取出的阶差的三维点组信息，对位于规定的一定空间内的点进行分组，并通过利用了最小二乘法的直线近似等方法使同一分组的点按每个一定空间线段化，从而生成三维的阶差矢量信息。在所生成的多个线段的端点距离比规定的距离要小的情况下，阶差矢量信息生成部42连接端点彼此并作为同一阶差矢量信息来进行存储。

判定部5使用由裂纹矢量信息生成部32生成的变形的信息即裂纹矢量信息、以及由阶差矢量信息生成部42生成的阶差的信息即阶差矢量信息，来判定在构造物的表面所产生的裂纹的状态。具体而言，判定部5计算在裂纹检测部3的裂纹矢量信息生成部32所生成的三维的裂纹矢量信息所表示的裂纹矢量的各线段中，与阶差检测部4的阶差矢量信息生成部42所生成的三维的阶差矢量信息所表示的阶差矢量的各线段中最接近的线段之间的距离。在1个裂纹矢量中，与同一阶差矢量之间的线段间距离比规定的值要小的点以阈值以上的比率存在的情况下，判定部5判定为与裂纹矢量相对应的裂纹是伴随着浮起剥离的、安全性较低的裂纹。

对于判定部5，除了基于上述三维的裂纹矢量与阶差矢量的线段彼此的距离来进行判定以外，也可以将构造物表面投影到二维平面上，并基于二维平面上经二维化后得到的裂纹矢量与阶差矢量的位置关系、即二维平面上的距离来进行判定。关于将构造物表面投影到二维平面上的方法，例如有生成展开图来进行二维化的方法，但并不局限于此。

接着，对于检测装置20中的、判定在构造物的表面上所检测出的变形仅仅是裂纹还是伴随着浮起剥离的裂纹的处理进行说明。图2是示出在实施方式1所涉及的检测装置20中对所检测出的裂纹的状态进行判定的处理的流程图。

首先，检测装置20中，在图像信息输入部1中，输入由数码相机等对构造物的表面进行拍摄而得到的图像信息(步骤S1)。图3是示出输入至实施方式1所涉及的图像信息输入部1的图像信息的内容的图。对于各像素，图像信息由R(Red：红)值、G(Green：绿)值以及B(Blue：蓝)值构成。对于图3所示的图像信息，可以由图像信息输入部1内部的存储部进行存储，也可以由未图示的外部的存储部来进行存储。

此外，检测装置20中，在三维点组信息输入部2中，输入在与拍摄图像信息相同的时刻通过激光测量而得到的三维点组信息(步骤S2)。图4是示出输入至实施方式1所涉及的三维点组信息输入部2的三维点组信息的内容的图。对于各点，三维点组信息由X坐标、Y坐标及Z坐标构成。对于图4所示的三维点组信息，可以由三维点组信息输入部2内部的存储部进行存储，也可以由未图示的外部的存储部来进行存储。

另外，关于X坐标、Y坐标及Z坐标，例如可以使用平面直角坐标系，将XY轴取在水平面上，并将Z轴取在高度方向上。或者，例如，也可以是以任意的点为原点，并以朝东的方向为X轴方向、以朝北的方向为Y轴方向、并以垂直向上的方向为Z轴方向的坐标系。关于表示各点的坐标值的数据的单位，可以使用米(m)等，但并不局限于此。关于图像信息及三维点组信息，例如可以使用由MMS(Mobile Mapping System：移动测绘系统)测量出的信息。在搭载了数码相机及激光等测定装置的车辆中，MMS可以使用GPS(Global PositioningSystem：全球定位系统)及惯性导航装置等，准确地对本车辆的位置及姿态进行测量。因此，MMS中，可以通过将由激光测量出的构造物等的位置与本车辆的位置相加，来准确地获取构造物的位置。

返回图2的流程图的说明。裂纹检测部3的裂纹提取部31分析从图像信息输入部1输入的图像信息，并从图像信息中提取出裂纹(步骤S3)。裂纹提取部31对于裂纹部分的像素，对表示是裂纹的裂纹标记附加打开信息并进行存储。图5是示出实施方式1所涉及的裂纹提取部31所提取出的裂纹的图像信息的内容的图。图5所示的图像信息中，在裂纹标记上附加有打开信息的像素成为表示裂纹的图像信息。图5所示的图像信息中，对未提取出裂纹的像素的裂纹标记附加关闭信息。对于图5所示的裂纹的图像信息，可以由裂纹提取部31内部的存储部进行存储，也可以由未图示的外部的存储部来进行存储。

裂纹矢量信息生成部32以裂纹的图像信息中裂纹标记为打开的全部像素为对象，计算与各像素相对应的三维坐标(步骤S4～S7)。具体而言，裂纹矢量信息生成部32从图3所示的图像信息中选择1个处理对象像素(步骤S4)。裂纹矢量信息生成部32确认图5所示的裂纹的图像信息，并确认处理对象像素的裂纹标记是否为打开(步骤S5)。在裂纹标记关闭的情况下(步骤S5：否)，裂纹矢量信息生成部32返回步骤S4并从图3所示的图像信息中选择下一个处理对象像素(步骤S4)。在裂纹标记打开的情况下(步骤S5：是)，裂纹矢量信息生成部32基于三维点组信息，计算裂纹标记打开的像素的三维坐标(步骤S6)。

图6是示出在实施方式1所涉及的裂纹矢量信息生成部32中计算裂纹标记打开的像素的三维坐标的处理的流程图。首先，裂纹矢量信息生成部32根据拍摄图像信息时的相机的光学中心位置即三维位置坐标、与3轴方向上的相机的姿态有关的信息、以及处理对象像素在图像上的位置，来计算拍摄处理对象像素时的三维坐标位置、以及表示从拍摄时的三维坐标位置拍摄图像信息时的方向的拍摄方向矢量(步骤S21)。

裂纹矢量信息生成部32从由三维点组信息输入部2输入的三维点组信息之中，提取出位于从步骤S21中计算出的拍摄处理对象像素时的三维坐标位置前进了在步骤S21中计算出的拍摄方向矢量后的方向上的点组(步骤S22)。

裂纹矢量信息生成部32利用最小二乘法的面近似等方法生成包含所提取出的点组及所提取出的点组周边的点组在内的面片(步骤S23)。

裂纹矢量信息生成部32计算并存储针对处理对象像素计算出的从三维坐标位置起的拍摄方向矢量与所生成的面片之间的交叉点，以作为处理对象像素的三维坐标(步骤S24)。图7是示出实施方式1所涉及的裂纹矢量信息生成部32所计算出的裂纹标记打开的像素的三维坐标的信息的内容的图。裂纹矢量信息生成部32对于裂纹标记打开的各像素计算三维坐标，并利用X坐标、Y坐标及Z坐标来存储各像素的三维坐标。对于图7所示的裂纹标记打开的像素的三维坐标，可以由裂纹矢量信息生成部32内部的存储部进行存储，也可以由未图示的外部的存储部来进行存储。

返回图2的流程图的说明。裂纹矢量信息生成部32确认是否对于图像信息的全部像素完成了处理，即确认是否对于裂纹标记打开的全部像素完成了三维坐标计算(步骤S7)。在未完成全部像素的处理的情况下(步骤S7：否)，裂纹矢量信息生成部32返回步骤S4并从图3所示的图像信息中选择下一个处理对象像素(步骤S4)。

在全部像素处理完成的情况下(步骤S7：是)，裂纹矢量信息生成部32通过对裂纹标记打开的像素的三维坐标的信息进行分组或利用了最小二乘法的、直线近似或线段连接等处理，来生成每一根裂纹矢量(步骤S8)。图8是示出在实施方式1所涉及的裂纹矢量信息生成部32中生成的裂纹矢量信息的内容的图。设由裂纹矢量信息生成部32生成的各裂纹矢量呈折线形状。由于各裂纹矢量呈折线形状，因此可以用两端的2个端点及多个顶点来表示裂纹矢量的形状。因此，对于1个裂纹矢量，用各个X坐标、Y坐标、Z坐标来存储端点及顶点的位置。对于图8所示的裂纹矢量信息，可以由裂纹矢量信息生成部32内部的存储部进行存储，也可以由未图示的外部的存储部来进行存储。

阶差检测部4的阶差提取部41分析从三维点组信息输入部2输入的三维点组信息，并从三维点组信息中提取出阶差(步骤S9)。阶差提取部41对于阶差部分的点组，对表示是阶差部位的标记附加打开信息并进行存储。图9是示出附加了与实施方式1所涉及的阶差提取部41所提取出的阶差部位有关的阶差标记的信息的三维点组信息的内容的图。是对图4所示的各点的三维点组信息附加了阶差标记的信息而得到的。对于附加了图9所示的阶差标记的信息的三维点组信息，可以由阶差提取部41内部的存储部进行存储，也可以由未图示的外部的存储部来进行存储。另外，在对三维点组信息的各点附加阶差标记的信息时，可以不像图9那样一起存储三维点组信息及阶差标记的信息，而可以像图像信息时那样，如图3所示的图像信息及图5所示的裂纹标记的信息那样分开进行存储。

阶差矢量信息生成部42通过对阶差标记为打开的三维点组信息进行分组或利用了最小二乘法的、直线近似或线段连接的处理，来生成每一根阶差矢量(步骤S10)。图10是示出在实施方式1所涉及的阶差矢量信息生成部42中生成的阶差矢量信息的内容的图。设由阶差矢量信息生成部42生成的各阶差矢量呈折线形状。由于各阶差矢量呈折线形状，因此可以用两端的2个端点及多个顶点来表示阶差矢量的形状。因此，对于1个阶差矢量，用各个X坐标、Y坐标、Z坐标来存储端点及顶点的位置。对于图10所示的阶差矢量信息，可以由阶差矢量信息生成部42内部的存储部进行存储，也可以由未图示的外部的存储部来进行存储。

判定部5使用由裂纹矢量信息生成部32生成的裂纹矢量、以及由阶差矢量信息生成部42生成的阶差矢量，来进行矢量比较(步骤S11)。具体而言，判定部5计算裂纹矢量及阶差矢量的各个矢量的各线段的距离为最短的线段彼此的距离，并根据1个裂纹矢量中相对于同一阶差矢量的距离变得比规定的阈值要小的点的比率，来判定是否为伴随着浮起剥离的裂纹(步骤S12)。

图11至图14是示出在实施方式1所涉及的判定部5中对裂纹矢量与阶差矢量进行比较时的图像的示例的图。这里，作为一个示例，将线段间距离的阈值设为阈值γ，并设为判定部5在阈值γ以下的点相对于所有点的比率在50％以上时判定为是伴随着浮起剥离的裂纹。设判定部5能接受来自用户的操作来对50％的值进行设定、变更。

判定部5中，在比较了图11所示的裂纹矢量101与阶差矢量201的情况下，裂纹矢量101的线段区间A与阶差矢量201的距离为β1，裂纹矢量101的线段区间B与阶差矢量201的距离为0，裂纹矢量101的线段区间C与阶差矢量201的距离为0，裂纹矢量101的线段区间D与阶差矢量201的距离为0，裂纹矢量101的线段区间E与阶差矢量201的距离为β2，裂纹矢量101的线段区间F与阶差矢量201的距离为0，裂纹矢量101的线段区间G与阶差矢量201的距离为0。由于β1和β2均比阈值γ要小，因此阈值γ以下的点数为7，阈值γ以下的点的比率为7/7＝100％，因而判定部5判定为裂纹矢量101是伴随着浮起剥离的裂纹。

判定部5中，在比较了图12所示的裂纹矢量101与阶差矢量202的情况下，裂纹矢量101的线段区间A与阶差矢量202的距离为α1，裂纹矢量101的线段区间B与阶差矢量202的距离为β1，裂纹矢量101的线段区间C与阶差矢量202的距离为0，裂纹矢量101的线段区间D与阶差矢量202的距离为0，裂纹矢量101的线段区间E与阶差矢量202的距离为β2，裂纹矢量101的线段区间F与阶差矢量202的距离为β3，裂纹矢量101的线段区间G与阶差矢量202的距离为β4。由于α1在阈值γ以上、β1～β4比阈值γ要小，因此阈值γ以下的点数为6，阈值γ以下的点的比率为6/7＝85.7％，因而判定部5判定为裂纹矢量101是伴随着浮起剥离的裂纹。

判定部5中，在比较了图13所示的裂纹矢量101与阶差矢量203的情况下，裂纹矢量101的线段区间A与阶差矢量203的距离为α1，裂纹矢量101的线段区间B与阶差矢量203的距离为α2，裂纹矢量101的线段区间C与阶差矢量203的距离为β1，裂纹矢量101的线段区间D与阶差矢量203的距离为β2，裂纹矢量101的线段区间E与阶差矢量203的距离为β3，裂纹矢量101的线段区间F与阶差矢量203的距离为β4，裂纹矢量101的线段区间G与阶差矢量203的距离为β5。由于α1及α2均在阈值γ以上、β1～β5比阈值γ要小，因此阈值γ以下的点数为5，阈值γ以下的点的比率为5/7＝71.4％，因而判定部5判定为裂纹矢量101是伴随着浮起剥离的裂纹。

判定部5中，在比较了图14所示的裂纹矢量101与阶差矢量204的情况下，裂纹矢量101的线段区间A与阶差矢量204的距离为α1，裂纹矢量101的线段区间B与阶差矢量204的距离为α2，裂纹矢量101的线段区间C与阶差矢量204的距离为α3，裂纹矢量101的线段区间D与阶差矢量204的距离为α4，裂纹矢量101的线段区间E与阶差矢量204的距离为α5，裂纹矢量101的线段区间F与阶差矢量204的距离为α6，裂纹矢量101的线段区间G与阶差矢量204的距离为α7。由于α1～α7在阈值γ以上，因此阈值γ以下的点数为0，阈值γ以下的点的比率为0/7＝0％，因而判定部5判定为裂纹矢量101不是伴随着浮起剥离的裂纹。

判定部5中，对于裂纹矢量及阶差矢量的各线段间的距离的计算方法，可以使用二维坐标来计算，也可以使用三维坐标来计算。对于被识别为是伴随着浮起剥离的裂纹的裂纹，判定部5存储相对应的裂纹矢量及阶差矢量的信息，以作为浮起剥离裂纹信息。图15是示出与在实施方式1所涉及的判定部5中判定为是伴随着浮起剥离的裂纹的裂纹有关的浮起剥离裂纹信息的内容的图。对于判定为是伴随着浮起剥离的裂纹的各浮起剥离裂纹，存储裂纹矢量及阶差矢量的信息。对于图15所示的浮起剥离裂纹信息，可以由判定部5内部的存储部进行存储，也可以由未图示的外部的存储部来进行存储。

判定部5比较裂纹矢量与阶差矢量，在如图11至图13所示那样阈值γ以下的点的比率在50％以上的情况下判定为裂纹矢量101是伴随着浮起剥离的裂纹，并作为浮起剥离裂纹的信息来存储，而在如图14所示那样阈值γ以下的点的比率小于50％的情况下判定为裂纹矢量101不是伴随着浮起剥离的裂纹，不作为浮起剥离裂纹的信息来存储。另外，判定部5中，根据阈值γ以下的点的比率来判定是否是伴随着浮起剥离的裂纹，然而也可以根据阈值γ以下的点数来判定是否是伴随着浮起剥离的裂纹。

在未对所有的裂纹矢量完成矢量比较的情况下(步骤S13：否)，判定部5返回步骤S11，选择下一个裂纹矢量并进行矢量比较。在对所有的裂纹矢量完成了矢量比较的情况下(步骤S13：是)，判定部5结束处理。

接着，对检测装置20的硬件结构进行说明。在检测装置20中，图像信息输入部1由数码相机等测量装置、或以数据形式获取图像信息的接口电路来实现。三维点组信息输入部2由高密度激光扫描仪等测量装置、或以数据形式获取三维点组信息的接口电路来实现。关于包括裂纹提取部31和裂纹矢量信息生成部32的裂纹检测部3、包括阶差提取部41和阶差矢量信息生成部42的阶差检测部4、以及判定部5，由处理电路来实现。即，检测装置20具备处理电路，该处理电路用于根据图像信息生成裂纹矢量，根据三维点组信息生成阶差矢量，并比较裂纹矢量与阶差矢量从而判定由裂纹矢量来表示的裂纹是否是伴随着浮起剥离的裂纹。处理电路可以是专用的硬件，也可以是执行存储器中所储存的程序的CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)及存储器。

图16是示出用专用的硬件来构成实施方式1所涉及的检测装置20时的示例的图。在处理电路为专用的硬件的情况下，图16所示的处理电路91可以是例如单一电路、复合电路、编程处理器、并联编程处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、或它们的组合。可以由处理电路91按功能分开实现检测装置20的各功能，也可以由处理电路91一并实现各功能。

图17是示出用CPU与存储器来构成实施方式1所涉及的检测装置20时的示例的图。在用CPU92及存储器93来构成处理电路的情况下，检测装置20的功能由软件、固件、或软件和固件的组合来实现。软件或固件以程序的形式来表述，并储存于存储器93。处理电路中，由CPU92读出存储于存储器93的程序并执行，从而实现各功能。即，检测装置20具备存储器93，该存储器93用于储存在由处理电路执行检测装置20时最终执行以下步骤的程序，即：根据图像信息生成裂纹矢量的步骤；根据三维点组信息生成阶差矢量的步骤；以及比较裂纹矢量与阶差矢量从而判定由裂纹矢量来表示的裂纹是否是伴随着浮起剥离的裂纹的步骤。此外，也可以说这些程序是使计算机执行检测装置20的步骤及方法的程序。这里，CPU92可以是处理装置、运算装置、微处理器、微机、处理器或DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)等。此外，存储器93例如相当于RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable ROM：可擦可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically EPROM：电可擦可编程只读存储器)等非易失性或易失性的半导体存储器、以及磁盘、软盘、光盘、压缩光盘、迷你光盘或DVD(DigitalVersatile Disc：数字通用光盘)等。

另外，对于检测装置20的各功能，可以用专用的硬件来实现一部分，并用软件或固件来实现一部分。例如，对于根据图像信息生成裂纹矢量的功能、以及根据三维点组信息生成阶差矢量的功能，可以由作为专用的硬件的处理电路91来实现该功能，而对于比较裂纹矢量与阶差矢量从而判定由裂纹矢量来表示的裂纹是否是伴随着浮起剥离的裂纹的功能，可以由CPU92读出储存于存储器93的程序并执行来实现该功能。

由此，处理电路可以利用专用的硬件、软件、固件或它们的组合来实现上述各功能。

如以上所说明的那样，根据本实施方式，在检测装置20中，根据通过激光测量而得到的三维点组信息生成阶差矢量，根据与激光测量同时进行拍摄而得到的图像信息生成裂纹矢量，并比较裂纹矢量与阶差矢量，基于构成各矢量的线段彼此的距离，对由裂纹矢量来表示的裂纹的状态进行判定。由此，检测装置20中，可以省去大量的人力作业时间，并且能自动判定在构造物的表面上所产生的裂纹仅仅是裂纹、还是伴随着浮起剥离的裂纹，而不依赖于调查员的经验与技术。检测装置20中，能使对开裂的状态进行检测的精度提高。

实施方式2.

实施方式1中，检查装置20根据图像信息生成裂纹矢量，根据三维点组信息生成阶差矢量，并通过比较各矢量，从而判定裂纹是否为伴随着浮起剥离的裂纹。实施方式2中，对如下情况进行说明，即：在检查装置中，在不使根据图像信息而得到的裂纹矢量化的情况下，对裂纹的状态进行判定。

图18是示出实施方式2所涉及的检测装置20a的结构例的框图。检测装置20a是对检测装置20删除了裂纹检测部3及判定部5并替换为裂纹检测部3a及判定部5a而得到的。裂纹检测部3a是对裂纹检测部3删除了裂纹矢量信息生成部32并替换为裂纹三维信息生成部33而得到的。

与裂纹矢量信息生成部32同样地，变形三维信息生成部即裂纹三维信息生成部33对于由裂纹提取部31生成的裂纹的图像信息的各像素，基于拍摄图像信息时的相机的光学中心位置即三维位置坐标的信息、与3轴方向上的相机的姿态有关的信息、以及从三维点组信息输入部2输入的三维点组信息，来对裂纹的各像素计算构造物表面上的三维绝对坐标，从而得到关于裂纹的图像信息的三维信息。其中，裂纹三维信息生成部33中，对于获得与裂纹的图像信息有关的三维信息的像素，以对由裂纹提取部31提取出的裂纹的图像信息附加了一定的边缘范围(margin range)而得到的范围中的各像素为对象。实施方式2中，将对裂纹的各像素附加了一定的边缘范围而得到的范围内的像素设为变形的范围。裂纹三维信息生成部33不像裂纹矢量信息生成部32那样实施到裂纹矢量信息的生成，而是实施到对于与该裂纹部分相当的像素及边缘范围的像素得到三维信息。

说明对裂纹的图像信息附加一定的边缘范围的方法。图19是示出在实施方式2所涉及的裂纹三维信息生成部33中将边缘范围设为1个像素时得到三维图像的对象的像素的范围的示例的图。作为一定的边缘范围，将裂纹标记打开的像素周围的1个像素设为边缘范围。裂纹三维信息生成部33对于裂纹标记打开的像素、以及裂纹标记关闭但位于边缘范围内的像素获取三维信息。裂纹三维信息生成部33对于裂纹标记关闭且不位于边缘范围内的像素，不进行三维信息的获取。

图20是示出实施方式2所涉及的裂纹三维信息生成部33所计算出的裂纹标记打开及边缘范围的像素的三维坐标的信息的内容的图。裂纹三维信息生成部33对于裂纹标记打开及边缘范围的各像素计算三维坐标，并利用X坐标、Y坐标及Z坐标来存储各像素的三维坐标，以作为变形的三维信息。对于图20所示的裂纹标记打开及边缘范围的像素的三维坐标，可以由裂纹三维信息生成部33内部的存储部进行存储，也可以由未图示的外部的存储部来进行存储。

判定部5a使用变形的信息即变形的三维信息、以及阶差的矢量信息，来判定变形的状态。具体而言，判定部5a根据由裂纹三维信息生成部33生成的裂纹标记打开及边缘范围的像素的三维坐标的信息，生成包含裂纹标记打开及边缘范围的像素的所有坐标在内的三维空间。判定部5a计算由阶差矢量信息生成部42生成的三维的阶差矢量在三维空间内存在的比率即存在率。判定部5a在三维空间内的阶差矢量的存在率在阈值以上的情况下，判定为由裂纹标记打开的像素来表示的裂纹是伴随着浮起剥离的裂纹，并进行存储。

对于判定部5a，除了计算包含裂纹标记打开及边缘范围的像素的所有坐标在内的三维空间内的三维的阶差矢量的存在率来进行判定的方法，也可以将上述三维空间及三维的阶差矢量均投影到二维平面上，并在二维平面上，利用经二维化后得到的包含裂纹标记打开及边缘范围的像素在内的区域的面积范围与二维的阶差矢量之间的位置关系来进行判定。

接着，对于检测装置20a中的、判定在构造物的表面上所检测出的变形仅仅是裂纹还是伴随着浮起剥离的裂纹的处理进行说明。图21是示出在实施方式2所涉及的检测装置20a中对所检测出的裂纹的状态进行判定的处理的流程图。对与图2所示的实施方式1的流程图不同的部分进行说明。

裂纹三维信息生成部33对由裂纹提取部31提取出的裂纹的像素、即裂纹标记打开的像素设定边缘范围(步骤S31)。裂纹三维信息生成部33确认在步骤S4中选择出的处理对象像素是否是裂纹标记打开的像素或边缘范围的像素(步骤S32)。在裂纹标记既不打开也不位于边缘范围内的情况下(步骤S32：否)，裂纹三维信息生成部33返回步骤S4并从图3所示的图像信息中选择下一个处理对象像素(步骤S4)。在裂纹标记打开或位于边缘范围内的情况下(步骤S32：是)，裂纹三维信息生成部33基于三维点组信息，计算裂纹标记打开的像素或边缘范围的像素的三维坐标(步骤S6)。虽然计算三维坐标的对象的像素与实施方式1不同，但裂纹三维信息生成部33计算裂纹标记打开的像素或边缘范围的像素的三维坐标的处理与实施方式1中裂纹矢量信息生成部32计算裂纹标记打开的像素的三维坐标的处理相同。

判定部5a根据由裂纹三维信息生成部33生成的裂纹标记打开及边缘范围的像素的三维坐标的信息，生成包含所有裂纹标记打开及边缘范围的像素在内的三维空间(步骤S33)。然后，判定部5a计算由阶差矢量信息生成部42生成的三维的阶差矢量在三维空间内的存在率(步骤S34)。判定部5a基于所计算出的存在率，来判定是否为伴随着浮起剥离的裂纹(步骤S12)。

图22至图25是示出在实施方式2所涉及的判定部5a中对阶差矢量在三维空间内的存在率进行计算时的图像的示例的图。这里，作为一个示例，将边缘范围设为2个像素，并设为判定部5a在存在率为50％以上时判定为是伴随着浮起剥离的裂纹。

判定部5a在阶差矢量201存在于图22所示的三维空间内的存在率为100％的情况下，判定为由裂纹标记打开的像素来表示的裂纹是伴随着浮起剥离的裂纹。判定部5a在阶差矢量202存在于图23所示的三维空间内的存在率为100％的情况下，判定为由裂纹标记打开的像素来表示的裂纹是伴随着浮起剥离的裂纹。

判定部5a在阶差矢量203存在于图24所示的三维空间内的存在率为10％的情况下，判定为由裂纹标记打开的像素来表示的裂纹是不伴随浮起剥离的裂纹。判定部5a在阶差矢量204存在于图25所示的三维空间内的存在率为0％的情况下，判定为由裂纹标记打开的像素来表示的裂纹是不伴随浮起剥离的裂纹。

在未对所有的阶差矢量计算出存在率的情况下(步骤S35：否)，判定部5a返回步骤S34，选择下一个阶差矢量并计算存在率。在对所有的阶差矢量完成了存在率的计算的情况下(步骤S35：是)，判定部5a结束处理。

另外，关于检测装置20a的硬件结构，可以通过与实施方式1的检测装置20相同的结构来实现。

如以上所说明的那样，根据本实施方式，在检测装置20a中，根据通过激光测量而得到的三维点组信息生成阶差矢量，根据与激光测量同时进行拍摄而得到的图像信息生成裂纹标记打开及边缘范围的像素的三维信息，并根据阶差矢量在包含裂纹标记打开及边缘范围的像素在内的三维空间内的存在率，来判定裂纹的状态。由此，与实施方式1同样地，在检测装置20a中，可以省去大量的人力作业时间，并且能自动判定在构造物的表面上所产生的裂纹仅仅是裂纹、还是伴随着浮起剥离的裂纹，而不依赖于调查员的经验与技术。此外，检测装置20a中，能在不生成裂纹矢量的情况下判定是否为伴随着浮起剥离的裂纹，因此与实施方式1相比，判定方法变得容易，能削减判定所花费的处理时间。

实施方式3.

实施方式1中，检查装置20根据图像信息生成裂纹矢量，根据三维点组信息生成阶差矢量，并通过比较各矢量，从而判定裂纹是否为伴随着浮起剥离的裂纹。实施方式3中，对如下情况进行说明，即：在检测装置中，在不使根据三维点组信息而得到的阶差矢量化的情况下，对裂纹的状态进行判定。

图26是表示实施方式3所涉及的检测装置20b的结构例的框图。检测装置20b是对检测装置20删除了阶差检测部4及判定部5并替换为构造物表面位置计算部6及判定部5b而得到的。

构造物表面位置计算部6根据从三维点组信息输入部2输入的三维点组信息，通过例如平滑化处理将构造物的表面近似为光滑的面，来计算构造物表面的位置。

判定部5b使用变形的信息即裂纹矢量信息、构造物表面的位置的信息、以及三维点组信息，来判定裂纹的状态。具体而言，判定部5b基于由裂纹矢量信息生成部32生成的裂纹矢量，从三维点组信息输入部2中提取出距裂纹矢量位于规定的范围的空间内的三维点组信息。判定部5b在相对于由构造物表面位置计算部6计算出的构造物表面位置垂直的方向上以裂纹矢量为边界，将所提取出的三维点组信息分类为2个点组分组。判定部5b对于分类后的各点组分组的各点，计算与构造物表面位置的垂直距离，并且计算并存储各点组分组中的与构造物表面位置的垂直距离平均值。判定部5b对于所有的裂纹矢量实施相同的处理。

此外，对于以1个裂纹矢量为边界而相邻的2个点组分组，在与所计算出的构造物表面位置的垂直距离平均值的差分在规定的阈值以上的情况下，判定部5b判定为在由位于2个点组分组的边界的裂纹矢量来表示的构造物表面的裂纹的周边存在阶差。判定部5b进一步使用所判定出的阶差的信息，来判定裂纹的状态、即判定是否为伴随着浮起剥离的裂纹。判定部5b对于所有的裂纹矢量实施相同的处理。

接着，对于检测装置20b中的、判定在构造物的表面上所检测出的变形仅仅是裂纹还是伴随着浮起剥离的裂纹的处理进行说明。图27是示出在实施方式3所涉及的检测装置20b中对所检测出的裂纹的状态进行判定的处理的流程图。对与图2所示的实施方式1的流程图不同的部分进行说明。

构造物表面位置计算部6根据从三维点组信息输入部2输入的三维点组信息，利用平滑化处理等方法，来计算构造物表面位置(步骤S41)。

判定部5b基于裂纹矢量，从三维点组信息输入部2中提取出距裂纹矢量位于规定的范围的空间内的三维点组信息(步骤S42)。

判定部5b在相对于构造物表面位置垂直的方向上以裂纹矢量为边界，将所提取出的三维点组信息分类为2个点组分组(步骤S43)。

判定部5b对于各点组分组的各点计算与构造物表面位置的垂直距离，并对各点组分组计算与构造物表面位置的垂直距离平均值(步骤S44)。

判定部5b对于以1个裂纹矢量为边界而相邻的2个点组分组，计算垂直距离平均值的差分(步骤S45)。判定部5b基于所计算出的垂直距离平均值的差分，来判定是否为伴随着浮起剥离的裂纹(步骤S12)。

图28是示出在实施方式3所涉及的判定部5b中以裂纹矢量102为边界来将从三维点组信息输入部2提取出的三维点组信息分类为2个点组分组的状态、以及构造物表面位置301的示例的图。判定部5b以裂纹矢量102为边界，将从三维点组信息输入部2提取出的三维点组信息分类为左侧的点组分组以及右侧的点组分组。判定部5b计算左侧的点组分组的各点与构造物表面位置301的垂直距离，并计算左侧的点组分组中的与构造物表面位置的垂直距离平均值(a)。同样地，判定部5b计算右侧的点组分组的各点与构造物表面位置301的垂直距离，并计算右侧的点组分组中的与构造物表面位置的垂直距离平均值(-b)。在各点组分组的垂直距离平均值的差分即“(a)-(-b)”的值比规定的阈值c要大的情况下，判定部5b判定为由裂纹矢量102来表示的裂纹是伴随着浮起剥离的裂纹。

在未对所有的裂纹矢量计算出相邻的2个点组分组的垂直距离平均值的差分的情况下(步骤S46：否)，判定部5b返回步骤S45，对于未处理的裂纹矢量，对以1个裂纹矢量为边界而相邻的2个点组分组计算垂直距离平均值的差分。在对所有的裂纹矢量计算出相邻的2个点组分组的垂直距离平均值的差分的情况下(步骤S46：是)，判定部5b结束处理。

另外，关于检测装置20b的硬件结构，可以通过与实施方式1的检测装置20相同的结构来实现。

如以上所说明的那样，根据本实施方式，在检测装置20b中，根据通过激光测量而得到的三维点组信息计算构造物表面位置，根据与激光测量同时进行拍摄而得到的图像信息生成裂纹矢量，并根据以裂纹矢量为边界的2个点组分组中的各点与构造物表面位置的垂直距离平均值的差分，来判定裂纹的状态。由此，与实施方式1同样地，在检测装置20b中，可以省去大量的人力作业时间，并且能自动判定在构造物的表面上所产生的裂纹仅仅是裂纹、还是伴随着浮起剥离的裂纹，而不依赖于调查员的经验与技术。此外，检测装置20b中，能在不生成阶差矢量的情况下判定是否为伴随着浮起剥离的裂纹，因此与实施方式1相比，判定方法变得容易，能削减判定所花费的处理时间。

另外，虽然以实施方式1为例进行了说明，但对实施方式2也可适用。该情况下的检测装置中，能在均不生成裂纹矢量及阶差矢量的情况下判定是否为伴随着浮起剥离的裂纹，因此与实施方式1、2相比，判定方法变得更容易，能进一步削减判定所花费的处理时间。

实施方式4.

实施方式4中，对在检测装置中编辑裂纹矢量的方法进行说明。虽然以实施方式1为例进行说明，但对实施方式3也可适用。

图29是表示实施方式4所涉及的检测装置20c的结构例的框图。检测装置20c是对检测装置20追加了显示部7及裂纹矢量信息编辑部8而得到的。

显示部7以用户能通过视觉来进行识别的形式，对从图像信息输入部1输入的图像信息、以及由裂纹矢量信息生成部32生成的裂纹矢量的信息进行显示。显示部7可以分开显示图像信息及裂纹矢量，也可以重叠显示图像信息及裂纹矢量。显示部7例如在搭载于构成检测装置20c的个人计算机等的显示器上等进行显示。另外，显示部7可以采用如下方式：仅具备在显示部中显示裂纹矢量等的显示控制部，对于显示部，使用以外接形式连接至检测装置20c的外部的显示器等。显示部7中，例如，可以显示实施方式1的图11至图14、实施方式2的图22至图25、实施方式3的图28等所示的内容。

编辑部即裂纹矢量信息编辑部8接受用户所进行的校正处理，来对由裂纹矢量信息生成部32生成的裂纹矢量信息进行编辑并进行校正，上述校正处理包括由用户确认显示部7中所显示的图像信息及裂纹矢量，并追加或删除裂纹矢量的顶点，延长或缩短构成裂纹矢量的线段等。裂纹矢量信息编辑部8存储具有对由图8所示的裂纹矢量信息生成部32生成的裂纹矢量信息进行校正后得到的内容的裂纹矢量信息。另外，未在裂纹矢量信息编辑部8中进行编辑的裂纹矢量信息与由裂纹矢量信息生成部32生成的裂纹矢量信息是相同的。

判定部5中，使用经裂纹矢量信息编辑部8校正后得到的裂纹矢量信息、以及由阶差矢量信息生成部42生成的阶差矢量信息，来判定在构造物的表面上所产生的裂纹是否是伴随着浮起剥离的裂纹。判定部5中的判定方法与实施方式1相同。

接着，对于检测装置20c中的、判定在构造物的表面上所检测出的变形仅仅是裂纹还是伴随着浮起剥离的裂纹的处理进行说明。图30是示出在实施方式4所涉及的检测装置20c中对所检测出的裂纹的状态进行判定的处理的流程图。对与图2所示的实施方式1的流程图不同的部分进行说明。

检测装置20c中，裂纹矢量信息编辑部8接受来自确认了显示部7中所显示的图像信息及裂纹矢量的用户的校正处理，并对在步骤S8中生成的裂纹矢量信息进行编辑(步骤S51)。检测装置20c中，对于编辑后的裂纹矢量信息，可以由裂纹矢量信息编辑部8内部的存储部进行存储，也可以由未图示的外部的存储部来进行存储。检测装置20c中的其他处理与实施方式1相同。

关于检测装置20c的硬件结构，在显示部7中需要显示器等，但对于其他部分可以通过与实施方式1的检测装置20相同的结构来实现。

如以上所说明的那样，根据本实施方式，检测装置20c中，用户能对图像信息及裂纹矢量进行确认，并在用户判定为对图像信息生成的裂纹矢量未准确地表现出实际的裂纹的情况下，使得用户能对裂纹矢量的信息进行编辑。由此，检测装置20c中，得到与实施方式1同样的效果，并且能通过将更准确的裂纹矢量的信息设为输入信息，从而提高自动判定在构造物的表面上所产生的裂纹仅仅是裂纹、还是伴随着浮起剥离的裂纹时的精度。

实施方式5.

实施方式5中，对在检测装置中显示裂纹矢量的信息、阶差矢量的信息等的情况进行说明。虽然以实施方式1为例进行说明，但对实施方式2至4也可适用。

图31是示出实施方式5所涉及的检测装置20d的结构例的框图。检测装置20d是对检测装置20追加了显示部7d而得到的。

显示部7d以用户能通过视觉来进行识别的形式，对从图像信息输入部1输入的图像信息、由裂纹提取部31生成的裂纹的图像信息、由裂纹矢量信息生成部32生成的裂纹矢量信息、从三维点组信息输入部2输入的三维点组信息、由阶差提取部41生成的带阶差标记的三维点组信息、由阶差矢量信息生成部42生成的阶差矢量信息、由判定部5生成的浮起剥离裂纹信息进行显示。显示部7d例如在搭载于构成检测装置20d的个人计算机等的显示器上等进行显示。另外，显示部7d可以采用如下方式：仅具备在显示部中显示裂纹矢量等的显示控制部，对于显示部，使用以外接形式连接至检测装置20d的外部的显示器等。显示部7d中，例如，显示实施方式1的图11至图14、实施方式2的图22至图25、实施方式3的图28等所示的内容。在适用于实施方式4的情况下，显示部7d可以兼用作显示部7。

例如，显示部7d对于带阶差标记的三维点组信息，用示出阶差的颜色来显示阶差标记打开的点，并在其之上重叠显示裂纹矢量，从而辅助用户直观地把握阶差与裂纹的位置关系。此外，在显示部7d重叠显示带阶差标记的三维点组信息与裂纹矢量的情况下，也能通过在不同的层上对各显示进行显示来进行各显示的开关，从而更容易地进行观察。此外，显示部7d可以重叠显示裂纹矢量与阶差矢量，也可以用表示是裂纹的颜色来显示裂纹标记打开的裂纹的图像信息的像素，并在其之上显示阶差矢量。此外，显示部7d可以用表示是裂纹的颜色来显示裂纹标记打开的图像信息的像素，并在其之上用表示是阶差的颜色来显示带阶差标记的三维点组信息中阶差标记打开的点。此外，显示部7d可以将所有的信息显示在不同的层上，并接受来自用户的选择，从而仅显示所需的信息。另外，显示部7d中，可以以三维的形式显示各信息，也可以利用展开到二维上的信息来显示裂纹及阶差双方。

对于由判定部5生成的浮起剥离裂纹的信息，显示部7d也可以通过将输入信息即图像信息及三维点组信息进行重叠，来显示是哪个裂纹与哪个阶差相对应地被判定为浮起剥离。

在实施方式5的检测装置20d中，示出对所检测出的裂纹的状态进行判定的处理的流程图与图2所示的实施方式1的流程图相同。

关于检测装置20d的硬件结构，在显示部7d中需要显示器等，但对于其他部分可以通过与实施方式1的检测装置20相同的结构来实现。

如以上所说明的那样，根据本实施方式，在检测装置20d中，能将所有的图像信息、三维点组信息、裂纹的图像信息、裂纹矢量信息、带阶差信息的三维点组信息、阶差矢量信息、浮起剥离裂纹信息分配到各层来进行重叠显示。由此，检测装置20d中，可得到与实施方式1同样的效果，并且对于用户进行使得能确认裂纹与阶差的位置关系的显示，从而用户能把握裂纹的状态。

实施方式6.

实施方式6中，对在检测装置中对浮起剥离裂纹信息附加类似度的方法进行说明。虽然以实施方式1为例进行说明，但对实施方式2至5也可适用。

图32是示出实施方式6所涉及的检测装置20e的结构例的框图。检测装置20e是对检测装置20追加了类似度判定部9而得到的。

类似度判定部9使用判定部5中的裂纹的状态的判定结果，来判定变形与阶差的类似度。类似度判定部9例如使用由实施方式1的判定部5计算出的裂纹矢量与阶差矢量的各线段间的距离、以及阈值γ以下的点的比率等，来进一步比较裂纹矢量及阶差矢量的形状等，而与各矢量的距离无关，从而对裂纹矢量与阶差矢量的类似度进行判定。或者，类似度判定部9例如使用由实施方式2的判定部5a计算出的阶差矢量存在于包含裂纹及边缘范围的像素在内的三维空间内的存在率等，来进一步对由裂纹标记打开的像素来表示的形状及阶差矢量的形状等进行比较，从而判定裂纹标记打开的像素与阶差矢量的类似度。对于判定出的类似度的信息，类似度判定部9对在判定部5中判定出的结果即浮起剥离裂纹信息附加类似度的信息来进行存储。

接着，对于检测装置20e中的、判定在构造物的表面上所检测出的变形仅仅是裂纹还是伴随着浮起剥离的裂纹的处理进行说明。图33是示出在实施方式6所涉及的检测装置20e中对所检测出的裂纹的状态进行判定的处理的流程图。对与图2所示的实施方式1的流程图不同的部分进行说明。

在检测装置20e中，到步骤S13为止的处理与图2所示的实施方式1的流程图相同。类似度判定部9在判定部5中的处理结束后，对裂纹矢量与阶差矢量的类似度进行判定(步骤S61)。

图34是示出在实施方式6所涉及的检测装置20e中成为对裂纹的状态进行判定的对象的构造物及通过测量而得到的信息的示例的图。这里，将对裂纹的状态进行检测的对象的构造物设为隧道401，并且以测量出的范围内壁面部位402的范围为对象来进行说明。与实施方式1同样地，检测装置20e基于由数码相机等拍摄到的图像信息403，根据裂纹标记打开的像素生成裂纹矢量。此外，与实施方式1同样地，检测装置20e基于通过高密度激光扫描仪等测量出的三维点组信息404，根据阶差标记打开的点生成阶差矢量。将从图像信息403得到的裂纹矢量以及从三维点组信息404得到的阶差矢量重叠后得到的图就是图35至图38。

图35至图38是示出在实施方式6所涉及的类似度判定部9中对裂纹矢量与阶差矢量进行比较时的图像的示例的图。类似度判定部9基于实施方式1中判定部5所计算出的各矢量的线段间距离来判定位置的类似度。此外，类似度判定部9利用各线段间距离的偏差来判定形状的类似度。例如，即使在裂纹矢量与阶差矢量之间存在距离，类似度判定部9也在线段间距离隔开等间隔的情况下判定为形状的类似度较高。类似度判定部9还根据位置类似度及形状类似度来对综合类似度进行判定。对于综合类似度，类似度判定部9可以取位置类似度与形状类似度的平均值，也可以将类似度的值较低的一方的值设为综合类似度的值。

另外，设为在图35至图38中，裂纹矢量101及阶差矢量201～204与实施方式1中所示的图11至图14的裂纹矢量101及阶差矢量201～204相同。该情况下，类似度判定部9中，基于由判定部5计算出的阈值γ以下的点的比率来判定位置的类似度。

在比较了图35所示的裂纹矢量101与阶差矢量201的情况下，类似度判定部9基于判定部5中的线段间距离的计算结果将位置类似度判定为“5”，并基于线段间距离的偏差将形状类似度判定为“5”，由于值均为“5”，因此将综合类似度判定为“5”。

在比较了图36所示的裂纹矢量101与阶差矢量202的情况下，类似度判定部9基于判定部5中的线段间距离的计算结果将位置类似度判定为“5”，并基于线段间距离的偏差将形状类似度判定为“4”，由于值较低的一方为“4”，因此将综合类似度判定为“4”。

在比较了图37所示的裂纹矢量101与阶差矢量203的情况下，类似度判定部9基于判定部5中的线段间距离的计算结果将位置类似度判定为“2”，并基于线段间距离的偏差将形状类似度判定为“4”，由于值较低的一方为“2”，因此将综合类似度判定为“2”。

在比较了图38所示的裂纹矢量101与阶差矢量204的情况下，类似度判定部9基于判定部5中的线段间距离的计算结果将位置类似度判定为“1”，并基于线段间距离的偏差将形状类似度判定为“1”，由于值均为“1”，因此将综合类似度判定为“1”。

对于判定出的类似度的信息，类似度判定部9对在判定部5中判定出的结果即浮起剥离裂纹信息附加类似度的信息来进行存储。图39是示出对在实施方式6所涉及的类似度判定部9中判定为是伴随着浮起剥离的裂纹的浮起剥离裂纹信息附加了类似度的值时的内容的图。对于图15所示的浮起剥离裂纹信息，对各浮起剥离裂纹附加了类似度的信息。对于图39所示的附加了类似度的值的浮起剥离裂纹信息，可以由类似度判定部9内部的存储部进行存储，也可以由未图示的外部的存储部来进行存储。

假设综合类似度越高，则由对象的裂纹矢量来表示的裂纹伴随着浮起剥离的可能性就越高。另一方面，假设综合类似度越低，则由对象的裂纹矢量来表示的裂纹与阶差不具有关联性，并且由对象的裂纹矢量来表示的裂纹伴随着浮起剥离的可能性也越低。对于综合类似度较高的浮起剥离裂纹，类似度判定部9可以向用户通知判定内容。例如，在如实施方式5那样存在显示部7d的情况下，类似度判定部9可以经由显示部7d向用户通知综合类似度的内容。对于将位置类似度、形状类似度及综合类似度的值设为五级的情况进行了说明，然而也可以使类似度的值细分化。该情况下，类似度判定部9可以根据综合类似度的值，来变更针对用户的通知方法及通知内容。

另外，关于检测装置20e的硬件结构，可以通过与实施方式1的检测装置20相同的结构来实现。

如以上所说明的那样，根据本实施方式，在检测装置20e中，对于裂纹矢量及阶差矢量判定类似度，并使类似度数值化。由此，检测装置20e中，可得到与实施方式1同样的效果，并且用户可以通过确认类似度的数值来直观地把握所检测出的裂纹的安全性。

实施方式7.

实施方式1至6中，使用由数码相机等拍摄到的图像信息、及由高密度激光扫描仪测量出的三维点组信息，来判定所检测出的裂纹仅仅是裂纹、还是伴随着浮起剥离的裂纹。实施方式7中，对于在检测装置中进一步使用由雷达得出的内部变形的检测结果的情况进行说明。虽然以实施方式1为例进行说明，但对实施方式2至6也可适用。

图40是示出实施方式7所涉及的检测装置20f的结构例的框图。检测装置20f是对检测装置20删除了判定部5并替换为判定部5f、并且追加了雷达信息输入部10及内部变形检测部11后而得到的。

雷达信息输入部10输入有构造物内部的雷达信息。雷达信息输入部10输入有利用雷达进行测量及获取到的雷达信息，也可以是雷达本身。雷达信息输入部10可以是经由存储介质来对利用雷达进行测量及获取到的雷达信息进行数据读取的数据读取装置，或者也可以是通过有线通信或无线通信对利用雷达进行测量及获取到的信息进行接收的通信装置。

内部变形检测部11根据由雷达信息输入部10输入的雷达信息来检测空洞，以作为构造物内部的变形，并存储所检测出的空洞的位置。关于内部变形检测部11中的空洞的检测方法，并没有特别限定。

判定部5f基于浮起剥离裂纹信息中所记录的裂纹矢量和阶差矢量的三维位置信息、以及由内部变形检测部11检测出的空洞的位置信息，来计算裂纹矢量与空洞的距离、以及阶差矢量与空洞的距离。判定部5f在所计算出的距离在规定的阈值以下的情况下，判定为是伴随着空洞的裂纹。另外，判定部5f中，也可以仅计算任意一个矢量与空洞之间的距离。此外，在判定部5f中，可以与实施方式1的判定部5相同，对裂纹矢量与阶差矢量进行比较来判定是否为伴随着浮起剥离的裂纹，并进一步如上所述，使用1个或2个矢量求出与空洞的距离来判定是否为伴随着空洞的裂纹。

接着，对于检测装置20f中的、判定在构造物的表面上所检测出的变形仅仅是裂纹还是伴随着浮起剥离的裂纹的处理进行说明。图41是示出在实施方式7所涉及的检测装置20f中对所检测出的裂纹的状态进行判定的处理的流程图。对与图2所示的实施方式1的流程图不同的部分进行说明。

检测装置20f中，在雷达信息输入部10中输入例如通过雷达对构造物的内部进行测量后而得到的雷达信息(步骤S71)。

内部变形检测部11根据从雷达信息输入部10输入的雷达信息来检测构造物内部的空洞(步骤S72)。

判定部5f若在步骤S12中对是否为伴随着浮起剥离的裂纹进行判定，则进一步基于裂纹矢量和阶差矢量的三维位置信息、空洞的位置的信息，来计算裂纹矢量与空洞的距离及阶差矢量与空洞的距离、或任意一个矢量与空洞的距离(步骤S73)。另外，判定部5f也可以省略步骤S11、S12的处理。此外，判定部5f基于所计算出的距离，判定由裂纹矢量来表示的裂纹是否是伴随着空洞的裂纹(步骤S74)。

另外，关于检测装置20f的硬件结构，可以通过与实施方式1的检测装置20相同的结构来实现。该情况下，雷达信息输入部10由测量装置、或以数据形式获取雷达信息的接口电路来实现。内部变形检测部11由处理电路来实现。

如以上所说明的那样，根据本实施方式，在检测装置20f中，组合通过激光测量而得到的三维点组信息、与激光测量同时进行拍摄而得到的图像信息、以及通过雷达测量而得到的内部空洞信息，来判定由裂纹矢量来表示的裂纹的状态。由此，检测装置20f中，能自动判定在构造物的表面上所产生的裂纹仅仅是裂纹、还是伴随着浮起剥离的裂纹，并且能自动判定是否为伴随着空洞的裂纹。

上述实施方式所示的结构是本发明内容的一个示例，能够与其它公知技术进行组合，也能够在不脱离本发明主旨的范围内对结构的一部分进行省略、变更。

标号说明

1 图像信息输入部

2 三维点组信息输入部

3、3a 裂纹检测部

4 阶差检测部

5、5a、5b、5f 判定部

6 构造物表面位置计算部

7、7d 显示部

8 裂纹矢量信息编辑部

9 类似度判定部

10 雷达信息输入部

11 内部变形检测部

20、20a、20b、20c、20d、20e、20f 检测装置

31 裂纹提取部

32 裂纹矢量信息生成部

33 裂纹三维信息生成部

41 阶差提取部

42 阶差矢量信息生成部

Claims (10)

1.一种检测装置，其特征在于，包括：

变形检测部，该变形检测部根据构造物的图像信息来检测所述构造物的表面的变形；

阶差检测部，该阶差检测部根据利用激光测量出的所述构造物的三维点组信息来检测所述构造物的表面的阶差；以及

判定部，该判定部使用由所述变形检测部生成的所述变形的信息以及由所述阶差检测部生成的所述阶差的信息，来对所述变形的状态进行判定。

2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，

所述变形检测部包括：

变形提取部，该变形提取部从所述图像信息中提取出所述构造物的表面的变形；以及

变形矢量信息生成部，该变形矢量信息生成部使用所述构造物的表面的所述三维点组信息，来生成所提取出的所述变形的矢量信息，

所述阶差检测部包括：

阶差提取部，该阶差提取部从所述三维点组信息中提取出所述构造物的表面的阶差；以及

阶差矢量信息生成部，该阶差矢量信息生成部生成所提取出的所述阶差的矢量信息，

所述判定部使用所述变形的信息即所述变形的矢量信息以及所述阶差的信息即所述阶差的矢量信息，来对所述变形的状态进行判定。

3.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，

所述变形检测部包括：

变形提取部，该变形提取部从所述图像信息中提取出所述构造物的表面的变形；以及

变形三维信息生成部，该变形三维信息生成部使用所述构造物的表面的所述三维点组信息，来生成所提取出的所述变形的三维信息，

所述阶差检测部包括：

阶差提取部，该阶差提取部从所述三维点组信息中提取出所述构造物的表面的阶差；以及

阶差矢量信息生成部，该阶差矢量信息生成部生成所提取出的所述阶差的矢量信息，

所述判定部使用所述变形的信息即所述变形的三维信息以及所述阶差的信息即所述阶差的矢量信息，来对所述变形的状态进行判定。

4.如权利要求1至3的任一项所述的检测装置，其特征在于，

具备显示部，该显示部显示所述图像信息、所述变形的信息、所述三维点组信息、所述阶差的信息以及所述判定部中的所述变形的状态的判定结果。

5.一种检测装置，其特征在于，包括：

变形检测部，该变形检测部根据构造物的图像信息来检测所述构造物的表面的变形；

构造物表面位置计算部，该构造物表面位置计算部根据利用激光测量出的所述构造物的三维点组信息来计算所述构造物的表面的位置；以及

判定部，该判定部使用由所述变形检测部检测出的所述变形的信息以及由所述构造物表面位置计算部计算出的所述构造物的表面的位置的信息，来对所述变形的状态进行判定，

所述变形检测部包括：

变形提取部，该变形提取部从所述图像信息中提取出所述构造物的表面的变形；以及

变形矢量信息生成部，该变形矢量信息生成部使用所述构造物的表面的所述三维点组信息，来生成所提取出的所述变形的矢量信息，

所述判定部使用所述变形的信息即所述变形的矢量信息、所述构造物的表面的位置的信息以及所述三维点组信息，以所述变形为边界来判定所述构造物的表面是否存在阶差，并且，使用所述构造物的表面的阶差的信息，来对所述变形的状态进行判定。

6.如权利要求2或5所述的检测装置，其特征在于，包括：

显示部，该显示部显示所述图像信息及所述变形的矢量信息；以及

编辑部，该编辑部接受来自用户的操作来对所述变形的矢量信息进行校正，

所述判定部使用经所述编辑部校正后得到的所述变形的矢量信息，来对所述变形的状态进行判定。

7.如权利要求1至6的任一项所述的检测装置，其特征在于，

具备类似度判定部，该类似度判定部使用所述判定部中的所述变形的状态的判定结果，来判定所述变形与所述阶差的类似度。

8.如权利要求1至7的任一项所述的检测装置，其特征在于，

具备内部变形检测部，该内部变形检测部根据雷达信息来检测所述构造物的内部的变形，

所述判定部还使用由所述内部变形检测部检测出的所述构造物的内部的变形的信息，来对所述变形的状态进行判定。

9.一种检测方法，

是对构造物的表面的变形进行检测的检测装置中的检测方法，该检测方法的特征在于，包括：

变形检测步骤，该变形检测步骤中，变形检测部根据所述构造物的图像信息来检测所述构造物的表面的变形；

阶差检测步骤，该阶差检测步骤中，阶差检测部根据利用激光测量出的所述构造物的三维点组信息来检测所述构造物的表面的阶差；以及

判定步骤，该判定步骤中，判定部使用在所述变形检测步骤中检测出的所述变形的信息以及在所述阶差检测步骤中检测出的所述阶差的信息，来对所述变形的状态进行判定。

10.一种检测方法，

是对构造物的表面的变形进行检测的检测装置中的检测方法，该检测方法的特征在于，包括：

变形检测步骤，该变形检测步骤中，变形检测部根据构造物的图像信息来检测所述构造物的表面的变形；

构造物表面位置计算步骤，该构造物表面位置计算步骤中，构造物表面位置计算部根据利用激光测量出的所述构造物的三维点组信息来计算所述构造物的表面的位置；以及

判定步骤，该判定步骤中，判定部使用在所述变形检测步骤中检测出的所述变形的信息以及在所述构造物表面位置计算步骤中计算出的所述构造物的表面的位置的信息，来对所述变形的状态进行判定，

所述变形检测步骤包括：

变形提取步骤，该变形提取步骤中，变形提取部从所述图像信息中提取出所述构造物的表面的变形；以及

变形矢量信息生成步骤，该变形矢量信息生成步骤中，变形矢量信息生成部使用所述构造物的表面的所述三维点组信息，来生成所提取出的所述变形的矢量信息，

所述判定步骤包括：

阶差判定步骤，该阶差判定步骤中，所述判定部使用所述变形的信息即所述变形的矢量信息、所述构造物的表面的位置的信息以及所述三维点组信息，以所述变形为边界来判定所述构造物的表面是否存在阶差；以及

变形状态判定步骤，该变形状态判定步骤中，所述判定部还使用所述构造物的表面的阶差的信息，来对所述变形的状态进行判定。