JP2005172683A - Method of determining kind of defect by infrared method in concrete check system - Google Patents

Method of determining kind of defect by infrared method in concrete check system Download PDF

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Masami Okada
正美 岡田
Yutaka Emi
江見  裕
Kazuo Yamada
和男 山田
Kazuhiko Matsuo
和彦 松尾
Keita Matsuzaka
恵太 松坂
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a statistical defect determination method for determining a defect in a concrete structure by a statistical analytical method for a mode, a standard deviation value and the like, based on a temperature distribution and a temperature change obtained from an infrared thermal image of the concrete structure picked up by infrared cameras. <P>SOLUTION: An initial temperature of a surface of the concrete structure is imaged by the first infrared camera, a change of an infrared energy quantity on the surface of the concrete structure after heated is imaged by the second infrared camera, the temperature distribution is prepared by subtracting a numeral data before heated from a numeral data after heated in every corresponding cell, the temperature distribution is divided further into a plurality of determination ranges by a vertical and lateral matrix system, the mode and the standard deviation value are calculated in every section of the temperature distribution divided into the determination ranges, and are compared with those of a part assumed preliminarily as a sound part to determine a corresponding kind of defect out of a cavity, a crack, a rock pocket and the like. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、コンクリート構造物に顕在し又は内在する空洞、ひび割れ、ジャンカ等の欠陥種類を、サーモグラフィ装置の赤外線カメラ(又は赤外線センサー、以下同様。)でコンクリート構造表面から放射される赤外線エネルギー量の変化を撮像した赤外線熱画像から得られる温度差分布から最頻値及び標準偏差値等の統計的分析法により判定する統計的欠陥判定方法に関する。   In the present invention, the types of defects, such as cavities, cracks, and junkers, that are manifested or inherent in a concrete structure are detected by the infrared camera (or infrared sensor, the same shall apply hereinafter) of the thermographic device. The present invention relates to a statistical defect determination method for determining by a statistical analysis method such as a mode value and a standard deviation value from a temperature difference distribution obtained from an infrared thermal image obtained by imaging a change.

従来、トンネル覆工コンクリートなどの通常定期点検は、目視・打音検 検査により行うのが一般的であった。しかし、最近ではハイビジョンカメラによる撮影、或いはサーモグラフィ装置の赤外線カメラで撮像した、コンクリート構造物の表面の温度分布画像の分析により表面欠陥、内部欠陥を識別し判定するコンクリート点検システムの技術が研究・開発され、例えば特許文献1等に開示されて公知である。
同様に、サーモグラフィ装置の赤外線カメラで撮像して欠陥の有無や可能性を事前に予知する技術が、下記特許文献2、3、4に開示されて公知である。
Traditionally, regular periodic inspections such as tunnel lining concrete were generally performed by visual inspection and hammering inspection. However, recently, research and development of a concrete inspection system technology that identifies and determines surface defects and internal defects by analyzing the temperature distribution image of the surface of a concrete structure taken with a high-definition camera or with an infrared camera of a thermography device. For example, it is disclosed in Patent Document 1 and the like.
Similarly, techniques for pre-predicting the presence / absence and possibility of defects by imaging with an infrared camera of a thermography apparatus are disclosed in the following Patent Documents 2, 3, and 4 and are known.

特開2002−257744号公報JP 2002-257744 A 特開平5−307013号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-307013 特開平9−311029号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-311029 特開2001−74678号公報JP 2001-74678 A

上述したように、サーモグラフィ装置の赤外線カメラでコンクリート構造物の表面から放射される赤外線エネルギー量を撮像する技術は、既に公知である。しかし、撮像した温度データの処理方法は各社各様であり、未だコンクリート構造物の欠陥種類判定方法に満足できる技術は見当たらない。   As described above, a technique for imaging the amount of infrared energy radiated from the surface of a concrete structure with an infrared camera of a thermography device is already known. However, there are various methods for processing the imaged temperature data, and no technology that can satisfy the defect type determination method for concrete structures has yet been found.

例えば、特許文献1には、画像機器としてハイビジョンカメラ装置と、サーモグラフィ装置の赤外線カメラとが搭載されていること(段落番号[0052]、[0053])、そして、コンクリート構造物の内部空洞、表面欠陥の評価等に関しては、電磁波レーダーの出力結果と、赤外線による温度分布とを重ね合わせることにより評価すること(段落番号[0076]〜[0079])が記載されている。
また特許文献2には、赤外線像データと可視像データを取り込み、前記2種のデータについて輪郭画像を求め、求めた二つの輪郭画像データを比較表示して検査する技術が開示されている。
For example, in Patent Document 1, a high-definition camera device and an infrared camera of a thermography device are mounted as imaging devices (paragraph numbers [0052] and [0053]), and an internal cavity and surface of a concrete structure. Regarding the evaluation of defects and the like, it is described that the output result of the electromagnetic wave radar is superposed on the temperature distribution by infrared rays (paragraph numbers [0076] to [0079]).
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 discloses a technique for capturing infrared image data and visible image data, obtaining contour images for the two types of data, and comparing and displaying the obtained two contour image data.

特許文献3には、ヒータで加熱したコンクリート壁面から放射される赤外線を赤外線カメラで撮像し、撮像した温度分布画像を画像処理装置で解析を行い、周囲より温度が高い部分は剥離、それ以外の部分は正常と判定する点が記載されている(段落番号[0016])。   In Patent Document 3, infrared rays emitted from a concrete wall heated by a heater are picked up by an infrared camera, and the picked-up temperature distribution image is analyzed by an image processing device. It is described that the portion is determined to be normal (paragraph number [0016]).

特許文献4には、遠赤外線でトンネル内壁を加熱し、加熱後すぐに赤外線カメラで温度偏差を測定し、内壁の正常部と空洞部を測定し、剥離の可能性を事前に予知する技術が開示されている。
上述したように、従来の技術は、ハイビジョンカメラ装置特にはサーモグラフィ装置の赤外線カメラによってコンクリート構造物の表面から放射される赤外線エネルギー量の変化を撮像して、当該コンクリート構造物の表面の温度分布を可視化して欠陥箇所を特定する内容であるが、幾つかの欠落が認められる。
Patent Document 4 discloses a technique for heating a tunnel inner wall with far infrared rays, measuring a temperature deviation with an infrared camera immediately after heating, measuring a normal portion and a cavity portion of the inner wall, and predicting the possibility of peeling in advance. It is disclosed.
As described above, the conventional technology images the change in the amount of infrared energy emitted from the surface of a concrete structure by an infrared camera of a high-vision camera device, particularly a thermography device, and calculates the temperature distribution on the surface of the concrete structure. Although it is the content which visualizes and pinpoints a defect location, some omissions are recognized.

即ち、可視化されたコンクリート構造物の表面の温度分布から、検査員が高温部を判定し、その箇所が危険であるか否かの判定をしている。この一連の作業は作業者にとって多大な労力がかかるだけでなく、人的ミスによる検査漏れが非常に生じやすい。しかも、高温部となっている箇所が、どのような欠陥状況なのか、つまり、空洞なのか、ひび割れなのか、ジャンカなのか等の欠陥の種類を判定することは熟練者でも非常に困難である。   That is, the inspector determines the high temperature part from the visualized temperature distribution on the surface of the concrete structure, and determines whether or not the location is dangerous. This series of operations not only requires a lot of labor for the operator, but also makes it very easy for inspection errors to occur due to human error. Moreover, it is very difficult even for a skilled person to determine the type of defect such as what kind of defect the high-temperature part is, that is, whether it is a cavity, crack, or jumper. .

本発明の目的は、サーモグラフィ装置の赤外線カメラから撮像されるコンクリート構造物の表面の赤外線熱画像から得られる温度差分布を統計的手法で分析して、欠陥箇所及びその欠陥の種類を効率的且つ高精度に判定する方法を提供することにある。   An object of the present invention is to analyze a temperature difference distribution obtained from an infrared thermal image of a surface of a concrete structure imaged from an infrared camera of a thermography apparatus by a statistical method, and to efficiently identify a defect location and the type of the defect. The object is to provide a method for determining with high accuracy.

上記した課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明に係るコンクリート点検システムの赤外線法による欠陥種類判定方法は、
コンクリート構造物の表面を加熱し、加熱後のコンクリート構造物の表面から放射される赤外線エネルギー量の変化(温度分布)を温度データとして赤外線カメラで撮像し、その赤外線熱画像から得られた温度差分布を最頻値及び標準偏差値等の統計的分析法により空洞、ひび割れ、ジャンカ等の欠陥種類を特定する方法であって、
第1の赤外線カメラによりコンクリート構造物の表面の初期温度を撮像し、計測直後に同じコンクリート構造物の表面を加熱し、加熱後に第2の赤外線カメラによりコンクリート構造物の表面から放射される赤外線エネルギー量の変化を撮像するステップと、
第1、第2の赤外線カメラで撮像した同一位置の加熱前及び加熱後の赤外線画像を縦横の行列方式に区分し、各升目の数値データを算出して埋め、加熱後の数値データから加熱前の数値データを対応する升目毎に差し引いて温度差分布を作成し、当該温度差分布を更に縦横の行列方式で複数の判定範囲に分けるステップと、
判定範囲分けされた温度差分布の区分毎に、少なくとも最頻値および標準偏差値を算出し、予め健全部とみなされた値と比較して、空洞、ひび割れ、ジャンカ等いずれの欠陥種類であるかを判定するステップと
から成ることを特徴とする。
As means for solving the above-mentioned problems, the defect type determination method by the infrared method of the concrete inspection system according to the invention described in claim 1,
The surface of the concrete structure is heated, the change in the amount of infrared energy (temperature distribution) emitted from the surface of the concrete structure after heating is imaged with an infrared camera as temperature data, and the temperature difference obtained from the infrared thermal image It is a method of identifying the type of defects such as cavities, cracks, junkers etc. by statistical analysis methods such as mode value and standard deviation value,
The initial temperature of the surface of the concrete structure is imaged by the first infrared camera, the surface of the same concrete structure is heated immediately after the measurement, and the infrared energy radiated from the surface of the concrete structure by the second infrared camera after the heating Imaging the change in quantity;
Infrared images before and after heating at the same position imaged by the first and second infrared cameras are divided into vertical and horizontal matrix methods, and numerical data for each square is calculated and filled, and from the numerical data after heating before heating Subtracting the numerical data of each of the corresponding squares to create a temperature difference distribution, further dividing the temperature difference distribution into a plurality of determination ranges by a vertical and horizontal matrix method,
Calculate at least the mode value and standard deviation value for each temperature difference distribution section divided into the judgment range, and compare with the values that are considered to be healthy parts in advance, and any defect types such as cavities, cracks, and jumpers. And the step of determining whether or not.

請求項1に記載した発明に係るコンクリート点検システムの赤外線法による欠陥種類判定方法によれば、
加熱前のコンクリート構造物の表面の初期温度を第1の赤外線カメラで撮像し、更に加熱後のコンクリート構造物の表面から放射される赤外線エネルギー量の変化を第2の赤外線カメラで撮像しておいて、前記第1、第2の赤外線カメラから取得した赤外線熱画像から温度差分布を作成し、且つ、最頻値及び標準偏差値を算出して、予め健全部とみなされた値と比較することにより、欠陥箇所が空洞、ひび割れ、ジャンカ等いずれの欠陥の種類であるかを確実に判定できる。したがって、検査員の技量に左右されることなく、誰でも容易に効率よく高精度な欠陥種類判定を実現することができる。
According to the defect type determination method by the infrared method of the concrete inspection system according to the invention described in claim 1,
The initial temperature of the surface of the concrete structure before heating is imaged with the first infrared camera, and the change in the amount of infrared energy emitted from the surface of the concrete structure after heating is further imaged with the second infrared camera. The temperature difference distribution is created from the infrared thermal images acquired from the first and second infrared cameras, and the mode value and the standard deviation value are calculated and compared with values preliminarily regarded as healthy portions. This makes it possible to reliably determine which type of defect is a cavity, a crack, a jumper, or the like. Therefore, anyone can easily and efficiently determine the defect type with high accuracy without being influenced by the skill of the inspector.

以下に、図面を参照して、請求項1に記載した発明に係るコンクリート点検システムの赤外線法による欠陥種類判定方法を説明する。   Below, with reference to drawings, the defect type determination method by the infrared method of the concrete inspection system which concerns on the invention described in Claim 1 is demonstrated.

図1はコンクリート点検システム1のシステムを概略的に示した図である。前記コンクリート点検システム1は、点検用走行車輌2と、各データを受け取り分析・判定する画像解析装置3とから構成されている。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a concrete inspection system 1. The concrete inspection system 1 includes an inspection traveling vehicle 2 and an image analysis device 3 that receives, analyzes, and determines each data.

前記点検用走行車輌2は、図2に示すように、速度制御が可能な自走能力と操舵機構を備えた車輌、又は軌道上を走行する車輌の車体20上の片側面の中央部に、検査対象の例えばトンネルのコンクリート壁面と相対峙する配置で、加熱手段としてのパネル状ヒータ21が設置されている。このパネル状ヒータ21で加熱した直後のコンクリート構造物の表面から放射される赤外線エネルギ量の変化(温度変化)を撮像する赤外線サーモグラフィ装置22、その他、検査位置の位置情報を測定する手段としてエンコーダ(回転式測距計)やレーザー変位計の如き位置計測装置等々の必要機器が搭載した、いわゆる赤外線法の計測車輌として構成されている。   As shown in FIG. 2, the inspection traveling vehicle 2 has a self-propelled ability capable of speed control and a steering mechanism, or a central portion on one side surface of a vehicle body 20 of a vehicle traveling on a track. For example, a panel heater 21 as a heating means is installed so as to face the concrete wall of the tunnel to be inspected. An infrared thermography device 22 for imaging a change (temperature change) of the amount of infrared energy radiated from the surface of the concrete structure immediately after being heated by the panel heater 21, and an encoder (as a means for measuring position information of the inspection position) It is configured as a so-called infrared measurement vehicle equipped with necessary equipment such as a position measuring device such as a rotary rangefinder and a laser displacement meter.

とりわけ上記パネル状ヒータ21の位置よりも車輌の進行方向前側の位置に、加熱前のコンクリート構造物の表面の初期温度を撮像する第1の赤外線カメラ23が、機台24上の片側に設置されている。そして、同じ車体20上の前記パネル状ヒータ21の位置よりも車輌の進行方向後側の位置に、加熱直後のコンクリート構造物の表面から放射される赤外線エネルギ量の変化(温度変化)を撮像する第2の赤外線カメラ25が、前記第1の赤外線カメラ23と同一画角の配置で機台26上に設置されている。更に、同じ機台26上には、前記第2の赤外線カメラ25と同一画角の配置で、コンクリート構造物の表面に顕在するひび割れをはじめとして、同表面に露出する欠陥を撮影し検査可能にするハイビジョンカメラ27も設置されている。勿論この構成の限りではなく、例えば広角撮像を可能に赤外線カメラ23、25を2台一組として設置することも可能である。   In particular, a first infrared camera 23 for imaging the initial temperature of the surface of the concrete structure before heating is installed on one side of the machine base 24 at a position ahead of the position of the panel heater 21 in the traveling direction of the vehicle. ing. Then, a change (temperature change) in the amount of infrared energy radiated from the surface of the concrete structure immediately after heating is imaged at a position behind the panel heater 21 on the same vehicle body 20 in the traveling direction of the vehicle. A second infrared camera 25 is installed on the machine base 26 with the same angle of view as the first infrared camera 23. Furthermore, on the same machine base 26, it is possible to photograph and inspect defects exposed on the surface of the concrete structure, such as cracks that appear on the surface of the concrete structure, with the same angle of view as the second infrared camera 25. A high-definition camera 27 is also installed. Of course, the configuration is not limited to this. For example, two infrared cameras 23 and 25 can be installed as a set so that wide-angle imaging can be performed.

前記画像解析装置3とは、キーボード、マウスや撮像及び撮影した画像を取り込むインターフェースとから成る入力装置4、モニタ、プリンターとから成る出力装置5、主にCPUから成る中央演算処理装置6、ハードディスクや磁気ディスク等の書き込み可能な記憶媒体および駆動ディバイスで成る記憶装置7とから構成されている。
したがって、前記画像解析装置3とは所謂スタンドアロン形式のパーソナルコンピュータであり、カスタムメイドのコンピュータのみならず、一般的なパーソナルコンピュータや汎用コンピュータが好適に用いられる。なお前記中央演算処理装置6は、例えばマイクロソフト社のウインドウズ(登録商標)2000およびme等のオペレーティングシステムが好適に使用される。
The image analysis device 3 includes an input device 4 composed of a keyboard, a mouse and an interface for capturing captured images, an output device 5 composed of a monitor and a printer, a central processing unit 6 composed mainly of a CPU, a hard disk, The storage device 7 includes a writable storage medium such as a magnetic disk and a drive device.
Therefore, the image analysis apparatus 3 is a so-called stand-alone personal computer, and not only a custom-made computer but also a general personal computer or a general-purpose computer is preferably used. As the central processing unit 6, an operating system such as Windows (registered trademark) 2000 and me of Microsoft Corporation is preferably used.

前記中央演算処理装置6は、取り込んだ赤外線熱画像をキャプチャリングしたり、数値データへ変換する等の作業を司る画像処理部と、温度差分布等々の演算を司る演算処理部と、各データを比較して欠陥の種類を判定する比較・判定部とから構成されている。前記記憶装置7は、撮像及び撮影された全ての動画データ、赤外線熱画像データ、キャプチャリングされた全ての静止画像データ、温度差分布データ、欠陥種類リストデータ等々のデータを記録格納する。   The central processing unit 6 captures the captured infrared thermal image or converts it into numerical data, an image processing unit that performs operations such as temperature difference distribution, and the like. It comprises a comparison / determination unit that compares and determines the type of defect. The storage device 7 records and stores data such as all captured and captured moving image data, infrared thermal image data, all captured still image data, temperature difference distribution data, and defect type list data.

図3には、図1のコンクリート点検システム1を用いて実施される、本発明に係る赤外線法による欠陥種類判定方法の一連の流れ図を示した。以下、図3の流れ図に沿って説明する。
先ずステップA〜Cは、欠陥種類判定に必要なコンクリート構造物のデータを取得するものであり、点検用走行車輌2の一回の走行でなされるステップ内容である。
ステップAでは、図2に示した点検用走行車輌2の走行にしたがって、その進行方向前側に搭載された赤外線カメラ23、23がコンクリート構造物の表面の初期温度を撮像する。
直ちにステップBにおいて、点検用走行車輌2の中間位置に搭載されているパネル状ヒータ21がコンクリート構造物の表面を加熱する。
その後、ステップCにおいて、点検用走行車輌2の進行方向後側に搭載された第2の赤外線カメラ25、25で加熱後のコンクリート構造物の表面から放射される赤外線エネルギー量の変化を撮像する。
FIG. 3 shows a series of flowcharts of the defect type determination method by the infrared method according to the present invention, which is performed using the concrete inspection system 1 of FIG. Hereinafter, it demonstrates along the flowchart of FIG.
First, Steps A to C are for acquiring data of a concrete structure necessary for defect type determination, and are contents of steps performed in one traveling of the inspection traveling vehicle 2.
In step A, as the traveling vehicle 2 for inspection shown in FIG. 2 travels, the infrared cameras 23 and 23 mounted on the front side in the traveling direction image the initial temperature of the surface of the concrete structure.
Immediately in step B, the panel heater 21 mounted at the intermediate position of the inspection traveling vehicle 2 heats the surface of the concrete structure.
Thereafter, in Step C, the change in the amount of infrared energy emitted from the surface of the heated concrete structure is imaged by the second infrared cameras 25 and 25 mounted on the rear side in the traveling direction of the inspection traveling vehicle 2.

ステップDでは、上記ステップA〜Cで第1、第2赤外線カメラ23、25で取得した同一位置の赤外線熱画像(静止画像)を基に、温度差分布を作成する。
具体的には中央演算処理装置6の画像処理部が、先ず、図4Aに示すように、加熱後の赤外線熱画像70を色モジュール71又は温度モジュール72を参考にして数値データへ変換し、図4Bに示すように縦横の行列方式に区分した各升目に当該数値データを埋めて加熱後温度分布73を作成する。そして、同様の処理手法で図4Cに示すような加熱前温度分布74を作成する。
その後、対応する各升目毎に加熱後の数値データから加熱前の数値データを差算して図5に示すような温度差分布75を作成する。これは、例えば、図4Bと図4Cの左上隅の升について説明すると、図4Bに示した加熱後温度は22℃、図4Bに示した加熱前温度は20℃であるから、差し引き後(差算)の温度は1.0℃という具合である。因みに、図示例では、撮像対象を50cm角の大きさに区画した升毎の温度差である。
In step D, a temperature difference distribution is created based on the infrared thermal image (still image) at the same position acquired by the first and second infrared cameras 23 and 25 in steps A to C.
Specifically, the image processing unit of the central processing unit 6 first converts the infrared thermal image 70 after heating into numerical data with reference to the color module 71 or the temperature module 72 as shown in FIG. 4A. As shown in 4B, the temperature data 73 after heating is created by filling the numerical data in each cell divided into vertical and horizontal matrix systems. And the pre-heating temperature distribution 74 as shown to FIG. 4C is created with the same processing method.
Then, the temperature difference distribution 75 as shown in FIG. 5 is created by subtracting the numerical data before heating from the numerical data after heating for each corresponding square. 4B and 4C, for example, the temperature after heating shown in FIG. 4B is 22 ° C., and the temperature before heating shown in FIG. 4B is 20 ° C. The temperature is calculated as 1.0 ° C. Incidentally, in the illustrated example, it is the temperature difference for each basket that divides the imaging target into a size of 50 cm square.

ステップEでは、図4の温度差分布をさらに、中央演算処理装置6の演算処理部により図6に示すような縦横の行列方式で複数の判定範囲分けを行なう。この作業は各区分毎に欠陥の種類を判定するための前処理である。図示例では縦3升、横3升の合計9升を一区分とし例えば左上隅の区分を区分Aとしている。   In step E, the temperature difference distribution of FIG. 4 is further divided into a plurality of determination ranges by a vertical and horizontal matrix system as shown in FIG. 6 by the arithmetic processing unit of the central processing unit 6. This operation is preprocessing for determining the type of defect for each section. In the example shown in the figure, a total of 9 cm, 3 cm in length and 3 mm in width, is set as one section, for example, a section in the upper left corner is set as section A.

次にステップFでは、前記温度差分布75の各区分毎の最頻値および標準偏差値を算出する。先ず、例えば図6に示す区分Aにおいて、中央演算処理装置6の演算処理部は、温度の分布個数を集計して図7Aに示すような温度分布集計表を作成する。図7Aは要するに、温度差1.0℃は2個、温度差1.1℃は4個、温度差1.2℃は2個、温度差1.3℃は1個というような集計を行った結果である。図7Aの集計表は、更に図7Bの温度分布グラフに作成することができる。図7Bによれば、温度分布の最頻値は1.1℃であることが一目瞭然である。この一連の処理を各区分毎に行う。更に前記温度分布集計表を基に各区分毎の標準偏差値(散らばり又はバラツキ)も算出する。これらは、所謂統計的手法による演算である。   Next, in step F, a mode value and a standard deviation value for each section of the temperature difference distribution 75 are calculated. First, for example, in section A shown in FIG. 6, the arithmetic processing unit of the central processing unit 6 totals the number of temperature distributions to create a temperature distribution totaling table as shown in FIG. 7A. In short, the temperature difference of 1.0 ° C is 2 pieces, the temperature difference of 1.1 ° C is 4 pieces, the temperature difference of 1.2 ° C is 2 pieces, and the temperature difference of 1.3 ° C is 1 piece. It is a result. The tabulation table of FIG. 7A can be further created in the temperature distribution graph of FIG. 7B. According to FIG. 7B, it is obvious that the mode value of the temperature distribution is 1.1 ° C. This series of processing is performed for each section. Further, a standard deviation value (scattering or variation) for each section is also calculated based on the temperature distribution summary table. These are operations by so-called statistical methods.

ステップGでは、ステップFで算出された各区分毎の最頻値および標準偏差値から欠陥箇所及び欠陥の種類を中央演算処理装置6の比較・判定部により特定する。
前記最頻値による欠陥の種類の判定方法として、例えば、図8に示すように、予め試験用欠陥構造物等により導き出された健全部の最頻値および空洞、ひび割れ、ジャンカを示す最頻値を参照して、各区分毎に欠陥箇所又は欠陥の種類を判定するものである。つまり、当該各劣化の種類を示す最頻値と各区分毎に算出された最頻値とを比較・検討することにより判定される。空洞とジャンカの箇所の最頻値(温度差)が高いのは、これらは構造的に空気層が存在するため、加熱された場合熱の拡散度合いが健全度よりも低く温度が低下しにくい。且つ、空洞箇所に比べてジャンカ箇所の方が温度が低下しにくい現象が発生する。したがって、それぞれの最頻値との比較は欠陥箇所及び欠陥の種類を確実に判定させるものとなるのである。
In step G, the defect location and the defect type are specified by the comparison / determination unit of the central processing unit 6 from the mode value and standard deviation value for each section calculated in step F.
As a method for determining the type of defect based on the mode value, for example, as shown in FIG. 8, the mode value of a healthy part and a mode value indicating a cavity, a crack, and a jumper previously derived by a test defect structure or the like. The defect location or the type of defect is determined for each section. That is, it is determined by comparing and examining the mode value indicating the type of each degradation and the mode value calculated for each category. The reason why the mode (temperature difference) between the cavity and the jumper is high is that an air layer is structurally present, so that when heated, the degree of heat diffusion is lower than the soundness and the temperature is unlikely to decrease. In addition, a phenomenon occurs in which the temperature at the jumper portion is less likely to decrease than at the hollow portion. Therefore, the comparison with each mode value surely determines the defect location and the defect type.

前記標準偏差値における欠陥の種類の判定方法は、例えば、図9に示すように、予め導き出された健全部の標準偏差値および空洞、ひび割れ、ジャンカを示す標準偏差値を参照して、各区分毎に欠陥箇所及び欠陥の種類を判定するものである。つまり、当該各劣化の種類を示す標準偏差値と各区分毎に算出された標準偏差値とを比較・検討することにより判定される。図7の欠陥種類を判定するグラフと比較すると正反対の性質を示していることが分かる。標準偏差値とは値が高いほど温度分布の散らばりが大きいことを意味し、値が小さいほど温度分布の散らばりが小さいことを意味するものである。   The method for determining the type of defect in the standard deviation value is, for example, as shown in FIG. 9, with reference to the standard deviation value of the healthy part derived in advance and the standard deviation value indicating the cavity, crack, and jumper. The defect location and the type of defect are determined every time. That is, it is determined by comparing and examining the standard deviation value indicating the type of each degradation and the standard deviation value calculated for each category. When compared with the graph for determining the defect type in FIG. The standard deviation value means that the higher the value is, the larger the dispersion of the temperature distribution is, and the smaller the value is, the smaller the dispersion of the temperature distribution is.

ステップHでは、ステップGで判定された欠陥の種類の結果を、図10に示すような欠陥種類リスト91として作成し、出力装置5のモニター又はプリンター等により出力表示される(請求項2記載の発明)。前記欠陥種類リスト91には赤外線熱画像の番地を示すメッシュ番号、欠陥箇所の所在を示すX、Y座標位置、欠陥種類などの項目が表示される。また、図10Bに示すように図6の判定範囲分けがなされた温度差分布75上に欠陥の種類を表示させるようにすることも可能である。   In step H, the result of the defect type determined in step G is created as a defect type list 91 as shown in FIG. 10 and output and displayed on the monitor or printer of the output device 5 (claim 2). invention). The defect type list 91 displays items such as the mesh number indicating the address of the infrared thermal image, the X and Y coordinate positions indicating the location of the defect location, and the defect type. Further, as shown in FIG. 10B, it is possible to display the type of defect on the temperature difference distribution 75 in which the determination range is divided as shown in FIG.

以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のため言及する。例えば、上述した最頻値および標準偏差値による手法のみならず他の統計的手法によって欠陥の種類を判定することも可能である。   Although the embodiments have been described with reference to the drawings, the present invention is not limited to the illustrated examples, and includes a range of design changes and application variations that are usually made by those skilled in the art without departing from the technical idea thereof. I will mention it just in case. For example, the type of defect can be determined not only by the method using the mode value and standard deviation value described above but also by other statistical methods.

本発明に係るコンクリート点検システムの概略を示した図である。It is the figure which showed the outline of the concrete inspection system which concerns on this invention. コンクリート構造物の表面を撮像する点検用走行車輌の正面図である。It is a front view of the traveling vehicle for inspection which images the surface of a concrete structure. 本発明に係るコンクリート点検システムの赤外線法による欠陥種類判定方法の流れ図である。It is a flowchart of the defect kind determination method by the infrared method of the concrete inspection system which concerns on this invention. Aは赤外線熱画像を示した図である。Bは加熱後の温度分布を示した図である。Cは加熱前の温度分布を示した図である。A is a diagram showing an infrared thermal image. B is a diagram showing a temperature distribution after heating. C is a diagram showing a temperature distribution before heating. 温度差分布を示した図である。It is the figure which showed temperature difference distribution. 温度差分布を判定範囲分けした一例を示した図である。It is the figure which showed an example which divided temperature difference distribution into the judgment range. Aは図5の区分Aの温度分析集計表を示した図である。Bは温度分布集計表をグラフ化した図である。A is the figure which showed the temperature analysis totalization table of the division A of FIG. B is a graph of the temperature distribution summary table. 最頻値による欠陥の種類を判定する基礎値を示した図である。It is the figure which showed the basic value which determines the kind of defect by mode value. 標準偏差値による欠陥の種類を判定する基礎値を示した図である。It is the figure which showed the basic value which determines the kind of defect by a standard deviation value. Aは欠陥種類箇所リストの一例を示す図である。Bは判定範囲分けされた区分に欠陥の種類を表示させた一例を示した図である。A is a figure which shows an example of a defect kind location list. B is a diagram showing an example in which the type of defect is displayed in the division of the determination range.

符号の説明Explanation of symbols

23、25 赤外線カメラ
21 パネル状ヒータ
23, 25 Infrared camera 21 Panel heater

Claims (1)

コンクリート構造物の表面を加熱し、加熱後のコンクリート構造物の表面から放射される赤外線エネルギー量の変化(温度分布)を温度データとして赤外線カメラで撮像し、その赤外線熱画像から得られた温度差分布を最頻値及び標準偏差値等の統計的分析法により空洞、ひび割れ、ジャンカ等の欠陥種類を特定する方法であって、
第1の赤外線カメラによりコンクリート構造物の表面の初期温度を撮像し、計測直後に同じコンクリート構造物の表面を加熱し、加熱後に第2の赤外線カメラによりコンクリート構造物の表面から放射される赤外線エネルギー量の変化を撮像するステップと、
第1、第2の赤外線カメラで撮像した同一位置の加熱前及び加熱後の赤外線画像を縦横の行列方式に区分し、各升目の数値データを算出して埋め、加熱後の数値データから加熱前の数値データを対応する升目毎に差し引いて温度差分布を作成し、当該温度差分布を更に縦横の行列方式で複数の判定範囲に分けるステップと、
判定範囲分けされた温度差分布の区分毎に、少なくとも最頻値および標準偏差値を算出し、予め健全部とみなされた値と比較して、空洞、ひび割れ、ジャンカ等いずれの欠陥種類であるかを判定するステップと
から成ることを特徴とする、コンクリート点検システムの赤外線法による欠陥種類判定方法。
The surface of the concrete structure is heated, the change in the amount of infrared energy (temperature distribution) emitted from the surface of the concrete structure after heating is imaged with an infrared camera as temperature data, and the temperature difference obtained from the infrared thermal image It is a method of identifying the type of defects such as cavities, cracks, junkers etc. by statistical analysis methods such as mode value and standard deviation value,
Imaging the initial temperature of the surface of the concrete structure with the first infrared camera, heating the surface of the same concrete structure immediately after the measurement, and infrared energy radiated from the surface of the concrete structure by the second infrared camera after the heating Imaging the change in quantity;
Infrared images before and after heating at the same position imaged by the first and second infrared cameras are divided into vertical and horizontal matrix methods, and numerical data for each square is calculated and filled, and from the numerical data after heating before heating Subtracting the numerical data of each of the corresponding squares to create a temperature difference distribution, further dividing the temperature difference distribution into a plurality of determination ranges by a vertical and horizontal matrix method,
Calculate at least the mode value and standard deviation value for each temperature difference distribution divided into the judgment range, and compare with the value that is considered to be a healthy part in advance, and it is any defect type such as cavity, crack, junker, etc. A method for determining a defect type by an infrared method of a concrete inspection system.
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