JP6675927B2 - 構造物の劣化検査装置 - Google Patents
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Description
構造物の表面に発生する破損の兆候は、画像解析を介して検出するさまざまな技術が提案されている。
例えば、特開2015−158441号では、コンクリート構造物の表面をハンマー等で打撃し、発生する打撃音をデータ化し、検査対象となるコンクリート構造物の表面に対応する画像上に、打撃音のデータを画像化したデータ画像を重畳して表示させる。
この従来技術では、予め打撃点を設定、管理し、設定された打撃点に応じて、打撃を行う必要があって、検査に手間とコストがかかるという問題があった。
検査対象を打撃する打撃手段と、
打撃音を取得する音声入力装置と、
音声入力装置によって得られた打撃音の打撃時間を特定する打撃時間の情報を生成する打撃時間生成手段と、
音声入力装置によって得られた打撃音から、打撃位置の内部構造を判定し、少なくとも打撃時間生成手段によって生成された打撃音の打撃時間の情報、および、打撃位置の内部構造を判定する情報を含む判定結果の情報を生成する判定結果生成手段と、
検査対象の複数位置を打撃する打撃手段を特定箇所から撮影し、撮影時間の情報を含む撮影画像の情報を生成する撮影手段と、
撮影手段によって生成された撮影画像から、打撃時間生成手段によって生成された打撃時間の情報に対応する、撮影時間の情報を有する打撃画像を抽出する打撃画像抽出手段と、
打撃画像抽出手段によって抽出された打撃画像から、打撃手段の位置を打撃位置として特定し、少なくともその打撃画像の撮影時間の情報、および、その打撃位置を特定する情報を含む打撃位置の情報を生成する打撃位置生成手段と、
判定結果生成手段によって生成された判定結果の情報を画像化し、その判定結果の打撃時間の情報、および、その打撃時間に対応する撮影時間の情報を有する打撃位置の情報を組み合わせ、打撃位置の情報を含む判定画像を生成する判定画像生成手段と、
撮影手段によって得られる検査対象の画像に、判定画像を重畳し、検査対象の画像の所要の位置に、画像化された判定結果の情報を合成した判定結果画像を生成する判定結果生成手段と、
判定結果生成手段によって生成された判定結果画像を表示するディスプレイ手段と
を具備することを特徴とする。
打撃手段がハンマーであって、ヘッドの打撃部とは反対側には、画像解析よって検出可能な材料によって形成されたマーカーが装着されるハンマーであり、
打撃位置生成手段が、打撃画像中からマーカーを検出することによって打撃手段の位置を特定する
ことを特徴とする。
打撃時間生成手段、および、判定結果生成手段によって生成される情報が、データベース上の同一のテーブルで管理され、
撮影手段が、動画情報を生成し、
打撃画像抽出手段が、動画情報の中から所要の打撃時間に対応する静止画を打撃画像として切り出し、その打撃画像のファイルに撮影時刻を含むファイル名を付し、
判定画像生成手段が、データベース上のテーブルの情報と、打撃画像のファイル名とを関連付けることによって判定画像を生成する
ことを特徴とする。
打撃位置生成手段が、打撃画像中の打撃手段の位置の座標を取得することによって打撃位置の情報を生成する
ことを特徴とする。
検査対象を特定箇所からの撮影を開始すると共に、音声の録音を開始する記録開始ステップと、
検査対象を打撃手段で打撃する打撃ステップと、
打撃ステップの実行によって、時間の情報を伴った打撃音を取得すると共に、撮影時間の情報、および、打撃位置の情報を含む撮影画像を取得する情報収集ステップと、
打撃音を解析する打撃音解析ステップと、撮影画像を解析する撮影画像解析ステップとを並行して実行する解析ステップと
打撃音の情報と、その打撃音の打撃時間に対応する撮影時間の撮影画像とを組み合わせ、打撃位置の情報を伴った、その打撃位置の、打撃音の解析に基づいた内部構造の情報を画像化した判定画像を生成する判定画像生成ステップと、
判定画像生成ステップで生成された判定画像を、検査対象の撮影画像に合成した判定結果画像を生成する判定結果生成ステップと、
判定結果生成ステップによって生成された判定結果画像を表示する表示ステップと
を含むことを特徴とする。
打撃音解析ステップが、
打撃音の打撃時間を特定する打撃時間生成ステップと、
打撃音から、打撃位置の内部構造を判定し、少なくとも打撃時間の情報、および、打撃位置の内部構造を判定する情報を含む判定結果の情報を生成する判定結果生成ステップと
を含み、
撮影画像解析ステップが、
打撃時間の情報に対応する、撮影時間の情報を有する打撃画像を抽出する打撃画像抽出ステップと、
抽出された打撃画像から、打撃手段の位置を打撃位置として特定し、少なくともその打撃画像の撮影時間の情報、および、その打撃位置を特定する情報を含む打撃位置の情報を生成する打撃位置生成ステップと
を含むことを特徴とする。
このため、例えば、ユーザが検査対象となる壁面をランダムに打撃していくだけで、その壁面の打撃位置における内部構造の判定を簡単、迅速に、かつ、低コストで評価することが可能になり、本発明によれば、構造物の劣化状況に関する検査を効果的に実施できるようになる。
つまり、検査対象の打撃によって得られた打撃音の打撃時間と、撮影画像の撮影時間を規準として、両者の時間が共通する打撃音の情報と撮影画像とを組み合わせ、打撃音の解析結果の可視化情報と、その打撃音を発生した打撃位置の情報を、撮影画像に合成して重畳し、検査対象の打撃位置の内部構造の判定を、簡単に評価できるようにする。
図1は本発明にかかる構造物検査装置の一実施例のブロック図、図2は図1の撮影手段によって得られる撮影装置の視野を示す撮影画像、図3は図1の構造物検査装置において抽出された打撃画像、図4は図3の打撃画像中から、ハンマーヘッドが検出された状態を示す解析画像、図5は図4の解析画像上のハンマーヘッドの座標を示す位置画像、図6は図1の構造物検査装置によって生成された判定結果画像、図7は図1の構造物検査装置において生成される情報の一例を示す説明画像、図8は図1の構造物検査装置の動作を示すフローチャートである。
図中、1は本発明にかかる構造物検査装置、10は打撃手段、110は構造物検査装置1の動作を制御する中央処理ユニット、111は構造物検査装置1を操作するための各種入力を行う操作パネル、112は各種情報を記録し格納する格納手段、120は打撃音を録音するための音声入力手段、121は打撃時間生成手段、122は判定結果生成手段、130は検査対象を打撃する打撃手段10を撮影する撮影手段、131は打撃画像抽出手段、132は打撃位置生成手段、140は判定画像生成手段、141は判定結果生成手段、142はディスプレイ装置である。
操作パネル111は、例えばキーボードである。
なお、以下の説明では、格納手段112への入力および出力の動作については、その説明を一部省略しているが、基本的に、この構造物検査装置1における各種情報は、格納手段112を介して取り扱われる。
ディスプレイ手段142は、各種入力に必要な画面や、取得された情報、撮影された画像、生成された画像などが表示されるモニタである。
このハンマーは、ハンマーヘッドの打撃部とは反対側に、画像解析によって検出可能な材料によって形成されたマーカーが装着される。
また、近赤外線を反射するマーカーと、近赤外線照明を用い、近赤外線透過フィルタをカメラに取り付けて利用すれば、夜間でも、打撃位置の特定が可能になる。
この音声入力手段120が、マイクロフォンであれば、図示しない検査対象に近接した位置、好ましくは、打撃位置に近接した位置に配置される。
また、音声入力手段120で録音される音声は、格納手段112に保存される。
判定結果生成手段122は、音声入力手段120を介して録音された音声情報から打撃音を検出し、検出された打撃音の音響解析によって、打撃位置の内部構造を判定する。
この撮影手段130は、図示しない検査対象、例えば、コンクリート製の壁面の検査領域の全面を撮影し得る位置に配置され、検査中には移動されない。
生成された判定結果画像は、ディスプレイ手段142に表示され、ユーザに対して提示され、構造物の検査の資料として供される。
上記の構造物検査装置1を用いて検査を実施する場合、まず、図2に示されるように、撮影手段130を検査対象、具体的には、コンクリート製壁面の少なくとも全面を撮影し得る位置に設置する。
打撃画像抽出手段131で抽出される打撃画像は、例えば、図3に示される。
打撃位置生成手段132では、本実施例では、2段階の画像解析を実行するものであり、まず、図4に示されるように、打撃画像中のハンマーのマーカーを検出し、次に、図5に示されるように、打撃画像中のハンマーのマーカーの位置を画像上の座標として特定する。
図7の左側には、判定結果生成手段122によって生成される、判定結果に関するデータシートの一例が示されており、判定結果は、1打撃音ごとに管理される。
ここでいう形状距離およびスコアとは、特願2015-18596の特許出願に開示される事項である。
この形状距離は、複数の音の類似性を定量的に数値化したものであり、打音点検でのコンクリートの損傷の有無を客観的に判断するための指標となる。
そして、スコアとは、形状距離に基づき、導き出された損傷の程度を示すものである。
図7に右側には、撮影手段130を介して生成された撮影画像のファイルが示される。
この静止画ファイルは、そのファイル名に撮影時間(図中では撮影時刻に相当)が埋め込まれている。
なお、各構成要素の具体的な動作については、既に説明しているので、以下では詳細についてはその説明を省略し、動作の流れを中心に説明する。
このとき、ユーザは、打撃を行う手とは反対側の手に、音声入力手段120、すなわちマイクロフォンを持ち、打撃を行う打撃手段10に近接させて、打撃音を確実に拾って録音できるようにする。
情報の解析が開始されると、打撃音の解析(ステップS05)と、撮影画像の解析(ステップS06)が並行して実行される。
次に、打撃位置生成手段132を介し、抽出された打撃画像から、打撃手段の位置を打撃位置として特定し、少なくともその打撃映像の撮影時間の情報、および、その打撃位置を特定する情報を含む打撃位置の情報を生成する(ステップS062)。
そして、判定結果画像を生成するステップで生成された判定結果画像を、ディスプレイ手段142に表示する(ステップS09)。
10 打撃手段
110 中央処理ユニット
111 操作パネル
112 格納手段
120 音声入力手段
121 打撃時間生成手段
122 判定結果生成手段
130 撮影手段
131 打撃画像抽出手段
132 打撃位置生成手段
140 判定画像生成手段
141 判定結果生成手段
142 ディスプレイ装置
Claims (6)
- 検査対象を打撃する打撃手段と、
打撃音を取得する音声入力装置と、
音声入力装置によって得られた打撃音の打撃時間を特定する打撃時間の情報を生成する打撃時間生成手段と、
音声入力装置によって得られた打撃音から、打撃位置の内部構造を判定し、少なくとも打撃時間生成手段によって生成された打撃音の打撃時間の情報、および、打撃位置の内部構造を判定する情報を含む判定結果の情報を生成する判定結果生成手段と、
検査対象の複数位置を打撃する打撃手段を特定箇所から撮影し、撮影時間の情報を含む撮影画像の情報を生成する撮影手段と、
撮影手段によって生成された撮影画像から、打撃時間生成手段によって生成された打撃時間の情報に対応する、撮影時間の情報を有する打撃画像を抽出する打撃画像抽出手段と、
打撃画像抽出手段によって抽出された打撃画像から、打撃手段の位置を打撃位置として特定し、少なくともその打撃画像の撮影時間の情報、および、その打撃位置を特定する情報を含む打撃位置の情報を生成する打撃位置生成手段と、
判定結果生成手段によって生成された判定結果の情報を画像化し、その判定結果の打撃時間の情報、および、その打撃時間に対応する撮影時間の情報を有する打撃位置の情報を組み合わせ、打撃位置の情報を含む判定画像を生成する判定画像生成手段と、
撮影手段によって得られる検査対象の画像に、判定画像を重畳し、検査対象の画像の所要の位置に、画像化された判定結果の情報を合成した判定結果画像を生成する判定結果生成手段と、
判定結果生成手段によって生成された判定結果画像を表示するディスプレイ手段と
を具備する構造物検査装置。 - 打撃手段がハンマーであって、ヘッドの打撃部とは反対側には、画像解析よって検出可能な材料によって形成されたマーカーが装着されるハンマーであり、
打撃位置生成手段が、打撃画像中からマーカーを検出することによって打撃手段の位置を特定する
ことを特徴とする請求項1に記載の構造物検査装置。 - 打撃時間生成手段、および、判定結果生成手段によって生成される情報が、データベース上の同一のテーブルで管理され、
撮影手段が、動画情報を生成し、
打撃画像抽出手段が、動画情報の中から所要の打撃時間に対応する静止画を打撃画像として切り出し、その打撃画像のファイルに撮影時刻を含むファイル名を付し、
判定画像生成手段が、データベース上のテーブルの情報と、打撃画像のファイル名とを関連付けることによって判定画像を生成する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の構造物検査装置。 - 打撃位置生成手段が、打撃画像中の打撃手段の位置の座標を取得することによって打撃位置の情報を生成する請求項1ないし3のいずれかに記載の構造物検査装置。
- 検査対象を特定箇所からの撮影を開始すると共に、音声の録音を開始する記録開始ステップと、
検査対象を打撃手段で打撃する打撃ステップと、
打撃ステップの実行によって、時間の情報を伴った打撃音を取得すると共に、撮影時間の情報、および、打撃位置の情報を含む撮影画像を取得する情報収集ステップと、
打撃音を解析する打撃音解析ステップと、撮影画像を解析する撮影画像解析ステップとを並行して実行する解析ステップと
打撃音の情報と、その打撃音の打撃時間に対応する撮影時間の撮影画像とを組み合わせ、打撃位置の情報を伴った、その打撃位置の、打撃音の解析に基づいた内部構造の情報を画像化した判定画像を生成する判定画像生成ステップと、
判定画像生成ステップで生成された判定画像を、検査対象の撮影画像に合成した判定結果画像を生成する判定結果生成ステップと、
判定結果生成ステップによって生成された判定結果画像を表示する表示ステップと
を含む構造物検査方法。 - 打撃音解析ステップが、
打撃音の打撃時間を特定する打撃時間生成ステップと、
打撃音から、打撃位置の内部構造を判定し、少なくとも打撃時間の情報、および、打撃位置の内部構造を判定する情報を含む判定結果の情報を生成する判定結果生成ステップと
を含み、
撮影画像解析ステップが、
打撃時間の情報に対応する、撮影時間の情報を有する打撃画像を抽出する打撃画像抽出ステップと、
抽出された打撃画像から、打撃手段の位置を打撃位置として特定し、少なくともその打撃画像の撮影時間の情報、および、その打撃位置を特定する情報を含む打撃位置の情報を生成する打撃位置生成ステップと
を含むことを特徴とする請求項5に記載の構造物検査方法。
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