JP5175528B2 - Tunnel lining crack inspection system - Google Patents

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本発明はトンネル覆工に発生するひび割れの進展の有無を高精度で検査するとともに、その検査周期を短縮する技術に関する。   The present invention relates to a technique for inspecting whether or not a crack has occurred in a tunnel lining with high accuracy and shortening the inspection cycle.

従来のトンネル撮影車は、軌陸車(道路上・軌道上を共に走行できる保守用車)にCCDラインセンサカメラ4台を搭載した車両であり、トンネル内を走行しながら10km/h程度でトンネル覆工の内壁全周を平面的に連続して撮影する。周方向1mm×進行方向1mm間隔で走査することにより、1mm/画素以上の分解能でひび割れを検出する。各カメラで撮影された画像データの合成は、各カメラで撮影した画像の位置点合わせを手動で行った後に自動で処理される。合成された画像には、画面上でトンネル壁面の状態やひび割れなどの変状を手作業によるペンタッチ方式で書き込んでいる。
特開2007−26255号公報 特開平07−067101号公報 特開平02−236787号公報
A conventional tunnel photography vehicle is a vehicle in which four CCD line sensor cameras are mounted on a railroad vehicle (maintenance vehicle that can travel on both roads and tracks) and covers the tunnel at about 10 km / h while traveling in the tunnel. The entire inner wall of the craft is photographed continuously in a plane. By scanning at intervals of 1 mm in the circumferential direction and 1 mm in the traveling direction, cracks are detected with a resolution of 1 mm / pixel or more. The composition of the image data photographed by each camera is automatically processed after the position of the image photographed by each camera is manually adjusted. In the synthesized image, the state of the tunnel wall surface and deformation such as cracks are written on the screen by a pen touch method by hand.
JP 2007-26255 A Japanese Patent Laid-Open No. 07-0667101 Japanese Patent Laid-Open No. 02-236787

しかし、上述のようなトンネル撮影車によるひび割れ検出手法においては、次のような問題があった。
(イ)10km/h程度の速度でトンネル壁面を撮影することから、営業時間帯以外で撮影するため、撮影による検査周期が2年に1回程度であり、ひび割れなどの変状を発見するのが遅れるおそれがある。
However, the crack detection method using the tunnel photographing vehicle as described above has the following problems.
(B) Since the tunnel wall surface is photographed at a speed of about 10 km / h, the inspection period by photographing is about once every two years for photographing outside the business hours. May be delayed.

(ロ)各カメラで撮影した画像データの合成を手動で行っているために、作業員による作業に膨大な労力および時間を要するという問題があった。
(ハ)撮影した画像からひび割れなどの変状を手動で抽出し、作業員による作業に膨大な労力および時間を要するという問題点があった。なお、変状箇所の進展有無の確認を手動で行うためにも、作業員による作業に膨大な労力および時間を要するという問題があった。
(B) Since the image data photographed by each camera is manually combined, there is a problem that a lot of labor and time are required for the work by the worker.
(C) There has been a problem in that deformations such as cracks are manually extracted from the photographed image, and enormous labor and time are required for the work by the worker. In addition, in order to manually check whether or not the deformed portion has progressed, there is a problem that it takes a lot of labor and time for the work by the worker.

なお、このような問題を解決するために、次の特許文献1〜3のように画像処理を用いてトンネル覆工に発生するひび割れの進展の有無を検査する手法がある。
例えば、特許文献1に例示するように、トンネル壁面など、撮影時期の異なる2枚の画像からクラックなどの変状点の進展状況を画像処理技術により抽出する方法も考えられる。具体的には、このような抽出方法は、被測定面の第1回目の実画像データに基づき画像のエッジを抽出する工程と、同一被測定面における所定時間経過後の第2回目の実画像データに基づき画像のエッジを抽出する工程と、第2回目のエッジ画像における特定画素と、この特定画素に対応した第1回目のエッジ画像における画素及びこの画素の周辺画素との差分を求め、この差分の最も小さな値を差分値として出力する差分処理工程と、この差分処理工程で求めた差分を進展した変状点として出力する工程とからなる。なお、変状点以外の直線分は、ハフ変換により抽出して削除する。
In order to solve such a problem, there is a method of inspecting the presence or absence of the development of cracks generated in the tunnel lining using image processing as in Patent Documents 1 to 3 below.
For example, as exemplified in Patent Document 1, a method of extracting the progress of deformation points such as cracks from two images with different shooting times, such as a tunnel wall surface, is also conceivable. Specifically, in such an extraction method, the edge of the image is extracted based on the first actual image data of the measured surface, and the second actual image after a predetermined time has elapsed on the same measured surface. A step of extracting an edge of the image based on the data, a difference between the specific pixel in the second edge image, the pixel in the first edge image corresponding to the specific pixel and a peripheral pixel of the pixel, It comprises a difference processing step for outputting the smallest difference value as a difference value, and a step for outputting the difference obtained in this difference processing step as an advanced deformation point. Note that straight lines other than the deformed point are extracted and deleted by the Hough transform.

しかし、このような特許文献1に記載のひび割れの抽出手法においては、被測定面の実画像データを撮影する時期が異なるために画質が異なり、2つの実画像データから抽出した差分値にノイズが含まれ、出力される変状点の進展が不正確であるという問題があって好ましくない。   However, in the crack extraction method described in Patent Document 1, the image quality is different because the timing of capturing the actual image data of the measured surface is different, and noise is present in the difference value extracted from the two actual image data. It is not preferable because there is a problem that the progress of the included transformation point is incorrect.

また、特許文献2に例示するように、撮像した機器の画像情報を用いて視覚的な状態変化を伴う機器の異常を精度良く検出する方法も考えられる。具体的には、このような抽出方法は、監視対象領域の撮像画像のエッジ部をエッジ抽出部で抽出し、このエッジ部をマスク画像とする。次に、該撮像画像と該撮像画像撮影時から時間をおいて撮像した前記監視対象領域の撮像画像との差画像を演算部で求めると共に、該差画像を論理演算部により前記マスク画像でマスクする。この結果得られる差画像を、論理演算部により2値化しきい値で2値化し、2値化画像を求め、異常判定部は、2値化画像の面積の大きさから異常の有無を判定する。   Further, as exemplified in Patent Document 2, a method of accurately detecting an abnormality of a device accompanied by a visual state change using image information of the captured device is also conceivable. Specifically, in such an extraction method, the edge portion of the captured image of the monitoring target region is extracted by the edge extraction portion, and this edge portion is used as a mask image. Next, a difference image between the picked-up image and the picked-up image of the monitoring target area taken at a time from when the picked-up image is taken is obtained by a calculation unit, and the difference image is masked with the mask image by a logic calculation unit. To do. The difference image obtained as a result is binarized by a binarization threshold value by a logic operation unit to obtain a binarized image, and the abnormality determination unit determines presence / absence of abnormality from the size of the area of the binarized image. .

しかし、このような特許文献2に記載のひび割れの抽出手法においては、同様にマスク画像と撮影画像とで画質が異なり場合があり、抽出した差分値にノイズが含まれ、出力される変状点の進展が不正確であるという問題があって好ましくない。   However, in the crack extraction method described in Patent Document 2, the image quality may be different between the mask image and the photographed image, and the extracted difference value includes noise and is output as an abnormal point. There is a problem that the progress of this is inaccurate.

また、特許文献3に例示するように、監視対象物を所定の時間間隔で撮像した撮影画像の差分値を各画素ごとに累積加算し、その得られた累積加算画像から背景を構成する輪郭線を除去するとともに、輪郭線除去後の累積加算画像を、監視対象物の移動方向とこの移動方向に垂直な方向とに投影して各方向毎に所定のしきい値を用いて状態変化画素を抽出する方法も考えられる。   Further, as exemplified in Patent Document 3, the difference value of the captured image obtained by capturing the monitoring target at a predetermined time interval is cumulatively added for each pixel, and the contour line that forms the background from the obtained cumulative added image In addition, the cumulative addition image after the contour line removal is projected in the moving direction of the monitoring object and the direction perpendicular to the moving direction, and the state change pixel is set using a predetermined threshold value for each direction. An extraction method is also conceivable.

しかし、このような特許文献3に記載のひび割れの抽出手法においては、撮影画像を撮影する時期が異なるために画質が異なり、2つの撮影画像から抽出した差分値にノイズが含まれ、抽出される状態変化画素が不正確であるという問題があって好ましくない。   However, in the crack extraction method described in Patent Document 3, the image quality is different because the time when the captured image is captured differs, and noise is included in the difference value extracted from the two captured images. There is a problem that the state change pixel is inaccurate, which is not preferable.

本発明は、このような不具合に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トンネル覆工に発生するひび割れの進展の有無を高精度で検査するとともに、その検査周期を短縮することによってトンネル覆工のコンクリート剥落に対する安全性向上を目的としている。   The present invention has been made in view of such problems, and the purpose of the present invention is to highly accurately inspect the presence or absence of cracks occurring in the tunnel lining and shorten the inspection cycle. The purpose is to improve the safety of tunnel lining against concrete peeling.

上記課題を解決するためになされた請求項1に係るトンネル覆工のひび割れ検査装置は、トンネル覆工の内壁に発生するひび割れの進展の有無を検査するトンネル覆工のひび割れ検査装置であって、前記内壁全周を平面的に連続して撮影する撮影手段と、前記撮影画像によって撮影した撮影画像を記憶する記憶手段と、前記記憶手段が記憶する撮影画像からひび割れを抽出するとともに、前記記憶手段が記憶する連続撮影した撮影画像の間または前記記憶手段が記憶する撮影画像と前記内壁のひび割れの進展状況を判断する際に基準とするための基準画像の間の少なくとも何れか一方で位置合わせを行うとともに画像相関を行ってひび割れの相違点を抽出し、その抽出した相違点に基づいて前記内壁のひび割れの進展の有無を検査する画像処理手段と、を備え、前記画像処理手段は、前記撮影画像から前記トンネル覆工の内壁に規則的に配置されている物体の画像を抽出し、その抽出した画像を前記撮影画像から削除して、細くて長いものをひび割れらしきものと推定して残し、記憶する一般的なひび割れの形状と前記ひび割れらしきものの形状とを比較することで前記撮影画像からひび割れを抽出し、さらに、前記画像処理手段は、3回以上の抽出結果に基づく前記相違点の進展具合の傾向から前記内壁のひび割れの進展の有無を検査することを特徴とする。 The tunnel lining crack inspection apparatus according to claim 1, which has been made to solve the above-described problem, is a tunnel lining crack inspection apparatus that inspects the presence or absence of the development of cracks generated on the inner wall of the tunnel lining, An imaging unit that continuously captures the entire circumference of the inner wall in a plane, a storage unit that stores a captured image captured by the captured image, a crack extracted from the captured image stored in the storage unit, and the storage unit Or at least one of the captured image stored by the storage means and the reference image used as a reference when determining the progress of cracks in the inner wall. And performing image correlation to extract crack differences, and based on the extracted differences, image processing for inspecting whether or not the inner wall crack has progressed. And means, wherein the image processing means, said extracting an image of the object that are regularly arranged on the inner wall of the tunnel lining, and deletes the extracted image from the captured image from the captured image, Estimating that the thin and long one is likely to be cracked, and extracting the crack from the photographed image by comparing the shape of the general crack to be memorized with the shape of the crack, and the image processing means It is characterized by inspecting whether or not the inner wall has cracks from the tendency of the progress of the difference based on three or more extraction results .

このように構成された本発明のトンネル覆工のひび割れ検査装置によれば、トンネル覆工に発生するひび割れの進展の有無を高精度で検査するとともに、その検査周期を短縮することができる。したがって、トンネル覆工のコンクリート剥落に対する安全性を向上させることができる。また、営業時間帯に撮影ができることから、この点でも検査周期が短縮され、安全性が高まる。また、トンネル覆工のひび割れ抽出を行うための専用車両を用意する必要がなく、既存の車輌を使うことができる。   According to the tunnel lining crack inspection apparatus of the present invention configured as described above, it is possible to inspect the progress of cracks generated in the tunnel lining with high accuracy and to shorten the inspection cycle. Therefore, it is possible to improve the safety against the concrete peeling of the tunnel lining. In addition, since photography can be performed during business hours, the inspection cycle is shortened in this respect, and safety is increased. Moreover, it is not necessary to prepare a dedicated vehicle for extracting cracks in the tunnel lining, and an existing vehicle can be used.

なおこの場合、請求項のように、画像処理手段が、一般的なひび割れの形状を追加登録可能であることが考えられる。このように構成すれば、ひび割れの進展の有無を検査する精度をより高めることができる。 In this case, it is conceivable that, as in claim 2 , the image processing means can additionally register a general crack shape. If comprised in this way, the precision which test | inspects the presence or absence of the progress of a crack can be improved more.

また、請求項のように、画像処理手段が、抽出されたひび割れを強調する処理を行うことが考えられる。このように抽出したひび割れを強調することで、ひび割れ部分の境界がより明確になり、ひび割れの進展を検査しやすくすることができる。 Further, as in claim 3 , it is conceivable that the image processing means performs processing for emphasizing the extracted crack. By emphasizing the cracks extracted in this way, the boundary of the cracked portion becomes clearer, and the progress of the crack can be easily inspected.

さらに、請求項のように、撮影画像からひび割れが抽出された場合には画像処理手段が上述の画像相関を行い、一方、前記撮影画像からひび割れが抽出されなかった場合には画像処理手段が上述の画像相関を行わないようにすることが考えられる。このようにすれば、余分な処理を実行しないことで、画像処理手段の処理負担を軽減することができ、画像処理全体の処理時間を短縮することができる。 Further, as described in claim 4 , when a crack is extracted from the photographed image, the image processing means performs the above-described image correlation. On the other hand, when a crack is not extracted from the photographed image, the image processing means It can be considered not to perform the above-described image correlation. In this way, by not performing extra processing, the processing load on the image processing means can be reduced, and the processing time of the entire image processing can be shortened.

ところで、上述のように相違点の抽出結果からひび割れの進展の有無を検査する際には、2回の抽出結果を用いることでも効果を挙げることができるが、このように2枚の画像でひび割れ進展の有無を検査すると、撮影画像が場合によって進展しているように見えたり、逆に縮んだりしているように見える可能性がある。そこで、画像処理手段が、請求項1のように、3回以上の抽出結果に基づく内壁の相違点の進展の傾向からひび割れの進展の有無を検査することが考えられる。このようにすれば、例えば、2枚の画像でひび割れ進展の有無を検査する場合のように、撮影画像が場合によって進展しているように見えたり、逆に縮んだりしているように見えたりする可能性が少なくなり、ひび割れの進展の有無を検査する精度を高めることができる。 By the way, as described above, when inspecting the presence or absence of the progress of cracks from the extraction results of the differences, the effect can be obtained by using the extraction results twice. When the presence / absence of progress is inspected, there is a possibility that the photographed image may appear to have progressed or may be shrunk. In view of this, it is conceivable that the image processing means inspects whether or not the crack has progressed from the tendency of the difference in the inner wall based on the extraction results three or more times. In this way, for example, when the presence or absence of crack progress is inspected with two images, the photographed image appears to have progressed depending on the case, or conversely appears to be shrunk. Therefore, the accuracy of inspecting whether or not cracks have progressed can be increased.

以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
[第一実施形態]
図1はトンネル覆工のひび割れ検査装置1の概略構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a crack inspection apparatus 1 for tunnel lining.

[トンネル覆工のひび割れ検査装置1の構成の説明]
図1に示すように、トンネル覆工のひび割れ検査装置1は鉄道車両に搭載され、トンネル覆工の内壁に発生するひび割れを抽出する装置である。
[Description of the configuration of the tunnel lining crack inspection apparatus 1]
As shown in FIG. 1, a tunnel lining crack inspection apparatus 1 is an apparatus that is mounted on a railway vehicle and extracts cracks generated on the inner wall of the tunnel lining.

具体的には、このトンネル覆工のひび割れ検査装置1は、カメラ10、カメラ電源20、制御装置30、ハードディスク(HDD)40、メタルハライド照明50、ライトガイド60、を備えている。カメラ10およびHDD40は制御装置30と接続されている。   Specifically, the tunnel lining crack inspection apparatus 1 includes a camera 10, a camera power supply 20, a control device 30, a hard disk (HDD) 40, a metal halide illumination 50, and a light guide 60. The camera 10 and the HDD 40 are connected to the control device 30.

カメラ10は、CCDなどの撮影素子を有し、当該トンネル覆工のひび割れ検査装置1が搭載された車両からトンネル覆工の内壁全周を連続して撮影し、その撮影画像を制御装置30に送信する。なお、トンネル覆工内を走行する車両の側窓とトンネル覆工の内壁とが接近しているため、カメラ10には魚眼レンズを採用している。そのため、画角中央に比べて端部の分解能の低下傾向が顕著であるが、画角端部でも線路直角方向に1.5mm/画素の分解能が得られる設定としている。なお、事前に車窓から各トンネル覆工の内壁面までの距離を計測した結果、絞りを本実施形態ではF4に絞ることで、トンネル覆工の内壁面までの距離が全トンネルで被写界深度内に収まることが確認できたため、レンズのフォーカスは固定としている。   The camera 10 has a photographing element such as a CCD, continuously shoots the entire inner wall of the tunnel lining from a vehicle on which the tunnel lining crack inspection device 1 is mounted, and the captured image is transferred to the control device 30. Send. Note that a fisheye lens is used for the camera 10 because the side window of the vehicle traveling in the tunnel lining and the inner wall of the tunnel lining are close to each other. For this reason, the resolution tendency of the end portion is significantly lower than that at the center of the angle of view, but the resolution of 1.5 mm / pixel is obtained in the direction perpendicular to the line at the end of the angle of view. As a result of measuring the distance from the vehicle window to the inner wall surface of each tunnel lining in advance, the distance to the inner wall surface of the tunnel lining is the depth of field in all tunnels by reducing the aperture to F4 in this embodiment. The focus of the lens is fixed because it can be confirmed that the lens fits inside.

また、カメラ10は、撮影時の列車速度の相違により線路方向に撮影画像が歪むことを防止するために、車両の車軸に取り付けたロータリーエンコーダパルスにより駆動される。なお、このロータリーエンコーダパルスは車両が1.5mm移動する毎に1パルスを発生する。また、カメラ10の最大ラインレートは68kHzとなっており、車両が270km/hで走行する際にも、1.5mmピッチのスキャンが可能である。   Further, the camera 10 is driven by a rotary encoder pulse attached to the axle of the vehicle in order to prevent the captured image from being distorted in the track direction due to a difference in train speed at the time of shooting. In addition, this rotary encoder pulse generates one pulse every time the vehicle moves 1.5 mm. Further, the maximum line rate of the camera 10 is 68 kHz, and a 1.5 mm pitch scan is possible even when the vehicle travels at 270 km / h.

カメラ電源20はカメラ10に電力を供給する。本実施形態では、カメラ電源20は、直流12Vの電力をカメラ10に供給する。
制御装置30は、グラバーボード31、マザーボード32、SCSI Raidカード33、を備えている。なお、各構成については公知技術に従っているのでここではその詳細な説明は省略する。
The camera power supply 20 supplies power to the camera 10. In the present embodiment, the camera power supply 20 supplies DC 12V power to the camera 10.
The control device 30 includes a grabber board 31, a motherboard 32, and a SCSI RAID card 33. Since each component is in accordance with a known technique, detailed description thereof is omitted here.

また、制御装置30は、図示しない周知のCPU、ROM、RAM、入出力回路であるI/Oおよびこれらの構成を接続するバスライン、入力操作からの信号の処理を行なう信号処理回路、外部の表示部を制御するための信号出力回路等を備えている。CPUは、ROMおよびRAMに記憶された制御プログラムおよびデータにより制御を行なう。ROMは、プログラム格納領域とデータ記憶領域とを有している。プログラム格納領域には制御プログラムが格納され、データ記憶領域には制御プログラムの動作に必要なデータが格納されている。また、制御プログラムは、RAM上にてワークメモリを作業領域とする形で動作する。   The control device 30 includes a well-known CPU (not shown), ROM, RAM, I / O as an input / output circuit, a bus line connecting these components, a signal processing circuit for processing a signal from an input operation, A signal output circuit for controlling the display unit is provided. The CPU performs control according to control programs and data stored in the ROM and RAM. The ROM has a program storage area and a data storage area. A control program is stored in the program storage area, and data necessary for the operation of the control program is stored in the data storage area. In addition, the control program operates on the RAM in a form in which the work memory is a work area.

また、制御装置30は、後述するひび割れ検査処理を実行することにより、カメラ10から受け取った撮影画像を分析して画像処理を実行する。
HDD40は、不揮発性メモリで構成され、各種データを記憶するのに利用される。なお、HDD40には、高速処理を可能とするために、Raid0方式でデータが記憶される。
Moreover, the control apparatus 30 analyzes the picked-up image received from the camera 10 by performing the crack inspection process mentioned later, and performs an image process.
The HDD 40 is composed of a nonvolatile memory and is used for storing various data. Note that data is stored in the HDD 40 using the Raid0 method in order to enable high-speed processing.

メタルハライド照明50は、カメラ10の撮影における照明手段であり、その照射光はライトガイド60によって導かれる。
なお、カメラ10は撮影手段に該当する。また、制御装置30は画像処理手段に該当する。また、HDD40は記憶手段に該当する。
The metal halide illumination 50 is illumination means for photographing with the camera 10, and the irradiation light is guided by the light guide 60.
The camera 10 corresponds to a photographing unit. The control device 30 corresponds to an image processing unit. The HDD 40 corresponds to a storage unit.

[ひび割れ検査処理の説明]
次に、トンネル覆工のひび割れ検査装置1の制御装置30が実行するひび割れ検査処理を、図2のフローチャートを参照して説明する。
[Description of crack inspection processing]
Next, a crack inspection process executed by the control device 30 of the tunnel lining crack inspection apparatus 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップ(以下S)1では、画像の位置合わせを行う。具体的には、今回の撮影画像と前回撮影画像または基準撮影画像との間において、切り出した画像の領域ごとを濃淡度の比較により一番差の少なくなるところ探す手法で画像の位置を合わせる。   First, in step (hereinafter S) 1, image alignment is performed. Specifically, the position of the image is adjusted by searching for the area where the cutout image is the smallest by comparing the gray levels between the current captured image and the previous captured image or the reference captured image.

まず、図3(a)に例示するように、各画像を正方形の升目(ピクセル)の集合体となるよう分割する。そして、画像の左上のピクセルを原点とし、縦のピクセルを上からy=0,1,2…とし、横のピクセルを上からx=0,1,2…とする。   First, as illustrated in FIG. 3A, each image is divided into a set of square cells (pixels). Then, the upper left pixel of the image is the origin, the vertical pixels are y = 0, 1, 2,... From the top, and the horizontal pixels are x = 0, 1, 2,.

そして、画像全体の濃淡度の平均値を算出する。例えば、一枚目の画像の濃淡度の平均値は数値「2」となり、例えば、二枚目の画像の濃淡度の平均値は数値「7」となる(図3(a)参照)。   Then, the average value of the shade of the entire image is calculated. For example, the average value of the intensity of the first image is “2”, and for example, the average value of the intensity of the second image is “7” (see FIG. 3A).

続いて、画像の各ピクセルの濃淡度から画像全体の濃淡度の平均値を除算する(図3(b)参照)。このことにより、撮影時の明るさの偏りが取り除かれる。
続いて、二枚の画像において、同じ特徴を持つ部位を探索して特定する。すなわち、上述の明るさの偏りが無くなった同条件の二枚の画像の濃淡を比較するために、一枚目の画像の濃淡度から二枚目の画像の同じ位置の濃淡度を除算する。なお、図3(c)に、(y=1、x=1)の位置のピクセルを中心に計算した場合を示す。そして、計算した各ピクセルの濃淡度を自乗して足し合わせた値を、その位置の値とする。図3(c)の例では次の式(A)のような計算となる。
Subsequently, the average value of the intensity of the entire image is divided from the intensity of each pixel of the image (see FIG. 3B). As a result, the uneven brightness at the time of shooting is removed.
Subsequently, in the two images, a part having the same characteristics is searched and specified. That is, in order to compare the shades of two images under the same conditions in which the above-described brightness deviation is eliminated, the shade of the same position of the second image is divided from the shade of the first image. FIG. 3C shows a case where the calculation is performed with the pixel at the position (y = 1, x = 1) as the center. Then, a value obtained by squaring and adding the calculated shades of each pixel is set as a value of the position. In the example of FIG. 3C, the calculation is as shown in the following equation (A).

Figure 0005175528
なお、比較するピクセルが存在しない場合には、仮に値「0」として計算を行う(図3(d)および図3(e)参照)。この図3(e)の例では次の式(B)のような計算となる。
Figure 0005175528
If there is no pixel to be compared, the calculation is performed assuming that the value is “0” (see FIG. 3D and FIG. 3E). In the example of FIG. 3E, the calculation is as shown in the following equation (B).

Figure 0005175528
以上のように全ピクセルについて値を計算する(図3(f)参照)。
Figure 0005175528
As described above, values are calculated for all the pixels (see FIG. 3F).

なお、同じ特徴を持つ部位を探索するために一枚目の画像の各ピクセルに、二枚目の画像の中心部(x=1、y=1)を順に移動させ、二枚目の画像と重なるピクセル部分のみを比較すると、その結果、濃淡度の差が最も小さいピクセルを中心にしたときが、最も近い特徴を持つと特定することができる。この場合、ピクセルをx方向にもy方向にも一画素ずつずらして比較を行った結果、一枚目の画像の(x=1、y=1)を中心とした場合が二枚目の画像と最も近い特徴を持つと特定する(図4(a)および図4(b)参照)。そして、ずれ量(dx、dy)とするとき、次の式(C)において変数Wを最小値とするずれ量(dx、dy)を算出する(図4(c)参照)。   In order to search for a part having the same feature, the center (x = 1, y = 1) of the second image is sequentially moved to each pixel of the first image, and the second image and When only overlapping pixel portions are compared, as a result, it is possible to specify that the pixel having the smallest difference in density is centered on the closest feature. In this case, as a result of performing the comparison by shifting the pixels one pixel at a time in the x direction and the y direction, the case where the center of the first image (x = 1, y = 1) is the second image (See FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b)). And when it is set as deviation | shift amount (dx, dy), the deviation | shift amount (dx, dy) which makes the variable W the minimum value is calculated in following Formula (C) (refer FIG.4 (c)).

Figure 0005175528
続くS2では、特徴抽出アルゴリズムにより、撮影画像中に存在する形状・大きさ等の特徴のある箇所をパターンマッチング手法により抽出して削除する。この際、ケーブルの輝度が緩やかに変化することに着目して、ケーブルやパネルの継目、照明などのトンネル内で規則的に配置されている物体を排除する。そして、細くて長いものを「ひび割れらしきもの」と推定して残す。
Figure 0005175528
In subsequent S2, a feature extraction algorithm extracts and deletes a portion having a feature such as shape and size existing in the captured image by a pattern matching method. At this time, paying attention to the gradual change in the luminance of the cable, the objects regularly arranged in the tunnel such as the joint of the cable and the panel and the illumination are excluded. Then, the thin and long object is presumed to be a "cracked object" and left.

以下に、特徴抽出アルゴリズムについて例を挙げて説明する。垂直線および水平線に着目してコンクリートパネルの継目を抽出し(図5(a)参照)、垂直線および水平線を消去する(図5(b)参照)。また、図5(c)に例示するようなケーブルについては、ケーブルの上側の境界、下側の境界または中心線の何れかが強く光ることに着目して画像の微分値の極めて大きな箇所を抽出し(図5(d)参照)、その抽出した箇所を膨張させる(図5(e)参照)。そして、その膨張させた領域を消去する。また、図6(a)に例示するような金具については、金具が部分的に強く光ることに着目して強く光る部分を抽出し(図6(b)参照)、その抽出した部分を膨張させる(図6(c)参照)。そして、その膨張させた領域を消去する。また、図7(a)に例示するようなコケや汚れについては、コケや汚れが付着した部分が広範囲で照度が暗くなることに着目して水平方向の平均輝度より閾値分だけ暗い箇所を抽出し(図7(b)参照)、その抽出した部分を収縮させた後に膨張させて一定面積以上の領域を抽出する(図7(c)参照)。そして、その抽出した部分を膨張させる(図7(d)参照)。そして、その膨張させた領域を消去する。   Below, an example is given and demonstrated about a feature extraction algorithm. Focusing on the vertical and horizontal lines, the joints of the concrete panel are extracted (see FIG. 5A), and the vertical and horizontal lines are erased (see FIG. 5B). In addition, for a cable as illustrated in FIG. 5C, a portion having an extremely large differential value of an image is extracted by paying attention to the fact that one of the upper boundary, the lower boundary, and the center line of the cable shines strongly. Then (see FIG. 5D), the extracted portion is expanded (see FIG. 5E). Then, the expanded area is erased. In addition, with respect to the metal fittings illustrated in FIG. 6 (a), a portion that shines strongly is extracted by focusing on the fact that the metal fittings partially shine (see FIG. 6 (b)), and the extracted portion is expanded. (See FIG. 6 (c)). Then, the expanded area is erased. For moss and dirt illustrated in FIG. 7 (a), a portion darker by the threshold value than the average luminance in the horizontal direction is extracted by paying attention to the fact that the illuminance becomes dark over a wide area in the part where the moss or dirt is attached. Then (see FIG. 7B), the extracted portion is contracted and then expanded to extract a region of a certain area or more (see FIG. 7C). Then, the extracted portion is expanded (see FIG. 7D). Then, the expanded area is erased.

続くS3では、デジタルフィルタ処理を実行する。具体的には、ケーブルや、等間隔で発生するコンクリートの打設による施工継目、照明などのトンネル内で規則的に配置されている物体をデジタルフィルタにより排除する。そして、細くて長いものを「ひび割れらしきもの」と推定して残す。   In subsequent S3, digital filter processing is executed. Specifically, objects that are regularly arranged in a tunnel, such as cables, construction seams by placing concrete that is generated at equal intervals, and lighting, are excluded by a digital filter. Then, the thin and long object is presumed to be a "cracked object" and left.

以下に、デジタルフィルタ処理について例を挙げて説明する。図8(a)に例示するような画像から、次の式(D)で示されるような二次元FIRフィルタを用いて、繰り返しパターンおよびノイズを画像から消去する(図8(b)参照)。   Below, an example is given and demonstrated about a digital filter process. A repetitive pattern and noise are erased from the image using the two-dimensional FIR filter represented by the following equation (D) from the image as illustrated in FIG. 8A (see FIG. 8B).

Figure 0005175528
なお、S2の特徴抽出アルゴリズムおよびS3のデジタルフィルタが互いに補完し合うことで、規則的に配置されている物体をより効果的に排除するとともに、「ひび割れらしきもの」をより効果的に推定する。
Figure 0005175528
Note that the feature extraction algorithm in S2 and the digital filter in S3 complement each other, so that the regularly arranged objects are more effectively removed and “probable cracks” are more effectively estimated.

続くS4では、ニューラルネットワークやサポートベクターマシーンという人口知能による学習機能を用いてひび割れ箇所を抽出する。ここでは、一般的なひび割れの形状を記憶しておき、画像中の「ひび割れらしきもの」と比較して「ひび割れ」を抽出する。なお、このひび割れの形状のパターンについては追加登録することができる。ここで、S4の学習機能で撮影画像からひび割れが抽出されない場合には、以後のステップを実行せずに本処理を終了する。一方、S4の学習機能で撮影画像からひび割れが抽出された場合には、S5に移行する。   In subsequent S4, cracks are extracted using a learning function based on artificial intelligence such as a neural network or a support vector machine. Here, the shape of a general crack is stored, and “crack” is extracted in comparison with the “like crack” in the image. Note that the crack-shaped pattern can be additionally registered. Here, if no crack is extracted from the captured image by the learning function of S4, the present process is terminated without executing the subsequent steps. On the other hand, if a crack is extracted from the captured image by the learning function in S4, the process proceeds to S5.

S5では、線分強調フィルタ処理を実行する。具体的には、この線分強調フィルタ処理では、図9(a)に例示するような画像中のある範囲の太さを有する線分だけを強調するにより、S4で抽出したひび割れを強調する(図9(b)参照)。   In S5, line segment enhancement filter processing is executed. Specifically, in this line segment enhancement filter process, only the line segment having a certain range of thickness in the image as illustrated in FIG. 9A is emphasized to emphasize the crack extracted in S4 ( (See FIG. 9B).

続くS6では、画像相関を実行する。具体的には、いわゆるドットマッチングを行い、今回の撮影画像(図10(a)参照)と前回撮影画像または基準撮影画像(図10(b)参照)との間で画像相関を図り、基準画像もしくは前後画像の画像相関により位置ずれ補正を行うとともに相違点を抽出して相互相関関数で計算する(図10(c)参照)。この際、相違点を強調するとともに、全体的な画像の明暗を無視してひび割れの輪郭などを合わせるようにする。   In subsequent S6, image correlation is executed. Specifically, so-called dot matching is performed, and an image correlation is achieved between the current captured image (see FIG. 10A) and the previous captured image or the reference captured image (see FIG. 10B). Alternatively, the positional deviation correction is performed based on the image correlation between the front and rear images, and the difference is extracted and calculated using the cross-correlation function (see FIG. 10C). At this time, the difference is emphasized, and the outline of the crack is matched while ignoring the contrast of the entire image.

なお、S6の代わりに2値化処理(S11)を実行してもよい。2値化により必要な情報以外を削除することができる。
続くS7では、膨張処理を実行するにより、ひび割れの切れ目を繋ぐ。
Note that the binarization process (S11) may be executed instead of S6. Information other than necessary information can be deleted by binarization.
In subsequent S7, the cracks are connected by executing the expansion process.

続くS8では、収縮処理を実行することにより、ひび割れの切れ目を繋ぐ。
続くS9では、ベクトル化処理を実行することにより、ひび割れの面積、長さ、曲率、フラクタル次元などを数値化する。
In subsequent S8, the cracking process is connected by executing the contraction process.
In subsequent S9, the vectorization process is executed to digitize the crack area, length, curvature, fractal dimension, and the like.

続くS10では、数値化したものをグラフ化し、進展したひび割れを読み取る。本実施形態では、3回以上の抽出結果を用いてひび割れの進展具合を判断する。これは次のような理由による。すなわち、なお、2回の抽出結果を用いてひび割れの進展具合の傾向からひび割れ進展の有無を確認しても効果を挙げることができるが、このように2枚の画像でひび割れ進展の有無を検査すると、撮影画像が場合によって進展しているように見えたり、逆に縮んだりしているように見える可能性がある。そこで、本実施形態では、3回以上の抽出結果に基づく相違点の進展具合の傾向からひび割れ進展の有無を確認する(図11参照)。なお、図11(a)はひび割れが進展しているケースを示し、図11(b)はひび割れが進展していないケースを示す。また、4回以上の抽出結果を用いてひび割れの進展具合の傾向からひび割れ進展の有無を確認してもよい。なお、グラフを図示しない表示装置に表示させてもよい。   In subsequent S10, the numerical value is graphed and the developed crack is read. In the present embodiment, the progress of cracking is determined using the extraction results of three or more times. This is due to the following reason. In other words, it is still possible to confirm the presence or absence of crack growth from the tendency of crack propagation using the two extraction results. In this way, the presence or absence of crack growth is inspected using two images. Then, the photographed image may appear to be developed depending on the case or may be shrunk on the contrary. Therefore, in the present embodiment, the presence or absence of crack progress is confirmed from the tendency of the progress of differences based on the extraction results three times or more (see FIG. 11). FIG. 11 (a) shows a case where cracks are progressing, and FIG. 11 (b) shows a case where cracks are not progressing. Moreover, you may confirm the presence or absence of a crack progress from the tendency of the progress of a crack using the extraction result 4 times or more. The graph may be displayed on a display device (not shown).

そして、本処理を終了する。
[試験結果について]
図12は、予めトンネル覆工の内壁に貼付した6枚の解像度チャートの撮影画像から、横軸を縞模様の間隔とし、縦軸に縞模様の白黒部分の輝度差とした表である。撮影画像に存在するひび割れを自動抽出するためには、25以上の輝度差が必要であることが別途判明していることから、輝度差25に対応する解像度チャートの分解能については、2.5mm〜3.0mmまでの間であることが判る。なお、同図には他に比べて輝度差が大きいデータが含まれるが、これは反射率が高い解像度チャート用紙によるものである。この結果は、更に照度を挙げることにより解像度が向上する可能性を示唆したものと考えられる。
Then, this process ends.
[About test results]
FIG. 12 is a table in which the horizontal axis is the stripe interval and the vertical axis is the luminance difference of the black and white portion of the stripe pattern from the captured images of the six resolution charts affixed to the inner wall of the tunnel lining in advance. In order to automatically extract cracks existing in the photographed image, it has been separately found that a luminance difference of 25 or more is necessary. Therefore, the resolution of the resolution chart corresponding to the luminance difference 25 is 2.5 mm to It can be seen that it is between 3.0 mm. The figure includes data having a larger luminance difference than the others, which is due to the resolution chart paper having a high reflectance. This result is considered to suggest the possibility that the resolution is improved by further increasing the illuminance.

また、今後、ひび割れ自動抽出後の画像を重ね合わせることにより、ひび割れの進展を抽出できるか否かを検討するにあたり、車両の振動が影響するか否かを判断するため、以下の検討を行った。図13は、撮影画像に含まれるケーブル等で列車進行方向の直線状被写体に対して車両の振動によって生じる進行方向に直交する成分の座標を取り、フーリエ変換を行った結果を示す。縦軸は振動の強度を表し、横軸は振動周期を表す。同図により、車両の振動の影響は30mmよりも長い長周期側に集中していることがわかる。なお、長周期の振動については、画像解析の段階で比較的処理しやすいことが別途判明しており、列車振動の撮影画像への影響が軽減される。   In addition, in order to determine whether or not the progress of cracks can be extracted by overlaying the images after automatic crack extraction, the following examination was conducted to determine whether or not the vibration of the vehicle would affect. . FIG. 13 shows the result of performing Fourier transform by taking the coordinates of the component orthogonal to the traveling direction caused by the vibration of the vehicle with respect to the linear object in the traveling direction of the train with a cable or the like included in the captured image. The vertical axis represents the intensity of vibration, and the horizontal axis represents the vibration period. From this figure, it can be seen that the influence of the vibration of the vehicle is concentrated on the long period side longer than 30 mm. Note that long-period vibration is separately found to be relatively easy to process at the stage of image analysis, and the influence of train vibration on the captured image is reduced.

[第一実施形態の効果]
(1)このように第一実施形態のトンネル覆工のひび割れ検査装置1によれば、撮影画像からひび割れを抽出するとともに、連続撮影した撮影画像の間で位置合わせを行うとともに画像相関を行ってひび割れの相違点を抽出し、その抽出した相違点に基づいてトンネル覆工の内壁のひび割れの進展の有無を検査する。このことにより、トンネル覆工に発生するひび割れの進展の有無を高精度で検査するとともに、その検査周期を短縮することができる。したがって、トンネル覆工のコンクリート剥落に対する安全性を向上させることができる。また、営業時間帯に撮影ができることから、この点でも検査周期が短縮され、安全性が高まる。また、トンネル覆工のひび割れ抽出を行うための専用車両を用意する必要がなく、既存の車輌を使うことができる。
[Effect of the first embodiment]
(1) As described above, according to the tunnel lining crack inspection apparatus 1 of the first embodiment, cracks are extracted from captured images, and positions are aligned between consecutively captured images and image correlation is performed. The difference between cracks is extracted, and based on the extracted difference, the presence or absence of progress of cracks on the inner wall of the tunnel lining is inspected. As a result, it is possible to inspect the progress of cracks occurring in the tunnel lining with high accuracy and shorten the inspection cycle. Therefore, it is possible to improve the safety against the concrete peeling of the tunnel lining. In addition, since photography can be performed during business hours, the inspection cycle is shortened in this respect, and safety is increased. Moreover, it is not necessary to prepare a dedicated vehicle for extracting cracks in the tunnel lining, and an existing vehicle can be used.

(2)また、第一実施形態のトンネル覆工のひび割れ検査装置1によれば、特徴抽出アルゴリズムにより、撮影画像中に存在する形状・大きさ等の特徴のある箇所をパターンマッチング手法により抽出して削除するとともに(S2)、ケーブルや、等間隔で発生するコンクリートの打設による施工継目、照明などのトンネル内で規則的に配置されている物体をデジタルフィルタにより排除する(S3)。このことにより、ひび割れの進展の有無を検査する精度をより高めることができる。   (2) Further, according to the tunnel lining crack inspection apparatus 1 of the first embodiment, the feature extraction algorithm is used to extract a characteristic part such as shape and size existing in the photographed image by the pattern matching method. (S2), and objects that are regularly arranged in the tunnel, such as cables, construction seams by placing concrete that are generated at equal intervals, and lighting, are excluded by a digital filter (S3). As a result, it is possible to further improve the accuracy of inspecting the presence or absence of the progress of cracks.

(3)また、第一実施形態のトンネル覆工のひび割れ検査装置1によれば、ニューラルネットワークやサポートベクターマシーンという人口知能による学習機能を用いてひび割れ箇所を抽出する(S4)。具体的には、一般的なひび割れの形状を記憶しておき、画像中の「ひび割れらしきもの」と比較して「ひび割れ」を抽出する。このことにより、ひび割れの進展の有無を検査する精度をより高めることができる。   (3) Moreover, according to the tunnel lining crack inspection apparatus 1 of the first embodiment, a crack location is extracted using a learning function based on artificial intelligence such as a neural network or a support vector machine (S4). Specifically, the shape of a general crack is stored, and “crack” is extracted in comparison with “a crack-like thing” in an image. As a result, it is possible to further improve the accuracy of inspecting the presence or absence of the progress of cracks.

(4)また、第一実施形態のトンネル覆工のひび割れ検査装置1によれば、上述の人口知能による学習機能に用いられるひび割れの形状のパターンについては追加登録可能であるので、ひび割れの進展の有無を検査する精度をより高めることができる。   (4) Moreover, according to the crack lining inspection apparatus 1 of the tunnel lining of the first embodiment, since it is possible to additionally register the crack shape pattern used for the learning function by the artificial intelligence described above, the progress of the crack The accuracy of inspecting the presence or absence can be further increased.

(5)また、第一実施形態のトンネル覆工のひび割れ検査装置1によれば、線分強調フィルタ処理により、抽出されたひび割れを強調する処理を行う(S5)。このように抽出したひび割れを強調することで、ひび割れ部分の境界がより明確になり、ひび割れの進展を検査しやすくすることができる。   (5) Further, according to the tunnel lining crack inspection apparatus 1 of the first embodiment, the process of emphasizing the extracted crack is performed by the line segment emphasis filter process (S5). By emphasizing the cracks extracted in this way, the boundary of the cracked portion becomes clearer, and the progress of the crack can be easily inspected.

(6)また、第一実施形態のトンネル覆工のひび割れ検査装置1によれば、S4の学習機能で撮影画像からひび割れが抽出されない場合には、以後のステップを実行せずに本処理を終了し、一方、S4の学習機能で撮影画像からひび割れが抽出された場合にはS5に移行して線分強調フィルタ処理を実行する。このことにより、余分な処理を実行しないことで、画像処理手段の処理負担を軽減することができ、画像処理全体の処理時間を短縮することができる。   (6) According to the tunnel lining crack inspection apparatus 1 of the first embodiment, when no crack is extracted from the photographed image by the learning function of S4, the present process is terminated without executing the subsequent steps. On the other hand, if a crack is extracted from the captured image by the learning function in S4, the process proceeds to S5 to execute a line segment enhancement filter process. Thus, by not performing extra processing, the processing burden on the image processing means can be reduced, and the processing time of the entire image processing can be shortened.

(6)また、第一実施形態のトンネル覆工のひび割れ検査装置1によれば、S10の処理において、3回以上の抽出結果に基づく相違点の進展具合の傾向からひび割れ進展の有無を確認する。このことにより、例えば、2枚の画像でひび割れ進展の有無を検査する場合のように、撮影画像が場合によって進展しているように見えたり、逆に縮んだりしているように見えたりする可能性が少なくなり、ひび割れの進展の有無を検査する精度を高めることができる。   (6) Moreover, according to the tunnel lining crack inspection apparatus 1 of the first embodiment, in the process of S10, the presence or absence of crack progress is confirmed from the tendency of the progress of differences based on the extraction results three times or more. . This makes it possible for the photographed image to appear to have developed in some cases, or to appear to be shrunk on the contrary, for example, when inspecting the presence or absence of crack growth in two images. And the accuracy of inspecting the presence or absence of crack growth can be increased.

[他の実施形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような様々な態様にて実施することが可能である。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, It is possible to implement in the following various aspects.

(1)上記実施形態では、ひび割れ検査処理において、画像位置合わせ処理(S1)、特徴抽出アルゴリズム処理(S2)、デジタルフィルタ処理(S3)、学習機能(S4)、線分強調フィルタ処理(S5)、および画像相関処理(S6、または2値化処理(S11))、をこの順に実行するが、これには限られず、図14に例示するように、これら各処理を他の順序で実行するようにしてもよい。一例を挙げると、図14(a)に例示するように、特徴抽出アルゴリズム処理、デジタルフィルタ処理、学習機能、線分強調フィルタ処理、画像位置合わせ処理、画像相関処理、2値化処理の順に実行するといった具合である。他にも様々な順序が考えられる。   (1) In the above embodiment, in the crack inspection process, the image alignment process (S1), the feature extraction algorithm process (S2), the digital filter process (S3), the learning function (S4), and the line segment enhancement filter process (S5) And the image correlation process (S6 or binarization process (S11)) are executed in this order, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 14, these processes are executed in other orders. It may be. For example, as illustrated in FIG. 14A, feature extraction algorithm processing, digital filter processing, learning function, line segment enhancement filter processing, image registration processing, image correlation processing, and binarization processing are executed in this order. And so on. Various other orders are possible.

トンネル覆工のひび割れ検査装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the crack inspection apparatus of a tunnel lining. ひび割れ検査処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining a crack test process. 画像の位置合わせを説明する説明図(1)である。It is explanatory drawing (1) explaining position alignment of an image. 画像の位置合わせを説明する説明図(2)である。It is explanatory drawing (2) explaining position alignment of an image. 特徴抽出アルゴリズムを説明する説明図(1)である。It is explanatory drawing (1) explaining a feature extraction algorithm. 特徴抽出アルゴリズムを説明する説明図(2)である。It is explanatory drawing (2) explaining a feature extraction algorithm. 特徴抽出アルゴリズムを説明する説明図(3)である。It is explanatory drawing (3) explaining a feature extraction algorithm. デジタルフィルタ処理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a digital filter process. 線分強調処理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a line segment emphasis process. 画像相関処理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining an image correlation process. ひび割れの進展具合を示す表であり、(a)はひび割れが進展しているケースを示し、(b)はひび割れが進展していないケースを示す。It is a table | surface which shows the progress of a crack, (a) shows the case where the crack has progressed, (b) shows the case where the crack has not progressed. 予めトンネル覆工の内壁に貼付した6枚の解像度チャートの撮影画像から、横軸を縞模様の間隔とし、縦軸に縞模様の白黒部分の輝度差とした表である。It is a table | surface which made the horizontal axis | shaft the space | interval of a striped pattern from the picked-up image of the six resolution charts previously stuck on the inner wall of the tunnel lining, and made the brightness | luminance difference of the black-and-white part of a striped pattern vertical axis | shaft. 撮影画像に含まれるケーブル等で列車進行方向の直線状被写体に対して車両の振動によって生じる進行方向に直交する成分の座標を取り、フーリエ変換を行った結果を示す。The result of performing Fourier transform by taking the coordinates of the component orthogonal to the traveling direction caused by the vibration of the vehicle with respect to the linear subject in the traveling direction of the train with a cable or the like included in the captured image is shown. ひび割れ検査処理の他の実施形態を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows other embodiment of a crack test | inspection process.

符号の説明Explanation of symbols

1…トンネル覆工のひび割れ検査装置、10…カメラ、20…カメラ電源、30…制御装置、31…グラバーボード、32…マザーボード、33…Raidカード、40…HDD、50…メタルハライド照明、60…ライトガイド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tunnel lining crack inspection apparatus, 10 ... Camera, 20 ... Camera power supply, 30 ... Control device, 31 ... Grabber board, 32 ... Mother board, 33 ... Raid card, 40 ... HDD, 50 ... Metal halide lighting, 60 ... Light guide

Claims (4)

トンネル覆工の内壁に発生するひび割れの進展の有無を検査するトンネル覆工のひび割れ検査装置であって、
前記内壁全周を平面的に連続して撮影する撮影手段と、
前記撮影手段によって撮影した撮影画像を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶する撮影画像からひび割れを抽出するとともに、前記記憶手段が記憶する連続撮影した撮影画像の間または前記記憶手段が記憶する撮影画像と前記内壁のひび割れの進展状況を判断する際に基準とするための基準画像の間の少なくとも何れか一方で位置合わせを行うとともに画像相関を行ってひび割れの相違点を抽出し、その抽出した相違点に基づいて前記内壁のひび割れの進展の有無を検査する画像処理手段と、
を備え
前記画像処理手段は、前記撮影画像から前記トンネル覆工の内壁に規則的に配置されている物体の画像を抽出し、その抽出した画像を前記撮影画像から削除して、細くて長いものをひび割れらしきものと推定して残し、記憶する一般的なひび割れの形状と前記ひび割れらしきものの形状とを比較することで前記撮影画像からひび割れを抽出し、
さらに、前記画像処理手段は、3回以上の抽出結果に基づく前記相違点の進展具合の傾向から前記内壁のひび割れの進展の有無を検査すること
を特徴とするトンネル覆工のひび割れ検査装置。
A tunnel lining crack inspection device for inspecting the presence or absence of cracks generated on the inner wall of the tunnel lining,
Photographing means for continuously photographing the entire circumference of the inner wall in a plane;
Storage means for storing a photographed image photographed by said photographing means,
When extracting cracks from the captured images stored in the storage unit and determining the progress of cracks in the captured images stored in the storage unit or between the captured images stored in the storage unit and the inner wall At least one of the reference images to be used as a reference is aligned and image correlation is performed to extract crack differences, and based on the extracted differences, whether or not the inner wall cracks have progressed is determined. Image processing means for inspection;
Equipped with a,
The image processing means extracts an image of an object regularly arranged on the inner wall of the tunnel lining from the captured image, deletes the extracted image from the captured image, and cracks a thin and long object. Estimate that it looks like it, and extract the crack from the captured image by comparing the shape of the general crack to be stored with the shape of the crack that seems to be cracked,
Further, the image processing means inspects whether or not the inner wall is cracked from the tendency of the progress of the difference based on the extraction results three times or more, and the crack lining inspection apparatus for tunnel lining.
請求項1に記載のトンネル覆工のひび割れ検査装置において、  In the crack inspection apparatus for tunnel lining according to claim 1,
前記画像処理手段は、一般的なひび割れの形状を追加登録可能であることを特徴とするトンネル覆工のひび割れ検査装置。  The tunnel lining crack inspection apparatus, wherein the image processing means is capable of additionally registering a general crack shape.
請求項1または請求項2に記載のトンネル覆工のひび割れ検査装置において、  In the crack inspection apparatus for tunnel lining according to claim 1 or claim 2,
前記画像処理手段は、前記抽出されたひび割れを強調する処理を行うことを特徴とするトンネル覆工のひび割れ検査装置。  The crack inspection apparatus for tunnel lining, wherein the image processing means performs processing for emphasizing the extracted crack.
請求項1〜請求項3の何れかに記載のトンネル覆工のひび割れ検査装置において、  In the crack inspection apparatus for tunnel lining according to any one of claims 1 to 3,
前記画像処理手段は、前記撮影画像からひび割れが抽出された場合には前記画像相関を行い、一方、前記撮影画像からひび割れが抽出されなかった場合には前記画像相関を行わないことを特徴とするトンネル覆工のひび割れ検査装置。  The image processing means performs the image correlation when a crack is extracted from the photographed image, and does not perform the image correlation when a crack is not extracted from the photographed image. Tunnel lining crack inspection equipment.
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