JP2024091238A - 検査システムおよび検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】管路の寸法による制約を受けにくい検査システムおよび検査方法を実現する。
【解決手段】樹脂製の管路Ｐを検査する検査システムであって、管路Ｐの形状に係る情報を取得する非接触式の測定部３と、測定部３が取得した情報に基づいて管路Ｐの撓み率を特定する演算部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、埋設された樹脂製の管路を検査対象とする検査システムおよび検査方法に関する。

地中に埋設する管路として、樹脂製の管路が汎用されている。たとえばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）製の管路は、日本国内において１９９０年代から急激にその採用が進み、広く使用されている。

ポリ塩化ビニル製の管路の寿命は５０年程度だと言われているが、実際に５０年の試用期間に到達した例が少ないため、現に５０年の使用に耐えうるのか否かについて定かではないという実情がある。そのため、多くの管路が敷設後３０年を超えた昨今において、個別の管路を検査して継続使用の可否を判断するとともに、耐用年数の実情についての知見を蓄積することが求められている。

以上を背景として、供用中の管路を検査する手段が求められている。たとえば特開２０１１－１３０６０号公報（特許文献１）には、管路の内径を測定する内径計測装置であって、装置の重心位置を下方へ偏位させたことを特徴とするものが開示されている。特許文献１の発明によれば、内径測定装置が管路内を走行する際に生じる振動などの影響を抑制して、内径測定の正確性を向上できる。

特開２０１１－１３０６０号公報

特許文献１に記載の発明では、管路の内壁に物理的に接触する測定部が採用されているため、管路の寸法に応じた寸法の装置を用意する必要があった。そのため、一台の内径測定装置によって内径を測定できる管路の寸法の範囲に限りがあった。加えて、管径に応じた測定装置が必要になることもあり、調査が高額となることがあった。

そこで、管路の寸法による制約を受けにくい検査システムおよび検査方法の実現が望まれる。

本発明に係る検査システムは、樹脂製の管路を検査する検査システムであって、前記管路の形状に係る情報を取得する非接触式の測定部と、前記測定部が取得した情報に基づいて前記管路の撓み率を特定する演算部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る検査方法は、樹脂製の管路を検査する検査方法であって、前記管路の形状に係る情報を取得する非接触式の測定部と、を備える検査システムを用いて、前記測定部による前記管路の形状に係る情報の取得を行う測定工程と、前記測定工程において取得した情報に基づいて前記管路の撓み率を特定する演算工程と、を備えることを特徴とする。

これらの構成によれば、測定部を管路の内壁に接触させる必要がないので、従来技術に比べて管路の寸法による制約を受けにくい。また、管路の撓み率を特定することで、管路の埋設環境を推定しやすいため、管路の状態を判断しやすい。

以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記演算部が、さらに、前記管路の凹凸を特定することが好ましい。

この構成によれば、撓み率に加えて、傷などに起因する凹凸も特定できるので、管路の状態をより判断しやすくなる。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記測定部が、可視光を発するレーザー光源を有さないことが好ましい。

この構成によれば、測定部として、スマートフォン等の汎用の情報機器を使いやすいため、検査システムの構築が容易になる。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記測定部が、前記管路の画像を撮影可能な撮影装置を含み、前記演算部が、前記撮影装置が撮影した前記画像に基づいて前記管路の撓み率を特定することが好ましい。

この構成によれば、測定部として入手が容易な撮影装置を使用するので、検査システムの構築が容易になる。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記測定部が、前記管路の壁面までの距離を測定できるＬｉＤＡＲセンサを含み、前記演算部が、前記ＬｉＤＡＲセンサが測定した前記距離に基づいて前記管路の撓み率を特定することが好ましい。

この構成によれば、測定装置としてＬｉＤＡＲセンサを用いることで精度が高い検査を実施しうる。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記演算部が、前記管路の断面を表す曲線を特定し、前記曲線を楕円で近似するとともに当該楕円の長軸および短軸を特定し、かつ、前記長軸の長さと前記短軸の長さとの比に基づいて前記管路のたわみ率を特定することが好ましい。

この構成によれば、比較的単純な演算処理でたわみ率を特定できる。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記演算部が、前記長軸と前記短軸との交点をさらに特定し、前記長軸および前記短軸のうち上下方向に延びる一方の軸の長さを、当該一方の軸のうち前記交点より上側の部分の長さに基づいて特定することが好ましい。

この構成によれば、管路内に水などが存在して管路の内面の全体を直接に測定できない場合であっても、たわみ率を特定できる。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記演算部が、さらに、前記管路における水位および水量の少なくとも一つを特定することが好ましい。

この構成によれば、管路内の状況をより正確に把握できる。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記演算部が、特定された前記管路の撓み率が所定のしきい値を超えるときに、管路を更生する方法を提案することが好ましい。

この構成によれば、検査結果に基づく管路の更生を円滑に行うことができる。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記管路のマンホールにおいて少なくとも前記測定部を支持する支持部をさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、マンホールに設置される測定部と測定対象の管路との相対位置関係を一定にしやすいので、複数回の検査を同じ条件で行いやすい。また、支持部をマンホールに常設することが可能な条件では、測定部の設置が容易になる。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記支持部が、支持される前記測定部の高さを変更可能な高さ調節部材を有することが好ましい。

この構成によれば、測定部の位置を調節しやすい。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記支持部が、マンホールのインバートに沿って設置される接地部材を有することが好ましい。

この構成によれば、支持部が安定して設置されて測定部の支持が安定し、正確な測定を行いやすい。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記支持部が設置されているマンホールの位置情報を特定する位置情報特定部をさらに備え、前記演算部が、前記支持部が設置されているマンホールの位置情報に基づいて、前記管路の撓みが生じている部位の位置情報を特定することが好ましい。

この構成によれば、管路に異常が発見されたときに、当該異常の位置を特定しやすい。

本発明に係る検査システムは、一態様として、少なくとも前記測定部を搭載して前記管路のうちの測定対象部に移動できる移動体をさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、管路のうち人による点検が難しい部位についても、検査を行いやすい。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記管路のマンホールにおいて少なくとも前記移動体を着脱自在に支持する支持部をさらに備え、前記移動体が前記支持部を発着可能であることが好ましい。

この構成によれば、測定部を移動させる検査方法と、測定部を移動させない検査方法とを、管路等の状況に応じて使い分けることができる。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記移動体が、埋設された樹脂製の管路を進行できることが好ましい。

この構成によれば、管路において検査システムを進行させながら、撓み率の測定を連続的に実施できる。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記移動体に搭載され、当該移動体の現在地の位置情報を特定する位置情報特定部をさらに備え、前記演算部が、前記管路への進入に用いたマンホールの位置情報、前記移動体の進行の履歴の情報、および、前記管路からの退出に用いたマンホールの位置情報、に基づいて、前記管路の撓みが生じている部位の位置情報を特定することが好ましい。

この構成によれば、管路に異常が発見されたときに、当該異常の位置を特定しやすい。

本発明に係る検査システムは、一態様として、前記移動体が、前記管路の中を飛行できることが好ましい。

この構成によれば、管路内に水などが残留している状況においても検査を行いやすい。

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

第一の実施形態に係る検査システムの使用状態を示す図である。 第一の実施形態に係る検査システムの構成図である。 第一の実施形態に係る検査システムの使用状態を示す図である。 第一の実施形態に係る検査システムにおいて取得される画像の一例である。 第一の実施形態に係る検査システムにおいて取得される画像の一例である。 第二の実施形態に係る検査システムの使用状態を示す図である。 第二の実施形態に係る検査システムの使用状態を示す図である。

第一の実施形態
本発明に係る検査システムおよび検査方法の第一の実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係る検査システムを、埋設された樹脂製の管路Ｐの検査に供される検査システム１に適用した例について説明する。

〔管路と撓み〕
本実施形態において検査の対象とする管路Ｐは、下水管として地下に埋設されているものである。管路Ｐを形成する樹脂としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）などが例示される。

樹脂製の管路Ｐにおいて、管体に変形が生じることが問題になりうる。一般的に、管路Ｐは地下に埋設された状態で数十年使用されるため、長年に亘って土圧を受け続ける環境にあることに加え、材料自身の経年劣化も生じうるものである。そのため、ここに例示したような原因が複合的に作用して、管路Ｐの管体に変形が生じうる。典型的には、管路Ｐが上下方向に潰される格好になり、設置当初はほぼ真円の断面形状であったものが、水平方向に長い楕円状に変形する。

かかる変形は、撓み率として定量化される。撓み率は、ＪＳＷＡＳ Ｋ－１－２０１０に従って算出され、たとえば、下式
（撓み率）＝（（管厚中心半径×２）―（実測内径＋管厚））／（管厚中心半径×２）
により算出されるが、これに限定されない。撓み率の算出方法は、管路Ｐを運用する事業者の要求等に応じて適宜選択されうる。

〔検査システムの装置構成〕
本実施形態に係る検査システム１は、移動体２と、移動体２に搭載されている測定部３および位置情報特定部４と、移動体２と別体に設けられた演算部５と、を備える（図１、図２）。

本実施形態に係る移動体２は、管路Ｐを進行して測定対象部に移動できるものであり、本実施形態ではドローンとして構成されている。したがって本実施形態では、移動体２が管路Ｐを飛行状態で進行できる。そのため、下水道が通常の運用に供されていて管路Ｐにある程度の水Ｗが流通している状態であっても、その上部の空間に移動体２を進行させることができる。なお、移動体２の最大幅が３００ｍｍ未満であると、下水道において汎用されている直径３００ｍｍのマンホールを、管路Ｐへの移動体２の進退に使用できるため、好ましい。また、移動体２の最大幅が３００ｍｍ未満であることがより好ましく、１５０ｍｍ未満であることが、より有用である。

測定部３は、管路Ｐの形状に係る情報を取得する装置である。その情報の態様は限定されず、たとえば、管路Ｐの画像や、測定部３から管路Ｐの壁面までの距離などが例示される。測定部３の装置構成は、取得されるべき情報に応じて選択される。すなわち、取得される情報が画像である場合は、測定部３はカメラなどの撮影装置として実装され、取得される情報が距離である場合は、測定部３はＬｉＤＡＲセンサなどの測距装置として実装される。なお、測定部３として複数の装置を設けて、複数の情報を取得できるようにしてもよい。たとえば、カメラなどの撮影装置とＬｉＤＡＲセンサなどの測距装置との双方を設けてもよい。

位置情報特定部４は、移動体２の現在地の位置情報を特定する装置である。典型的には、全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）の受信機として構成され、移動体２の現在地の緯度および経度を特定できる。なお、位置情報特定部４としてより発展的な測位システムを利用することは妨げられず、たとえばＲＴＫ－ＧＮＳＳを利用できる。

なお、測定部３および位置情報特定部４として、スマートフォンやタブレット端末等として市販されている情報機器を用いてもよい。すなわち、測定部３および位置情報特定部４として専用の機器を用意するかわりにスマートフォン等を移動体２に搭載し、当該スマートフォン等のカメラやＬｉＤＡＲセンサなどのデバイスを測定部３として用いるとともに、当該スマートフォン等のＧＮＳＳ受信機を位置情報特定部４として用いる。この場合は、市販のスマートフォン等に本実施形態に係る検査システム１として動作させるためのアプリケーションをインストールすればよい。なお、移動体２の負荷を小さくするとともに、管路Ｐが狭い場合にも検査システム１を使用しやすくするために、スマートフォンまたはこれに類する大きさの機器を用いることが好ましい。また、スマートフォン等の汎用の情報機器を使いやすくする観点から、測定部３として、可視光を発するレーザー光源を有さないものを選択することが好ましい。

演算部５は、検査システム１による検査の結果を出力するための種々の演算処理を行う装置である。演算部５は、ハードウェアとしては演算処理装置として公知の構成であってよく、ＣＰＵなどの演算装置、ハードディスクドライブなどの記憶装置、キーボードやマウスなどの入力装置、液晶ディスプレイなどの出力装置、通信モジュールなどの通信装置、などを有しうる。したがって演算部５は、パーソナルコンピュータやタブレット端末などの公知の情報機器として実装されうる。

演算部５は、測定部３および位置情報特定部４が取得した情報に基づいて、種々の演算処理を行う。したがって、測定部３および位置情報特定部４と演算部５とが通信可能に構成されており、測定部３および位置情報特定部４から演算部５に情報が転送される。この情報の転送は、典型的には移動体２を管路Ｐから退出させてから一括して行われるが、転送が情報の取得の都度行われることは妨げられない。なお、測定部３および位置情報特定部４が取得した情報を、演算部５に転送する前に一時的に記憶する記憶装置（不図示）が設けられていてもよい。

〔検査の実行〕
次に、本実施形態に係る検査方法の手順について説明する。本実施形態に係る検査方法は、測定工程および演算工程を備える。

（測定工程）
測定工程は、管路Ｐにおいて移動体２を進行させながら、測定部３による情報の取得を行う工程である。ここで情報の取得は、移動体２が進行するあいだ連続的に行われてもよいし、または断続的に行われてもよい。いずれの場合であっても、管路Ｐのうちの測定対象部に移動体２を移動させた上で、測定部３による情報の取得を行うといえる。

まず、測定対象とする管路Ｐの始点および終点を設定する。たとえば、始点は移動体２を管路Ｐに進入させる地点であり、終点は移動体２を管路Ｐから退出させる地点である。移動体２の進退にマンホールを用いることから、始点および終点にはマンホールＭ１、Ｍ２がある。また、測定対象とする管路Ｐはこれらの二つのマンホールＭ１、Ｍ２の間に直線状に延びるものである（図３）。

実際に測定を行う段階では、まず始点のマンホールＭ１から移動体２を管路Ｐに進入させる。このとき位置情報特定部４は、マンホールＭ１の位置情報を特定する。

次に、マンホールＭ１からマンホールＭ２に向けて、移動体２を進行させる。この進行の最中に、測定部３による情報の取得を行う。前述の通り、情報の取得は連続的であってもよいし、断続的であってもよい。また、このとき、移動体２の進行の履歴の情報を取得する。進行の履歴の情報は、進行速度と進行時間から特定される、始点からの進行距離の時間履歴である。

移動体２が終点のマンホールＭ２に到達したら、測定部３による情報の取得を停止する。このとき位置情報特定部４は、マンホールＭ２の位置情報を特定する。

以上の手順により、二つのマンホールＭ１、Ｍ２の間の管路Ｐについて、測定部３によって管路Ｐの形状に係る情報が取得される。また同時に、始点および終点の各マンホールＭ１、Ｍ２の位置情報、および、移動体２が始点から終点まで進行する間の進行の履歴の情報が取得される。ここで、測定部３が取得した情報と、移動体２の進行の履歴の情報とは、一対一に関連付けられているか、または各情報を取得した時刻等に基づいて互いに関連付けることができる状態であることが好ましい。

なお、以上の手順は、移動体２が管路Ｐに沿って直線的に進行することを前提としている。特に、本実施形態のように移動体２が飛行する場合は、移動体２の直線的な進行を確実にするため、測定工程の実施に先立って、始点と終点との間に移動体２を案内するワイヤ等を設置してもよい。

（演算工程）
続いて、演算工程について説明する。ここで説明する内容は、演算部５の機能によって実現されるものであり、すなわち演算部５において行われる演算処理の内容である。

（１）位置情報の特定
演算部５は、測定部３が取得した情報（以下、測定情報という。）について、位置情報を特定することができる。前述の通り、測定情報は、移動体２の進行の履歴の情報と関連付けることができる。すなわち、それぞれが個々のデータとして存在する測定情報のそれぞれについて、当該測定情報が取得されたときの移動体２の始点からの進行距離を特定できる。

また、前述の通り測定対象の管路Ｐは二つのマンホールＭ１、Ｍ２の間に直線状に延びるものである。加えて、二つのマンホールＭ１、Ｍ２については、位置情報特定部４により位置情報（緯度および経度）が特定されている。したがって、地図上において二つのマンホールＭ１、Ｍ２を結ぶ線分と、上記のごとく特定される移動体２の始点からの進行距離と、を考慮すれば、それぞれの測定情報が取得されたときの移動体２の位置を地図上において特定することができる。

位置情報を特定する処理は、全ての測定情報に対して行われてもよいし、特に必要性が認められる測定情報に対してのみ行われてもよい。後者の例としては、測定情報から特定される撓み率が所定のしきい値を超える場合についてのみ、当該測定情報が取得された位置情報を特定する、という構成が挙げられる。

（２）撓み率の特定
演算部５は、測定部３が取得した情報に基づいて、管路Ｐの撓み率を特定することができる。

一例として、測定部３が撮影装置を含み、撮影装置が撮影した画像１０に基づいて撓み率を特定する場合について説明する（図４）。演算部５は、まず、画像１０において、管路Ｐの延在方向に直交する管路Ｐの断面を表す曲線１１を特定する。ここでは、画像１０に対してエッジ検出アルゴリズムを適用するなどの処理が施される。ただし、図４にあるように、曲線１１の下側の一部は水Ｗに浸かっているため、この部分の曲線１１を正しく特定することができない。

次に、曲線１１を楕円で近似して、長軸と短軸との比を求め、当該比から管路Ｐの撓み率を特定する。ただし、前述のように曲線１１の下方の一部は水Ｗの存在により正しく特定できないため、上下方向の軸を正確に特定することはできない。そこで、上下方向に延びる一方の軸（典型的には短軸）と左右方向に延びる他方の軸（典型的には長軸）との交点を特定し、上下方向に延びる一方の軸当該交点より上側の部分の長さの二倍を、上下方向に延びる一方の軸の長さとする。

また、他の方法として、短軸および長軸の長さと撓み率との関係をあらかじめ実験的に明らかにしておき、特定された短軸および長軸の少なくとも一方の長さと当該関係とに基づく演算処理によって、撓み率を特定してもよい。たとえば、基礎埋設材が施工時の条件または経時変化を加味した条件で機能していた場合における短軸または長軸のデータを事前に取得しておき、特定された横軸または長軸の値と対比することで、撓み率を算出できる。

さらに、事前に取得したデータを活用することにより、埋設された管路Ｐの外側の環境を推測でき、これによって数年後の撓み率や更生の優先度などを推測することが可能である。たとえば、横軸の長さについて、演算部５が特定した値が事前に取得したデータより大きい場合は、埋設条件が理想の埋設条件から変化していることが推定される。この実測値と事前データとの乖離は、たとえば、突き固め施工に元々不備があった、地盤変状や埋設砂の流出などが生じた、などの原因により、管路Ｐの側方から作用する土圧が理想的な状態でなくなった場合に、発生しうる。この推定を活用して、管路Ｐの将来的な撓み率を推測できる。また、全体の管路Ｐの管軸方向の撓み率状況（変化量）からは、撓み率の値が同じ値を示していたとしても、横軸の値が事前データよりも大きくなっている部分がある場合は、更生の優先度を判断することができる。

なお、測定部３がＬｉＤＡＲセンサを含み、ＬｉＤＡＲセンサが測定した距離に基づいて撓み率を特定する場合についても、概ね同様の処理が可能である。すなわち、演算部５は、測定部３が測定した距離情報の集合に基づいて管路Ｐの断面を表す曲線を特定できるので、画像に基づいて撓み率を特定する場合と同様の処理によって撓み率を特定できる。なお、距離情報には管路が上下左右のどの方向に軸が向いているのかといった座標軸を含んでいてもよい。座標軸に沿った測定または演算を行うことで、より正確な撓み率を算出することができる。

また、測定部３が撮影装置およびＬｉＤＡＲセンサの双方を含む場合は、上記の二つの方法によりそれぞれ独立に撓み率を特定した上で、双方の撓み率に基づいて最終的な撓み率を特定してもよい。

本実施形態では、撓み率が５％を超えるときに、当該撓み率が特定された地点において管路Ｐに異常が生じているであると判断する。そのため、特定された撓み率が５％を超えるときは、当該撓み率の特定に用いられた測定情報について位置情報の特定を行い、異常が生じている地点を特定する。

（３）凹凸の特定
演算部５は、測定部３が取得した情報に基づいて、管路Ｐの凹凸を特定することができる。なお、管路Ｐに生じる凹凸の原因としては、傷（凹部）や付着物（凸部）などが例示される。

管路Ｐに凹凸が生じていない場合は、測定情報に基づいて、管路Ｐの壁面として連続的な曲線１１が特定される（図４）。一方、管路Ｐの壁面に凹凸がある場合は、当該凹凸の位置において壁面に対応する曲線１１に不連続部分１２が生じる（図５）。すなわち、測定情報に基づいて管路Ｐの壁面に対応する曲線を特定すれば、当該曲線の形状から凹凸の有無および位置を特定できる。また、凹凸が存在すると特定されたときに、当該凹凸の特定に用いられた測定情報について位置情報の特定を行い、凹凸が存在する地点を特定する。

なお、管路Ｐに撓みが生じている箇所において管路Ｐに不均一な負荷がかかり、この負荷が原因となって傷が生じる場合が多い。また、傷に起因して管路Ｐの内径が不均一になるため、傷がある箇所では撓み率の測定値が他の箇所より大きくなることがありうる。そのため、特に傷（凹部）を問題とする場合は、撓み率が所定のしきい値（たとえば５％）を超える場合に限って、凹凸とを特定する演算処理を行うようにしてもよい。

（４）水位の特定
演算部５は、測定部３が取得した情報に基づいて、管路Ｐの水位を特定することができる。たとえば、曲線１１のうち水Ｗに浸かっている部分を特定された長軸と短軸との比に基づいて補完し、補完された曲線１１を水Ｗが横切る線分の長さを特定すれば、当該線分の長さに基づいて水位を特定できる。このように、撓み率を特定するために測定部３が取得した情報を利用して、管路Ｐの水位を特定できる。なお、水位に替えて水量を特定してもよい。

（５）設置環境の評価
演算部５は、測定部３が取得した情報に基づいて、管路Ｐの設置環境を評価することができる。たとえば、曲線１１が左右非対称である場合は、管路Ｐの左右の設置環境が非対称である可能性がある。かかる非対称は、管路Ｐの周囲に設置されている埋設基礎材の流失などによって生じうる。このように、管路Ｐの断面形状の評価を通じて、直接観察することができない管路Ｐの設置環境を評価できる。

（６）更生方法の提案
演算部５は、撓み率が５％を超えるとき（所定のしきい値を超えるときの例である。）に、管路Ｐを更生する方法を提案する。

たとえば、測定対象とした管路Ｐの総延長に対して所定の割合以上において撓み率が５％を超えているときは、測定対象とした管路Ｐの全体の更生を薦める。一方、測定対象とした管路Ｐにおいて部分的に撓み率が５％を超えているのみであるときは、当該部分の部分的な補修を薦める。また、管路Ｐの長さに対する撓み率が５％を越える箇所の長さの割合が所定のしきい値を超える場合に、優先的な補修を薦める対象としたり、補修方法を決定するための詳細調査を薦める対象としたりしてもよい。

第二の実施形態
本発明に係る検査システムおよび検査方法の第二の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、第一の実施形態と同様の構成要素は同じ符号を付して示し、説明を簡略化または省略する。

〔検査システムの装置構成〕
本実施形態に係る検査システム６は、測定部３と、位置情報特定部４と、測定部３および位置情報特定部４を支持する支持部７と、支持部７と別体に設けられた演算部５と、を備える（図６、図７）。なお、本実施形態では、測定部３および位置情報特定部４が、一体の測定ユニット８に設けられており、当該測定ユニット８が支持部７に支持されている。

支持部７は、本体部材７１と、本体部材７１から延びる四本の脚部材７２と、それぞれの脚部材７２の先端に設けられている接地部材７３と、本体部材７１に対して上下動可能に装着されている柱部材７４（高さ調節部材の一例である。）と、を有し、柱部材７４の上端において測定ユニット８を支持する。柱部材７４を本体部材７１に対して上下動させることで、測定ユニット８が支持される位置の高さを変更できる。

支持部７は、マンホールに設置されている。ここでは支持部７がマンホールＭ１に設置されている場合を例として説明する。マンホールＭ１の底部には、マンホールＭ１に接続されている管路Ｐと連続する流路を形成するインバートＩが設置されている。支持部７の接地部材７３は、液体（水など）、粒体（砂など）、ゲル、などが充填された袋状の部材であり、インバートＩに沿って変形可能である。また、液体等が充填されている接地部材７３はある程度の重量を有するため、インバートＩに水Ｗが流れる状況下においても接地部材７３が動きにくく、支持部７による測定ユニット８の支持が安定する。

本実施形態では第一の実施形態と異なり、測定部３がマンホールＭ１において支持部７に支持され、移動されることがない。そのため、マンホールＭ１から比較的遠い部分について正確な測定を行うためには、測定部３の測定可能距離が、第一の実施形態に比べて長いことが好ましい。本実施形態では測定ユニット８を、スマートフォンと、当該スマートフォンに接続されたレーザースキャナーと、を含む構成としてある。スマートフォンに内蔵されているカメラおよびＬｉＤＡＲセンサに替えて、スマートフォンと別体のレーザースキャナーを用いているため、第一の実施形態に比べて測定可能距離が長い。

〔検査の実行〕
本実施形態に係る検査方法は、第一の実施形態と同様に、測定工程および演算工程を備え、演算工程は第一の実施形態と同様である。本実施形態における測定工程では、測定部３がマンホールＭ１において支持部７に支持されている状態で、測定部３による情報の取得を行う。また、測定部３による情報の取得と同時に、またはその前後に、位置情報特定部４がマンホールＭ１の位置情報を特定する。

なお、複数のマンホールにおいて測定工程を実施し、それぞれの測定に基づく演算工程の結果を組み合わせて撓み率の特定および異常が生じている地点の特定を行ってもよい。たとえば二つのマンホールＭ１、Ｍ２においてそれぞれ測定工程を実施し、二つのマンホールＭ１、Ｍ２の間に生じている異常について二箇所からの特定を行えば、撓み率および位置の特定について、精度の向上を期待できる。

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係る検査システムおよび検査方法のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

上記の第一の実施形態では、移動体２がドローンである構成を例として説明した。しかし本発明において、移動体の態様は管路内を進行できる限りで限定されない。したがって移動体は、車輪を用いて走行する車状のものなどでありうる。また、移動体が上記に例示した構成要素以外の構成要素を備えることは妨げられない。たとえば移動体が、ドローンを保護する保護カバーを備えていてもよい。

上記の第一の実施形態では、移動体が管路Ｐを進行できるものであり、測定工程が管路Ｐにおいて移動体２を進行させながら測定部３による情報の取得を行う工程である構成を例として説明した。しかし第二の実施形態を示して説明したように、本発明は移動体を用いない構成であってもよい。また、本発明における移動体は、管路のうちの測定対象部に移動して、当該測定対象部に測定部を到達させることができるものであればよい。たとえば管路のうちの測定対象部が、マンホール直下の地点から測定部による測定が及ぶ範囲に限られる場合は、移動体はマンホールの内の管接続部まで移動できれば足り、管路内を進行できる必要はない。すなわち、移動体が「測定対象部に移動できる」という表現において、移動の方向は水平方向、垂直方向、およびこれらの組合せでありうる。

上記の実施形態では、位置情報特定部４を備える検査システム１を例として説明した。しかし本発明において、位置情報特定部の有無は任意である。

上記の実施形態では、演算部５が、位置情報の特定、凹凸の特定、および更生方法の提案の各機能を実現可能である構成を例として説明したが、本発明においてこれらの機能の実現可否は任意である。

上記の実施形態では、下水管として地下に埋設されている管路Ｐを検査の対象とする構成を例として説明した。しかし本発明は、埋設された樹脂製の管路の検査に使用することができ、その管路の用途を問わない。たとえば、農業用水を流通させる目的で埋設されている樹脂製の管路の検査にも適用できる。

上記の第一の実施形態と第二の実施形態とを組み合わせることが可能である。支持部として移動体を着脱自在に支持することができる部材を採用すれば、移動体が支持部を発着することが可能な構成を実現できる。この場合は、第一の実施形態に係る検査方法と、第二の実施形態に係る検査方法と、を状況に応じて使い分けることができる。たとえば、マンホールＭ１からの測定が可能である場合には移動体（測定部）を移動させない検査方法（第二の実施形態）を採用し、マンホールＭ１からの測定が不可能または困難である場合（測定結果の品質が十分でない、経路が直線ではない、経路が大きく変形している、経路上に障害物がある、などの場合）には移動体（測定部）を移動させる検査方法（第一の実施形態）を採用する構成としてもよい。なお、採用する検査方法の選択は、本発明に係る検査システムの使用者が人為的に行ってもよいし、本発明に係る検査システムが自律的に行ってもよい。後者の場合は、たとえば、測定部による測定結果が入力されると適切な検査方法を出力する学習済みモデルを用いて検査方法を選択してもよい。

その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

本発明は、たとえば下水道など検査に利用できる。

１ ：検査システム（第一の実施形態）
２ ：移動体
３ ：測定部
４ ：位置情報特定部
５ ：演算部
６ ：検査システム（第二の実施形態）
７ ：支持部
７１ ：本体部材
７２ ：脚部材
７３ ：接地部材
７４ ：柱部材
８ ：測定ユニット
１０ ：画像
１１ ：曲線（管路の断面を表す。）
１２ ：不連続部分
Ｐ ：管路
Ｍ１ ：マンホール
Ｍ２ ：マンホール

Claims (19)

1. 樹脂製の管路を検査する検査システムであって、
   前記管路の形状に係る情報を取得する非接触式の測定部と、
   前記測定部が取得した情報に基づいて前記管路の撓み率を特定する演算部と、を備える検査システム。
2. 前記演算部が、さらに、前記管路の凹凸を特定する請求項１に記載の検査システム。
3. 前記測定部が、可視光を発するレーザー光源を有さない請求項１に記載の検査システム。
4. 前記測定部が、前記管路の画像を撮影可能な撮影装置を含み、
   前記演算部が、前記撮影装置が撮影した前記画像に基づいて前記管路の撓み率を特定する請求項１に記載の検査システム。
5. 前記測定部が、前記管路の壁面までの距離を測定できるＬｉＤＡＲセンサを含み、
   前記演算部が、前記ＬｉＤＡＲセンサが測定した前記距離に基づいて前記管路の撓み率を特定する請求項１に記載の検査システム。
6. 前記演算部が、
   前記管路の断面を表す曲線を特定し、
   前記曲線を楕円で近似するとともに当該楕円の長軸および短軸を特定し、かつ、
   前記長軸の長さと前記短軸の長さとの比に基づいて前記管路のたわみ率を特定する請求項１に記載の検査システム。
7. 前記演算部が、
   前記長軸と前記短軸との交点をさらに特定し、
   前記長軸および前記短軸のうち上下方向に延びる一方の軸の長さを、当該一方の軸のうち前記交点より上側の部分の長さに基づいて特定する請求項６に記載の検査システム。
8. 前記演算部が、さらに、前記管路における水位および水量の少なくとも一つを特定する請求項１に記載の検査システム。
9. 前記演算部が、特定された前記管路の撓み率が所定のしきい値を超えるときに、管路を更生する方法を提案する請求項１に記載の検査システム。
10. 前記管路のマンホールにおいて少なくとも前記測定部を支持する支持部をさらに備える請求項１～９のいずれか一項に記載の検査システム。
11. 前記支持部が、支持される前記測定部の高さを変更可能な高さ調節部材を有する請求項１０に記載の検査システム。
12. 前記支持部が、マンホールのインバートに沿って設置される接地部材を有する請求項１０に記載の検査システム。
13. 前記支持部が設置されているマンホールの位置情報を特定する位置情報特定部をさらに備え、
    前記演算部が、前記支持部が設置されているマンホールの位置情報に基づいて、前記管路の撓みが生じている部位の位置情報を特定する請求項１０に記載の検査システム。
14. 少なくとも前記測定部を搭載して前記管路のうちの測定対象部に移動できる移動体をさらに備える請求項１～９のいずれか一項に記載の検査システム。
15. 前記管路のマンホールにおいて少なくとも前記移動体を着脱自在に支持する支持部をさらに備え、
    前記移動体が前記支持部を発着可能である請求項１４に記載の検査システム。
16. 前記移動体が、埋設された樹脂製の管路を進行できる請求項１４に記載の検査システム。
17. 前記移動体に搭載され、当該移動体の現在地の位置情報を特定する位置情報特定部をさらに備え、
    前記演算部が、前記管路への進入に用いたマンホールの位置情報、前記移動体の進行の履歴の情報、および、前記管路からの退出に用いたマンホールの位置情報、に基づいて、前記管路の撓みが生じている部位の位置情報を特定する請求項１４に記載の検査システム。
18. 前記移動体が、前記管路の中を飛行できる請求項１４に記載の検査システム。
19. 樹脂製の管路を検査する検査方法であって、
    前記管路の形状に係る情報を取得する非接触式の測定部と、を備える検査システムを用いて、
    前記測定部による前記管路の形状に係る情報の取得を行う測定工程と、
    前記測定工程において取得した情報に基づいて前記管路の撓み率を特定する演算工程と、を備える検査方法。
    

Images