JP2021148606A - 評価システム、状態検査システム、評価方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べて構造物の状態の評価を効率的に行うことを目的とする。【解決手段】評価システムは、構造物を撮影装置が撮影した撮影画像データ、および撮影装置による撮影画像データの撮影に応じて三次元センサ（例えば、角度センサ）によって取得されたセンサデータを受信し、受信された撮影画像データおよびセンサデータに基づいて、構造物の三次元情報を含む形状を検出する。そして、評価システムは、検出された形状を示す形状データおよび撮影画像データに基づいて、構造物の状態の評価結果を示す評価レポートを生成する。【選択図】図２０

Description

本発明は、評価システム、状態検査システム、評価方法およびプログラムに関する。

近年、施工から長期間経過した道路上の構造物の劣化が著しく、このような構造物の点検および老朽化保全の必要性が増してきている。そのため、走行中の車両や人に損害を与える可能性がある道路上の構造物に対して、定期的な点検を行い、国または自治体への点検結果の報告が行われている（特許文献１参照）

また、インフラの整備に伴い、道路上には、多くの道路土工構造物（法面）が各地に存在する。そこで、路面、トンネルおよび橋梁に加えて、法面も定期点検の対象となり、モルタル吹付、法枠、擁壁、アンカー、落石防護柵等といった構造物の劣化損傷の進行状況の点検が行われている。

しかしながら、従来の構造物の点検は、専門家の目視点検により行われており、例えば、法面の崩壊発生の前兆としての変位や変形は、人間の目視や画像を用いても把握することが難しく、劣化損傷の進行状況を定量的に評価することが困難であった。そのため、従来の方法では、構造物の劣化損傷の評価を効率的に行うことができないという課題があった。

上述した課題を解決すべく、請求項１に係る発明は、構造物の状態を評価する評価システムであって、前記構造物を撮影装置が撮影した撮影画像データ、および前記撮影装置による前記撮影画像データの撮影に応じて三次元センサによって取得されたセンサデータを受信する受信手段と、受信された前記撮影画像データおよび前記センサデータに基づいて、前記構造物の三次元情報を含む形状を検出する検出手段と、検出された前記形状を示す形状データおよび前記撮影画像データに基づいて、前記構造物の状態の評価結果を示す評価レポートを生成するレポート生成手段と、を備える評価システムである。

本発明によれば、従来に比べて構造物の状態の評価を効率的に行うことができる。

実施形態に係る状態検査システムの全体構成の一例を示す図である。 実施形態に係る移動体システムを用いて法面状態を検査する様子の一例を示す図である。 データ取得装置のハードウエア構成の一例を示す図である。 評価装置およびデータ管理装置のハードウエア構成の一例を示す図である。 状態検査システムの機能構成の一例を示す図である。 状態種別管理テーブルの一例を示す概念図である。 （Ａ）は、取得データ管理テーブルに一例を示す概念図であり、（Ｂ）は、処理データ管理テーブルの一例を示す概念図である。 移動体システムを用いたデータ取得処理の一例を示すシーケンス図である。 移動体システムによって取得される撮影画像について説明するための図である。 評価対象データの生成処理の一例を示すシーケンス図である。 法面状態の評価結果であるレポートの生成処理の一例を示すシーケンス図である。 評価装置に表示された評価画面の一例を示す図である。 処理データが表示された評価画面の一例を示す図である。 法面状態の検出処理の一例を示すフローチャートである。 形状データの検出結果が表示された評価画面の一例を示す図である。 損傷検出結果を示す表示画面の一例を示す図である。 検出された法面の形状の断面画像の一例を示す図である。 地図情報の一例を示す図である。 評価装置によって生成された評価レポートの一例を示す図である。 評価装置によって生成された評価レポートの一例を示す図である。 評価装置によって生成された評価レポートの一例を示す図である。 損傷検出結果を示す表示画面の別の例を示す図である。 検出された法面の形状の断面画像の別の例を示す図である。 変形例１に係る移動体システムを用いて法面状態を検査する様子の一例を示す図である。 変形例２に係る移動体システムを用いて法面状態を点検する様子の一例を示す図である。 変形例３に係る移動体システムを用いて法面状態を点検する様子の一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

●第１の実施形態●
●システムの概略
まず、図１および図２を用いて、状態検査システムの概略について説明する。図１は、実施形態に係る状態検査システムの全体構成の一例を示す図である。図１に示されている状態検査システム１は、移動体システム６０によって取得された各種データを用いて、道路土工構造物の状態の検査を行うためのシステムである。道路土工構造物とは、道路を建設するために構築する土砂や岩石等の地盤材料を主材料として構成される構造物およびそれらに附帯する構造物の総称であり、切土・斜面安定施設、盛土、カルバートおよびこれらに類するものをいう。以下、道路土工構造物を法面と称する。

状態検査システム１は、移動体システム６０および評価システム４によって構成されている。移動体システム６０は、データ取得装置９およびデータ取得装置９を搭載した車両等の移動体６によって構成されている。移動体システム６０は、データ取得装置９は、撮影装置７、並びに角度センサ８ａおよびＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System：全球測位衛星システム)センサ８ｂを有している。ＧＮＳＳは、ＧＰＳ(Global Positioning System)または準天頂衛星（QZSS）等の衛星測位システムの総称である。

撮影装置７は、光電変換素子を一列または複数列に配置させたラインセンサを搭載したラインカメラである。撮影装置７は、移動体６の走行方向に沿った撮影面上にある所定の撮影範囲に沿った位置を撮影する。なお、撮影装置は、ラインカメラに限られず、光電変換素子が面状に配置されたエリアセンサを搭載したカメラであってもよい。また、撮影装置は、複数のカメラによって構成されていてもよい。

角度センサ８ａは、撮影装置７の撮影方向の角度（姿勢）または角速度（または各加速度）を検出するためのジャイロセンサ等である。ＧＮＳＳセンサ８ｂは、複数のＧＮＳＳ衛星が発信した各時間の信号を受信し、各信号を受信した時刻との差で衛星までの距離を算出することで、地球上の位置を計測する測位手段である。測位手段は、測位専用の装置であってもよく、ＰＣ(Personal Computer)やスマートフォン等にインストールされた測位専用のアプリケーションであってもよい。角度センサ８ａおよびＧＮＳＳセンサ８ｂは、センサ装置の一例である。また、角度センサ８ａは、三次元センサの一例である。

図２は、実施形態に係る移動体システムを用いて法面状態を検査する様子の一例を示す図である。図２に示されているように、移動体システム６は、データ取得装置９を搭載した移動体６を道路上に走行させながら、撮影装置７で法面の所定範囲を撮影していく。

ここで、図２に示されているように、法面のうち、削った斜面を切土法面、土を盛った斜面を盛土法面という。また、山の脇に通した道路において、側面にある斜面のことを自然斜面という。切土法面や盛土法面は、法面の表面に植物を植えることで耐久性が増し、そのまま数十年変化させないで済ませられることがある。しかしながら、このようなケースばかりではなく、風雨等によって切土法面、盛土法面および自然斜面の劣化が進むと、表面の岩や土が落ちてくる表層崩壊や山が崩れて道路封鎖に至る崩壊が起こる。このような事態を避けるため、斜面の表面には、モルタルを吹き付けたり（モルタル吹付）、コンクリートの構造物を設置し固めることで斜面が風雨にさらされて劣化する速度を遅くしたりする手法が取られている。このような手法によって構築された構造物を土工構造物という。土工構造物には、自然斜面と道路の間に設置する擁壁や落石が道路に落下することを防ぐ落石防護柵等が存在するが、いずれも道路への土砂や落石などの流出による道路封鎖または人的被害を未然に防ぐためのものである。

近年、施工から数十年経過した土工構造物の劣化が著しく、社会インフラの整備が大きな課題となっている。そのため、土工構造物の劣化を早期に発見し、土工構造物を長持ちさせるための点検および老朽化保全が重要となる。従来の自然斜面および土工構造物の点検は、斜面の落石、崩壊、地滑りまたは土石流を調査して修繕計画を作成するもので、専門家による目視点検によって行われていた。

しかしながら、専門家による目視点検では、日本中に大量にある土工構造物を一定期間に点検しきれないことや高所や川沿いの盛土等を点検できないといった効率面の問題に加えて、目視点検では、土工構造物表層に発生するひびまたは剥離といった変状の劣化の進行度合いを定量的に把握できなかった。

そこで、実施形態に係る状態検査システム１は、撮影装置７によって土工構造物斜面の撮影画像データを取得し、角度センサ８ａ等の三次元センサによって三次元情報を含むセンサデータを取得する。そして、評価システム４は、取得された撮影画像データとセンサデータを組み合わせて法面状態の評価を行うことで、法面の三次元形状を示す形状データを検出するとともに、ひびや剥離といった変状を検出する。これによって、状態検査システム１は、人間の目視では点検が困難な評価を効率的に行うことができる。

図１に戻り、評価システム４は、評価装置３およびデータ管理装置５によって構築されている。評価システム４を構成する評価装置３およびデータ管理装置５は、通信ネットワーク１００を介して通信することができる。通信ネットワーク１００は、インターネット、移動体通信網、ＬＡＮ(Local Area Network)等によって構築されている。なお、通信ネットワーク１００には、有線通信だけでなく、３Ｇ(3rd Generation)、４Ｇ(4th Generation)、５Ｇ（5th Generation）、Ｗｉ−Ｆｉ(Wireless Fidelity)（登録商標）、ＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)またはＬＴＥ(Long Term Evolution)等の無線通信によるネットワークが含まれてもよい。また、評価装置３およびデータ管理装置５は、ＮＦＣ(Near Field Communication)(登録商標)等の近距離通信技術による通信機能を備えていてもよい。

データ管理装置５は、データ取得装置９によって取得された各種データを管理するＰＣ等のコンピュータである。データ管理装置５は、データ取得装置９から各種取得データを受信し、受信した各種取得データを、データ解析を行う評価装置３に受け渡す。なお、データ管理装置５から評価装置３への各種取得データの受け渡し方法はＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリ等を使った人的な移動であってもよい。

評価装置３は、データ管理装置５から受け渡された各種取得データに基づいて、法面の状態を評価するＰＣ等のコンピュータである。評価装置３は、法面状態を評価するための専用アプリケーションプログラムがインストールされている。評価装置３は、撮影画像データおよびセンサデータから法面の種別または構造を検出して形状データを抽出するとともに、変状の有無や変状の度合いを検出することによる詳細分析を行う。また、評価装置３は、撮影画像データおよびセンサデータ、評価対象データ、並びに詳細分析結果を用いて、国、自治体または委託事業者等の道路管理者に提出するためのレポートを生成する。評価装置３によって生成されたレポートのデータは、道路管理者に、電子データまたは書類に印刷した状態で提出される。評価装置３によって生成されるレポートは、調査記録表、点検表、調査台帳または調書等と称される。なお、評価装置３は、ＰＣに限られず、スマートフォンまたはタブレット端末等であってもよい。また、評価システム４は、評価装置３とデータ管理装置５を、一台の装置または端末として構築する構成であってもよい。

●ハードウエア構成
次に、図３および図４を用いて、状態検査システム１を構成する各装置のハードウエア構成について説明する。なお、図３および図４に示されているハードウエア構成は、必要に応じて構成要素が追加または削除されてもよい。

○データ取得装置のハードウエア構成○
図３は、データ取得装置のハードウエア構成の一例を示す図である。データ取得装置９は、図１に示されているような撮影装置７およびセンサ装置８とともに、データ取得装置９の処理または動作を制御するコントローラ９００を備える。

コントローラ９００は、撮影装置Ｉ／Ｆ(Interface)９０１、センサ装置Ｉ／Ｆ９０２、バスライン９１０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）９１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９１３、ＨＤ(Hard Disk)９１４、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)コントローラ９１５、ネットワークＩ／Ｆ９１６、ＤＶＤ−ＲＷ(Digital Versatile Disk Rewritable)ドライブ９１８、メディアＩ／Ｆ９２２、外部機器接続Ｉ／Ｆ９２３およびタイマ９２４を備えている。

これらのうち、撮影装置Ｉ／Ｆ９０１は、撮影装置７との間で各種データまたは情報の送受信を行うためのインターフェースである。センサ装置Ｉ／Ｆ９０２は、センサ装置８との間で各種データまたは情報の送受信を行うためのインターフェースである。バスライン９１０は、図３に示されているＣＰＵ９１１等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等である。

また、ＣＰＵ９１１は、データ取得装置９全体の動作を制御する。ＲＯＭ９１２は、ＩＰＬ等のＣＰＵ９１１の駆動に用いられるプログラムを記憶する。ＲＡＭ９１３は、ＣＰＵ９１１のワークエリアとして使用される。ＨＤ９１４は、プログラム等の各種データを記憶する。ＨＤＤコントローラ９１５は、ＣＰＵ９１１の制御にしたがってＨＤ９１４に対する各種データの読み出しまたは書き込みを制御する。ネットワークＩ／Ｆ９１６は、通信ネットワーク１００を利用してデータ通信をするためのインターフェースである。
ＤＶＤ−ＲＷドライブ９１８は、着脱可能な記録媒体の一例としてのＤＶＤ−ＲＷ９１７に対する各種データの読み出しまたは書き込みを制御する。なお、ＤＶＤ−ＲＷに限らず、ＤＶＤ−ＲやＢｌｕ-ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ（ブルーレイディスク）等であってもよい。メディアＩ／Ｆ９２２は、フラッシュメモリ等の記録メディア９２１に対するデータの読み出しまたは書き込み（記憶）を制御する。外部機器接続Ｉ／Ｆ９２３は、外部ＰＣ９３０等の外部機器を接続するためのインターフェースである。タイマ９２４は、時間計測機能を有する計測装置である。タイマ９２４は、コンピュータによるソフトタイマでもよい。

○評価装置のハードウエア構成○
図４は、評価装置のハードウエア構成の一例を示す図である。評価装置３の各ハードウエア構成は、３００番台の符号で示されている。図４に示されているように、評価装置３は、コンピュータによって構築されており、図４に示されているように、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、ＨＤ３０４、ＨＤＤコントローラ３０５、ディスプレイ３０６、外部機器接続Ｉ／Ｆ３０８、ネットワークＩ／Ｆ３０９、バスライン３１０、キーボード３１１、ポインティングデバイス３１２、ＤＶＤ−ＲＷドライブ３１４、およびメディアＩ／Ｆ３１６を備えている。

これらのうち、ＣＰＵ３０１は、評価装置３全体の動作を制御する。ＲＯＭ３０２は、ＩＰＬ等のＣＰＵ３０１の駆動に用いられるプログラムを記憶する。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして使用される。ＨＤ３０４は、プログラム等の各種データを記憶する。ＨＤＤコントローラ３０５は、ＣＰＵ３０１の制御にしたがってＨＤ３０４に対する各種データの読み出しまたは書き込みを制御する。ディスプレイ３０６は、カーソル、メニュー、ウィンドウ、文字、または画像等の各種情報を表示する。ディスプレイ３０６は、表示部の一例である。外部機器接続Ｉ／Ｆ３０８は、各種の外部機器を接続するためのインターフェースである。この場合の外部機器は、例えば、ＵＳＢメモリやプリンタ等である。ネットワークＩ／Ｆ３０９は、通信ネットワーク１００を利用してデータ通信をするためのインターフェースである。バスライン３１０は、図４に示されているＣＰＵ３０１等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等である。

また、キーボード３１１は、文字、数値、各種指示等の入力のための複数のキーを備えた入力手段の一種である。ポインティングデバイス３１２は、各種指示の選択や実行、処理対象の選択、カーソルの移動等を行う入力手段の一種である。ＤＶＤ−ＲＷドライブ３１４は、着脱可能な記録媒体の一例としてのＤＶＤ−ＲＷ３１３に対する各種データの読み出しまたは書き込みを制御する。なお、ＤＶＤ−ＲＷに限らず、ＤＶＤ−ＲやＢｌｕ-ｒａｙ） Ｄｉｓｃ等であってもよい。メディアＩ／Ｆ３１６は、フラッシュメモリ等の記録メディア３１５に対するデータの読み出しまたは書き込み（記憶）を制御する。

○データ管理装置のハードウエア構成○
図４は、データ管理装置のハードウエア構成の一例を示す図である。データ管理装置５の各ハードウエア構成は、括弧内の５００番台の符号で示されている。図４に示されているように、データ管理装置５は、コンピュータによって構築されており、図４に示されているように、評価装置３と同様の構成を備えているため、各ハードウエア構成の説明を省略する。

なお、上記各プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルで、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して流通させるようにしてもよい。記録媒体の例として、ＣＤ−Ｒ(Compact Disc Recordable)、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ等が挙げられる。また、記録媒体は、プログラム製品(Program Product)として、国内または国外へ提供されることができる。例えば、実施形態に係る評価システム４は、本発明に係るプログラムが実行されることで本発明に係る評価方法を実現する。

●機能構成
次に、図５を用いて、実施形態に係る状態検査システムの機能構成について説明する。図５は、第１の実施形態に係る状態検査システムの機能構成の一例を示す図である。なお、図５には、図１に示されている装置のうち、後述の処理または動作に関連しているものが示されている。

○データ取得装置の機能構成○
まず、図５を用いて、データ取得装置９の機能構成について説明する。データ取得装置９は、通信部９１、判断部９２、撮影装置制御部９３、センサ装置制御部９４、撮影画像データ取得部９５、センサデータ取得部９６、時刻データ取得部９７、要求受付部９８および記憶・読出部９９を有している。これら各部は、図３に示されている各構成要素のいずれかが、ＨＤ９１４からＲＡＭ９１３上に展開されたデータ取得装置用のプログラムに従ったＣＰＵ９１１からの命令によって動作することで実現される機能または手段である。また、データ取得装置９は、図３に示されているＲＯＭ９１２およびＨＤ９１４によって構築される記憶部９０００を有している。

通信部９１は、主に、ネットワークＩ／Ｆ９１６に対するＣＰＵ９１１の処理によって実現され、通信ネットワーク１００を介して、他の装置との間で各種データまたは情報の通信を行う。通信部９１は、例えば、撮影画像データ取得部９５およびセンサデータ取得部９６によって取得された取得データを、データ管理装置５に対して送信する。判断部９２は、ＣＰＵ９１１の処理によって実現され、各種判断を行う。

撮影装置制御部９３は、主に、撮影装置Ｉ／Ｆ９０１に対するＣＰＵ９１１の処理によって実現され、撮影装置７による撮影処理を制御する。センサ装置制御部９４は、主に、センサ装置Ｉ／Ｆ９０２に対するＣＰＵ９１１の処理によって実現され、センサ装置８に対するデータ取得処理を制御する。

撮影画像データ取得部９５は、主に、撮影装置Ｉ／Ｆ９０１に対するＣＰＵ９１１の処理によって実現され、撮影装置７によって撮影された撮影画像に係る撮影画像データを取得する。センサデータ取得部９６は、主に、センサ装置Ｉ／Ｆ９０２に対するＣＰＵ９１１の処理によって実現され、センサ装置８による検知結果であるセンサデータを取得する。時刻データ取得部９７は、主に、タイマ９２４に対するＣＰＵ９１１の処理によって実現され、撮影画像データ取得部９５またはセンサデータ取得部９６によってデータが取得された時刻を示す時刻データを取得する。

要求受付部９８は、主に、外部機器接続Ｉ／Ｆ９２３に対するＣＰＵ９１１の処理によって実現され、ＣＰＵ９１１の処理によって実現され、外部ＰＣ９３０等から所定の要求を受け付ける。

記憶・読出部９９は、主に、ＣＰＵ９１１の処理によって実現され、記憶部９０００に、各種データ（または情報）を記憶したり、記憶部９０００から各種データ（または情報）を読み出したりする。

○評価装置の機能構成○
続いて、図５を用いて、評価装置３の機能構成について説明する。評価装置３は、通信部３１、受付部３２、表示制御部３３、判断部３４、評価対象データ生成部３５、検出部３６、地図データ管理部３７、レポート生成部３８および記憶・読出部３９を有している。これら各部は、図４に示されている各構成要素のいずれかが、ＨＤ３０４からＲＡＭ３０３上に展開され評価装置用のプログラムに従ったＣＰＵ３０１からの命令によって動作することで実現される機能または手段である。また、評価装置３は、図４に示されているＲＯＭ３０２およびＨＤ３０４によって構築される記憶部３０００を有している。

通信部３１は、主に、ネットワークＩ／Ｆ３０９に対するＣＰＵ３０１の処理によって実現され、通信ネットワーク１００を介して、他の装置との間で各種データまたは情報の通信を行う。通信部３１は、例えば、データ管理装置５との間で、法面状態の評価に係る各種データを送受信する。

受付部３２は、主に、キーボード３１１またはポインティングデバイス３１２に対するＣＰＵ３０１の処理によって実現され、利用者から各種の選択または入力を受け付ける。受付部３２は、後述する評価画面４００に対する各種選択または入力を受け付ける。表示制御部３３は、主に、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、ディスプレイ３０６に、各種画像を表示させる。表示制御部３３は、後述する評価画面４００を、ディスプレイ３０６に表示させる。判断部３４は、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、各種判断を行う。

評価対象データ生成部３５は、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、評価対象のデータを生成する。検出部３６は、主に、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、評価対象データ生成部３５によって生成された評価対象データを用いて、法面の状態の検出処理を行う。地図データ管理部３７は、主に、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、外部サーバ等から取得した地図情報を管理する。

レポート生成部３８は、主に、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、評価結果に基づいて、道路管理者に提出する評価レポートを生成する。

記憶・読出部３９は、主に、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、記憶部３０００に、各種データ（または情報）を記憶したり、記憶部３０００から各種データ（または情報）を読み出したりする。

○状態種別管理テーブル
図６は、状態種別管理テーブルの一例を示す概念図である。状態種別管理テーブルは、法面の状態種別を検出するための教師データを管理するためのテーブルである。記憶部３０００には、図６に示されているような状態種別管理テーブルによって構成されている状態種別管理ＤＢ３００１が構築されている。この状態種別管理テーブルでは、種別Ｎｏごとに、状態種別を示す種別名、教師画像、および備考欄が関連づけられて管理されている。

これらのうち、種別名は、法面の状態を識別するための状態種別を示す名称である。ここで、状態種別には、擁壁、法枠、吹付モルタル、金網、柵、ポール、電柱、標識または看板等が含まれている。また、教師画像は、撮影画像データから法面の状態種別を判別するための機械学習に用いる教師画像である。さらに、備考欄には、状態の種別を検出するための検出基準となる情報が示されている。

○データ管理装置の機能構成○
続いて、図５を用いて、データ管理装置５の機能構成について説明する。データ管理装置５は、通信部５１、判断部５２、データ管理部５３および記憶・読出部５９を有している。これら各部は、図４に示されている各構成要素のいずれかが、ＨＤ５０４からＲＡＭ５０３上に展開されデータ管理装置用のプログラムに従ったＣＰＵ５０１からの命令によって動作することで実現される機能または手段である。また、データ管理装置５は、図４に示されているＲＯＭ５０２およびＨＤ５０４によって構築される記憶部５０００を有している。

通信部５１は、主に、ネットワークＩ／Ｆ５０９に対するＣＰＵ５０１の処理によって実現され、通信ネットワーク１００を介して、他の装置との間で各種データまたは情報の通信を行う。通信部５１は、例えば、データ取得装置９から送信された、撮影画像データおよびセンサデータを受信する。また、通信部５１は、例えば、評価装置３との間で、法面状態の評価に係る各種データを送受信する。判断部５２は、ＣＰＵ５０１の処理によって実現され、各種判断を行う。

データ管理部５３は、主に、ＣＰＵ５０１の処理によって実現され、法面状態の評価に係る各種データの管理を行う。データ管理部５３は、例えば、データ取得装置９から送信された撮影画像データおよびセンサデータを、取得データ管理ＤＢ５００１に登録する。また、データ管理部５３は、例えば、評価装置３によって処理または生成されたデータを、処理データ管理ＤＢ５００３に登録する。

記憶・読出部５９は、主に、ＣＰＵ５０１の処理によって実現され、記憶部５０００に、各種データ（または情報）を記憶したり、記憶部５０００から各種データ（または情報）を読み出したりする。

○取得データ管理テーブル
図７（Ａ）は、取得データ管理テーブルの一例を示す概念図である。取得データ管理テーブルは、データ取得装置９によって取得された各種取得データを管理するためのテーブルである。記憶部５０００には、図７（Ａ）に示されているような取得データ管理テーブルによって構成されている取得データ管理ＤＢ５００１が構築されている。この取得データ管理テーブルでは、フォルダごとに、撮影画像データ、センサデータおよび取得時刻が関連づけられて管理されている。

これらのうち、撮影画像データおよびセンサデータは、データ取得装置９から送信された取得データのデータファイルである。また、取得時刻は、撮影画像データおよびセンサデータがデータ取得装置９によって取得された時刻を示す。一つの点検工程において取得されたデータは、同一のフォルダ内に記憶される。

○処理データ管理テーブル
図７（Ｂ）は、処理データ管理テーブルの一例を示す概念図である。処理データ管理テーブルは、評価装置３によって処理された各種処理データを管理するためのテーブルである。記憶部５０００には、図７（Ｂ）に示されているような処理データ管理テーブルによって構成されている処理データ管理ＤＢ５００３が構築されている。この処理データ管理テーブルでは、フォルダごとに、評価対象データ、評価データ、測位データおよびコメントが関連づけられて管理されている。

これらのうち、評価対象データは、評価装置３による法面状態の検出評価に用いるデータファイルである。また、評価データは、評価装置３による評価結果を示すデータファイルである。さらに、測位データは、ＧＮＳＳセンサ８ｂによって計測された位置情報を示すデータである。また、コメントは、評価対象データまたは評価データに対する評価者によって入力された書誌情報である。

●実施形態の処理または動作
○データ取得処理○
次に、図８乃至図２３を用いて、実施形態に係る状態検査システム１の処理または動作について説明する。まず、図８および図９を用いて、移動体システム６０を用いたデータ取得処理について説明する。法面状態の点検作業者は、移動体６に搭乗して道路上の存在する法面の撮影を行い、取得したデータをデータ管理装置５にアップロードする。以下、詳細に説明する。

図８は、移動体システムを用いたデータ取得処理の一例を示すシーケンス図である。まず、点検作業者が外部ＰＣ３３０に対して所定の入力操作等を行うことで、データ取得装置９の要求受付部９８は、データ取得開始要求を受け付ける（ステップＳ１１）。そして、データ取得装置９は、撮影装置７およびセンサ装置８を用いたデータ取得処理を実行する（ステップＳ１２）。具体的には、撮影装置制御部９３は、撮影装置７に対して撮影要求を行うことで、所定の領域に対する撮影処理を開始する。また、センサ装置制御部９４は、撮影装置７による撮影処理と同期させながら、角度センサ８ａおよびＧＮＳＳセンサ８ｂによる検知処理を開始する。そして、撮影画像データ取得部９５は、撮影装置７によって取得された撮影画像データを取得し、センサデータ取得部９６は、角度センサ８ａおよびＧＮＳＳセンサ８ｂによって取得されたセンサデータを取得する。また、時刻データ取得部９７は、撮影画像データ取得部９５およびセンサデータ取得部９６によって各種データが取得された時刻を示す時刻データを取得する。

次に、点検作業者が外部ＰＣ３３０等に対して所定の入力操作を行うことで、要求受付部９８は、取得した各種データのアップロード要求を受け付ける（ステップＳ１３）。そして、通信部９１は、データ管理装置５に対して、ステップＳ１２で取得された取得データである撮影画像データ、センサデータおよび時刻データをアップロード（送信）する（ステップＳ１４）。これにより、データ管理装置５の通信部５１は、データ取得装置９から送信された取得データを受信する。そして、データ管理装置５のデータ管理部５３は、ステップＳ１４で受信された取得データを、取得データ管理ＤＢ５００１（図７（Ａ）参照）に登録する（ステップＳ１５）。データ管理部５３は、取得データに含まれている各データの取得時刻を示す時刻データに関連づけて、撮影画像データおよびセンサデータを一つのフォルダに記憶する。

ここで、図９を用いて、移動体システム６０を用いたデータ取得処理の概略について説明する。図９は、移動体システムによって取得される撮影画像について説明するための図である。移動体システム６０は、移動体６を走行させながら、データ取得装置９に備えられた撮影装置７を用いて、道路上に設けられた法面を撮影する。データ取得装置９は、移動体６の走行に伴い、図９に示されているように、撮影画像１および撮影画像２を時系列に取得していく。このとき、撮影装置７およびセンサ装置８は、時刻同期が取られており、撮影時の車両の姿勢から撮影画像の傾き補正（画像補正）が行われ、撮影画像の時刻から画像データと測位データ（北緯東経）が紐づけられる。

このように、移動体システム６０は、移動体６としての車両を走行させながら、法面が撮影された撮影画像データおよび撮影装置７の撮影に応じて取得されたセンサデータを取得し、データ管理装置５に対してアップロードする。

○法面状態の評価処理○
○評価対象データの生成
次に、図１０および図２３を用いて、評価システム４がデータ管理装置５に記憶された取得データを用いて法面状態の評価を行う処理について説明する。まず、図１０を用いて、法面状態の評価処理に用いる評価対象データを生成する処理について説明する。図１０は、評価対象データの生成処理の一例を示すシーケンス図である。

まず、評価装置３の通信部３１は、データ管理装置５に対して、評価対象データの生成要求を送信する（ステップＳ３１）。この生成要求には、生成対象のデータが記憶されたフォルダ名が含まれている。これにより、データ管理装置５の通信部５１は、評価装置３から送信された生成要求を受信する。

次に、データ管理装置５の記憶・読出部５９は、ステップＳ３１で受信された生成要求に含まれているフォルダ名を検索キーとして取得データ管理ＤＢ５００１を検索することにより、生成要求に含まれているフォルダ名に関連づけられた取得データを読み出す（ステップＳ３２）。そいて、通信部５１は、評価装置３に対して、ステップＳ３２で読み出された取得データを送信する（ステップＳ３３）。この取得データには、撮影画像データ、センサデータおよび時刻データが含まれている、これにより、評価装置３の通信部３１は、データ管理装置５から送信された取得データを受信する。

次に、評価装置３の評価対象データ生成部３５は、ステップＳ３３で受信された取得データを用いて、評価対象データを生成する（ステップＳ３４）。具体的には、評価対象データ生成部３５は、受信された角度センサ８ａのセンサデータに基づき、撮影時の撮影装置７（移動体６）の姿勢から撮影画像データの傾き補正を行う。また、評価対象データ生成部３５は、受信された時刻データに基づき、受信されたＧＮＳＳセンサ８ｂのセンサデータである測位データと撮影画像データの紐づけを行う。さらに、評価対象データ生成部３５は、複数の撮影画像データを一つの画像データに合成する処理を行う。

このように、評価対象データ生成部３５は、画像データに対する傾き補正機能、画像データと位置情報の連携機能および画像データの合成機能を有する。評価対象データ生成部３５は、データ管理装置５から受信された取得データを用いて、後述の検出部３６およびレポート生成部３８による処理が行いやすいように、受信された撮影画像データに対する画像補正を行う。

次に、評価装置３の通信部３１は、データ管理装置５に対して、ステップＳ３４で生成された生成データを送信する（ステップＳ３５）この生成データには、評価対象データ生成部３５で生成された評価対象データ、測位データおよびコメントが含まれている。これにより、データ管理装置５の通信部５１は、評価装置３から送信された生成データを受信する。そして、データ管理装置５のデータ管理部５３は、ステップＳ３５で受信された生成データを、処理データ管理ＤＢ５００３（図７（Ｂ）参照）に記憶する（ステップＳ３３）。具体的には、データ管理部５３は、生成データに含まれている評価対象データ、測位データおよびコメントを関連づけて一つのフォルダに記憶させる。

このように、評価システム４は、データ取得装置９から取得した各種データ（撮影画像データ、センサデータおよび時刻データ）に基づく画像処理を行うことで、法面状態の評価に用いる評価対象データを生成する。

○評価レポートの生成
続いて、図１１および図２１を用いて、評価システム４において道路管理者へ提出する評価レポートの生成する処理について説明する。評価者は、データ取得装置９によって取得された撮影画像データおよびセンサデータ等を用いて、法面の状態の評価を行い、評価結果を示す評価レポートを生成する。以下詳細に説明する。

図１１は、法面状態の評価結果であるレポートの生成処理の一例を示すシーケンス図である。まず、評価装置３の表示制御部３３は、法面状態の評価処理を行うための評価画面４００を、ディスプレイ３０６に表示させる（ステップＳ５１）。図１２は、評価装置に表示された評価画面の一例を示す図である。図１２に示されている評価画面４００には、評価対象データの選択領域４１０、法面状態の検出を行うための評価項目を選択する評価項目選択領域４３０、形状データを表示する形状データ表示領域４６０、評価結果をデータ管理装置５にアップロードする際に押下される「アップロード」ボタン４９１、および評価レポートを生成する際に押下される「レポート生成」ボタン４９３が含まれている。このうち、選択領域４１０には、評価対象データが記憶されたフォルダを指定する「フォルダ指定」ボタン４１１、指定されたフォルダ名が表示される表示領域４１３、および指定されたフォルダに記憶された評価対象データのダウンロードを要求する際に押下される「ＯＫ」ボタン４１５が含まれている。

次に、評価者が「フォルダ指定」ボタン４１１を用いたフォルダ指定を行うことで、評価装置３の受付部３２は、評価対象データの選択を受け付ける（ステップＳ５２）。例えば、図１２の例の場合、受付部３２は、「フォルダ０６１５」に記憶された評価対象データの選択を受け付ける。

次に、通信部３１は、データ管理装置５に対して、ステップＳ５２で選択された評価対象データの読出要求を受信する（ステップＳ５３）。この読出要求には、ステップＳ５２で選択されたフォルダ名が含まれている。これにより、データ管理装置５の通信部５１は、評価装置３から送信された読出要求を受信する。

次に、データ管理装置５の記憶・読出部５９は、ステップＳ５３で受信された読出要求に含まれているフォルダ名を検索キーとして処理データ管理ＤＢ５００３（図７（Ｂ）参照）を検索することで、読出要求に含まれているフォルダ名に関連づけられた処理データを読み出す（ステップＳ５４）。そして、通信部５１は、評価装置３に対して、ステップＳ５４で読み出された処理データを送信する（ステップＳ５５）。この処理データには、評価対象データ、測位データおよびコメントが含まれている。これにより、評価装置３の通信部３１は、データ管理装置５から送信された処理データを受信する。

次に、評価装置３の表示制御部３３は、ステップＳ５４で受信された処理データを、評価画面４００の評価項目選択領域４３０に表示させる（ステップＳ５６）。図１３は、処理データが表示された評価画面の一例を示す図である。図１３に示されている評価項目選択領域４３０には、データ管理装置５から送信された処理データである評価対象データの画像を表示する画像表示領域４３１、評価対象データの書誌情報を表示する書誌情報表示領域４３３、並びに画像表示領域４３１に表示される画像を切り替える際に押下される「Ｂａｃｋ」ボタン４３７および「Ｎｅｘｔ」ボタン４３９が含まれている。また、評価項目選択領域４３０には、法面の形状の検出を行う際に押下される「形状検出」ボタン４５１、法面の損傷状態の検出を行う際に押下される「損傷検出」ボタン４５３および地図情報を生成する際に押下される「地図情報」ボタン４５５が含まれている。

また、画像表示領域４３１には、評価対象データの画像に重畳させて評価領域４３５ａ,４３５ｂが表示されている。評価領域４３５ａ,４３５ｂは、後述する法面状態の検出処理における評価範囲を示す。評価者は、評価領域４３５ａ,４３５ｂに対するタップ、ドラッグ、スワイプ、ピンチイン、ピンチアウト等の入力操作によって、評価領域４３５ａ,４３５ｂの移動および評価領域４３５ａ,４３５ｂの拡大もしくは縮小を行う。なお、評価領域４３５ａ,４３５ｂの数は、これに限られず、一つであってもよいし、三つ以上であってもよい。また、画像表示領域４３１に対して評価領域４３５ａ,４３５ｂを表示させずに、画像表示領域４３１全体を評価範囲とする構成であってもよい。

次に、評価装置３は、評価対象データを用いた法面状態の検出処理を行う（ステップＳ５７）。ここで、図１４を用いて、法面状態の検出処理について詳細に説明する。図１４は、法面状態の検出処理の一例を示すフローチャートである。

まず、評価者が評価項目選択領域４３０に含まれている「形状検出」ボタン４５１を押下することで、受付部３２は、形状検出要求を受け付ける（ステップＳ７１）。次に、検出部３６は、評価対象データを用いた形状検出処理を行う（ステップＳ７２）。ここで、法面の形状を示す形状データは、法面の延長、高さおよび傾斜角度等の三次元情報、並びに位置情報等によって表される。法面の延長とは、平面図における法面の長さ（法面の傾斜が分かる横断面の奥行き方向の長さ）である。また、形状データには、法面が自然斜面であるか、または土工構造物であるかの法面の種類を示す情報も含まれる。さらに、法面は土工構造物である場合、形状データには、土工構造物の種別の情報も含まれる。土木構造物の種別は、例えば、擁壁、法枠、モルタル吹付、アンカーの有無、または盛土等である。

具体的には、検出部３６は、評価対象データに含まれている画像データおよび三次元データに基づいて、法面の延長、高さおよび傾斜角度を検出する。また、検出部３６は、状態種別管理ＤＢ３００１（図６参照）を用いて、評価対象データである画像に示されている法面の種別を検出する。この場合、検出部３６は、状態種別管理テーブルに示されている教師画像を用いた画像マッチング処理によって法面の種別を検出する。

次に、表示制御部３３は、ステップＳ７２における検出結果である形状データを、評価画面４００の形状データ表示領域４６０に表示させる（ステップＳ７３）。図１５は、形状データの検出結果が表示された評価画面の一例を示す図である。図１５に示されている形状データ表示領域４６０には、検出部３６による形状検出結果を示す形状データの書誌事項の表示領域４６１、および形状検出結果の詳細データを表示させる際に押下される「詳細表示」ボタン４６３が含まれている。このうち、表示領域４６１には、例えば、法面の全長、および法面全体における検出された種別ごとの割合が示されている。

次に、評価者が評価項目選択領域４３０に含まれている「損傷検出」ボタン４５３を押下することによって、受付部３２は、法面状態の損傷検出を要求する損傷検出要求を受け付けた場合（ステップＳ７４のＹＥＳ）、処理をステップＳ７５へ移行させる。一方で、受付部３２は、損傷検出要求が受け付けられない場合（ステップＳ７４のＮＯ）、処理をステップＳ７７へ移行させる。検出部３６は、評価対象データに対する法面状態の損傷検出処理を行う（ステップＳ７５）。

ここで、法面状態の損傷検出処理は、法面の損傷度合いを表す損傷データとして、法面に存在する変状の有無または変状の度合いを検出する。変状の度合いは、変状の劣化度合いを示し、ひびの幅、隔離のサイズ、または浮きの大きさ等である。検出部３６は、評価対象データに含まれている画像データおよびセンサデータに基づいて、法面の変状の有無または変状の度合いを検出する。また、検出部３６は、予め定められた変状劣化度の検出式等を用いて、変状の度合い所定値を超えているか否かを検出する。この場合、検出部３６は、ひびの幅が一定以上であるか、剥離のサイズが一定以上か、または浮きが大きいか等を判定する。

次に、表示制御部３３は、ステップＳ７５における損傷検出結果を示す表示画面４７０を、ディスプレイ３０６に表示させる（ステップＳ７６）。図１６は、損傷検出結果を示す表示画面の一例を示す図である。図１６に示されている表示画面４７０には、評価対象の法面全体における損傷の検出位置が表示された表示画像領域４８０、検出された損傷の位置に対応する撮影画像が表示された詳細情報表示領域４８５、および検出された法面の断面図を表示させる際に押下される「断面図」ボタン４８９が含まれている。このうち、表示画像領域４８０は、評価対象の法面の二次元形状を示す画像に対して、検出された損傷の位置を示す画像（Ｐ１〜Ｐ４）が描画された平面図が示されている。また、表示画像領域４８０には、評価対象の法面の位置を示す位置座標（測位データ）が示されている。

また、評価者が「断面図」ボタン４８９を押下することで、表示制御部３３は、図１７に示されている断面画像４７５を、ディスプレイ３０６に表示させる。図１７に示されている断面画像４７５は、検出部３６によって検出された形状データに基づいて描画された評価対象の法面の断面図を示す。形状データは、角度センサ８ａ（三次元センサ）によるセンサデータを用いて検出されるため、図１７に示されているように、二次元画像のみでは算出できない法面の傾斜または高さ等の三次元情報も含めて詳細に表現することができる。

次に、評価者が評価項目選択領域４３０に含まれている「地図情報」ボタン４５５を押下することによって、受付部３２は、地図情報取得要求を受け付けた場合（ステップＳ７７のＹＥＳ）、処理をステップＳ７８へ移行させる。一方で、受付部３２は、地図情報取得要求が受け付けられない場合（ステップＳ７７のＮＯ）、処理を終了する。検出部３６は、評価対象の法面状態の位置を示す地図情報を生成する（ステップＳ７８）。具体的には、検出部３６は、外部のＷＥＢサーバ等が提供する所定のサービスまたはアプリケーションを用いて利用可能な地図データに対応する、ステップＳ５５で取得された測位データが示す位置（北緯、東経）に対して、法面の位置を示す画像が付与された地図情報を生成する。外部のＷＥＢサーバ等から提供される地図データは、地図データ管理部３７によって管理されている。

次に、表示制御部３３は、ステップＳ７８で生成された地図情報４９０を、ディスプレイ３０６に表示させる（ステップＳ７９）。図１８は、地図情報の一例を示す図である。上述のように、地図情報４９０には、地図データに対して、評価対象の法面の位置を示す画像４９１ａ,４９１ｂが描画されている。図２６に示されている地図情報４９０には、点検の開始位置および終了位置に、画像４９１ａ,４９１ｂが描画され、検査対象の法面の範囲が示されている。なお、より正確な法面の位置を示したい場合には、検出部３６は、国土地理院等が保有している測位地図データと測位データとを照合して地図情報を生成することが好ましい。

このように、評価システム４は、法面状態の評価として、三次元情報を含む法面の形状、法面の損傷の度合い、および評価対象の法面の位置を検出する。

図１１に戻り、評価者が評価画面４００に含まれている「アップロード」ボタン４９１を押下することで、受付部３２は、評価結果のアップロード要求を受け付ける（ステップＳ５８）。そして、通信部３１は、データ管理装置５に対して、評価結果のアップロード（送信）を行う（ステップＳ５９）。これにより、データ管理装置５の通信部５１は、評価装置３から送信された評価データを受信する。そして、データ管理装置５のデータ管理部５３は、ステップＳ５９で受信された評価データを、処理データ管理ＤＢ５００３（図７（Ｂ）参照）に登録する（ステップＳ６０）。この場合、データ管理部５３は、評価データを、評価を行った評価対象データ等と関連づけて一つのフォルダに記憶する。

また、評価者が評価画面４００に含まれている「レポート生成」ボタン４９３を押下することで、受付部３２は、評価レポートの生成要求を受け付ける（ステップＳ６１）。そして、レポート生成部３８は、検出部３６による法面状態の検出結果に基づいて、評価レポートを生成する（ステップＳ６２）。レポート生成部３８は、国等から発行された点検要領、または道路管理者からの要望に沿った様式に基づいて、上述した評価結果を示す評価データを整列させて評価レポートを生成する。

図１９乃至図２１は、評価装置によって生成された評価レポートの一例を示す図である。図１９に示されている１ページ目の評価レポートには、上部に路線名等の書誌的事項、下部に点検対象の法面の位置を示す位置図および評価結果が示されている。図１９に示されている位置図には、検出部３６によって生成された地図情報（図１８参照）が含まれている。

また、図２０に示されている２ページ目の評価レポートには、平面図および断面図が示されている。図２０に示されている評価レポートは、検出部３６による損傷検出結果および形状検出結果に基づいて生成される。このうち、平面図には、検出部３６による損傷分析結果を示す画像（図１６参照）が含まれており、断面図には、検出部３６による形状検出結果に基づいて描画された評価対象の法面の断面図（図１７参照）が含まれている。

さらに、図２１に示されている３ページ目の評価レポートには、評価対象の法面が撮影された撮影画像データが示されている。図２１に示されている評価レポートは、図２０の平面図および断面図により示される法面の状態や形状を視覚的に示す。

このように、評価装置３は、法面状態の評価結果を用いて、道路管理者に提供する評価レポートを作成する。なお、評価レポートの記載内容またはレイアウトは、これに限られない。

以上により、評価システム４は、移動体システム６０によって取得された撮影画像データ、センサデータ（三次元データ）および測位データを用いた法面状態の評価を行うことで、法面の形状並びに損傷の位置および度合いを示したレポートを生成する。これによって、評価システム４は、法面検査に用いる画像判定サービスまたは法面の形状もしくは損傷判定サービスとしてのレポート生成機能の質と効率を向上させることができる。

なお、検出部３６による状態検出処理は、図１４に示されている全ての処理を実行されている必要はなく、少なくともステップＳ７１〜ステップＳ７３に示す形状検出処理が行われる構成であればよい。評価者は、必要に応じて形状検出処理に加えて、ステップＳ７４〜ステップＳ７６に示す損傷検出処理およびステップＳ７７〜ステップＳ７９に示す地図情報生成処理を実行することによって、詳細な評価結果を評価レポートに記述することができる。

○法面状態評価の変形例
ここで、図２２および図２３を用いて、法面状態の評価処理の変形例について説明する移動体システム６０は、三次元センサとして、角度センサ８ａに変えて、または角度センサ８ａとともに、撮影装置７によって撮影された被写体との距離を計測する距離センサ８ｃを搭載した構成であってもよい。距離センサ８ｃは、ＬｉＤＡＲ(Light Detection and Ranging)センサである。移動体システム６０は、距離センサ８ｃを用いることで、法面の高さ、傾斜角度またははらみだし等の二次元の画像からは得ることが困難な三次元の情報を得ることができる。

図２２は、距離センサを用いた場合の損傷検出結果を示す表示画面を示す図であり、図２３は、距離センサを用いて検出された法面の形状の断面画像を示す図である。図２２に示されている表示画面４７０および図２３に示されている断面画像４７５には、図１５および図１６にそれぞれ示されている例に加えて、新たに検出された変状（Ｐ５）が描画されている。Ｐ５の位置には、はらみだし（浮き上がり）が検出される。このように、距離センサを用いた検出を行うことで、角度センサ８ａのみを用いる場合と比較して、より詳細な三次元情報を取得することができる。なお、距離センサ８ｃは、レーダセンサ、ＴＯＦ(Time Of Flight)センサ、またはステレオカメラ等であってもよい。

●移動体システムの変形例
○変形例１○
次に、図２４乃至図２６を用いて、移動体システム６０の変形例について説明する。まず、図２４は、変形例１に係る移動体システムを用いて法面状態を検査する様子の一例を示す図である。変形例１に係る移動体システム６０は、高所の撮影を可能にするため、データ取得装置９が移動体６の上面に設置したポールに固定されているシステムである。

上述の実施形態の撮影装置７では、地面からの高さが低く、図２４に示されているような擁壁の上の小段、法枠の上の小段、またはモルタル吹付の上の小段の撮影を行うことが難しい。また、現在の道路土工構造物の小段は、図２４に示されているように、蓋がなされておらず、枯れ葉等が堆積して水路が詰まる不具合が発生するおそれがあり、定期的な清掃を必要とする。そのため、高所からの撮影が可能な変形例１に係る移動体システム６０を用いることで、例えば、人間が斜面を登って水路の詰まり具合を確認するのは難しい場合であっても、移動体６の走行動作に伴う撮影処理によって確認することができるので、点検効率が大幅に向上させることができる。

○変形例２○
図２５は、変形例２に係る移動体システムを用いて法面状態を点検する様子の一例を示す図である。変形例２に係る移動体システム６０（６０ａ,６０ｂ）は、例えば、変形例１のポール付き撮影装置でも撮影できないような高所または道路脇より下の盛土法面の撮影を行うために、移動体６の一例として、データ取得装置９を搭載したドローンを用いるシステムである。

移動体６としてのドローンは、撮影装置７だけでなく、角度センサ８ａ、ＧＮＳＳセンサ８ｂ、または距離センサ８ｃ等のセンサ装置を備えたデータ取得装置９を搭載することで、移動体６としての車両では評価できなかった高所や盛土の状態評価を行うことができる。特に、盛土や高所は、人間が近接目視に向かうことが困難な場所であり、変形例２のようなドローンによる撮影が望まれる。また、盛土や高所の法面は、木や草といった植生が多く茂っている場所が多い。そのため、データ取得装置９は、広角画像を撮影可能な撮影装置７を備えることが好ましい。

○変形例３○
図２６は、変形例３に係る移動体システムを用いて法面状態を点検する様子の一例を示す図である。図２６に示されているように、法面は、道路上の構造物であるトンネルや橋梁とは異なり、複雑な構造を持つ。例えば、法面は、斜面が平面ではなくうねっていたり（例えば、岸壁にモルタル吹き付けを行った土工構造物）、植生が生えていたり、金網が貼られていたりする。そのため、変形例３に係る移動体システム６０（６０ａ,６０ｂ,６０ｃ）は、植物や金網等の物体と法面の形状とを区別するため、センサ装置８として、波長情報を取得可能なスペクトルカメラ、赤外線カメラまたは被写界深度拡大カメラ（ＥＤｏｆ（Expanded Depth of Field）カメラ）を備える。

また、変形例３に係る移動体システム６０は、法面の形状と区別するためのツールだけでなく、データ取得装置９に照明装置を搭載に、天候や陽当たり等の様々な条件下で法面撮影が行える構成にすることが好ましい。この場合の照明装置は、撮影装置７による撮影範囲に対応したエリアを照射するライン照明装置、または撮影装置７およびセンサ装置８と同期させた時分割の照明装置であることが好ましい。

さらに、変形例３に係る移動体システム６０によって取得されたデータを処理するために、評価装置３の評価対象データ生成部３５は、細かな変状も見逃さないように手振れ補正機能、焦点深度補正機能（ぼけ補正機能）、歪み補正機能またはコントラスト強調機能等の画像処理機能を有していることが好ましい。また、評価対象データ生成部３５は、草、苔または金網等の土工構造物上の変状を覆い隠すノイズの削除機能または草などの影と、ひびなどの変状とを判別する機能を有していることが好ましい。このように、状態検査システム１は、変形例３に係る移動体システム６０を用いることで、複雑な構造を有する箇所や、草、苔または金網等が存在する箇所においても、法面状態の評価を精度良く行うことができる。

●実施形態の効果
以上説明したように、状態検査システム１は、撮影装置７および角度センサ８ａ等の三次元センサを用いて取得されたデータに基づいて、土工構造物の形状検出、並びに土工構造物表層の形状変化および土工構造物表層に発生する変状の検出を定量的に行うことができるとともに、評価結果に基づいて、図１９乃至図２１に示されるような評価レポートを自動的に生成することができるので、法面点検の効率を大幅な向上させることができる。また、状態検査システム１は、移動体システム６０を用いることで、高所や盛土など人間がいけない場所の点検を行うことができる。

さらに、状態検査システム１は、地図データと法面状態の評価結果を組み合わせることで評価対象の法面の位置を把握させることができるので、目視点検に行く必要がない土工構造物斜面を抽出することができるとともに、一斜面あたりの点検速度の向上を図ることができる。また、状態検査システム１は、評価結果をデータ管理装置５に登録することで、変状の経時変化を定量的に蓄積可能とし、健全性診断を合理的かつ効率的にする。

なお、上述の実施形態において、法面状態の検査および評価の例を説明したが、状態検査システム１は、法面状態の検査のみならず、路面、トンネル、橋梁等の他の構造物の検査と併用して用いられてもよい。状態検査システム１は、移動体システム６０を用いて、道路上の様々な構造物の点検を行うことで、インフラ点検の更なる効率化を図ることができる。

●まとめ●
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る評価システムは、構造物（例えば、道路土工構造物）の状態を評価する評価システム４であって、構造物を撮影装置７が撮影した撮影画像データ、および撮影装置７による撮影画像データの撮影に応じて三次元センサ（例えば、角度センサ８ａ）によって取得されたセンサデータを受信し、受信された撮影画像データおよびセンサデータに基づいて、構造物の三次元情報を含む形状を検出する。そして、評価システム４は、検出された形状を示す形状データおよび撮影画像データに基づいて、構造物の状態の評価結果を示す評価レポートを生成する。これにより、評価システム４は、構造物の三次元情報を含む形状の評価結果を示す評価レポートを効率的に生成することができる。

また、本発明の一実施形態に係る評価システム４は、検出された構造物の三次元情報を含む形状を示す形状データに基づいて、構造物の損傷の度合いを検出し、形状データおよび検出された損傷の度合いを示す損傷データを含む評価結果を示す評価レポートを生成する。これにより、評価システム４は、構造物の損傷度合いを含む評価レポートを効率的に生成することができる。

さらに、本発明の一実施形態に係る評価システム４は、検出された形状を示す画像に対して、検出された損傷の位置を示す画像が描画された評価レポートを生成する。これにより、評価システム４は、法面の形状および法面の損傷の位置を評価レポートに視覚的に示すことができる。

また、本発明の一実施形態に係る状態検査システムは、評価システム４と、データ取得装置９を搭載した移動体６とを備え状態検査システム１である。データ取得装置９は、撮影画像データを取得する撮影装置７と、センサデータを取得する三次元センサ（例えば、角度センサ８ａ、距離センサ８ｃ）を備え、移動体６の走行に応じて撮影画像データおよびセンサデータを取得する。これにより、状態検査システム１は、人間が目視で点検作業を行うことが困難な構造物のデータを取得することができ、構造物の検査作業を行う効率的に行うことができる。

●補足●
上記で説明した実施形態の各機能は、一または複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本実施形態における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウエアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC（Application Specific Integrated Circuit）、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）、SOC(System on a chip)、GPU(Graphics Processing Unit)および従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。

また、上記で説明した実施形態の各種テーブルは、機械学習の学習効果によって生成されたものでもよく、関連づけられている各項目のデータを機械学習にて分類付けすることで、テーブルを使用しなくてもよい。ここで、機械学習とは、コンピュータに人のような学習能力を獲得させるための技術であり，コンピュータが，データ識別等の判断に必要なアルゴリズムを，事前に取り込まれる学習データから自律的に生成し，新たなデータについてこれを適用して予測を行う技術のことをいう。機械学習のための学習方法は、教師あり学習、教師なし学習、半教師学習、強化学習、深層学習のいずれかの方法でもよく、さらに、これらの学習方法を組み合わせた学習方法でもよく、機械学習のための学習方法は問わない。

これまで本発明の一実施形態に係る評価システム、状態検査システム、評価方法およびプログラムについて説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態の追加、変更または削除等、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１ 状態検査システム
３ 評価装置
４ 評価システム
５ データ管理装置
６ 移動体
７ 撮影装置
８ センサ装置
８ａ 角度センサ（三次元センサの一例）
８ｃ 距離センサ（三次元センサの一例）
９ データ取得装置
３２ 受付部（受付手段の一例）
３３ 表示制御部（表示制御手段の一例）
３５ 評価対象データ生成部（評価対象データ生成手段の一例）
３６ 検出部（検出手段の一例）
３８ レポート生成部（レポート生成手段の一例）
５１ 通信部（受信手段の一例）
６０ 移動体システム

特開２０１９−３３４７８号公報

Claims (16)

1. 構造物の状態を評価する評価システムであって、
   前記構造物を撮影装置が撮影した撮影画像データ、および前記撮影装置による前記撮影画像データの撮影に応じて三次元センサによって取得されたセンサデータを受信する受信手段と、
   受信された前記撮影画像データおよび前記センサデータに基づいて、前記構造物の三次元情報を含む形状を検出する検出手段と、
   検出された前記形状を示す形状データおよび前記撮影画像データに基づいて、前記構造物の状態の評価結果を示す評価レポートを生成するレポート生成手段と、
   を備える評価システム。
2. 前記形状データは、前記構造物の延長、高さおよび傾斜角度を示す三次元情報、並びに位置座標を含む請求項１に記載の評価システム。
3. 前記形状データは、前記構造物が自然斜面または土工構造物のいずれであるかを示す情報を含む請求項１または２に記載の評価システム。
4. 前記形状データは、擁壁、法枠、モルタル吹付、アンカーの有無、または盛土等の前記土工構造物の種別を示す情報を含む請求項３に記載の評価システム。
5. 前記検出手段は、検出された前記形状を示す前記形状データに基づいて、前記構造物の損傷の度合いを検出し、
   前記レポート生成手段は、前記形状データ、および検出された前記損傷の度合いを示す損傷データを含む前記評価結果を示す前記評価レポートを生成する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の評価システム。
6. 前記検出手段は、前記形状データに基づいて、前記損傷の度合いが所定値を超えているかを検出する請求項５に記載の評価システム。
7. 前記損傷データは、変状の有無または変状の度合いの情報を含む請求項５または６のいずれか一項に記載の評価システム。
8. 前記レポート生成手段は、前記形状を示す画像に対して、検出された前記損傷の位置を示す画像が描画された前記評価レポートを生成する請求項５乃至７のいずれか一項に記載の評価システム。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の評価システムであって、
   前記受信手段は、前記構造物の位置が計測された測位データを受信し、更に、
   受信された前記撮影画像データ、前記センサデータおよび前記測位データに基づいて、評価対象データを生成する評価対象データ生成手段を備え、
   前記検出手段は、前記評価対象データに基づいて、前記形状を検出する評価システム。
10. 前記評価対象データ生成手段は、前記センサデータおよび前記測位データに基づいて前記撮影画像データの画像補正を行う請求項９に記載の評価システム。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の評価システムであって、更に、
    前記構造物の状態を評価する評価画面を表示部に表示させる表示制御手段と、
    前記評価画面に対する評価項目の選択を受け付ける受付手段と、を備え、
    前記評価項目として前記形状の評価の選択が受け付けられた場合、前記検出手段は、前記形状を検出し、
    前記表示制御手段は、検出された前記形状を示す前記形状データを、前記表示部に表示させる評価システム。
12. 請求項１１に記載の評価システムであって、
    前記評価項目として損傷の度合いの評価の選択が受け付けられた場合、前記検出手段は、前記損傷の度合いを検出し、
    前記表示制御手段は、検出された前記損傷の度合いを示す前記損傷データを、前記表示部に表示させる評価システム。
13. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の評価システムと、前記撮影画像データおよび前記センサデータを取得するデータ取得装置と、を備える状態検査システムであって、
    前記データ取得装置は、
    前記撮影画像データを取得する前記撮影装置と、前記センサデータを取得する前記三次元センサと、を備え、
    前記三次元センサは、角度センサおよび距離センサの少なくともいずれかを含む状態検査システム。
14. 請求項１３に記載の状態検査システムであって、更に、
    前記データ取得装置を搭載した移動体を備え、
    前記データ取得装置は、前記移動体の走行に応じて前記撮影画像データおよび前記センサデータを取得する状態検査システム。
15. 構造物の状態を評価する評価システムが実行する評価方法であって、
    前記構造物を撮影装置が撮影した撮影画像データ、および前記撮影装置による前記撮影画像データの撮影に応じて三次元センサによって取得されたセンサデータを、前記撮影装置および前記三次元センサを備えるデータ取得装置から受信する受信ステップと、
    受信された前記撮影画像データおよび前記センサデータに基づいて、前記構造物の三次元情報を含む形状を検出する検出ステップと、
    検出された前記形状を示す形状データおよび前記撮影画像データに基づいて、前記構造物の状態の評価結果を示す評価レポートを生成するレポート生成ステップと、
    を実行する評価方法。
16. 構造物の状態を評価する評価システムに、
    前記構造物を撮影装置が撮影した撮影画像データ、および前記撮影装置による前記撮影画像データの撮影に応じて三次元センサによって取得されたセンサデータを、前記撮影装置および前記三次元センサを備えるデータ取得装置から受信する受信ステップと、
    受信された前記撮影画像データおよび前記センサデータに基づいて、前記構造物の三次元情報を含む形状を検出する検出ステップと、
    検出された前記形状を示す形状データおよび前記撮影画像データに基づいて、前記構造物の状態の評価結果を示す評価レポートを生成するレポート生成ステップと、
    を実行させるプログラム。

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