JP2015102363A - Vibration analysis device - Google Patents

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JP2015102363A JP2013241655A JP2013241655A JP2015102363A JP 2015102363 A JP2015102363 A JP 2015102363A JP 2013241655 A JP2013241655 A JP 2013241655A JP 2013241655 A JP2013241655 A JP 2013241655A JP 2015102363 A JP2015102363 A JP 2015102363A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that the accuracy of a diagnostic result about a structure is reduced under the influence of noise exerted on the measured value of a vibrometer.SOLUTION: A vibration analysis device according to the present invention has vibration measurement means, feature amount calculation means, region division means, and diagnosis means. The vibration measurement means measures a vibration waveform at a plurality of measurement points set on a structure. The feature amount calculation means calculates the feature amount of the vibration waveform for each measurement point. The region division means divides a region formed by the plurality of measurement points into subregions including the measurement points for which a feature amount, among the feature amounts of the vibration waveform, that satisfies a prescribed condition is calculated. The diagnosis means diagnoses the structure on the basis of the result of division.

Description

本発明は、構造物の振動波形を測定して解析する振動解析装置、振動解析方法、およびプログラムに関する。   The present invention relates to a vibration analysis apparatus, a vibration analysis method, and a program for measuring and analyzing a vibration waveform of a structure.

橋梁などの構造物の振動波形を測定して構造物の診断を行う振動解析装置が、種々提案されている。   Various vibration analysis apparatuses have been proposed for diagnosing structures by measuring vibration waveforms of structures such as bridges.

例えば、土木建築構造物上に設定した測定点における振動波形をCCDカメラ等の非接触型振動計で測定して構造物の固有振動数を検出し、正常状態時の固有振動数と比較することにより、構造物の劣化を判定することが、本発明に関連する第1の関連技術として提案されている(例えば特許文献1参照)。   For example, measure the vibration waveform at a measurement point set on a civil engineering building structure with a non-contact vibrometer such as a CCD camera to detect the natural frequency of the structure and compare it with the natural frequency in a normal state Therefore, it is proposed as a first related technique related to the present invention to determine deterioration of a structure (see, for example, Patent Document 1).

また、構造物上に設定した測定点における振動波形をレーザドップラ振動計等の非接触型振動計で測定して構造物の固有振動数や固有振動モードなどの振動特性を測定し、構造物の健全度を検査することが、本発明に関連する第2の関連技術として提案されている(例えば特許文献2参照)。   In addition, the vibration waveform at the measurement point set on the structure is measured with a non-contact vibrometer such as a laser Doppler vibrometer to measure the vibration characteristics such as the natural frequency and natural vibration mode of the structure. Inspecting the soundness level is proposed as a second related technique related to the present invention (see, for example, Patent Document 2).

また、地震記録計を建物内の数か所と上記建物の基礎部とに設置し、地震後速やかに、基礎部の地震記録計から得られた入力地震波と建物内の地震記録計から得られた応答波形の伝達関数を求め、この伝達関数を地震が起きる前の建物の伝達関数と比較することにより、建物が損傷を受けたかどうか、建物の損傷の程度、あるいは損傷の場所等を判断することが、本発明に関連する第3の関連技術として提案されている(例えば特許文献3参照)。   In addition, earthquake recorders are installed at several locations in the building and the foundation of the building, and immediately after the earthquake, the input seismic waves obtained from the earthquake recorder at the foundation and the earthquake recorder in the building can be obtained. The transfer function of the response waveform is obtained, and this transfer function is compared with the transfer function of the building before the earthquake occurs to determine whether the building has been damaged, the degree of damage to the building, or the location of the damage. Has been proposed as a third related technique related to the present invention (see, for example, Patent Document 3).

特許第3404302号公報Japanese Patent No. 3404302 特許第4001806号公報Japanese Patent No. 4001806 特開平11−44615号公報JP-A-11-44615

構造物の振動波形を接触型振動計により計測するにせよ、非接触型振動計により計測するにせよ、偶発的なノイズの影響を受けて振動計の計測値が不正な値を示すケースは少なからず発生する。然るに本発明に関連する第1乃至第3の関連技術では、振動計の計測値がノイズの影響を受けて不正な値になると、構造物の診断結果の精度が低下する。その理由は、上記第1乃至第3の関連技術は、解析に使用する個々の振動計の計測値が正確であることを前提とした解析処理を行っているためである。このため、突発的なノイズを含まない安定した振動波形を一定時間以上にわたって取得する必要があり、振動計による計測時間は長くならざるを得ないのが実情である。   Regardless of whether the vibration waveform of a structure is measured with a contact-type vibrometer or with a non-contact vibrometer, there are few cases in which the vibrometer shows an incorrect value due to the effects of accidental noise. Occur. However, in the first to third related technologies related to the present invention, if the measurement value of the vibrometer becomes an invalid value due to the influence of noise, the accuracy of the diagnosis result of the structure is lowered. The reason is that the first to third related techniques perform analysis processing on the premise that the measured values of the individual vibrometers used for analysis are accurate. For this reason, it is necessary to acquire a stable vibration waveform that does not include sudden noise over a certain period of time, and the measurement time by the vibrometer must be long.

本発明の目的は、上述した課題、すなわち振動計の計測値に及ぼすノイズの影響を受けて構造物の診断結果の精度が低下する、という課題を解決する振動解析装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a vibration analysis apparatus that solves the above-described problem, that is, the problem that the accuracy of a diagnosis result of a structure is lowered due to the influence of noise on a measurement value of a vibrometer.

本発明の第1の観点に係る振動解析装置は、
構造物上に設定された複数の測定点における振動波形を計測する振動計測手段と、
上記振動波形の特徴量を上記測定点毎に算出する特徴量算出手段と、
上記複数の測定点により形成される領域を、上記振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割する領域分割手段と、
上記分割の結果に基づいて上記構造物を診断する診断手段と
を有する。
The vibration analysis apparatus according to the first aspect of the present invention includes:
Vibration measuring means for measuring vibration waveforms at a plurality of measurement points set on the structure;
Feature quantity calculating means for calculating the feature quantity of the vibration waveform for each measurement point;
A region dividing means for dividing the region formed by the plurality of measurement points into partial regions including measurement points at which feature amounts satisfying a predetermined condition among the feature amounts of the vibration waveform are calculated;
Diagnostic means for diagnosing the structure based on the result of the division.

本発明の第2の観点に係る振動解析方法は、
振動解析装置が実行する振動解析方法であって、
構造物上に設定された複数の測定点における振動波形を計測し、
上記振動波形の特徴量を上記測定点毎に算出し、
上記複数の測定点により形成される領域を、上記振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割し、
上記分割の結果に基づいて上記構造物を診断する。
The vibration analysis method according to the second aspect of the present invention includes:
A vibration analysis method executed by a vibration analyzer,
Measure vibration waveforms at multiple measurement points set on the structure,
Calculate the feature value of the vibration waveform for each measurement point,
Dividing the region formed by the plurality of measurement points into partial regions including measurement points at which feature quantities satisfying a predetermined condition among the feature quantities of the vibration waveform are calculated;
The structure is diagnosed based on the result of the division.

本発明の第3の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
構造物上に設定された複数の測定点における振動波形を計測する振動計測手段と、
上記振動波形の特徴量を上記測定点毎に算出する特徴量算出手段と、
上記複数の測定点により形成される領域を、上記振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割する領域分割手段と、
上記分割の結果に基づいて上記構造物を診断する診断手段と
して機能させる。
The program according to the third aspect of the present invention is:
Computer
Vibration measuring means for measuring vibration waveforms at a plurality of measurement points set on the structure;
Feature quantity calculating means for calculating the feature quantity of the vibration waveform for each measurement point;
A region dividing means for dividing the region formed by the plurality of measurement points into partial regions including measurement points at which feature amounts satisfying a predetermined condition among the feature amounts of the vibration waveform are calculated;
Based on the result of the division, it functions as a diagnostic means for diagnosing the structure.

本発明は上述した構成を有するため、振動計の計測値に及ぼすノイズの影響を受けて構造物の診断結果の精度が低下することがなくなり、ノイズに頑健な診断が可能になる。   Since the present invention has the above-described configuration, the accuracy of the diagnosis result of the structure is not lowered due to the influence of noise on the measurement value of the vibrometer, and a robust diagnosis against noise becomes possible.

本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置と診断対象となる構造物とを示す図である。It is a figure which shows the vibration analyzer which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and the structure used as a diagnostic object. 本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置のブロック図である。1 is a block diagram of a vibration analysis apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置における測定点データの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the measurement point data in the vibration analyzer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置における振動計測データの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the vibration measurement data in the vibration analyzer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置における振動波形の特徴量データの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the feature-value data of the vibration waveform in the vibration analyzer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置における部分領域データの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the partial region data in the vibration analyzer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the vibration analyzer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置の効果を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the effect of the vibration analyzer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置の効果を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the effect of the vibration analyzer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置の効果を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the effect of the vibration analyzer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る振動解析装置のブロック図である。It is a block diagram of the vibration analyzer which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る振動解析装置における平滑特徴量データの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the smooth feature-value data in the vibration analyzer which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る振動解析装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the vibration analyzer which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る振動解析装置のブロック図である。It is a block diagram of the vibration analyzer which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る振動解析装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the vibration analyzer which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る振動解析装置のブロック図である。It is a block diagram of the vibration analyzer which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る振動解析装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the vibration analyzer which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る振動解析装置のブロック図である。It is a block diagram of the vibration analyzer which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る振動解析装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the vibration analyzer which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態に係る振動解析装置のブロック図である。It is a block diagram of the vibration analyzer which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態に係る振動解析装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the vibration analyzer which concerns on the 6th Embodiment of this invention.

次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第1の実施形態]
図1を参照すると、本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置100は、構造物110の振動を測定して構造物110の診断を行う機能を有する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First embodiment]
Referring to FIG. 1, the vibration analysis apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention has a function of diagnosing the structure 110 by measuring the vibration of the structure 110.

構造物110は、例えば橋梁などの土木建築物である。或いは構造物110は、自動車や列車などの工業製品など、土木建築物以外の構造物であってもよい。振動解析装置100が行う構造物110の診断は、例えば構造物110の強度の劣化、面等の剥離や浮き、亀裂の有無などであってよい。   The structure 110 is a civil engineering building such as a bridge. Alternatively, the structure 110 may be a structure other than a civil engineering building such as an industrial product such as an automobile or a train. The diagnosis of the structure 110 performed by the vibration analysis apparatus 100 may be, for example, deterioration of the strength of the structure 110, peeling or floating of a surface or the like, presence or absence of a crack, or the like.

振動解析装置100は、構造物110の診断では、まず構造物110上に設定された複数の測定点111における振動波形を計測する。次いで振動解析装置100は、計測した振動波形の特徴量を測定点111毎に算出する。次いで振動解析装置100は、測定点毎の振動波形の特徴量に基づいて、複数の測定点111により形成される領域を、振動波形の特徴量の一様性を満たす部分領域に分割する。そして、振動解析装置100は、上記分割の結果に基づいて構造物110の診断を行う。   In the diagnosis of the structure 110, the vibration analysis apparatus 100 first measures vibration waveforms at a plurality of measurement points 111 set on the structure 110. Next, the vibration analysis apparatus 100 calculates the characteristic amount of the measured vibration waveform for each measurement point 111. Next, the vibration analysis apparatus 100 divides a region formed by the plurality of measurement points 111 into partial regions that satisfy the uniformity of the feature value of the vibration waveform based on the feature values of the vibration waveform for each measurement point. The vibration analysis apparatus 100 diagnoses the structure 110 based on the result of the division.

図2を参照すると、振動解析装置100は、振動計101、通信インターフェイス部(以下、通信I/F部と記す)102、操作入力部103、画面表示部104、記憶部105、および演算処理部106を有する。   Referring to FIG. 2, the vibration analysis apparatus 100 includes a vibrometer 101, a communication interface unit (hereinafter referred to as a communication I / F unit) 102, an operation input unit 103, a screen display unit 104, a storage unit 105, and an arithmetic processing unit. 106.

振動計101は、構造物110上に設定された複数の測定点における振動波形を計測する機能を有する。振動計101は、接触型の振動計であってもよいし、非接触型の振動計であってもよい。接触型の振動計は、圧電素子を使用するものであってよい。また振動型の振動計は、ムービングコイル型、サーボ型などの加速度センサまたは速度センサなどを使用するものであってよい。他方、非接触型の振動計は、CCDカメラなどのカメラ撮像方式であってもよいし、レーザドップラ振動計などであってもよい。またカメラ撮像方式において、遠距離観測で解像度の低下が問題になる場合は、サンプリングモアレ法などの高解像度化手法を併用してもよい。   The vibrometer 101 has a function of measuring vibration waveforms at a plurality of measurement points set on the structure 110. The vibrometer 101 may be a contact vibrometer or a non-contact vibrometer. The contact-type vibrometer may use a piezoelectric element. The vibration-type vibration meter may use an acceleration sensor or a speed sensor such as a moving coil type or a servo type. On the other hand, the non-contact type vibrometer may be a camera imaging system such as a CCD camera or a laser Doppler vibrometer. Further, in the camera imaging method, when a decrease in resolution becomes a problem in long-distance observation, a high resolution method such as a sampling moire method may be used in combination.

通信I/F部102は、専用のデータ通信回路からなり、通信回線を介して接続された各種装置との間でデータ通信を行う機能を有している。   The communication I / F unit 102 includes a dedicated data communication circuit and has a function of performing data communication with various devices connected via a communication line.

操作入力部103は、キーボードやマウスなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して演算処理部106に出力する機能を有している。   The operation input unit 103 includes an operation input device such as a keyboard and a mouse, and has a function of detecting an operator operation and outputting the operation to the arithmetic processing unit 106.

画面表示部104は、LCD(Liquid Crystal Display)やPDP(Plasma Display Panel)などの画面表示装置からなり、演算処理部106からの指示に応じて、診断結果などの各種情報を画面表示する機能を有している。   The screen display unit 104 includes a screen display device such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a PDP (Plasma Display Panel), and has a function of displaying various information such as diagnosis results on the screen in accordance with instructions from the arithmetic processing unit 106. Have.

記憶部105は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置からなり、演算処理部106における各種処理に必要な処理情報やプログラム105Pを記憶する機能を有している。プログラム105Pは、演算処理部106に読み込まれて実行されることにより各種処理部を実現するプログラムであり、通信I/F部102などのデータ入出力機能を介して外部装置(図示せず)や記憶媒体(図示せず)から予め読み込まれて記憶部105に保存される。記憶部105で記憶される主な処理情報として、測定点データ105A、振動計測データ105B、特徴量データ105C、および部分領域データ105Dがある。   The storage unit 105 includes a storage device such as a hard disk or a memory, and has a function of storing processing information and programs 105P necessary for various processes in the arithmetic processing unit 106. The program 105P is a program that realizes various processing units by being read and executed by the arithmetic processing unit 106, and an external device (not shown) or the like via a data input / output function such as the communication I / F unit 102. It is read in advance from a storage medium (not shown) and stored in the storage unit 105. Main processing information stored in the storage unit 105 includes measurement point data 105A, vibration measurement data 105B, feature amount data 105C, and partial area data 105D.

測定点データ105Aは、構造物100に設定された測定点111の位置情報である。図3は測定点データ105Aの構成例を示す。この測定点データ105Aには、各測定点111毎に、その識別情報である測定点IDと、位置情報とが記憶されている。図3に示す具体例では、測定点の位置情報は、構造物110が存在する空間に設定したXYZ座標系の座標値を使用している。   The measurement point data 105 </ b> A is position information of the measurement point 111 set on the structure 100. FIG. 3 shows a configuration example of the measurement point data 105A. In the measurement point data 105A, for each measurement point 111, a measurement point ID that is identification information and position information are stored. In the specific example shown in FIG. 3, the coordinate information of the XYZ coordinate system set in the space where the structure 110 exists is used as the position information of the measurement point.

振動計測データ105Bは、振動計101により計測した構造物100の測定点における振動波形の計測データである。図4は振動計測データ105Bの構成例を示す。この振動計測データ105Bには、各測定点111毎に、その識別情報である測定点IDと、計測結果である測定値Vとが記憶されている。ここで、測定値Vは、例えば振動波形を時刻情報と一緒に記録した時刻歴波形である。   The vibration measurement data 105 </ b> B is vibration waveform measurement data at a measurement point of the structure 100 measured by the vibration meter 101. FIG. 4 shows a configuration example of the vibration measurement data 105B. In the vibration measurement data 105B, for each measurement point 111, a measurement point ID as identification information and a measurement value V as a measurement result are stored. Here, the measured value V is, for example, a time history waveform in which a vibration waveform is recorded together with time information.

特徴量データ105Cは、測定点における計測データから算出された振動波形の特徴量データである。図5は特徴量データ105Cの構成例を示す。この特徴量データ105Cには、各測定点111毎に、その識別情報である測定点IDと、1以上の種類の特徴量Fとが記憶されている。特徴量の種類は任意である。例えば、振動波形の最大振幅、位相、振動波形の周波数スペクトル、固有周波数などを特徴量の種類としてよい。   The feature amount data 105C is feature amount data of the vibration waveform calculated from the measurement data at the measurement point. FIG. 5 shows a configuration example of the feature amount data 105C. In the feature amount data 105C, for each measurement point 111, a measurement point ID as identification information and one or more types of feature amounts F are stored. The type of feature amount is arbitrary. For example, the maximum amplitude and phase of the vibration waveform, the frequency spectrum of the vibration waveform, the natural frequency, and the like may be used as the feature amount.

部分領域データ105Dは、測定点毎の振動波形の特徴量に基づいて、複数の測定点により形成される領域を、特徴量の一様性を満たす部分領域に分割した結果のデータである。図6は部分領域データ105Dの構成例を示す。この部分領域データ105Dには、各部分領域毎に、その識別情報である部分領域IDと、その部分領域にグルーピングされた測定点の測定点IDのリストとが記憶されている。   The partial area data 105D is data obtained as a result of dividing an area formed by a plurality of measurement points into partial areas that satisfy the uniformity of the feature quantity based on the feature quantity of the vibration waveform for each measurement point. FIG. 6 shows a configuration example of the partial area data 105D. The partial area data 105D stores, for each partial area, a partial area ID that is identification information and a list of measurement point IDs of measurement points grouped in the partial area.

演算処理部106は、MPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部105からプログラム105Pを読み込んで実行することにより、上記ハードウェアとプログラム105Pとを協働させて各種処理部を実現する機能を有している。演算処理部106で実現される主な処理部として、振動計測部106Aと特徴量算出部106Bと領域分割部106Cと診断部106Dとがある。   The arithmetic processing unit 106 has a microprocessor such as an MPU and its peripheral circuits, and reads and executes the program 105P from the storage unit 105, thereby realizing various processing units by cooperating the hardware and the program 105P. It has a function to do. As main processing units realized by the arithmetic processing unit 106, there are a vibration measuring unit 106A, a feature amount calculating unit 106B, an area dividing unit 106C, and a diagnostic unit 106D.

振動計測部106Aは、構造物110上に設定された複数の測定点111における振動波形を振動計101を用いて計測する機能を有する。振動計測部106Aが振動計101を用いて計測する構造物110上の測定点111の位置情報は、測定点データ105Aに記憶されている。振動計101として、CCDカメラやレーザドップラ振動計等の非接触型振動計を使用する場合、振動計測部106Aは、記憶部105に記憶された測定点データ105A中の位置情報に従って、測定点を非接触型振動計により光学的に視準し、その測定点の振動波形データを電気的に取り出す。構造物110上における測定点111間の距離は、検出できる異常領域の最小サイズを決定する。測定点間の距離を短くして高い密度で測定点を設定すればするほど、より小さなサイズの異常領域を検出することができる。従って、測定点間の距離は、検出対象とする異常領域の最小サイズより十分に短いことが望まれる。   The vibration measurement unit 106 </ b> A has a function of measuring vibration waveforms at a plurality of measurement points 111 set on the structure 110 using the vibrometer 101. Position information of the measurement point 111 on the structure 110 measured by the vibration measurement unit 106A using the vibration meter 101 is stored in the measurement point data 105A. When a non-contact type vibrometer such as a CCD camera or a laser Doppler vibrometer is used as the vibrometer 101, the vibration measuring unit 106A determines the measurement point according to the position information in the measurement point data 105A stored in the storage unit 105. Optically collimate with a non-contact type vibrometer, and vibration waveform data at the measurement point is extracted electrically. The distance between the measurement points 111 on the structure 110 determines the minimum size of the abnormal region that can be detected. The shorter the distance between the measurement points and the higher the measurement points are set, the smaller the abnormal area can be detected. Therefore, it is desirable that the distance between the measurement points is sufficiently shorter than the minimum size of the abnormal region to be detected.

振動計測部106Aは、振動計101を用いて複数の測定点111における振動波形を同時に計測することが望ましい。但し、必ずしも同時に計測する必要はない。振動計測部106Aが振動計101を用いて計測する振動波形は、車両走行や打撃振動などの人工的な振動を与えたときの構造物110の振動波形であってもよいし、そのような人口的な振動がない状態で常に生じている構造物110の振動波形であってもよい。また振動計測部106Aが振動計101を用いて計測する振動の方向は、近接する測定点どうしでほぼ同じであれば、任意である。例えば、接触型の振動計を用いて構造物110の振動波形を計測する場合、互いに直交する3成分(東西方向、南北方向、天地方向など)の振動波形を計測してよい。あるいはCCDカメラ等による非接触型の振動計を用いる場合、振動計と測定点とを結ぶ線に直交する方向の振動波形を計測することになる。またレーザドップラ振動計による計測では、振動計と測定点とを結ぶ線に並行する方向の振動波形を計測することになる。勿論、それぞれ異なる場所に複数の非接触型の振動計を設置して同じ測定点の振動波形を同時に計測することにより、方向の異なる複数成分の振動波形を計測してもよい。振動計測のサンプリング周波数は、構造物110で生じる振動周波数の2倍以上であることが望ましい。また振動計測の時間長は、計測された振動波形をもとに周波数スペクトル解析を行う場合、定常的なスペクトルを得ることができる程度の時間長であることが望ましい。   It is desirable that the vibration measurement unit 106 </ b> A simultaneously measures vibration waveforms at a plurality of measurement points 111 using the vibrometer 101. However, it is not always necessary to measure simultaneously. The vibration waveform measured by the vibration measuring unit 106A using the vibrometer 101 may be a vibration waveform of the structure 110 when an artificial vibration such as a vehicle running or a hitting vibration is applied, or such a population. It may be a vibration waveform of the structure 110 that is always generated in a state where there is no typical vibration. Further, the direction of vibration measured by the vibration measuring unit 106A using the vibrometer 101 is arbitrary as long as it is substantially the same between adjacent measurement points. For example, when the vibration waveform of the structure 110 is measured using a contact-type vibrometer, the vibration waveforms of three components (east-west direction, north-south direction, top-and-bottom direction, etc.) orthogonal to each other may be measured. Alternatively, when a non-contact type vibrometer such as a CCD camera is used, a vibration waveform in a direction orthogonal to a line connecting the vibrometer and the measurement point is measured. In the measurement by the laser Doppler vibrometer, the vibration waveform in the direction parallel to the line connecting the vibrometer and the measurement point is measured. Of course, it is also possible to measure a plurality of vibration waveforms of different directions by installing a plurality of non-contact type vibrometers at different locations and simultaneously measuring the vibration waveforms at the same measurement point. The sampling frequency for vibration measurement is desirably at least twice the vibration frequency generated in the structure 110. In addition, it is desirable that the vibration measurement time length is such that a steady spectrum can be obtained when frequency spectrum analysis is performed based on the measured vibration waveform.

振動計測部106Aは、振動波形の計測を完了すると、各測定点毎の計測値に測定点IDを付加し、振動計測データ105Bとして記憶部105に保存する。   When the vibration measurement unit 106A completes the measurement of the vibration waveform, the measurement point ID is added to the measurement value for each measurement point, and the vibration measurement data 105B is stored in the storage unit 105.

特徴量算出部106Bは、記憶部105から振動計測データ105Bを読み出し、計測された振動波形の特徴量を測定点毎に算出する機能を有する。算出する特徴量の種類と数は任意である。例えば、振動波形の最大振幅、位相、振動波形の周波数スペクトル、固有周波数などを特徴量として算出してよい。   The feature amount calculation unit 106B has a function of reading the vibration measurement data 105B from the storage unit 105 and calculating the feature amount of the measured vibration waveform for each measurement point. The type and number of feature quantities to be calculated are arbitrary. For example, the maximum amplitude and phase of the vibration waveform, the frequency spectrum of the vibration waveform, the natural frequency, and the like may be calculated as the feature amount.

特徴量算出部106Bは、振動波形の特徴量の算出を完了すると、各測定点毎の特徴量に測定点IDを付加し、特徴量データ105Cとして記憶部105に保存する。   When the feature amount calculation unit 106B completes the calculation of the feature amount of the vibration waveform, the feature amount calculation unit 106B adds the measurement point ID to the feature amount for each measurement point, and stores the feature amount data 105C in the storage unit 105.

領域分割部106Cは、記憶部105から測定点データ105Aと特徴量データ105Cとを読み出し、測定点毎の振動波形の特徴量に基づいて、複数の測定点により形成される領域を、特徴量の一様性を満たす部分領域に分割する機能を有する。換言すれば、領域分割部106Cは、測定点の位置情報と測定点の振動波形の特徴量とに基づいて、複数の測定点を複数のクラスタに分割するクラスタリング機能を有する。   The region dividing unit 106C reads the measurement point data 105A and the feature amount data 105C from the storage unit 105, and based on the feature amount of the vibration waveform for each measurement point, the region formed by the plurality of measurement points is converted into the feature amount. It has a function of dividing into partial regions that satisfy the uniformity. In other words, the area dividing unit 106C has a clustering function that divides a plurality of measurement points into a plurality of clusters based on the position information of the measurement points and the feature amount of the vibration waveform of the measurement points.

一般に、データの集合を類似度によって幾つかのクラスタに分けるクラスタリング手法には、階層的方法と非階層的方法とがある。階層的方法の代表的なものに、最短距離法、最長距離法、メジアン法、重心法、群平均法、ウォード法、可変法などがある。また非階層的方法の代表的なものに、K−Means法、自己組織化マップ法などがある。領域分割部106Cにおける上記分割では、そのような既存のクラスタリング手法を使用してよい。   Generally, there are a hierarchical method and a non-hierarchical method as a clustering method for dividing a data set into several clusters according to the degree of similarity. Typical examples of the hierarchical method include the shortest distance method, the longest distance method, the median method, the center of gravity method, the group average method, the Ward method, and the variable method. Representative examples of non-hierarchical methods include the K-Means method and the self-organizing map method. Such an existing clustering method may be used in the above division in the area dividing unit 106C.

また、各測定点を画素、各測定点の特徴量を各画素の特徴量、各測定点の集合を画像として捉えると、領域分割部106Cが行う上記分割は、画像の領域分割と等価になる。従って、画像の領域分割を行う既存のアルゴリズム、例えば領域成長法や分割統合法などを使用して、上記分割を行うことができる。   Further, if each measurement point is a pixel, a feature amount of each measurement point is a feature amount of each pixel, and a set of each measurement point is an image, the above-described division performed by the region dividing unit 106C is equivalent to the region division of the image. . Therefore, the above-described division can be performed using an existing algorithm for dividing an image region, for example, a region growing method or a division integration method.

領域分割部106Cは、領域分割処理を完了すると、分割により生成した部分領域に関する情報を部分領域データ105Dとして記憶部105に保存する。   When the region dividing process is completed, the region dividing unit 106C stores information on the partial region generated by the division in the storage unit 105 as partial region data 105D.

診断部106Dは、記憶部105から測定点データ105A、特徴量データ105C、および部分領域データ105Dを読み出し、これらのデータに基づいて構造物110の診断を行う機能を有する。   The diagnosis unit 106D has a function of reading the measurement point data 105A, the feature amount data 105C, and the partial region data 105D from the storage unit 105, and diagnosing the structure 110 based on these data.

例えば診断部106Dは、部分領域データ105に記載される部分領域の数に基づいて構造物110を診断してよい。例えば、複数の測定点が設定された構造物110上の面がコンクリート等によって形成された均一な面である場合、面等の剥離や浮きが存在しなければ、全ての測定点は同じ部分領域に含まれることになる。しかし、その面の一部に剥離や浮きが発生していると、2以上の部分領域に分割されることになる。その理由は、剥離等が生じた箇所は他の正常な箇所と振動特性が相違することが多いためである。従って、生成された部分領域の数に基づいて構造物110の診断が可能である。また部分領域の数から、剥離等が生じている劣化箇所の個数を特定することができる。   For example, the diagnosis unit 106D may diagnose the structure 110 based on the number of partial areas described in the partial area data 105. For example, when the surface on the structure 110 where a plurality of measurement points are set is a uniform surface formed of concrete or the like, all the measurement points are in the same partial area if there is no separation or floating of the surfaces. Will be included. However, if peeling or floating occurs on a part of the surface, the surface is divided into two or more partial regions. The reason is that the location where peeling or the like occurs often has different vibration characteristics from other normal locations. Accordingly, the structure 110 can be diagnosed based on the number of generated partial regions. Further, the number of deteriorated portions where peeling or the like has occurred can be specified from the number of partial regions.

また診断部106Dは、部分領域データ105に記載される部分領域の数とその部分領域に含まれる測定点の位置情報(測定点データ105Aに記載されている)とに基づいて構造物110を診断してよい。例えば、上記と同様に複数の測定点が設定された構造物110上の面がコンクリート等によって形成された均一な面である場合、面等の剥離や浮きが存在しなければ、全ての測定点は同じ部分領域に含まれることになる。しかし、その面の一部に剥離や浮きが発生していると、2以上の部分領域に分割されることになる。また、面等の剥離や浮きは、全体に対して限られた箇所で発生することが多いため、全体に占める領域の割合が小さい部分領域の1つ1つが、剥離や浮き等の劣化箇所に相当する。このため、劣化の個数および位置を特定することが可能である。   The diagnosis unit 106D diagnoses the structure 110 based on the number of partial areas described in the partial area data 105 and the position information of the measurement points included in the partial areas (described in the measurement point data 105A). You can do it. For example, when the surface on the structure 110 on which a plurality of measurement points are set as described above is a uniform surface formed of concrete or the like, all the measurement points are present if there is no peeling or floating of the surface or the like. Are included in the same partial area. However, if peeling or floating occurs on a part of the surface, the surface is divided into two or more partial regions. In addition, since peeling and floating of the surface and the like often occur in limited places with respect to the whole, each of the partial areas with a small ratio of the area to the whole becomes a deteriorated place such as peeling or floating. Equivalent to. For this reason, it is possible to specify the number and position of deterioration.

診断部106Dは、構造物110の診断結果を算出すると、その診断結果を画面表示部104に表示し、または通信I/F部102を通じて外部の装置へ送信する。   When the diagnosis unit 106 </ b> D calculates the diagnosis result of the structure 110, the diagnosis unit 106 </ b> D displays the diagnosis result on the screen display unit 104 or transmits it to an external device through the communication I / F unit 102.

図7は、本実施形態に係る振動解析装置100の動作を示すフローチャートである。以下、図7を参照して振動解析装置100の動作を説明する。   FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the vibration analyzing apparatus 100 according to the present embodiment. Hereinafter, the operation of the vibration analysis apparatus 100 will be described with reference to FIG.

まず、振動解析装置100の振動計測部106Aは、記憶部105から測定点データ105Aを読み出し、測定点データ105Aに記録されている複数の測定点111における構造物110の振動波形を振動計101を使用して計測し、その測定結果を振動計測データ105Bとして記憶部105に保存する(ステップS101)。   First, the vibration measuring unit 106A of the vibration analyzing apparatus 100 reads the measurement point data 105A from the storage unit 105, and the vibration waveform of the structure 110 at the plurality of measurement points 111 recorded in the measurement point data 105A is displayed on the vibrometer 101. The measurement result is stored in the storage unit 105 as vibration measurement data 105B (step S101).

次に特徴量算出部106Bは、記憶部105から振動計測データ105Bを読み出し、各測定点毎に、計測された振動波形の計測値から所定の特徴量を算出し、その算出結果を特徴量データ105Cとして記憶部に保存する(ステップS102)。   Next, the feature amount calculation unit 106B reads the vibration measurement data 105B from the storage unit 105, calculates a predetermined feature amount from the measured value of the measured vibration waveform for each measurement point, and uses the calculation result as the feature amount data. 105C is stored in the storage unit (step S102).

次に領域分割部106Cは、記憶部105から測定点データ105Aと特徴量データ105Cとを読み出し、測定点データ105Aに記録されている各測定点の位置情報と特徴量データ105Cに記録されている各測定点の振動波形の特徴量とに基づいて、複数の測定点により形成される領域を、特徴量の一様性を満たす部分領域に分割し、その分割結果を部分領域データ105Dとして記憶部105に記憶する(ステップS103)。   Next, the area dividing unit 106C reads the measurement point data 105A and the feature amount data 105C from the storage unit 105, and is recorded in the position information and feature amount data 105C of each measurement point recorded in the measurement point data 105A. Based on the feature quantity of the vibration waveform at each measurement point, the area formed by the plurality of measurement points is divided into partial areas that satisfy the uniformity of the feature quantity, and the division result is stored as partial area data 105D. 105 (step S103).

最後に診断部106Dは、記憶部105から測定点データ105Aと特徴量データ105Cと部分領域データ105Dとを読み出し、それらのデータに基づいて構造物110の診断を行い、その診断結果を画面表示部104に表示し、または通信I/F部102から外部へ送信する(ステップS104)。   Finally, the diagnosis unit 106D reads the measurement point data 105A, the feature amount data 105C, and the partial region data 105D from the storage unit 105, diagnoses the structure 110 based on these data, and displays the diagnosis result on the screen display unit. 104, or is transmitted from the communication I / F unit 102 to the outside (step S104).

このように本実施形態によれば、振動計の計測値に及ぼすノイズの影響が構造物110の診断結果に即影響することがなくなり、ノイズに頑健な診断が可能になる。その理由は、領域分割部106Cが測定点毎の振動波形の特徴量に基づいて、複数の測定点により形成される領域を、特徴量の一様性を満たす部分領域に分割し、診断部106Dがその分割の結果に基づいて構造物110の診断を行うためである。   As described above, according to the present embodiment, the influence of noise on the measurement value of the vibrometer does not immediately affect the diagnosis result of the structure 110, and a robust diagnosis against noise becomes possible. The reason is that the region dividing unit 106C divides the region formed by the plurality of measurement points into partial regions that satisfy the uniformity of the feature amount based on the feature values of the vibration waveform for each measurement point, and the diagnosis unit 106D. This is because the structure 110 is diagnosed based on the result of the division.

図8乃至図10は本実施形態の効果を説明する模式図である。図8中の多数の小さな矩形のそれぞれは、構造物100に設定された測定点を示す。図9は、各測定点で測定された振動波形の特徴量を模式的に示す。図9において、黒く塗り潰された複数の小さな矩形は、お互いに同一または類似する振動波形の特徴量が算出された測定点を表している。また図9において、ハッチングが施された複数の小さな矩形は、振動の計測時に突発的なノイズの影響を受けた測定点を表している。さらに図9において、黒く塗り潰されておらず然もハッチングも施されていない複数の小さな矩形は、お互いに同一または類似する振動波形の特徴量(但し、黒く塗り潰された複数の小さな矩形の特徴量とは非類似)が算出された測定点を表している。   8 to 10 are schematic diagrams for explaining the effect of this embodiment. Each of a large number of small rectangles in FIG. 8 indicates a measurement point set on the structure 100. FIG. 9 schematically shows the feature amount of the vibration waveform measured at each measurement point. In FIG. 9, a plurality of small rectangles filled in with black represent measurement points at which feature amounts of vibration waveforms that are the same or similar to each other are calculated. In FIG. 9, a plurality of small rectangles that are hatched represent measurement points that are affected by sudden noise during vibration measurement. Further, in FIG. 9, a plurality of small rectangles that are not painted black and not hatched are feature quantities of vibration waveforms that are the same or similar to each other (however, feature quantities of a plurality of small rectangles painted black) Represents a measurement point for which “not similar” is calculated.

図10は領域分割部106Cによる領域分割の一例を示す。黒く塗り潰された複数の小さな矩形が密に集合している中央部分が1つの部分領域111として分割され、部分領域以外の領域が他の1つの部分領域112として分割されている。このように、領域分割部106Cは、測定点単位ではなくクラスタ(部分領域)単位で領域分割を行うため、隣接する1点1点同士で振動波形の特徴量が異なっている複数の測定点が、最終的に同一クラスタ(同一部分領域)に分類されることがある。この結果、ノイズに頑健な診断を行うことが可能である。   FIG. 10 shows an example of area division by the area division unit 106C. A central portion where a plurality of small rectangles painted black are densely gathered is divided as one partial region 111, and a region other than the partial region is divided as another partial region 112. As described above, since the area dividing unit 106C performs area division not in units of measurement points but in units of clusters (partial areas), there are a plurality of measurement points having different vibration waveform feature values at each adjacent point. In some cases, they are finally classified into the same cluster (same partial region). As a result, it is possible to make a robust diagnosis against noise.

これに対して、本発明に関連する第1乃至第3の関連技術では、領域分割せずに個々の測定点毎の振動波形の特徴量から構造物110上の診断を行うため、突発的なノイズによって一部の測定点の振動計測値が正しくないと、異常な箇所を正常と判断したり、正常な箇所を異常と判断したりする恐れがあり、ノイズに対して頑健な診断が困難である。   On the other hand, in the first to third related technologies related to the present invention, since the diagnosis on the structure 110 is performed from the feature value of the vibration waveform at each measurement point without dividing the region, it is abrupt. If the vibration measurement values at some measurement points are not correct due to noise, it may be possible to judge abnormal parts as normal or normal parts as abnormal, making it difficult to make robust diagnosis against noise. is there.

[第2の実施形態]
図11を参照すると、本発明の第2の実施形態に係る振動解析装置200は、振動計201、通信I/F部202、操作入力部203、画面表示部204、記憶部205、および演算処理部206を有する。このうち、振動計201、通信I/F部202、操作入力部203、および画面表示部204は、本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置100の振動計101、通信I/F部102、操作入力部103、画面表示部104と同じである。
[Second Embodiment]
Referring to FIG. 11, a vibration analysis apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention includes a vibration meter 201, a communication I / F unit 202, an operation input unit 203, a screen display unit 204, a storage unit 205, and an arithmetic process. Part 206. Among these, the vibrometer 201, the communication I / F unit 202, the operation input unit 203, and the screen display unit 204 are the vibrometer 101 and the communication I / F unit of the vibration analysis apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. 102, the operation input unit 103, and the screen display unit 104.

記憶部205は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置からなり、演算処理部206における各種処理に必要な処理情報やプログラム205Pを記憶する機能を有している。プログラム205Pは、演算処理部206に読み込まれて実行されることにより各種処理部を実現するプログラムであり、通信I/F部202などのデータ入出力機能を介して外部装置(図示せず)や記憶媒体(図示せず)から予め読み込まれて記憶部205に保存される。記憶部205で記憶される主な処理情報として、測定点データ205A、振動計測データ205B、特徴量データ205C、部分領域データ205D、および平滑特徴量データ205Eがある。このうち、測定点データ205Aと振動計測データ205Bと特徴量データ205Cと部分領域データ205Dとは、本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置100の測定点データ105Aと振動計測データ105Bと特徴量データ105Cと部分領域データ105Dと同じである。   The storage unit 205 includes a storage device such as a hard disk or a memory, and has a function of storing processing information and programs 205P necessary for various processes in the arithmetic processing unit 206. The program 205P is a program that realizes various processing units by being read and executed by the arithmetic processing unit 206, and an external device (not shown) or the like via a data input / output function such as the communication I / F unit 202. It is read in advance from a storage medium (not shown) and stored in the storage unit 205. Main processing information stored in the storage unit 205 includes measurement point data 205A, vibration measurement data 205B, feature amount data 205C, partial region data 205D, and smooth feature amount data 205E. Among these, the measurement point data 205A, the vibration measurement data 205B, the feature amount data 205C, and the partial area data 205D are the measurement point data 105A and the vibration measurement data 105B of the vibration analyzer 100 according to the first embodiment of the present invention. It is the same as the feature amount data 105C and the partial area data 105D.

平滑特徴量データ205Eは、部分領域データ205Dにおける各部分領域内の振動波形の特徴量データを部分領域毎に平滑化したデータである。図12は平滑特徴量データ205Eの構成例を示す。この平滑特徴量データ205Eには、各部分領域毎に、その識別情報である部分領域IDと、平滑化した振動波形の特徴量とが記憶されている。平滑化した振動波形の特徴量には、特徴量の種類毎に、平滑化した特徴量FMが記載されている。   The smooth feature quantity data 205E is data obtained by smoothing the feature quantity data of the vibration waveform in each partial area in the partial area data 205D for each partial area. FIG. 12 shows a configuration example of the smooth feature amount data 205E. In the smooth feature quantity data 205E, for each partial area, a partial area ID as identification information and a smoothed vibration waveform feature quantity are stored. The smoothed feature quantity of the vibration waveform describes a smoothed feature quantity FM for each type of feature quantity.

演算処理部206は、MPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部205からプログラム205Pを読み込んで実行することにより、上記ハードウェアとプログラム205Pとを協働させて各種処理部を実現する機能を有している。演算処理部206で実現される主な処理部として、振動計測部206Aと特徴量算出部206Bと領域分割部206Cと診断部206Dとがある。このうち、振動計測部206Aと特徴量算出部206Bと領域分割部206Cとは、本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置100の振動計測部106Aと特徴量算出部106Bと領域分割部106Cと同じである。   The arithmetic processing unit 206 includes a microprocessor such as an MPU and its peripheral circuits, and reads and executes the program 205P from the storage unit 205, thereby realizing various processing units by cooperating the hardware and the program 205P. It has a function to do. As main processing units realized by the arithmetic processing unit 206, there are a vibration measurement unit 206A, a feature amount calculation unit 206B, an area division unit 206C, and a diagnosis unit 206D. Among these, the vibration measuring unit 206A, the feature amount calculating unit 206B, and the region dividing unit 206C are the vibration measuring unit 106A, the feature amount calculating unit 106B, and the region dividing unit of the vibration analyzing apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. It is the same as 106C.

診断部206Dは、部分領域データ205Dに基づいて構造物110の診断を行う機能を有する。診断部206Dは、平滑化部2061を有する。平滑化部2061は、記憶部205から特徴量データ205Cおよび部分領域データ205Dを読み出し、これらのデータに基づいて平滑特徴量データ205Eを算出して記憶部205に記憶する機能を有する。具体的には、平滑化部2061は、部分領域データ205Dの各部分領域ID毎に、それに対応して部分領域データ205Dに記録されている全ての測定点IDを抽出し、この抽出した測定点IDの振動波形の特徴量を特徴量データ205Cから取得し、この取得した特徴量データ205C中の同じ種類の特徴量毎にその平均を算出し、その算出した平均を平滑化した特徴量データとする。例えば、平滑化した最大振幅は、同じ部分領域に属する全ての測定点の最大振幅の平均値を算出する。また平滑化した周波数スペクトルは、同じ部分領域に属する全ての測定点の周波数スペクトルの平均を算出する。   The diagnosis unit 206D has a function of diagnosing the structure 110 based on the partial region data 205D. The diagnosis unit 206D includes a smoothing unit 2061. The smoothing unit 2061 has a function of reading the feature amount data 205C and the partial region data 205D from the storage unit 205, calculating smooth feature amount data 205E based on these data, and storing the smoothed feature amount data 205E in the storage unit 205. Specifically, the smoothing unit 2061 extracts, for each partial region ID of the partial region data 205D, all measurement point IDs recorded in the partial region data 205D correspondingly, and extracts the extracted measurement points. The feature amount of the vibration waveform of ID is acquired from the feature amount data 205C, the average is calculated for each feature amount of the same type in the acquired feature amount data 205C, and the calculated average is smoothed. To do. For example, for the smoothed maximum amplitude, an average value of the maximum amplitudes of all measurement points belonging to the same partial region is calculated. The smoothed frequency spectrum calculates the average of the frequency spectra of all measurement points belonging to the same partial region.

また診断部206Dは、測定点データ205A、部分領域データ205D、および平滑特徴量データ205Eに基づいて、構造物110の診断を行う機能を有する。例えば、複数の測定点が設定された構造物110上の面の一部にボルト付けされたパネルが存在する場合、パネルの振動特性と基礎部分の振動特性とが相違するので、構造物110が健全なときであってもパネルに相当する部分領域と基礎部分に相当する部分領域とに分割される。しかし、ボルトに緩みがあると、しっかり固定された健全時とは振動の特性が相違する。従って、パネルに相当する部分領域における平滑化された振動波形の特徴量と、正常時に計測して取得しておいた振動波形の特徴量とを比較することにより、パネルの取り付け強度の劣化を判定することができる。これは一例であり、他の方法による診断も可能である。   The diagnosis unit 206D has a function of diagnosing the structure 110 based on the measurement point data 205A, the partial region data 205D, and the smooth feature amount data 205E. For example, when there is a panel bolted to a part of the surface on the structure 110 on which a plurality of measurement points are set, the vibration characteristics of the panel and the vibration characteristics of the foundation part are different. Even when it is healthy, it is divided into a partial area corresponding to the panel and a partial area corresponding to the base portion. However, if the bolt is loose, the vibration characteristics will be different from those of a firmly fixed sound. Therefore, by comparing the feature value of the smoothed vibration waveform in the partial area corresponding to the panel with the feature value of the vibration waveform measured and acquired in the normal state, the deterioration of the mounting strength of the panel is determined. can do. This is an example, and diagnosis by other methods is possible.

診断部206Dは、構造物110の診断結果を算出すると、その診断結果を画面表示部204に表示し、または通信I/F部202を通じて外部の装置へ送信する。   When the diagnosis unit 206 </ b> D calculates the diagnosis result of the structure 110, the diagnosis unit 206 </ b> D displays the diagnosis result on the screen display unit 204 or transmits the diagnosis result to an external device through the communication I / F unit 202.

図13は、本実施形態に係る振動解析装置200の動作を示すフローチャートである。以下、図13を参照して振動解析装置200の動作を説明する。   FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the vibration analyzing apparatus 200 according to the present embodiment. Hereinafter, the operation of the vibration analysis apparatus 200 will be described with reference to FIG.

まず、振動解析装置200は、振動計測部206A、特徴量算出部206B、および領域分割部206Cによって、構造物110の振動波形の計測、振動波形の特徴量の算出、および領域分割を行う(ステップS201〜S203)。これらは本発明の第1の実施形態に係る振動解析装置100の動作を示す図7のステップS101〜S103と同じである。   First, the vibration analysis apparatus 200 performs measurement of the vibration waveform of the structure 110, calculation of the feature value of the vibration waveform, and region division by the vibration measurement unit 206A, the feature amount calculation unit 206B, and the region division unit 206C (step S201 to S203). These are the same as steps S101 to S103 in FIG. 7 showing the operation of the vibration analyzing apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.

次に診断部206Dは、平滑化部2061を使用して、記憶部205から特徴量データ205Cおよび部分領域データ205Dを読み出し、これらのデータに基づいて平滑化データ205Eを算出して記憶部205に保存する(ステップS204)。   Next, the diagnosis unit 206D uses the smoothing unit 2061 to read the feature amount data 205C and the partial region data 205D from the storage unit 205, calculates the smoothed data 205E based on these data, and stores them in the storage unit 205. Save (step S204).

最後に診断部206Dは、記憶部205から測定点データ205Aと部分領域データ205Dと平滑特徴量データ205Eを読み出し、それらのデータに基づいて構造物110の診断を行い、その診断結果を画面表示部204に表示し、または通信I/F部202から外部へ送信する(ステップS205)。   Finally, the diagnosis unit 206D reads the measurement point data 205A, the partial region data 205D, and the smooth feature amount data 205E from the storage unit 205, diagnoses the structure 110 based on these data, and displays the diagnosis result on the screen display unit. 204 or transmitted from the communication I / F unit 202 to the outside (step S205).

このように本実施形態によれば、振動計の計測値に及ぼすノイズの影響が構造物110の診断結果に即影響することがなくなり、ノイズに頑健な診断が可能になる。その理由は、領域分割部206Cが測定点毎の振動波形の特徴量に基づいて、複数の測定点により形成される領域を、特徴量の一様性を満たす部分領域に分割し、診断部206Dが、部分領域毎にその振動波形の特徴量を平滑化し、その結果に基づいて構造物110の診断を行うためである。   As described above, according to the present embodiment, the influence of noise on the measurement value of the vibrometer does not immediately affect the diagnosis result of the structure 110, and a robust diagnosis against noise becomes possible. The reason is that the region dividing unit 206C divides the region formed by the plurality of measurement points into partial regions that satisfy the uniformity of the feature amount based on the feature amount of the vibration waveform for each measurement point, and the diagnosis unit 206D. This is because the feature amount of the vibration waveform is smoothed for each partial region, and the structure 110 is diagnosed based on the result.

本発明の第1の実施形態では、部分領域毎の振動波形の特徴量は各測定点単位でのものしかないため、ノイズの影響を受けている特徴量と受けていない特徴量とが混在している。これに対して本実施形態では、各部分領域毎に振動波形の特徴量を平滑化することにより、振動波形の特徴量に及ぼすノイズの影響が軽減されるため、振動波形の特徴量に基づく診断を安定して実施することが可能になる。   In the first embodiment of the present invention, since the feature values of the vibration waveform for each partial region are only in units of measurement points, the feature values affected by noise and the feature values not received are mixed. ing. On the other hand, in this embodiment, since the influence of noise on the feature value of the vibration waveform is reduced by smoothing the feature value of the vibration waveform for each partial region, diagnosis based on the feature value of the vibration waveform is performed. Can be carried out stably.

[第3の実施形態]
図14を参照すると、本発明の第3の実施形態に係る振動解析装置300は、振動計301、通信I/F部302、操作入力部303、画面表示部304、記憶部305、および演算処理部306を有する。このうち、振動計301、通信I/F部302、操作入力部303、および画面表示部304は、本発明の第2の実施形態に係る振動解析装置200の振動計201、通信I/F部202、操作入力部203、画面表示部204と同じである。
[Third Embodiment]
Referring to FIG. 14, a vibration analysis apparatus 300 according to the third embodiment of the present invention includes a vibration meter 301, a communication I / F unit 302, an operation input unit 303, a screen display unit 304, a storage unit 305, and an arithmetic process. Part 306. Among these, the vibration meter 301, the communication I / F unit 302, the operation input unit 303, and the screen display unit 304 are the vibration meter 201 and the communication I / F unit of the vibration analysis apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention. 202, the operation input unit 203, and the screen display unit 204 are the same.

記憶部305は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置からなり、演算処理部306における各種処理に必要な処理情報やプログラム305Pを記憶する機能を有している。プログラム305Pは、演算処理部306に読み込まれて実行されることにより各種処理部を実現するプログラムであり、通信I/F部302などのデータ入出力機能を介して外部装置(図示せず)や記憶媒体(図示せず)から予め読み込まれて記憶部305に保存される。記憶部305で記憶される主な処理情報として、測定点データ305A、振動計測データ305B、特徴量データ305C、部分領域データ305D、平滑特徴量データ305E、および基準周波数成分305Fがある。このうち、測定点データ305Aと振動計測データ305Bと特徴量データ305Cと部分領域データ305Dと平滑特徴量データ305Eとは、本発明の第2の実施形態に係る振動解析装置200の測定点データ205Aと振動計測データ205Bと特徴量データ205Cと部分領域データ205Dと平滑特徴量データ205Eと同じである。   The storage unit 305 includes a storage device such as a hard disk or a memory, and has a function of storing processing information and programs 305P necessary for various processes in the arithmetic processing unit 306. The program 305P is a program that realizes various processing units by being read and executed by the arithmetic processing unit 306, and an external device (not shown) or the like via a data input / output function such as the communication I / F unit 302. It is read in advance from a storage medium (not shown) and stored in the storage unit 305. Main processing information stored in the storage unit 305 includes measurement point data 305A, vibration measurement data 305B, feature amount data 305C, partial region data 305D, smooth feature amount data 305E, and a reference frequency component 305F. Among these, the measurement point data 305A, the vibration measurement data 305B, the feature amount data 305C, the partial region data 305D, and the smooth feature amount data 305E are measured point data 205A of the vibration analysis apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention. The vibration measurement data 205B, the feature data 205C, the partial region data 205D, and the smooth feature data 205E are the same.

基準周波数成分305Fは、構造物110に浮き、剥離、空洞などの異常個所が存在しているときに、その異常個所から計測される特有の振動波形の周波数成分を示すデータである。   The reference frequency component 305 </ b> F is data indicating a frequency component of a specific vibration waveform measured from an abnormal part such as a floating, peeling, or hollow part in the structure 110.

演算処理部306は、MPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部305からプログラム305Pを読み込んで実行することにより、上記ハードウェアとプログラム305Pとを協働させて各種処理部を実現する機能を有している。演算処理部306で実現される主な処理部として、振動計測部306Aと特徴量算出部306Bと領域分割部306Cと診断部306Dとがある。このうち、振動計測部306Aと特徴量算出部306Bと領域分割部306Cとは、本発明の第2の実施形態に係る振動解析装置200の振動計測部206Aと特徴量算出部206Bと領域分割部206Cと同じである。   The arithmetic processing unit 306 has a microprocessor such as an MPU and its peripheral circuits, and reads and executes the program 305P from the storage unit 305, thereby realizing various processing units by cooperating the hardware and the program 305P. It has a function to do. As main processing units realized by the arithmetic processing unit 306, there are a vibration measurement unit 306A, a feature amount calculation unit 306B, an area division unit 306C, and a diagnosis unit 306D. Among these, the vibration measuring unit 306A, the feature amount calculating unit 306B, and the region dividing unit 306C are the vibration measuring unit 206A, the feature amount calculating unit 206B, and the region dividing unit of the vibration analyzing apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention. It is the same as 206C.

診断部306Dは、部分領域データ305Dに基づいて構造物110の診断を行う機能を有する。診断部306Dは、平滑化部3061と異常振動部分領域検出部3062と異常個所出力部3063とを有する。このうち、平滑化部3061は、本発明の第2の実施形態に係る振動解析装置200の平滑化部2061と同じである。   The diagnosis unit 306D has a function of diagnosing the structure 110 based on the partial region data 305D. The diagnosis unit 306D includes a smoothing unit 3061, an abnormal vibration partial region detection unit 3062, and an abnormal part output unit 3063. Among these, the smoothing unit 3061 is the same as the smoothing unit 2061 of the vibration analysis apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention.

異常振動部分領域検出部3062は、記憶部305から平滑特徴量データ305Eと基準周波数成分305Fとを読み出し、平滑特徴量データ305Eの各部分領域毎に、その部分領域の平滑化された振動波形の特徴量のうちの周波数スペクトルに係る特徴量中に、基準周波数成分305Fと同じ周波数成分が閾値以上含まれているか否かを判定し、含まれている場合に当該部分領域を異常個所として検出する機能を有する。   The abnormal vibration partial region detection unit 3062 reads the smoothed feature amount data 305E and the reference frequency component 305F from the storage unit 305, and for each partial region of the smoothed feature amount data 305E, the smoothed vibration waveform of the partial region is obtained. It is determined whether or not the same frequency component as the reference frequency component 305F is included in the feature amount related to the frequency spectrum among the feature amounts, and if it is included, the partial region is detected as an abnormal part. It has a function.

異常個所出力部3063は、異常振動部分領域検出部3062により検出された構造物110の異常個所を画面表示部304に表示し、また通信I/F部302を通じて外部へ送信する機能を有する。異常個所として検出された部分領域に対応する構造物110の領域は、その部分領域に属する測定点の位置情報(測定点データ305に記録されている)から特定することができる。異常個所の画面表示部304の表示では、異常個所の座標値を数値等で表示してもよいし、異常個所を特定の色等に着色した構造物110のイメージを画面表示部304に表示してもよい。   The abnormal part output unit 3063 has a function of displaying the abnormal part of the structure 110 detected by the abnormal vibration partial region detection unit 3062 on the screen display unit 304 and transmitting the same to the outside through the communication I / F unit 302. The area of the structure 110 corresponding to the partial area detected as an abnormal part can be identified from the position information of the measurement points belonging to the partial area (recorded in the measurement point data 305). In the display of the abnormal part screen display unit 304, the coordinate value of the abnormal part may be displayed as a numerical value or the like, or an image of the structure 110 in which the abnormal part is colored in a specific color or the like is displayed on the screen display unit 304. May be.

図15は、本実施形態に係る振動解析装置300の動作を示すフローチャートである。以下、図15を参照して振動解析装置300の動作を説明する。   FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the vibration analysis apparatus 300 according to the present embodiment. Hereinafter, the operation of the vibration analysis apparatus 300 will be described with reference to FIG.

まず、振動解析装置300は、振動計測部306A、特徴量算出部306B、領域分割部306C、および診断部306Dの平滑化部3061によって、構造物110の振動波形の計測、振動波形の特徴量の算出、領域分割、部分領域毎の特徴量の平滑化を行う(ステップS301〜S304)。これらは本発明の第2の実施形態に係る振動解析装置200の動作を示す図13のステップS201〜S204と同じである。   First, the vibration analysis apparatus 300 uses the vibration measurement unit 306A, the feature amount calculation unit 306B, the region division unit 306C, and the smoothing unit 3061 of the diagnosis unit 306D to measure the vibration waveform of the structure 110 and to calculate the feature amount of the vibration waveform. Calculation, area division, and smoothing of the feature amount for each partial area are performed (steps S301 to S304). These are the same as steps S201 to S204 in FIG. 13 showing the operation of the vibration analyzing apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention.

次に診断部306Dの異常振動部分領域検出部3062は、平滑特徴量データ305Eの各部分領域毎に、その部分領域の平滑化された特徴量のうちの周波数スペクトルに係る特徴量中に、基準周波数成分305Fと同じ周波数成分が閾値以上含まれているか否かを判定することにより、異常領域の有無を判定する(ステップS305)。異常振動部分領域検出部3062は、異常個所を検出すると、その旨を異常個所出力部3063へ伝達する。   Next, the abnormal vibration partial region detection unit 3062 of the diagnosis unit 306D includes, for each partial region of the smoothed feature amount data 305E, a reference amount in the feature amount related to the frequency spectrum of the smoothed feature amount of the partial region. The presence / absence of an abnormal region is determined by determining whether or not the same frequency component as the frequency component 305F is included in the threshold value or more (step S305). When the abnormal vibration partial region detection unit 3062 detects an abnormal part, the abnormal vibration partial region detection part 3062 transmits the fact to the abnormal part output unit 3063.

診断部306Dの異常個所出力部3063は、異常振動部分領域検出部3062で検出された構造物110の異常個所の情報を画面表示部304に表示し、または通信I/F部302から外部へ送信する(ステップS306)。   The abnormal part output unit 3063 of the diagnosis unit 306D displays information on the abnormal part of the structure 110 detected by the abnormal vibration partial region detection unit 3062 on the screen display unit 304 or transmits the information from the communication I / F unit 302 to the outside. (Step S306).

このように本実施形態によれば、振動計の計測値に及ぼすノイズの影響が構造物110の診断結果に即影響することがなくなり、ノイズに頑健な診断が可能になる。その理由は、領域分割部306Cが測定点毎の振動波形の特徴量に基づいて、複数の測定点により形成される領域を、特徴量の一様性を満たす部分領域に分割し、診断部306Dが、部分領域毎にその振動波形の特徴量を平滑化し、その結果に基づいて構造物110の診断を行うためである。   As described above, according to the present embodiment, the influence of noise on the measurement value of the vibrometer does not immediately affect the diagnosis result of the structure 110, and a robust diagnosis against noise becomes possible. The reason is that the region dividing unit 306C divides the region formed by the plurality of measurement points into partial regions that satisfy the uniformity of the feature amount based on the feature amount of the vibration waveform for each measurement point, and the diagnosis unit 306D. This is because the feature amount of the vibration waveform is smoothed for each partial region, and the structure 110 is diagnosed based on the result.

本発明の第1の実施形態では、部分領域毎の振動波形の特徴量は各測定点単位でのものしかないため、ノイズの影響を受けている特徴量と受けていない特徴量とが混在している。これに対して本実施形態では、各部分領域毎に振動波形の特徴量を平滑化することにより、振動波形の特徴量に及ぼすノイズの影響が軽減され、異常に特有な振動波形の周波数成分の有無によって、構造物110上の剥離や空洞といった異常を安定して診断することが可能である。   In the first embodiment of the present invention, since the feature values of the vibration waveform for each partial region are only in units of measurement points, the feature values affected by noise and the feature values not received are mixed. ing. In contrast, in the present embodiment, by smoothing the feature value of the vibration waveform for each partial region, the influence of noise on the feature value of the vibration waveform is reduced, and the frequency component of the vibration waveform peculiar to abnormality is reduced. Depending on the presence or absence, it is possible to stably diagnose abnormalities such as peeling or cavities on the structure 110.

[第4の実施形態]
図16を参照すると、本発明の第4の実施形態に係る振動解析装置400は、振動計401、通信I/F部402、操作入力部403、画面表示部404、記憶部405、および演算処理部406を有する。このうち、振動計401、通信I/F部402、操作入力部403、および画面表示部404は、本発明の第2の実施形態に係る振動解析装置200の振動計201、通信I/F部202、操作入力部203、画面表示部204と同じである。
[Fourth Embodiment]
Referring to FIG. 16, a vibration analysis apparatus 400 according to the fourth embodiment of the present invention includes a vibration meter 401, a communication I / F unit 402, an operation input unit 403, a screen display unit 404, a storage unit 405, and an arithmetic process. Part 406. Among these, the vibration meter 401, the communication I / F unit 402, the operation input unit 403, and the screen display unit 404 are the vibration meter 201 and the communication I / F unit of the vibration analysis apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention. 202, the operation input unit 203, and the screen display unit 204 are the same.

記憶部405は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置からなり、演算処理部406における各種処理に必要な処理情報やプログラム405Pを記憶する機能を有している。プログラム405Pは、演算処理部406に読み込まれて実行されることにより各種処理部を実現するプログラムであり、通信I/F部402などのデータ入出力機能を介して外部装置(図示せず)や記憶媒体(図示せず)から予め読み込まれて記憶部405に保存される。記憶部405で記憶される主な処理情報として、測定点データ405A、振動計測データ405B、特徴量データ405C、部分領域データ405D、平滑特徴量データ405E、および閾値405Fがある。このうち、測定点データ405Aと振動計測データ405Bと特徴量データ405Cと部分領域データ405Dと平滑特徴量データ405Eとは、本発明の第2の実施形態に係る振動解析装置200の測定点データ205Aと振動計測データ205Bと特徴量データ205Cと部分領域データ205Dと平滑特徴量データ205Eと同じである。   The storage unit 405 includes a storage device such as a hard disk and a memory, and has a function of storing processing information and programs 405P necessary for various processes in the arithmetic processing unit 406. The program 405P is a program that implements various processing units by being read and executed by the arithmetic processing unit 406. It is read in advance from a storage medium (not shown) and stored in the storage unit 405. Main processing information stored in the storage unit 405 includes measurement point data 405A, vibration measurement data 405B, feature amount data 405C, partial region data 405D, smooth feature amount data 405E, and a threshold value 405F. Among these, the measurement point data 405A, the vibration measurement data 405B, the feature amount data 405C, the partial region data 405D, and the smooth feature amount data 405E are measured point data 205A of the vibration analyzing apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention. The vibration measurement data 205B, the feature data 205C, the partial region data 205D, and the smooth feature data 205E are the same.

閾値405Fは、隣接する部分領域間の平滑化した特徴量の相関度と比較する基準の相関度を示す。隣接する部分領域どうしは、異なる部分領域として分割されたものであるため、それらの平滑化した特徴量はお互いに相違している。しかし、振動波形の特徴量の相違は、構造物110に明確な剥離や浮き等の劣化がなくても生じる可能性がある。そこで、本実施形態では、部分領域間の平滑化した特徴量の相関度の差の絶対値が或る閾値を超えるか否かによって、異常と判断すべき程度の差か否かを判断する。閾値405Fは、そのための閾値である。   The threshold value 405F indicates a reference correlation degree to be compared with the correlation degree of the smoothed feature amount between adjacent partial regions. Since the adjacent partial areas are divided as different partial areas, their smoothed feature amounts are different from each other. However, the difference in the characteristic amount of the vibration waveform may occur even if the structure 110 does not have a clear deterioration such as peeling or floating. Therefore, in the present embodiment, whether or not the difference should be determined to be abnormal is determined based on whether or not the absolute value of the difference in correlation between the smoothed feature amounts between the partial areas exceeds a certain threshold. The threshold value 405F is a threshold value for that purpose.

演算処理部406は、MPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部405からプログラム405Pを読み込んで実行することにより、上記ハードウェアとプログラム405Pとを協働させて各種処理部を実現する機能を有している。演算処理部406で実現される主な処理部として、振動計測部406Aと特徴量算出部406Bと領域分割部406Cと診断部406Dとがある。このうち、振動計測部406Aと特徴量算出部406Bと領域分割部406Cとは、本発明の第2の実施形態に係る振動解析装置200の振動計測部206Aと特徴量算出部206Bと領域分割部206Cと同じである。   The arithmetic processing unit 406 has a microprocessor such as an MPU and its peripheral circuits, and reads and executes the program 405P from the storage unit 405, thereby realizing various processing units by cooperating the hardware and the program 405P. It has a function to do. As main processing units realized by the arithmetic processing unit 406, there are a vibration measurement unit 406A, a feature amount calculation unit 406B, an area division unit 406C, and a diagnosis unit 406D. Among these, the vibration measuring unit 406A, the feature amount calculating unit 406B, and the region dividing unit 406C are the vibration measuring unit 206A, the feature amount calculating unit 206B, and the region dividing unit of the vibration analyzing apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention. It is the same as 206C.

診断部406Dは、部分領域データ405Dに基づいて構造物110の診断を行う機能を有する。診断部406Dは、平滑化部4061と隣接部分領域間相関検出部4062と異常個所出力部4063とを有する。このうち、平滑化部4061は、本発明の第2の実施形態に係る振動解析装置200の平滑化部2061と同じである。   The diagnosis unit 406D has a function of diagnosing the structure 110 based on the partial region data 405D. The diagnosis unit 406D includes a smoothing unit 4061, a correlation detection unit 4062 between adjacent partial regions, and an abnormal part output unit 4063. Among these, the smoothing unit 4061 is the same as the smoothing unit 2061 of the vibration analysis apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention.

隣接部分領域間相関検出部4062は、記憶部405から測定点データ405Aと部分領域データ405Dとを読み出して、お互いに隣接する部分領域のペアを決定する機能を有する。また隣接部分領域間相関検出部4062は、記憶部405から平滑特徴量データ405Eを読み出し、上記決定した部分領域のペア毎に、その部分領域の平滑化された特徴量間の距離または類似度を相関度として算出する機能を有する。また隣接部分領域間相関検出部4062は、記憶部405から閾値405Fを読み出し、上記算出した相関度の絶対値を閾値405Fと比較することにより、構造物110の異常個所を検出する機能を有する。具体的には、隣接部分領域間相関検出部4062は、相関度の差が閾値405Fを超える部分領域のペアの境界部分を、異常箇所として検出する。   The adjacent partial area correlation detection unit 4062 has a function of reading the measurement point data 405A and the partial area data 405D from the storage unit 405 and determining a pair of partial areas adjacent to each other. Further, the correlation detection unit 4062 between adjacent partial areas reads the smoothed feature value data 405E from the storage unit 405, and calculates the distance or similarity between the smoothed feature values of the partial areas for each of the determined partial area pairs. It has a function to calculate the degree of correlation. Further, the correlation detection unit 4062 between adjacent partial regions has a function of detecting an abnormal part of the structure 110 by reading the threshold value 405F from the storage unit 405 and comparing the calculated absolute value of the correlation with the threshold value 405F. Specifically, the correlation detection part 4062 between adjacent partial areas detects the boundary part of the pair of partial areas where the difference in the degree of correlation exceeds the threshold value 405F as an abnormal part.

異常個所出力部4063は、隣接部分領域間相関検出部4062により検出された構造物110の異常個所を画面表示部404に表示し、また通信I/F部402を通じて外部へ送信する機能を有する。異常個所として検出された部分領域間の境界は、それらの部分領域に属する測定点の位置情報(測定点データ305に記録されている)から特定することができる。異常個所の画面表示部404の表示では、異常個所の座標値を数値で表示してもよいし、異常個所を特定の色に着色した構造物110のイメージを画面表示部404に表示してもよい。   The abnormal part output unit 4063 has a function of displaying the abnormal part of the structure 110 detected by the correlation detecting unit 4062 between the adjacent partial areas on the screen display unit 404 and transmitting it to the outside through the communication I / F unit 402. The boundary between the partial areas detected as abnormal portions can be specified from the position information of the measurement points belonging to these partial areas (recorded in the measurement point data 305). In displaying the abnormal part on the screen display unit 404, the coordinate value of the abnormal part may be displayed as a numerical value, or an image of the structure 110 in which the abnormal part is colored in a specific color may be displayed on the screen display unit 404. Good.

図17は、本実施形態に係る振動解析装置400の動作を示すフローチャートである。以下、図17を参照して振動解析装置400の動作を説明する。   FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the vibration analysis apparatus 400 according to the present embodiment. Hereinafter, the operation of the vibration analysis apparatus 400 will be described with reference to FIG.

まず、振動解析装置400は、振動計測部406A、特徴量算出部406B、領域分割部406C、および診断部406Dの平滑化部4061によって、構造物110の振動波形の計測、振動波形の特徴量の算出、領域分割、部分領域毎の特徴量の平滑化を行う(ステップS401〜S404)。これらは本発明の第2の実施形態に係る振動解析装置200の動作を示す図13のステップS201〜S204と同じである。   First, the vibration analysis apparatus 400 measures the vibration waveform of the structure 110 and calculates the characteristic amount of the vibration waveform by the vibration measurement unit 406A, the feature amount calculation unit 406B, the region division unit 406C, and the smoothing unit 4061 of the diagnosis unit 406D. Calculation, area division, and smoothing of the feature amount for each partial area are performed (steps S401 to S404). These are the same as steps S201 to S204 in FIG. 13 showing the operation of the vibration analyzing apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention.

次に診断部406Dの隣接部分領域間相関検出部4062は、平滑特徴量データ305Eにおける隣接する部分領域のペア毎に、その部分領域の平滑化された特徴量間の距離または類似度を相関度として算出する(ステップS405)。次に隣接部分領域間相関検出部4062は、算出した相関度の絶対値を閾値405Fと比較することにより、構造物110の異常個所を検出する(ステップS406)。隣接部分領域間相関検出部4062は、異常個所を検出すると、その旨を異常個所出力部4063へ伝達する。   Next, the correlation detection unit 4062 between the adjacent partial areas of the diagnosis unit 406D calculates, for each pair of adjacent partial areas in the smoothed feature quantity data 305E, the distance or similarity between the smoothed feature quantities of the partial areas. (Step S405). Next, the correlation detecting unit 4062 between the adjacent partial areas detects an abnormal portion of the structure 110 by comparing the calculated absolute value of the degree of correlation with the threshold value 405F (step S406). When the adjacent partial region correlation detection unit 4062 detects an abnormal part, it transmits the fact to the abnormal part output unit 4063.

診断部406Dの異常個所出力部4063は、隣接部分領域間相関検出部4062で検出された構造物110の異常個所の情報を画面表示部404に表示し、または通信I/F部402から外部へ送信する(ステップS4076)。   The abnormal part output unit 4063 of the diagnosis unit 406D displays information on the abnormal part of the structure 110 detected by the correlation detection unit 4062 between the adjacent partial areas on the screen display unit 404 or from the communication I / F unit 402 to the outside. Transmit (step S4076).

このように本実施形態によれば、振動計の計測値に及ぼすノイズの影響が構造物110の診断結果に即影響することがなくなり、ノイズに頑健な診断が可能になる。その理由は、領域分割部406Cが測定点毎の振動波形の特徴量に基づいて、複数の測定点により形成される領域を、特徴量の一様性を満たす部分領域に分割し、診断部406Dが、部分領域毎にその振動波形の特徴量を平滑化し、その結果に基づいて構造物110の診断を行うためである。   As described above, according to the present embodiment, the influence of noise on the measurement value of the vibrometer does not immediately affect the diagnosis result of the structure 110, and a robust diagnosis against noise becomes possible. The reason is that the region dividing unit 406C divides the region formed by the plurality of measurement points into partial regions that satisfy the uniformity of the feature amount based on the feature value of the vibration waveform for each measurement point, and the diagnosis unit 406D. This is because the feature amount of the vibration waveform is smoothed for each partial region, and the structure 110 is diagnosed based on the result.

本発明の第1の実施形態では、部分領域毎の振動波形の特徴量は各測定点単位でのものしかないため、ノイズの影響を受けている特徴量と受けていない特徴量とが混在している。これに対して本実施形態では、各部分領域毎に振動波形の特徴量を平滑化している。このため、部分領域間の平滑化した特徴量の相関度の差の絶対値を閾値と比較することによって、構造物110上の剥離や空洞といった異常個所を安定して特定することが可能である。   In the first embodiment of the present invention, since the feature values of the vibration waveform for each partial region are only in units of measurement points, the feature values affected by noise and the feature values not received are mixed. ing. In contrast, in the present embodiment, the feature amount of the vibration waveform is smoothed for each partial region. For this reason, by comparing the absolute value of the difference in correlation between the smoothed feature amounts between the partial regions with a threshold value, it is possible to stably identify an abnormal portion such as a separation or a cavity on the structure 110. .

[第5の実施形態]
図18を参照すると、本発明の第5の実施形態に係る振動解析装置500は、振動計測手段510と特徴量算出手段520と領域分割手段530と診断手段540とを有する。
[Fifth Embodiment]
Referring to FIG. 18, the vibration analysis apparatus 500 according to the fifth embodiment of the present invention includes a vibration measurement unit 510, a feature amount calculation unit 520, a region division unit 530, and a diagnosis unit 540.

振動計測手段510は、構造物上に設定された複数の測定点における振動波形を計測する機能を有する。特徴量算出手段520は、振動波形の特徴量を測定点毎に算出する機能を有する。領域分割手段530は、複数の測定点により形成される領域を、振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割する機能を有する。診断手段540は、分割の結果に基づいて構造物を診断する機能を有する。上記の診断計測手段510、特徴量算出手段520、領域分割手段530、および診断手段540は、例えばコンピュータとその上で動作するプログラムとで実現することができる。   The vibration measuring means 510 has a function of measuring vibration waveforms at a plurality of measurement points set on the structure. The feature amount calculation unit 520 has a function of calculating the feature amount of the vibration waveform for each measurement point. The area dividing unit 530 has a function of dividing an area formed by a plurality of measurement points into partial areas including measurement points at which feature quantities satisfying a predetermined condition among the feature quantities of the vibration waveform are calculated. The diagnostic means 540 has a function of diagnosing the structure based on the result of the division. The diagnostic measurement unit 510, the feature amount calculation unit 520, the region division unit 530, and the diagnosis unit 540 can be realized by, for example, a computer and a program that operates on the computer.

次に本実施形態に係る振動解析装置500の動作を図19のフローチャートを参照して説明する。   Next, the operation of the vibration analysis apparatus 500 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、振動計測手段510が、構造物上に設定された複数の測定点における振動波形を計測する(ステップS501)。次に、特徴量算出手段520が、振動波形の特徴量を測定点毎に算出する(ステップS502)。次に、領域分割手段530が、複数の測定点により形成される領域を、振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割する(ステップS503)。次に、診断手段540が、分割の結果に基づいて構造物を診断する(ステップS504)。ここで、診断とは、分割の結果に基づいて構造物の適正や欠陥の有無などを判断することである。診断する限り、診断結果が生成され、保存されるか、出力される。換言すれば、構造物の適正や欠陥の有無などを表す情報が保存されているか、出力されているならば、構造物が診断されたことを意味する。   First, the vibration measuring means 510 measures vibration waveforms at a plurality of measurement points set on the structure (step S501). Next, the feature quantity calculation means 520 calculates the feature quantity of the vibration waveform for each measurement point (step S502). Next, the region dividing unit 530 divides a region formed by a plurality of measurement points into partial regions including measurement points at which feature amounts satisfying a predetermined condition among the feature amounts of the vibration waveform are calculated (step S503). ). Next, the diagnosis unit 540 diagnoses the structure based on the division result (step S504). Here, the diagnosis is to determine the appropriateness of the structure or the presence or absence of defects based on the result of the division. As long as the diagnosis is made, a diagnosis result is generated and saved or output. In other words, if information indicating the appropriateness of the structure or the presence or absence of defects is stored or output, it means that the structure has been diagnosed.

本実施形態によれば、振動計の計測値に及ぼすノイズの影響を受けて構造物の診断結果の精度が低下することがなくなり、ノイズに頑健な診断が可能になる。   According to the present embodiment, the accuracy of the diagnostic result of the structure is not lowered due to the influence of noise on the measurement value of the vibrometer, and a robust diagnosis against noise becomes possible.

その理由は、領域分割手段530が、複数の測定点により形成される領域を、振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割し、診断手段540が、分割の結果に基づいて構造物を診断するためである。   The reason is that the area dividing unit 530 divides an area formed by a plurality of measurement points into partial areas including the measurement points at which a feature quantity satisfying a predetermined condition among the feature quantities of the vibration waveform is calculated. This is because the means 540 diagnoses the structure based on the result of the division.

本実施形態は、以上の構成を基本としつつ、以下のような各種の付加変更が可能である。   While the present embodiment is based on the above configuration, various additions and changes as described below are possible.

例えば、領域分割手段530は、複数の測定点により形成される領域を、振動波形の特徴量の一様性を満たすような特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割してよい。   For example, the region dividing unit 530 may divide a region formed by a plurality of measurement points into partial regions including measurement points at which feature amounts that satisfy the uniformity of the feature amount of the vibration waveform are calculated.

また診断手段540は、部分領域毎に測定点の振動波形の特徴量を平滑化し、この平滑化した振動波形の特徴量に基づいて構造物を診断してよい。   The diagnosis unit 540 may smooth the feature amount of the vibration waveform at the measurement point for each partial region, and diagnose the structure based on the smoothed feature amount of the vibration waveform.

また診断手段540は、お互いに隣接する部分領域間の上記平滑化した振動波形の特徴量の相関度に基づいて構造物を診断してよい。その際、診断手段540は、相関度と所定の閾値とを比較することによって、部分領域内に異常があるか否か診断してよい。   The diagnosis unit 540 may diagnose the structure based on the degree of correlation between the smoothed vibration waveform feature amounts between the partial areas adjacent to each other. At that time, the diagnosis unit 540 may diagnose whether there is an abnormality in the partial region by comparing the correlation degree with a predetermined threshold.

また特徴量算出手段520は、振動波形の周波数スペクトルを振動波形の特徴量として算出し、診断手段540は、特定の周波数成分が振動波形の周波数スペクトルに含まれているか否かに基づいて、構造物を診断してよい。   Further, the feature quantity calculation means 520 calculates the frequency spectrum of the vibration waveform as the feature quantity of the vibration waveform, and the diagnosis means 540 determines the structure based on whether a specific frequency component is included in the frequency spectrum of the vibration waveform. You may diagnose things.

また領域分割手段530は、測定点を画像上のそれぞれの座標、測定点における振動波形の特徴量を上記画像上のそれぞれの座標における画素の特徴量とした当該画像に対し、画像の領域分割アルゴリズムを使用することによって、複数の測定点により形成される領域を、振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割してよい。   Further, the region dividing unit 530 performs an image region dividing algorithm on the image having the measurement point as the respective coordinates on the image and the feature amount of the vibration waveform at the measurement point as the pixel feature amount at the respective coordinates on the image. May be used to divide a region formed by a plurality of measurement points into partial regions including measurement points at which feature quantities satisfying a predetermined condition among the feature quantities of the vibration waveform are calculated.

また振動計測手段510は、複数の測定点における振動波形を所定期間内に計測してよい。   The vibration measuring unit 510 may measure vibration waveforms at a plurality of measurement points within a predetermined period.

[第6の実施形態]
図20を参照すると、本発明の第6の実施形態に係る振動解析装置600は、振動計測手段610と特徴量算出手段620と領域分割手段630と診断手段640とを有する。このうち振動計測手段610と特徴量算出手段620と領域分割手段630とは、図18に示した本発明の第5の実施形態に係る振動解析装置500の振動計測手段610と特徴量算出手段620と領域分割手段630と同一の機能を有する。
[Sixth Embodiment]
Referring to FIG. 20, the vibration analysis apparatus 600 according to the sixth embodiment of the present invention includes a vibration measurement unit 610, a feature amount calculation unit 620, a region division unit 630, and a diagnosis unit 640. Among them, the vibration measuring unit 610, the feature amount calculating unit 620, and the region dividing unit 630 are the vibration measuring unit 610 and the feature amount calculating unit 620 of the vibration analyzing apparatus 500 according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. And has the same function as the area dividing means 630.

診断手段640は、領域分割手段630の分割の結果に基づいて構造物を診断する機能を有する。診断手段640は、判定手段641と領域出力手段642とを有する。判定手段641は、部分領域に欠陥があるか否かを判定する機能を有する。領域出力手段642は、判定手段641において欠陥があると判定された部分領域を出力する機能を有する。上記の診断計測手段610、特徴量算出手段620、領域分割手段630、および診断手段640は、例えばコンピュータとその上で動作するプログラムとで実現することができる。   The diagnosis unit 640 has a function of diagnosing a structure based on the division result of the region dividing unit 630. Diagnosis means 640 includes determination means 641 and area output means 642. The determination unit 641 has a function of determining whether or not the partial area has a defect. The area output unit 642 has a function of outputting the partial area determined to have a defect by the determination unit 641. The diagnostic measurement unit 610, the feature amount calculation unit 620, the region division unit 630, and the diagnosis unit 640 can be realized by, for example, a computer and a program that operates on the computer.

次に本実施形態に係る振動解析装置600の動作を図21のフローチャートを参照して説明する。   Next, the operation of the vibration analysis apparatus 600 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、振動計測手段610が、構造物上に設定された複数の測定点における振動波形を計測する(ステップS601)。次に、特徴量算出手段620が、振動波形の特徴量を測定点毎に算出する(ステップS602)。次に、領域分割手段630が、複数の測定点により形成される領域を、振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割する(ステップS603)。次に、診断手段640の判定手段641が、部分領域に欠陥があるか否かを判定する(ステップS604)。次に、診断手段640の領域出力手段642が、欠陥があると判定された部分領域を出力する(ステップS605)。   First, the vibration measuring means 610 measures vibration waveforms at a plurality of measurement points set on the structure (step S601). Next, the feature amount calculation unit 620 calculates the feature amount of the vibration waveform for each measurement point (step S602). Next, the area dividing unit 630 divides an area formed by a plurality of measurement points into partial areas including measurement points at which feature quantities satisfying a predetermined condition among the feature quantities of the vibration waveform are calculated (step S603). ). Next, the determination unit 641 of the diagnosis unit 640 determines whether or not the partial area has a defect (step S604). Next, the region output unit 642 of the diagnosis unit 640 outputs the partial region determined to have a defect (step S605).

本実施形態によれば、振動計の計測値に及ぼすノイズの影響を受けて構造物の診断結果の精度が低下することがなくなり、ノイズに頑健な診断が可能になる。   According to the present embodiment, the accuracy of the diagnostic result of the structure is not lowered due to the influence of noise on the measurement value of the vibrometer, and a robust diagnosis against noise becomes possible.

その理由は、領域分割手段630が、複数の測定点により形成される領域を、振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割し、診断手段640が、分割の結果に基づいて構造物を診断するためである。   The reason is that the area dividing unit 630 divides an area formed by a plurality of measurement points into partial areas including measurement points at which a feature quantity satisfying a predetermined condition among the feature quantities of the vibration waveform is calculated, and diagnosis is performed. This is because the means 640 diagnoses the structure based on the result of the division.

また本実施形態によれば、構造物のどの部分に欠陥があるか否かを検出することができる。   Further, according to the present embodiment, it is possible to detect which part of the structure has a defect.

その理由は、診断手段640の判定手段641が部分領域に欠陥があるか否かを判定し、診断手段640の領域出力手段642が、欠陥があると判定された部分領域を出力するためである。   The reason is that the determination unit 641 of the diagnosis unit 640 determines whether or not the partial region is defective, and the region output unit 642 of the diagnosis unit 640 outputs the partial region determined to have a defect. .

本実施形態は、以上の構成を基本としつつ、以下のような各種の付加変更が可能である。   While the present embodiment is based on the above configuration, various additions and changes as described below are possible.

例えば、領域分割手段530は、複数の測定点により形成される領域を、振動波形の特徴量の一様性を満たすような特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割してよい。   For example, the region dividing unit 530 may divide a region formed by a plurality of measurement points into partial regions including measurement points at which feature amounts that satisfy the uniformity of the feature amount of the vibration waveform are calculated.

また診断手段540は、部分領域毎に測定点の振動波形の特徴量を平滑化し、この平滑化した振動波形の特徴量に基づいて構造物を診断してよい。   The diagnosis unit 540 may smooth the feature amount of the vibration waveform at the measurement point for each partial region, and diagnose the structure based on the smoothed feature amount of the vibration waveform.

また診断手段540は、お互いに隣接する部分領域間の上記平滑化した振動波形の特徴量の相関度に基づいて構造物を診断してよい。その際、診断手段540は、相関度と所定の閾値とを比較することによって、部分領域内に異常があるか否か診断してよい。   The diagnosis unit 540 may diagnose the structure based on the degree of correlation between the smoothed vibration waveform feature amounts between the partial areas adjacent to each other. At that time, the diagnosis unit 540 may diagnose whether there is an abnormality in the partial region by comparing the correlation degree with a predetermined threshold.

また特徴量算出手段520は、振動波形の周波数スペクトルを振動波形の特徴量として算出し、診断手段540は、特定の周波数成分が振動波形の周波数スペクトルに含まれているか否かに基づいて、構造物を診断してよい。   Further, the feature quantity calculation means 520 calculates the frequency spectrum of the vibration waveform as the feature quantity of the vibration waveform, and the diagnosis means 540 determines the structure based on whether a specific frequency component is included in the frequency spectrum of the vibration waveform. You may diagnose things.

また領域分割手段530は、測定点を画像上のそれぞれの座標、測定点における振動波形の特徴量を上記画像上のそれぞれの座標における画素の特徴量とした当該画像に対し、画像の領域分割アルゴリズムを使用することによって、複数の測定点により形成される領域を、振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割してよい。   Further, the region dividing unit 530 performs an image region dividing algorithm on the image having the measurement point as the respective coordinates on the image and the feature amount of the vibration waveform at the measurement point as the pixel feature amount at the respective coordinates on the image. May be used to divide a region formed by a plurality of measurement points into partial regions including measurement points at which feature quantities satisfying a predetermined condition among the feature quantities of the vibration waveform are calculated.

また振動計測手段510は、複数の測定点における振動波形を所定期間内に計測してよい。   The vibration measuring unit 510 may measure vibration waveforms at a plurality of measurement points within a predetermined period.

以上、本発明を幾つかの実施形態を挙げて説明したが、本発明は以上の実施形態にのみ限定されず、その他各種の付加変更が可能である。   Although the present invention has been described with reference to some embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various other additions and modifications can be made.

本発明は、橋梁などの土木建築物や各種工業製品・設備などの構造物の振動を測定して構造物の診断を行う分野に適用できる。   The present invention can be applied to the field of diagnosing structures by measuring vibrations of civil engineering buildings such as bridges and various industrial products and facilities.

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
(付記1)
構造物上に設定された複数の測定点における振動波形を計測する振動計測手段と、
前記振動波形の特徴量を前記測定点毎に算出する特徴量算出手段と、
前記複数の測定点により形成される領域を、前記振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割する領域分割手段と、
前記分割の結果に基づいて前記構造物を診断する診断手段と
を有する振動解析装置。
(付記2)
前記診断手段は、
前記部分領域に欠陥があるか否かを判定する判定手段と、
前記欠陥があると判定された部分領域を出力する領域出力手段と、
を含む、付記1に記載の振動解析装置。
(付記3)
前記領域分割手段は、前記複数の測定点により形成される領域を、前記振動波形の特徴量の一様性を満たすような特徴量が算出される測定点を含む前記部分領域に分割する
付記1または2に記載の振動解析装置。
(付記4)
前記診断手段は、前記部分領域毎に前記測定点の前記振動波形の特徴量を平滑化し、該平滑化した前記振動波形の特徴量に基づいて前記構造物を診断する
付記1ないし3のいずれか1項に記載の振動解析装置。
(付記5)
前記診断手段は、お互いに隣接する前記部分領域間の前記平滑化した前記振動波形の特徴量の相関度に基づいて前記構造物を診断する
付記4に記載の振動解析装置。
(付記6)
前記診断手段は、前記相関度と所定の閾値とを比較することによって、前記部分領域内に異常があるか否か診断する
付記5に記載の振動解析装置。
(付記7)
前記特徴量算出手段は、前記計測された振動波形の周波数スペクトルを前記振動波形の特徴量として算出し、
前記診断手段は、特定の周波数成分が前記振動波形の周波数スペクトルに含まれているか否かに基づいて、前記構造物を診断する
付記1乃至6の何れかに記載の振動解析装置。
(付記8)
前記領域分割手段は、前記測定点を画像上のそれぞれの座標、前記測定点における前記振動波形の特徴量を前記画像上のそれぞれの座標における画素の特徴量とした当該画像に対し、画像の領域分割アルゴリズムを使用することによって、前記複数の測定点により形成される領域を、前記振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割する
付記1乃至7の何れかに記載の振動解析装置。
(付記9)
前記振動計測手段は、前記複数の測定点における振動波形を所定期間内に計測する
付記1乃至8の何れかに記載の振動解析装置。
(付記10)
振動解析装置が実行する振動解析方法であって、
構造物上に設定された複数の測定点における振動波形を計測し、
前記振動波形の特徴量を前記測定点毎に算出し、
前記複数の測定点により形成される領域を、前記振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割し、
前記分割の結果に基づいて前記構造物を診断する
振動解析方法。
(付記11)
前記診断では、
前記部分領域に欠陥があるか否かを判定し、
前記欠陥があると判定された部分領域を出力する付記10に記載の振動解析方法。
(付記12)
前記分割では、前記複数の測定点により形成される領域を、前記振動波形の特徴量の一様性を満たすような特徴量が算出される測定点を含む前記部分領域に分割する
付記10または11に記載の振動解析方法。
(付記13)
前記診断では、前記部分領域毎に前記測定点の前記振動波形の特徴量を平滑化し、該平滑化した前記振動波形の特徴量に基づいて前記構造物を診断する
付記10ないし12のいずれか1項に記載の振動解析方法。
(付記14)
前記診断では、お互いに隣接する前記部分領域間の前記平滑化した前記振動波形の特徴量の相関度に基づいて前記構造物を診断する
付記13に記載の振動解析方法。
(付記15)
前記診断では、前記相関度と所定の閾値とを比較することによって、前記部分領域内に異常があるか否か診断する
付記14に記載の振動解析方法。
(付記16)
前記特徴量の算出では、前記計測された振動波形の周波数スペクトルを前記振動波形の特徴量として算出し、
前記診断では、特定の周波数成分が前記振動波形の周波数スペクトルに含まれているか否かに基づいて、前記構造物を診断する
付記10ないし15の何れかに記載の振動解析方法。
(付記17)
前記分割では、前記測定点を画像上のそれぞれの座標、前記測定点における前記振動波形の特徴量を前記画像上のそれぞれの座標における画素の特徴量とした当該画像に対し、画像の領域分割アルゴリズムを使用することによって、前記複数の測定点により形成される領域を、前記振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割する
付記10ないし16の何れかに記載の振動解析方法。
(付記18)
前記計測では、前記複数の測定点における振動波形を所定期間内に計測する
付記10ないし17の何れかに記載の振動解析方法。
(付記19)
コンピュータを、
構造物上に設定された複数の測定点における振動波形を計測する振動計測手段と、
前記振動波形の特徴量を前記測定点毎に算出する特徴量算出手段と、
前記複数の測定点により形成される領域を、前記振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割する領域分割手段と、
前記分割の結果に基づいて前記構造物を診断する診断手段と
して機能させるプログラム。
(付記20)
前記診断手段は、
前記部分領域に欠陥があるか否かを判定する判定手段と、
前記欠陥があると判定された部分領域を出力する領域出力手段と、
を含む、付記19に記載のプログラム。
(付記21)
前記領域分割手段は、前記複数の測定点により形成される領域を、前記振動波形の特徴量の一様性を満たすような特徴量が算出される測定点を含む前記部分領域に分割する
付記20に記載のプログラム。
(付記22)
前記診断手段は、前記部分領域毎に前記測定点の前記振動波形の特徴量を平滑化し、該平滑化した前記振動波形の特徴量に基づいて前記構造物を診断する
付記19ないし21のいずれか1項に記載のプログラム。
A part or all of the above embodiments can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
(Appendix 1)
Vibration measuring means for measuring vibration waveforms at a plurality of measurement points set on the structure;
Feature quantity calculating means for calculating the feature quantity of the vibration waveform for each measurement point;
Area dividing means for dividing an area formed by the plurality of measurement points into partial areas including measurement points at which a feature amount satisfying a predetermined condition among the feature amounts of the vibration waveform is calculated;
A vibration analysis apparatus having diagnostic means for diagnosing the structure based on a result of the division.
(Appendix 2)
The diagnostic means includes
Determining means for determining whether or not the partial area has a defect;
Region output means for outputting the partial region determined to have the defect;
The vibration analysis apparatus according to appendix 1, including:
(Appendix 3)
The region dividing means divides a region formed by the plurality of measurement points into the partial regions including measurement points at which feature amounts that satisfy the uniformity of the feature amount of the vibration waveform are calculated. Or the vibration analysis apparatus of 2.
(Appendix 4)
Any one of Supplementary notes 1 to 3, wherein the diagnosis unit smoothes the feature value of the vibration waveform at the measurement point for each partial region, and diagnoses the structure based on the smoothed feature value of the vibration waveform. The vibration analysis apparatus according to item 1.
(Appendix 5)
The vibration analysis apparatus according to appendix 4, wherein the diagnosis unit diagnoses the structure based on a degree of correlation between feature values of the smoothed vibration waveform between the partial regions adjacent to each other.
(Appendix 6)
The vibration analysis apparatus according to appendix 5, wherein the diagnosis unit diagnoses whether or not there is an abnormality in the partial region by comparing the degree of correlation with a predetermined threshold value.
(Appendix 7)
The feature amount calculating means calculates a frequency spectrum of the measured vibration waveform as a feature amount of the vibration waveform,
The vibration analysis apparatus according to any one of appendices 1 to 6, wherein the diagnosis unit diagnoses the structure based on whether a specific frequency component is included in a frequency spectrum of the vibration waveform.
(Appendix 8)
The region dividing unit is configured to perform image region comparison with respect to the image in which the measurement points are the respective coordinates on the image, and the feature values of the vibration waveform at the measurement points are the pixel feature values at the respective coordinates on the image. Supplementary note 1 that divides a region formed by the plurality of measurement points into partial regions including measurement points that satisfy a predetermined condition among the feature values of the vibration waveform by using a division algorithm 8. The vibration analyzing apparatus according to any one of 7 to 7.
(Appendix 9)
9. The vibration analyzing apparatus according to any one of appendices 1 to 8, wherein the vibration measuring unit measures vibration waveforms at the plurality of measurement points within a predetermined period.
(Appendix 10)
A vibration analysis method executed by a vibration analyzer,
Measure vibration waveforms at multiple measurement points set on the structure,
Calculating a feature value of the vibration waveform for each measurement point;
The region formed by the plurality of measurement points is divided into partial regions including measurement points at which feature quantities satisfying a predetermined condition among the feature quantities of the vibration waveform are calculated,
A vibration analysis method for diagnosing the structure based on the result of the division.
(Appendix 11)
In the diagnosis,
Determine whether the partial area is defective,
The vibration analysis method according to appendix 10, wherein the partial area determined to have the defect is output.
(Appendix 12)
In the division, the region formed by the plurality of measurement points is divided into the partial regions including the measurement points at which the feature amount that satisfies the uniformity of the feature amount of the vibration waveform is calculated. The vibration analysis method described in 1.
(Appendix 13)
Any one of appendices 10 to 12, wherein in the diagnosis, the feature amount of the vibration waveform at the measurement point is smoothed for each partial region, and the structure is diagnosed based on the smoothed feature amount of the vibration waveform. The vibration analysis method according to item.
(Appendix 14)
14. The vibration analysis method according to appendix 13, wherein in the diagnosis, the structure is diagnosed on the basis of the degree of correlation between the smoothed vibration waveform features between the partial regions adjacent to each other.
(Appendix 15)
15. The vibration analysis method according to appendix 14, wherein in the diagnosis, a diagnosis is made as to whether or not there is an abnormality in the partial region by comparing the correlation degree with a predetermined threshold value.
(Appendix 16)
In the calculation of the feature amount, a frequency spectrum of the measured vibration waveform is calculated as a feature amount of the vibration waveform,
16. The vibration analysis method according to any one of appendices 10 to 15, wherein in the diagnosis, the structure is diagnosed based on whether a specific frequency component is included in a frequency spectrum of the vibration waveform.
(Appendix 17)
In the division, an image area division algorithm is used for the image in which the measurement points are the respective coordinates on the image, and the feature values of the vibration waveform at the measurement points are the feature values of the pixels at the respective coordinates on the image. To divide the region formed by the plurality of measurement points into partial regions including the measurement points where the feature values satisfying a predetermined condition among the feature values of the vibration waveform are calculated. The vibration analysis method according to any one of the above.
(Appendix 18)
18. The vibration analysis method according to any one of appendices 10 to 17, wherein in the measurement, vibration waveforms at the plurality of measurement points are measured within a predetermined period.
(Appendix 19)
Computer
Vibration measuring means for measuring vibration waveforms at a plurality of measurement points set on the structure;
Feature quantity calculating means for calculating the feature quantity of the vibration waveform for each measurement point;
Area dividing means for dividing an area formed by the plurality of measurement points into partial areas including measurement points at which a feature amount satisfying a predetermined condition among the feature amounts of the vibration waveform is calculated;
A program that functions as a diagnostic means for diagnosing the structure based on the result of the division.
(Appendix 20)
The diagnostic means includes
Determining means for determining whether or not the partial area has a defect;
Region output means for outputting the partial region determined to have the defect;
The program according to appendix 19, including:
(Appendix 21)
The region dividing means divides a region formed by the plurality of measurement points into the partial regions including measurement points at which feature amounts that satisfy the uniformity of the feature amount of the vibration waveform are calculated. The program described in.
(Appendix 22)
Any one of appendices 19 to 21, wherein the diagnosis unit smoothes the feature value of the vibration waveform at the measurement point for each partial region, and diagnoses the structure based on the smoothed feature value of the vibration waveform. The program according to item 1.

100…振動解析装置
101…振動計
102…通信I/F部
103…操作入力部
104…画面表示部
105…記憶部
105A…測定点データ
105B…振動計測データ
105C…特徴量データ
105D…部分領域データ
105P…プログラム
106A…振動計測部
106B…特徴量算出部
106C…領域分割部
106D…診断部
110…構造物
111…測定点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Vibration analyzer 101 ... Vibrometer 102 ... Communication I / F part 103 ... Operation input part 104 ... Screen display part 105 ... Memory | storage part 105A ... Measurement point data 105B ... Vibration measurement data 105C ... Feature-value data 105D ... Partial area data 105P ... Program 106A ... Vibration measuring unit 106B ... Feature amount calculating unit 106C ... Area dividing unit 106D ... Diagnostic unit 110 ... Structure 111 ... Measurement point

Claims (11)

構造物上に設定された複数の測定点における振動波形を計測する振動計測手段と、
前記振動波形の特徴量を前記測定点毎に算出する特徴量算出手段と、
前記複数の測定点により形成される領域を、前記振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割する領域分割手段と、
前記分割の結果に基づいて前記構造物を診断する診断手段と
を有する振動解析装置。
Vibration measuring means for measuring vibration waveforms at a plurality of measurement points set on the structure;
Feature quantity calculating means for calculating the feature quantity of the vibration waveform for each measurement point;
Area dividing means for dividing an area formed by the plurality of measurement points into partial areas including measurement points at which a feature amount satisfying a predetermined condition among the feature amounts of the vibration waveform is calculated;
A vibration analysis apparatus having diagnostic means for diagnosing the structure based on a result of the division.
前記診断手段は、
前記部分領域に欠陥があるか否かを判定する判定手段と、
前記欠陥があると判定された部分領域を出力する領域出力手段と、
を含む、請求項1に記載の振動解析装置。
The diagnostic means includes
Determining means for determining whether or not the partial area has a defect;
Region output means for outputting the partial region determined to have the defect;
The vibration analysis device according to claim 1, comprising:
前記領域分割手段は、前記複数の測定点により形成される領域を、前記振動波形の特徴量の一様性を満たすような特徴量が算出される測定点を含む前記部分領域に分割する
請求項1または2に記載の振動解析装置。
The area dividing means divides an area formed by the plurality of measurement points into the partial areas including measurement points at which feature quantities that satisfy the uniformity of the feature quantities of the vibration waveform are calculated. The vibration analysis apparatus according to 1 or 2.
前記診断手段は、前記部分領域毎に前記測定点の前記振動波形の特徴量を平滑化し、該平滑化した前記振動波形の特徴量に基づいて前記構造物を診断する
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の振動解析装置。
4. The diagnosis unit according to claim 1, wherein the diagnosis unit smoothes the feature value of the vibration waveform at the measurement point for each of the partial regions, and diagnoses the structure based on the smoothed feature value of the vibration waveform. The vibration analysis apparatus according to claim 1.
前記診断手段は、お互いに隣接する前記部分領域間の前記平滑化した前記振動波形の特徴量の相関度に基づいて前記構造物を診断する
請求項4に記載の振動解析装置。
The vibration analysis apparatus according to claim 4, wherein the diagnosis unit diagnoses the structure based on a degree of correlation between the smoothed vibration waveform features between the partial regions adjacent to each other.
前記診断手段は、前記相関度と所定の閾値とを比較することによって、前記部分領域内に異常があるか否か診断する
請求項5に記載の振動解析装置。
The vibration analysis apparatus according to claim 5, wherein the diagnosis unit diagnoses whether there is an abnormality in the partial region by comparing the degree of correlation with a predetermined threshold value.
前記特徴量算出手段は、前記計測された振動波形の周波数スペクトルを前記振動波形の特徴量として算出し、
前記診断手段は、特定の周波数成分が前記振動波形の周波数スペクトルに含まれているか否かに基づいて、前記構造物を診断する
請求項1乃至6の何れかに記載の振動解析装置。
The feature amount calculating means calculates a frequency spectrum of the measured vibration waveform as a feature amount of the vibration waveform,
The vibration analysis apparatus according to claim 1, wherein the diagnosis unit diagnoses the structure based on whether a specific frequency component is included in a frequency spectrum of the vibration waveform.
前記領域分割手段は、前記測定点を画像上のそれぞれの座標、前記測定点における前記振動波形の特徴量を前記画像上のそれぞれの座標における画素の特徴量とした当該画像に対し、画像の領域分割アルゴリズムを使用することによって、前記複数の測定点により形成される領域を、前記振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割する
請求項1乃至7の何れかに記載の振動解析装置。
The region dividing unit is configured to perform image region comparison with respect to the image in which the measurement point is the respective coordinate on the image, and the feature amount of the vibration waveform at the measurement point is the feature amount of the pixel at each coordinate on the image. A region formed by the plurality of measurement points is divided into partial regions including measurement points at which feature amounts satisfying a predetermined condition among the feature amounts of the vibration waveform are calculated by using a division algorithm. The vibration analysis apparatus according to any one of 1 to 7.
前記振動計測手段は、前記複数の測定点における振動波形を所定期間内に計測する
請求項1乃至8の何れかに記載の振動解析装置。
The vibration analysis apparatus according to claim 1, wherein the vibration measurement unit measures vibration waveforms at the plurality of measurement points within a predetermined period.
振動解析装置が実行する振動解析方法であって、
構造物上に設定された複数の測定点における振動波形を計測し、
前記振動波形の特徴量を前記測定点毎に算出し、
前記複数の測定点により形成される領域を、前記振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割し、
前記分割の結果に基づいて前記構造物を診断する
振動解析方法。
A vibration analysis method executed by a vibration analyzer,
Measure vibration waveforms at multiple measurement points set on the structure,
Calculating a feature value of the vibration waveform for each measurement point;
The region formed by the plurality of measurement points is divided into partial regions including measurement points at which feature quantities satisfying a predetermined condition among the feature quantities of the vibration waveform are calculated,
A vibration analysis method for diagnosing the structure based on the result of the division.
コンピュータを、
構造物上に設定された複数の測定点における振動波形を計測する振動計測手段と、
前記振動波形の特徴量を前記測定点毎に算出する特徴量算出手段と、
前記複数の測定点により形成される領域を、前記振動波形の特徴量のうち所定の条件を満たす特徴量が算出される測定点を含む部分領域に分割する領域分割手段と、
前記分割の結果に基づいて前記構造物を診断する診断手段と
して機能させるプログラム。
Computer
Vibration measuring means for measuring vibration waveforms at a plurality of measurement points set on the structure;
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