JP2018072218A - Method and device for displacement - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for measuring a displacement which can measure a displacement in a structure easily and accurately.SOLUTION: A target 10 is arranged in different positions of a structure 2, an optical imaging device 30 for imaging the target 10 is arranged in a fixed position, and targets 10 before and after the displacement of the structure 2 are imaged, and the displacement of the structure 2 is measured from the center coordinates of the targets 10 before and after the displacement analyzed based on the concentration distribution of image data of each target 10.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本願は、応力変動が生じる構造物の変位を計測する変位計測方法及び変位計測装置に関する。   The present application relates to a displacement measuring method and a displacement measuring apparatus for measuring a displacement of a structure in which a stress fluctuation occurs.

近年、例えば、橋梁等の構造物の老朽化が問題となっており、この対策を実施するには老朽化の度合いを知る必要がある。   In recent years, for example, aging of structures such as bridges has become a problem, and it is necessary to know the degree of aging in order to implement this countermeasure.

一般的に老朽化の度合いは、目視による定期点検によって判断され、この目視点検では、材料劣化や外観変状がわかるものの、内部劣化を知ることができず、安全性を適切に判断することが困難である。   In general, the degree of aging is determined by periodic visual inspection. Although this visual inspection shows material deterioration and external appearance deformation, internal deterioration cannot be known, and safety can be determined appropriately. Have difficulty.

目視点検では、ハンマーで床版を叩き、その音を聞いて劣化の指標とすることが従来から行われており、この場合には、床版の下部空間に足場を組む必要があった。   In visual inspection, hitting a floor slab with a hammer and listening to the sound is used as an indicator of deterioration. In this case, it is necessary to build a scaffold in the lower space of the floor slab.

このような方法では、足場の組立、分解、移動等に時間と費用を要することや、熟練度によって判断に差異が出るなどの問題がある。   In such a method, there are problems that time and cost are required for assembly, disassembly, movement, etc. of the scaffold, and that the judgment is different depending on the skill level.

そこで、足場を組むことなく老朽化の度合いを判断する手法として、特許文献1に記載されているように、非接触で橋梁の変位を計測する装置が従来から知られている。   Therefore, as a method for determining the degree of aging without assembling a scaffold, a device that measures the displacement of a bridge in a non-contact manner as described in Patent Document 1 is conventionally known.

この手法は、3次元レーザスキャナにより構造物の変位を計測する装置であって、計測対象物から離れた位置に測定装置を設置し、任意のターゲットに向けて照射したレーザーパルスが反射して戻ってくるまでの時間から算出する距離を計測することで任意点の座標を算出し、その座標の移動から変位を計測するものである。   This method measures the displacement of a structure with a three-dimensional laser scanner. A measuring device is installed at a position away from the object to be measured, and a laser pulse irradiated toward an arbitrary target is reflected back. By measuring the distance calculated from the time until it comes, the coordinates of an arbitrary point are calculated, and the displacement is measured from the movement of the coordinates.

特許第4114792号公報Japanese Patent No. 4114792

しかしながら、特許文献1の手法は、広い範囲を計測できる反面、個々のポイントでは精度が低く、計測位置を正確に特定することが困難であり、構造物の変位量を正確に計測することができるとは言えない。   However, while the method of Patent Document 1 can measure a wide range, the accuracy is low at each point, and it is difficult to accurately specify the measurement position, and the displacement amount of the structure can be accurately measured. It can not be said.

また、その他、橋桁の変位を計測する一例として、トータルステーションを用いる手法やデジタルカメラ等を用いる手法が知られているが、トータルステーションでは高い計測精度が望めず、デジタルカメラでは1台のカメラでは1測点のみの計測となり広い範囲を計測できない等の問題がある。   In addition, as an example of measuring the displacement of a bridge girder, a method using a total station or a method using a digital camera is known, but high measurement accuracy cannot be expected in a total station, and a digital camera performs one measurement with one camera. There is a problem that only a point is measured and a wide range cannot be measured.

本願は上記各問題点の解決を課題の一例として為されたもので、簡易に精度良く構造物に生じる変位を計測可能な変位計測方法等を提供することにある。   The present application has been made by solving the above-described problems as an example of an object, and is to provide a displacement measuring method and the like that can easily and accurately measure a displacement generated in a structure.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の変位計測方法は、構造物(2)の異なる複数の変動部にターゲット(10)を配置し、前記ターゲットを撮影する光学式撮像装置(30)を固定部に配置して、前記構造物の変位前後の前記ターゲットを撮影し、各ターゲットの画像データの濃度分布に基づいて解析処理される変位前後の前記ターゲットの中心座標から前記構造物の変位量が計測されることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the displacement measuring method according to claim 1 is an optical imaging device (30) in which a target (10) is arranged in a plurality of different variable portions of the structure (2) and the target is imaged. ) Is placed on a fixed part, the target before and after the displacement of the structure is photographed, and the center coordinates of the target before and after the displacement are analyzed based on the density distribution of the image data of each target. The displacement amount is measured.

また、請求項2に記載の変位計測装置(1)は、構造物の異なる複数の変動部に配置されるターゲット(10)と、固定部に配置される光学式撮像装置(30)と、前記光学式撮像装置により撮影された変位前後の前記ターゲットの画像データの濃度分布に基づいて解析処理される変位前後の前記ターゲットの中心座標から前記構造物の変位量を計測する処理装置(50)と、を備えていることを特徴とする。   Further, the displacement measuring device (1) according to claim 2 includes a target (10) disposed in a plurality of variable portions of different structures, an optical imaging device (30) disposed in a fixed portion, A processing device (50) for measuring the amount of displacement of the structure from the center coordinates of the target before and after displacement analyzed based on the density distribution of the image data of the target before and after displacement imaged by the optical imaging device; It is characterized by providing.

また、請求項3に記載の変位計測装置は、請求項2に記載の変位計測装置において、前記光学式撮像装置は、画角内に複数の前記ターゲットが含まれるように配置されていることを特徴とする。   The displacement measuring device according to claim 3 is the displacement measuring device according to claim 2, wherein the optical imaging device is arranged so that a plurality of the targets are included within an angle of view. Features.

また、請求項4に記載の変位計測装置は、請求項2、又は請求項3に記載の変位計測装置において、前記中心座標は、画像データの各行又は各列の画素の階調値の平均値をグラフ化して得られた線図から算出されることを特徴とする。   The displacement measuring device according to claim 4 is the displacement measuring device according to claim 2 or 3, wherein the central coordinate is an average value of gradation values of pixels in each row or each column of image data. It is calculated from the diagram obtained by graphing.

また、請求項5に記載の変位計測装置は、請求項2乃至4のいずれか一項に記載の変位計測装置において、前記ターゲットは、中心を基点として周囲の濃度が徐々に変動する指標であることを特徴とする。   Moreover, the displacement measuring apparatus according to claim 5 is the displacement measuring apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the target is an index in which a surrounding concentration gradually varies with a center as a base point. It is characterized by that.

また、請求項6に記載の変位計測装置は、請求項5に記載の変位計測装置において、前記指標は、中心に頂点を有するようにして2つの三角形を点対称又は線対称に配置し、2つの三角形と他の部分の領域を異なる色調で表示したものであることを特徴とする。   Further, the displacement measuring device according to claim 6 is the displacement measuring device according to claim 5, wherein the indicator has two triangles arranged point-symmetrically or line-symmetrically so as to have a vertex at the center. One triangle and another area are displayed in different colors.

また、請求項7に記載の変位計測装置は、請求項5、又は請求項6に記載の変位計測装置において、前記指標は、鉛直方向に2つ並んで配置されていることを特徴とする。   A displacement measuring device according to a seventh aspect is the displacement measuring device according to the fifth or sixth aspect, wherein two of the indicators are arranged in a vertical direction.

また、請求項8に記載の変位計測装置は、請求項2乃至7のいずれか一項に記載の変位計測装置において、前記ターゲットに光を照射する照射体が設けられていることを特徴とする。   Moreover, the displacement measuring device according to claim 8 is the displacement measuring device according to any one of claims 2 to 7, wherein an irradiation body for irradiating the target with light is provided. .

また、請求項9に記載の変位計測装置は、請求項2乃至8のいずれか一項に記載の変位計測装置において、前記ターゲットは、鉛直方向に移動可能であるとともに、鉛直軸回りに回転可能であることを特徴とする。   The displacement measuring device according to claim 9 is the displacement measuring device according to any one of claims 2 to 8, wherein the target can move in a vertical direction and can rotate about a vertical axis. It is characterized by being.

また、請求項10に記載の変位計測装置は、請求項2〜9のいずれか一項に記載の変位計測装置において、前記光学式撮像装置を支持する支持装置を更に備え、当該支持装置は、前記光学式撮像装置とともに水準器を並べて配置可能なベースを具備していることを特徴とする。   The displacement measurement device according to claim 10 further includes a support device that supports the optical imaging device in the displacement measurement device according to any one of claims 2 to 9, wherein the support device includes: The optical imaging device includes a base on which a level can be arranged side by side.

また、請求項11に記載の変位計測装置は、請求項2〜10のいずれか一項に記載の変位計測装置において、前記光学式撮像装置は、動画データを撮影する撮像装置であって、
前記画像データは、動画データから時系列に切り出された静止画像であることを特徴とする。
Moreover, the displacement measuring device according to claim 11 is the displacement measuring device according to any one of claims 2 to 10, wherein the optical imaging device is an imaging device that captures moving image data.
The image data is a still image cut out in time series from moving image data.

変位計測装置の配置例を示す模式図であり、図1(a)は側面視における配置例の模式図、図1(b)は平面視における配置例の模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of arrangement | positioning of a displacement measuring device, Fig.1 (a) is a schematic diagram of the example of arrangement | positioning in side view, FIG.1 (b) is the schematic diagram of the example of arrangement | positioning in planar view. ターゲットとなる指標の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the parameter | index used as a target. 撮像装置により撮影した画像データから指標の中心座標を算出する一例を示す模式図であり、図3(a)は画像データの構成を示す模式図、図3(b)は画像データの行ごとのピクセルの階調値の平均値をグラフ化した一例を示す模式図である。FIG. 3A is a schematic diagram illustrating an example of calculating the center coordinates of an index from image data captured by an imaging device, FIG. 3A is a schematic diagram illustrating a configuration of image data, and FIG. 3B is a diagram for each row of image data. It is a schematic diagram which shows an example which graphed the average value of the gradation value of a pixel. 変位計測装置の構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of a displacement measuring device. ターゲットの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a target. 撮像装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of an imaging device. 指標の中心座標の変位例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a displacement of the center coordinate of a parameter | index. 橋梁にねじれが生じた際の指標の変位例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a displacement of the parameter | index when the twist arises in the bridge. 指標の一例を示し、図9(a)は指標の構成例を示す模式図、図9(b)は図9(a)の指標を撮影した画像データをグラフ化した一例を示す模式図である。FIG. 9A is a schematic diagram illustrating an example of an index, FIG. 9B is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the index, and FIG. 9B is a schematic diagram illustrating an example of graphing image data obtained by capturing the index of FIG. 9A. . 指標の他の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of a parameter | index.

以下、本願の実施形態について、図1乃至図10を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 10.

(変位検出方法の概要)
まず、変位計測方法について図1乃至図3を用いて説明する。
(Outline of displacement detection method)
First, a displacement measuring method will be described with reference to FIGS.

本実施形態の変位計測方法は、計測対象物としての構造物(例えば、橋梁)の老朽化の度合いを判断するために静的載荷時における撓み量(変位量)を計測するものである。   The displacement measuring method of this embodiment measures the amount of deflection (displacement) during static loading in order to determine the degree of aging of a structure (for example, a bridge) as a measurement object.

本実施形態の変位計測方法は、ターゲット10を用いて橋梁2に生じる撓み量(変位量)を計測するものであって、図2に示すターゲット10に表示される指標10Aを撮影し、その指標10Aの画像データの濃度分布に基づいて変位前後の指標10Aの中心座標を算出し、変位前後の中心座標を用いて橋梁2に生じる変位量を計測するものである。   The displacement measuring method of the present embodiment measures the amount of deflection (displacement) generated in the bridge 2 using the target 10, and captures the index 10A displayed on the target 10 shown in FIG. Based on the density distribution of the 10A image data, the center coordinates of the index 10A before and after displacement are calculated, and the amount of displacement generated in the bridge 2 is measured using the center coordinates before and after displacement.

なお、橋梁2の撮影には、撮影した画像をデジタルデータとして記録可能なデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの光学的撮像装置(以下、「撮像装置30」と称する。)が用いられる。また、デジタルビデオカメラ等の撮像装置を用いる場合には、動画を撮影した後に時系列に切り出された静止画の画像データが用いられる。   Note that an optical imaging device (hereinafter referred to as “imaging device 30”) such as a digital camera or a digital video camera capable of recording the captured image as digital data is used for photographing the bridge 2. When an imaging device such as a digital video camera is used, still image data cut out in time series after moving images are used.

また、指標10Aの中心座標は、図3(b)に示すように、画像データの各行又は各列の画素の階調値の平均値をグラフ化して得られた線図から算出される。   Further, as shown in FIG. 3B, the center coordinates of the index 10A are calculated from a diagram obtained by graphing the average value of the gradation values of the pixels in each row or each column of the image data.

この種の変位計測方法で用いられる指標の一例として、例えば、図9(a)に示すように、正方形を45度回転した菱形状の指標が知られている。この指標は、矩形部分が黒色で塗りつぶされたマーカ領域と、マーカ領域の周辺が白色で塗りつぶされた他の領域と、を有している。   As an example of an index used in this type of displacement measuring method, for example, as shown in FIG. 9A, a diamond-shaped index obtained by rotating a square by 45 degrees is known. This index has a marker area in which a rectangular portion is filled with black and another area in which the periphery of the marker area is filled with white.

このような指標は、撮影装置30により撮影され、撮影された画像データの重心座標は、例えば、図9(b)に示すように、画像データの各行又は各列の画素の階調値の平均値をグラフ化して得られた線形図から算出される。上述した正方形の指標の重心座標を線形図から算出する場合、図9(b)に示すような線形の頂点座標を求めるため、高次関数の解析が必要である。   Such an index is photographed by the photographing device 30, and the barycentric coordinates of the photographed image data are, for example, the average of the gradation values of the pixels in each row or each column of the image data, as shown in FIG. 9B. It is calculated from a linear diagram obtained by graphing the values. When calculating the barycentric coordinates of the above-described square index from a linear diagram, it is necessary to analyze a higher-order function in order to obtain linear vertex coordinates as shown in FIG.

また、このような指標は、撮像装置30と指標との距離が遠くなるほど、撮像装置30により撮影された画像データから得られるピクセル数が少なくなり、解析精度が低くなる。一方で、指標を大きくした場合、一般に複数のターゲットを任意の点に配置して、撮像装置30の画角内に複数のターゲットが映りこむように撮影されるため、ターゲットの配置変更等が必要となり作業性が悪い。   In addition, the longer the distance between the image capturing apparatus 30 and the index, the smaller the number of pixels obtained from the image data captured by the image capturing apparatus 30, and the lower the analysis accuracy. On the other hand, when the index is increased, in general, a plurality of targets are arranged at arbitrary points, and shooting is performed so that a plurality of targets are reflected in the angle of view of the imaging device 30. Therefore, it is necessary to change the arrangement of the targets. Workability is poor.

また、その他従来の一般的な指標を用いてその重心(中心)座標を求める場合、白黒の境界を決める閾値の設定が困難で、特に、周囲の明るさが変化すると閾値も変えなければならず誤差を生じやすい。   In addition, when obtaining the center-of-gravity (center) coordinates using other conventional general indices, it is difficult to set a threshold value for determining the black-and-white boundary. In particular, the threshold value must be changed when the ambient brightness changes. Prone to errors.

(指標について)
そこで、本実施形態の変位計測方法で用いられる指標10Aは、図2及び図3に示すように、中心Xを基点として周囲の濃度が徐々に変動するように表示されたものであって、例えば、中心Xに頂点を有するようにして同一の2つの三角形を点対称又は線対称に配置し、この2つの三角形と他の部分の領域を異なる色調で表示したものである。
(About indicators)
Therefore, the index 10A used in the displacement measurement method of the present embodiment is displayed so that the surrounding density gradually changes with the center X as a base point, as shown in FIGS. The same two triangles are arranged point-symmetrically or line-symmetrically so as to have a vertex at the center X, and the two triangles and the area of the other part are displayed in different colors.

この指標によれば、指標をグラフ化して重心座標を算出する場合、図3に示すような線形図の交点座標を求めるため、1次関数の解析で重心座標を求めることができる。したがって、高次関数の解析で重心座標を求めるよりも、誤差が生じにくく、容易な算出式で高精度に重心座標を算出可能である。   According to this index, when calculating the barycentric coordinates by graphing the index, the barycentric coordinates can be obtained by analyzing the linear function because the intersection coordinates of the linear diagram as shown in FIG. 3 are obtained. Therefore, errors are less likely to occur than when the barycentric coordinates are obtained by analysis of a higher order function, and the barycentric coordinates can be calculated with high accuracy by an easy calculation formula.

また、本実施形態の指標10Aは、撮像装置30とターゲット10の距離に応じて、撮影される範囲が設定される。具体的には、撮像装置30とターゲット10の距離が近い場合には、図2に示す枠10bを解析する範囲として設定され、撮像装置30とターゲット10の距離が遠い場合には、図2に示す枠10cを解析する範囲として設定される。   In addition, the index 10A of the present embodiment is set to a shooting range according to the distance between the imaging device 30 and the target 10. Specifically, when the distance between the imaging device 30 and the target 10 is short, the frame 10b shown in FIG. 2 is set as a range to be analyzed, and when the distance between the imaging device 30 and the target 10 is far, FIG. The frame 10c shown is set as a range to be analyzed.

したがって、従来のように、撮像装置30と指標10Aとの距離が遠くなっても所定のピクセル数を確保することが可能であり、ターゲット10(指標)の大きさを変えることなく1つの指標で高精度に重心座標を算出できる。   Therefore, it is possible to secure a predetermined number of pixels even when the distance between the imaging device 30 and the index 10A is increased as in the conventional case, and it is possible to use one index without changing the size of the target 10 (index). The barycentric coordinates can be calculated with high accuracy.

また、本実施形態の指標は、階調値の平均値をグラフ化することで算出されるので、白黒の境界を決める閾値を設置する必要がない。   In addition, since the index of the present embodiment is calculated by graphing the average value of gradation values, it is not necessary to set a threshold value for determining a black and white boundary.

(指標の精度について)
表1は、屋内において、撮影距離を変えて本実施形態で用いられた指標10Aを変位させた際の精度測定の結果である。
(About indicator accuracy)
Table 1 shows the results of accuracy measurement when the index 10A used in the present embodiment is displaced indoors while changing the shooting distance.

Figure 2018072218
Figure 2018072218

表1における測定は、屋内において、撮影距離が5m及び10mの時に、ターゲット10を1〜10mmの範囲で変位させて、変位毎に撮像装置30により撮影して、その撮影画像から変位量の測定を行った。表1より、本発明の指標の計測誤差の平均は、撮影距離が5mの場合に0.019(mm)、撮影距離が10mの場合に、-0.007(mm)であった。本結果より、本発明の指標を用いることで、誤差をほぼ1/50以内にできることがわかる。   The measurement in Table 1 shows that when the shooting distance is 5 m and 10 m indoors, the target 10 is displaced in the range of 1 to 10 mm, and the displacement is measured from the captured image by photographing with the imaging device 30 for each displacement. Went. From Table 1, the average measurement error of the index of the present invention was 0.019 (mm) when the shooting distance was 5 m, and -0.007 (mm) when the shooting distance was 10 m. From this result, it can be seen that the error can be reduced to about 1/50 or less by using the index of the present invention.

表2は、屋外において、撮影距離を変えて本実施形態で用いられた指標10Aを変位させた際の精度測定の結果である。   Table 2 shows the results of accuracy measurement when the index 10A used in the present embodiment was displaced outdoors while changing the shooting distance.

Figure 2018072218
Figure 2018072218

表2における測定は、屋外において、撮影距離を5〜30mの範囲で変えたときに、ターゲットを1〜10mmの範囲で変位させて、変位毎に撮像装置30により撮影して、その撮影画像から変位量の誤差を計測し、その最小値、最大値、及び平均値を計測した。表2により、本発明の指標の計測誤差の平均は、ほぼ1/50以内であった。本結果より、通常、周囲の明るさが暗かったり撮影距離が長くなると誤差を生じやすいが、本発明においては、周囲の明るさや撮影距離に影響を受けにくいことがわかる。   The measurement in Table 2 shows that when the shooting distance is changed in the range of 5 to 30 m outdoors, the target is displaced in the range of 1 to 10 mm, and the image is taken by the imaging device 30 for each displacement. The error of the displacement amount was measured, and the minimum value, maximum value, and average value were measured. According to Table 2, the average measurement error of the index of the present invention was within approximately 1/50. From this result, it can be seen that an error tends to occur usually when the ambient brightness is dark or the shooting distance is long, but in the present invention, it is difficult to be influenced by the ambient brightness and the shooting distance.

(変位計測装置の構成等)
次に、上記変位計測方法を実施するための変位計測装置(以下、「計測装置1」と称する。)について図1乃至図8を用いて説明する。
(Configuration of displacement measuring device)
Next, a displacement measuring device (hereinafter referred to as “measuring device 1”) for carrying out the displacement measuring method will be described with reference to FIGS.

本実施形態の計測装置1は、一例として、図1に示すような橋梁2を計測対象物として適用した場合の実施形態を示すものであるが、この実施形態に限定されるものではなく、たとえば、高速道路等の大型構造物に適用することができる。また、以下の説明において、橋梁2は、図1に示すように、一例として、上端が道路面4と同一面となる橋台5を構築し、支承体6を介して橋桁7を載置しているものとする。また、本実施形態では、道路面4や支承体6を変位の生じにくい(変位しない)位置(固定部)とし、橋桁7を変位する位置(変動部)として説明を行う。   As an example, the measurement apparatus 1 of the present embodiment shows an embodiment in which a bridge 2 as shown in FIG. 1 is applied as a measurement object, but is not limited to this embodiment. It can be applied to large structures such as highways. In the following description, as shown in FIG. 1, the bridge 2 has an abutment 5 in which the upper end is flush with the road surface 4 as an example, and the bridge girder 7 is placed via the support body 6. It shall be. Further, in the present embodiment, the road surface 4 and the support body 6 are described as positions where the displacement hardly occurs (does not displace) (fixed portions), and positions where the bridge girder 7 is displaced (variable portions).

本実施形態の計測装置1は、図1及び図4に示すように、橋梁2の橋桁7上に配置されるターゲット10と、このターゲット10を撮影する撮像装置30と、撮影された画像データに基づいて静的載荷時において橋梁(橋桁)に発生する撓み量(変位量)を解析処理する処理装置50と、を備える。   As shown in FIGS. 1 and 4, the measurement apparatus 1 of the present embodiment includes a target 10 disposed on a bridge girder 7 of a bridge 2, an imaging device 30 that captures the target 10, and captured image data. And a processing device 50 for analyzing the amount of deflection (displacement) generated in the bridge (bridge girder) during static loading.

図1に示すように、ターゲット10は変動部に複数設置され、撮像装置30は固定部に設置される。図示例において、ターゲット10は、適宜間隔を有して一直線上に複数配置されているが、図1(b)に示すように、撮像装置30の画角に含まれるように配置されていれば特に本実施形態に限定されるものではない。具体的に本実施形態では、図1(b)に示すように、撮像装置30を横にずらしてターゲット10を斜め方向から撮影しているが、ターゲット10が並ぶ直線上に撮像装置30を配置し、各ターゲット10を高さ方向又は左右(横)方向にずらし、各ターゲット10が撮像装置30の画角内に含まれるようにしても構わない。   As shown in FIG. 1, a plurality of targets 10 are installed in the variable part, and the imaging device 30 is installed in the fixed part. In the illustrated example, a plurality of targets 10 are arranged on a straight line with an appropriate interval. However, as shown in FIG. 1B, the targets 10 are arranged so as to be included in the angle of view of the imaging device 30. In particular, it is not limited to this embodiment. Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the imaging device 30 is shifted laterally and the target 10 is photographed from an oblique direction. However, the imaging device 30 is arranged on a straight line in which the targets 10 are arranged. Then, each target 10 may be shifted in the height direction or the left and right (lateral) direction so that each target 10 is included within the angle of view of the imaging device 30.

このように撮像装置30の画角内に複数のターゲット10が含まれるようにすることで、1台の撮像装置30で複数個所のターゲット10を撮影可能であるため、設備や計測のための機器の設置を簡易に行え、作業性の効率化及び低コスト化を図れる。   Since a plurality of targets 10 can be photographed by one imaging device 30 by including a plurality of targets 10 within the angle of view of the imaging device 30 in this way, equipment and equipment for measurement are used. Can be installed easily, and work efficiency can be improved and costs can be reduced.

図5に示すように、ターゲット10は、目印となる指標10Aが表示された表示装置11と、指標10Aに光を照射する照射装置17と、を備え、表示装置11と照射装置17は一体的に構成される。   As shown in FIG. 5, the target 10 includes a display device 11 on which an index 10 </ b> A serving as a mark is displayed, and an irradiation device 17 that irradiates the index 10 </ b> A with light, and the display device 11 and the irradiation device 17 are integrated. Configured.

表示装置11は、地面に固定される基台12と、この基台12上に取り付けられ平行に立設する2つの立設体13と、この2つの立設体13に架け渡され、鉛直方向に摺動可能に取り付けられるブラケット14と、このブラケット14から立設するフレーム15に取り付けられる表示体16と、を備える。フレーム15は、ブラケット14に対して鉛直軸回りに回転可能に取り付けられており、表示体16を鉛直軸回りに適宜回転調整することが可能である。   The display device 11 includes a base 12 that is fixed to the ground, two standing bodies 13 that are mounted on the base 12 and are erected in parallel, and are stretched over the two standing bodies 13 in the vertical direction. A bracket 14 slidably attached to the frame 14 and a display body 16 attached to a frame 15 erected from the bracket 14. The frame 15 is attached to the bracket 14 so as to be rotatable about the vertical axis, and the display body 16 can be appropriately rotated and adjusted about the vertical axis.

このように表示装置11は、表示体16を鉛直方向に調整可能であるとともに、鉛直軸回りに回転可能であるため、撮像装置30と向き合うように調整される。   Thus, the display device 11 can be adjusted to face the imaging device 30 because the display body 16 can be adjusted in the vertical direction and can be rotated about the vertical axis.

また、図示しないが、基台12には、複数の孔部が形成され、アンカー等の固定具がこの孔部に挿入されてアスファルトやコンクリート等の地面に設置される。また、基台12の4隅には、頭部と軸部とを備えるネジが取り付けられ、左右のネジの軸部の基台底面からの突出量を調整することにより基台の水平度が調整される。   Although not shown, the base 12 has a plurality of holes, and a fixture such as an anchor is inserted into the holes and installed on the ground such as asphalt or concrete. In addition, screws with a head and a shaft are attached to the four corners of the base 12, and the level of the base is adjusted by adjusting the amount of protrusion from the base bottom of the shaft of the left and right screws. Is done.

表示体16は、例えば、不透過性の材料で形成された遮光板16aの表面に表示された指標10Aを有し、この指標10Aは、図2に示すように、中心Xを基点として周囲の濃度が徐々に変動するように表示されたものである。   The display body 16 has, for example, an index 10A displayed on the surface of the light shielding plate 16a formed of an impermeable material. The index 10A is a peripheral point around the center X as shown in FIG. The density is displayed so as to change gradually.

具体的に例えばこの指標10Aは、図2に示すように、中心Xに頂点を有するようにして2つの三角形を点対称又は線対象に配置し、この2つの三角形を黒色として表示し、他の部分を白色で表示したものである。   Specifically, for example, as shown in FIG. 2, the index 10A is arranged such that two triangles are arranged point-symmetrically or in a line object with a vertex at the center X, the two triangles are displayed as black, The part is displayed in white.

なお、指標の表示形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、任意の中心Xを通るようにして45°と−45°の斜線によって領域を区分けし、任意の対向する2つの領域と他の対向する2つの領域が異なる色調で表示してもよい。   Note that the display form of the index is not limited to the above-described embodiment. For example, an area is divided by oblique lines of 45 ° and −45 ° so as to pass through an arbitrary center X, and two opposing two The area and the other two opposing areas may be displayed in different colors.

このように指標10Aは、中心Xを基点として周囲の濃度が徐々に変動するように表示することで、撮像装置に30より撮影された画像データから中心座標を容易且つ正確に算出可能となる。   As described above, the index 10A is displayed so that the surrounding density gradually changes with the center X as a base point, whereby the center coordinates can be easily and accurately calculated from the image data photographed by the imaging device 30.

また、表示体16の背面には、斜め下方に延びる斜材21が枢軸を介して回動可能に取り付けられ、この斜材21は、表示装置11の2つの立設体13、13間に配置されるガイド23の後方に枢軸を介して回動可能に取り付けられる。また、ガイド23の前方には、照射装置17がブラケット(図示しない)を介して着脱可能、且つ上下方向に回動可能に取り付けられ、その向きが調整されて表示体16の表面に光を照射可能である。   A diagonal member 21 extending obliquely downward is rotatably attached to the back surface of the display body 16 via a pivot, and the diagonal member 21 is disposed between the two standing bodies 13 and 13 of the display device 11. It is attached to the rear of the guide 23 to be rotatable through a pivot. Further, an irradiation device 17 is detachably attached to the front of the guide 23 via a bracket (not shown) and is rotatable in the vertical direction, and its direction is adjusted to irradiate the surface of the display body 16 with light. Is possible.

ガイド23は、2つの立設体13、13によって左右方向の移動が規制され前後方向に移動可能であって、表示体16の高さ調整等によって移動する。また、ガイド23を後方へと移動することで斜材21の傾倒角を小さくすることで表示体16の安定化を図ることが可能である。   The movement of the guide 23 in the left-right direction is restricted by the two standing bodies 13, 13 and is movable in the front-rear direction, and moves by adjusting the height of the display body 16. In addition, it is possible to stabilize the display body 16 by moving the guide 23 backward to reduce the tilt angle of the diagonal member 21.

このように、表示体16は、立設体13、斜材21、及びガイド23によるトラス構造により支持され表示体16の安定化が図られ、風による表示体の横転等が防止される。   In this way, the display body 16 is supported by the truss structure formed by the standing body 13, the diagonal member 21, and the guide 23, so that the display body 16 is stabilized, and the rollover of the display body due to wind is prevented.

また、この表示体16には、鉛直方向に2つの指標10A、10Bが表示される。2つの指標10A、10Bは同一の指標であっても構わないが、本実施例の指標10Bに示すように、指標10Aを90度反転した形状であっても構わない。そして、本実施形態の計測装置1は、この2つの指標10A、10Bの中心のずれを計測することで橋台7のねじれを計測可能である。   Further, two indicators 10A and 10B are displayed on the display body 16 in the vertical direction. The two indicators 10A and 10B may be the same indicator, but as shown in the indicator 10B of the present embodiment, the indicator 10A may have a shape inverted by 90 degrees. And the measuring device 1 of this embodiment can measure the torsion of the abutment 7 by measuring the deviation of the centers of the two indexes 10A and 10B.

撮像装置30は、例えば、デジタルカメラ等の光学式撮像装置を用い、ターゲット10に表示されている指標10A、10Bをデジタルデータとして撮影し記録する。なお、撮像装置30は、当該デジタルカメラに限られるものではなく、静止画を画像データとして記録することができる装置であればよくデジタルビデオカメラなどであっても構わない。   The imaging device 30 uses an optical imaging device such as a digital camera, for example, and photographs and records the indicators 10A and 10B displayed on the target 10 as digital data. Note that the imaging device 30 is not limited to the digital camera, and may be a digital video camera or the like as long as it can record a still image as image data.

この撮像装置30は、光学式撮像装置35と、水準器36と、これら光学式撮像装置35と水準器36を安定的に支持する支持装置38と、を備える。図6に示すように、支持装置38は、少なくとも3方向に拡がる脚31、31、31を備えた支持体32と、その支持体32上に載置されるベース33と、を備えている。   The imaging device 30 includes an optical imaging device 35, a level 36, and a support device 38 that stably supports the optical imaging device 35 and the level 36. As shown in FIG. 6, the support device 38 includes a support body 32 provided with legs 31, 31, 31 extending in at least three directions, and a base 33 placed on the support body 32.

ベース33は、光学式撮像装置が載置される基部33aと、この基部33aの後端部に延長して設けられ、水準器が載置される延長部33bと、を有し、一方向に延びて平面視略T字状に形成される。なお、本実施形態において、延長部33bは、基部33aと一体的に設けられているが、必要に応じて脱着可能に構成されても構わない。また、延長部33bには、水準器36を位置決めするための枠33cを有し、この枠33cに水準器が載置される。そして、ベース上には、図示しないが、光学式撮像装置及び水準器36が並べて配置される。   The base 33 includes a base portion 33a on which the optical imaging device is placed, and an extension portion 33b that is provided at the rear end portion of the base portion 33a and on which a level is placed. It extends and is formed in a substantially T shape in plan view. In addition, in this embodiment, although the extension part 33b is provided integrally with the base part 33a, you may be comprised so that attachment or detachment is possible as needed. The extension 33b has a frame 33c for positioning the level 36, and the level is placed on the frame 33c. On the base, although not shown, the optical imaging device and the level 36 are arranged side by side.

ベース33の前方端部には、地面に接する脚34が取り付けられており、この脚34と支持体32の3本の脚31によって、光学式撮像装置及び水準器が安定的に支持される。   A leg 34 in contact with the ground is attached to the front end of the base 33, and the optical imaging device and the level are stably supported by the leg 34 and the three legs 31 of the support body 32.

また、脚34は、図示しないが、その先端部が固定用の金具を介して、例えば、Pレスアンカー等の固定具によって地面に固定される。   Moreover, although not shown, the leg 34 is fixed to the ground by a fixing tool such as a P-less anchor, for example, via a fixing bracket.

処理装置50は、一般にコンピュータと称される装置であって例えば、撮影装置によって撮影された画像データを取得し、その画像データに基づいて指標の中心座標を算出するとともに、変位前後の橋台の画像データの中心座標を比較して変位量及び変位方向を解析処理する解析処理部50aを備えている。このコンピュータは、演算機能を有するCPU(Central Processing Unit)、作業用RAM(Random Access Memory)、不揮発性メモリ、及び各種処理プログラムやデータを記憶するROM(Read Only Memory)等を備え、CPUがROMに記憶された各種プログラムを読み出し実行することにより各部を統括制御する。   The processing device 50 is a device generally called a computer. For example, the processing device 50 acquires image data captured by the imaging device, calculates the center coordinates of the index based on the image data, and images of the abutment before and after the displacement. An analysis processing unit 50a that compares the center coordinates of the data and analyzes the displacement amount and the displacement direction is provided. This computer includes a CPU (Central Processing Unit) having a calculation function, a working RAM (Random Access Memory), a nonvolatile memory, and a ROM (Read Only Memory) for storing various processing programs and data. Each unit is controlled centrally by reading and executing various programs stored in.

具体的には、解析処理部50aは、例えば、まず、撮像装置によって撮影された変位前後の橋台の画像データを取得して、図3に示すように、取得した画像データの列ごとに画素の階調値の平均値を算出し、その値の点を結線することで得られる線形図から2つの1次式を得た後、当該2つの1次式の交点を算出し、算出した交点を指標の中心座標として算出する。   Specifically, for example, the analysis processing unit 50a first acquires the image data of the abutment before and after the displacement photographed by the imaging device, and, as shown in FIG. After obtaining the two linear expressions from the linear diagram obtained by calculating the average value of the gradation values and connecting the points of the values, the intersection of the two linear expressions is calculated, and the calculated intersection is Calculated as the center coordinates of the index.

次に、計測装置1を用いて、橋梁2に発生する変位量(撓み量)を計測する手法について説明する。   Next, a method for measuring the amount of displacement (amount of deflection) generated in the bridge 2 using the measuring device 1 will be described.

まず、下準備が必要であり、図1(a)に示すように、使用者によって設定された変動部の複数の位置にターゲット10が設置されるとともに、図1(b)に示すように、撮像装置30が当該複数のターゲット10が画角内に収まるように固定部に設置される。   First, preparation is required, and as shown in FIG. 1A, the target 10 is installed at a plurality of positions of the variable portion set by the user, and as shown in FIG. The imaging device 30 is installed on the fixed portion so that the plurality of targets 10 are within the angle of view.

なお、ターゲット10は、複数の設置される必要性はなく、例えば、変位量が最大となると推測される橋梁2の中央位置にのみ設置されても構わない。   In addition, the target 10 does not need to be installed in multiple numbers, For example, you may install only in the center position of the bridge 2 estimated that the displacement amount becomes the maximum.

(ターゲットの設置について)
まず、橋梁2上に作業スペースを設定する。作業スペースは、好適には、図1(b)に示すように、道路部分に隣接する歩道部分が用いられる。
(About target installation)
First, a work space is set on the bridge 2. The work space is preferably a sidewalk part adjacent to the road part as shown in FIG.

そして、図1に示すように、橋台7の上面(変動部)に複数のターゲット10が適宜設置される。また、図1(b)に示すように、橋台7から外れた道路上面(固定部)に複数のターゲット10が画角内に収まるように撮像装置30が設置される。   And as shown in FIG. 1, the some target 10 is suitably installed in the upper surface (variation part) of the abutment 7. As shown in FIG. In addition, as illustrated in FIG. 1B, the imaging device 30 is installed on the road upper surface (fixed portion) deviated from the abutment 7 so that the plurality of targets 10 are within the angle of view.

また、ターゲット10は、好適には、撮像装置30のレンズ面とほぼ同じ高さに指標が配置されるように表示体16の高さが調整されるとともに、撮像装置30のレンズ面に対して向き合うように、表示体16の向きが調整される。また、照射装置17から照射される光が指標10Aに照射されるように照射装置17の向きが調整される。さらに、風が強い場合には、表示体16の背面に設けられる斜材21の傾倒角が小さくなるようにガイド23を後方に移動するなどして調整を行い、表示体16の安定化を図る。   In addition, the height of the display body 16 is preferably adjusted so that the target is positioned at substantially the same height as the lens surface of the imaging device 30, and the target 10 is positioned relative to the lens surface of the imaging device 30. The orientation of the display body 16 is adjusted so as to face each other. Further, the direction of the irradiation device 17 is adjusted so that the light irradiated from the irradiation device 17 is irradiated onto the index 10A. Further, when the wind is strong, adjustment is performed by moving the guide 23 rearward so that the tilt angle of the diagonal member 21 provided on the back surface of the display body 16 is reduced, thereby stabilizing the display body 16. .

なお、表示体16が左右方向に傾いている場合には、水平調整用のねじにより基台12が水平になるように調整される。   When the display body 16 is tilted in the left-right direction, the base 12 is adjusted to be horizontal by a horizontal adjustment screw.

(計測手法について)
次に、無負荷(変位前の)状態において、撮像装置30によって各ターゲット10の指標10Aが撮影されるとともに、静的載荷(変位後の)状態において、撮像装置30によって各ターゲット10の指標10Aが撮影される。なお、撮影された画像データは、所定の解像度で処理装置50に送信(出力)される。また、これらの画像データは、図3(a)に示すように、格子状に配置された任意階調の画素により表現された画像データであって、一般的にデジタルカメラで撮影した際に記録されるデジタル画像である。
(About measurement method)
Next, the index 10A of each target 10 is photographed by the imaging device 30 in the no-load (before displacement) state, and the index 10A of each target 10 is captured by the imaging device 30 in the static loading (after displacement) state. Is filmed. The captured image data is transmitted (output) to the processing device 50 with a predetermined resolution. In addition, as shown in FIG. 3A, these image data are image data expressed by pixels of arbitrary gradations arranged in a lattice shape, and are generally recorded when taken with a digital camera. Is a digital image.

次に、処理装置50は、変位前後の画像データから指標10Aの中心座標を算出するとともに、その座標情報に基づいて変位量を算出する。   Next, the processing device 50 calculates the center coordinates of the index 10A from the image data before and after the displacement, and calculates the displacement amount based on the coordinate information.

(中心座標の算出方法について)
まず、変位前後の画像データを読み出し、夫々の指標10Aの中心Xを含む一定領域の画像を切り出す。
(About the calculation method of center coordinates)
First, image data before and after displacement is read, and an image of a certain region including the center X of each index 10A is cut out.

このとき、図2に示すように、撮像装置50に近いターゲット10は狭い範囲を切り出し範囲Yとして設定し、撮像装置30から遠いターゲット10は広い範囲を切り出し範囲Zとして設定し、その範囲内の画像データを解析することで、効率よく正確に座標を算出可能である。   At this time, as shown in FIG. 2, the target 10 close to the imaging device 50 sets a narrow range as the cutout range Y, and the target 10 far from the imaging device 30 sets the wide range as the cutout range Z, By analyzing the image data, the coordinates can be calculated efficiently and accurately.

次に、図3に示すように、表示された画像データの各ピクセルの列又は行の階調値の平均値の分布から得られる2つの一次式の交点座標をサブピクセル単位で算出し、算出した座標を指標の中心座標とする。   Next, as shown in FIG. 3, the intersection coordinates of two linear expressions obtained from the distribution of the average values of the gradation values of the columns or rows of each pixel of the displayed image data are calculated in units of subpixels. This coordinate is used as the center coordinate of the index.

具体的には、例えば、画像データのサブピクセルの列の階調値の平均をX軸の値として、サブピクセルの行側を各サブピクセルの列のY軸の値としてグラフ化する。   Specifically, for example, an average of gradation values of sub-pixel columns of image data is graphed as an X-axis value, and a row side of the sub-pixel is graphed as a Y-axis value of each sub-pixel column.

その際、階調値の分布は図3(b)に示すようにV形となり、このグラフから2つの1次式を算出するとともに、2つの1次式の交点座標を算出し、その交点座標を指標の中心座標とする。   At this time, the distribution of gradation values is V-shaped as shown in FIG. 3B, and two linear expressions are calculated from this graph, and the intersection coordinates of the two linear expressions are calculated. Is the center coordinate of the index.

(変位量(撓み量)の算出について)
次に、変位前後の指標10Aの中心Xは、図7に示すように、下方に移動するため、変位前後の各ターゲットの交点座標のY軸の値を読み出し、その差分を算出し、その値を変位量(撓み量)とする。
(Calculation of displacement (bending amount))
Next, since the center X of the index 10A before and after the displacement moves downward as shown in FIG. 7, the value of the Y-axis of the intersection coordinates of each target before and after the displacement is read, the difference is calculated, and the value Is a displacement amount (amount of deflection).

また、橋台7にねじれが生じる場合、図8に示すように、変位前後の指標10A,10Bの中心Xの位置がずれるため、各指標10A,10Bの交点(中心)座標を算出して、変位前後の交点座標のX軸とY軸の値を読み出し、各座標の差分を算出することで、ねじれ量を算出することも可能である。   Further, when the abutment 7 is twisted, the position of the center X of the indices 10A and 10B before and after the displacement is shifted as shown in FIG. 8, so the intersection (center) coordinates of the indices 10A and 10B are calculated and the displacement is calculated. It is also possible to calculate the amount of twist by reading the values of the X and Y axes of the front and rear intersection coordinates and calculating the difference between the coordinates.

以上に説明したように、本実施形態の計測装置1は、橋梁2の異なる複数の位置に配置されるターゲット10と、固定部に配置される撮像装置30と、撮像装置30により撮影された変位前後のターゲット10に表示された指標10Aの画像データの濃度分布に基づいて解析処理される変位前後の指標10Aの中心座標から橋梁2の変位量を計測する処理装置50と、を備えている。また、この指標10Aの中心座標は、画像データの各行又は各列の画素の階調値の平均値をグラフ化して得られた線図から算出される。また、このターゲット10に表示される指標10Aは、中心Xを基点として周囲の濃度が徐々に変動するものであって、具体的には、この指標10Aは、中心Xに頂点を有するようにして2つの三角形を点対称又は線対称に配置し、この2つの三角形と他の部分の領域を異なる色調で表示したものである。   As described above, the measuring device 1 according to the present embodiment includes the targets 10 arranged at different positions of the bridge 2, the imaging device 30 arranged at the fixed portion, and the displacement photographed by the imaging device 30. And a processing device 50 that measures the displacement amount of the bridge 2 from the center coordinates of the index 10A before and after displacement analyzed based on the density distribution of the image data of the index 10A displayed on the front and rear targets 10. Further, the center coordinates of the index 10A are calculated from a diagram obtained by graphing the average value of the gradation values of the pixels in each row or each column of the image data. Further, the index 10A displayed on the target 10 is one in which the surrounding density gradually changes with the center X as a base point. Specifically, the index 10A has a vertex at the center X. Two triangles are arranged point-symmetrically or line-symmetrically, and the two triangles and other regions are displayed in different colors.

このように構成された計測装置1によれば、中心座標を正確に計測することができるため、変位量を正確に計測することができる。また、照度が変化しても計測精度に大きな影響を及ぼすことがない。また、外気温の影響を受けずに、低音高温環境下にも適応できる。また、非接触で構造物の変位を計測可能であるため、足場が不要であり作業性の効率化、低コスト化を図れる。   According to the measuring apparatus 1 configured as described above, since the center coordinates can be accurately measured, the displacement amount can be accurately measured. Further, even if the illuminance changes, the measurement accuracy is not greatly affected. In addition, it can be adapted to low temperature and high temperature environments without being affected by outside air temperature. Further, since the displacement of the structure can be measured in a non-contact manner, a scaffold is unnecessary, and work efficiency can be improved and costs can be reduced.

また、撮像装置30は、画角内に複数のターゲット10が含まれるように配置されている。したがって、1台の撮像装置30で複数のターゲット10を撮影可能であるため、経済性に優れる。   The imaging device 30 is arranged so that a plurality of targets 10 are included within the angle of view. Therefore, since a plurality of targets 10 can be photographed with one imaging device 30, it is excellent in economic efficiency.

また、指標10A、10Bは、鉛直方向に2つ並んで配置されており、この2つの指標10A、10Bの中心のずれを計測することで橋梁2のねじれを計測可能である。   In addition, two indicators 10A and 10B are arranged side by side in the vertical direction, and the twist of the bridge 2 can be measured by measuring the deviation of the centers of the two indicators 10A and 10B.

また、指標10Aに光を照射する照射装置17が設けられおり、夜間であっても橋梁2における変位計測を行うことが可能である。   Moreover, the irradiation apparatus 17 which irradiates light to the parameter | index 10A is provided, and it is possible to measure the displacement in the bridge 2 at night.

また、表示体16は、鉛直方向に移動可能であるとともに、鉛直軸回りに回転可能であり、指標10Aを撮像装置30に向き合うように配置することができるため、撮像装置30によって指標10Aを適切に撮影することができる。   Further, the display body 16 is movable in the vertical direction and can be rotated around the vertical axis, and the index 10A can be arranged so as to face the imaging device 30. Can be taken.

(他の実施例)
次に、変位計測方法の他の実施例について説明する。
(Other examples)
Next, another embodiment of the displacement measuring method will be described.

上述した変位計測方法は、橋梁の変位を計測する手法であるが、橋梁以外の、例えば、建築物の変位や、橋梁以外の他の構造物の任意箇所の変形を計測することが可能である。   The displacement measurement method described above is a method for measuring the displacement of a bridge, but it is possible to measure the displacement of a building other than a bridge, for example, an arbitrary portion of a structure other than a bridge. .

具体的には、建築物の左右に設けられている柱に、指標10Aを有するターゲット10を配置し、それぞれの指標10Aの重心座標を比較することで建築物の変位を容易に計測可能である。具体的には、左右の指標10Aの重心座標のX座標の変位により横方向のひずみ量が計測可能であり、左右の指標10Aの重心座標のY座標の変位によりねじれによるひずみ量が計測可能である。   Specifically, the displacement of the building can be easily measured by placing the target 10 having the index 10A on the pillars provided on the left and right of the building and comparing the barycentric coordinates of the respective indexes 10A. . Specifically, the amount of strain in the horizontal direction can be measured by the displacement of the X coordinate of the center of gravity coordinate of the left and right index 10A, and the amount of strain due to torsion can be measured by the displacement of the Y coordinate of the center of gravity coordinate of the left and right index 10A. is there.

また、任意箇所の変形を計測する場合には、特に、指標10Aを同じ方向(縦又は横方向)で連続して配置することで、様々な方向の変位、回転、ねじれ等を計測することが可能である。   Moreover, when measuring the deformation | transformation of arbitrary places, the displacement, rotation, a twist, etc. of various directions can be measured especially by arrange | positioning the parameter | index 10A continuously in the same direction (vertical or horizontal direction). Is possible.

また、ターゲットの設置について、上述した実施形態では、図1に示すように、橋台7の上面(変動部)にのみ、ターゲット10を適宜設置したが、橋台7から外れた道路上面(固定部)に複数のターゲット10を配置しているが、道路面4や支承体6を変位の生じにくい(変位しない)位置(固定部)にターゲット(以下、「固定ターゲット」という。)を設置して、この固定ターゲットも他のターゲット10とともに撮像装置30の画角に含まれるように配置することで、撮像装置30の取り外し、再設置した場合に、この固定部に設置された固定ターゲットの座標をもとに画像データの座標修正を行うことが可能である。   Further, regarding the installation of the target, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 1, the target 10 is appropriately installed only on the upper surface (variable portion) of the abutment 7, but the road upper surface (fixed portion) that is out of the abutment 7. Although a plurality of targets 10 are arranged, a target (hereinafter referred to as “fixed target”) is installed at a position (fixed portion) where the road surface 4 and the support body 6 are less likely to be displaced (not displaced) (hereinafter referred to as “fixed target”). By arranging this fixed target so as to be included in the angle of view of the imaging device 30 together with the other target 10, when the imaging device 30 is removed and re-installed, the coordinates of the fixed target installed in the fixing unit are also obtained. In addition, it is possible to correct the coordinates of the image data.

また、撮像装置により撮影した画像データから変位を計測する場合、座標をまずピクセル単位で計測し、その後、ピクセルサイズを乗じて実際の単位(mm)に変換するため、ピクセルサイズを算出する必要がある。このピクセルサイズの算出方法について以下に説明する。   In addition, when measuring displacement from image data captured by an imaging device, the coordinates are first measured in units of pixels, and then multiplied by the pixel size to convert to actual units (mm), so it is necessary to calculate the pixel size. is there. The pixel size calculation method will be described below.

まず、指標10Aについて、図10(a)に示すように、鉛直方向における三角形の範囲を表す基準位置A、Bを示す平行線70を表示しておくことで、ピクセルサイズを簡易且つ正確に算出可能となる。具体的には、予めA−B間の距離を処理装置50の記憶部に記憶しておき、撮像装置30により撮影された画像データのA−B間のピクセル数を処理装置50により算出し、このA−B間の距離とピクセル数に基いてピクセルサイズを算出する。   First, for the index 10A, as shown in FIG. 10 (a), the pixel size can be calculated easily and accurately by displaying parallel lines 70 indicating the reference positions A and B representing the range of the triangle in the vertical direction. It becomes possible. Specifically, the distance between A and B is previously stored in the storage unit of the processing device 50, and the number of pixels between A and B of the image data captured by the imaging device 30 is calculated by the processing device 50. The pixel size is calculated based on the distance between A and B and the number of pixels.

また、他のピクセルサイズの算出方法として、図10(b)に示すように、上下に並べて指標10Aを配置しておき、この2つの指標10Aのそれぞれの中心座標C、Dを繋ぐC−D間の距離を予め処理装置50の記憶部に記憶しておく。次に、撮像装置30により撮影された画像データに基づいて2つの指標10Aの中心座標を線形図から算出し、C−D間のピクセル数を処理装置50により算出し、このC−D間の距離とピクセル数に基いてピクセルサイズを算出する。   As another pixel size calculation method, as shown in FIG. 10 (b), the index 10A is arranged in the vertical direction, and the center coordinates C and D of the two indices 10A are connected to each other. The distance between them is stored in the storage unit of the processing device 50 in advance. Next, based on the image data photographed by the imaging device 30, the center coordinates of the two indices 10A are calculated from the linear diagram, the number of pixels between C and D is calculated by the processing device 50, and between these CDs. Calculate pixel size based on distance and number of pixels.

なお、本実施形態は一形態であって、この形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、画像データの各行のピクセルの階調値の平均値を求めてグラフ化しているが、画像データの各列のピクセルの階調値の平均値を求めてグラフ化しても構わない。また、画像データの各行と各列のピクセルの階調値の平均値を求めてグラフ化しても構わない。   In addition, this embodiment is one form and is not limited to this form. For example, in this embodiment, the average value of the gradation values of the pixels in each row of the image data is obtained and graphed. However, the average value of the gradation values of the pixels in each column of the image data may be obtained and graphed. I do not care. Further, an average value of gradation values of pixels in each row and each column of image data may be obtained and graphed.

また、本実施形態のターゲット10は、表示装置11と照射装置17を一体的に構成しているが、別体としてもよく、さらには、照射装置17は必須の構成要素ではない。   In addition, the target 10 of the present embodiment integrally configures the display device 11 and the irradiation device 17, but may be separate, and the irradiation device 17 is not an essential component.

1 計測装置
2 橋梁
10 ターゲット
10A 指標
30 撮像装置
50 処理装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measuring apparatus 2 Bridge 10 Target 10A Index 30 Imaging apparatus 50 Processing apparatus

Claims (11)

構造物の異なる複数の変動部にターゲットを配置し、前記ターゲットを撮影する光学式撮像装置を固定部に配置して、前記構造物の変位前後の前記ターゲットを撮影し、各ターゲットの画像データの濃度分布に基づいて解析処理される変位前後の前記ターゲットの中心座標から前記構造物の変位量が計測されることを特徴とする変位計測方法。   A target is arranged in a plurality of variable parts having different structures, an optical imaging device for photographing the target is arranged in a fixed part, the target before and after the displacement of the structure is photographed, and image data of each target is captured. A displacement measurement method characterized in that the displacement amount of the structure is measured from the center coordinates of the target before and after displacement analyzed based on the concentration distribution. 構造物の異なる複数の変動部に配置されるターゲットと、
固定部に配置される光学式撮像装置と、
前記光学式撮像装置により撮影された変位前後の前記ターゲットの画像データの濃度分布に基づいて解析処理される変位前後の前記ターゲットの中心座標から前記構造物の変位量を計測する処理装置と、
を備えていることを特徴とする変位計測装置。
A target arranged in a plurality of variable parts of different structures;
An optical imaging device disposed in the fixed portion;
A processing device that measures the amount of displacement of the structure from the center coordinates of the target before and after displacement analyzed based on the density distribution of the image data of the target before and after displacement imaged by the optical imaging device;
Displacement measuring device characterized by comprising.
前記光学式撮像装置は、画角内に複数の前記ターゲットが含まれるように配置されていることを特徴とする請求項2に記載の変位計測装置。   The displacement measuring device according to claim 2, wherein the optical imaging device is arranged so that a plurality of the targets are included within an angle of view. 前記処理装置は、前記中心座標を、前記画像データの各行又は各列の画素の階調値の平均値をグラフ化して得られた線図から算出することを特徴とする請求項2、又は請求項3に記載の変位計測装置。   The said processing apparatus calculates the said center coordinate from the diagram obtained by graphing the average value of the gradation value of the pixel of each row or each column of the said image data, or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Item 4. The displacement measuring device according to Item 3. 前記ターゲットは、中心を基点として周囲の濃度が徐々に変動する指標であることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載の変位計測装置。   5. The displacement measuring apparatus according to claim 2, wherein the target is an index in which a surrounding density gradually changes with a center as a base point. 6. 前記指標は、中心に頂点を有するようにして2つの三角形を点対称又は線対称に配置し、2つの三角形と他の部分の領域を異なる色調で表示したものであることを特徴とする請求項5に記載の変位計測装置。   The index is characterized in that two triangles are arranged point-symmetrically or line-symmetrically so as to have a vertex at the center, and the two triangles and areas of other parts are displayed in different colors. 5. The displacement measuring device according to 5. 前記指標は、鉛直方向に2つ並んで配置されていることを特徴とする請求項5、又は請求項6に記載の変位計測装置。   The displacement measuring device according to claim 5 or 6, wherein two of the indexes are arranged side by side in the vertical direction. 前記ターゲットに光を照射する照射体が設けられていることを特徴とする請求項2乃至7のいずれか一項に記載の変位計測装置。   The displacement measuring apparatus according to claim 2, wherein an irradiation body that irradiates the target with light is provided. 前記ターゲットは、鉛直方向に移動可能であるとともに、鉛直軸回りに回転可能であることを特徴とする請求項2乃至8のいずれか一項に記載の変位計測装置。   The displacement measuring apparatus according to claim 2, wherein the target is movable in a vertical direction and is rotatable about a vertical axis. 前記光学式撮像装置を支持する支持装置を更に備え、
当該支持装置は、前記光学式撮像装置とともに水準器を並べて配置可能なベースを具備していることを特徴とする請求項2〜9のいずれか一項に記載の変位計測装置。
A support device for supporting the optical imaging device;
The displacement measuring device according to any one of claims 2 to 9, wherein the support device includes a base on which a level can be arranged side by side with the optical imaging device.
前記光学式撮像装置は、
動画データを撮影する撮像装置であって、
前記画像データは、動画データから時系列に切り出された静止画像であることを特徴とする請求項2〜10のいずれか一項に記載の変位計測装置。
The optical imaging device is:
An imaging device for capturing video data,
The displacement measurement apparatus according to any one of claims 2 to 10, wherein the image data is a still image cut out in time series from moving image data.
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