JP6807093B1 - Inspection system and management server, program, crack information provision method - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、コンクリート護岸の点検に適した無人飛行体による点検システム及び管理サーバを提供すること。【解決手段】本発明は、コンクリート護岸に出現する特定種のヒビ割れを特定可能な特化ヒビ割れ学習モデルと、前記特定種のヒビ割れ以外のヒビ割れであって、コンクリート護岸に出現する複数種のヒビ割れを特定可能な非特化学習モデルと、を記憶する学習モデル記憶部と、コンクリート護岸において、前記特定種のヒビ割れの出現頻度が高い範囲を統計情報として記憶する統計情報記憶部と、無人飛行体により撮影された撮影画像において、前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルを適用する検出対象範囲として前記統計情報に基づいて異なる検出対象範囲を設定する検出対象範囲設定部と、各検出対象範囲に前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルをそれぞれ適用して得られる第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を出力するヒビ割れ情報出力部と、前記第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を含む検出結果情報を出力する検出結果出力部と、を備える点検システムを提供する。【選択図】図11PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection system and a management server by an unmanned aerial vehicle suitable for inspection of a concrete revetment. According to the present invention, a specialized crack learning model capable of identifying a specific type of crack appearing on a concrete bank, and a plurality of cracks other than the specific type of crack appearing on the concrete bank. A learning model storage unit that stores a non-specialized learning model that can identify cracks in a species, and a statistical information storage unit that stores a range in which the cracks of the specific species frequently appear as statistical information in a concrete bank. , A detection target range setting unit that sets a different detection target range based on the statistical information as a detection target range to which the specialized learning model and the non-specialized learning model are applied in a photographed image taken by an unmanned vehicle. The crack information output unit that outputs the first crack information and the second crack information obtained by applying the specialized learning model and the non-specialized learning model to each detection target range, and the first crack information output unit. Provided is an inspection system including a detection result output unit that outputs detection result information including crack information and a second crack information. [Selection diagram] FIG. 11
Description
本発明は、飛行体によるコンクリート護岸の点検システム及び管理サーバ、プログラム、ヒビ割れ情報提供方法に関する。 The present invention relates to a concrete revetment inspection system by an air vehicle, a management server, a program, and a method for providing crack information.
近年、ドローン(Drone)や無人航空機(UAV:Unmanned Aerial Vehicle)などの飛行体(以下、「無人飛行体」と総称する)が産業に利用され始めている。こうした中で、特許文献1には、飛行体が予め設定された複数のウェイポイントにおいて撮影対象を順次撮影するシステムが開示されている。
In recent years, flying objects such as drones and unmanned aerial vehicles (UAVs) (hereinafter collectively referred to as "unmanned aerial vehicles") have begun to be used in industry. Under these circumstances,
ここで、従来の点検、特にコンクリート護岸の点検においては、船舶に搭乗した人員が人手により撮影等行っており、特に浮遊物回収ネットや橋等の障害が存在する部分では多大な工数や負荷がかかっていた。このようなコンクリート護岸の点検を無人飛行体で行うシステムが構築できれば大変有用である。 Here, in the conventional inspection, especially the inspection of the concrete revetment, the personnel on board the ship manually take pictures, etc., and a large amount of man-hours and load are required especially in the part where there is an obstacle such as a floating matter recovery net or a bridge. It was hanging. It would be very useful if a system could be constructed to inspect such concrete revetments with an unmanned aerial vehicle.
しかしながら、コンクリート護岸特有の立地等の要因に対応するための点検システムは、現状において十分に構築されているとはいえない。 However, it cannot be said that the inspection system for dealing with factors such as the location peculiar to the concrete revetment is sufficiently constructed at present.
本発明はこのような背景を鑑みてなされたものであり、特に、コンクリート護岸の点検に適した無人飛行体による点検システム及び管理サーバを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide an inspection system and a management server by an unmanned aerial vehicle suitable for inspection of a concrete revetment.
上記課題を解決するための本発明の主たる発明は、コンクリート護岸に出現する特定種のヒビ割れを特定可能な特化ヒビ割れ学習モデルと、前記特定種のヒビ割れ以外のヒビ割れであって、コンクリート護岸に出現する複数種のヒビ割れを特定可能な非特化学習モデルと、を記憶する学習モデル記憶部と、コンクリート護岸において、前記特定種のヒビ割れの出現頻度が高い範囲を統計情報として記憶する統計情報記憶部と、無人飛行体により撮影された撮影画像において、前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルを適用する検出対象範囲として前記統計情報に基づいて異なる検出対象範囲を設定する検出対象範囲設定部と、各検出対象範囲に前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルをそれぞれ適用して得られる第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を出力するヒビ割れ情報出力部と、前記第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を含む検出結果情報を出力する検出結果出力部と、を備える点検システム、である。 The main inventions of the present invention for solving the above problems are a specialized crack learning model capable of identifying a specific type of crack appearing on a concrete bank, and a crack other than the specific type of crack. A learning model storage unit that stores a non-specialized learning model that can identify multiple types of cracks that appear on the concrete bank, and a range of high frequency of appearance of the specific types of cracks on the concrete bank is stored as statistical information. Detection that sets different detection target ranges based on the statistical information as the detection target range to which the specialized learning model and the non-specialized learning model are applied in the statistical information storage unit and the captured image taken by the unmanned flying object. The target range setting unit and the crack information output unit that outputs the first crack information and the second crack information obtained by applying the specialized learning model and the non-specialized learning model to each detection target range, respectively. An inspection system including a detection result output unit that outputs detection result information including the first crack information and the second crack information.
本発明によれば、特に、コンクリート護岸の点検に適した無人飛行体による点検システム及び管理サーバを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an inspection system and a management server by an unmanned aerial vehicle, which is particularly suitable for inspection of a concrete revetment.
本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態による点検システム及び管理サーバは、以下のような構成を備える。
[項目1]
コンクリート護岸に出現する特定種のヒビ割れを特定可能な特化ヒビ割れ学習モデルと、前記特定種のヒビ割れ以外のヒビ割れであって、コンクリート護岸に出現する複数種のヒビ割れを特定可能な非特化学習モデルと、を記憶する学習モデル記憶部と、
コンクリート護岸において、前記特定種のヒビ割れの出現頻度が高い範囲を統計情報として記憶する統計情報記憶部と、
無人飛行体により撮影された撮影画像において、前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルを適用する検出対象範囲として前記統計情報に基づいて異なる検出対象範囲を設定する検出対象範囲設定部と、
各検出対象範囲に前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルをそれぞれ適用して得られる第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を出力するヒビ割れ情報出力部と、
前記第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を含む検出結果情報を出力する検出結果出力部と、
を備える点検システム。
[項目2]
前記特定種のヒビ割れは、風浪による表面劣化により発生したヒビ割れである、
ことを特徴とする請求項1に記載の点検システム。
[項目3]
前記特定種のヒビ割れの出現頻度が高い範囲は、前記コンクリート護岸における地上から−1m以降の範囲内である、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の点検システム。
[項目4]
前記特定種のヒビ割れの出現頻度が高い範囲は、前記コンクリート護岸における地上から−2m以降の範囲内である、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の点検システム。
[項目5]
コンクリート護岸に出現する特定種のヒビ割れを特定可能な特化ヒビ割れ学習モデルと、前記特定種のヒビ割れ以外のヒビ割れであって、コンクリート護岸に出現する複数種のヒビ割れを特定可能な非特化学習モデルと、を記憶する学習モデル記憶部と、
コンクリート護岸において、前記特定種のヒビ割れの出現頻度が高い範囲を統計情報として記憶する統計情報記憶部と、
無人飛行体により撮影された撮影画像において、前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルを適用する検出対象範囲として前記統計情報に基づいて異なる検出対象範囲を設定する検出対象範囲設定部と、
各検出対象範囲に前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルをそれぞれ適用して得られる第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を出力するヒビ割れ情報出力部と、
前記第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を含む検出結果情報を出力する検出結果出力部と、
を備える管理サーバ。
[項目6]
管理サーバ用プログラムにおいて、
前記管理サーバを、
コンクリート護岸に出現する特定種のヒビ割れを特定可能な特化ヒビ割れ学習モデルと、前記特定種のヒビ割れ以外のヒビ割れであって、コンクリート護岸に出現する複数種のヒビ割れを特定可能な非特化学習モデルと、を記憶する学習モデル記憶部と、
コンクリート護岸において、前記特定種のヒビ割れの出現頻度が高い範囲を統計情報として記憶する統計情報記憶部と、
無人飛行体により撮影された撮影画像において、前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルを適用する検出対象範囲として前記統計情報に基づいて異なる検出対象範囲を設定する検出対象範囲設定部と、
各検出対象範囲に前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルをそれぞれ適用して得られる第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を出力するヒビ割れ情報出力部と、
前記第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を含む検出結果情報を出力する検出結果出力部と、
して機能されることを特徴とする管理サーバ用プログラム。
[項目7]
無人飛行体により撮影されたコンクリート護岸の撮影画像において、特定種のヒビ割れの出現頻度が高い範囲を記憶した統計情報に基づいて設定された検出対象範囲に対して、特化学習モデル及び非特化学習モデルをそれぞれの検出対象範囲に適用して得られる第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を含む検出結果情報を管理サーバより提供する検出結果情報提供方法であって、
前記特化ヒビ割れ学習モデルは、コンクリート護岸に出現する特定種のヒビ割れを特定可能な学習モデルであり、
前記非特化ヒビ割れ学習モデルは、前記特定種のヒビ割れ以外のヒビ割れであって、コンクリート護岸に出現する複数種のヒビ割れを特定可能な学習モデルである、
ことを特徴とする検出結果情報提供方法。
The contents of the embodiments of the present invention will be described in a list. The inspection system and the management server according to the embodiment of the present invention have the following configurations.
[Item 1]
A specialized crack learning model that can identify specific types of cracks that appear on concrete shores, and multiple types of cracks that appear on concrete shores that are other than the specific types of cracks. A learning model storage unit that stores non-specialized learning models,
In the concrete revetment, a statistical information storage unit that stores the range in which the specific type of cracks frequently appear as statistical information,
In the captured image taken by the unmanned aerial vehicle, the detection target range setting unit that sets a different detection target range based on the statistical information as the detection target range to which the specialized learning model and the non-specialized learning model are applied.
A crack information output unit that outputs the first crack information and the second crack information obtained by applying the specialized learning model and the non-specialized learning model to each detection target range, and
A detection result output unit that outputs detection result information including the first crack information and the second crack information, and a detection result output unit.
Inspection system equipped with.
[Item 2]
The specific type of crack is a crack generated by surface deterioration due to wind waves.
The inspection system according to
[Item 3]
The range in which the specific type of cracks frequently appear is within -1 m or more from the ground in the concrete revetment.
The inspection system according to
[Item 4]
The range in which the specific type of cracks frequently appear is within the range of -2 m or more from the ground in the concrete revetment.
The inspection system according to
[Item 5]
A specialized crack learning model that can identify specific types of cracks that appear on concrete shores, and multiple types of cracks that appear on concrete shores that are other than the specific types of cracks. A learning model storage unit that stores non-specialized learning models,
In the concrete revetment, a statistical information storage unit that stores the range in which the specific type of cracks frequently appear as statistical information,
In the captured image taken by the unmanned aerial vehicle, the detection target range setting unit that sets a different detection target range based on the statistical information as the detection target range to which the specialized learning model and the non-specialized learning model are applied.
A crack information output unit that outputs the first crack information and the second crack information obtained by applying the specialized learning model and the non-specialized learning model to each detection target range, and
A detection result output unit that outputs detection result information including the first crack information and the second crack information, and a detection result output unit.
Management server with.
[Item 6]
In the management server program
The management server
A specialized crack learning model that can identify specific types of cracks that appear on concrete shores, and multiple types of cracks that appear on concrete shores that are other than the specific types of cracks. A learning model storage unit that stores non-specialized learning models,
In the concrete revetment, a statistical information storage unit that stores the range in which the specific type of cracks frequently appear as statistical information,
In the captured image taken by the unmanned aerial vehicle, the detection target range setting unit that sets a different detection target range based on the statistical information as the detection target range to which the specialized learning model and the non-specialized learning model are applied.
A crack information output unit that outputs the first crack information and the second crack information obtained by applying the specialized learning model and the non-specialized learning model to each detection target range, and
A detection result output unit that outputs detection result information including the first crack information and the second crack information, and a detection result output unit.
A program for the management server that is characterized by being functioning as a function.
[Item 7]
Specialized learning model and non-specialized for the detection target range set based on the statistical information that stores the range where the appearance frequency of cracks of a specific type is high in the photographed image of the concrete revetment taken by the unmanned aircraft. It is a detection result information providing method for providing detection result information including first crack information and second crack information obtained by applying a learning model to each detection target range from a management server.
The specialized crack learning model is a learning model capable of identifying a specific type of crack that appears on a concrete revetment.
The non-specialized crack learning model is a learning model that is a crack other than the specific type of crack and can identify a plurality of types of cracks appearing on the concrete revetment.
A method for providing detection result information.
<実施の形態の詳細>
以下、本発明の実施の形態による無人飛行体による点検システム及び当該点検システムを実施するための管理サーバについての実施の形態を説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号及び名称が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。
<Details of the embodiment>
Hereinafter, embodiments of an unmanned aerial vehicle inspection system according to an embodiment of the present invention and a management server for implementing the inspection system will be described. In the accompanying drawings, the same or similar elements are given the same or similar reference numerals and names, and duplicate description of the same or similar elements may be omitted in the description of each embodiment. In addition, the features shown in each embodiment can be applied to other embodiments as long as they do not contradict each other.
<全体構成>
図1に示されるように、本実施の形態における点検システムは、ユーザが事前に設定した飛行経路を飛行する無人飛行体4によりコンクリート護岸を撮影し、当該撮影した画像を基に、コンクリート護岸のヒビ割れを検出するものである。
<Overall configuration>
As shown in FIG. 1, in the inspection system of the present embodiment, the concrete revetment is photographed by the
従来は図1に示されるような水面(例えば、湾などの海等)に船舶を浮かべ、搭乗した人員でコンクリート護岸のヒビ割れの状態を人手で確認していたが、本点検システムにおいては、上述のとおり無人飛行体4により撮影した撮影画像を用いてヒビ割れの確認を行う。特に、鋭意検討の結果、このような環境下におけるヒビ割れにおいて、通常の機械学習によるヒビ割れ検知が難しいヒビ割れの種類が特定でき、かつ、当該特定のヒビ割れが生じやすい箇所の傾向が判明したので、該当種類についてのみ学習した特化学習モデルを、特に撮影画像の特定の箇所に対して用いることで正確なヒビ割れ発生の確認が可能である。
In the past, a ship was floated on the water surface (for example, the sea such as a bay) as shown in Fig. 1, and the state of cracks in the concrete revetment was manually checked by the boarding personnel, but in this inspection system, As described above, cracks are confirmed using the captured image taken by the
<システム構成>
図2に示されるように、本実施の形態における点検システムは、管理サーバ1と、ユーザ端末2と、無人飛行体4とを有している。管理サーバ1と、ユーザ端末2と、無人飛行体4は、ネットワークNWを介して互いに通信可能に接続されている。なお、図示された構成は一例であり、これに限らない。
<System configuration>
As shown in FIG. 2, the inspection system according to the present embodiment includes a
<管理サーバ1>
図3は、管理サーバ1のハードウェア構成を示す図である。なお、図示された構成は一例であり、これ以外の構成を有していてもよい。
<
FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of the
図示されるように、管理サーバ1は、ユーザ端末2と、無人飛行体4と接続され本システムの一部を構成する。管理サーバ1は、例えばワークステーションやパーソナルコンピュータのような汎用コンピュータとしてもよいし、或いはクラウド・コンピューティングによって論理的に実現されてもよい。
As shown in the figure, the
管理サーバ1は、少なくとも、プロセッサ10、メモリ11、ストレージ12、送受信部13、入出力部14等を備え、これらはバス15を通じて相互に電気的に接続される。
The
プロセッサ10は、管理サーバ1全体の動作を制御し、各要素間におけるデータの送受信の制御、及びアプリケーションの実行及び認証処理に必要な情報処理等を行う演算装置である。例えばプロセッサ10はCPU(Central Processing Unit)および/またはGPU(Graphics Processing Unit)であり、ストレージ12に格納されメモリ11に展開された本システムのためのプログラム等を実行して各情報処理を実施する。
The processor 10 is an arithmetic unit that controls the operation of the
メモリ11は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の揮発性記憶装置で構成される主記憶と、フラッシュメモリやHDD(Hard Disc Drive)等の不揮発性記憶装置で構成される補助記憶と、を含む。メモリ11は、プロセッサ10のワークエリア等として使用され、また、管理サーバ1の起動時に実行されるBIOS(Basic Input / Output System)、及び各種設定情報等を格納する。
The memory 11 includes a main memory composed of a volatile storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) and an auxiliary memory composed of a non-volatile storage device such as a flash memory or an HDD (Hard Disk Drive). .. The memory 11 is used as a work area or the like of the processor 10, and also stores a BIOS (Basic Input / Output System) executed when the
ストレージ12は、アプリケーション・プログラム等の各種プログラムを格納する。各処理に用いられるデータを格納したデータベースがストレージ12に構築されていてもよい。また、後述の記憶部130が記憶領域の一部に設けられていてもよい。 The storage 12 stores various programs such as application programs. A database storing data used for each process may be built in the storage 12. Further, the storage unit 130 described later may be provided in a part of the storage area.
送受信部13は、管理サーバ1をネットワークNWに接続する。なお、送受信部13は、Bluetooth(登録商標)及びBLE(Bluetooth Low Energy)の近距離通信インターフェースを備えていてもよい。
The transmission / reception unit 13 connects the
入出力部14は、キーボード・マウス類等の情報入力機器、及びディスプレイ等の出力機器である。 The input / output unit 14 is an information input device such as a keyboard and a mouse, and an output device such as a display.
バス15は、上記各要素に共通に接続され、例えば、アドレス信号、データ信号及び各種制御信号を伝達する。 The bus 15 is commonly connected to each of the above elements and transmits, for example, an address signal, a data signal, and various control signals.
<ユーザ端末2>
図4に示されるユーザ端末2もまた、プロセッサ20、メモリ21、ストレージ22、送受信部23、入出力部24等を備え、これらはバス25を通じて相互に電気的に接続される。各要素の機能は、上述した管理サーバ1と同様に構成することが可能であることから、各要素の詳細な説明は省略する。
<
The
<無人飛行体4>
図5は、無人飛行体4のハードウェア構成を示すブロック図である。フライトコントローラ41は、プログラマブルプロセッサ(例えば、中央演算処理装置(CPU))などの1つ以上のプロセッサを有することができる。
<Unmanned
FIG. 5 is a block diagram showing a hardware configuration of the unmanned
また、フライトコントローラ41は、メモリ411を有しており、当該メモリにアクセス可能である。メモリ411は、1つ以上のステップを行うためにフライトコントローラが実行可能であるロジック、コード、および/またはプログラム命令を記憶している。また、フライトコントローラ41は、慣性センサ(加速度センサ、ジャイロセンサ)、GPSセンサ、近接センサ(例えば、ライダー)等のセンサ類412を含みうる。 Further, the flight controller 41 has a memory 411 and can access the memory. Memory 411 stores logic, code, and / or program instructions that the flight controller can execute to perform one or more steps. Further, the flight controller 41 may include sensors 412 such as an inertial sensor (accelerometer, gyro sensor), GPS sensor, proximity sensor (for example, rider) and the like.
メモリ411は、例えば、SDカードやランダムアクセスメモリ(RAM)などの分離可能な媒体または外部の記憶装置を含んでいてもよい。カメラ/センサ類42から取得したデータは、メモリ411に直接に伝達されかつ記憶されてもよい。例えば、カメラ等で撮影した静止画・動画データが内蔵メモリ又は外部メモリに記録されてもよいが、これに限らず、カメラ/センサ42または内蔵メモリからネットワークNWを介して、少なくとも管理サーバ1やユーザ端末2のいずれか1つに記録されてもよい。カメラ42は無人飛行体4にジンバル43を介して設置される。
Memory 411 may include, for example, a separable medium such as an SD card or random access memory (RAM) or an external storage device. The data acquired from the cameras / sensors 42 may be directly transmitted and stored in the memory 411. For example, still image / moving image data taken by a camera or the like may be recorded in the internal memory or an external memory, but the present invention is not limited to this, and at least the
フライトコントローラ41は、無人飛行体4の状態を制御するように構成された図示しない制御モジュールを含んでいる。例えば、制御モジュールは、6自由度(並進運動x、y及びz、並びに回転運動θx、θy及びθz)を有する無人飛行体4の空間的配置、速度、および/または加速度を調整するために、ESC44(Electric Speed Controller)を経由して無人飛行体4の推進機構(モータ45等)を制御する。バッテリー48から給電されるモータ45によりプロペラ46が回転することで無人飛行体4の揚力を生じさせる。制御モジュールは、搭載部、センサ類の状態のうちの1つ以上を制御することができる。
The flight controller 41 includes a control module (not shown) configured to control the state of the unmanned
フライトコントローラ41は、1つ以上の外部のデバイス(例えば、送受信機(プロポ)49、端末、表示装置、または他の遠隔の制御器)からのデータを送信および/または受け取るように構成された送受信部47と通信可能である。送受信機49は、有線通信または無線通信などの任意の適当な通信手段を使用することができる。
The flight controller 41 is configured to transmit and / or receive data from one or more external devices (eg, transmitter / receiver (propo) 49, terminal, display device, or other remote control). It is possible to communicate with the
例えば、送受信部47は、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)、赤外線、無線、WiFi、ポイントツーポイント(P2P)ネットワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信などのうちの1つ以上を利用することができる。
For example, the transmission /
送受信部47は、センサ類42で取得したデータ、フライトコントローラ41が生成した処理結果、所定の制御データ、端末または遠隔の制御器からのユーザコマンドなどのうちの1つ以上を送信および/または受け取ることができる。
The transmission /
本実施の形態によるセンサ類42は、慣性センサ(加速度センサ、ジャイロセンサ)、GPSセンサ、近接センサ(例えば、ライダー)、またはビジョン/イメージセンサ(例えば、カメラ)を含み得る。 Sensors 42 according to this embodiment may include inertial sensors (accelerometers, gyro sensors), GPS sensors, proximity sensors (eg, riders), or vision / image sensors (eg, cameras).
<管理サーバの機能>
図6は、管理サーバ1に実装される機能を例示したブロック図である。本実施の形態においては、管理サーバ1は、通信部110、飛行経路生成部120、記憶部130、特化ヒビ割れ学習部140、非特化ヒビ割れ学習部150、検出対象範囲設定部160、ヒビ割れ情報出力部170、検出結果出力部180を備えている。また、記憶部130は、パラメータ情報記憶部132、フライトログ記憶部134、学習モデル記憶部136、統計情報記憶部138の各種データベースを含み、学習モデル記憶部136は、特化ヒビ割れ学習モデル記憶部1362、非特化ヒビ割れ学習モデル記憶部1364を含む。
<Management server function>
FIG. 6 is a block diagram illustrating the functions implemented in the
通信部110は、ユーザ端末2や無人飛行体4と通信を行う。通信部110は、ユーザ端末2から、フライト依頼を受け付ける受付部としても機能する。
The communication unit 110 communicates with the
飛行経路生成部120は、パラメータ情報記憶部132のパラメータ情報(例えば、ウェイポイントの位置(緯度経度や高度)、飛行速度、最低飛行高度、ウェイポイントの配置間隔、撮影角度、撮影画角、撮像画像のオーバーラップ率など)を参照して新規の飛行経路が自動的に生成されてもよいし、一部またはすべてのウェイポイントに関する情報を手動で設定して飛行経路を生成するようにしてもよい。 The flight path generation unit 120 uses parameter information (for example, waypoint position (latitude / longitude and altitude), flight speed, minimum flight altitude, waypoint arrangement interval, shooting angle, shooting angle, and imaging) of the parameter information storage unit 132. A new flight path may be automatically generated by referring to the overlap rate of images, etc.), or information about some or all waypoints may be manually set to generate the flight path. Good.
特化ヒビ割れ学習部140は、特定のヒビ割れに関するヒビ割れ画像を教師データとして機械学習し、特化ヒビ割れ学習モデルを生成する。ここでいう特定のヒビ割れとは、例えば風浪による表面劣化により発生したヒビ割れ(以下、「風浪ヒビ割れ」という。)である。そして、例えば、風浪ヒビ割れに関する複数の第1のヒビ割れ画像を教師データとして機械学習し、風浪ヒビ割れに特化した特化ヒビ割れ学習モデルを生成し、特化ヒビ割れ学習モデルを学習モデル記憶部136に記憶する。なお、特化ヒビ割れ学習モデルは、管理サーバ1内の特化ヒビ割れ学習部140に限らず、管理サーバ1外部で作成されたものであってもよく、外部から特化ヒビ割れ学習モデル記憶部1362に記憶されてもよい。
The specialized crack learning unit 140 machine-learns a crack image related to a specific crack as teacher data, and generates a specialized crack learning model. The specific cracks referred to here are, for example, cracks generated by surface deterioration due to wind waves (hereinafter referred to as "wind wave cracks"). Then, for example, a plurality of first crack images related to wind wave cracks are machine-learned as teacher data, a specialized crack learning model specialized for wind wave cracks is generated, and a specialized crack learning model is used as a learning model. It is stored in the storage unit 136. The specialized crack learning model is not limited to the specialized crack learning unit 140 in the
ここで、コンクリート護岸のヒビ割れ特有の検出率の課題について、例えば、図7に例示されるヒビ割れA−Cのような画像に対してヒビ割れ検出を行う場合を例に説明する。特にヒビ割れCは風浪による表面劣化により発生したヒビ割れである。ヒビ割れA−Bの種類についてはここで言及しないが、ヒビ割れCとは異なる種類のヒビ割れである。 Here, the problem of the detection rate peculiar to cracks in the concrete revetment will be described by taking as an example the case where crack detection is performed on an image such as cracks AC illustrated in FIG. 7. In particular, the crack C is a crack generated by surface deterioration due to wind waves. The types of cracks AB are not mentioned here, but they are different types of cracks from crack C.
図8に示されるように、ヒビ割れの種類を特に限定しない複数のヒビ割れ画像を教師データとして機械学習を行ったところ、ヒビ割れA−Bに関しては追加学習を行うことで検出率が向上しているが、特にヒビ割れCに関しては追加学習を行っても検出率が十分に向上しなかった。 As shown in FIG. 8, when machine learning was performed using a plurality of crack images of which the type of crack is not particularly limited as teacher data, the detection rate of cracks AB was improved by performing additional learning. However, especially for crack C, the detection rate did not improve sufficiently even if additional learning was performed.
そこで、ヒビ割れCに対応するヒビ割れ画像を教師データとして学習させた特化ヒビ割れ学習モデルを生成したところ、図9に示されるように特化学習を行うことで検出率が向上することが判明した。本システムでは、本結果を鑑み、上述の特化学習モデルを利用してヒビ割れ検出率を向上する。 Therefore, when a specialized crack learning model was generated in which the crack image corresponding to the crack C was trained as teacher data, the detection rate could be improved by performing the specialized learning as shown in FIG. found. In this system, in view of this result, the crack detection rate is improved by using the above-mentioned specialized learning model.
非特化ヒビ割れ学習部150は、コンクリート護岸における複数の第2のヒビ割れ画像を教師データとして機械学習し、非特化ヒビ割れ学習モデルを生成し、非特化ヒビ割れ学習モデルを学習モデル記憶部136に記憶する。なお、非特化ヒビ割れ学習モデルは、管理サーバ1内の非特化ヒビ割れ学習部150に限らず、管理サーバ1外部で作成されたものであってもよく、外部から非特化ヒビ割れ学習モデル記憶部1364に記憶されてもよい。また、第2のヒビ割れ画像は、特に限定されず、例えばヒビ割れの種類を限定しないヒビ割れ画像であってもよいが、上述の第1のヒビ割れ画像(風浪ヒビ割れの画像)以外のヒビ割れ画像であれば、さらに互いの差異が明らかとなる非特化ヒビ割れ学習モデルを生成することが可能である。
The non-specialized crack learning unit 150 machine-learns a plurality of second crack images in the concrete bank as teacher data, generates a non-specialized crack learning model, and learns the non-specialized crack learning model. Model storage unit 136 Remember in. The non-specialized crack learning model is not limited to the non-specialized crack learning unit 150 in the
検出対象範囲設定部160は、上述の特化ヒビ割れ学習モデルおよび非特化ヒビ割れ学習モデルを用いてヒビ割れを検出する検出対象範囲として夫々異なる検出対象範囲を設定する。例えば、非特化ヒビ割れ学習モデルを用いてヒビ割れを検出する検出対象範囲として、護岸全体を検出対象範囲に設定する一方、特化ヒビ割れ学習モデルを用いてヒビ割れを検出する範囲として、非特化ヒビ割れ学習モデルを適用する検出対象範囲より狭い範囲を検出対象範囲に設定する。特化ヒビ割れ学習モデルを適用する検出対象範囲は、コンクリート護岸の特定種のヒビ割れ(例えば、風浪ヒビ割れ)の出現頻度が高い範囲を示す統計情報138を参照して設定される。さらに、例えば特定種のヒビ割れの発生頻度が低い部分が取り除かれるなどして、特定種のヒビ割れの発生頻度が高い部分を残した撮影画像に対してヒビ割れ検出が行われるように用いられてもよい。
The detection target range setting unit 160 sets different detection target ranges as detection target ranges for detecting cracks using the above-mentioned specialized crack learning model and non-specialized crack learning model. For example, as a detection target range for detecting cracks using a non-specialized crack learning model, the entire revetment is set as a detection target range, while a non-special range for detecting cracks using a specialized crack learning model. A range narrower than the detection target range to which the cracking learning model is applied is set as the detection target range. The detection target range to which the specialized crack learning model is applied is set with reference to
コンクリート護岸の風浪ヒビ割れ発生に関する統計情報の一例は、例えば護岸において、風浪ヒビ割れが発生しやすい範囲に関する情報である。本システムの構築にあたっては、研究により風浪ヒビ割れは、水面側に発生しやすく、地上から−1m以降の範囲、特に地上から−2m以降の範囲において風浪ヒビ割れ発生頻度が高いことが統計的に判明している。そして、当該統計情報に基づき、ヒビ割れの発生頻度が高い部分を残した処理画像に対して特化ヒビ割れ学習モデルに基づくヒビ割れ検出を行うことで、さらにヒビ割れの検出精度を高くすることが可能である。 An example of statistical information on the occurrence of wind wave cracks on a concrete revetment is, for example, information on the range in which wind wave cracks are likely to occur on a revetment. In constructing this system, research shows that wind wave cracks are likely to occur on the water surface side, and that the frequency of wind wave cracks is high in the range of -1 m or more from the ground, especially in the range of -2 m or more from the ground. It is known. Then, based on the statistical information, the crack detection accuracy is further improved by performing crack detection based on the specialized crack learning model for the processed image in which the part where the crack occurrence frequency is high is left. Is possible.
ヒビ割れ情報出力部170は、上述の特化ヒビ割れ学習モデルおよび非特化ヒビ割れ学習モデルを用いて、各検出対象範囲から第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報(例えば、静止画像など)を出力する。 The crack information output unit 170 uses the above-mentioned specialized crack learning model and non-specialized crack learning model to obtain the first crack information and the second crack information (for example, a still image) from each detection target range. Etc.) is output.
検出結果出力部180は、ヒビ割れ情報出力部170が出力した各ヒビ割れ情報としての検出画像(例えば、図10の(b)非特化ヒビ割れ学習モデルを用いた検出画像および(c)特化ヒビ割れ学習モデルを用いた検出画像の検出画像)をそれぞれ生成し、これらの検出画像を重ね合わせて検出結果(例えば、図10の(d)の検出結果画像)を生成し、当該検出結果を検出結果としてユーザ端末2に出力する。
The detection result output unit 180 is a detection image as each crack information output by the crack information output unit 170 (for example, a detection image using the (b) non-specialized crack learning model of FIG. 10 and (c) specialization. The detection image of the detection image using the crack learning model) is generated, and these detection images are superposed to generate the detection result (for example, the detection result image of FIG. 10D), and the detection result is obtained. The detection result is output to the
<点検方法の一例>
図11を参照して、本実施形態にかかる点検システムによる点検方法について説明する。
<Example of inspection method>
An inspection method by the inspection system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
まず、管理サーバ1は、点検開始までに所定のパラメータ情報の入力を受付け、当該パラメータ情報をパラメータ情報記憶部132に記憶する(SQ101)。
First, the
次に、管理サーバ1は、飛行経路を生成する(SQ102)。例えば、パラメータ情報記憶部132のパラメータ情報を参照して新規の飛行経路が自動的に生成されたり、ユーザが飛行経路を設定して生成したりする。
Next, the
次に、無人飛行体4は、飛行経路及びウェイポイント情報に基づき、ウェイポイントにおいてコンクリート護岸の撮影を行い、管理サーバ1は当該撮影により取得した情報(例えば、撮影画像)をフライトログ記憶部134に記憶する(SQ103)。
Next, the
次に、管理サーバ1は、検出対象範囲設定部160により、上述の統計情報を基に検出対象範囲を設定する。(SQ104)。
Next, the
次に、管理サーバ1は、上記検出対象範囲に対して、ヒビ割れ情報出力部170により、特化ヒビ割れ学習モデル及び非特化ヒビ割れ学習モデルを用いて、撮影画像から第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報(例えば、静止画像など)を出力する(SQ105)。
Next, the
次に、管理サーバ1は、ヒビ割れ情報出力部170により検出した各ヒビ割れ情報としての検出結果(特にヒビ割れ位置)を示す検出画像をそれぞれ生成し(例えば、図10に例示されるように、(b)非特化ヒビ割れ学習モデルを用いた検出画像および(c)特化ヒビ割れ学習モデルを用いた検出画像の検出画像)、これらの検出画像を重ね合わせて検出結果(例えば、図10に例示される、(d)ヒビ割れ検出結果画像)を生成し、ユーザ端末2に出力する(SQ106)。
Next, the
このように、本発明は、船舶等による点検作業を経ない、コンクリート護岸の点検に適した無人飛行体による点検システム及び管理サーバを提供することができる。特に図10に示されるように、コンクリート護岸におけるヒビ割れは、複合的な要因による複数種類のヒビ割れにより構成されているところ、本点検システムにより、より正確なコンクリート護岸におけるヒビ割れ形状を検出可能となる。 As described above, the present invention can provide an inspection system and a management server by an unmanned aerial vehicle suitable for inspection of a concrete revetment without undergoing inspection work by a ship or the like. In particular, as shown in FIG. 10, the cracks in the concrete revetment are composed of a plurality of types of cracks due to multiple factors, and this inspection system can detect the crack shape in the concrete revetment more accurately. It becomes.
上述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。 The above-described embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit the interpretation of the present invention. It goes without saying that the present invention can be modified and improved without departing from the spirit thereof, and the present invention includes an equivalent thereof.
1 管理サーバ
2 ユーザ端末
4 無人飛行体
1
Claims (7)
コンクリート護岸において、前記特定種のヒビ割れの出現頻度が高い範囲を統計情報として記憶する統計情報記憶部と、
無人飛行体により撮影された撮影画像において、前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルを適用する検出対象範囲として前記統計情報に基づいて異なる検出対象範囲を設定する検出対象範囲設定部と、
各検出対象範囲に前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルをそれぞれ適用して得られる第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を出力するヒビ割れ情報出力部と、
前記第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を含む検出結果情報を出力する検出結果出力部と、
を備える点検システム。 A specialized learning model that can identify a specific type of crack that appears on a concrete revetment, and a non- specialized model that can identify multiple types of cracks that appear on a concrete revetment that are cracks other than the specific type of crack. A learning model storage unit that stores the learning model,
In the concrete revetment, a statistical information storage unit that stores the range in which the specific type of cracks frequently appear as statistical information,
In the captured image taken by the unmanned aerial vehicle, the detection target range setting unit that sets a different detection target range based on the statistical information as the detection target range to which the specialized learning model and the non-specialized learning model are applied.
A crack information output unit that outputs the first crack information and the second crack information obtained by applying the specialized learning model and the non-specialized learning model to each detection target range, and
A detection result output unit that outputs detection result information including the first crack information and the second crack information, and a detection result output unit.
Inspection system equipped with.
ことを特徴とする請求項1に記載の点検システム。 The specific type of crack is a crack generated by surface deterioration due to wind waves.
The inspection system according to claim 1, wherein the inspection system is characterized in that.
ことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の点検システム。 The range in which the specific type of cracks frequently appear is within -1 m or more from the ground in the concrete revetment.
The inspection system according to any one of claims 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の点検システム。 The range in which the specific type of cracks frequently appear is within the range of -2 m or more from the ground in the concrete revetment.
The inspection system according to any one of claims 1 or 2.
コンクリート護岸において、前記特定種のヒビ割れの出現頻度が高い範囲を統計情報として記憶する統計情報記憶部と、
無人飛行体により撮影された撮影画像において、前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルを適用する検出対象範囲として前記統計情報に基づいて異なる検出対象範囲を設定する検出対象範囲設定部と、
各検出対象範囲に前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルをそれぞれ適用して得られる第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を出力するヒビ割れ情報出力部と、
前記第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を含む検出結果情報を出力する検出結果出力部と、
を備える管理サーバ。 A specialized learning model that can identify a specific type of crack that appears on a concrete revetment, and a non- specialized model that can identify multiple types of cracks that appear on a concrete revetment that are cracks other than the specific type of crack. A learning model storage unit that stores the learning model,
In the concrete revetment, a statistical information storage unit that stores the range in which the specific type of cracks frequently appear as statistical information,
In the captured image taken by the unmanned aerial vehicle, the detection target range setting unit that sets a different detection target range based on the statistical information as the detection target range to which the specialized learning model and the non-specialized learning model are applied.
A crack information output unit that outputs the first crack information and the second crack information obtained by applying the specialized learning model and the non-specialized learning model to each detection target range, and
A detection result output unit that outputs detection result information including the first crack information and the second crack information, and a detection result output unit.
Management server with.
前記管理サーバを、
コンクリート護岸に出現する特定種のヒビ割れを特定可能な特化学習モデルと、前記特定種のヒビ割れ以外のヒビ割れであって、コンクリート護岸に出現する複数種のヒビ割れを特定可能な非特化学習モデルと、を記憶する学習モデル記憶部と、
コンクリート護岸において、前記特定種のヒビ割れの出現頻度が高い範囲を統計情報として記憶する統計情報記憶部と、
無人飛行体により撮影された撮影画像において、前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルを適用する検出対象範囲として前記統計情報に基づいて異なる検出対象範囲を設定する検出対象範囲設定部と、
各検出対象範囲に前記特化学習モデル及び前記非特化学習モデルをそれぞれ適用して得られる第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を出力するヒビ割れ情報出力部と、
前記第1のヒビ割れ情報及び第2のヒビ割れ情報を含む検出結果情報を出力する検出結果出力部と、
して機能されることを特徴とする管理サーバ用プログラム。 In the management server program
The management server
A specialized learning model that can identify a specific type of crack that appears on a concrete revetment, and a non- specialized model that can identify multiple types of cracks that appear on a concrete revetment that are cracks other than the specific type of crack. A learning model storage unit that stores the learning model,
In the concrete revetment, a statistical information storage unit that stores the range in which the specific type of cracks frequently appear as statistical information,
In the captured image taken by the unmanned aerial vehicle, the detection target range setting unit that sets a different detection target range based on the statistical information as the detection target range to which the specialized learning model and the non-specialized learning model are applied.
A crack information output unit that outputs the first crack information and the second crack information obtained by applying the specialized learning model and the non-specialized learning model to each detection target range, and
A detection result output unit that outputs detection result information including the first crack information and the second crack information, and a detection result output unit.
A program for the management server that is characterized by being functioning as a function.
前記特化学習モデルは、コンクリート護岸に出現する特定種のヒビ割れを特定可能な学習モデルであり、
前記非特化学習モデルは、前記特定種のヒビ割れ以外のヒビ割れであって、コンクリート護岸に出現する複数種のヒビ割れを特定可能な学習モデルである、
ことを特徴とする検出結果情報提供方法。
Specialized learning model and non-specialized for the detection target range set based on the statistical information that stores the range where the appearance frequency of cracks of a specific type is high in the photographed image of the concrete revetment taken by the unmanned aircraft. It is a detection result information providing method for providing detection result information including first crack information and second crack information obtained by applying a learning model to each detection target range from a management server.
The specialized learning model is a learning model that can identify specific types of cracks that appear on concrete revetments.
The non-specialized learning model is a learning model that is a crack other than the specific type of crack and can identify a plurality of types of cracks appearing on the concrete revetment.
A method for providing detection result information.
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