JP6511319B2 - 構造物の点検装置 - Google Patents

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状態を点検する装置に関するものである。

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）。
また、音源を推定するための画像を作成して表示する装置として、４個のマイクロフォンＭ１〜Ｍ４を、互いに直交する２直線上にそれぞれ所定の間隔で配置し、第５のマイクロフォン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て成る音採取手段により、音源から伝播する音の音圧信号を検出し、対となる２つのマイクロフォン（Ｍ_i,Ｍ_j）間の位相差に相当する到達時間差Ｄ_ijから音源の方向である水平角θと仰角φとを推定するとともに、音源の方向を撮影して得られた画像中に推定された音源の方向を示す図形を描画した音源推定用画像を作成して表示する音源推定用画像表示装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００１−２４９１１７号公報 特開２０１３−２５３９４７号公報 特開２０１１−２３８９８５号公報

しかしながら、前記従来の方法では、打撃点の近傍に非健全部が存在することはわかるが、非健全部の位置については特定できないだけでなく、非健全部が存在するとされる加振点の位置をその都度記憶しておく必要があるため、構造物の点検に多大な時間がかかってしまうといった問題点があった。
そこで、前記特許文献３の音源推定用画像表示装置を用いて、非健全部の位置を推定することが考えられるが、音源推定用画像表示装置では、工場内などのように音源が容易に視認できる場合には有効であるが、音源である非健全部の３次元座標までは求めていないので、点検対象が橋梁やトンネルの内壁など特徴的な部分がない構造物の場合には、描画された非健全部の位置を特定することが困難であった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、構造物に非健全部があるか否かの点検を効率よく行うことができるとともに、非健全部の位置を確実に特定できる構造物の点検装置を提供することを目的とする。

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、前記音の発生方向である音源方向を推定する音源方向推定手段と、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を備えた構造物の点検装置であって、前記撮影手段で撮影された複数の画像データから前記構造物の３次元モデルを作成する３次元モデル作成手段と、前記構造物の３次元モデルと、前記音源方向のデータと、前記音源方向を推定したときの前記撮影手段の位置データとから、前記音源位置の３次元座標を算出する音源位置算出手段とを備えることを特徴とする。
このように、構造物の３次元モデルを作成してから、音源位置の３次元座標を算出したので、画像上の音源位置の３次元座標を求めることができる。
したがって、構造物に非健全部があるか否かの点検を効率よく行うことができるとともに、非健全部の位置を確実に特定することができる。

また、前記３次元モデルから、前記構造物の前記表面側から見た図面である２次元図面を作成する２次元図面作成手段と、前記２次元図面と、前記図形の３次元座標もしくは前記音源位置算出手段で算出された音源位置とから、前記音源位置を示す図形が描画された画像を作成する音源画像作成手段とを設けて、非健全部の、構造物の表面側から見たときの画像上に音源位置を表示するようにしたので、撮影された画像データ上に音源位置を描画した場合と比較して、音源の位置を容易に把握することができる。
また、前記音採取手段と前記撮影手段とを搭載して前記構造物の表面に沿って移動させる第１の移動手段と、前記加振手段を搭載して前記構造物の表面に沿って移動させる第２の移動手段と、前記音採取手段と前記撮影手段が、前記加振点を向くように、前記第１及び第２の移動手段の移動を制御する制御手段を備え、音採取手段と撮影手段とを一体化した音・映像採取手段と加振手段と移動させながら、音データと映像データとを採取するようにしたので、構造物の点検効率を更に向上させることができる。

また、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、前記音の発生方向である音源方向を推定する音源方向推定手段と、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を備えた構造物の点検装置であって、前記構造物の３次元モデルを記憶する記憶手段と、前記構造物の３次元モデルと、前記音源方向のデータと、前記音源方向を推定したときの前記撮影手段の位置データとから、前記音源の３次元座標を算出する音源位置算出手段とを備え、前記構造物の３次元モデルが、予め撮影した前記構造物の複数の画像データから作成された３次元モデルであることを特徴とする。
このように、先に構造物の３次元モデルを求めておいてから、音データと映像データとを採取して非健全部の３次元座標を算出しても、請求項１に記載の発明と同様に、構造物に非健全部があるか否かの点検を効率よく行うことができるとともに、非健全部の位置を確実に特定することができる。

また、前記音採取手段を、平面板と、前記平面板に設置されて前記平面板を含む平面の一方の側である前方から伝播される音の音圧信号のみを採取する、互いに一直線上にない、２組のマイクロフォン対を構成する少なくとも３個のマイクロフォンを備えた構成とするとともに、音源方向推定手段にて、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と、前記マイクロフォンの位置座標と、温度センサーで計測した温度を用いて算出した音速とから前記音源の方向を推定するようにしたので、装置を小型化できるとともに、平面板の前方から伝播される音の音圧信号のみを採取することができるので、音源方向の推定精度を向上させることができる。

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。

本発明の実施の形態に係る構造物の点検システムの構成を示す図である。 マイクロフォンとカメラの配置例を示す図である。 音・映像採取装置の詳細を示す図である。 雲台に音・映像採取ユニットを取付けた図である。 加振装置の詳細を示す図である。 ３次元モデルの作成方法を示す図である。 音源推定用画像及び音源画像の一例を示す図である。 構造物の点検方法を示すフローチャートである。

図１は、本発明の実施の形態に係る構造物の点検システム１の構成を示す図で、同図において、１０は音・映像採取装置、２０は加振装置、３０はデータ処理装置、４０は記憶・演算装置、５０は移動体制御装置、６０は表示装置である。
音・映像採取装置１０は、音・映像採取ユニット１０Ａと、第１の移動手段１０Ｂと、雲台１０Ｃとを備え、音・映像採取ユニット１０Ａは、雲台１０Ｃを介して、第１の移動手段１０Ｂに搭載される。
また、加振装置２０は、加振手段２０Ａと、加振手段２０Ａを搭載する第２の移動手段２０Ｂとを備える。
移動体制御装置５０は、第１の移動手段１０Ｂ及び第２の移動手段２０Ｂの移動及び停止を制御するとともに、加振手段２０Ａの加振のタイミングを制御する。
なお、本例では、データ処理装置３０を第１の移動手段１０Ｂに搭載したが、記憶・演算装置４０及び表示装置６０とともに、作業エリアに設置してもよい。

音・映像採取ユニット１０Ａは、４個のマイクロフォンＭ１〜Ｍ４を備えた音採取手段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Ｍ１〜Ｍ４とカメラ１２とを装着する平面板１３と、平面板１３の周縁部に配置される吸音材１４と、温度センサー１５とを備える。
図２（ａ），（ｂ）は、マイクロフォンＭ１〜Ｍ４とカメラ１２の配置例を示す図で、本例では、平面板１３を円盤状とし、平面板１３の中心にカメラ１２を装着するとともに、マイクロフォンＭ１〜Ｍ４を、カメラ１２を中心とする正方形の各頂点に配置した。このとき、マイクロフォンＭ１〜Ｍ４は、振動膜面が平面板１３の一方の面（以下、前面という）１３ａとほぼ同じ位置になるように装着される。カメラ１２は、撮影方向が前方向（平面板１３の他方の面である後面１３ｂから前面１３ａに向かう方向）になるように平面板１３に装着される。なお、温度センサー１５は、第１の移動手段１０Ｂの部材取付部１６ａに装着される（図３参照）。

図３は、音・映像採取装置１０の詳細を示す図で、音・映像採取ユニット１０Ａを搭載する第１の移動手段１０Ｂは、部材取付部１６ａと、移動体１６ｂと、図外の移動体駆動部とを備える。
部材取付部１６ａは、例えば、板材により形成された台により構成される。
移動体１６ｂは、例えば、部材取付部１６ａに連結された車輪支持脚１６１と、車輪支持脚１６１の先端側に設けられた車輪１６２とにより構成される。
本例では、車輪１６２を永久磁石材料から構成するとともに、車輪支持脚１６１を、柔軟関節用部材から構成することで、第１の移動手段１０Ｂを、鋼鉄製の橋梁の主桁や構成部材に吸着しながら走行することができるようにしている。
移動体駆動手段は、モータ等の駆動源と歯車機構等の駆動力伝達機構とを備え、４個の車輪１６２を、独立にかつ同期させて回転駆動することで、第１の移動手段１０Ｂを、どの方向にも移動可能としている。

図４は、雲台１０Ｃに音・映像採取ユニット１０Ａを取付けた図で、雲台１０Ｃは、支柱１７ａと、アーム駆動機構１７ｂとを備え、音・映像採取ユニット１０Ａの向きを調整する。
支柱１７ａの一端には取付部１８が設けられ、当該取付部１８が図外のねじ等の取付手段により第１の移動手段１０Ｂの部材取付部１６ａに取付けられる（図１参照）。
アーム駆動機構１７ｂは、支柱１７ａの他端と連結された支持台１７１と、軸体１７２と、軸体１７２の両端に連結された一対のアーム１７３とを備え、一対のアーム１７３の他端が平面板１３の後面側に連結されている。
支柱１７ａは、図外の支柱駆動手段により駆動され、アーム１７３は、図外のアーム駆動手段により駆動される。
これにより、音・映像採取ユニット１０Ａの向きを、加振方向に調整することが可能となるので、音源方向の推定精度をより向上させることができる。

図５は、加振装置２０の詳細を示す図である。
加振手段２０Ａは、一端が取付部材２１を介して第２の移動手段２０Ｂに連結される支持軸体２２と、支持軸体２２の他端部に、支持軸体２２の中心軸を回転中心として回転可能に取付けられた回転打撃部材２３とを備える。
回転打撃部材２３の外周面は、一定周期で凹凸が繰り返される凹部２３ａと凸部２３ｂとが形成されており、回転打撃部材２３の凸部２３ｂが点検対象である橋梁やトンネルの内壁などの構造物表面に接触した状態で回転することによって、構造物の表面を周期的に打撃して加振する。
第２の移動手段２０Ｂは、第１の移動手段１０Ｂと同様の構成で、板材により形成された部材取付部２６ａと、車輪２６２及び車輪支持脚２６１とを有する移動体２６ｂと、図外の移動体駆動部とを備える。
第２の移動手段２０Ｂにおいても、車輪２６２を永久磁石材料から構成するとともに、車輪支持脚２６１を、柔軟関節用部材から構成することで、鋼鉄製の橋梁の主桁や構成部材に吸着しながら走行することができるようにしている。
例えば、製橋梁の主桁上を加振装置２０の車輪２６２で吸着走行させながら、加振手段２０Ａによって、鋼製橋梁の主桁や構成部材、コンクリート床版等を打撃して加振させるとともに、当該鋼製橋梁の主桁上を音・映像採取装置１０の車輪１６２で吸着走行させながら、加振点の方向である音源方向の音圧データ及び画像データを音・映像採取装置１０で採取すればよい。

データ処理装置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、記憶・演算装置４０は、記憶手段４１と、３次元モデル作成手段４２と、音源方向推定手段４３と、音源推定用画像作成手段４４と、異音発生位置特定手段４５を備える。
記憶手段４１〜音源推定用画像作成手段４４までの各手段は、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。
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〜Ｍ４で採取した、音源から伝播される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、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変換するとともに、Ａ／Ｄ変換された音圧信号を音圧波形データとして記憶手段４１に送る。
映像入出力手段３２は、カメラ１２で連続的に撮影された映像信号を入力してＡ／Ｄ変換するとともに、Ａ／Ｄ変換された映像信号を画像データとして記憶手段４１に送る。

記憶手段４１は、音圧波形データと画像データとを保存するとともに、以下に説明する３次元モデル作成手段４２で作成された構造物の３次元モデルを記憶する。
３次元モデル作成手段４２は、カメラ１２により連続的に撮影されて記憶手段４１に記憶された複数の画像データを用い、周知のステレオマッチングの手法により、構造物の３次元モデルを作成する。
具体的には、図６に示すように、記憶手段４１に記憶された画像データから、同じ箇所が写っている２枚の画像データを読み出し、これら２枚の画像データと、撮影時のカメラ１２の位置座標とから、前記同じ箇所（共通部分）の３次元座標を算出する操作を繰り返すことで、構造物の３次元モデル３ＤＭを作成して記憶手段４１に記憶する。
なお、同じ箇所が写っている２枚の画像データとしては、例えば、時刻ｔ_kに撮影した画像Ｇ_kと、時刻ｔ_k+mに撮影した画像Ｇ_k+mとを選べばよい。
記憶手段４１には、複数の画像Ｇ_k（ｋ＝１〜ｎ）が時系列で配列されているので、橋梁などの撮影対象に特徴が乏しい場合でも、３次元モデル３ＤＭを容易に作成することができる。なお、本例では、ｍ＝３としたが、ｍの値は、音・映像採取装置１０と加振装置２０の移動速度などにより適宜決定すればよい。

音源方向推定手段４３は、記憶手段４１に保存された音圧信号を用いて、平面板１３から見た時の音源方向、すなわち、平面板１３の前面１３ａを水平面とし、マイクロフォンＭ１とマイクロフォンＭ３とを結ぶ線分とマイクロフォンＭ２とマイクロフォンＭ４とを結ぶ線分との交点を原点としたときの水平角θ_pと仰角φ_pとを周波数毎に算出するとともに、音源から伝播される音の音圧レベルを計測する。
具体的には、マイクロフォンＭ１〜Ｍ４の音圧波形データをＦＦＴにて周波数解析し、周波数毎にマイクロフォンＭ１〜Ｍ４間の位相差を求め、この求められた位相差と、温度センサー１５により計測された温度を用いて算出した音速ｃとから音源の方向を周波数毎に算出する。
水平角θ_p及び仰角φ_pは以下の式［数１］で表わせる。
到達時間差Ｄ_ijは、マイクロフォンＭ_iに到達する音圧信号とマイクロフォンＭ_jに到達する音圧信号との時間差で、対となる２つのマイクロフォンＭ_i及びマイクロフォンＭ_jに入力される信号のクロススペクトルＰ_ij（ｆ）を求め、更に、対象とする周波数ｆの位相角情報Ψ（rad）を用いて、以下の式［数２］により算出される。
音源方向と音圧レベルとは周波数毎に計測する。
なお、音圧信号の大きさとしては、マイクロフォンＭ１〜Ｍ４のうちのいずれかに入力される信号の大きさとしてもよいし、マイクロフォンＭ１〜Ｍ４に入力される信号の大きさの平均値を用いてもよい。

音源推定用画像作成手段４４は、音源方向推定手段４３で算出された音源方向のデータ（水平角θ_pと仰角φ_p）と、記憶手段４１に記憶された画像データとを合成し、例えば、図７（ａ）に示すような、画像中に音源の方向を示す図形（例えば、円）が描画された音源方向推定用画像Ｇを作成する。
音源方向推定用画像Ｇの横軸は水平角θで縦軸は仰角φである。
なお、（θ，φ）は、（θ_p，φ_p）を、カメラ１２の位置から見た光学座標系に変換したものである。
また、本例では、予め設定された、非健全部があるときに発生する１つもしくは複数の周波数帯域の音（以下、異音という）の音源方向を示す図形のみを描画するようにしている。
例えば、構造物がコンクリートの壁の場合、当該壁に「ひび割れによる浮き」がある場合には、３１５０Ｈｚ〜４０００Ｈｚ帯域の異音が発生し、当該壁に「空隙」がある部分では、４０００Ｈｚ〜５０００Ｈｚ帯域の異音が発生するので、これらの周波数帯域にある音源方向を示す図形のみを描画することにより、異音が発生しているか否かを判定することができる。

異音発生位置特定手段４５は、異音位置特定部４５ａと、２次元図形作成部４５ｂと、音源画像作成部４５ｃとを備える。
異音位置特定部４５ａは、３次元モデル作成手段４２で作成された構造物の３次元モデルと、音源方向推定手段４３で推定された音源方向のデータ（水平角θ_pと仰角φ_p）と、音源方向を推定したときのカメラ１２の位置データとから、音源の位置３次元座標を算出する。具体的には、音源方向推定用画像Ｇに表示された音源を示す図形の中心に、例えば、図７（ｃ）に示すような、十字マークを付けるとともに、十字マークが付けられた音源方向推定画像（以下、音源位置表示画像Ｇ_sという）と３次元モデルとを用いて、十字マークの３次元座標（ｘ_k，ｙ_k，ｚ_k）を特定する。
２次元図形作成部４５ｂは、図６に示した構造物の３次元モデル３ＤＭから、図７（ｂ）に示すような、構造物の表面側から見た図面である２次元図面２ＤＭを作成する。
音源画像作成部４５ｃは、図７（ｄ）に示すような、２次元図面上に音源の位置（ｘ_k，ｙ_k）を示す十字のマークを付けた音源画像Ｓを作成する。
なお、音源位置表示画像Ｇ_sを音源画像としてもよいが、特に、構造物が橋梁などの場合には、音源画像Ｓを用いる方が、音源の位置を把握し易い。
表示装置６０は、液晶ディスプレイ等の表示画面６０Ｍを備え、異音発生位置特定手段４５で作成された音源画像Ｓ、もしくは、音源推定用画像作成手段４４で作成された音源方向推定用画像Ｇと音源画像Ｓの２つの画像を表示画面６０Ｍに表示する。

次に、本発明による構造物の点検方法について、図８のフローチャートを参照して説明する。本例では、点検対象とする構造物を橋梁とした場合について説明する。
まず、加振装置２０を、橋梁下面の所定の点検対象箇所にセットするとともに、音・映像採取装置１０を、点検対象部分から所定距離だけ離れたデータ採取箇所にセットする（ステップＳ１０）。そして、加振手段２０Ａにて、橋梁下面の点検対象箇所を加振するとともに、音・映像採取装置１０にて加振点近傍で発生する音の音圧信号と映像とを採取する（ステップＳ１１）。
このとき、第２の移動手段２０Ｂを制御して、加振装置２０を初期位置から点検対象箇所まで走行させて停止させた後、第１の移動手段１０Ｂを制御して、音・映像採取装置１０を初期位置からデータ採取箇所まで走行させて停止させれば、音・映像採取装置１０の位置であるカメラ１２の位置は、初期位置を原点とする３次元座標で表せる。
次に、マイクロフォンＭ１〜Ｍ４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記憶手段４１に保存するとともに、カメラ１２の映像信号をＡ／Ｄ変換して得られた画像データを記憶手段４１に保存する（ステップＳ１２）。
そして、音・映像採取装置１０と加振装置２０を移動させながら、複数の箇所で、音の情報と映像の情報とを採取する。

複数の画像データが得られた時点で、ステレオマッチングの手法により、点検対象物である橋梁の３次元モデルを作成（ステップＳ１３）した後、この３次元モデルを用いて、橋梁の下部側から見た図面である２次元図面を作成する（ステップＳ１４）。
具体的には、２枚の画像データから共通部分を特定するパターンマッチングにて共通部分を特定し、この共通部分の３次元座標をステレオ投影にて求める作業を、複数組について行えば、構造物の３次元モデルを作成することができる。２次元図面は、ある平面への３次元モデルの正射影として得られるが、本例では、平面を水平面としたので、３次元モデルのｘ座標とｙ座標とが２次元図面のｘ座標とｙ座標となる。
ステップＳ１５では、採取した音圧波形データを用いて、異音の音源方向である水平角θ_p及び仰角φ_pを推定した後、音源方向のデータと画像データとを合成した音源推定用画像を作成する（ステップＳ１６）。
なお、音源推定用画像Ｇを作成した後、３次元モデル及び２次元図面を作成してもよいし、音源推定用画像の作成と３次元モデル及び２次元図面の作成を同時に行ってもよい。

次に、音源の位置に十字マークを付けられた音源位置表示画像Ｇ_sを作成（ステップＳ１７）した後、この音源位置表示画像Ｇ_sの十字マーク近傍の画像を、３次元モデルとパターンマッチングさせることで、十字マークの３次元座標（ｘ_k，ｙ_k，ｚ_k）を特定する（ステップＳ１８）。
最後に、２次元図面上に音源の位置（ｘ_k，ｙ_k）を示す十字マークを付けた音源画像Ｓを作成し、音源位置表示画像Ｇ_sと音源画像Ｓとを表示装置６０の表示画面６０Ｍに表示をする（ステップＳ１９）。

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。

例えば、前記実施の形態では、構造物の３次元モデルを作成した後、３次元モデルと、音源方向のデータと、音源方向を推定したときの撮影手段の位置データとから、音源位置の３次元座標を算出したが、音源方向を推定したときに撮影した画像データに音源方向を示す図形、もしくは、音源の位置に十字マークを付けた音源方向推定用画像を作成し、この音源方向推定用画像を３次元モデルを作成するための画像データとして用いることで、音源方向を示す図形を含む３次元モデルを作成し、この３次元モデルから図形の位置である音源位置の３次元座標を算出するようにしてもよい。

また、前記実施の形態では、音・映像採取ユニット１０Ａのカメラ１２で撮影した画像データから構造物の３次元モデルを作成したが、構造物表面をカメラ１２で予め撮影して得られた複数の画像データから３次元モデルを作成してもよい。この場合には、構造物を２度撮影することになるが、最初の撮影では、カメラ１２を移動させるだけでよいだけでなく、点検時には、画像データから３次元モデルを作成する処理を省略できるので、処理時間を短縮することができる。すなわち、短時間で音源推定用画像Ｇや音源画像Ｓを得ることができる。
また、前記実施の形態では、平面板１３に、マイクロフォンＭ１〜Ｍ４を、カメラ１２を中心とする正方形の各頂点に配置した音採取手段１１を用いたが、例えば、特許文献３に開示されているような、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（Ｍ１，Ｍ３）及び（Ｍ２，Ｍ４）と第１及び第２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Ｍ５とを備えた音採取手段を用いてもよい。

また、前記実施の形態では、橋梁下面を点検対象としたが、本発明は、これに限るものではなく、トンネルの壁面などのコンクリート構造物の点検にも適用可能である。
また、点検対象物を加振するには、加振装置２０は必ずしも必要ではなく、作業者がハンマー等の加振手段を用いて打撃してもよい。
また、構造物が小さい場合などは、音・映像採取ユニット１０Ａは、点検対象物上を走行させる必要はなく、地上にて移動させてもよい。

１ 構造物の点検システム、１０ 音・映像採取装置、
１０Ａ 音・映像採取ユニット、１０Ｂ 第１の移動手段、１０Ｃ 雲台、
１１ 音採取手段、１２ カメラ、１３ 平面板、１４ 吸音材、１５ 温度センサー、
１６ａ，２６ａ 部材取付部、１６ｂ，２６ｂ 移動体、
２０ 加振装置、２０Ａ 加振手段、２０Ｂ 第２の移動手段、
２１ 取付部材、２２ 支持軸体、２３ 回転打撃部材、
３０ データ処理装置、３１ 音データ入出力手段、３２ 映像入出力手段、
４０ 記憶・演算装置、４１ 記憶手段、４２ ３次元モデル作成手段、
４３ 音源方向推定手段、４４ 音源推定用画像作成手段、
４５ 異音発生位置特定手段、４５ａ 異音発生位置特定部、
４５ｂ ２次元図形作成部、４５ｃ 音源画像作成部、
５０ 移動体制御装置、６０ 表示装置、６０Ｍ 表示手段、
Ｍ１〜Ｍ４ マイクロフォン。

Claims (5)

1. 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、前記音の発生方向である音源方向を推定する音源方向推定手段と、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を備えた構造物の点検装置であって、
   前記撮影手段で撮影された複数の画像データから前記構造物の３次元モデルを作成する３次元モデル作成手段と、
   前記構造物の３次元モデルと、前記音源方向のデータと、前記音源方向を推定したときの前記撮影手段の位置データとから、前記音源位置の３次元座標を算出する音源位置算出手段とを備えることを特徴とする構造物の点検装置。
2. 前記３次元モデルから、前記構造物の前記表面側から見た図面である２次元図面を作成する２次元図面作成手段と、
   前記２次元図面と、前記図形の３次元座標もしくは前記音源位置算出手段で算出された音源位置とから、前記音源位置を示す図形が描画された画像を作成する音源画像作成手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の構造物の点検装置。
3. 前記音採取手段と前記撮影手段とを搭載して前記構造物の表面に沿って移動させる第１の移動手段と、
   前記加振手段を搭載して前記構造物の表面に沿って移動させる第２の移動手段と、
   前記音採取手段と前記撮影手段が、前記加振点を向くように、前記第１及び第２の移動手段の移動を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の構造物の点検装置。
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、前記音の発生方向である音源方向を推定する音源方向推定手段と、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を備えた構造物の点検装置であって、
   前記構造物の３次元モデルを記憶する記憶手段と、
   前記構造物の３次元モデルと、前記音源方向のデータと、前記音源方向を推定したときの前記撮影手段の位置データとから、前記音源の３次元座標を算出する音源位置算出手段とを備え、
   前記構造物の３次元モデルが、予め撮影した前記構造物の複数の画像データから作成された３次元モデルであることを特徴とする構造物の点検装置。
5. 前記音採取手段が、
   平面板と、前記平面板に設置されて前記平面板を含む平面の一方の側である前方から伝播される音の音圧信号のみを採取する、互いに一直線上にない、２組のマイクロフォン対を構成する少なくとも３個のマイクロフォンを備え、
   前記音源方向推定手段は、
   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と、前記マイクロフォンの位置座標と、温度センサーで計測した温度を用いて算出した音速とから前記音源の方向を推定することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の構造物の点検装置。