JP6325839B2 - Image creation device for deterioration diagnosis of structures - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、橋梁やトンネルの内壁などの構造物の劣化状態を診断するための画像を作成する装置に関するものである。   The present invention relates to an apparatus for creating an image for diagnosing a deterioration state of a structure such as a bridge or an inner wall of a tunnel.

従来、橋梁やトンネルの内壁などのコンクリート構造物にひび割れや空隙などの非健全部があるか否かを検査する方法として、構造物表面をハンマーなどで打撃して加振したときに発生する音を作業者が聞いて、非健全部があるか否かを判断していた。しかし、このような方法では、作業効率が低いだけでなく、作業者により判断が異なる場合があるといった問題点があった。
そこで、ハンマーとマイクロフォンとを一体に構成し、加振したときに発生する音をマイクロフォンで採取し、採取された音の周波数スペクトルと予め記憶しておいた健全部の周波数スペクトルである基準周波数スペクトルを比較することで、コンクリート構造物の剥離の有無を判定する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、加振による検査を定期的に行うとともに、加振したときに発生する音をマイクロフォンで採取し、採取された音の周波数特性を比較することで、コンクリート構造物の非健全部分を検出する方法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
Conventionally, as a method of inspecting concrete structures such as bridges and tunnel inner walls for unhealthy parts such as cracks and voids, sound generated when a structure surface is struck with a hammer or the like is vibrated. The worker asked whether or not there was an unhealthy part. However, such a method has a problem that not only the work efficiency is low, but also the judgment may differ depending on the worker.
Therefore, a hammer and a microphone are integrated, and the sound generated when vibrating is collected by the microphone. The frequency spectrum of the collected sound and the reference frequency spectrum that is the frequency spectrum of the healthy part stored in advance Has been proposed to determine whether or not the concrete structure is peeled off (see, for example, Patent Document 1).
In addition, periodic inspections are performed, and the sound that is generated when vibration is collected with a microphone, and the frequency characteristics of the collected sound are compared to detect unhealthy parts of the concrete structure. A method has also been proposed (see, for example, Patent Document 2).

特開2001−249117号公報JP 2001-249117 A 特開2013−253947号公報JP 2013-253947 A

しかしながら、前記従来の方法では、打撃点毎に健全部であるか否かを判定しているので、構造物の全体の劣化の状態を把握することが困難であった。   However, in the conventional method, since it is determined whether or not each hitting point is a healthy part, it is difficult to grasp the state of deterioration of the entire structure.

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、構造物の全体の劣化の状態を把握するための劣化診断用画像を作成する装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of conventional problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus for creating a deterioration diagnosis image for grasping the state of overall deterioration of a structure.

本発明は、構造物の表面を打撃して加振する加振手段と、前記加振された構造物が発生する音の音圧信号を採取する複数のマイクロフォンを備えた音採取手段と、前記各マイクロフォンに入力する音圧信号の到達時間差から周波数毎に前記音の発生方向を推定する音発生方向推定手段と、打撃された点である加振点方向の映像を撮影する撮影手段と、前記音発生方向推定手段で推定された音の発生方向のデータと前記撮影手段で撮影された加振点方向の映像信号である画像データとを合成して、前記推定された音の発生方向を示す図形が描画された画像である音源推定用画像を作成する音源推定用画像作成手段とを備え、前記構造物に非健全部が存在するか否かを診断するための画像を作成する装置であって、
前記加振手段は、加振力を検出する手段を備え、前記構造物の表面の複数箇所を順次加振し、前記音源推定用画像作成手段は、前記加振点毎に推定した音の発生方向のデータと前記撮影された加振点方向の映像とから、前記音源推定用画像を前記加振点毎に作成する音源推定用画像作成部と、前記作成された複数の音源推定用画像を合成した画像である劣化診断用画像を作成する劣化診断用画像作成部とを備え、前記加振力が閾値を超えた場合には、前記劣化診断用画像を構成する音源推定用画像のうちの、前記加振力が閾値を超えたときに作成した音源推定用画像に、前記加振力が閾値を超えたことを識別するための図形を追加することを特徴とする。
このように、加振点毎に作成した複数の音源推定用画像を合成して劣化診断用画像を作成すれば、非健全部の発見が容易になるとともに、構造物の全体の劣化の状態を的確に把握することができる。また、音源推定用画像に、加振力が閾値を超えたことを識別するための図形を追加することで、異常な加振を行った時のデータを排除できるようにしたので、構造物の全体の劣化の状態を正確に把握することができる。
The present invention includes a vibration means for striking and vibrating a surface of a structure, a sound collection means including a plurality of microphones for collecting sound pressure signals of sound generated by the vibration structure, Sound generation direction estimating means for estimating the sound generation direction for each frequency from the arrival time difference of the sound pressure signal input to each microphone, imaging means for shooting an image of the excitation point direction that is the hit point, and A sound generation direction data estimated by the sound generation direction estimation means and image data which is a video signal in the direction of the excitation point photographed by the photographing means are synthesized to indicate the estimated sound generation direction. An apparatus for creating an image for diagnosing whether or not an unhealthy part exists in the structure, comprising sound source estimation image creation means for creating a sound source estimation image that is an image in which a figure is drawn. And
The excitation means includes means for detecting an excitation force, and sequentially excites a plurality of locations on the surface of the structure, and the sound source estimation image creation means generates sound estimated for each excitation point. A sound source estimation image creation unit that creates the sound source estimation image for each excitation point from the direction data and the captured image of the excitation point direction, and the plurality of generated sound source estimation images. A degradation diagnosis image creating unit that creates a degradation diagnosis image that is a composite image, and when the excitation force exceeds a threshold, of the sound source estimation images constituting the degradation diagnosis image , the sound source estimation images created when the excitation force exceeds a threshold value, characterized that you add a shape for identifying that the excitation force exceeds a threshold value.
In this way, if a deterioration diagnosis image is created by combining a plurality of sound source estimation images created for each excitation point, the unhealthy part can be easily found, and the overall deterioration state of the structure can be determined. It can be accurately grasped. In addition, by adding a graphic for identifying that the excitation force exceeded the threshold value to the sound source estimation image, it was possible to eliminate the data when abnormal excitation was performed. It is possible to accurately grasp the entire deterioration state.

また、本発明は、前記音発生方向推定手段に、前記構造物が発生する音の音圧を検出する手段と、前記検出された音圧を前記加振力で基準化した基準化音圧(音圧/加振力)を算出する手段とを設けることを特徴とする。
このように、検出された音圧を加振力で基準化してやれば、加振力のバラつきによる影響をなくすことができる。
Further, the present invention is previously Kion generating direction estimation means, means for detecting a sound pressure of the sound the structure occurs, reference Kaoto pressure the detected sound pressure were normalized by the excitation force And a means for calculating (sound pressure / excitation force).
In this way, if the detected sound pressure is normalized by the excitation force, it is possible to eliminate the influence of variation in the excitation force.

また、本発明は、前記音源推定用画像作成手段で作成された劣化診断用画像から、オクターブバンド毎の音の発生方向を示す図形が描画された画像であるバンド画像、もしくは、周波数帯域が隣り合った2つ以上のバンド画像を重ね合わせた画像である重合バンド画像を作成するバンド画像作成手段を更に設けたことを特徴とする。
このように、バンド画像作成手段を設けて、バンド画像もしくは重合バンド画像を作成したので、周波数毎の差異が見やすくなる。したがって、非健全部を確実にかつ容易に発見できる。
Further, the present invention provides a band image that is an image in which a graphic showing the sound generation direction for each octave band is drawn from the deterioration diagnosis image created by the sound source estimation image creating means, or a frequency band adjacent to the image. Band image creating means for creating a superposed band image, which is an image obtained by superimposing two or more combined band images, is further provided.
As described above, since the band image creating means is provided to create the band image or the superimposed band image, it becomes easy to see the difference for each frequency. Therefore, the unhealthy part can be found reliably and easily.

また、前記音採取手段を、互いに交わる2つの直線上にそれぞれ所定の間隔で配置された第1及び第2のマイクロフォン対と、前記2組のマイクロフォン対の作る平面上にない第5のマイクロフォンとから構成し、前記音発生方向推定手段では、前記2組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間の位相差と、前記第5のマイクロフォンと前記2組のマイクロフォン対を構成する4個のマイクロフォンのそれぞれとで構成される4組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間の位相差とを用いて音源方向を推定するようにしたので、少ないマイクロフォン数で音源方向を精度よく推定することができる。
Further, the sound collecting means includes a first microphone pair and a second microphone pair arranged at predetermined intervals on two straight lines intersecting each other, and a fifth microphone not on a plane formed by the two microphone pairs. In the sound generation direction estimating means, the phase difference between the microphones constituting the two sets of microphone pairs, and each of the fifth microphone and the four microphones constituting the two sets of microphone pairs, Since the sound source direction is estimated using the phase difference between the microphones constituting the four pairs of microphones configured as described above, the sound source direction can be accurately estimated with a small number of microphones.

なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。   The summary of the invention does not list all necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.

本発明の実施の形態1に係るコンクリート構造物の劣化診断用画像作成装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image preparation apparatus for deterioration diagnosis of the concrete structure which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本実施の形態1に係る加振手段の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vibration means which concerns on this Embodiment 1. FIG. 音採取手段を構成するマイクロフォンM1〜M5の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the microphones M1-M5 which comprise a sound collection means. 本実施の形態1に係る音源推定用画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image for sound source estimation which concerns on this Embodiment 1. FIG. 本実施の形態1に係る劣化診断用画像の作成方法を示す図である。It is a figure which shows the preparation method of the image for deterioration diagnosis which concerns on this Embodiment 1. FIG. バンド画像及び重合バンド画像の作成方法を示す図である。It is a figure which shows the production method of a band image and a superposition | polymerization band image. 本実施の形態1に係る劣化診断用画像の作成方法を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a method for creating a degradation diagnosis image according to the first embodiment. 浮き診断用画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image for a float diagnosis. 空隙診断用画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image for space | gap diagnostics. 本実施の形態2に係るコンクリート構造物の劣化診断用画像作成装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image creation apparatus for deterioration diagnosis of the concrete structure concerning this Embodiment 2. FIG. 回転ヘッドと本実施の形態2に係る加振方法を示す図である。It is a figure which shows the vibration method which concerns on a rotating head and this Embodiment 2. FIG. 本実施の形態2に係る音源推定用画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image for sound source estimation which concerns on this Embodiment 2. FIG. 本実施の形態2に係る劣化診断用画像の作成方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the preparation method of the image for deterioration diagnosis which concerns on this Embodiment 2. FIG. 本実施の形態2に係る劣化診断用画像の作成方法を示す図である。It is a figure which shows the preparation method of the image for deterioration diagnosis which concerns on this Embodiment 2. FIG.

実施の形態1.
図1は、本実施の形態1に係る劣化診断用画像作成装置1の構成を示す図で、劣化診断用画像作成装置1は、加振手段2と、音・映像採取ユニット10と、ユニット移動手段20と、データ処理部30と、記憶・演算部40と、表示手段50とを備える。
加振手段2は、加振部材としてのハンマー2aと、ハンマー2aの加振力を検出するフォースセンサ2bと、打撃毎に打撃信号を出力する信号発生部2cとを備える。
本例では、図2(a),(b)に示すように、作業者H(腕のみを記載)が、劣化診断の対象物であるコンクリート構造物としての建造物の壁部(以下、壁部という)3の表面の打撃箇所Fkを、ハンマー2aで打撃して加振する。
本例では、壁部3の劣化診断領域Rを、複数の小領域Rkに分割し、各小領域Rkの中心を打撃箇所Fkとした。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a degradation diagnosis image creation apparatus 1 according to the first embodiment. The degradation diagnosis image creation apparatus 1 includes a vibration means 2, a sound / video sampling unit 10, and unit movement. Means 20, data processing unit 30, storage / calculation unit 40, and display unit 50 are provided.
The vibration means 2 includes a hammer 2a serving as a vibration member, a force sensor 2b that detects the vibration force of the hammer 2a, and a signal generator 2c that outputs a striking signal for each striking.
In this example, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the worker H (only the arm is described) is a wall portion (hereinafter referred to as a wall) of a building as a concrete structure which is an object of deterioration diagnosis. the striking point F k parts of) third surface, vibrated by striking with a hammer 2a.
In this embodiment, the deterioration diagnosis region R of the wall portion 3 is divided into a plurality of small regions R k, and a striking point F k the center of each small region R k.

音・映像採取ユニット10は、音採取手段11と、撮影手段としてのCCDカメラ(以下、カメラという)12と、マイクロフォン固定部13と、カメラ支持台14と、支柱15とを備える。
音採取手段11は複数のマイクロフォンM1〜M5を備える。
マイクロフォンM1〜M5は、ハンマー2aにより加振された壁部3が発生する音の音圧信号をそれぞれ測定する。
マイクロフォンM1〜M5の配置は、図3に示すように、4個のマイクロフォンM1〜M4を、互いに直交する2直線(ここでは、x軸とy軸)上にそれぞれ所定の間隔Lで配置された2組のマイクロフォン対(M1,M3)及びマイクロフォン対(M2,M4)を構成するように配置するとともに、第5のマイクロフォンM5を前記マイクロフォンM1〜M4の作る平面上にない位置(ここでは、Z軸上)に配置する。本例では、マイクロフォンM5を、マイクロフォンM1〜M4の作る正方形を底面とする四角錐の頂点の位置に配置した。これにより、更に4組のマイクロフォン対(M5, M1)〜(M5, M4)が構成される。
The sound / video collection unit 10 includes a sound collection unit 11, a CCD camera (hereinafter referred to as a camera) 12 as a photographing unit, a microphone fixing unit 13, a camera support 14, and a column 15.
The sound collection means 11 includes a plurality of microphones M1 to M5.
The microphones M1 to M5 respectively measure the sound pressure signals of the sound generated by the wall portion 3 vibrated by the hammer 2a.
As shown in FIG. 3, the microphones M1 to M5 are arranged such that four microphones M1 to M4 are arranged at predetermined intervals L on two straight lines (here, the x axis and the y axis) orthogonal to each other. The two microphone pairs (M1, M3) and the microphone pair (M2, M4) are arranged so as to constitute a pair, and the fifth microphone M5 is not located on a plane formed by the microphones M1 to M4 (here, Z (On the axis). In this example, the microphone M5 is arranged at the apex of a quadrangular pyramid whose bottom surface is a square formed by the microphones M1 to M4. Thereby, four pairs of microphones (M5, M1) to (M5, M4) are further configured.

カメラ12の撮影方向は、図1の白抜きの矢印に示すように、2組のマイクロフォン対(M1,M3)及びマイクロフォン対(M2,M4)が配置される直交する2直線の交点を通り前記2直線とほぼ45°をなす方向に設定してある。なお、カメラ12の撮影方向としては、マイクロフォンM1からマイクロフォンM3へ向かう方向(図3のX軸方向)など、他の方向であってもよい。
本例では、カメラ12の撮影方向が、壁部3の表面の加振点になるように、音・映像採取ユニット10を設置する。
マイクロフォン固定部13にはマイクロフォンM1〜M5が設置され、カメラ支持台14にはカメラ12が設置され、マイクロフォン固定部13とカメラ支持台14とは、3本の支柱15によって連結されている。つまり、音採取手段11とカメラ12とは一体化されている。なお、マイクロフォンM1〜M5は、カメラ12の上部に配置される。
The shooting direction of the camera 12 passes through the intersection of two orthogonal lines in which two microphone pairs (M1, M3) and microphone pairs (M2, M4) are arranged, as indicated by the white arrows in FIG. It is set in a direction that makes approximately 45 ° with two straight lines. The shooting direction of the camera 12 may be another direction such as a direction from the microphone M1 toward the microphone M3 (X-axis direction in FIG. 3).
In this example, the sound / video sampling unit 10 is installed so that the shooting direction of the camera 12 is an excitation point on the surface of the wall 3.
The microphones M1 to M5 are installed on the microphone fixing unit 13, the camera 12 is installed on the camera support base 14, and the microphone fixing unit 13 and the camera support base 14 are connected by three support columns 15. That is, the sound collection means 11 and the camera 12 are integrated. The microphones M1 to M5 are disposed on the upper part of the camera 12.

ユニット移動手段20は、昇降手段21と、走行手段22とを備える。
昇降手段21は、音・映像採取ユニット10を計測箇所に支持して昇降させるもので、箱状の基台21aと、上部支持台21bと、基台21aに立設されて上部支持台21bを支持する側板21cと、ユニット支持台21mと、ユニット支持台21mを昇降させる昇降機構21nとを備える。箱状の基台21aと上部支持台21bと側板21cとにより、昇降機構21nを支持する昇降機構支持部材を構成する。
ユニット支持台21mは、音・映像採取ユニット10を支持する板状の部材で、カメラ支持台14の下側に取付けられる。音・映像採取ユニット10は、昇降機構21nの後述するスライド軸212及びガイド軸213に沿って上下動する。
本例では、ボールネジを用いたスライド機構を用いた。具体的には、基台21aの内部に設けられたモータ211と、一端がモータ211の回転軸に図示しないギアを介して接続され、他端が上部支持台21bに軸受け等を介して回転可能に取付けられたボールネジのネジ軸であるスライド軸212と、両端がそれぞれ基台21aと上部支持台21bに固定されスライド軸212に平行なガイド軸213と、ユニット支持台21mに固定されたボールネジのナット部である摺動部材214とから構成した。なお、ユニット支持台21mには、ガイド軸213を通すための貫通孔(図示せず)が設けられている。これにより、モータ211を正回転もしくは逆回転させることで、ユニット支持台21mに搭載された音・映像採取ユニット10を昇降させることができる。
走行手段22は、基台21aに取付けられた車輪22rと、車輪22rを駆動する図示しない駆動装置とを備え、音・映像採取ユニット10を、図1の横向きの矢印で示す左右方向移動させる。なお、別途移動用レールを設けて、走行手段22を移動用レールに沿って移動させてもよい。
The unit moving unit 20 includes an elevating unit 21 and a traveling unit 22.
The elevating means 21 supports the sound / video sampling unit 10 at the measurement location and elevates it. The elevating means 21 elevates and lowers the box-shaped base 21a, the upper support 21b, and the base 21a. A side plate 21c to be supported, a unit support base 21m, and an elevating mechanism 21n for raising and lowering the unit support base 21m are provided. The box-shaped base 21a, the upper support 21b, and the side plate 21c constitute an elevating mechanism support member that supports the elevating mechanism 21n.
The unit support 21 m is a plate-like member that supports the sound / video sampling unit 10 and is attached to the lower side of the camera support 14. The sound / image collection unit 10 moves up and down along a slide shaft 212 and a guide shaft 213, which will be described later, of the elevating mechanism 21n.
In this example, a slide mechanism using a ball screw is used. Specifically, one end of the motor 211 provided in the base 21a is connected to the rotation shaft of the motor 211 via a gear (not shown), and the other end can be rotated to the upper support base 21b via a bearing or the like. A slide shaft 212 which is a screw shaft of a ball screw attached to the guide shaft 213, a guide shaft 213 whose both ends are fixed to the base 21a and the upper support 21b and parallel to the slide shaft 212, and a ball screw which is fixed to the unit support 21m. It comprised from the sliding member 214 which is a nut part. The unit support 21m is provided with a through hole (not shown) through which the guide shaft 213 passes. Thereby, the sound / video sampling unit 10 mounted on the unit support 21m can be moved up and down by rotating the motor 211 forward or backward.
The traveling means 22 includes a wheel 22r attached to the base 21a and a driving device (not shown) that drives the wheel 22r, and moves the sound / image collection unit 10 in the left-right direction indicated by the horizontal arrow in FIG. Note that a separate moving rail may be provided, and the traveling means 22 may be moved along the moving rail.

データ処理部30は、音データ入出力手段31と映像入出力手段32とを備える。
音データ入出力手段31は、増幅器31aと、A/D変換器31bとを備える。
増幅器31aはローパスフィルタを備え、マイクロフォンM1〜M5で採取した音の音圧信号から高周波ノイズ成分を除去するとともに、前記各音圧信号を増幅してA/D変換器31bに出力する。
A/D変換器31bは、音圧信号をA/D変換して得られた音圧波形データを記憶・演算部40のデータ記憶手段41に送る。
映像入出力手段32は、カメラ12で撮影した映像信号を入力し、この映像信号をA/D変換して得られた画像データをデータ記憶手段41に送る。
The data processing unit 30 includes sound data input / output means 31 and video input / output means 32.
The sound data input / output means 31 includes an amplifier 31a and an A / D converter 31b.
The amplifier 31a includes a low-pass filter, removes high frequency noise components from the sound pressure signals of the sounds collected by the microphones M1 to M5, amplifies the sound pressure signals, and outputs them to the A / D converter 31b.
The A / D converter 31 b sends the sound pressure waveform data obtained by A / D converting the sound pressure signal to the data storage means 41 of the storage / calculation unit 40.
The video input / output unit 32 inputs a video signal taken by the camera 12 and sends image data obtained by A / D converting the video signal to the data storage unit 41.

記憶・演算部40は、データ記憶手段41と、音源方向推定手段42と、音源推定用画像作成手段43と、劣化診断用画像作成手段44とを備える。
記憶・演算部40を構成する各手段は、例えば、パーソナルコンピュータのソフトウェアとメモリーとにより構成される。
データ記憶手段41は音圧波形データと画像データとを打撃箇所Fk(k=1〜n)毎に記憶する。
音源方向推定手段42は、データ記憶手段41に記憶された音圧波形データを用いて、音源方向である水平角θと仰角φとを周波数f毎に算出するとともにマイクロフォンM5に入力した音圧レベルを計測してこれを入力音の音圧レベルとする。水平角θと仰角φの算出方法については後述する。
音源推定用画像作成手段43は、加振点Fk(k=1〜n)毎に、音源方向推定手段42で算出された周波数毎の音源データである音源方向のデータ(水平角θと仰角φ)及び音圧レベルと、データ記憶手段41に記憶された画像データとを合成し、図4(a),(b)に示すような、画像中に音源の方向を示す図形(ここでは、円とした)が周波数f毎に描画された音源推定用画像Gk(k=1〜n)を作成する。なお、(a)図は、ひび割れによる浮きが存在する箇所Pを含む小領域R4の音源推定用画像G4で、(b)図は、内部に空隙が存在する箇所Qを含む小領域R14の音源推定用画像G14である。
音源推定用画像Gkは、加振点Fk毎に後作成され、順次劣化診断用画像作成手段44に送られる。
The storage / calculation unit 40 includes data storage means 41, sound source direction estimation means 42, sound source estimation image creation means 43, and deterioration diagnosis image creation means 44.
Each means constituting the storage / calculation unit 40 is constituted by, for example, software and a memory of a personal computer.
The data storage means 41 stores the sound pressure waveform data and the image data for each hit location Fk (k = 1 to n).
The sound source direction estimating means 42 uses the sound pressure waveform data stored in the data storage means 41 to calculate the horizontal angle θ and the elevation angle φ, which are the sound source directions, for each frequency f, and the sound pressure level input to the microphone M5. This is used as the sound pressure level of the input sound. A method for calculating the horizontal angle θ and the elevation angle φ will be described later.
The sound source estimation image creation means 43 generates sound source direction data (horizontal angle θ and elevation angle) that is sound source data for each frequency calculated by the sound source direction estimation means 42 for each excitation point F k (k = 1 to n). φ) and the sound pressure level and the image data stored in the data storage means 41 are combined, and a figure (in this case, showing the direction of the sound source in the image, as shown in FIGS. 4A and 4B) A sound source estimation image G k (k = 1 to n) is created for each frequency f. FIG. 4A is a sound source estimation image G 4 of a small region R 4 including a portion P where a floating due to a crack exists, and FIG. 4B is a small region R including a portion Q where a void is present inside. 14 is a sound source estimation image G 14 of.
The sound source estimation image G k is created later for each excitation point F k and is sequentially sent to the degradation diagnosis image creation means 44.

劣化診断用画像作成手段44は、画像合成部44aと、バンド別画像作成部44bとを備える。
画像合成部44aは、図5に示すように、n個の音源推定用画像Gk(k=1〜n)を合成した、劣化診断用画像GTを作成する。
バンド別画像作成部44bは、図6(a)に示すように、合成画像である劣化診断用画像GTから、オクターブバンド毎の劣化診断用画像であるバンド画像GT,p、もしくは、隣接する2つ以上のバンド画像GT,p〜GT,qを重ね合わせた重合バンド画像GT,p,qを作成する。
具体的には、オクターブバンドとして、1/3オクターブバンドを用い、中心周波数fp(p=1〜18)を、例えば、160Hz,200Hz,250Hz,……,……,3150Hz,4000Hz,5000Hz,6300Hz,8000Hzとすると、バンド画像GT,pはp=18枚となる。
また、重合バンド画像GT,p,q(p,q=1〜18、但し、p<q)としては、図6(b)に示すような、中心周波数が200Hz〜2500Hzまでのバンド画像G2, G3, ……, G13を重ね合わせて作成した重合バンド画像GT,2,13や、中心周波数が1250Hz〜6300Hzまでのバンド画像G10, G11, ……, G17を重ね合わせて作成した重合バンド画像GT,10,17などを用いることができる。
また、オクターブバンドとして、1オクターブバンドを用いてもよい。
表示手段50は、液晶ディスプレイ等の表示画面50Mを備え、劣化診断用画像作成手段44で作成されたバンド画像GT,pもしくは重合バンド画像GT,p,qを表示画面50Mに表示する。
The degradation diagnostic image creation means 44 includes an image composition unit 44a and a band-specific image creation unit 44b.
Image synthesizing unit 44a, as shown in FIG. 5, n pieces of sound source estimation image G k a (k = 1 to n) were synthesized, creating a degradation diagnostic image G T.
Banded image creating unit 44b, as shown in FIG. 6 (a), from a composite image degradation diagnostic image G T, band image G T is degraded diagnostic image for each octave band, p or adjacent Then, a superposition band image GT , p, q is created by superimposing two or more band images GT , p to GT , q .
Specifically, a 1/3 octave band is used as an octave band, and a center frequency f p (p = 1 to 18) is set to 160 Hz, 200 Hz, 250 Hz,..., 3150 Hz, 4000 Hz, 5000 Hz, for example. If 6300 Hz and 8000 Hz, the band image G T, p is p = 18.
Further, the superposition band image G T, p, q (p, q = 1-18, where p <q) is a band image G having a center frequency of 200 Hz to 2500 Hz as shown in FIG. 2 , G 3 ,..., G 13 are overlapped and superimposed band images G T, 2,13 and band images G 10 , G 11 ,..., G 17 with a center frequency of 1250 Hz to 6300 Hz are overlapped. A superposition band image GT, 10, 17 or the like created together can be used.
Further, an octave band may be used as the octave band.
The display unit 50 includes a display screen 50M such as a liquid crystal display, and displays the band image GT , p or the superposed band image GT , p, q created by the degradation diagnosis image creation unit 44 on the display screen 50M.

次に、劣化診断用画像作成装置1を用いて壁部3の劣化診断用画像を作成する方法について、図7のフローチャートを参照して説明する。
本例では、図2(a)に示すように、壁部3の劣化診断領域Rを、複数の小領域(ここでは、4行×5列=20個)に分割し、それぞれの小領域Rk(k=1〜20)について音源推定用画像Gkを作成した後、これらの音源推定用画像Gkから劣化診断用画像GTを作成する。
まず、壁部3の表面に、図2(a)のXで示すような、小領域Rkの境界を示すマークXを打っておく。マークXは、隣接する音源推定用画像を隙間なく並べるときに用いられる。なお、カメラ12の前にマークXのついた透明板を置いてもよい。
次に、音・映像採取ユニット10を小領域R1の中心である計測点にセットし(ステップS10)、カメラ12により、小領域R1の映像を撮影する(ステップS11)。撮影視野としては、図5に示すように、小領域R1を区画するマークXを全て含んでいればよい。
カメラ12の映像信号は、映像入出力手段32にてA/D変換され、画像データをとしてデータ記憶手段41に保存される(ステップS12)。
Next, a method for creating a deterioration diagnosis image of the wall 3 using the deterioration diagnosis image creating apparatus 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.
In this example, as shown in FIG. 2A, the deterioration diagnosis region R of the wall 3 is divided into a plurality of small regions (here, 4 rows × 5 columns = 20), and each small region R is divided. k (k = 1~20) after creating the image G k sound source estimated for, creating a deterioration diagnostic image G T from these source estimation image G k.
First, a mark X indicating the boundary of the small region R k is marked on the surface of the wall 3 as indicated by X in FIG. The mark X is used when arranging adjacent sound source estimation images without gaps. A transparent plate with a mark X may be placed in front of the camera 12.
Next, the sound / video sampling unit 10 is set at a measurement point that is the center of the small area R 1 (step S10), and the video of the small area R 1 is captured by the camera 12 (step S11). The field of view, as shown in FIG. 5, needs to include all the marks X defining the small region R 1.
The video signal of the camera 12 is A / D converted by the video input / output means 32 and stored in the data storage means 41 as image data (step S12).

撮影後に、作業者Cがハンマー2aで、小領域R1の中心である加振点F1を打撃して壁部3を加振するとともに、マイクロフォンM1〜M5は、壁部3の発生する音(打音)の音圧信号を採取する(ステップS13)。加振時には、加振手段2の信号発生部2cから打撃信号が出力されるので、本例では、図1に示すように、マイクロフォンM1〜M5と音データ入出力手段31との間に取込みスイッチ31sを設けて、打撃信号が出力された時点で音圧信号の採取を行うようにしている。
なお、本例では、フォースセンサ2bの検出した加振力が予め設定された閾値以内の場合には、正常な加振であることを示すコードを、加振力が予め設定された閾値を超えた場合には、加振不良を示すコードを音圧信号の前につけてからデータ記憶手段41に送るようにしている。
次に、マイクロフォンM1〜M5の出力信号である音圧信号を増幅してA/D変換して得られた音圧波形データをデータ記憶手段41に保存する(ステップS14)。
次に、データ記憶手段41に保存された音圧波形データを抽出するとともに、この音圧波形データを用いて音源データである音源方向と音圧レベルとを算出する(ステップS15)。
After shooting, the worker C uses the hammer 2 a to strike the excitation point F 1 that is the center of the small region R 1 to vibrate the wall 3, and the microphones M 1 to M 5 are sound generated by the wall 3. A sound pressure signal of (sound) is collected (step S13). At the time of vibration, a striking signal is output from the signal generator 2c of the vibration means 2, so in this example, a take-in switch between the microphones M1 to M5 and the sound data input / output means 31 as shown in FIG. 31s is provided, and the sound pressure signal is sampled when the impact signal is output.
In this example, when the excitation force detected by the force sensor 2b is within a preset threshold value, a code indicating that the excitation force is normal indicates that the excitation force exceeds the preset threshold value. In such a case, a code indicating a vibration failure is sent before the sound pressure signal and then sent to the data storage means 41.
Next, sound pressure waveform data obtained by amplifying and A / D converting the sound pressure signals that are output signals of the microphones M1 to M5 are stored in the data storage means 41 (step S14).
Next, the sound pressure waveform data stored in the data storage means 41 is extracted, and the sound source direction and sound pressure level, which are sound source data, are calculated using the sound pressure waveform data (step S15).

音源方向は、音圧波形データをFFTにて周波数解析し、各周波数毎にマイクロフォンM1〜M5間のそれぞれの位相差を求め、この求められた位相差から各周波数毎に音源の方向を推定する。なお、本例では、位相差に代えて、位相差に比例する物理量である到達時間差Dijを用いて音源方向である水平角θ及び仰角φを求めている。
具体的には、各マイクロフォン対(Mi, Mj)の位相差(到達時間差Dij)から、当該計測点から見た音源方向を推定する。
水平角θと仰角φとは以下の式(1)及び式(2)で表わせる。

Figure 0006325839
ここで、到達時間差Dijは、マイクロフォンMiに到達する音圧信号と、このマイクロフォンMiに対して対となるマイクロフォンMjに到達する音圧信号との時間差であり、この対となる2つのマイクロフォンMi及びマイクロフォンMjに入力される信号のクロススペクトルPij(f)を求め、更に、対象とする前記周波数fの位相角情報Ψ(rad)を用いて、以下の式(3)により算出される。
Figure 0006325839
なお、音源方向と音圧レベルとは周波数毎に計測する。
また、マイクロフォンM5に入力される信号の大きさを、計測される音の音圧信号の大きさとする。 The sound source direction is obtained by frequency-analyzing the sound pressure waveform data by FFT, obtaining the respective phase differences between the microphones M1 to M5 for each frequency, and estimating the direction of the sound source for each frequency from the obtained phase difference. . In this example, instead of the phase difference, the arrival time difference Dij , which is a physical quantity proportional to the phase difference, is used to obtain the horizontal angle θ and the elevation angle φ that are the sound source directions.
Specifically, the sound source direction viewed from the measurement point is estimated from the phase difference (arrival time difference D ij ) of each microphone pair (Mi, Mj).
The horizontal angle θ and the elevation angle φ can be expressed by the following formulas (1) and (2).
Figure 0006325839
Here, the arrival time difference D ij is the time difference between the sound pressure signal that reaches the microphone M i and the sound pressure signal that reaches the microphone M j that forms a pair with respect to the microphone M i . The cross spectrum P ij (f) of the signals input to the two microphones M i and the microphone M j is obtained, and further using the phase angle information Ψ (rad) of the target frequency f, the following equation (3) Is calculated by
Figure 0006325839
The sound source direction and the sound pressure level are measured for each frequency.
The magnitude of the signal input to the microphone M5 is the magnitude of the sound pressure signal of the measured sound.

次に、横軸が水平角θで縦軸を仰角φであるマップ上に、音源方向(θ,φ)と音圧信号の周波数及び大きさとを表示した円が表示された音源推定用画像G1を作成し、データ記憶手段41に記憶する(ステップS16)。円の径が音圧レベルを表し、円の模様もしくは色が音圧信号の周波数を表す。
次に、全ての小領域Rk(k=1〜n)の音源推定用画像Gkを作成したか否かを判定する(ステップS17)。
全ての小領域Rkの音源推定用画像Gkを作成していない場合(k<n)には、走行手段22により、音・映像採取ユニット10を次の小領域Rk+1の中心である計測点にセットした後、ステップS11に戻って、小領域Rk+1の映像を撮影する。そして、ステップS11からステップS17までの動作を繰り返すことで、全ての小領域Rkについて音源推定用画像Gk(k=1〜20)を作成する。
また、全ての小領域Rkの音源推定用画像Gkの作成が完了した場合(k=n)には、計測を完了し、ステップS18に進む。
本例では、壁部3の劣化診断領域Rを4行×5列の小領域Rkに分割しているので、小領域R1〜R5、R6〜R10、及び、R11〜R15での計測が終了した時点で、昇降手段21を稼働させて、音・映像採取ユニット10を下降させるようにしている。なお、本例では、小領域の番号付けをR1〜R5、及び、R11〜R15では左から右に昇番させ、R6〜R10、及び、R16〜R20では右から左に昇番させているので、計測点をF5からF6にする場合には、走行手段22は停止させた状態で昇降手段21のみを稼働させればよい(図2(a)参照)。
Next, a sound source estimation image G in which a circle displaying the sound source direction (θ, φ) and the frequency and magnitude of the sound pressure signal is displayed on a map in which the horizontal axis is the horizontal angle θ and the vertical axis is the elevation angle φ. 1 is created and stored in the data storage means 41 (step S16). The circle diameter represents the sound pressure level, and the circle pattern or color represents the frequency of the sound pressure signal.
Next, it is determined whether or not the sound source estimation images G k for all the small regions R k (k = 1 to n) have been created (step S17).
When the sound source estimation images G k for all the small areas R k have not been created (k <n), the sound / video sampling unit 10 is moved to the center of the next small area R k + 1 by the traveling means 22. After setting at a certain measurement point, the process returns to step S11 to shoot a video of the small region R k + 1 . Then, by repeating the operations from step S11 to step S17, sound source estimation images G k (k = 1 to 20) are created for all the small regions R k .
If the generation of the sound source estimation images G k for all the small regions R k is completed (k = n), the measurement is completed and the process proceeds to step S18.
In this example, since the degradation diagnosis area R of the wall 3 is divided into 4 rows × 5 columns of small areas R k , the small areas R 1 to R 5 , R 6 to R 10 , and R 11 to R 10 are divided. When the measurement at 15 is finished, the lifting / lowering means 21 is operated to lower the sound / video sampling unit 10. In this example, the numbering of the small regions is increased from the left to the right in R 1 to R 5 and R 11 to R 15 , and from the right in R 6 to R 10 and R 16 to R 20. Since the number is increased to the left, when the measurement point is changed from F 5 to F 6 , it is only necessary to operate the elevating means 21 while the traveling means 22 is stopped (see FIG. 2A). .

ステップS18では、データ記憶手段41に記憶されたn個の音源推定用画像Gkを合成して劣化診断用画像GTを作成する。
具体的には、n個の音源推定用画像Gk(k=1〜20)を、番号順(時間順)に順次取出し、隣接する音源推定用画像GkとGk+1とを合成することで、壁部3の劣化診断領域Rの音源推定用画像である劣化診断用画像GTを作成する。
なお、加振不良を示すコードが付けられた小領域の画像は、例えば、当該画像を太枠で囲むなどするか、画像そのものを白紙状態にする。
音源推定用画像GkとGk+1との合成する際には、図5に示すように、GkとGk+1とが横方向に隣接する小領域RkとRk+1の音源推定用画像である場合には、Gkの右側のマークXと、Gk+1の左側のマークXとが一致するように合成し、GkとGk+1とが上下方向に隣接する小領域RkとRk+1の音源推定用画像である場合には、Gkの下側のマークXと、Gk+1の上側のマークXとを一致するよう合成すれば、劣化診断用画像GTを精度よく作成することができる。
このような劣化診断用画像GTを用いれば、壁部3の劣化診断領域Rの全体の劣化の状態を容易に把握することができる。
At step S18, it creates the degradation diagnostic image G T n number of sound sources estimation image G k stored in the data storage unit 41 synthesizes.
Specifically, n sound source estimation images G k (k = 1 to 20) are sequentially extracted in order of numbers (time order), and adjacent sound source estimation images G k and G k + 1 are combined. it is, to create a degradation diagnosis image G T is a sound source estimation image degradation diagnostic region R of the wall portion 3.
Note that the image of the small area to which the code indicating the vibration failure is attached, for example, surrounds the image with a thick frame or makes the image itself blank.
When synthesizing the sound source estimation images G k and G k + 1 , as shown in FIG. 5, G k and G k + 1 are in the small regions R k and R k + 1 that are adjacent in the horizontal direction. when a sound source estimation image, and the right mark X of G k, synthesized as is marked X on the left side of the G k + 1 coincides, adjacent to G k and G k + 1 and the vertical direction to the case of the small region R k and R k + 1 of the sound source estimation image, and the mark X of the lower G k, it is synthesized to match the upper mark X of G k + 1, degradation the diagnostic image G T can be made accurately.
The use of such degradation diagnostic image G T, it is possible to easily grasp the state of the overall deterioration of the deterioration diagnosis region R of the wall portion 3.

次に、劣化診断用画像GTから、バンド画像GT,pを作成する(ステップS19)。
本例では、1/3オクターブバンドを用い、中心周波数fpが、160Hz,200Hz,250Hz,……,……,5000Hz,6300Hz,8000Hzである18枚のバンド画像GT,pを作成した。
壁部3では、「ひび割れによる浮き」がある場合には、3150Hz〜4000Hz帯域に打音が発生し、「空隙」がある部分では、4000Hz〜5000Hz帯域に打音が発生することが分かっている。そこで、18枚のバンド画像GT,pから、中心周波数が3150Hzのバンド画像G14と4000Hzのバンド画像G15とを重ね合わせて作成した重合バンド画像である浮き診断用画像GT,14,15と、中心周波数が1000Hz〜5000Hzまでのバンド画像G9, G10, ……, G16を重ね合わせて作成した重合バンド画像である空隙診断用画像GT,9,16を作成し(ステップS20)、これら浮き診断用画像GT,14,15、または、空隙診断用画像GT,9,16を表示手段50の表示画面50Mに表示する(ステップS21)。
Next, create a degradation diagnosis image G T, band image G T, the p (step S19).
In this example, using a 1/3-octave band center frequency f p is, 160 Hz, 200 Hz, 250 Hz, ......, ......, created 5000 Hz, 6300 Hz, a band image G T of 18 sheets is 8000 Hz, to p.
In the wall portion 3, it is known that when there is “floating due to cracking”, a hitting sound is generated in a band of 3150 Hz to 4000 Hz, and in a portion having a “void”, a hitting sound is generated in a band of 4000 Hz to 5000 Hz. . Therefore, 18 sheets of the band image G T, the p, the center frequency for image float diagnosis is the polymerization band image created by superimposing the band image G 14 and band image G 15 of 4000Hz of 3150 Hz G T, 14, 15, a band image G 9, G 10 of the center frequency to 1000Hz~5000Hz, ......, voids diagnostic image G T is the polymerization band image created by superposing G 16, to create a 9, 16 (step S20), these floating diagnostic images G T, 14,15 or gap diagnostic images G T, 9,16 are displayed on the display screen 50M of the display means 50 (step S21).

図8(a),(b)は、ひび割れによる浮きと内部に空隙が存在するコンクリートの試験体を加振して得られた浮き診断用画像GT,14,15の一例を示す図で、(a)図は健全部を加振したときの図、(b)図は非健全部であるひび割れによる浮きが存在する箇所を加振したときの図である。
(a)図と(b)図とを比較して分かるように、3150Hz〜4000Hz帯域のみを表示した浮き診断用画像GT,14,15では、健全部を加振したときには音圧レベルが55dBSPL以上の打音が全く計測されないが、非健全部である浮き部分を加振したときには、同図のうすい灰色の丸で示すような加振点近傍に3150Hz〜8000Hz帯域の打音が計測される。
また、図9(a),(b)は、空隙診断用画像GT,9,16の一例を示す図で、(a)図は健全部を加振したときの図、(b)図は非健全部を加振したときの図である。
(a)図と(b)図とを比較して分かるように、1000Hz〜5000Hz帯域のみを表示した空隙診断用画像GT,9,16では、健全部を加振したときには、加振点近傍に(a)図の灰色の丸で示すような、1000Hz〜4000Hz帯域の打音が計測されるが、非健全部である空隙部分を加振したときには、(b)図の灰色の丸で示すような1000Hz〜4000Hz帯域の打音に加えて、明るい丸で示すような4000Hz〜5000Hz帯域の打音が計測される。
このように、劣化診断用画像GTから作成したオクターブバンド毎の劣化診断用画像GT,pを用いて、浮き診断用画像GT,14,15や空隙診断用画像GT,9,16を作成することで、周波数毎の差異が見やすくなるようにしたので、非健全部を確実にかつ容易に発見できる。
FIGS. 8A and 8B are diagrams showing examples of float diagnosis images GT , 14,15 obtained by exciting a concrete specimen having a float due to a crack and a void inside. (A) A figure when a healthy part is vibrated, (b) A figure is a figure when a location where the float by the crack which is an unhealthy part exists is vibrated.
As can be seen by comparing FIGS. (A) and (b), in the floating diagnosis images GT , 14, 15 displaying only the 3150 Hz to 4000 Hz band, the sound pressure level is 55 dB when the healthy part is vibrated. No hitting sound above SPL is measured, but when a floating part, which is an unhealthy part, is vibrated, the striking sound in the 3150 Hz to 8000 Hz band is measured near the excitation point as shown by the light gray circle in the figure. The
FIGS. 9A and 9B are diagrams showing an example of the gap diagnosis image GT, 9,16 . FIG. 9A is a diagram when a healthy part is vibrated, and FIG. It is a figure when an unhealthy part is vibrated.
As can be seen by comparing the (a) and part (b) Fig., The air gap diagnostic image G T which displays only 1000Hz~5000Hz band, at 9, 16, when the vibrating sound section, the excitation point near (A) A hitting sound in a band of 1000 Hz to 4000 Hz as shown by a gray circle in the figure is measured. When a gap portion which is an unhealthy part is vibrated, it is shown by a gray circle in (b) figure. In addition to the 1000 Hz to 4000 Hz band hitting sound, a 4000 Hz to 5000 Hz band hitting sound as shown by a bright circle is measured.
Thus, degradation diagnosis image G T for each octave band created from degradation diagnostic image G T, using the p, floating diagnostic image G T, 14, 15 or voids diagnostic image G T, 9, 16 Since the difference for each frequency is made easier to see by creating the unhealthy part, the unhealthy part can be found reliably and easily.

なお、前記実施の形態1では、作業者Cが、ハンマー2aで壁部3の表面を打撃して加振するようにしているが、例えば、ハンマーと、ハンマーを回転させる手段と、ハンマーを上下させる手段と、走行手段とを備えた自動加振装置を構成し、この自動加振装置を用いて壁部3の表面を打撃して加振するようにしてもよい。
あるいは、ハンマーと、ハンマーを回転させる手段とを、ユニット移動手段20に取付けて、音・映像採取ユニット10と一体に移動させる形態としてもよい。
また、前記実施の形態1では、マイクロフォンM5に入力される音圧信号の大きさを打音の大きさ(音圧レベル)としたが、音圧レベルを加振手段2に設けられたフォースセンサ2bで検出した加振力で基準化した、基準化音圧レベル(音圧レベル/加振力)を算出し、この基準化音圧レベルを打音の音圧レベルとすれば、加振力のバラつきによる影響をなくすことができる。
なお、打音の大きさとしては、計測した音圧を基準音圧(人間の最小可聴音圧)で基準化した音圧レベル(dBSPL)ではなく、音圧(Pa)そのものを用いてもよい。この場合には、基準化音圧レベルに代えて、基準音圧(音圧/加振力)を用いればよい。また、加振力についても、加振力(N)を基準加振力で基準化した加振力レベル(dB)を用いてもよい。
また、前記実施の形態1では、加振不良の場合にも計測を続けたが、フォースセンサ2bの検出した加振力が予め設定された閾値以内の場合には、ハンマー2aもしくは音・映像採取ユニット10に加振不良時に点灯するランプなどを取り付け、ランプが点灯したときには、再度、同じ箇所を加振するようにしてもよい。
In the first embodiment, the operator C strikes and vibrates the surface of the wall 3 with the hammer 2a. For example, the hammer, the means for rotating the hammer, and the hammer are moved up and down. It is also possible to configure an automatic vibration device that includes a means for causing the vehicle to travel and a traveling device, and use the automatic vibration device to strike and vibrate the surface of the wall portion 3.
Alternatively, the hammer and the means for rotating the hammer may be attached to the unit moving means 20 and moved integrally with the sound / image collection unit 10.
In the first embodiment, the magnitude of the sound pressure signal input to the microphone M5 is the magnitude of the hitting sound (sound pressure level), but the sound pressure level is a force sensor provided in the vibration means 2. By calculating a standardized sound pressure level (sound pressure level / excitation force) that is standardized by the excitation force detected in 2b and setting this standardized sound pressure level as the sound pressure level of the hit sound, the excitation force It is possible to eliminate the influence of the variation.
In addition, as the magnitude of the hitting sound, the sound pressure (Pa) itself may be used instead of the sound pressure level (dB SPL ) obtained by standardizing the measured sound pressure with the reference sound pressure (human minimum audible sound pressure). Good. In this case, a reference sound pressure (sound pressure / excitation force) may be used instead of the standardized sound pressure level. As the excitation force, an excitation force level (dB) obtained by standardizing the excitation force (N) with the reference excitation force may be used.
In the first embodiment, the measurement is continued even in the case of a vibration failure. However, if the vibration force detected by the force sensor 2b is within a preset threshold value, the hammer 2a or sound / video sampling is performed. The unit 10 may be provided with a lamp or the like that is turned on when the vibration is poor, and when the lamp is turned on, the same portion may be vibrated again.

また、前記実施の形態1では、全ての小領域Rkの音源推定用画像Gkの作成が完了した後に劣化診断用画像GTを作成したが、1つの小領域Rkの撮影毎、もしくは、1つの小領域Rkの音源推定用画像Gkの作成毎に劣化診断用画像GTkを作成してもよい。
また、実施の形態1では、劣化診断用画像GT,pから、重合バンド画像である浮き診断用画像GT,14,15及び空隙診断用画像GT,9,16を作成して表示手段50の表示画面50Mに表示することで壁部3の劣化診断を行ったが、バンド画像であるオクターブバンド毎の劣化診断用画像GT,pを表示画面50Mに表示して、壁部3の劣化診断を行うようにしてもよい。
なお、バンド画像を用いるかは、劣化診断領域Rの分割数や、壁部3の劣化状態により適宜選択すればよい。
Further, in the embodiment 1, although the creation of all the small areas R k sound estimation image G k of creating the deterioration diagnostic image G T after completing, each taking one small region R k, or The degradation diagnosis image G Tk may be created every time the sound source estimation image G k of one small region R k is created.
Further, in the first embodiment, floating diagnosis images GT , 14,15 and gap diagnosis images GT, 9,16 , which are superposition band images, are created from the deterioration diagnosis image GT , p and displayed. The deterioration diagnosis of the wall portion 3 is performed by displaying it on the display screen 50M of 50, but the deterioration diagnosis image GT , p for each octave band which is a band image is displayed on the display screen 50M, and the wall portion 3 of the wall portion 3 is displayed. You may make it perform a deterioration diagnosis.
Whether the band image is used may be appropriately selected depending on the number of divisions of the deterioration diagnosis region R and the deterioration state of the wall 3.

実施の形態2.
図10は、本実施の形態2に係る劣化診断用画像作成装置1Zの構成を示す図で、劣化診断用画像作成装置1Zは、加振手段2Zと、音・映像採取ユニット10と、ユニット移動手段20と、データ処理部30と、記憶・演算部40Zと、表示手段50とを備える。
音・映像採取ユニット10と、ユニット移動手段20と、データ処理部30と、表示手段50とは、実施の形態1と同一構成であるので、その説明を省略する。
加振手段2Zは、音・映像採取ユニット10のマイクロフォン固定部13に固定されて、カメラ12の撮影方向に延長する支持軸2Tと、支持軸2Tの先端から上側に延長するヘッド取付軸2mと、ヘッド取付軸2m回転可能に装着された回転ヘッド2nとを備える。
支持軸2Tとヘッド取付軸2mは、ユニット移動手段20が左右に移動するのに伴って左右に移動する。
回転ヘッド2nは、図11(a),(b)に示すように、外周に壁部3の表面に衝突する複数の突起部2qを有し、壁部3の表面を加振する。
本例では、劣化診断領域Rに、図11(c)に示すような、打撃開始点PLaと打撃終了点PLbを含む領域SLの境界を示すマークXを打っておく。Lは行番号で、マークXは、上下の領域SL,SL+1の音源推定用画像を隙間なく並べるときに用いられる。
そして、ユニット移動手段20により音・映像採取ユニット10を1行ずつ左方向または右方向に連続的に移動させることにより、壁部3の表面を所定の時間間隔で加振するとともに、回転ヘッド2nが壁部3の表面に衝突する毎に打音の方向(音源方向)を推定する。なお、所定の時間間隔は、音・映像採取ユニット10の移動速度と、回転ヘッド2nの突起部2qの数により決まる。以下、突起部2qが衝突した箇所を加振点Fkという。
なお、ユニット移動手段20は、カメラ12も同時に移動する構成となっているが、後述するように、カメラ12は、壁部3の表面の劣化診断領域R全体の映像のみを撮影するので、カメラ12の撮影位置は固定されていると見做すことができる。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the degradation diagnosis image creation apparatus 1Z according to the second embodiment. The degradation diagnosis image creation apparatus 1Z includes a vibration means 2Z, a sound / video sampling unit 10, and unit movement. Means 20, a data processing unit 30, a storage / calculation unit 40Z, and a display unit 50 are provided.
Since the sound / video sampling unit 10, the unit moving means 20, the data processing unit 30, and the display means 50 have the same configuration as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
The vibration means 2Z is fixed to the microphone fixing portion 13 of the sound / video sampling unit 10 and extends in the photographing direction of the camera 12, and the head mounting shaft 2m extends upward from the tip of the support shaft 2T. The rotary head 2n is mounted so as to be rotatable about the head mounting shaft 2m.
The support shaft 2T and the head mounting shaft 2m move to the left and right as the unit moving means 20 moves to the left and right.
As shown in FIGS. 11A and 11B, the rotary head 2 n has a plurality of protrusions 2 q that collide with the surface of the wall 3 on the outer periphery, and vibrates the surface of the wall 3.
In this example, a mark X indicating the boundary of the region S L including the hitting start point P La and the hitting end point P Lb as shown in FIG. L is a row number, and the mark X is used when arranging the sound source estimation images in the upper and lower regions S L and S L + 1 without gaps.
Then, the unit moving means 20 continuously moves the sound / video sampling unit 10 leftward or rightward line by line to vibrate the surface of the wall 3 at a predetermined time interval and to rotate the rotary head 2n. Each time hits the surface of the wall 3, the direction of sound hit (sound source direction) is estimated. The predetermined time interval is determined by the moving speed of the sound / video sampling unit 10 and the number of protrusions 2q of the rotary head 2n. Hereinafter, the portion where projections 2q collides that excitation point F k.
The unit moving means 20 is configured to move the camera 12 at the same time. However, as will be described later, the camera 12 captures only an image of the entire deterioration diagnosis region R on the surface of the wall 3. It can be assumed that the 12 shooting positions are fixed.

記憶・演算部40Zは、データ記憶手段41と、音源方向推定手段42と、音源推定用画像作成手段43Zと、劣化診断用画像作成手段44Zとを備える。
データ記憶手段41は、カメラ12で撮影した壁部3の劣化診断領域Rの画像データと、加振手段2Zの突起部2qが壁部3の表面に衝突する毎に採取した打音(加振点毎の音)の音圧波形データとを記憶する。
音源方向推定手段42は、データ記憶手段41に記憶された音圧波形データを用いて、音源方向である水平角θrと仰角φrとを周波数f毎に算出するとともにマイクロフォンM5に入力した音圧レベルを計測してこれを入力音である打音の音圧レベルとする。
音源推定用画像作成手段43Zは、水平角θr、仰角φr、及び、音圧レベルと、データ記憶手段41に記憶された壁部3の劣化診断領域Rの画像データとを合成し、画像中に音源の方向を示す図形が周波数f毎に描画された音源推定用画像Gzk(k=1〜N)を作成して劣化診断用画像作成手段44Zに送る。ここで、Nは、回転ヘッド2nの衝突回数で、行数をL、1列当たりの回転ヘッド2nの衝突回数をm回とすると、N=m×Lである。
The storage / calculation unit 40Z includes data storage means 41, sound source direction estimation means 42, sound source estimation image creation means 43Z, and deterioration diagnosis image creation means 44Z.
The data storage means 41 captures the image data of the deterioration diagnosis region R of the wall 3 photographed by the camera 12 and the sound (excited vibration) collected each time the projection 2q of the vibration means 2Z collides with the surface of the wall 3. Sound pressure waveform data for each point).
The sound source direction estimating means 42 uses the sound pressure waveform data stored in the data storage means 41 to calculate the horizontal angle θ r and the elevation angle φ r that are the sound source directions for each frequency f, and the sound input to the microphone M5. The pressure level is measured and used as the sound pressure level of the hitting sound that is the input sound.
The sound source estimation image creation means 43Z combines the horizontal angle θ r , the elevation angle φ r , the sound pressure level, and the image data of the deterioration diagnosis region R of the wall 3 stored in the data storage means 41, A sound source estimation image G zk (k = 1 to N) in which a graphic indicating the direction of the sound source is drawn for each frequency f is created and sent to the degradation diagnosis image creating means 44Z. Here, N is the number of collisions of the rotary head 2n, and N = m × L, where L is the number of rows and m is the number of collisions of the rotary head 2n per column.

図12(a)に示すように、水平角θr及び仰角φrのθr=0,φr=0となる位置である原点Orは、画像上では加振点Fkの位置である。したがって、音源推定用画像Gzkを作成する場合には、原点Orから測った(θr,φr)に、音源の方向を示す図形を重ねて表示すればよい。
図12(b)のGz1は、最初の加振点である領域S1の左端の打撃開始点P1aである加振点F1を加振したときの音源推定用画像で、Gzkは、領域SLの打撃開始点PLaから(q−1)番目の加振点FLq(加振点Fk)を加振したしたときの音源推定用画像、GzNは、最下段の列の打撃終了点PLEbの加振点FNを加振したしたときの音源推定用画像である。
このように、音源推定用画像Gzkは、回転ヘッド2nが壁部3の表面に衝突する毎に作成されて、劣化診断用画像作成手段44に送られる。
As shown in FIG. 12A, the origin O r, which is the position where the horizontal angle θ r and the elevation angle φ r are θ r = 0 and φ r = 0, is the position of the excitation point F k on the image. . Therefore, when creating a sound source estimation image G zk is measured from the origin O r (θ r, φ r ) to may be displayed overlapping the figure indicating the direction of the sound source.
G z1 in FIG. 12B is a sound source estimation image when the excitation point F 1 which is the leftmost hitting start point P 1a of the region S 1 which is the first excitation point is excited, and G zk is The sound source estimation image G zN when the (q−1) -th excitation point F Lq (excitation point F k ) is excited from the impact start point P La in the region S L is the bottom row. This is an image for sound source estimation when the excitation point F N of the hitting end point P LEb of FIG.
In this manner, the sound source estimation image G zk is created every time the rotary head 2n collides with the surface of the wall portion 3 and sent to the degradation diagnosis image creation means 44.

劣化診断用画像作成手段44Zは、画像合成部44rと、バンド別画像作成部44bとを備える。
画像合成部44rは、回転ヘッド2nが壁部3の表面に衝突する毎(加振点毎)に作成されたm枚の音源推定用画像Gzkを合成した、劣化診断用画像Gzを作成する。
バンド別画像作成部44bは、実施の形態1と同様に、劣化診断用画像Gzから、オクターブバンド毎の劣化診断用画像Gz,p、もしくは、隣接する2つ以上のオクターブバンド毎の劣化診断用画像Gz,p〜Gz,qを重ね合わせた重合劣化診断用画像Gz,p,qを作成する。
表示手段50は、液晶ディスプレイ等の表示画面50Mを備え、劣化診断用画像作成手段44で作成された劣化診断用画像Gz,pもしくは重合劣化診断用画像Gz,p,qを表示画面50Mに表示する。
The degradation diagnosis image creation means 44Z includes an image composition unit 44r and a band-specific image creation unit 44b.
The image synthesis unit 44r creates a degradation diagnosis image G z by synthesizing m sound source estimation images G zk created every time the rotary head 2n collides with the surface of the wall 3 (for each excitation point). To do.
Banded image creating unit 44b as in the first embodiment, the deterioration diagnostic image G z, the deterioration diagnostic image G z for each octave band, p, or deterioration of every two or more octave band adjacent A polymerization degradation diagnostic image G z, p, q is created by superimposing the diagnostic images G z, p to G z, q .
The display means 50 includes a display screen 50M such as a liquid crystal display, and displays the deterioration diagnosis image G z, p or the polymerization deterioration diagnosis image G z, p, q created by the deterioration diagnosis image creation means 44 as a display screen 50M. To display.

次に、劣化診断用画像作成装置1Zを用いて劣化診断用画像を作成する方法について、図13のフローチャートを参照して説明する。
図11(c)に示すように、加振手段2Zは、壁部3の表面の劣化診断領域Rを右方向から左方向に移動させ、次に、上下方向に移動させた後反転し、右方向から左方向に移動させる、という動作を繰り返して、劣化診断領域Rの各加振点を加振する。
次に、音・映像採取ユニット10を劣化診断領域Rの中心にセットし(ステップS30)た後、カメラ12により、劣化診断領域R全体の映像を撮影する(ステップS31)。カメラ12の映像信号は、映像入出力手段32にてA/D変換され、画像データとしてデータ記憶手段41に保存される(ステップS32)。
Next, a method of creating a degradation diagnosis image using the degradation diagnosis image creation apparatus 1Z will be described with reference to the flowchart of FIG.
As shown in FIG. 11 (c), the vibration means 2Z moves the deterioration diagnosis region R on the surface of the wall 3 from the right direction to the left direction, and then moves it up and down and then reverses it. The operation of moving from the direction to the left is repeated, and each excitation point in the deterioration diagnosis region R is excited.
Next, after setting the sound / video sampling unit 10 at the center of the deterioration diagnosis region R (step S30), the camera 12 captures an image of the entire deterioration diagnosis region R (step S31). The video signal of the camera 12 is A / D converted by the video input / output means 32 and stored in the data storage means 41 as image data (step S32).

撮影後には、ユニット移動手段20により音・映像採取ユニット10を移動させて、加振手段2Zの回転ヘッド2nを初期設定点にセットした後、ユニット移動手段20を右方向に移動させて、壁部3の表面を打撃して加振するとともに、マイクロフォンM1〜M5により、壁部3の発生する音の音圧信号を採取する(ステップS33)。
なお、回転ヘッド2nの初期位置である初期設定点P0と音・映像採取ユニット10の移動速度と突起部2qの数とから、打撃のタイミングは計算できるので、この打撃のタイミングに合わせて音圧データの取込みを行えばよい。
また、初期設定点としては、打撃開始点PLaよりも回転ヘッド2nが1回転する前の位置が好ましい。
After shooting, the sound moving and video sampling unit 10 is moved by the unit moving means 20 and the rotary head 2n of the vibration means 2Z is set to the initial set point, and then the unit moving means 20 is moved to the right to The surface of the portion 3 is hit and vibrated, and the sound pressure signal of the sound generated by the wall portion 3 is collected by the microphones M1 to M5 (step S33).
Since the timing of impact can be calculated from the initial set point P 0 which is the initial position of the rotary head 2n, the moving speed of the sound / video sampling unit 10 and the number of protrusions 2q, the sound is adjusted in accordance with the timing of this impact. What is necessary is just to take in pressure data.
As the initial set point, the rotary head 2n than striking starting point P La is preferably located prior to one rotation.

次に、マイクロフォンM1〜M5の出力信号である音圧信号を増幅してA/D変換して得られた音圧波形データをデータ記憶手段41に保存する(ステップS34)。
そして、データ記憶手段41に保存された音圧波形データを抽出するとともに、この音圧波形データを用いて音源データである音源方向(水平角θrと仰角φr)と音圧レベルとを算出する(ステップS35)。
なお、上述したように、算出された水平角θrと仰角φrとは、加振点Fkを中心とした幅w、高さhの小領域rkの中心を(0,0)とした値である。
音源方向の算出方法は、上記の実施の形態1と同じである。
Next, the sound pressure waveform data obtained by amplifying and A / D-converting the sound pressure signal that is the output signal of the microphones M1 to M5 is stored in the data storage means 41 (step S34).
Then, the sound pressure waveform data stored in the data storage means 41 is extracted, and the sound source direction (horizontal angle θ r and elevation angle φ r ) and the sound pressure level, which are sound source data, are calculated using the sound pressure waveform data. (Step S35).
As described above, the calculated horizontal angle theta r and elevation phi r is excitation point F k width w, which is centered on the center of the small region r k of the height h (0, 0) It is the value.
The calculation method of the sound source direction is the same as that in the first embodiment.

次に、水平角θr、仰角φr、及び、音圧レベルと、データ記憶手段41に記憶された壁部3の劣化診断領域Rの画像データとを合成し、図12(a),(b)に示したように、画像中に音源の方向を示す図形が周波数f毎に描画された音源推定用画像Gzkを作成し、データ記憶手段41に記憶する(ステップS36)。円の径が音圧レベルを表し、円の模様もしくは色が音圧信号の周波数を表す。
そして、全ての領域SLの音源推定用画像Gkの作成が完了した場合(k=n)には、計測を完了し、ステップS38に進む。
全ての領域SLの音源推定用画像Gkの作成が完了していない場合には、次の領域SL+1の計測を行う。すなわち、回転ヘッド2nが打撃終了点P1bに達した時点、すなわち、1行目(領域S1)の計測が終了すると、昇降手段21を駆動して、音・映像採取ユニット10を2行目(領域S2)の打撃開始点P2aに移動させた後、ステップS33に戻り、ステップS33からステップS37までの動作を繰り返すことで、全ての行Lについて音源推定用画像Gk(k=1〜m)を作成する。
ステップS38では、図14に示すように、データ記憶手段41に記憶されたN個の音源推定用画像Gzkを合成して劣化診断用画像Gzを作成する。
具体的には、N個の音源推定用画像Gzkを、番号順(時間順)に順次取出し、各音源推定用画像GzkのマークXを重ね合わせるようにして合成することで、壁部3の劣化診断領域Rの音源推定用画像である劣化診断用画像Gzを作成する。図14に例示した劣化診断用画像Gzから、壁部3の劣化診断領域Rでは、左上と左下とに非健全部が存在することが推定される。
次に、実施の形態1と同様の方法で、劣化診断用画像Gzから、オクターブバンド毎の劣化診断用画像であるバンド画像Gz,pを作成(ステップS39)した後、劣化診断用画像Gz,pから、重合バンド画像である浮き診断用画像Gz,14,15、または、空隙診断用画像Gz,9,16を作成する(ステップS40)。なお、浮き診断用画像Gz,14,15は、中心周波数が3150Hzのバンド画像Gz,14と中心周波数が4000Hzのバンド画像Gz,15とを重ね合わせて作成した重合バンド画像で、空隙診断用画像Gz,9,16は、中心周波数が1000Hz〜5000Hzまでのバンド画像Gz,0, Gz,10 ……, Gz,16を重ね合わせて作成した重合バンド画像である。
最後に、浮き診断用画像Gz,14,15、または、空隙診断用画像Gz,9,16を表示手段50の表示画面50Mに表示する(ステップS41)。
Next, the horizontal angle θ r , the elevation angle φ r , the sound pressure level, and the image data of the deterioration diagnosis region R of the wall 3 stored in the data storage means 41 are synthesized, and FIG. As shown in b), a sound source estimation image G zk in which a graphic indicating the direction of the sound source is drawn for each frequency f in the image is created and stored in the data storage means 41 (step S36). The circle diameter represents the sound pressure level, and the circle pattern or color represents the frequency of the sound pressure signal.
If the generation of the sound source estimation image G k for all the regions S L is completed (k = n), the measurement is completed and the process proceeds to step S38.
When the generation of the sound source estimation image G k for all the regions S L is not completed, the next region S L + 1 is measured. That is, when the rotary head 2n reaches the hitting end point P 1b , that is, when the measurement of the first row (region S 1 ) is completed, the lifting / lowering means 21 is driven to move the sound / video sampling unit 10 to the second row. After moving to the striking start point P 2a of (region S 2 ), the process returns to step S 33, and the operations from step S 33 to step S 37 are repeated, so that the sound source estimation images G k (k = 1) for all rows L. ~ M).
In step S38, as shown in FIG. 14, the N sound source estimation images G zk stored in the data storage means 41 are combined to create a deterioration diagnosis image G z .
Specifically, N sound source estimation images G zk are sequentially taken out in order of numbers (in time order), and synthesized so that the marks X of the respective sound source estimation images G zk are superimposed. A degradation diagnosis image G z that is a sound source estimation image in the degradation diagnostic region R of the above is created. From the deterioration diagnosis image G z illustrated in FIG. 14, it is estimated that there are unhealthy portions in the upper left and lower left in the deterioration diagnosis region R of the wall 3.
Next, a band image G z, p that is a deterioration diagnosis image for each octave band is created from the deterioration diagnosis image G z by the same method as in the first embodiment (step S39), and then the deterioration diagnosis image. From G z, p , floating diagnostic images G z, 14,15 or gap diagnostic images G z, 9,16 which are superposition band images are created (step S40). The floating diagnostic images G z, 14,15 are superposition band images created by superposing the band image G z, 14 having a center frequency of 3150 Hz and the band image G z, 15 having a center frequency of 4000 Hz. The diagnostic images G z, 9,16 are superposed band images created by superimposing band images G z, 0 , G z, 10 ..., G z, 16 having a center frequency of 1000 Hz to 5000 Hz.
Finally, the floating diagnostic images G z, 14,15 or the gap diagnostic images G z, 9,16 are displayed on the display screen 50M of the display means 50 (step S41).

なお、前記実施の形態2では、加振手段2Zと音採取手段11とを同時に移動させたが、加振手段2Zのみを移動させてもよい。この場合には、加振点毎に算出された水平角θrと仰角φrとはカメラ12の中心を(0,0)とした値であるので、音源推定用画像Gzkの作成は容易であるが、壁部3の劣化診断領域Rが大きい場合には、水平角θrや仰角φrの上限値が大きくなるので、精度が低下するおそれがある。
また、実施の形態1の加振手段に代えて、実施の形態2の加振手段2Zを用いるとともに、カメラ12により小領域rk毎の画像データを作成することも可能である。この場合には、劣化診断の判定精度は向上するが、画像データが多くなるので、本例に比較して劣化診断用画像GT,pを作成するための画像処理に時間がかかる。したがって、壁部3の劣化診断領域Rの数が少ない場合には有効であるが、劣化診断領域Rの数が多い場合には、前記実施の形態2の方法が好ましい。
In the second embodiment, the vibration means 2Z and the sound collection means 11 are moved simultaneously. However, only the vibration means 2Z may be moved. In this case, since the horizontal angle θ r and elevation angle φ r calculated for each excitation point are values with the center of the camera 12 being (0, 0), the sound source estimation image G zk can be easily created. However, when the deterioration diagnosis region R of the wall portion 3 is large, the upper limit values of the horizontal angle θ r and the elevation angle φ r are large, and the accuracy may be reduced.
In place of the vibrating means of the first embodiment, with use of the vibrating means 2Z embodiment 2, it is also possible to create the image data for each small area r k by the camera 12. In this case, although the accuracy of determination of deterioration diagnosis is improved, the amount of image data increases, so that it takes time to perform image processing for creating the deterioration diagnosis image GT , p as compared to this example. Therefore, it is effective when the number of deterioration diagnosis regions R of the wall 3 is small, but the method of the second embodiment is preferable when the number of deterioration diagnosis regions R is large.

また、前記実施の形態1,2では、建造物の壁部3の劣化状態を診断するための劣化診断用画像を作成したが、本発明は橋梁やトンネルの内壁、更には建造物の躯体などの他のコンクリート構造物にも適用可能である。また、本発明は、コンクリート構造物だけでなく、モルタルやタイルなどから成る構造物の劣化診断にも適用できる。   In the first and second embodiments, the deterioration diagnosis image for diagnosing the deterioration state of the wall portion 3 of the building is created. However, the present invention is applied to the inner wall of a bridge or a tunnel, and further to the structure of the building. It can be applied to other concrete structures. Further, the present invention can be applied not only to a concrete structure but also to a deterioration diagnosis of a structure made of mortar, tile, or the like.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the embodiment. It is apparent from the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

1 劣化診断用画像作成装置、2 加振手段、2a ハンマー、
2b フォースセンサ、2c 信号発生部、3 建造物の壁部、
10 音・映像採取ユニット、11 音採取手段、12 CCDカメラ(カメラ)、
13 マイクロフォン固定部、14 カメラ支持台、15 支柱、
20 ユニット移動手段、21 昇降手段、22 走行手段、30 データ処理部、
31 音データ入出力手段、31a 増幅器、31b A/D変換器、
32 映像入出力手段、40 記憶・演算部、41 データ記憶手段、
42 音源方向推定手段、43 音源推定用画像作成手段、
44 劣化診断用画像作成手段、44a 画像合成部、44b バンド別画像作成部、
50 表示手段、50M 表示画面、M1〜M5 マイクロフォン。
1. Image creation device for deterioration diagnosis, 2 vibration means, 2a hammer,
2b force sensor, 2c signal generator, 3 building wall,
10 sound / video sampling unit, 11 sound sampling means, 12 CCD camera (camera),
13 microphone fixing part, 14 camera support base, 15 struts,
20 unit moving means, 21 lifting means, 22 traveling means, 30 data processing section,
31 sound data input / output means, 31a amplifier, 31b A / D converter,
32 video input / output means, 40 storage / calculation unit, 41 data storage means,
42 sound source direction estimating means, 43 sound source estimating image creating means,
44 image preparation means for deterioration diagnosis, 44a image composition unit, 44b image creation unit for each band,
50 display means, 50M display screen, M1-M5 microphone.

Claims (4)

構造物の表面を打撃して加振する加振手段と、前記加振された構造物が発生する音の音圧信号を採取する複数のマイクロフォンを備えた音採取手段と、前記各マイクロフォンに入力する音圧信号の到達時間差から周波数毎に前記音の発生方向を推定する音発生方向推定手段と、打撃された点である加振点方向の映像を撮影する撮影手段と、前記音発生方向推定手段で推定された音の発生方向のデータと前記撮影手段で撮影された加振点方向の映像信号である画像データとを合成して、前記推定された音の発生方向を示す図形が描画された画像である音源推定用画像を作成する音源推定用画像作成手段とを備え、前記構造物に非健全部が存在するか否かを診断するための画像を作成する装置であって、
前記加振手段は、加振力を検出する手段を備え、前記構造物の表面の複数箇所を順次加振し、
前記音源推定用画像作成手段は、
前記加振点毎に推定した音の発生方向のデータと前記撮影された加振点方向の映像とから、前記音源推定用画像を前記加振点毎に作成する音源推定用画像作成部と、
前記作成された複数の音源推定用画像を合成した画像である劣化診断用画像を作成する劣化診断用画像作成部と、を備え
前記加振力が閾値を超えた場合には、前記劣化診断用画像を構成する音源推定用画像のうちの、前記加振力が閾値を超えたときに作成した音源推定用画像に、前記加振力が閾値を超えたことを識別するための図形を追加することを特徴とする構造物の劣化診断用画像作成装置。
Excitation means for striking and oscillating the surface of the structure, sound collection means having a plurality of microphones for collecting sound pressure signals of the sound generated by the excited structure, and input to each microphone Sound generation direction estimation means for estimating the sound generation direction for each frequency from the arrival time difference of the sound pressure signal to be performed, imaging means for shooting the image of the excitation point direction that is the hit point, and the sound generation direction estimation The figure indicating the estimated sound generation direction is drawn by combining the sound generation direction data estimated by the means and the image data which is the image signal of the excitation point direction imaged by the imaging means. A sound source estimation image creating means for creating a sound source estimation image that is an image, and an apparatus for creating an image for diagnosing whether or not an unhealthy part exists in the structure,
The vibration means includes a means for detecting a vibration force, and sequentially vibrates a plurality of locations on the surface of the structure,
The sound source estimation image creating means includes:
A sound source estimation image creation unit that creates the sound source estimation image for each excitation point from the sound generation direction data estimated for each excitation point and the captured video of the excitation point direction;
A degradation diagnosis image creation unit that creates a degradation diagnosis image that is an image obtained by synthesizing the created plurality of sound source estimation images ;
When the excitation force exceeds the threshold, the excitation estimation image created when the excitation force exceeds the threshold among the excitation estimation images constituting the degradation diagnosis image is added to the excitation estimation image. Add to degradation diagnostic image creation device of a structure characterized by Rukoto shapes for identifying that force exceeds a threshold.
記音発生方向推定手段に、
前記構造物が発生する音の音圧を検出する手段と、
前記検出された音圧を前記加振力で基準化した基準化音圧を算出する手段とを設けることを特徴とする請求項1に記載の構造物の劣化診断用画像作成装置
Before Kion generating direction estimation means,
Means for detecting the sound pressure of the sound generated by the structure;
2. The image generation apparatus for deterioration diagnosis of a structure according to claim 1, further comprising means for calculating a normalized sound pressure obtained by normalizing the detected sound pressure with the excitation force .
前記音源推定用画像作成手段で作成された劣化診断用画像から、オクターブバンド毎の音の発生方向を示す図形が描画された画像であるバンド画像、もしくは、周波数帯域が隣り合った2つ以上のバンド画像を重ね合わせた画像である重合バンド画像を作成するバンド画像作成手段を更に設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の構造物の劣化診断用画像作成装置。 A band image which is an image in which a graphic showing the sound generation direction for each octave band is drawn from the degradation diagnosis image created by the sound source estimation image creating means, or two or more adjacent frequency bands degradation diagnostic image creation device of a structure according to claim 1 or claim 2, characterized in that a band image generating means for generating polymerization band image is an image obtained by superimposing band image further. 前記音採取手段は、互いに交わる2つの直線上にそれぞれ所定の間隔で配置された第1及び第2のマイクロフォン対と、前記2組のマイクロフォン対の作る平面上にない第5のマイクロフォンとを備え、
前記音発生方向推定手段は、前記2組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間の位相差と、前記第5のマイクロフォンと前記2組のマイクロフォン対を構成する4個のマイクロフォンのそれぞれとで構成される4組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間の位相差とを用いて音源方向を推定することを特徴とする請求項1〜請求項のいずれかに記載の構造物の劣化診断用画像作成装置。
The sound collecting means includes first and second microphone pairs arranged at predetermined intervals on two straight lines that intersect with each other, and a fifth microphone that is not on a plane formed by the two microphone pairs. ,
The sound generation direction estimation means includes a phase difference between microphones constituting the two sets of microphone pairs, and each of the fifth microphone and the four microphones constituting the two sets of microphone pairs. degradation diagnostic image creation device of a structure according to any one of claims 1 to 3, characterized in that for estimating the sound source direction using a phase difference between microphones constituting the four sets of microphones pairs.
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