JP2007183227A - Electromagnetic wave imaging system, structure fluoroscopy system, and structure fluoroscopy method - Google Patents

Electromagnetic wave imaging system, structure fluoroscopy system, and structure fluoroscopy method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To carry out fluoroscopy on a deterioration part generated in a structure at higher precision by avoiding as much as possible the influence of irregular structures existing on the surface of the structure. <P>SOLUTION: An electromagnetic wave imaging system of a millimeter-wave band comprises an image-capturing device for capturing images of the surface of the structure; an analyzer for analyzing the degree of irregularities of the surface of the structure from captured images; a control means for specifying the frequency of electromagnetic waves of millimeter-wave band; an electromagnetic wave generation device for irradiating the structure with the electromagnetic waves of millimeter-wave band; a one-dimensional detector array for detecting the reflected waves of the electromagnetic waves of millimeter-wave band; a distance sensor for measuring a movement distance; a measuring device 2 for evaluating the intensities of the reflected waves detected by the one-dimensional detector array; and a display device 3 for displaying the fluoroscopic image of the structure, by allowing the movement distance measured by the distance sensor associated with the reflected wave intensities evaluated by the measuring device. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電磁波を用いた構造物診断技術に関し、特に、コンクリートなどの構造物に生じたクラックや剥離等の劣化を電磁波によって非破壊検査する技術に関する。   The present invention relates to a structure diagnostic technique using electromagnetic waves, and particularly to a technique for nondestructive inspection using electromagnetic waves for deterioration such as cracks and peeling occurring in structures such as concrete.

世の中の建造物に広く用いられているコンクリートには、製造過程や歳月の経過において腐朽や欠陥が生じていることが少なくない。このような腐朽や欠陥は、コンクリートの強度を著しく劣化させる要因の1つと考えられる。例えば、コンクリート構造物内部でクラックや剥離が発生すると構造の強度が低下して、場合によっては倒壊の危険性を誘発するおそれがある。地震による建造物倒壊やトンネル覆工コンクリート塊の落下等がその例である。このような事故の防止には、コンクリートの内部クラックや剥離を早期に検知することが必要である。 Concrete that is widely used in the world's buildings often suffers from decay and defects during the manufacturing process and over the years. Such decay and defects are considered to be one of the factors that significantly deteriorate the strength of concrete. For example, if cracks or delamination occur inside a concrete structure, the strength of the structure decreases, and in some cases, there is a risk of inducing the risk of collapse. Examples include collapse of a building due to an earthquake or fall of a tunnel lining concrete block. In order to prevent such an accident, it is necessary to detect an internal crack and peeling of concrete at an early stage.

コンクリートの内部クラックや剥離を検知する方法としては、コンクリートの劣化を外部から目視によって検査する方法が考えられる。また、X線CT、超音波イメージング、マイクロ波イメージング、熱分布イメージングなどを用いることにより、建造物を破壊することなく、建造物内部を透視する非破壊検査方式が考えられる。なお、特許文献1および非特許文献2には、コンクリートを検査する方法が記載されている
国際公開第WO00/52418号パンフレット 小原治之,「コンクリート床版検査用3次元映像化レーダの開発」,第7回地下電磁計測ワークショップ論文集,2003
As a method for detecting internal cracks and peeling of concrete, a method of visually inspecting deterioration of the concrete from the outside can be considered. Further, a non-destructive inspection method that allows the inside of a building to be seen through without destroying the building by using X-ray CT, ultrasonic imaging, microwave imaging, heat distribution imaging, or the like can be considered. Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 describe methods for inspecting concrete.
International Publication No. WO00 / 52418 Pamphlet Harayuki Ohara, “Development of 3D imaging radar for concrete slab inspection”, Proceedings of the 7th Underground Electromagnetic Measurement Workshop, 2003

さて、建造物に用いられるコンクリートは、実際には、コンクリート表面が壁紙クロスや塗装などによって覆われている場合が多い。このような場合、目視によってコンクリートの劣化を外部から検査することは困難である。   Actually, the concrete used for a building is actually often covered with wallpaper cloth or paint. In such a case, it is difficult to visually inspect the deterioration of the concrete from the outside.

また、非破壊検査方式にX線CTを用いた場合、X線の透過能が大きいためにコンクリートからの反射信号を検知することが難しく、X線発生器とX線検知器とを対向して配置する必要が生じる。そのため、X線CTを用いた装置は、システム規模が大きくなってしまう、という問題点がある。また、X線CTを用いた場合は透過型の撮像方式であるため、検査対象となるコンクリート面の後ろ側に、X線検知装置を配置する必要がある。しかしながら、検査対象となるコンクリートがトンネルや高層ビルの外壁などの場合、コンクリート面の後ろ側にX線検知装置を配置することは困難である。   In addition, when X-ray CT is used for the non-destructive inspection method, it is difficult to detect the reflected signal from the concrete because of the large X-ray transmission ability, and the X-ray generator and the X-ray detector face each other. It becomes necessary to arrange. Therefore, an apparatus using X-ray CT has a problem that the system scale becomes large. In addition, since X-ray CT is a transmissive imaging method, it is necessary to arrange an X-ray detector behind the concrete surface to be inspected. However, when the concrete to be inspected is a tunnel or an outer wall of a high-rise building, it is difficult to arrange the X-ray detection device behind the concrete surface.

また、超音波イメージングは、パルス状に超音波をコンクリート表面から入射させ、コンクリート中を伝搬する弾性波を検知し、腐朽や欠陥を見通す技術である。そのため、非破壊検査方式に超音波イメージングを用いる場合も、基本的には信号発生器と検知器と対向させることが望ましい。これにより、システム規模が大きくなってしまう、という問題点がある。   In addition, ultrasonic imaging is a technique in which ultrasonic waves are incident on a concrete surface in a pulsed manner, and elastic waves propagating in the concrete are detected to detect decay and defects. Therefore, even when ultrasonic imaging is used for the nondestructive inspection method, it is basically desirable that the signal generator and the detector face each other. As a result, there is a problem that the system scale becomes large.

また、マイクロ波を用いたイメージング装置は、レーダーシステムを採用してコンクリート内部に埋設された金属管などを探査する用途に用いられているが、空間解像度に難がある。また、熱分布イメージングは、建造物の表面から見た温度分布を可視化するものであって、健全部位と腐朽・欠陥部位において熱伝導特性が異なることを利用するものである。しかしながら、その熱拡散は速やかに広がるため、像に十分な空間解像度が得られないという問題が発生する。   An imaging apparatus using a microwave is used for exploring a metal pipe or the like embedded in concrete using a radar system, but has a difficulty in spatial resolution. Thermal distribution imaging visualizes the temperature distribution seen from the surface of a building, and utilizes the fact that the heat conduction characteristics differ between a healthy part and a decayed / defected part. However, since the thermal diffusion spreads quickly, there arises a problem that sufficient spatial resolution cannot be obtained for the image.

さらに、コンクリートクラックの早期診断には、土木・建築の基準としてミリメートル単位での精度が必要とされている。このミリメートル単位の大きさは、一般に構造物の非破壊検査に用いられている電磁波の波長よりも極めて小さく、電磁波の反射として得られる特徴も極めて小さい信号レベルである。したがって、劣悪なS/N比によって微細なクラックの検知が困難となる場合が多く、特に、コンクリート表面の壁紙クロスや塗装などの被覆材の凹凸が、S/N比を劣化させる要因として挙げられる。すなわち、被覆材表面の凹凸構造が電磁波の波長と同程度かそれ以上の場合、反射波に甚大な影響を与え、当該被覆材の下にわずかな幅のクラックが潜んでいるか否かを判定することは困難である。そのため、被覆材の下のコンクリートに潜んでいる劣化箇所を見落とすおそれがある。   Furthermore, early diagnosis of concrete cracks requires accuracy in millimeters as a standard for civil engineering and construction. The size in millimeters is a signal level that is extremely smaller than the wavelength of electromagnetic waves that are generally used for nondestructive inspection of structures, and the characteristics obtained as reflection of electromagnetic waves are also extremely small. Therefore, it is often difficult to detect fine cracks due to an inferior S / N ratio, and in particular, unevenness of coating materials such as wallpaper cloth and paint on the concrete surface is cited as a factor that degrades the S / N ratio. . That is, when the uneven structure on the surface of the covering material is equal to or greater than the wavelength of the electromagnetic wave, it greatly affects the reflected wave, and it is determined whether or not a slight crack is hidden under the covering material. It is difficult. Therefore, there is a risk of overlooking a deteriorated portion lurking in the concrete under the covering material.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、構造物表面に存在する凹凸構造の影響を極力回避し、構造物に生じた劣化箇所をより高い精度で透視することにある。   This invention is made | formed in view of the said situation, and the objective of this invention avoids the influence of the uneven structure which exists in the structure surface as much as possible, and sees through the degradation location which arose in the structure with higher precision. There is.

上記目的を達成するため、第1の発明は、ミリ波帯の電磁波イメージングシステムであって、構造物表面の画像を撮像する画像撮像装置と、前記撮像した画像から構造物表面の凹凸の程度を分析する分析装置と、前記分析装置が分析した凹凸の程度に応じてミリ波帯の電磁波の周波数を特定する制御手段と、ミリ波帯の電磁波を構造物に照射する電磁波発生装置と、前記ミリ波帯の電磁波の反射波を検知する1次元検波器アレイと、移動距離を計測する距離センサと、前記1次元検波器アレイが検出した反射波の強度を数値化する計測装置と、前記距離センサが計測した移動距離と、前記計測装置が数値化した反射波強度とを対応付けた、構造物の透視イメージを表示する表示装置と、を備え、前記電磁波発生装置は、前記制御手段が特定した周波数のミリ波帯の電磁波を、構造物に照射する。   In order to achieve the above object, a first invention is an electromagnetic wave imaging system in a millimeter wave band, an image imaging device that captures an image of a structure surface, and a degree of unevenness on the structure surface from the captured image. An analysis device for analyzing, a control means for specifying the frequency of millimeter wave electromagnetic waves according to the degree of unevenness analyzed by the analysis device, an electromagnetic wave generator for irradiating a structure with millimeter wave electromagnetic waves, and the millimeter A one-dimensional detector array that detects reflected waves of electromagnetic waves in a wave band, a distance sensor that measures a moving distance, a measuring device that quantifies the intensity of the reflected waves detected by the one-dimensional detector array, and the distance sensor And a display device that displays a perspective image of the structure in which the moving distance measured by the measuring device is associated with the reflected wave intensity quantified by the measuring device, and the electromagnetic wave generating device is specified by the control means. An electromagnetic wave of a millimeter wave band of frequencies, is irradiated to the structure.

第2の発明は、ミリ波帯の電磁波イメージングシステムにおける構造物透視装置であって、構造物表面の画像を撮像する画像撮像装置と、前記撮像した画像から構造物表面の凹凸の程度を分析する分析装置と、前記分析装置が分析した凹凸の程度に応じてミリ波帯の電磁波の周波数を特定する制御手段と、ミリ波帯の電磁波を、構造物に照射する電磁波発生装置と、前記ミリ波帯の電磁波の反射波を検知する1次元検波器アレイと、当該構造物透視装置の移動距離を計測する距離センサと、を備え、前記電磁波発生装置は、前記制御手段が特定した周波数のミリ波帯の電磁波を、構造物に照射し、前記1次元検波器アレイは、前記検知した反射波を計測装置に送信し、前記距離センサは、前記計測した移動距離を表示装置に送信する。   A second invention is a structure fluoroscopy device in an electromagnetic wave imaging system in the millimeter wave band, and an image imaging device that captures an image of a structure surface, and analyzes the degree of unevenness on the structure surface from the captured image An analysis device, a control means for identifying the frequency of millimeter wave electromagnetic waves according to the degree of unevenness analyzed by the analysis device, an electromagnetic wave generator for irradiating a structure with millimeter wave electromagnetic waves, and the millimeter wave A one-dimensional detector array for detecting a reflected wave of the electromagnetic wave in the band and a distance sensor for measuring a moving distance of the structure fluoroscope, wherein the electromagnetic wave generator has a millimeter wave of a frequency specified by the control means The structure is irradiated with a band electromagnetic wave, the one-dimensional detector array transmits the detected reflected wave to a measuring device, and the distance sensor transmits the measured moving distance to a display device.

第3の発明は、ミリ波帯の電磁波イメージングシステムにおける構造物透視方法であって、構造物表面の画像を撮像する画像撮像ステップと、前記撮像した画像から構造物表面の凹凸の程度を分析する分析ステップと、前記分析ステップで分析した凹凸の程度に応じてミリ波帯の電磁波の周波数を特定する特定ステップと、前記特定ステップで特定した周波数のミリ波帯の電磁波を、構造物に照射する電磁波照射ステップと、1次元検波器アレイを用いて、前記ミリ波帯の電磁波の反射波を検知する反射波検知ステップと、前記1次元検波器アレイが検出した反射波の強度を数値化する計測ステップと、前記計測ステップで数値化した反射波強度を表示する表示ステップと、を行う。   A third invention is a structure fluoroscopy method in an electromagnetic wave imaging system in a millimeter wave band, and an image imaging step for capturing an image of a structure surface, and analyzing the degree of unevenness on the structure surface from the captured image An analysis step, a specifying step for specifying the frequency of the electromagnetic wave in the millimeter wave band according to the degree of unevenness analyzed in the analyzing step, and irradiating the structure with the electromagnetic wave in the millimeter wave band of the frequency specified in the specifying step An electromagnetic wave irradiation step, a reflected wave detecting step for detecting a reflected wave of the electromagnetic wave in the millimeter wave band using a one-dimensional detector array, and a measurement for quantifying the intensity of the reflected wave detected by the one-dimensional detector array And a display step for displaying the reflected wave intensity quantified in the measurement step.

本発明によれば、構造物表面に存在する凹凸構造の影響を極力回避し、構造物に生じた劣化箇所をより高い精度で透視することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the influence of the uneven structure which exists in the structure surface can be avoided as much as possible, and the degradation location which arose in the structure can be seen through with higher precision.

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係る電磁波イメージングシステムの全体構成図である。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electromagnetic wave imaging system according to an embodiment of the present invention.

電磁波イメージングシステムは、ミリ波帯の電磁波を用いて構造物を透視する構造物表層部透視装置1と、ロックインアンプ(計測器)2と、制御PC(Personal Computer)3と、を備える。 The electromagnetic wave imaging system includes a structure surface layer portion fluoroscopy device 1 that sees through a structure using millimeter wave band electromagnetic waves, a lock-in amplifier (measuring instrument) 2, and a control PC (Personal Computer) 3.

構造物表層部透視装置1は、筐体11内部に、電磁波発生器12と、電磁波検波器アレイ13と、車輪型距離センサ14と、周波数切替器15と、凹凸診断ユニット16と、を備える。構造物表層部透視装置1の筐体11は、片手で操作可能な数十センチ四方程度(例えば、全長300mm程度)の大きさのハンディ型の筐体であるものとする。   The structure surface layer fluoroscope 1 includes an electromagnetic wave generator 12, an electromagnetic wave detector array 13, a wheel-type distance sensor 14, a frequency switch 15, and an unevenness diagnosis unit 16 in a housing 11. The casing 11 of the structure surface layer fluoroscope 1 is assumed to be a handy casing having a size of about several tens of centimeters square (for example, a total length of about 300 mm) that can be operated with one hand.

電磁波発生器(GUNN発振器、シンセサイザ 等)12は、94-120 GHz帯の電磁波(以下、「ミリ波」)を発生させる。そして、電磁波発生器12は、筐体11に取り付けられたホーンアンテナ等(不図示)を用いて、コンクリート等の透視対象物(以下、「ターゲット」)にミリ波を拡散照射する。   An electromagnetic wave generator (GUNN oscillator, synthesizer, etc.) 12 generates 94-120 GHz band electromagnetic waves (hereinafter referred to as “millimeter waves”). The electromagnetic wave generator 12 diffuses and radiates millimeter waves onto a see-through object such as concrete (hereinafter “target”) using a horn antenna or the like (not shown) attached to the housing 11.

なお、本実施形態の電磁波発生器12は、周波数切替器15により周波数の調整が可能であるものとする。例えば、電磁波発生器12は、周波数切替器15の制御により、中心周波数100GHz、電磁波強度40mWの電磁波を出力するものとする。なお、周波数切替器15は、凹凸診断ユニット16から受け付けた制御信号に基づいて、電磁波発生器12が発生する電磁波の周波数を調整する。   Note that the frequency of the electromagnetic wave generator 12 of this embodiment can be adjusted by the frequency switch 15. For example, the electromagnetic wave generator 12 outputs an electromagnetic wave having a center frequency of 100 GHz and an electromagnetic wave intensity of 40 mW under the control of the frequency switch 15. The frequency switch 15 adjusts the frequency of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generator 12 based on the control signal received from the unevenness diagnosis unit 16.

電磁波発生器12より照射されたミリ波は、筐体11の底面の開口部19からターゲット面へ照射される。そして、照射されたミリ波の反射波が、ターゲット面へ受信アンテナを向けて設置された電磁波検波器アレイ13によって検知される。電磁波検波器アレイ13には、例えば電磁波を受信するための平面スロットアンテナ等に、電磁波の反射強度を検知するためのショットキーダイオード等を接続したものを複数個用意し、一列に並べた1次元検波器アレイを用いるものとする。なお、本実施形態の電磁波検波器アレイ13の素子数は16個、平面スロットアンテナの間隔は5mm毎、ショットキーダイオードの感度は100mV/mWであるものとする。電磁波検波器アレイ13は、検知した反射波強度をダイオードの整流作用によって電圧値に変換し、変換した電圧値を検知信号としてロックインアンプ2に送信する。   The millimeter wave irradiated from the electromagnetic wave generator 12 is irradiated from the opening 19 on the bottom surface of the housing 11 to the target surface. The reflected millimeter wave is detected by the electromagnetic wave detector array 13 installed with the receiving antenna facing the target surface. The electromagnetic wave detector array 13 is a one-dimensional array in which, for example, a planar slot antenna for receiving electromagnetic waves is connected to a plurality of Schottky diodes for detecting the reflection intensity of the electromagnetic waves and arranged in a line. A detector array shall be used. It is assumed that the number of elements of the electromagnetic wave detector array 13 of this embodiment is 16, the distance between the planar slot antennas is every 5 mm, and the sensitivity of the Schottky diode is 100 mV / mW. The electromagnetic wave detector array 13 converts the detected reflected wave intensity into a voltage value by the rectifying action of the diode, and transmits the converted voltage value to the lock-in amplifier 2 as a detection signal.

車輪型距離センサ14は、筐体11の移動距離を検知し、マイコンボード(不図示)を経由して、制御PC3に距離信号(移動距離情報)を伝送する。すなわち、筐体11を手で走査すると、車輪型距離センサ14は、走査により移動した距離の情報を制御PC3に送信する。凹凸診断ユニット16は、ターゲット表面の画像を撮像し、撮像画像に基づいて凹凸の程度を診断する。なお、凹凸診断ユニット16については、後述する。   The wheel type distance sensor 14 detects the movement distance of the housing 11 and transmits a distance signal (movement distance information) to the control PC 3 via a microcomputer board (not shown). That is, when the housing 11 is scanned by hand, the wheel type distance sensor 14 transmits information on the distance moved by the scanning to the control PC 3. The unevenness diagnosis unit 16 captures an image of the target surface and diagnoses the degree of unevenness based on the captured image. The unevenness diagnosis unit 16 will be described later.

ロックインアンプ2は、電磁波検波器アレイ13から送信された反射波強度(検知信号)を受信し、反射波強度を数値化して制御PC3に出力する。   The lock-in amplifier 2 receives the reflected wave intensity (detection signal) transmitted from the electromagnetic wave detector array 13, digitizes the reflected wave intensity, and outputs it to the control PC 3.

制御PC3は、ロックインアンプ2から出力された反射波強度を入力するとともに、車輪型距離センサ14から送信された移動距離情報を受信する。そして、制御PC3は、移動距離に合わせて電磁波検波器アレイ13が検知した反射波強度値を、当該制御PC3の出力装置上に次々と描画する。これにより、ターゲット面表層内部の2次元透視画像をリアルタイムに表示(取得)することができる。なお、制御PC3の出力装置に表示される2次元透視画像については後述する。   The control PC 3 receives the reflected wave intensity output from the lock-in amplifier 2 and receives the travel distance information transmitted from the wheel-type distance sensor 14. Then, the control PC 3 draws the reflected wave intensity values detected by the electromagnetic wave detector array 13 according to the moving distance one after another on the output device of the control PC 3. Thereby, the two-dimensional perspective image inside the target surface layer can be displayed (acquired) in real time. The two-dimensional perspective image displayed on the output device of the control PC 3 will be described later.

次に、構造物表層部透視装置1について、さらに詳しく説明する。   Next, the structure surface layer fluoroscope 1 will be described in more detail.

図2は、構造物表層部透視装置1の概略構成図である。図示する構造物表層部透視装置1は、凹凸診断ユニット16と、電磁波診断ユニット17と、距離センサユニット18と、を備える。なお、凹凸診断ユニット16は、当該構造物表層部透視装置1の進行方向に対して、電磁波診断ユニット17の前方に設置されるものとする。これにより、電磁波診断ユニット17が透視するターゲット表面の凹凸構造を事前に分析し、分析した凹凸構造に適した周波数を決定することができる。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the structure surface layer portion fluoroscopic device 1. The structure surface layer fluoroscopic apparatus 1 shown in the figure includes an unevenness diagnosis unit 16, an electromagnetic wave diagnosis unit 17, and a distance sensor unit 18. The unevenness diagnosis unit 16 is installed in front of the electromagnetic wave diagnosis unit 17 with respect to the traveling direction of the structure surface layer fluoroscope 1. Thereby, the uneven structure of the target surface seen through by the electromagnetic wave diagnostic unit 17 can be analyzed in advance, and a frequency suitable for the analyzed uneven structure can be determined.

すなわち、コンクリートなどのターゲットの表面は、壁紙クロスや塗装などの被覆材で覆われていることが多い。また、コンクリートクラックの早期診断には、ミリメートル単位での精度が必要とされ、このミリメートル単位の大きさを検出するには、極めて小さい波長の電磁波が用いられる。したがって、電磁波の反射として得られる特徴も極めて小さい信号レベルである。被覆材の反射波への影響が無視できる程に小さい場合は問題ないが、電磁波の波長と同程度かそれ以上の大きさの被覆材の凹凸構造は、S/N比を劣化させ、反射波に甚大な影響を与える。そのため、被覆材の下のコンクリートに潜んでいるわずかな幅のクラック(劣化箇所)が存在するか否かを判定することは困難であり、クラックを見落としてしまうおそれがある。   That is, the surface of a target such as concrete is often covered with a covering material such as wallpaper cloth or paint. Further, early diagnosis of concrete cracks requires precision in millimeters, and electromagnetic waves with extremely small wavelengths are used to detect the size in millimeters. Therefore, the characteristic obtained as reflection of electromagnetic waves is also a very small signal level. There is no problem if the effect of the coating material on the reflected wave is so small that it can be ignored. However, the uneven structure of the coating material that is the same as or larger than the wavelength of the electromagnetic wave deteriorates the S / N ratio and causes the reflected wave. Has a profound effect on Therefore, it is difficult to determine whether or not there is a slight width crack (deteriorated portion) lurking in the concrete under the covering material, and the crack may be overlooked.

一般に、周波数を下げると画像解像度は低下し、表面の凹凸構造による影響が少なくなる。しかしながら、解像度を下げすぎるとクラック等の劣化箇所を検知することができない。そこで、凹凸診断ユニット16では、ターゲット表面の凹凸構造を事前に分析し、表面の凹凸構造が、反射波に影響を与えない範囲内で、最大の周波数を特定する。   In general, when the frequency is lowered, the image resolution is lowered and the influence of the uneven structure on the surface is reduced. However, if the resolution is lowered too much, a deteriorated part such as a crack cannot be detected. Therefore, the unevenness diagnosis unit 16 analyzes the uneven structure on the target surface in advance, and specifies the maximum frequency within a range where the uneven structure on the surface does not affect the reflected wave.

図示する凹凸診断ユニット16は、画像撮像装置31と、分析装置32と、制御装置33と、関数テーブル34と、を備える。画像撮像装置31は、例えば、CCD(Charge Coupled Devices)カメラなどを用いて、ターゲットの表面の画像を撮像し、撮像した画像を分析装置32に送出する。   The illustrated unevenness diagnosis unit 16 includes an image capturing device 31, an analysis device 32, a control device 33, and a function table 34. The image capturing device 31 captures an image of the surface of the target using a CCD (Charge Coupled Devices) camera, for example, and sends the captured image to the analyzer 32.

そして、分析装置32は、画像撮像装置31からターゲットの表面の画像を受け付け、所定のエッジ検出アルゴリズムを用いて、画像中のエッジ含有率を算出し、ターゲット表面の凹凸の程度を定量化する。なお、画像エッジ検出アルゴリズムについては、例えば下記文献に記載されている。   Then, the analysis device 32 receives the image of the target surface from the image capturing device 31, calculates the edge content in the image using a predetermined edge detection algorithm, and quantifies the degree of unevenness on the target surface. The image edge detection algorithm is described in, for example, the following document.

「画像解析ハンドブック」,高木幹雄,下田陽久,東京大学出版会,p553-556
画像エッジ検出アルゴリズムでは、ソベル(Sobel)フィルタなどの画像フィルタを用いて、エッジ(輪郭)を検出する。
“Image Analysis Handbook”, Mikio Takagi, Yoshihisa Shimoda, The University of Tokyo Press, p553-556
In the image edge detection algorithm, an edge (contour) is detected by using an image filter such as a Sobel filter.

本実施形態の分析装置32では、例えば、ソベルフィルタを用いて検出したエッジのエッジ画素数nをカウントする。そして、分析装置32は、エッジ画素数nを画像全体の画素数mで除算することにより、エッジ含有率n/m(定量化されたターゲット表面の凹凸の程度)を算出する。そして、分析装置32は、算出したエッジ含有率を、制御装置33に通知する。   In the analysis device 32 of the present embodiment, for example, the number n of edge pixels detected using a Sobel filter is counted. Then, the analyzer 32 calculates the edge content ratio n / m (quantified degree of unevenness of the target surface) by dividing the number of edge pixels n by the number of pixels m of the entire image. Then, the analysis device 32 notifies the control device 33 of the calculated edge content rate.

制御装置33は、分析装置32が通知したエッジ含有率を受け付けると、関数テーブル34を参照して受け付けたエッジ含有率に対応する周波数を特定する。   When the control device 33 receives the edge content rate notified by the analysis device 32, the control device 33 refers to the function table 34 and specifies the frequency corresponding to the received edge content rate.

関数テーブル34は、エッジ含有率毎に、当該エッジ含有率に対応する電磁波の周波数が設定されたテーブルである。例えば、ソベルフィルタのエッジ係数パラメータkなるアルゴリズムにおいて、エッジ含有率n/mが所定の閾値aよりも小さくなるような最大のk’と、当該k’値を与える表面凹凸の影響を受けないような(所定の分解能を充足する)電磁波の最大周波数fとの関数と、をあらかじめ実験を行うことにより取得しておくものとする。そして、取得した関数に、各エッジ含有率を投入し、各エッジ含有率に対応する周波数をそれぞれ算出する。そして、関数テーブル34に、各エッジ含有率と、対応する周波数とを記憶しておく。   The function table 34 is a table in which the frequency of the electromagnetic wave corresponding to the edge content rate is set for each edge content rate. For example, in the algorithm with the edge coefficient parameter k of the Sobel filter, it is not affected by the maximum k ′ such that the edge content ratio n / m is smaller than a predetermined threshold value a and the surface unevenness that gives the k ′ value. It is assumed that a function of the maximum frequency f of the electromagnetic wave (satisfying a predetermined resolution) is obtained by conducting an experiment in advance. And each edge content rate is thrown into the acquired function, and the frequency corresponding to each edge content rate is calculated, respectively. Then, each edge content rate and the corresponding frequency are stored in the function table 34.

なお、関数テーブル34に関数自体を記憶し、制御装置33は、エッジ含有率を受け付けると、当該関数に受け付けたエッジ含有率を投入し、周波数を算出することとしてもよい。関数テーブル34は、凹凸診断ユニット16のメモリまたは外部記憶装置(不図示)にあらかじめ記憶されているものとする。   Note that the function itself may be stored in the function table 34, and when the control device 33 receives the edge content rate, the control unit 33 may calculate the frequency by inputting the received edge content rate into the function. It is assumed that the function table 34 is stored in advance in the memory of the unevenness diagnosis unit 16 or an external storage device (not shown).

そして、制御装置33は、特定した周波数を含む制御信号を電磁波診断ユニット17に送出する。電磁波診断ユニット17は、周波数信号を受け付けると、電磁波診断ユニット17を起動してターゲットの診断を行う。なお、制御装置33は、周波数を含む制御信号を電磁波診断ユニット17に送出する際に、図示しないスピーカから電子音等を鳴らし、凹凸診断が完了したことを当該構造物表層部透視装置1の操作者に知らせることとしてもよい。   Then, the control device 33 sends a control signal including the specified frequency to the electromagnetic wave diagnostic unit 17. When receiving the frequency signal, the electromagnetic wave diagnostic unit 17 activates the electromagnetic wave diagnostic unit 17 to diagnose the target. When the control device 33 sends a control signal including a frequency to the electromagnetic wave diagnostic unit 17, the controller 33 sounds an electronic sound or the like from a speaker (not shown) to confirm that the unevenness diagnosis is completed. It may be informed to the person.

電磁波診断ユニット17は、周波数切替器15と、電磁波発生器12と、電磁波検波器アレイ13とを有する。周波数切替器15は、凹凸診断ユニット16から制御信号を受け付ける。そして、周波数切替器15は、制御信号で指定された周波数に基づいて、電磁波発生器12が発生する電磁波の周波数を制御(調整)する。   The electromagnetic wave diagnostic unit 17 includes a frequency switch 15, an electromagnetic wave generator 12, and an electromagnetic wave detector array 13. The frequency switch 15 receives a control signal from the unevenness diagnosis unit 16. The frequency switcher 15 controls (adjusts) the frequency of the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generator 12 based on the frequency specified by the control signal.

そして、電磁波発生器12は、周波数切替器15により制御された周波数の電磁波を、ターゲットに照射する。そして、電磁波検波器アレイ13は、反射波によりターゲットの表層内部を透視し、ターゲットに発生したクラック等の劣化箇所を検知する。距離センサユニット18の車輪型距離センサ14は、構造物表層部透視装置1の移動距離を計測し、制御PC3に送信する。なお、距離センサユニット18は、車輪型距離センサ14以外の距離センサを用いて、移動距離を計測することとしてもよい。   The electromagnetic wave generator 12 irradiates the target with electromagnetic waves having a frequency controlled by the frequency switch 15. And the electromagnetic wave detector array 13 permeate | transmits the surface layer inside of a target with a reflected wave, and detects degradation locations, such as the crack which generate | occur | produced in the target. The wheel type distance sensor 14 of the distance sensor unit 18 measures the moving distance of the structure surface layer fluoroscope 1 and transmits it to the control PC 3. The distance sensor unit 18 may measure the moving distance using a distance sensor other than the wheel-type distance sensor 14.

次に、本実施形態の電磁波イメージングシステムを用いてコンクリートクラックを撮像した場合について、具体的に説明する。   Next, the case where the concrete crack is imaged using the electromagnetic wave imaging system of this embodiment is demonstrated concretely.

図3に示すコンクリートの表面81には、幅0.2mmのクラック82が発生している。そして、このコンクリートの表面81に、表層カバー(被覆材)84を被せた状態で、構造物表層部透視装置1がコンクリートを透視するものとする。なお、表層カバー83の下のクラック82は、可視光(目視、CCDカメラなど)では観察または検出することができないものとする。   A crack 82 having a width of 0.2 mm is generated on the concrete surface 81 shown in FIG. And the structure surface layer part fluoroscopic apparatus 1 shall see through concrete in the state which covered the surface layer cover (covering material) 84 on the surface 81 of this concrete. It is assumed that the crack 82 under the surface cover 83 cannot be observed or detected with visible light (visual observation, CCD camera, etc.).

まず、凹凸診断ユニット16の画像撮像装置31が、表層カバー83(撮像領域84)の画像を撮像する。   First, the image capturing device 31 of the unevenness diagnosis unit 16 captures an image of the surface layer cover 83 (imaging region 84).

図4は、画像撮像装置31が撮像した、3種類の表層カバー83の画像サンプルである。図4(a)に示す第1の表層カバーは、防水加工等に用いられる塗装膜であって、表面の凹凸はほとんどない。図4(b)に示す第2の表層カバーは、表面に紙ヤスリ数百番程度のザラつきのある壁紙であって、サブミリメートル規模の凹凸構造を有する。図4(c)に示す第3の表層カバーは、「柚子皮仕上げ」と呼ばれる壁紙であって、表面に数ミリメートル規模の凹凸を有する。   FIG. 4 shows image samples of three types of surface layer covers 83 captured by the image capturing device 31. The first surface layer cover shown in FIG. 4 (a) is a coating film used for waterproofing or the like, and has almost no surface unevenness. The second surface layer cover shown in FIG. 4 (b) is a wallpaper having a rough surface of about several hundred paper files on its surface, and has a submillimeter scale uneven structure. The third surface cover shown in FIG. 4C is a wallpaper called “coconut skin finish”, and has unevenness on the surface of several millimeters.

そして、分析装置32は、画像撮像装置31から表層カバーの画像を受け付け、エッジ検出アルゴリズムを用いて、画像中のエッジを検出する。   Then, the analysis device 32 receives the image of the surface layer cover from the image capturing device 31, and detects an edge in the image using an edge detection algorithm.

図5は、分析装置32が、図4に示す各画像に対し、ソベルフィルタのエッジ検出アルゴリズムを用いて検出したエッジの検出結果を示したものである。図5(a)は第1の表層カバー(図4(a)参照)、図5(b)は第2の表層カバー(図4(b)参照)、図5(c)は第3の表層カバー(図4(c)参照)のエッジ検出結果である。   FIG. 5 shows the detection results of edges detected by the analysis device 32 using the Sobel filter edge detection algorithm for each image shown in FIG. 5A shows a first surface cover (see FIG. 4A), FIG. 5B shows a second surface cover (see FIG. 4B), and FIG. 5C shows a third surface layer. It is the edge detection result of a cover (refer FIG.4 (c)).

なお、図示するエッジ検出結果は、Matlab7.0のImageToolkitに実装されているソベルフィルタのアルゴリズムを用いたものであって、エッジ係数パラメータkは「0.03」とした。図5(c)に示す第3の表層カバー(柚子皮仕上げの壁紙)では、図5(a)、(b)と比較して、エッジ量が多いことが一目で分かる。   Note that the edge detection result shown in the figure uses a Sobel filter algorithm implemented in the ImageToolkit of Matlab 7.0, and the edge coefficient parameter k is set to “0.03”. It can be seen at a glance that the third surface cover shown in FIG. 5C has a large edge amount as compared with FIGS. 5A and 5B.

そして、分析装置32は、エッジ検出結果からエッジ画素数nをカウントする。図5(a)、(b)、(c)に示すエッジ画素数nは、それぞれ0個、145個、10,261個である。また、図示する画像全体の画素数mは、400×200=80,000画素である。分析装置32は、画像のエッジ含有率n/m(0%,0.2%,12.9%)を算出し、表層カバーの凹凸の程度を定量評価する。そして、分析装置32は、算出したエッジ含有率を、制御装置33に通知する。制御装置33は、関数テーブル34を参照して、各エッジ含有率に適した周波数を特定し、電磁波診断ユニット17に通知する。   Then, the analyzer 32 counts the number of edge pixels n from the edge detection result. The number of edge pixels n shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C is 0, 145, and 10,261, respectively. Further, the number of pixels m of the entire image shown in the figure is 400 × 200 = 80,000 pixels. The analyzer 32 calculates the edge content ratio n / m (0%, 0.2%, 12.9%) of the image, and quantitatively evaluates the degree of unevenness of the surface layer cover. Then, the analysis device 32 notifies the control device 33 of the calculated edge content rate. The control device 33 refers to the function table 34, identifies a frequency suitable for each edge content rate, and notifies the electromagnetic wave diagnosis unit 17 of the frequency.

ここで、エッジ係数パラメータkとエッジ含有率との関係を説明する。   Here, the relationship between the edge coefficient parameter k and the edge content rate will be described.

図6は、この図4に示す3つの表層カバーのサンプル画像について、エッジ係数パラメータkと、エッジ含有率n/mとの関係をプロットしたものである。エッジ含有率n/mが「0」に近くなるときのkの値と、そのときに表面凹凸に影響を受けないような(所定の分解能を充足する)電磁波周波数fの関係とを実験によって取得すれば、例えば第3の表層カバー63の状況のときに最適周波数が算出することができる。本実施形態では、エッジ係数パラメータkを「0.03」とし、この場合に、表面の凹凸に影響を受けないような電磁波周波数fの関数をあらかじめ取得し、関数テーブル34に記憶しておくものとする。   FIG. 6 is a plot of the relationship between the edge coefficient parameter k and the edge content n / m for the sample images of the three surface layer covers shown in FIG. Obtained experimentally the relationship between the value of k when the edge content ratio n / m is close to "0" and the electromagnetic wave frequency f that is not affected by the surface irregularities (satisfying the predetermined resolution) In this case, for example, the optimum frequency can be calculated in the situation of the third surface layer cover 63. In the present embodiment, the edge coefficient parameter k is set to “0.03”, and in this case, a function of the electromagnetic wave frequency f that is not affected by surface irregularities is acquired in advance and stored in the function table 34. .

そして、電磁波診断ユニット17は、凹凸診断ユニット16から通知された周波数のミリ波をコンクリートに照射し、コンクリートの透視を行う。すなわち、表層カバー83上で、構造物表層部透視装置1を走査する。これにより、距離センサユニット18は、移動距離情報を制御PC3に送信する。また、電磁波診断ユニット17は、指示された周波数のミリ波を照射するとともに、当該ミリ波の反射波を検知する。そして電磁波診断ユニット17が検知した反射波強度は、ロックインアンプ2によって数値化され、移動距離と同期をとって制御PC3の出力装置に2次元透視画像として表示される。   And the electromagnetic wave diagnostic unit 17 irradiates concrete with the millimeter wave of the frequency notified from the unevenness | corrugation diagnostic unit 16, and sees through concrete. That is, the structure surface layer fluoroscope 1 is scanned on the surface layer cover 83. Thereby, the distance sensor unit 18 transmits movement distance information to the control PC 3. Moreover, the electromagnetic wave diagnostic unit 17 irradiates the millimeter wave of the instructed frequency and detects the reflected wave of the millimeter wave. The reflected wave intensity detected by the electromagnetic wave diagnostic unit 17 is digitized by the lock-in amplifier 2 and displayed as a two-dimensional perspective image on the output device of the control PC 3 in synchronization with the movement distance.

図7は、電磁波診断ユニット17の電磁波発生器12が、波長3mmの100GHz帯の電磁波を図3の撮像領域84に照射した場合の2次元透視画像の一例である。図7(a)は、第1の表層カバー(図4(a)参照)を用いた場合の2次元透視画像である。図7(b)は、第2の表層カバー(図4(b)参照)を用いた場合の2次元透視画像である。図7(c)は、第3の表層カバー(図4(c)参照)を用いた場合の2次元透視画像である。なお、図示する各2次元透視画像では、縦軸が電磁波検波器アレイ13の16個の各素子各々検知した反射強度を、横軸が移動距離を示している。   FIG. 7 is an example of a two-dimensional perspective image when the electromagnetic wave generator 12 of the electromagnetic wave diagnostic unit 17 irradiates the imaging region 84 of FIG. 3 with a 100 GHz band electromagnetic wave having a wavelength of 3 mm. FIG. 7A is a two-dimensional perspective image when the first surface cover (see FIG. 4A) is used. FIG. 7B is a two-dimensional perspective image when the second surface cover (see FIG. 4B) is used. FIG. 7C is a two-dimensional perspective image when the third surface cover (see FIG. 4C) is used. In each illustrated two-dimensional perspective image, the vertical axis indicates the reflection intensity detected for each of the 16 elements of the electromagnetic wave detector array 13, and the horizontal axis indicates the movement distance.

図7(a)、(b)に示す第1の表層カバーおよび第2の表層カバーの2次元透視画像では、波長3mmの100GHz帯の電磁波を照射することで、表層カバーの下のコンクリート表面内部に発生しているクラックの箇所を検知することができる。すなわち、電磁波診断ユニット17は、波長3mmの100GHz帯の電磁波を用いることで、第1の表層カバーおよび第2の表層カバーを透過して、コンクリートに発生したサブミリメートル単位の微細なクラック82を検出することができる。   In the two-dimensional perspective images of the first surface cover and the second surface cover shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the interior of the concrete surface under the surface layer cover is obtained by irradiating 100GHz band electromagnetic waves with a wavelength of 3mm. It is possible to detect the location of a crack that has occurred. That is, the electromagnetic wave diagnostic unit 17 uses the electromagnetic wave in the 100 GHz band having a wavelength of 3 mm to detect the fine crack 82 in the sub-millimeter unit generated in the concrete through the first surface layer cover and the second surface layer cover. can do.

一方、図7(c)に示す第3の表層カバー(柚子皮仕上げの壁紙)の2次元透視画像では、3mmの100GHz帯の電磁波を照射した場合、表層カバーの凹凸が電磁波の反射に甚大に影響し、表層カバーの下のコンクリート表面内部に発生しているクラックの箇所を判断(検知)することができない。図7(c)に示すような2次元透視画像の出力を回避するために、凹凸診断ユニットでは、周波数を下げることにより凹凸構造の影響を排除しつつ、かつ最大の周波数を決定し、決定した周波数を電磁波診断ユニット17に送出する。   On the other hand, in the two-dimensional fluoroscopic image of the third surface layer cover (wallpaper finished with wallpaper) shown in FIG. 7 (c), when the 3mm 100GHz band electromagnetic wave is irradiated, the unevenness of the surface layer cover greatly reflects the electromagnetic wave. It is not possible to judge (detect) the location of the crack that has occurred inside the concrete surface under the surface cover. In order to avoid the output of the two-dimensional perspective image as shown in FIG. 7C, the unevenness diagnosis unit determines and determines the maximum frequency while eliminating the influence of the uneven structure by lowering the frequency. The frequency is sent to the electromagnetic wave diagnostic unit 17.

本実施形態によれば、構造物表面に存在する凹凸構造の影響を極力回避し、構造物に生じた劣化箇所をより高い精度で透視することができる。すなわち、本実施形態では、構造物表面の画像からエッジを検出して凹凸の程度を判定し、凹凸の程度に応じた周波数を選択し、当該周波数の電磁波を構造物に照射する。これにより、一定の画像解像度を維持しつつ、凹凸構造の影響を抑制した構造物透視画像を取得することができる。   According to this embodiment, the influence of the concavo-convex structure existing on the surface of the structure can be avoided as much as possible, and a deteriorated portion generated in the structure can be seen through with higher accuracy. That is, in this embodiment, an edge is detected from an image of the structure surface to determine the degree of unevenness, a frequency corresponding to the degree of unevenness is selected, and an electromagnetic wave with the frequency is irradiated onto the structure. As a result, it is possible to obtain a structure perspective image in which the influence of the concavo-convex structure is suppressed while maintaining a constant image resolution.

また、本実施形態では、ミリ波帯の電磁波を用いることにより、マイクロ波レーダや赤外線等では検知できないミリメートル幅の微細な構造物表層のクラックを検知することができる。また、本実施形態では、ミリ波帯の電磁波を用いて構造物を透視することにより、構造物を破壊することなく構造物に発生したクラックなどの劣化箇所を検出することができる。   Further, in the present embodiment, by using millimeter wave band electromagnetic waves, it is possible to detect cracks in the fine structure surface layer of millimeter width that cannot be detected by microwave radar or infrared rays. Moreover, in this embodiment, by using a millimeter wave band electromagnetic wave to see through the structure, it is possible to detect a deteriorated portion such as a crack generated in the structure without destroying the structure.

また、本実施形態の構造物表層部透視装置1の電磁波診断ユニット17は、ミリ波帯の電磁波を用いた反射型検知であるため、X線CTのようにターゲットの後ろ側に検波器を設置する必要がない。これにより、簡素なシステム構成(装置の小型化)が可能であって、また、透視する構造物の適用領域(分野)を拡大することができる。   Moreover, since the electromagnetic wave diagnostic unit 17 of the structure surface layer fluoroscopic device 1 of the present embodiment is a reflection type detection using an electromagnetic wave in the millimeter wave band, a detector is installed on the back side of the target like an X-ray CT. There is no need to do. Thereby, a simple system configuration (miniaturization of the apparatus) is possible, and the application area (field) of the structure to be seen through can be expanded.

また、本実施形態の構造物表層部透視装置1は、片手で操作可能な大きさのハンディ型装置であるため、現場での可搬性に優れ、また、操作性も良い。   In addition, the structure surface layer fluoroscopic device 1 of the present embodiment is a handy type device that can be operated with one hand, and thus is excellent in portability on site and has good operability.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、構造物表面の凹凸の程度を分析し、電磁波の周波数を決定する分析装置32、制御装置33および関数テーブル34は、構造物表層部透視装置1の凹凸診断ユニット16に搭載されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、これらの装置32、33、34は、制御PC3に搭載されていてもよい。この場合、構造物表層部透視装置1の画像撮像装置31は、撮像した画像を制御PC3に送信する。そして、制御PC3は、送信された画像を分析して当該画像に適した周波数を特定し、特定した周波数を構造物表層部透視装置1の周波数切替器15に送信する。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, Many deformation | transformation are possible within the range of the summary. For example, in this embodiment, the analysis device 32, the control device 33, and the function table 34 that analyze the degree of unevenness on the surface of the structure and determine the frequency of the electromagnetic wave are included in the unevenness diagnosis unit 16 of the structure surface layer fluoroscopic device 1. It is installed. However, the present invention is not limited to this, and these devices 32, 33, 34 may be mounted on the control PC 3. In this case, the image capturing device 31 of the structure surface layer fluoroscopic device 1 transmits the captured image to the control PC 3. Then, the control PC 3 analyzes the transmitted image, identifies a frequency suitable for the image, and transmits the identified frequency to the frequency switch 15 of the structure surface layer fluoroscopic device 1.

本発明の実施の形態に係る電磁波イメージングシステムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an electromagnetic wave imaging system according to an embodiment of the present invention. 構造物表装部透視装置の概略構成図である。It is a schematic structure figure of a structure surface covering part fluoroscope. コンクリートクラックの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a concrete crack. 表層カバーの画像サンプルを示す図である。It is a figure which shows the image sample of a surface layer cover. エッジ検出結果を示す図である。It is a figure which shows an edge detection result. エッジ係数パラメータと、エッジ含有率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an edge coefficient parameter and edge content rate. コンクリートクラックの2次元透視画像例を示す図である。It is a figure which shows the 2-dimensional perspective image example of a concrete crack.

符号の説明Explanation of symbols

1 構造物表層部透視装置
2 ロックインアンプ
3 制御PC
11 筐体
12 電磁波発生器
13 電磁波検波器アレイ
14 車輪型距離センサ
15 周波数切替器
16 凹凸診断ユニット
17 電磁波診断ユニット
18 距離センサユニット
31 画像撮像装置
32 分析装置
33 制御装置
34 関数テーブル
1 Structure surface layer see-through device 2 Lock-in amplifier 3 Control PC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Case 12 Electromagnetic wave generator 13 Electromagnetic wave detector array 14 Wheel type distance sensor 15 Frequency switch 16 Concavity and convexity diagnostic unit 17 Electromagnetic wave diagnostic unit 18 Distance sensor unit 31 Image pick-up device 32 Analyzing device 33 Control device 34 Function table

Claims (5)

ミリ波帯の電磁波イメージングシステムであって、
構造物表面の画像を撮像する画像撮像装置と、
前記撮像した画像から構造物表面の凹凸の程度を分析する分析装置と、
前記分析装置が分析した凹凸の程度に応じてミリ波帯の電磁波の周波数を特定する制御手段と、
ミリ波帯の電磁波を構造物に照射する電磁波発生装置と、
前記ミリ波帯の電磁波の反射波を検知する1次元検波器アレイと、
移動距離を計測する距離センサと、
前記1次元検波器アレイが検出した反射波の強度を数値化する計測装置と、
前記距離センサが計測した移動距離と、前記計測装置が数値化した反射波強度とを対応付けた、構造物の透視イメージを表示する表示装置と、を備え、
前記電磁波発生装置は、前記制御手段が特定した周波数のミリ波帯の電磁波を、構造物に照射すること
を特徴とする電磁波イメージングシステム。
A millimeter wave electromagnetic wave imaging system,
An image capturing device for capturing an image of the surface of the structure;
An analyzer for analyzing the degree of unevenness on the surface of the structure from the captured image;
Control means for identifying the frequency of electromagnetic waves in the millimeter wave band according to the degree of unevenness analyzed by the analyzer,
An electromagnetic wave generator for irradiating a structure with electromagnetic waves in the millimeter wave band;
A one-dimensional detector array for detecting a reflected wave of the electromagnetic wave in the millimeter wave band;
A distance sensor for measuring the travel distance;
A measuring device for digitizing the intensity of the reflected wave detected by the one-dimensional detector array;
A display device that displays a perspective image of a structure in which the moving distance measured by the distance sensor and the reflected wave intensity quantified by the measuring device are associated with each other;
The electromagnetic wave imaging system, wherein the electromagnetic wave generator irradiates a structure with an electromagnetic wave in a millimeter wave band having a frequency specified by the control means.
請求項1記載の電磁波イメージングシステムであって、
構造物表面の凹凸の程度と、当該凹凸の程度に対応する周波数とが設定された記憶装置を、さらに有し、
前記制御手段は、前記記憶装置を参照して、前記分析装置が分析した凹凸の程度に対応するミリ波帯の電磁波の周波数を特定すること
を特徴とする電磁波イメージングシステム。
The electromagnetic wave imaging system according to claim 1,
A storage device in which the degree of unevenness on the surface of the structure and the frequency corresponding to the degree of unevenness are set;
The electromagnetic wave imaging system characterized in that the control means specifies the frequency of electromagnetic waves in a millimeter wave band corresponding to the degree of unevenness analyzed by the analysis device with reference to the storage device.
請求項1記載の電磁波イメージングシステムであって、
前記画像撮像装置、前記電磁波発生装置、前記1次元検波器アレイおよび前記距離センサは、ハンディ型の筐体に搭載され、
前記筐体の進行方向前方に前記画像撮像装置が設置されていること
を特徴とする電磁波イメージングシステム。
The electromagnetic wave imaging system according to claim 1,
The image pickup device, the electromagnetic wave generator, the one-dimensional detector array, and the distance sensor are mounted on a handy-type housing,
The electromagnetic imaging system, wherein the imaging device is installed in front of the casing in the traveling direction.
ミリ波帯の電磁波イメージングシステムにおける構造物透視装置であって、
構造物表面の画像を撮像する画像撮像装置と、
前記撮像した画像から構造物表面の凹凸の程度を分析する分析装置と、
前記分析装置が分析した凹凸の程度に応じてミリ波帯の電磁波の周波数を特定する制御手段と、
ミリ波帯の電磁波を、構造物に照射する電磁波発生装置と、
前記ミリ波帯の電磁波の反射波を検知する1次元検波器アレイと、
当該構造物透視装置の移動距離を計測する距離センサと、を備え、
前記電磁波発生装置は、前記制御手段が特定した周波数のミリ波帯の電磁波を、構造物に照射し、
前記1次元検波器アレイは、前記検知した反射波を計測装置に送信し、
前記距離センサは、前記計測した移動距離を表示装置に送信すること
を特徴とする構造物透視装置。
A structure fluoroscopy device in a millimeter wave electromagnetic wave imaging system,
An image capturing device for capturing an image of the surface of the structure;
An analyzer for analyzing the degree of unevenness on the surface of the structure from the captured image;
Control means for identifying the frequency of electromagnetic waves in the millimeter wave band according to the degree of unevenness analyzed by the analyzer,
An electromagnetic wave generator for irradiating the structure with millimeter wave electromagnetic waves;
A one-dimensional detector array for detecting a reflected wave of the electromagnetic wave in the millimeter wave band;
A distance sensor for measuring the moving distance of the structure fluoroscopic device,
The electromagnetic wave generator irradiates a structure with an electromagnetic wave of a millimeter wave band having a frequency specified by the control means,
The one-dimensional detector array transmits the detected reflected wave to a measuring device,
The distance sensor transmits the measured moving distance to a display device.
ミリ波帯の電磁波イメージングシステムにおける構造物透視方法であって、
構造物表面の画像を撮像する画像撮像ステップと、
前記撮像した画像から構造物表面の凹凸の程度を分析する分析ステップと、
前記分析ステップで分析した凹凸の程度に応じてミリ波帯の電磁波の周波数を特定する特定ステップと、
前記特定ステップで特定した周波数のミリ波帯の電磁波を、構造物に照射する電磁波照射ステップと、
1次元検波器アレイを用いて、前記ミリ波帯の電磁波の反射波を検知する反射波検知ステップと、
前記1次元検波器アレイが検出した反射波の強度を数値化する計測ステップと、
前記計測ステップで数値化した反射波強度を表示する表示ステップと、を行うこと
を特徴とする構造物透視方法。
A structure perspective method in an electromagnetic wave imaging system in the millimeter wave band,
An image capturing step for capturing an image of the surface of the structure;
An analysis step of analyzing the degree of unevenness on the surface of the structure from the captured image;
A specific step of identifying the frequency of the electromagnetic wave in the millimeter wave band according to the degree of unevenness analyzed in the analysis step;
An electromagnetic wave irradiation step of irradiating a structure with an electromagnetic wave in the millimeter wave band having a frequency specified in the specific step;
A reflected wave detecting step of detecting a reflected wave of the electromagnetic wave in the millimeter wave band using a one-dimensional detector array;
A measurement step for quantifying the intensity of the reflected wave detected by the one-dimensional detector array;
And a display step for displaying the reflected wave intensity quantified in the measurement step.
Structure see-through method characterized by the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104848812A (en) * 2015-05-28 2015-08-19 安庆市德创机电产品设计有限公司 Grinding flatness degree monitoring device
CN112650414A (en) * 2020-12-30 2021-04-13 安徽鸿程光电有限公司 Touch device, touch point positioning method, module, device and medium
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JP2012117861A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Electromagnetic wave imaging device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104848812A (en) * 2015-05-28 2015-08-19 安庆市德创机电产品设计有限公司 Grinding flatness degree monitoring device
JPWO2021241536A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02
WO2021241536A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 富士フイルム株式会社 Inspection method and inspection system for structure
CN112650414A (en) * 2020-12-30 2021-04-13 安徽鸿程光电有限公司 Touch device, touch point positioning method, module, device and medium
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