JP2021140435A - Damage specification device, damage specification method, and damage specification program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、損傷特定装置、損傷特定方法および損傷特定プログラムに関し、特に、コンピュータに組み込まれた画像解析プログラムおよび人工知能による特定結果から屋外構造物に発生している損傷を特定する装置に関する。 The present invention relates to a damage identification device, a damage identification method and a damage identification program, and more particularly to a computer-embedded image analysis program and an apparatus for identifying damage occurring in an outdoor structure from identification results by artificial intelligence.
インフラ構造物の老朽化は加速度的に進んでおり,維持管理・更新の必要性は,今後さらに増大していくと言われている。労働人口が減り続ける中、維持管理・更新にかかる労務の効率化は喫緊の課題となっている。維持管理・更新にかかる労務の効率化の実現に向け、近年著しく性能が向上しているAIによる画像認識技術を適用する研究事例が増えている。深層学習と呼ばれる高度なニューラルネットワークを用いれば、従来では困難であった人間の直感に近い画像認識が実現でき損傷部位の目視点検の補助や代替が期待できる。既に構造物の損傷を矩形領域(バウンディングボックス)で検出する(非特許文献1)、損傷の程度やその形状を領域(セグメンテーション)で検出する(非特許文献2)などで、多くの研究が報告されており、これらの技術を利用した目視点検の代替、補助が期待される。 The aging of infrastructure structures is accelerating, and it is said that the need for maintenance and renewal will increase further in the future. As the working population continues to decline, improving the efficiency of labor related to maintenance and renewal has become an urgent issue. In order to improve the efficiency of labor related to maintenance and renewal, there are an increasing number of research cases in which AI-based image recognition technology, whose performance has improved significantly in recent years, is applied. By using an advanced neural network called deep learning, it is possible to realize image recognition that is close to human intuition, which was difficult in the past, and it can be expected to assist or replace the visual inspection of damaged parts. Many studies have already reported that damage to structures is detected in a rectangular region (bounding box) (Non-Patent Document 1), and the degree of damage and its shape are detected in a region (segmentation) (Non-Patent Document 2). It is expected to replace and assist visual inspections using these technologies.
点検・診断業務においては、目視等で確認された損傷をもとに、損傷の危険性の評価、発生原因の推定、対策の検討など、維持・更新に向けた対応を講じる必要がある、このような二次的な判断をするためには、損傷の種類、位置、形状だけでなく、その損傷がどの構造部位に発生しているかという背景情報が重要である。構造物の部位をAI(Artificial Intelligence)によって検出することができれば、損傷の検出結果と合わせることで、損傷の原因、危険性や対策などの二次的な判断の推定にAIが活用できる。 In inspection / diagnosis work, it is necessary to take measures for maintenance / renewal, such as evaluating the risk of damage, estimating the cause of damage, and examining countermeasures, based on the damage confirmed visually. In order to make such a secondary judgment, not only the type, position, and shape of the damage, but also the background information on which structural part the damage occurs is important. If the part of the structure can be detected by AI (Artificial Intelligence), AI can be used to estimate secondary judgments such as the cause, danger and countermeasures of damage by combining with the damage detection result.
また、インフラ構造物の中でも、例えば、橋梁はトンネルや管きょと異なり、屋外構造物であること、撮影地点の制約の都合などから、構造物を比較的全景で撮影する状況が多く、画像内に複数種の部位が含まれることが多い。国土交通省の定める(「橋梁定期点検要領」)では、橋梁の部位・部材として、主桁などを含む29種の上部構造、梁部などを含む8種の下部構造,支承本体を含む6種の支承部,高欄などを含む8種の路上部位・部材、その他、排水設備等の6種、合計57種の部位・部材が規定されており、多数の部位・部材が構造物全体に配置されている。同要領では,損傷とその程度の判定、損傷の対策区分の判定、橋梁の健全性評価の各方法についても定められている。損傷の対策区分は損傷の発生部位によっても変わり、例えば床版に遊離石灰や鉄筋露出がある場合、「緊急の対策が必要」と判断される。 In addition, among infrastructure structures, for example, unlike tunnels and pipes, bridges are outdoor structures, and due to restrictions on shooting points, there are many situations in which structures are photographed in a relatively panoramic view. It often contains multiple types of parts. According to the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (“Bridge Periodic Inspection Procedure”), 29 types of superstructures including main girders, 8 types of substructures including beams, and 6 types including bearings are used as bridge parts and members. Eight types of road parts / members including bearings, balustrades, etc., and six types of drainage facilities, etc., for a total of 57 types of parts / members are specified, and many parts / members are arranged throughout the structure. ing. The procedure also stipulates methods for determining damage and its degree, determining damage countermeasure categories, and assessing bridge soundness. The damage countermeasure category also changes depending on the location of the damage. For example, if the floor slab has free lime or exposed reinforcing bars, it is judged that "urgent measures are required".
しかしながら、インフラ構造物に発生している損傷を特定する手法については、現状では、作業員の目視などに頼ることが多く、ベテランの作業員と比較的経験の浅い作業員とでは、損傷の特定に要する時間や正確性に大きな乖離がある。そのため、インフラ構造物に発生している損傷の特定を精度高く行うことができなかった。本発明は、人工知能による機械学習によってインフラ構造物に発生している損傷を精度高く特定することを目的とする。 However, at present, the method of identifying damage occurring in infrastructure structures often relies on the visual inspection of workers, and it is possible for veteran workers and relatively inexperienced workers to identify damage. There is a big gap in the time and accuracy required for. Therefore, it was not possible to accurately identify the damage occurring in the infrastructure structure. An object of the present invention is to accurately identify damages occurring in an infrastructure structure by machine learning by artificial intelligence.
上記目的を達成するため、本発明に係る損傷特定装置は、
第1屋外構造物の第1画像を取得する画像取得部と、
取得した前記第1画像中の前記第1屋外構造物の境界および前記第1屋外構造物の部位の境界を決定する境界決定部と、
決定した前記境界に基づいて、前記第1屋外構造物の種類および前記第1屋外構造物の部位を特定する部位特定部と、
特定された前記第1屋外構造物の部位の材料を特定する材料特定部と、
特定された前記第1屋外構造物の種類、特定された前記第1屋外構造物の部位および特定された前記第1屋外構造物の部位の材料に基づいて、特定された前記第1屋外構造物の部位に発生した損傷を決定する損傷決定部と、
決定された前記損傷のそれぞれを識別可能な識別子を付与して、前記第1屋外構造物の種類、前記第1屋外構造物の前記部位および決定された前記損傷とともに人工知能に学習させて、学習済み損傷特定モデルを生成するモデル生成部と、
第2屋外構造物の第2画像の入力を受け付ける受付部と、
前記モデル生成ステップにおいて生成した前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2屋外構造物の部位に発生している損傷を特定する損傷特定部と、
を備えた。
In order to achieve the above object, the damage identification device according to the present invention is
An image acquisition unit that acquires the first image of the first outdoor structure,
A boundary determining unit that determines the boundary of the first outdoor structure and the boundary of the portion of the first outdoor structure in the acquired first image, and
Based on the determined boundary, the type of the first outdoor structure and the part specifying part for specifying the part of the first outdoor structure, and the part specifying part.
A material specifying part that specifies the material of the specified part of the first outdoor structure, and
The first outdoor structure identified based on the identified type of the first outdoor structure, the identified part of the first outdoor structure and the material of the identified part of the first outdoor structure. Damage determination part that determines the damage that occurred in the site of
An artificial intelligence is trained together with the type of the first outdoor structure, the site of the first outdoor structure, and the determined damage by assigning an identifier that can identify each of the determined damages. A model generator that generates a damaged specific model,
The reception section that accepts the input of the second image of the second outdoor structure,
Using the trained damage identification model generated in the model generation step, a damage identification part for identifying damage occurring in a portion of the second outdoor structure, and a damage identification portion.
Equipped with.
上記目的を達成するため、本発明に係る損傷特定方法は、
第1屋外構造物の第1画像を取得する画像取得ステップと、
取得した前記第1画像中の前記第1屋外構造物の境界および前記第1屋外構造物の部位の境界を決定する境界決定ステップと、
決定した前記境界に基づいて、前記第1屋外構造物の種類および前記第1屋外構造物の部位を特定する部位特定ステップと、
特定された前記第1屋外構造物の部位の材料を特定する材料特定ステップと、
特定された前記第1屋外構造物の種類、特定された前記第1屋外構造物の部位および特定された前記第1屋外構造物の部位の材料に基づいて、特定された前記第1屋外構造物の部位に発生した損傷を決定する損傷決定ステップと、
決定された前記損傷のそれぞれを識別可能な識別子を付与して、前記第1屋外構造物の種類、前記第1屋外構造物の前記部位および決定された前記損傷とともに人工知能に学習させて、学習済み損傷特定モデルを生成するモデル生成ステップと、
第2屋外構造物の第2画像の入力を受け付ける受付ステップと、
前記モデル生成ステップにおいて生成した前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2屋外構造物の部位に発生している損傷を特定する損傷特定ステップと、
を含む。
In order to achieve the above object, the damage identification method according to the present invention is:
An image acquisition step for acquiring the first image of the first outdoor structure,
A boundary determination step for determining the boundary of the first outdoor structure and the boundary of the portion of the first outdoor structure in the acquired first image, and
A site identification step for identifying the type of the first outdoor structure and the site of the first outdoor structure based on the determined boundary, and
A material identification step for specifying the material of the identified part of the first outdoor structure, and
The first outdoor structure identified based on the identified type of the first outdoor structure, the identified part of the first outdoor structure and the material of the identified part of the first outdoor structure. Damage determination steps to determine the damage that occurred in the area
An artificial intelligence is trained together with the type of the first outdoor structure, the site of the first outdoor structure, and the determined damage by assigning an identifier that can identify each of the determined damages. A model generation step to generate a damaged specific model, and
The reception step that accepts the input of the second image of the second outdoor structure,
Using the learned damage identification model generated in the model generation step, the damage identification step for identifying the damage occurring at the site of the second outdoor structure and the damage identification step.
including.
上記目的を達成するため、本発明に係る損傷特定プログラムは、
第1屋外構造物の第1画像を取得する画像取得ステップと、
取得した前記第1画像中の前記第1屋外構造物の境界および前記第1屋外構造物の部位の境界を決定する境界決定ステップと、
決定した前記境界に基づいて、前記第1屋外構造物の種類および前記第1屋外構造物の部位を特定する部位特定ステップと、
特定された前記第1屋外構造物の部位の材料を特定する材料特定ステップと、
特定された前記第1屋外構造物の種類、特定された前記第1屋外構造物の部位および特定された前記第1屋外構造物の部位の材料に基づいて、特定された前記第1屋外構造物の部位に発生した損傷を決定する損傷決定ステップと、
決定された前記損傷のそれぞれを識別可能な識別子を付与して、前記第1屋外構造物の種類、前記第1屋外構造物の前記部位および決定された前記損傷とともに人工知能に学習させて、学習済み損傷特定モデルを生成するモデル生成ステップと、
第2屋外構造物の第2画像の入力を受け付ける受付ステップと、
前記モデル生成部で生成した前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2屋外構造物の部位に発生している損傷を特定する損傷特定ステップと、
をコンピュータに実行させる。
In order to achieve the above object, the damage identification program according to the present invention
An image acquisition step for acquiring the first image of the first outdoor structure,
A boundary determination step for determining the boundary of the first outdoor structure and the boundary of the portion of the first outdoor structure in the acquired first image, and
A site identification step for identifying the type of the first outdoor structure and the site of the first outdoor structure based on the determined boundary, and
A material identification step for specifying the material of the identified part of the first outdoor structure, and
The first outdoor structure identified based on the identified type of the first outdoor structure, the identified part of the first outdoor structure and the material of the identified part of the first outdoor structure. Damage determination steps to determine the damage that occurred in the area
An artificial intelligence is trained together with the type of the first outdoor structure, the site of the first outdoor structure, and the determined damage by assigning an identifier that can identify each of the determined damages. A model generation step to generate a damaged specific model, and
The reception step that accepts the input of the second image of the second outdoor structure,
Using the learned damage identification model generated by the model generation unit, a damage identification step for identifying damage occurring at a site of the second outdoor structure, and a damage identification step.
Let the computer run.
本発明の損傷特定装置によれば、屋外構造物に発生している損傷を、人工知能による機械学習によって、精度高く特定することができる。 According to the damage identification device of the present invention, damage occurring in an outdoor structure can be identified with high accuracy by machine learning by artificial intelligence.
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術的範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail exemplarily with reference to the drawings. However, the configuration, numerical values, processing flow, functional elements, etc. described in the following embodiments are merely examples, and modifications and changes thereof are free, and the technical scope of the present invention is described below. It is not intended to be limited.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態としての損傷特定装置104について、図1〜図10を用いて説明する。損傷特定装置104は、屋外構造物として、例えば、橋梁などに発生した損傷を特定するために用いられる。図1は、本実施形態に係る損傷特定装置104を含む損傷特定システム100について説明するための図である。
[First Embodiment]
The
本実施形態の損傷特定装置104は、例えば、図1に示すシステム構成を備える損傷特定システム100を用いて実施されるようになっている。損傷特定システム100は、例えば、有線または無線の通信網101を介して互いに接続されている、屋外構造物120を撮像することが可能な機能を備えるドローン102と、例えば、管理事務所に設置されたパーソナルコンピュータ103と、AI(人工知能:Artificial Intelligence)として、好ましくは畳み込みニューラルネットワーク(CNN:Convolutional Neural Network)やPSPNet(Pyramid Scene Parsing Network)などをアルゴリズムとするニューラルネットワークを実装可能な公知の機械学習ツール(ソフトウェア)が組み込まれた損傷特定装置104とを含む。
The
損傷特定装置104は、好ましくはドローン102により撮像された屋外構造物120の画像を用いて、屋外構造物120の種類や部位、材料を特定して、損傷を特定する。パーソナルコンピュータ103は、ドローン102による屋外構造物120の撮像を制御して、屋外構造物の一部または全体を撮像する。撮像された画像は、ドローン102からパーソナルコンピュータ103へと送信される。パーソナルコンピュータ103は、受信した屋外構造物120の画像を損傷特定装置104に送信すると共に、損傷特定装置104から送信される屋外構造物120の部位の特定結果を、ディスプレイなどの表示部105に表示させる。
The
図2は、本実施形態に係る損傷特定装置104の構成を説明するためのブロック図である。損傷特定装置104は、画像取得部201、境界決定部202、部位特定部203、材料特定部204、損傷決定部205、モデル生成部206および記憶部209を備える。記憶部209には、材料特定テーブル291および損傷決定テーブル292が格納されている。損傷特定装置104は、さらに、受付部207および損傷特定部208を備える。なお、以下の説明では、屋外構造物120として橋梁を例に説明する。
FIG. 2 is a block diagram for explaining the configuration of the
ここで、損傷特定装置104は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ネットワークインターフェース、およびストレージを有する。ここで、CPUは、演算制御用のプロセッサであり、プログラムを実行することで図2に示した損傷特定装置104の各機能構成を実現する。CPUは、複数のプロセッサを有し、異なるプログラムやモジュール、タスク、スレッドなどを並行して実行してもよい。ROMは、初期データおよびプログラムなどの固定データおよびその他のプログラムを記憶する。また、ネットワークインターフェースは、ネットワークを介して他の装置などと通信する。なお、CPUは、1つに限定されず、複数のCPUであっても、あるいは画像処理用のGPU(Graphics Processing Unit)を含んでもよい。また、ネットワークインターフェースは、CPUとは独立した他のCPUを有して、RAMの領域に送受信データを書き込みあるいは読み出しするのが望ましい。また、RAMとストレージとの間でデータを転送するDMAC(Direct Memory Access Controller)を設けるのが望ましい。さらに、CPUは、RAMにデータが受信あるいは転送されたことを認識してデータを処理する。また、CPUは、処理結果をRAMに準備し、後の送信あるいは転送はネットワークインターフェースやDMACに任せる。
Here, the
RAMは、CPUが一時記憶のワークエリアとして使用するメモリである。RAMには、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域が確保されている。ストレージには、データベースや各種のパラメータ、モジュール、あるいは本実施形態の実現に必要なデータまたはプログラムが記憶されている。例えば、ストレージには、損傷特定装置104の全体を制御するための制御プログラムが記憶されている。
The RAM is a memory used by the CPU as a temporary storage work area. An area for storing data necessary for realizing the present embodiment is secured in the RAM. The storage stores a database, various parameters, modules, or data or programs necessary for realizing the present embodiment. For example, the storage stores a control program for controlling the entire
さらに、損傷特定装置104は、入出力インターフェースをさらに備えてもよい。入出力インターフェースには、表示部、操作部、記憶媒体が接続される。入出力インターフェースには、さらに、音声出力部であるスピーカや、音声入力部であるマイク、あるいはGPS(Global Positioning System)位置判定部が接続されてもよい。なお、RAMやストレージには、損傷特定装置が有する汎用の機能や他の実現可能な機能に関するプログラムやデータが記憶されていてもよい。
Further, the
画像取得部201は、橋梁211の画像210を取得する。画像取得部201はが取得する画像210は、ドローン102により撮像されたものであるが、画像210の撮像方法はこれには限定されない。例えば、デジタルカメラやフィルムカメラ、スマートフォンなどの携帯端末に付属するカメラ、人工衛星に搭載されたカメラなどで撮像されたものであってもよい。
The
画像取得部201は、例えば、884枚の画像210を取得するが、画像取得部201が取得する画像210の枚数は、これには限定されない。画像取得部201が取得する画像210の枚数は、多ければ多いほど人工知能による学習精度が向上するため好ましい。さらに、画像210の解像度は、高解像度、または低解像度のいずれであってもよい。高解像度の画像であれば人工知能による学習精度が向上するため好ましいが、損傷特定装置104の処理能力や、通信網101の通信能力などに応じた解像度が選択される。そして、画像取得部201は、取得した画像210を境界決定部202へ送信する。
The
境界決定部202は、取得した画像210中の橋梁211の部位の境界を決定する。境界決定部202は、画像取得部201から送信された画像210に写っている橋梁211を構成する部位の境界を決定する。
The
境界の決定は、例えば、インスタンスセグメンテーションやセマンティックセグメンテーションなどの手法を用いて行われる。ここで、インスタンスセグメンテーションは、物体ごとに領域を分ける手法である。つまり、それぞれの物体を区別しつつ、物体がある領域をピクセル単位で分割する手法である。また、セマンティックセグメンテーションは、種別ごとに領域を分ける手法である。橋梁211の部位は固有の物体として個別に判断できないものが多いことから、本実施形態ではセマンティックセグメンテーションを用いた。
Boundary determination is made using techniques such as instance segmentation and semantic segmentation. Here, instance segmentation is a method of dividing an area for each object. In other words, it is a method of dividing the area where the object is located in pixel units while distinguishing each object. In addition, semantic segmentation is a method of dividing an area for each type. Since many parts of the
また、境界の決定には、例えば、画像210の明暗の相違、影の形状や濃淡、コントラストの違いなどを用いてもよい。さらに、境界の決定の前に、境界決定部202は、画像210のコントラストや明暗、カラーバランスなどを調整してから境界を決定するようにしてもよい。なお、境界決定部202は、決定された境界を境界線として、画像210に描画してもよい。このように、境界線を描画することにより、ユーザにとっての視認性が向上するからである。そして、境界決定部202は、境界が決定された画像210を部位特定部203へと送信する。
Further, for determining the boundary, for example, the difference in brightness of the
部位特定部203は、決定した境界に基づいて、橋梁211の部位を特定する。部位特定部203による部位の特定は、例えば、決定された境界によって表される橋梁211の部位の形状や大きさなどに基づいて行われる。部位特定部203は、特定された部位について、画像210中の位置、例えば、部位名データと画像210中の座標データ(x,y)とを紐付けて、画像210中に記録する。なお、部位名データと座標データとを画像210中に記録するのではなく、所定のストレージに記憶しておき、これらのデータを必要に応じて適宜読み出すようにしてもよい。
The
ここで、部位特定部203は、橋梁211の部位として、主桁や横桁、縦桁、床版、柱部・壁部、梁部、胸壁、堅壁、支承本体、高欄などを特定する。これらの部位は、橋梁211を構成する部位のうち大きな部位や重要な部位である。これの部位のうち、主桁、横桁、縦桁および床版は、上部構造と呼ばれる。また、柱部・壁部および梁部は、橋脚を構成し、胸壁および堅壁は橋台を構成するものであり、これらは下部構造と呼ばれる。さらに、支承本体は、支承部と呼ばれ、高欄は、路上と呼ばれる。なお、これらの部位は、国土交通省の定める「橋梁の定期点検要領」において定義されている。
Here, the
また、部位特定部203は、画像210において、上述の部位同士が重なって写っている場合、手前側の部位を優先して特定する。上述の部位同士が重なり合っている場合、手前側に写っている部位の方が、部位の全体が写っているため、機械学習の精度が高くなるからである。
Further, when the above-mentioned parts are overlapped with each other in the
材料特定部204は、橋梁211の部位の材料を特定する。つまり、橋梁211を構成するそれぞれの部位がどのような材料から作られているのかを特定する。材料特定部204が特定する材料は、例えば、コンクリートおよび鋼の少なくともいずれか一方を含む。なお、部位の材料が、コンクリートおよび鋼のいずれにも該当しない場合、材料特定部204は、例えば、その材料をその他の材料として特定するか、または該当なしとして特定してもよい。
The
なお、材料特定部204による材料の特定方法は、例えば、図3に示す材料特定テーブル291を参照して特定する方法がある。図3は、本実施形態に係る損傷特定装置104の記憶部209に格納される材料特定テーブル291の一例について説明するための図である。材料特定テーブル291は、図3に示したように、構造物の種類301に関連付けて構造物の部位302および部位の材料303を記憶する。構造物の種類301は、例えば、橋梁、電波塔(例えば、日本電波塔など)、ビルなどの屋外に存在する構造物である。構造物の部位は、それぞれの構造物を構成するために必要な小単位や中単位の部位であり、例えば、橋梁211であれば、上部構造や下部構造、さらに、これらの下位概念として、主桁、横桁などを含む。部位の材料303は、コンクリートおよび鋼である。なお、材料の特定方法は、ここに示した材料特定テーブル291を参照する方法には限定されない。
As a method of specifying the material by the
損傷決定部205は、屋外構造物120の種類として特定された橋梁211、橋梁211の部位および橋梁211の部位の材料に基づいて、橋梁211の部位に発生した損傷を決定する。損傷決定部205による損傷の決定方法は、例えば、図4に示す損傷決定テーブル292を参照して決定する方法がある。
The
図4は、本実施形態に係る損傷特定装置104の記憶部209に格納される損傷決定テーブル292の一例について説明するための図である。損傷決定テーブル292は、部位の材料401に関連付けて、損傷402を記憶する。部位の材料401は、コンクリートおよび鋼を含む。損傷402は、部位の材料401がコンクリートの場合、剥離、内部構造の露出、漏水・遊離石灰、鉄筋露出および錆汁を含み、部位の材料401が鋼の場合、腐食および防食機能低下を含む。そして、損傷決定部205は、損傷決定テーブル292を参照して、橋梁211の部位に発生した損傷を決定する。
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the damage determination table 292 stored in the
図4に示したように、損傷決定テーブル292を参照することにより、部位の材料によっては発生しえない損傷を予め排除することができる。例えば、材料が鋼である部位について、部位の一部にチョークによりマーキングを施した場合、チョークを遊離石灰と判断される恐れがあるが、鋼においては、遊離石灰が発生することはないため、材料が鋼である場合、予め遊離石灰という損傷は除外する。また、例えば、材料がコンクリートである部位については、腐食が発生することはないため、材料がコンクリートである場合には、予め腐食という損傷は除外する。ここで、鉄筋露出は、例えば、コンクリートの剥離が相当程度進んで、コンクリート内部の鉄筋が見える状態や、露出した鉄筋が腐食等している状態である。錆汁は、コンクリート内部の鉄筋が腐食してコンクリート表面に染み出たものである。このように、部位の材料401がコンクリートの場合であっても、コンクリート内部に含まれる鉄筋等に由来する損傷については、材料401がコンクリートの場合であっても、除外せずに、コンクリートの損傷として取り扱う。このように、橋梁211の部位とその部位の材料とを紐付けておくことにより、材料によっては発生し得ない損傷を誤って判定することを防止できる。なお、損傷の決定方法は、ここに示した損傷決定テーブル292を参照する方法には限定されない。
As shown in FIG. 4, by referring to the damage determination table 292, damage that cannot occur depending on the material of the site can be eliminated in advance. For example, if a part of the part made of steel is marked with chalk, the chalk may be judged as free lime, but in steel, free lime is not generated. If the material is steel, the damage of free lime is excluded in advance. Further, for example, since corrosion does not occur in a portion where the material is concrete, damage called corrosion is excluded in advance when the material is concrete. Here, the exposed reinforcing bar is, for example, a state in which the peeling of the concrete has progressed to a considerable extent and the reinforcing bar inside the concrete can be seen, or a state in which the exposed reinforcing bar is corroded or the like. Rust juice is the one in which the reinforcing bars inside the concrete are corroded and seep out to the concrete surface. As described above, even if the
ここで、損傷決定部205により決定される損傷について図5〜図8を参照して説明する。図5は、本実施形態に係る損傷特定装置により決定される損傷(腐食)について説明するための図である。
Here, the damage determined by the
腐食は、塗装やメッキなどによる防食措置が施された普通鋼材では、集中的に錆が発生している状態、または錆が極度に進行し板厚減少や断面欠損(以下「板厚減少等」という)が生じている状態をいう。耐候性鋼材の場合には、保護性錆が形成されず異常な錆が生じている場合や、極度な錆の進行により板厚減少等が著しい状態をいう。 Corrosion is caused by the state where rust is intensively generated in ordinary steel materials that have been subjected to anticorrosion measures such as painting and plating, or the rust progresses extremely and the plate thickness is reduced or the cross section is defective (hereinafter referred to as "plate thickness reduction, etc."" ) Is occurring. In the case of weathering steel, it means that protective rust is not formed and abnormal rust is generated, or that the plate thickness is significantly reduced due to the progress of extreme rust.
なお、本実施形態においては、板厚減少等をともなう錆の発生を「腐食」とし、板厚減少等を伴わないとみなせる程度の軽微な錆の発生は「防食機能の劣化」とする。板厚減少等の有無の判断が難しい場合には、「腐食」とする。耐候性鋼材で保護錆が生じるまでの期間は、錆の状態が一様でなく異常腐食かどうかの判断が困難な場合があるものの、板厚減少等を伴わないとみなせる程度の場合には「防食機能の劣化」とする。 In the present embodiment, the occurrence of rust accompanied by a decrease in plate thickness or the like is referred to as "corrosion", and the occurrence of slight rust that can be regarded as not accompanied by a decrease in plate thickness or the like is referred to as "deterioration of anticorrosion function". If it is difficult to determine whether or not the plate thickness has decreased, it is considered as "corrosion". In the period until protective rust is generated in weathering steel, it may be difficult to judge whether the rust is abnormal or not, but if it can be considered that there is no decrease in plate thickness, etc. Deterioration of anticorrosion function ".
ボルトの場合も同様に、減肉等を伴う錆の発生を腐食として扱い、減肉等を伴わないとみなせる程度の軽微な錆の発生は「防食機能の劣化」とする。 Similarly, in the case of bolts, the occurrence of rust accompanied by thinning is treated as corrosion, and the occurrence of slight rust that can be regarded as not accompanied by thinning is regarded as "deterioration of anticorrosion function".
損傷の程度の判定は、例えば、国土交通省の定める(「橋梁定期点検要領」)においては、程度(a〜e)は、損傷の深さおよび損傷の面積の組み合わせで判定される。例えば、損傷がなければaと判定され、損傷の深さおよび損傷の面積がいずれも小さい場合、bと判定され、損傷の深さが小さく、損傷の面積が大きい場合、cと判定される。さらに、損傷の深さが大きく、損傷の面積が小さい場合、dと判定される。損傷の深さおよび損傷の面積のいずれもが大きい場合、dと判定される(図5の右図の参考写真参照)。 The degree of damage is determined by, for example, in the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (“Bridge Periodic Inspection Procedure”), the degree (a to e) is determined by a combination of the depth of damage and the area of damage. For example, if there is no damage, it is determined as a, if both the depth of damage and the area of damage are small, it is determined as b, and if the depth of damage is small and the area of damage is large, it is determined as c. Further, when the damage depth is large and the damage area is small, it is determined as d. If both the depth of damage and the area of damage are large, it is determined to be d (see the reference photograph in the right figure of FIG. 5).
また、深さについて、深さが大きいとは、鋼材表面に著しい膨張が生じている、または明らかな板厚減少等が視認できることであり、深さが小さいとは、錆が表面的であり、著しい板厚減少等は視認できないことである。さらに、大きさについて、面積が大きいとは、部位の全体に錆が生じている、または部位に広がりのある発錆箇所が複数あることであり、面積が小さいとは、損傷箇所の面積が小さく局部的であることである。 Regarding the depth, when the depth is large, it means that the surface of the steel material is significantly expanded or a clear decrease in plate thickness is visible, and when the depth is small, the rust is superficial. Significant reduction in plate thickness is not visible. Furthermore, regarding the size, a large area means that the entire part is rusted or there are a plurality of rusted parts that are spread over the part, and a small area means that the area of the damaged part is small. Be local.
次に、防食機能の劣化について説明する。図6は、本実施形態に係る損傷特定装置により決定される損傷(防食機能の劣化)について説明するための図である。まず、鋼部材を対象として、防食機能の劣化の一般的性状や損傷の特徴について説明する。分類1の「塗装」においては、防食塗膜の劣化が特徴となる。分類2の「めっき、金属溶射」においては、防食皮膜が劣化することによる変色、ひびわれ、ふくれ、はがれが生じることが特徴となる。分類3の「耐候性鋼材」においては、保護性錆が形成されていないことが特徴となる。 Next, the deterioration of the anticorrosion function will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining damage (deterioration of anticorrosion function) determined by the damage identification device according to the present embodiment. First, for steel members, the general properties of deterioration of the anticorrosion function and the characteristics of damage will be described. Category 1 "painting" is characterized by deterioration of the anticorrosion coating film. Category 2 "plating, metal spraying" is characterized by discoloration, cracking, blistering, and peeling due to deterioration of the anticorrosion film. The category 3 "weathering steel" is characterized in that no protective rust is formed.
この損傷に対して、他の損傷との関係について説明する。塗装、溶融亜鉛めっき、金属溶射において、板厚減少等を伴う錆の発生を「腐食」とする。板厚減少等を伴わないとみなせる程度の軽微な錆の発生は、「防食機能の劣化」とする。耐候性鋼材においては、板厚減少を伴う異常錆が生じた場合に「腐食」とし、粗い錆やウロコ状の錆が生じた場合は、「防食機能の劣化」とする。 The relationship between this damage and other damages will be described. In painting, hot-dip galvanizing, and metal spraying, the occurrence of rust that accompanies a decrease in plate thickness is referred to as "corrosion." The occurrence of slight rust that can be regarded as not accompanied by a decrease in plate thickness is regarded as "deterioration of anticorrosion function". In weathering steel materials, when abnormal rust accompanied by a decrease in plate thickness occurs, it is referred to as "corrosion", and when coarse rust or scaly rust occurs, it is referred to as "deterioration of anticorrosion function".
損傷の程度の判定は、例えば、国土交通省の定める(「橋梁定期点検要領」)においては、程度(a〜e)は、一般的性状に応じて定められている。例えば、分類1の「塗装」については、損傷がなければaと判定され、一般的性状として、最外層の防食塗膜に変色が生じたり、局所的なうきが生じたりしている場合には、cと判定される。また、部分的に防食塗膜が剥離し、下塗りが露出している場合には、dと判定される。さらに、防食塗膜の劣化範囲が広く、点錆が発生している場合には、eと判定される。
The degree of damage is determined, for example, in the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (“Bridge Periodic Inspection Procedure”), the degree (a to e) is determined according to general properties. For example,
次に、分類2の「めっき、金属溶射」については、損傷がなければaと判定され、局所的に防食皮膜が劣化し、点錆が発生している場合には、cと判定される。また、防食皮膜の劣化範囲が広く、点錆が発生している場合には、eと判定される。次に、分類3の「耐候性鋼材」については、損傷がなければaと判定され、損傷はないが、補正錆は生成されていない状態の場合には、bと判定される。また、錆の大きさが1〜5mm程度で粗い場合には、cと判定され、錆の大きさが5〜25mm程度のうろこ状であれば、dと判定される。錆の層状剥離がある場合には、eと判定される(図6の右図の参考写真参照)。
Next, with respect to
図7は、本実施形態に係る損傷特定装置により決定される損傷(剥離・鉄筋露出)について説明するための図である。まず、剥離・鉄筋露出の一般的性状や損傷の特徴について説明する。コンクリート部材の表面が剥離している状態を剥離とし、剥離部で鉄筋が露出している状態を鉄筋露出とする。 FIG. 7 is a diagram for explaining the damage (peeling / reinforcing bar exposure) determined by the damage identifying device according to the present embodiment. First, the general properties of peeling / exposed reinforcing bars and the characteristics of damage will be described. The state in which the surface of the concrete member is peeled off is defined as peeling, and the state in which the reinforcing bar is exposed at the peeled portion is defined as the exposed reinforcing bar.
この損傷に対して、他の損傷との関係について説明する。「剥離・鉄筋露出」には、露出した鉄筋の腐食や破断などを含むものとし、「腐食」、「破断」などの損傷とはしない。床版に生じた剥離・鉄筋露出も含めるものとする。 The relationship between this damage and other damages will be described. "Peeling / exposed reinforcing bars" includes corrosion and breaking of exposed reinforcing bars, and does not mean damage such as "corrosion" and "breaking". Detachment and rebar exposure that occur on the deck shall also be included.
損傷の程度の判定は、例えば、国土交通省の定める(「橋梁定期点検要領」)においては、程度(a〜e)は、一般的性状に応じて定められている。損傷がない場合には、aと判定される。剥離のみが生じている場合にはcと判定される。鉄筋が露出しているが、鉄筋の腐食は軽微である場合、dと判定される。鉄筋が露出しており、鉄筋が著しく腐食または破断している場合、eと判定される(図7の右図の参考写真参照)。 The degree of damage is determined, for example, in the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (“Bridge Periodic Inspection Procedure”), the degree (a to e) is determined according to general properties. If there is no damage, it is determined to be a. If only peeling occurs, it is determined to be c. If the reinforcing bar is exposed but the corrosion of the reinforcing bar is slight, it is determined to be d. If the reinforcing bar is exposed and the reinforcing bar is significantly corroded or broken, it is judged as e (see the reference photograph in the right figure of FIG. 7).
図8は、本実施形態に係る損傷特定装置により決定される損傷(漏水・遊離石灰)について説明するための図である。まず、漏水・遊離石灰について、一般的性状や損傷の特徴について説明する。漏水・遊離石灰は、コンクリートの打継目やひびわれ部等から、水や石灰分の滲出や漏出が生じている状態をいう。 FIG. 8 is a diagram for explaining damage (leakage / free lime) determined by the damage identification device according to the present embodiment. First, regarding water leakage and free lime, the general properties and characteristics of damage will be explained. Leakage / free lime refers to a state in which water or lime is exuded or leaked from concrete joints or cracks.
この損傷に対して、他の損傷との関係について説明する。排水不良などでコンクリート部材の表面を伝う水によって発生している析出物は、遊離石灰とは区別する。また、外部から供給されそのままコンクリート部材の表面を流れている水は、漏水・滞水とする。ひびわれ、うき、剥離など他の損傷にも該当するコンクリートの損傷については、それぞれの項目にも該当するものとする。 The relationship between this damage and other damages will be described. Precipitates generated by water flowing on the surface of concrete members due to poor drainage are distinguished from free lime. In addition, water that is supplied from the outside and flows directly on the surface of the concrete member is considered to be leaking or stagnant. Concrete damage that also applies to other damages such as cracks, cracks, and peeling shall also apply to each item.
損傷の程度は、例えば、国土交通省の定める(「橋梁定期点検要領」)においては、程度(a〜e)は、一般的性状に応じて定められている。損傷がない場合には、aと判定される。ひびわれから漏水が生じているが、錆汁や遊離石灰はほとんど見られない場合には、cと判定される。ひびわれから遊離石灰が生じているが、錆汁はほとんど見られない場合には、dと判定される。ひびわれから著しい漏水や遊離石灰(例えば、つらら状)が生じている、または漏水に著しい泥や錆汁の混入が認められる場合には、eと判定される(図8の右図の参考写真参照)。なお、損傷決定部205は、損傷の決定の他に、損傷の程度を決定してもよい。損傷の程度の決定には、上述のa〜eまでのランクを用いてもよいが、ランク分けの方法はこれには限定されない。
The degree of damage is determined by, for example, the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (“Bridge Periodic Inspection Procedure”), and the degree (a to e) is determined according to general properties. If there is no damage, it is determined to be a. If water leaks from the cracks but almost no rust juice or free lime is found, it is judged as c. If free lime is generated from the cracks but almost no rust juice is seen, it is judged as d. If significant water leakage or free lime (for example, icicle-like) is generated from the crack, or if significant mud or rust juice is mixed in the water leakage, it is judged as e (see the reference photograph in the right figure of FIG. 8). ). The
モデル生成部206は、損傷決定部205により決定された損傷に対して、決定された損傷のそれぞれを識別可能な識別子(ID:Identifier)を付与する。モデル生成部206は、識別子として、例えば、損傷の範囲(大きさ)、その損傷の名称、損傷の属性(古い、新しい、色)などを画像210に付与する。なお、この識別子は、画像210に直接付与しても、所定のデータベース等に記憶しておき、適宜読み出すようにしてもよい。
The
そして、モデル生成部206は、付与した識別子、屋外構造物120の種類(橋梁211)、橋梁211の部位および決定された損傷を有する画像210(正解画像)と、画像210(元の画像)とを人工知能に入力して機械学習させる。人工知能による機械学習が終了すると、モデル生成部206は、学習済み損傷特定モデルを生成する。なお、モデル生成部206は、生成した学習済み損傷特定モデルを記憶部209に保存しておいてもよい。この場合、新たな学習用画像(画像210)を取得して、機械学習を行い、学習済み損傷特定モデルを生成するたびに、保存された学習済み損傷特定モデルを更新するようにしてもよい。
Then, the
また、モデル生成部206は、橋梁211の部位の材料がコンクリートの場合と鋼の場合とに分けて、学習済み損傷特定モデルを生成してもよい。つまり、モデル生成部206は、材料がコンクリートの場合に、橋梁221の部位に発生している損傷を特定するための学習済みコンクリート損傷特定モデルを生成してもよい。同様に、モデル生成部206は、材料が鋼の場合に、橋梁221の部位に発生している損傷を特定するための学習済み鋼損傷特定モデルを生成してもよい。
Further, the
このように、材料に応じた学習済み損傷特定モデルを生成しておくことで、後に行われる損傷特定において、材料が鋼の場合、コンクリートに発生する損傷を排除した上で、鋼に発生する損傷を特定できる。同様に、材料がコンクリートの場合、鋼に発生する損傷を排除した上で、コンクリートに発生する損傷を特定できる。このように、損傷特定モデルを部位の材料に応じて生成しておくことで、精度が高い損傷の特定を短時間で行うことが可能となる。 In this way, by generating a trained damage identification model according to the material, in the damage identification performed later, when the material is steel, the damage that occurs in the concrete is eliminated, and then the damage that occurs in the steel. Can be identified. Similarly, when the material is concrete, damage to steel can be eliminated and damage to concrete can be identified. In this way, by generating the damage identification model according to the material of the site, it is possible to identify the damage with high accuracy in a short time.
人工知能による機械学習は、既知のアルゴリズムを用いて行われる。本実施形態では、例えば、PSPNetを用いて行われる。PSPNetは、従来のセマンティックセグメンテーションモデルと比較して、広域に分布する特徴をより高性能に検出できるアルゴリズムである。橋梁211の画像210においては、橋梁211の局所的な画像の中に部位が広範に分布していることが多くあり、広域に分布する部位の形状を検出モデルとして適していと考えられる。なお、機械学習において、損失関数は重みなしとした。
Machine learning by artificial intelligence is performed using known algorithms. In this embodiment, for example, PSPNet is used. PSPNet is an algorithm that can detect features distributed over a wide area with higher performance than a conventional semantic segmentation model. In the
また、モデル生成部206は、人工知能による機械学習の精度を向上させて、より精度の高い損傷特定モデルを生成するために、人工知能に学習させる画像210の枚数を水増しして増加させる。モデル生成部206は、例えば、拡大、回転および反転のいずれか1つを用いて水増しデータを得る。
Further, the
また、モデル生成部206は、人工知能による機械学習の精度を向上させるために、転移学習を用いてもよい。ここで、転移学習とは、異なるデータセットを用いた学習済みモデルを、別の問題に転用し、部分的な学習をすることで、モデルの性能向上を狙う手法である。特に、教師データが十分でない場合に、推論性能の向上と学習時間の低減が期待できる手法である。本実施形態においては、22種のセマンティックセグメンテーションにてラベル付けしている画像データセットPascal VOC2012 Semantic Segmentation Datasetを用いて転移学習を行った。
Further, the
受付部207は、橋梁221の画像220の有力を受け付ける。本実施形態では、受け付ける画像220は、ドローン102により撮像された画像であるが、橋梁221の撮像方法はドローン102には限定されない。
The
損傷特定部208は、モデル生成部206で生成した学習済み損傷特定モデルを用いて、受付部207が受け付けた画像220中の橋梁221の部位に発生している損傷を特定する。損傷特定部208においては、受け付けた画像220において、学習済み損傷特定モデルを用いて、画像220に写っている損傷と学習済み損傷特定モデルにおける損傷との相関関係により、橋梁221の部位に発生している損傷が特定される。損傷特定部208は、橋梁221の部位に発生している損傷として、学習済み損傷特定モデルにおける損傷との相関度が高いものを損傷として特定する。その後、損傷特定装置104は、結果画像230を出力する。
The
図9は、本実施形態に係る損傷特定装置104による学習済み損傷特定モデル生成の手順を説明するためのフローチャートである。図10は、本実施形態に係る損傷特定装置104による損傷特定の手順を説明するためのフローチャートである。図9および図10に示したフローチャートは、損傷特定装置104の不図示のCPU(Central Processing Unit)が、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を用いて実行し、図2に示した損傷特定装置104の各機能構成を実現する。
FIG. 9 is a flowchart for explaining a procedure for generating a learned damage identification model by the
まず、図9を参照して、人工知能による機械学習により、学習済み損傷特定モデルを生成する処理について説明する。ステップS901において、画像取得部201は、橋梁211の画像210を取得する。ステップS903において、境界決定部202は、取得した画像210中の橋梁211の部位の境界を決定する。ステップS905において、部位特定部203は、橋梁211の部位を特定する。ステップS907において、材料特定部204は、部位の材料を特定する。
First, with reference to FIG. 9, a process of generating a trained damage identification model by machine learning by artificial intelligence will be described. In step S901, the
ステップS909において、損傷決定部205は、橋梁211の部位の材料が鋼かコンクリートかを判定する。材料が鋼と判定された場合、損傷決定部205は、ステップS911へ進む。ステップS911において、損傷決定部205は、部位の材料が、鋼であるので、コンクリートに発生する損傷、すなわち、鋼には発生することのない損傷を予め排除して、鋼に発生する損傷を特定する。
In step S909, the
ステップS909において、材料がコンクリートと判定された場合、損傷決定部205は、ステップS913へ進む。ステップS9103において、損傷決定部205は、部位の材料がコンクリートであるので、鋼に発生する損傷、すなわち、コンクリートには発生することのない損傷を予め排除して、コンクリートに発生する損傷を特定する。
If the material is determined to be concrete in step S909, the
ステップS915において、モデル生成部206は、部位や損傷が特定された画像(正解画像)と元画像(画像210)とを人工知能に入力して機械学習させる。ステップS917において、モデル生成部206は、取得した画像210の全てについて、機械学習が終了したか否かを判断する。機械学習が終了していないと判断した場合(ステップS917のNO)、損傷特定装置104は、ステップS903へ戻る。機械学習が終了したと判断した場合(ステップS917のYES)、損傷特定装置104は、ステップS919へと進む。ステップS919において、モデル生成部206は、学習済み損傷特定モデルを生成する。なお、モデル生成部206は、部位の材料の種類に応じた学習済み損傷特定モデルを生成してもよい。
In step S915, the
次に、図10を参照して、生成した学習済み損傷特定モデルを用いて新たに取得した画像220中の橋梁221の部位に発生している損傷を特定する処理について説明する。ステップS1001において、受付部207は、橋梁221の画像220の入力を受け付ける。ステップS1003において、損傷特定部208は、モデル生成部206が生成した学習済み損傷特定モデルを用いて、橋梁221の部位に発生している損傷を特定する。ステップS1005において、損傷特定装置104は、特定した結果を出力する。ステップS1007において、受付部207が受け付けた画像220の全てについて、結果の出力が終了したか否かを判断する。全ての画像220について、結果の出力が終了していないと判断した場合(ステップS1007のNO)、損傷特定装置104は、ステップS1003へ戻る。全ての画像220について、結果の出力が終了していると判断した場合(ステップS1007のYES)、損傷特定装置104は、処理を終了する。
Next, with reference to FIG. 10, a process for identifying the damage occurring at the site of the
次に、図11を参照して、損傷特定装置104により生成された学習済み損傷特定モデルの評価について説明する。図11は、本実施形態に係る損傷特定装置により生成された学習済み損傷特定モデルの評価について説明するための図である。学習済み損傷特定モデルの評価は、再現率を用いて行った。
Next, with reference to FIG. 11, the evaluation of the trained damage identification model generated by the
ここで、再現率は、クラスiに属する画素のうち、正しくiと判定された画素の割合で表されるものである。再現率は、再現率=TP/(TP+FN)と表される。ここで、TP(True Positive)は、正解が正であるものを正しく正と予測できた数であり、FN(False Negative)は、正解が正であるものを間違って負と予測した数である。再現率は、検知したいものが検知されているか否かを評価したい場合に用いられる指標であり、見逃しに対してどれだけ強いかを評価できる指標である。 Here, the recall rate is represented by the ratio of the pixels correctly determined to be i among the pixels belonging to the class i. The recall rate is expressed as recall rate = TP / (TP + FN). Here, TP (True Positive) is a number that can correctly predict that the correct answer is correct, and FN (False Negative) is a number that mistakenly predicts that the correct answer is negative. .. The recall rate is an index used when it is desired to evaluate whether or not what is desired to be detected is detected, and is an index that can evaluate how strong it is against oversight.
図11に示したように、それぞれの損傷の再現率は、腐食または防食機能の劣化では、59.1%、漏水・遊離石灰では、49.6%、剥離・鉄筋露出では、26.4%となった。なお、ここでは、評価の指標として、再現率を用いて説明をしたが、評価の指標は再現率には限定されない。評価の指標は、例えば、IoU(Intersection over Union)やMeanIoUなどであってもよい。 As shown in FIG. 11, the recall rate of each damage is 59.1% for corrosion or deterioration of anticorrosion function, 49.6% for water leakage / free lime, and 26.4% for peeling / reinforcing bar exposure. It became. Here, the recall rate is used as an evaluation index, but the evaluation index is not limited to the recall rate. The evaluation index may be, for example, IoU (Intersection over Union) or MeanIoU.
なお、上述の説明では、屋外構造物120として橋梁211を例に説明したが、屋外構造物120はこれには限定されず、例えば、電波塔(日本電波塔(東京タワー)、東京スカイツリー(登録商標))やビルなどにも適用できる。この場合、損傷特定装置104は、例えば、図12に示す屋外構造物テーブル1200を参照して、屋外構造物の種類などを特定する。屋外構造物テーブル1200は、屋外構造物の種類1201に関連付けて部位1202を記憶する。損傷特定装置104は、屋外構造物テーブル1200を参照して、それぞれの屋外構造物の種類や部位などを特定する。なお、損傷特定装置104は、画像中の屋外構造物の形状(シルエット)、大きさなどから屋外構造物の種類1201を特定する。また、屋外構造物の画像に位置情報(例えば、GPSデータ)などのメタデータを付与しておき、この位置情報なども加味して屋外構造物の種類1201を特定してもよい。さらに、橋梁には、例えば、桁橋、トラス橋、アーチ橋、ラーメン橋、斜張橋、吊り橋などが含まれるが、本実施形態の損傷特定装置104は、いずれの橋梁であっても適用できる。
In the above description, the
本実施形態によれば、屋外構造物の部位に発生した損傷を容易に特定することができるので、屋外構造物の劣化を容易に診断することができる。また、屋外構造物の部位とその部位の材料とを紐付けているため、材料によっては発生し得ない損傷や劣化を予め排除できるので、損傷特定や劣化診断を高い精度で行うことができる。 According to the present embodiment, since the damage generated in the portion of the outdoor structure can be easily identified, the deterioration of the outdoor structure can be easily diagnosed. Further, since the part of the outdoor structure and the material of the part are linked, damage and deterioration that cannot occur depending on the material can be eliminated in advance, so that damage identification and deterioration diagnosis can be performed with high accuracy.
[他の実施形態]
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
[Other Embodiments]
Although the invention of the present application has been described above with reference to the embodiment, the invention of the present application is not limited to the above embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made within the scope of the present invention in terms of the structure and details of the present invention. Also included in the scope of the present invention are systems or devices in which the different features contained in each embodiment are combined in any way.
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるWWW(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)は本発明の範疇に含まれる。
Further, the present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices, or may be applied to a single device. Furthermore, the present invention is also applicable when the information processing program that realizes the functions of the embodiment is supplied directly or remotely to the system or device. Therefore, in order to realize the functions of the present invention on a computer, a program installed on the computer, a medium containing the program, and a WWW (World Wide Web) server for downloading the program are also included in the scope of the present invention. .. In particular, at least a non-transitory computer readable medium containing a program that causes a computer to execute the processing steps included in the above-described embodiment is included in the scope of the present invention.
Claims (11)
取得した前記第1画像中の前記第1屋外構造物の境界および前記第1屋外構造物の部位の境界を決定する境界決定部と、
決定した前記境界に基づいて、前記第1屋外構造物の種類および前記第1屋外構造物の部位を特定する部位特定部と、
特定された前記第1屋外構造物の部位の材料を特定する材料特定部と、
特定された前記第1屋外構造物の種類、特定された前記第1屋外構造物の部位および特定された前記第1屋外構造物の部位の材料に基づいて、特定された前記第1屋外構造物の部位に発生した損傷を決定する損傷決定部と、
決定された前記損傷のそれぞれを識別可能な識別子を付与して、前記第1屋外構造物の種類、前記第1屋外構造物の前記部位および決定された前記損傷とともに人工知能に学習させて、学習済み損傷特定モデルを生成するモデル生成部と、
第2屋外構造物の第2画像の入力を受け付ける受付部と、
前記モデル生成部で生成した前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2屋外構造物の部位に発生している損傷を特定する損傷特定部と、
を備えた損傷特定装置。 An image acquisition unit that acquires the first image of the first outdoor structure,
A boundary determining unit that determines the boundary of the first outdoor structure and the boundary of the portion of the first outdoor structure in the acquired first image, and
Based on the determined boundary, the type of the first outdoor structure and the part specifying part for specifying the part of the first outdoor structure, and the part specifying part.
A material specifying part that specifies the material of the specified part of the first outdoor structure, and
The first outdoor structure identified based on the identified type of the first outdoor structure, the identified part of the first outdoor structure and the material of the identified part of the first outdoor structure. Damage determination part that determines the damage that occurred in the site of
An artificial intelligence is trained together with the type of the first outdoor structure, the site of the first outdoor structure, and the determined damage by assigning an identifier that can identify each of the determined damages. A model generator that generates a damaged specific model,
The reception section that accepts the input of the second image of the second outdoor structure,
Using the learned damage identification model generated by the model generation unit, a damage identification unit that identifies damage occurring at a site of the second outdoor structure and a damage identification unit.
Damage identification device equipped with.
前記モデル生成部は、コンクリート材料用学習済み損傷特定モデルを生成する請求項1〜3のいずれか1項に記載の損傷特定装置。 When the material identification part identifies concrete as the material, the damage identification part identifies at least one of peeling, exposure of the internal structure, water leakage / free lime, exposed rebar, and rust juice as the damage.
The damage identification device according to any one of claims 1 to 3, wherein the model generation unit generates a learned damage identification model for concrete materials.
前記モデル生成部は、鋼材料用学習済み損傷特定モデルを生成する請求項1〜3のいずれか1項に記載の損傷特定装置。 When the material identification part identifies steel as the material, the damage identification part identifies at least one of corrosion and deterioration of anticorrosion function as the damage.
The damage identification device according to any one of claims 1 to 3, wherein the model generation unit generates a learned damage identification model for steel materials.
取得した前記第1画像中の前記第1屋外構造物の境界および前記第1屋外構造物の部位の境界を決定する境界決定ステップと、
決定した前記境界に基づいて、前記第1屋外構造物の種類および前記第1屋外構造物の部位を特定する部位特定ステップと、
特定された前記第1屋外構造物の部位の材料を特定する材料特定ステップと、
特定された前記第1屋外構造物の種類、特定された前記第1屋外構造物の部位および特定された前記第1屋外構造物の部位の材料に基づいて、特定された前記第1屋外構造物の部位に発生した損傷を決定する損傷決定ステップと、
決定された前記損傷のそれぞれを識別可能な識別子を付与して、前記第1屋外構造物の種類、前記第1屋外構造物の前記部位および決定された前記損傷とともに人工知能に学習させて、学習済み損傷特定モデルを生成するモデル生成ステップと、
第2屋外構造物の第2画像の入力を受け付ける受付ステップと、
前記モデル生成ステップにおいて生成した前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2屋外構造物の部位に発生している損傷を特定する損傷特定ステップと、
を含む損傷特定方法。 An image acquisition step for acquiring the first image of the first outdoor structure,
A boundary determination step for determining the boundary of the first outdoor structure and the boundary of the portion of the first outdoor structure in the acquired first image, and
A site identification step for identifying the type of the first outdoor structure and the site of the first outdoor structure based on the determined boundary, and
A material identification step for specifying the material of the identified part of the first outdoor structure, and
The first outdoor structure identified based on the identified type of the first outdoor structure, the identified part of the first outdoor structure and the material of the identified part of the first outdoor structure. Damage determination steps to determine the damage that occurred in the area
An artificial intelligence is trained together with the type of the first outdoor structure, the site of the first outdoor structure, and the determined damage by assigning an identifier that can identify each of the determined damages. A model generation step to generate a damaged specific model, and
The reception step that accepts the input of the second image of the second outdoor structure,
Using the learned damage identification model generated in the model generation step, the damage identification step for identifying the damage occurring at the site of the second outdoor structure and the damage identification step.
Damage identification methods including.
取得した前記第1画像中の前記第1屋外構造物の境界および前記第1屋外構造物の部位の境界を決定する境界決定ステップと、
決定した前記境界に基づいて、前記第1屋外構造物の種類および前記第1屋外構造物の部位を特定する部位特定ステップと、
特定された前記第1屋外構造物の部位の材料を特定する材料特定ステップと、
特定された前記第1屋外構造物の種類、特定された前記第1屋外構造物の部位および特定された前記第1屋外構造物の部位の材料に基づいて、特定された前記第1屋外構造物の部位に発生した損傷を決定する損傷決定ステップと、
決定された前記損傷のそれぞれを識別可能な識別子を付与して、前記第1屋外構造物の種類、前記第1屋外構造物の前記部位および決定された前記損傷とともに人工知能に学習させて、学習済み損傷特定モデルを生成するモデル生成ステップと、
第2屋外構造物の第2画像の入力を受け付ける受付ステップと、
前記モデル生成ステップにおいて生成した前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2屋外構造物の部位に発生している損傷を特定する損傷特定ステップと、
をコンピュータに実行させる損傷特定プログラム。
An image acquisition step for acquiring the first image of the first outdoor structure,
A boundary determination step for determining the boundary of the first outdoor structure and the boundary of the portion of the first outdoor structure in the acquired first image, and
A site identification step for identifying the type of the first outdoor structure and the site of the first outdoor structure based on the determined boundary, and
A material identification step for specifying the material of the identified part of the first outdoor structure, and
The first outdoor structure identified based on the identified type of the first outdoor structure, the identified part of the first outdoor structure and the material of the identified part of the first outdoor structure. Damage determination steps to determine the damage that occurred in the area
An artificial intelligence is trained together with the type of the first outdoor structure, the site of the first outdoor structure, and the determined damage by assigning an identifier that can identify each of the determined damages. A model generation step to generate a damaged specific model, and
The reception step that accepts the input of the second image of the second outdoor structure,
Using the learned damage identification model generated in the model generation step, the damage identification step for identifying the damage occurring at the site of the second outdoor structure and the damage identification step.
A damage identification program that lets your computer run.
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