JP2023073399A - Evaluation method and evaluation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、構造物の表面に発生する損傷状況と表面の変位等、構造物の表面を評価する評価方法及び評価システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an evaluation method and an evaluation system for evaluating the surface of a structure, such as the state of damage occurring on the surface of the structure and the displacement of the surface.
従来、構造物を構成するコンクリートの劣化状態を把握するために、コンクリートの試験体を用いた加力実験が行われている。この加力実験により、試験体に生じたひび割れを特定するための技術が検討されている(例えば、特許文献1参照。)。この文献に記載のひび割れ検出方法においては、コンクリート構造物の表面を撮像した原画像データに対し、ウェーブレット変換を用いて低周波成分を除去する処理を行なって、空間変化率が小さい構造物表面の染みや汚れを除去した二値化画像データを作成する。そして、この二値化画像データを用いて、ひび割れに該当する画素を隣接する画素の平均輝度値で置換することによって背景画像データを作成し、この背景画像データで原画像を除算することにより、染みや汚れあるいは光ムラを除去して、ひび割れだけを抽出する。 Conventionally, in order to understand the state of deterioration of concrete that constitutes a structure, a load test using a concrete test piece has been conducted. Techniques for specifying cracks that have occurred in test specimens through this force application experiment are being studied (see, for example, Patent Document 1). In the crack detection method described in this document, the raw image data obtained by imaging the surface of a concrete structure is subjected to processing for removing low-frequency components using wavelet transform, so that the surface of the structure with a small spatial change rate is detected. Create binarized image data from which stains and dirt are removed. Then, using this binarized image data, background image data is created by replacing the pixel corresponding to the crack with the average brightness value of the adjacent pixels, and by dividing the original image by this background image data, Remove stains, dirt, or light unevenness and extract only cracks.
更に、試験体の表面の変位を把握するために、表面にパターンで計測点を形成し、変形前後の各計測点の位置を撮影するデジタル画像相関法も検討されている(例えば、非特許文献1参照。)。非特許文献においては、変形前後の表面に形成されたパターンを構成する各計測点の位置から、表面のひずみを算出する3D動的変形計測システムが記載されている。 Furthermore, in order to grasp the displacement of the surface of the test object, a digital image correlation method is also being studied in which measurement points are formed in a pattern on the surface and the positions of each measurement point before and after deformation are photographed (for example, non-patent literature 1). Non-Patent Literature describes a 3D dynamic deformation measurement system that calculates the strain of a surface from the position of each measurement point that constitutes a pattern formed on the surface before and after deformation.
そして、従来、このようなデジタル画像相関法を用いる計測点の変位を把握し易くするために、計測点を、下地とのコントラストが強くなる色で形成していた。具体的には、表面全体を白色に塗布した後、その上に、黒色で計測点を形成していた。 Conventionally, in order to make it easier to grasp the displacement of the measurement points using such a digital image correlation method, the measurement points were formed in a color that enhances the contrast with the background. Specifically, after the entire surface was painted white, black measurement points were formed thereon.
しかしながら、計測点のパターンを黒色で形成した場合、このパターンに紛れて、ひび割れ等の損傷状況を把握することが難しかった。具体的には、図5(a)及び(b)には、加力実験を行なった十字形状の試験体の左側部分及び右側部分を示す。この試験体においては、図5(a)に示す左側部分には変形計測用の黒色の計測点のパターンが形成され、図5(b)に示す右側部分には黒色の計測点のパターンが形成されていない。この場合、図5(a)の左側部分にもひび割れが生じているはずであるが、この図5(a)では、ひび割れを把握することは難しかった。 However, when the pattern of the measurement points is formed in black, it is difficult to grasp the state of damage such as cracks due to this pattern. Specifically, Figs. 5(a) and 5(b) show the left and right portions of the cross-shaped specimen on which the force application experiment was performed. In this test piece, a pattern of black measurement points for deformation measurement is formed on the left portion shown in FIG. 5(a), and a pattern of black measurement points is formed on the right portion shown in FIG. 5(b). It has not been. In this case, cracks should also have occurred in the left portion of FIG. 5(a), but it was difficult to grasp the cracks in FIG. 5(a).
上記課題を解決する評価方法は、構造物の表面を評価するために用いる評価方法であって、前記表面に生じる損傷状況が識別可能な配色の計測点を、前記表面に塗布された下地塗料の上に、照明光の反射率が前記下地塗料とは異なる計測点用塗料で形成し、照明光によって前記表面により反射される光のうち、前記計測点によって反射された光に対応する特定波長域の光を透過するバンドパスフィルタを介して、加力前の前記計測点を認識可能に撮影した第1画像と加力後の前記計測点を認識可能に撮影した第2画像とを生成し、前記第1画像と前記第2画像とから、損傷状況が識別可能で、前記計測点の位置の変化を示す変位マッピング図を生成し、前記損傷状況が発生した状態の前記表面に対して、前記照明光とは異なる観察光を照射して、前記損傷状況を撮影した損傷観察画像を生成して出力する。 An evaluation method for solving the above-mentioned problems is an evaluation method used to evaluate the surface of a structure, wherein measuring points with color schemes that can identify the damage state occurring on the surface are measured on the surface of the base paint applied to the surface. Above, a specific wavelength range corresponding to the light reflected by the measurement point among the light reflected by the surface by the measurement point paint that has a different reflectance of the illumination light from the base paint. through a band-pass filter that transmits the light of , to generate a first image in which the measurement point before the force is recognizably photographed and a second image in which the measurement point after the force is recognizably photographed, From the first image and the second image, a damage situation can be identified and a displacement mapping diagram showing changes in the positions of the measurement points is generated, and with respect to the surface in the state where the damage situation has occurred, the Observation light different from the illumination light is emitted to generate and output a damage observation image in which the damage state is photographed.
本発明によれば、表面の損傷状況及び表面の変位を的確に把握することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the damage condition of a surface and a displacement of a surface can be grasped|ascertained exactly.
以下、図1~図4を用いて、評価方法及び評価システムを具体化した一実施形態を説明する。本実施形態では、柱梁架構等に用いられるコンクリート製の部材(試験体)の加力実験において、試験体(構造物)の表面のひび割れ(損傷状態)及び表面における変位(ひずみや移動量等)を評価する。 An embodiment embodying an evaluation method and an evaluation system will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. In this embodiment, in a load-applying experiment of a concrete member (test body) used for a column-beam frame, etc., cracks (damage state) on the surface of the test body (structure) and displacement (strain, movement amount, etc.) on the surface ).
図1に示す試験体の表面F1は、加力実験後の状態を示している。この表面F1には、ひび割れC1が生じている。
図1に示すように、本実施形態の撮影システムとしての表面評価システム10は、単色光光源装置11、撮影装置15、バンドパスフィルタ16及び解析装置20を備える。
The surface F1 of the specimen shown in FIG. 1 shows the state after the force application experiment. A crack C1 is formed on the surface F1.
As shown in FIG. 1, a
単色光光源装置11は、単色光を発生させて、試験体の表面に投光する。本実施形態では、この単色光光源装置11は、青色光を発生させる青色LEDである。本実施形態で使用する青色LEDは、青色光を出力し、特に波長465~470(nm)の青色光を強く出力する特性を有する。
The monochromatic
撮影装置15は、センサ感度の範囲に合わせて、試験体の表面を撮影する。撮影装置15のレンズの前には、バンドパスフィルタ16が取り外し可能に配置される。バンドパスフィルタ16がレンズの前に設置された場合には、撮影装置15は、バンドパスフィルタ16を通過する波長域がセンサ感度の範囲より狭いため、バンドパスフィルタ16を通過する透過光による撮影画像を生成する。また、バンドパスフィルタ16をレンズの前から取り外した場合には、撮影装置15は、可視光の波長域を含む白色LED等の白色光により照明された被写体の撮影画像を生成する。
The photographing
バンドパスフィルタ16は、所定の特定波長域のみを通過させるフィルタであり、ガラスやアクリル等で形成されている。本実施形態では、単色光光源装置11の青色光が、試験体の表面で反射され、この反射光のみを透過させるために用いる。具体的には、波長465~470(nm)の光を透過するバンドパスフィルタ16を用いる。本実施形態では、波長465~470(nm)の光を透過するバンドパスフィルタ16を用いることにより、単色光光源装置11が出力した青色光のみを通過させて、試験体の表面で反射された光を特定する。
The
解析装置20は、撮影装置15に接続される。
(ハードウェア構成例)
図2は、解析装置20として機能する情報処理装置H10のハードウェア構成例である。
The
(Hardware configuration example)
FIG. 2 is a hardware configuration example of the information processing device H10 that functions as the
情報処理装置H10は、通信装置H11、入力装置H12、表示装置H13、記憶部H14、プロセッサH15を有する。なお、このハードウェア構成は一例であり、他のハードウェアを有していてもよい。 The information processing device H10 has a communication device H11, an input device H12, a display device H13, a storage unit H14, and a processor H15. Note that this hardware configuration is an example, and other hardware may be included.
通信装置H11は、他の装置との間で通信経路を確立して、データの送受信を実行するインタフェースであり、例えばネットワークインタフェースカードや無線インタフェース等である。 The communication device H11 is an interface that establishes a communication path with another device and executes data transmission/reception, such as a network interface card or a wireless interface.
入力装置H12は、利用者等からの入力を受け付ける装置であり、例えばマウスやキーボード等である。表示装置H13は、各種情報を表示するディスプレイやタッチパネル等である。 The input device H12 is a device that receives input from a user or the like, such as a mouse or a keyboard. The display device H13 is a display, a touch panel, or the like that displays various information.
記憶部H14は、解析装置20の各種機能を実行するためのデータや各種プログラムを格納する記憶装置(例えば、後述する画像情報記憶部25)である。記憶部H14の一例としては、ROM、RAM、ハードディスク等がある。
The storage unit H14 is a storage device (for example, the image
プロセッサH15は、記憶部H14に記憶されるプログラムやデータを用いて、解析装置20における各処理(例えば、後述する制御部21における処理)を制御する。プロセッサH15の一例としては、例えばCPUやMPU等がある。このプロセッサH15は、ROM等に記憶されるプログラムをRAMに展開して、各種処理に対応する各種プロセスを実行する。例えば、プロセッサH15は、解析装置20のアプリケーションプログラムが起動された場合、後述する図3に示す各処理を実行するプロセスを動作させる。
The processor H15 uses programs and data stored in the storage unit H14 to control each process in the analysis device 20 (for example, a process in the
プロセッサH15は、自身が実行するすべての処理についてソフトウェア処理を行なうものに限られない。例えば、プロセッサH15は、自身が実行する処理の少なくとも一部についてハードウェア処理を行う専用のハードウェア回路(例えば、特定用途向け集積回路:ASIC)を備えてもよい。すなわち、プロセッサH15は、(1)コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って動作する1つ以上のプロセッサ、(2)各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する1つ以上の専用のハードウェア回路、或いは(3)それらの組み合わせ、を含む回路(circuitry)として構成し得る。プロセッサは、CPU並びに、RAM及びROM等のメモリを含み、メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。 Processor H15 is not limited to performing software processing for all the processing that it itself executes. For example, the processor H15 may include a dedicated hardware circuit (for example, an application specific integrated circuit: ASIC) that performs hardware processing for at least part of the processing performed by the processor H15. That is, the processor H15 is composed of (1) one or more processors that operate according to a computer program (software), (2) one or more dedicated hardware circuits that execute at least part of various processes, or ( and 3) any combination thereof. A processor includes a CPU and memory, such as RAM and ROM, which stores program code or instructions configured to cause the CPU to perform processes. Memory or computer-readable media includes any available media that can be accessed by a general purpose or special purpose computer.
(解析装置20の機能)
図1に示す解析装置20は、表面のひび割れ等の損傷や表面の変位を計測して解析するためのコンピュータ端末である。解析装置20は、制御部21及び画像情報記憶部25を備える。
(Function of analysis device 20)
The
制御部21は、後述する処理(画像取得段階、変位計測段階、計測出力段階等を含む処理)を行なう。このための表面評価プログラムを実行することにより、制御部21は、画像取得部211、変位計測部212及び計測出力部213として機能する。
The
画像取得部211は、撮影装置15から画像を取得する。
変位計測部212は、表面における変位を評価するために、表面に形成されたランダムパターンで配置された計測点M1の位置の変化(変位)を計測する。
計測出力部213は、加力実験の前後で撮影した画像に基づいて計測した表面の変位と、ひび割れの位置とを出力する。
The
In order to evaluate the displacement on the surface, the
The
画像情報記憶部25は、撮影装置15で撮影した画像を記憶する。本実施形態では、損傷観察画像と変位計測用画像とを記憶する。損傷観察画像は、白色の光により撮影された画像であって、表面に発生したひび割れが観察できる画像である。変位計測用画像は、バンドパスフィルタ16を用いて撮影された画像であって、実験前に撮影される第1画像と、実験後に撮影される第2画像とが含まれる。
The image
<表面評価処理>
次に、図1、図3及び図4を用いて、表面評価処理について説明する。本実施形態の表面評価処理は、試験体の加力実験を行なう前に実行する準備処理と、加力実験を行なった後に実行する計測処理とを含む。
<Surface evaluation treatment>
Next, surface evaluation processing will be described with reference to FIGS. 1, 3 and 4. FIG. The surface evaluation process of the present embodiment includes a preparation process executed before conducting a force application experiment on a specimen, and a measurement process executed after a force application experiment is conducted.
まず、試験体において計測対象の表面の全面に下地塗料を塗布する(ステップS1-1)。本実施形態では、下地塗料として、白色の汎用の水性塗料を用いる。
下地塗料が乾いた後、下地塗料の上に、蛍光塗料で計測点を形成する(ステップS1-2)。本実施形態では、株式会社小松プロセス製の「水性蛍光塗料 蛍彩 蛍光イエロー」を用いて、ランダムパターンで計測点M1を形成する。このランダムパターンは、複数の形状及び大きさを有する計測点M1をランダムに配置したパターンである。このランダムパターンを形成する塗料は特殊であるが、パターンの形状や配置は、通常の加力実験で使用されるものと同じパターンを用いることができる。本実施形態では、手書きでランダムに計測点M1を、下地塗料の上に描く。
First, a base paint is applied to the entire surface of the test piece to be measured (step S1-1). In this embodiment, a white general-purpose water-based paint is used as the base paint.
After the base paint dries, measurement points are formed on the base paint with fluorescent paint (step S1-2). In this embodiment, the measurement points M1 are formed in a random pattern using "Water-based Fluorescent Paint Fluorescent Yellow" manufactured by Komatsu Process Co., Ltd. FIG. This random pattern is a pattern in which measurement points M1 having a plurality of shapes and sizes are randomly arranged. Although the paint that forms this random pattern is special, the pattern shape and arrangement can be the same as those used in normal force-applying experiments. In this embodiment, the measurement points M1 are randomly drawn on the base paint by handwriting.
そして、解析装置20の制御部21は、ランダムパターンの試験前の撮影記録処理を実行する(ステップS1-3)。具体的には、単色光光源装置11により青色光で試験体の表面F1を照らす。そして、撮影装置15により、試験体の表面F1を撮影する。
Then, the
この場合、撮影装置15は、表面F1において反射され、かつバンドパスフィルタ16の透過光により第1画像を生成する。本実施形態では、白色の下地において青色光が反射され、黄色の蛍光塗料で形成された各計測点においては、青色光が吸収される。このため、撮影装置15は、バンドパスフィルタ16を介して、下地に対応する部分の輝度が高く(明るく)、各計測点に対応する部分の輝度が低く(暗く)なる画像を生成する。
In this case, the
そして、撮影装置15は、生成した第1画像を、解析装置20の制御部21に送信する。制御部21の画像取得部211は、取得した第1画像を、画像情報記憶部25に記録する。
その後、従来と同様に、加力実験を行なう。
The
After that, a force application experiment is performed in the same manner as in the conventional art.
加力実験が終了した場合には、解析装置20の制御部21は、ひび割れの撮影記録処理を実行する(ステップS2-1)。具体的には、バンドパスフィルタ16を撮影装置15のレンズの前から取り外し、白色の照明光により試験体の表面F1を撮影する。そして、撮影装置15が撮影した画像を、損傷観察画像として画像情報記憶部25に記憶する。
When the force application experiment is completed, the
図4(a)には、白色光で撮影した損傷観察画像を示す。この画像において、表面F1には、黄色の蛍光塗料で各計測点が形成されている。白色光の下では、試験体の表面の下地塗料及び各計測点(黄色)は明度が高いが、ひび割れは黒色で明度が低い。このため、下地塗料に対してランダムパターンの各計測点が目立たず、表面に生じたひび割れをはっきりと識別することができる。 FIG. 4(a) shows a damage observation image taken with white light. In this image, each measurement point is formed on the surface F1 with a yellow fluorescent paint. Under white light, the base paint on the surface of the specimen and each measurement point (yellow) have high brightness, but the cracks are black and have low brightness. Therefore, the measurement points of the random pattern are inconspicuous with respect to the base paint, and cracks occurring on the surface can be clearly identified.
次に、解析装置20の制御部21は、ランダムパターンの試験後の撮影記録処理を実行する(ステップS2-2)。具体的には、ランダムパターンの試験前の撮影記録処理と同様に、単色光光源装置11から青色光を試験体の表面F1に投光し、試験体の表面F1を、バンドパスフィルタ16を取り付けた撮影装置15で撮影する。そして、解析装置20の制御部21の画像取得部211は、撮影装置15から第2画像を取得して、画像情報記憶部25に記録する。
Next, the
図4(b)には、第2画像を示す。この画像においては、試験体の表面F1に蛍光塗料で形成された各計測点を認識することができる。
次に、解析装置20の制御部21は、画像比較による変位計測処理を実行する(ステップS2-3)。具体的には、制御部21の変位計測部212は、画像情報記憶部25から第1画像及び第2画像を取得する。そして、変位計測部212は、第1画像及び第2画像において対応する同一の計測点を特定し、特定した計測点の位置の変化(変位)を示す変位マッピング図を生成する。
FIG. 4(b) shows the second image. In this image, each measurement point formed with fluorescent paint on the surface F1 of the specimen can be recognized.
Next, the
そして、解析装置20の制御部21は、試験結果の出力処理を実行する(ステップS2-4)。具体的には、制御部21の計測出力部213は、画像情報記憶部25から、損傷観察画像を取得し、この画像に含まれるひび割れの位置を特定する。そして、計測出力部213は、ステップS2-3で生成した変位マッピング図と、ひび割れの位置を特定した損傷観察画像とを、表示装置に出力する。この場合、画像における試験体の形状や撮影装置15の撮影位置に基づいて、損傷観察画像における試験体の表面位置と、変位マッピング図における試験体の表面位置との位置合わせを行なって出力してもよい。
Then, the
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、試験体の表面F1に生じるひび割れC1と識別可能な配色の各計測点M1を、試験体の表面F1に形成する。各計測点M1は、バンドパスフィルタ16を介して撮影した場合、表面F1の下地と識別可能に形成される。そして、加力実験前後の第1画像及び第2画像を比較して、試験体の表面の変位を特定して出力する。これにより、表面に生じたひび割れ等の損傷状況と、各計測点M1に基づいて特定される試験体の表面の変位とを対比して把握することができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, each measurement point M1 is formed on the surface F1 of the test piece and has a color scheme that can be distinguished from the crack C1 that occurs on the surface F1 of the test piece. Each measurement point M1 is formed so as to be identifiable from the base of the surface F1 when photographed through the
(2)本実施形態では、試験体の表面F1に、青色光を反射する白色の下地塗料を塗布し、その上に、青色光を吸収する黄色の蛍光塗料で各計測点M1を形成する。これにより、各計測点M1を形成した蛍光塗料の黄色と下地の白色とは、黒色のひび割れC1と明度が違うため、各計測点M1に対してひび割れC1を容易に把握することができる。 (2) In this embodiment, the surface F1 of the specimen is coated with a white base paint that reflects blue light, and each measurement point M1 is formed thereon with a yellow fluorescent paint that absorbs blue light. As a result, the yellow fluorescent paint forming each measurement point M1 and the white background have a different brightness than the black crack C1, so the crack C1 can be easily recognized for each measurement point M1.
(3)本実施形態では、第1画像及び第2画像を取得する場合には、単色光光源装置11から青色光を試験体の表面F1に投光する。青色は、色相環において、明度の高い黄色やオレンジの補色及びその近傍の位置にある。明度の低いひび割れと区別し易い黄色やオレンジ色を計測点として用いることができ、可視光においてひび割れを容易に検出することができる。また、単色光及びこの単色光の波長に応じたバンドパスフィルタ16を用いることにより、環境の影響を低減でき、計測点M1の位置を明確に特定することができる。なお、青色以外の単色光(例えば、赤色光や緑色光)を用いる場合、この単色光の補色及びその近傍の色は、明度が低い(暗い)色となる。このため、単色光の補色で各計測点を形成した場合には、ひび割れを特定することが難しくなる。また、単色光以外の光を用いる場合、この光は広範囲の波長を含むため、バンドパスフィルタを通過する周波数の成分の光が弱くなり、各計測点が区別し難くなる。
(3) In the present embodiment, when obtaining the first image and the second image, the monochromatic
(4)本実施形態では、解析装置20の制御部21は、青色光のみを透過するバンドパスフィルタ16を介して撮影した第1画像及び第2画像を取得する。黄色の蛍光塗料で形成された各計測点M1からの蛍光(反射光)は、バンドパスフィルタ16を透過しないため、第1画像及び第2画像において、各計測点M1に対応する部分は黒色になる。従って、バンドパスフィルタ16を用いることにより、各計測点M1と下地の白色とのコントラストを明確にでき、各計測点の位置を明確に把握することができる。なお、バンドパスフィルタ16がない場合には、撮影装置15において、各計測点から蛍光(反射光)を受光するため、各計測点M1に対応する部分は黒色にならない。
(4) In this embodiment, the
(5)本実施形態では、解析装置20の制御部21は、第1画像及び第2画像を用いて試験体の表面の変位に関する変位マッピング図と、ひび割れの位置を特定した損傷観察画像とを出力する。これにより、試験体の表面F1の変位とひび割れC1との位置関係を把握することができる。
(5) In the present embodiment, the
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、試験体の表面F1に、単色光光源装置11からの青色光を反射する白色の下地塗料を塗布し、下地塗料の上に青色光を吸収する黄色の蛍光塗料で各計測点を形成し、青色光のみを透過するバンドパスフィルタ16を用いた。損傷状況と識別可能な配色の計測点を形成する色や材料、バンドパスフィルタの特性等は、これに限定されない。
This embodiment can be implemented with the following modifications. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
In the above embodiment, the surface F1 of the specimen is coated with a white base paint that reflects blue light from the monochromatic
例えば、青色の照射光を照射し、表面に白色の下地塗料を塗布し、青色のみを透過するバンドパスフィルタを用いる場合には、各計測点を、黄色、オレンジ色の反射塗料を用いて形成してもよい。具体的には、株式会社小松プロセス製の「ブライトコードNタイプ」の「イエロー」又は「オレンジ」を用いてもよい。また、黄緑色の塗料を用いてもよい。更に、これらを混在させて用いてもよい。 For example, when irradiating blue light, applying a white base paint to the surface, and using a band-pass filter that transmits only blue light, each measurement point is formed using yellow and orange reflective paint. You may Specifically, “Bright Code N Type” “yellow” or “orange” manufactured by Komatsu Process Co., Ltd. may be used. Alternatively, a yellow-green paint may be used. Furthermore, these may be mixed and used.
また、実施形態において計測点に用いた塗料(照射光を吸収する塗料)で、下地を塗布し、実施形態で下地に用いた白色の塗料(又は反射塗料)で計測点を形成してもよい。この場合、各計測点を黄色の蛍光塗料で形成し、青色光を照射する場合には、下地として、明度が高い青色や空色を用いてもよい。
更に、バンドパスフィルタは、白色の下地塗料によって反射された照明光を反射した特定波長域の光を透過する物に限られない。通過させる光の波長や撮影装置15のセンサ感度の範囲に合わせたバンドパスフィルタを用いる。例えば、照明光を受けて発光する光(蛍光)を通過するバンドパスフィルタを用いてもよい。
Alternatively, the base may be coated with the paint used for the measurement points in the embodiment (paint that absorbs the irradiation light), and the measurement points may be formed with the white paint (or reflective paint) used for the base in the embodiment. . In this case, when each measurement point is formed with a yellow fluorescent paint and blue light is irradiated, blue or sky blue with high brightness may be used as the base.
Furthermore, the band-pass filter is not limited to a filter that transmits light in a specific wavelength range that reflects the illumination light reflected by the white base paint. A band-pass filter that matches the wavelength of light to be passed and the range of sensor sensitivity of the
・上記実施形態では、解析装置20の制御部21は、第1画像及び第2画像に基づいて変位マッピング図とともに、損傷観察画像を表示装置に出力した。制御部21は、損傷観察画像も出力する場合に限らず、変位マッピング図のみを出力してもよい。この場合、損傷については目視により把握してもよい。また、加力実験中に、変位マッピング図及び損傷観察画像を定期的に取得し、加力実験における時系列の変化を把握してもよい。
- In the above embodiment, the
・上記実施形態では、表面の計測点を、ランダムパターンで形成した。計測に用いる複数の計測点を、ランダムなパターンで形成する場合に限られず、規則的なパターンで形成してもよい。また、計測点を、手で形成する場合に限られず、パターンが形成されたローラ等を用いて形成してもよい。また、計測点は、パターンで形成しなくても、表面の変位が把握できれば、1つや2つであってもよい。 - In the above embodiment, the measurement points on the surface are formed in a random pattern. A plurality of measurement points used for measurement are not limited to being formed in a random pattern, and may be formed in a regular pattern. Further, the measurement points are not limited to being formed by hand, and may be formed using a patterned roller or the like. In addition, the number of measurement points may be one or two as long as the displacement of the surface can be grasped without forming a pattern.
・上記実施形態では、加力実験を行なう試験体の表面の変位と損傷状況とを把握した。表面を評価する構造物は、試験体に限られない。例えば、実際の建物等の構造物について、力が加わる前後の画像(第1画像及び第2画像)を取得し、表面の変位と損傷状況を把握してもよい。
・上記実施形態では、構造物としてコンクリートの試験体を用いた。測定する構造物の表面は、コンクリートに限定されず、例えば、鉄骨材等の金属、プラスチック等の合成樹脂、木等で構成される構造物の表面でもよい。
- In the above embodiment, the surface displacement and damage condition of the test body on which the force application experiment was performed were grasped. A structure whose surface is to be evaluated is not limited to a specimen. For example, images of an actual structure such as a building may be acquired before and after force is applied (first image and second image) to grasp surface displacement and damage conditions.
- In the above embodiment, a concrete specimen was used as the structure. The surface of the structure to be measured is not limited to concrete, and may be, for example, the surface of a structure composed of metal such as steel frame, synthetic resin such as plastic, or wood.
・上記実施形態では、撮影装置15を用いて、ひび割れを撮影した損傷観察画像と、計測点のランダムパターンを撮影した第1及び第2画像とを生成した。損傷観察画像と、第1及び第2画像とは、別々の撮影装置を用いて生成してもよい。この場合、個々の撮影装置の撮影位置や構造体の形状に基づいて、損傷観察画像における構造体の表面位置と、第1及び第2画像における構造体の表面位置とを対応付けしてもよい。
・上記実施形態では、バンドパスフィルタ16が取り外し可能な撮影装置15を用いて、計測点のランダムパターンを撮影した。計測点のランダムパターンを撮影する撮影装置は、バンドパスフィルタが着脱可能な構成の撮影装置に限定されず、バンドパスフィルタを固定した着脱できない構成の撮影装置を用いてもよい。例えば、感光部の素子の表面に、特定の波長のみを透過させるような特殊な加工を施した撮影装置を用いてもよい。
また、ひび割れや計測点を撮影する撮影装置として、ステレオカメラを用いて画像を撮影してもよい。
- In the above-described embodiment, the photographing
- In the above-described embodiment, the
Also, as a photographing device for photographing cracks and measurement points, a stereo camera may be used to photograph images.
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
(a)前記下地塗料は、白色の塗料、又は反射塗料であって、前記計測点用塗料は、蛍光黄色の塗料、又は黄色の反射塗料であって、前記フィルタは、青色の照射光の反射光を透過するバンドパスフィルタであることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮影方法。
これにより、計測点を形成する黄色は、下地の色に対してコントラストが弱いため、ひび割れを容易に把握することができる。
Next, technical ideas that can be grasped from the above-described embodiment and another example will be added below together with their effects.
(a) The base paint is a white paint or a reflective paint, the measuring point paint is a fluorescent yellow paint or a yellow reflective paint, and the filter reflects blue irradiation light. 3. The photographing method according to claim 1, wherein the band-pass filter transmits light.
As a result, the yellow color forming the measurement points has a weak contrast with respect to the color of the base, so that cracks can be easily recognized.
(b)請求項1、2又は(a)に記載の撮影方法によって、前記構造物への加力の前に撮影した第1画像と、請求項1、2又は(a)に記載の撮影方法によって、前記加力の後に前記損傷状況が発生した状態を撮影した第2画像とを比較して、前記構造物の変位を特定することを特徴とする表面評価方法。
これにより、表面に生じたひび割れ等の損傷状況と、加力の前後の計測点の位置に基づいて特定される表面の変位とを対比して把握することができる。
(b) a first image captured before applying force to the structure by the imaging method according to claim 1, 2 or (a); and the imaging method according to claim 1, 2 or (a). A surface evaluation method, wherein the displacement of the structure is specified by comparing with a second image obtained by photographing a state in which the damage situation occurs after the force is applied.
As a result, it is possible to compare and grasp the state of damage such as cracks occurring on the surface and the displacement of the surface specified based on the positions of the measurement points before and after the force is applied.
(c)前記制御部は、前記損傷状況が発生した状態の前記構造物に対して、前記照射光とは異なる観察光を照射して、前記損傷状況を特定して出力することを特徴とする請求項3に記載の撮影システム。
これにより、表面の変位とともに、表面の損傷状況を出力することができる。
(c) The control unit irradiates the structure in which the damage situation has occurred with observation light different from the irradiation light, and specifies and outputs the damage situation. The imaging system according to claim 3.
As a result, it is possible to output the damage condition of the surface together with the displacement of the surface.
C1…ひび割れ、F1…表面、M1…計測点、10…表面評価システム、11…単色光光源装置、15…撮影装置、16…バンドパスフィルタ、20…解析装置、21…制御部、25…画像情報記憶部、211…画像取得部、212…変位計測部、213…計測出力部。
C1...Crack F1...Surface M1...
Claims (3)
前記表面に生じる損傷状況が識別可能な配色の計測点を、前記表面に塗布された下地塗料の上に、照明光の反射率が前記下地塗料とは異なる計測点用塗料で形成し、
照明光によって前記表面により反射される光のうち、前記計測点によって反射された光に対応する特定波長域の光を透過するバンドパスフィルタを介して、加力前の前記計測点を認識可能に撮影した第1画像と加力後の前記計測点を認識可能に撮影した第2画像とを生成し、
前記第1画像と前記第2画像とから、損傷状況が識別可能で、前記計測点の位置の変化を示す変位マッピング図を生成し、
前記損傷状況が発生した状態の前記表面に対して、前記照明光とは異なる観察光を照射して、前記損傷状況を撮影した損傷観察画像を生成して出力することを特徴とする評価方法。 An evaluation method used to evaluate the surface of a structure,
A measurement point with a color scheme that enables identification of the damage state occurring on the surface is formed on the base paint applied to the surface with a measurement point paint that has a different reflectance of illumination light from the base paint,
Through a band-pass filter that transmits light in a specific wavelength range corresponding to the light reflected by the measurement point among the light reflected by the surface by the illumination light, the measurement point before force application can be recognized. Generating a photographed first image and a second image photographed so that the measurement point after applying force can be recognized,
From the first image and the second image, a damage situation can be identified and a displacement mapping diagram showing changes in the positions of the measurement points is generated;
An evaluation method, comprising: irradiating observation light different from the illumination light onto the surface in which the damage state has occurred, and generating and outputting a damage observation image in which the damage state is photographed.
前記表面に生じる損傷状況が識別可能な配色の計測点を、前記表面に塗布された下地塗料の上に、照明光の反射率が前記下地塗料とは異なる計測点用塗料で形成し、
前記制御部は、
照明光によって前記表面により反射される光のうち、前記計測点によって反射された光に対応する特定波長域の光を透過するバンドパスフィルタを介して、加力前の前記計測点を認識可能に撮影した第1画像と加力後の前記計測点を認識可能に撮影した第2画像とを生成し、
前記第1画像と前記第2画像とから、損傷状況が識別可能で、前記計測点の位置の変化を示す変位マッピング図を生成し、
前記損傷状況が発生した状態の前記表面に対して、前記照明光とは異なる観察光を照射して、前記損傷状況を撮影した損傷観察画像を生成して出力することを特徴とする評価システム。 An evaluation system comprising a control unit for evaluating a surface of a structure,
A measurement point with a color scheme that enables identification of the damage state occurring on the surface is formed on the base paint applied to the surface with a measurement point paint that has a different reflectance of illumination light from the base paint,
The control unit
Through a band-pass filter that transmits light in a specific wavelength range corresponding to the light reflected by the measurement point among the light reflected by the surface by the illumination light, the measurement point before force application is made recognizable. Generating a photographed first image and a second image photographed so that the measurement point after applying force can be recognized,
From the first image and the second image, a damage situation can be identified and a displacement mapping diagram showing changes in the positions of the measurement points is generated;
An evaluation system, comprising: irradiating observation light different from the illumination light onto the surface in which the damage state has occurred, and generating and outputting a damage observation image in which the damage state is photographed.
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