JP6958872B2 - ひび割れ幅測定装置、ひび割れ幅測定プログラムおよびひび割れ幅測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート、ガラスや金属等の表面にあるひび割れ幅を測定するひび割れ幅測定装置、ひび割れ幅測定プログラムおよびひび割れ幅測定方法に関する。

トンネルや橋梁といったコンクリート構造物は、経時変化によってその表面にひび割れが発生するため、定期的なひび割れ調査が行われ、その調査結果に基づき、必要に応じて補修作業が行われる。このひび割れ調査においては、線幅の異なる複数の直線が表示されたクラックスケールをひび割れにあてがうことによって、目視によるひび割れ幅の簡易的な測定が行われる。この測定方法は、ひび割れ調査では最も一般的で簡易的な方法である。

また、従来、画像処理によって非常に細かいひび割れであってもその寸法を簡単に測定可能な接写式のひび割れ寸法測定装置が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。このひび割れ寸法測定装置は、基準スケールおよび調査対象であるひび割れを撮影するための撮影手段と、基準スケールを撮影して得られた基準スケール画像および調査対象のひび割れを撮影して得られたひび割れ画像を表示するための画像表示手段と、基準スケールにおける任意の２点間の基準長に基づいて、画像表示手段に表示された基準スケール画像における任意の２点間の画素数から長さと画素数との換算係数を算出する換算係数設定手段と、換算係数に基づいて作製され、画像表示手段に表示可能なクラックスケールとを備える。

このひび割れ寸法測定装置では、図９に示すように、最初に基準スケールを撮影して基準スケール画像ＳＩを画像表示手段のウインドウＷに表示し、基準スケール画像Ｓ１における任意の２点Ｐ１，Ｐ２間の画素数から２点Ｐ１，Ｐ２間の基準長ＳＬに基づいて画像表示手段における長さと画素数との換算係数を算出する。次に、図１０に示すように、この算出された換算係数に基づいて作製されたクラックスケールＣＳを、撮影したひび割れ画像ＣＩに重ねてウインドウＷに表示する。そして、図１１に示すように、この表示されたクラックスケールＣＳをひび割れ画像ＣＩ上で移動させることによって、画像表示手段においてひび割れＣの寸法を目視により簡単に測定することが可能となっている。

特開２０１９−７４４４０号公報

ところが、コンクリート構造物等に発生するひび割れの方向は様々であり、通常、同じ方向を向いていることはない。そのため、上記従来のひび割れ測定装置のようにクラックスケールＣＳをウインドウＷ上に表示してひび割れ寸法測定を行う場合、ウインドウＷに表示されるひび割れＣの向きがクラックスケールＣＳの目盛りと一致するように撮影手段の向きを調整する必要がある。

本発明は、撮影されたひび割れ画像のひび割れがどのような向きであっても容易にひび割れ幅を測定することが可能なひび割れ幅測定装置、ひび割れ幅測定プログラムおよびひび割れ幅測定方法を提供することを目的とする。

本発明のひび割れ幅測定装置は、ひび割れを撮影して得られたひび割れ画像を表示するひび割れ画像表示手段と、ひび割れ幅を測定するためのそれぞれ幅の異なる複数のゲージが放射状に延びるクラックスケールをひび割れ画像に重ねて回転かつ移動可能に表示するクラックスケール表示手段とを含むものである。

本発明のひび割れ幅測定装置によれば、ひび割れ幅を測定するためのそれぞれ幅の異なる複数のゲージが放射状に延びるクラックスケールがひび割れ画像に重ねて表示されるので、このクラックスケールをひび割れ画像に表示されるひび割れの向きおよび位置に応じて回転および移動させつつ、放射状に延びる幅の異なる複数のゲージとそれぞれ比較し、ひび割れの幅と一致するゲージを探し出すことで、ひび割れ幅を測定することができる。

本発明のひび割れ幅測定装置は、ひび割れ画像に重ねて表示された回転および移動後のクラックスケールとひび割れ画像とを合成して保存するキャプチャ手段を含むことが望ましい。これにより、クラックスケールを回転および移動させてひび割れと幅が一致するゲージをひび割れと比較した状態でひび割れ画像と合成した画像を保存することが可能となる。

本発明のひび割れ幅測定装置は、クラックスケールの複数のゲージのいずれかを指定するとひび割れ画像のひび割れ幅として記録する記録手段を含むことが望ましい。これにより、幅の異なる複数のゲージからひび割れの幅と一致するゲージを指定するだけで、ひび割れ画像のひび割れ幅として記録することが可能となる。

本発明のひび割れ幅測定プログラムは、ひび割れを撮影して得られたひび割れ画像を表示するひび割れ画像表示手段と、ひび割れ幅を測定するためのそれぞれ幅の異なる複数のゲージが放射状に延びるクラックスケールをひび割れ画像に重ねて回転かつ移動可能に表示するクラックスケール表示手段としてコンピュータを機能させるためのものである。このプログラムを実行したコンピュータは、上記本発明のひび割れ幅測定装置と同様に機能する。

本発明のひび割れ幅測定方法は、ひび割れを撮影して得られたひび割れ画像を表示すること、ひび割れ幅を測定するためのそれぞれ幅の異なる複数のゲージが放射状に延びるクラックスケールをひび割れ画像に重ねて回転かつ移動可能に表示することを含む。本発明によれば、クラックスケールをひび割れ画像に表示されるひび割れの向きおよび位置に応じて回転および移動させつつ、放射状に延びる幅の異なる複数のゲージとそれぞれ比較し、ひび割れの幅と一致するゲージを探し出すことで、ひび割れ幅を測定することができる。

（１）ひび割れを撮影して得られたひび割れ画像を表示し、ひび割れ幅を測定するためのそれぞれ幅の異なる複数のゲージが放射状に延びるクラックスケールをひび割れ画像に重ねて回転かつ移動可能に表示する構成により、撮影されたひび割れ画像のひび割れがどのような向きであっても、クラックスケールをひび割れ画像に表示されるひび割れの向きおよび位置に応じて回転および移動させつつ、放射状に延びる幅の異なる複数のゲージと比較し、ひび割れの幅と一致するゲージを探し出して容易にひび割れ幅を測定することが可能となる。

（２）ひび割れ画像に重ねて表示された回転および移動後のクラックスケールとひび割れ画像とを合成して保存する構成により、クラックスケールを回転および移動させてひび割れと幅が一致するゲージをひび割れと比較した状態でひび割れ画像と合成した画像を保存してひび割れの管理や報告書等の作成を容易に行うことが可能となる。

（３）クラックスケールの複数のゲージのいずれかを指定するとひび割れ画像のひび割れ幅として記録する構成により、幅の異なる複数のゲージからひび割れの幅と一致するゲージを指定するだけで、ひび割れ画像のひび割れ幅として記録することができ、作業効率が向上する。

本発明の実施の形態におけるひび割れ幅測定装置のブロック図である。 図１のひび割れ幅測定装置の入力表示部のひび割れ画像の表示例を示す図である。 ２種類のクラックスケールの例を示す図である。 図１のひび割れ幅測定装置の入力表示部のひび割れ画像に図３のクラックスケールをそれぞれ重ねて表示した例を示す図である。 ひび割れ画像上でクラックスケールを回転および移動させてひび割れ幅を測定する様子を示す図である。 ゲージをタップしてひび割れ幅の測定値を記録する様子を示す図である。 クラックスケールの中心部をタップしてクラックスケールとひび割れ画像とを合成して保存する様子を示す図である。 保存された画像ファイルを表示した例を示す図である。 従来のひび割れ寸法測定装置において、画像表示手段に基準スケール画像を表示した状態の一例を示す説明図である。 従来のひび割れ寸法測定装置において、画像表示手段に表示したひび割れ画像にクラックスケールを重ねて表示した状態の一例を示す説明図である。 図１０の状態からクラックスケールを移動させた状態を示す説明図である。

図１は本発明の実施の形態におけるひび割れ幅測定装置のブロック図、図２は図１のひび割れ幅測定装置の入力表示部のひび割れ画像の表示例を示す図、図３は２種類のクラックスケールの例を示す図、図４は図１のひび割れ幅測定装置の入力表示部のひび割れ画像に図３のクラックスケールをそれぞれ重ねて表示した例を示す図である。

本発明の実施の形態におけるひび割れ幅測定装置１は、図１に示すように少なくとも記憶部１０および入力表示部１１を有するタブレット端末などのコンピュータである。記憶部１０はひび割れ幅測定プログラムやひび割れ画像等を記憶するメモリである。入力表示部１１は、入力装置と表示装置との機能を兼ねたタッチパネルである。

ひび割れ幅測定装置１は、記憶部１０に記憶されたひび割れ幅測定プログラムを実行することにより、図１に示すひび割れ画像表示手段１２、クラックスケール表示手段１３、キャプチャ手段１４および記録手段１５として機能する。また、ひび割れ幅測定装置１には、マイクロスコープなどの撮影手段２が有線または無線により接続される。

ひび割れ画像表示手段１２は、撮影手段２によりひび割れを撮影して得られたひび割れ画像を表示する。具体的には、ひび割れ幅測定プログラムは、図２に示すように入力表示部１１にウインドウ２０を表示する。ひび割れ画像表示手段１２は、このウインドウ２０のカメラ画像表示領域２１にひび割れ画像２２を表示する。

クラックスケール表示手段１３は、ひび割れ幅（クラック幅）を測定するための複数のゲージであって、それぞれ幅の異なる複数のゲージが放射状に延びるクラックスケールを、ひび割れ画像に重ねて回転かつ移動可能に表示する。図３（Ａ）に示すクラックスケール３０はひび割れ幅の計測レンジが０．１ｍｍ〜０．４５ｍｍのスケールＡである。同図（Ｂ）に示すクラックスケール３５はひび割れ幅の計測レンジが０．５ｍｍ〜１．２ｍｍのスケールＢである。

例えば、図３（Ａ）に示すクラックスケール３０は、中心部３０Ａから放射状に延びるそれぞれ線幅０．１０ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３０ｍｍ、０．３５ｍｍ、０．４０ｍｍ、０．４５ｍｍの８本のゲージ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ，３１Ｇ，３１Ｈが中心部３０Ａを中心とする時計回りに４５°間隔で配置されたものである。８本のゲージ３１Ａ〜３１Ｈの先端部には、各ゲージ３１Ａ〜３１Ｈの線幅、すなわち各ゲージ３１Ａ〜３１Ｈにより測定されるひび割れ幅を示す数値が表示される。このクラックスケール３０は、図４（Ａ）に示すようにひび割れ画像２２に重ねて表示される。

図３（Ｂ）に示すクラックスケール３５は、上記クラックスケール３０よりも幅が広いクラックを測定するためのものである。クラックスケール３５は、中心部３５Ａから放射状に延びるそれぞれ線幅０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１．０ｍｍ、１．１ｍｍ、１．２ｍｍの８本のゲージ３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇ，３６Ｈが中心部３５Ａを中心とする時計回りに４５°間隔で配置されている。クラックスケール３５の８本のゲージ３６Ａ〜３６Ｈの先端部には、各ゲージ３６Ａ〜３６Ｈの線幅、すなわち各ゲージ３６Ａ〜３６Ｈにより測定されるひび割れ幅を示す数値が表示される。このクラックスケール３５は、クラックスケール３０と同様、図４（Ｂ）に示すようにひび割れ画像２２に重ねて表示される。

クラックスケール３０は、入力表示部１１（カメラ画像表示領域２１）に表示されたひび割れ画像２２上でマルチタッチにより回転操作することで、図５に示すように、それぞれ中心部３０Ａを中心として時計回りまたは反時計回りに回転可能となっている。クラックスケール３５も同様である。また、クラックスケール３０は、入力表示部１１（カメラ画像表示領域２１）に表示されたひび割れ画像２２上でマルチタッチにより平行移動操作することで、図５に示すように、ひび割れ画像２２上で移動可能となっている。クラックスケール３５も同様である。なお、回転操作および平行移動操作はマルチタッチによる操作に限らず、シングルタッチにより操作する構成としても良い。また、ゲージ３１Ａ〜３１Ｈ，３６Ａ〜３６Ｈの幅についても任意の組み合わせを採用することが可能である。

このようにクラックスケール表示手段１３によりひび割れ画像２２に重ねて回転かつ移動可能に表示されるクラックスケール３０を、図５に示すようにひび割れ画像２２に表示されるひび割れの測定対象部分２３の向きおよび位置に応じて回転および移動させつつ、放射状に延びる幅の異なる複数のゲージ３１Ａ〜３１Ｈと比較し、ひび割れの測定対象部分２３の幅と一致するゲージ（図５の例では線幅０．１５ｍｍのゲージ３１Ｂ）を探し出すことで、測定対象部分２３のひび割れ幅を測定することができる。

なお、クラックスケール３０，３５のキャリブレーション、すなわち、ひび割れ画像表示手段１２により表示されるひび割れ画像２２上の寸法と、クラックスケール表示手段１３によりひび割れ画像２２に重ねて表示するクラックスケール３０，３５の寸法とのキャリブレーションについては、前述の特許文献１と同様の手順により行うものとする。例えば、最初に基準スケールを撮影して基準スケール画像をカメラ画像表示領域２１に表示し、基準スケール画像における任意の２点間の画素数から２点間の基準スケール上の基準長に基づいてカメラ画像表示領域２１における長さと画素数との換算係数を算出し、この算出された換算係数に基づいてクラックスケール３０，３５は作製される。

記録手段１５は、クラックスケール３０，３５の複数のゲージ３１Ａ〜３１Ｈ，３６Ａ〜３６Ｈのいずれかを指定するとひび割れ画像のひび割れ幅として記録する。例えば、図６に示すように、ひび割れ画像２２に表示されるひび割れの測定対象部分２３の向き、位置および幅が一致したゲージ３１Ｂを入力表示部１１のタップ操作により指定すると、記録手段１５はこのひび割れ画像２２の測定対象部分２３のひび割れ幅の測定値として、この指定されたゲージ３１Ｂの線幅０．１５ｍｍを記憶部１０に記録する。また、記録手段１５は、この指定されたゲージ３１Ｂの線幅０．１５ｍｍをひび割れ幅の測定値２４としてひび割れ画像２２の左上に重ねて表示する。

キャプチャ手段１４は、ひび割れ画像２２に重ねて表示された回転および移動後のクラックスケール３０，３５とひび割れ画像２２とを合成して保存する。例えば、図７に示すように、ひび割れ画像２２に重ねて表示されたクラックスケール３０の中心部３０Ａをタップ操作すると、キャプチャ手段１４はこの回転および移動後のクラックスケール３０とひび割れ画像２２とを合成し、画像ファイルとして記憶部１０に保存する。また、前述のように記録手段１５によりひび割れ画像２２の左上にひび割れ幅が表示されている場合には、このひび割れ幅も合わせて合成し、記憶部１０に保存する。

このとき、キャプチャ手段１４は、記憶部１０に保存する画像ファイルのファイル名の一部に記録手段１５により記録したひび割れ幅の測定値を示す文字列２５を含ませる。図８は記憶部１０に保存された画像ファイルを表示した例である。図８に示す画像ファイル表示には、クラックスケール３０とひび割れ画像２２とひび割れ幅の測定値２４とが表示され、上部にはひび割れ幅の測定値を示す文字列２５が一部に含まれたファイル名が表示されている。

上記構成のひび割れ幅測定装置１では、撮影手段２によりひび割れを撮影して得られたひび割れ画像２２をウインドウ２０のカメラ画像表示領域２１に表示し、ひび割れ幅を測定するためのそれぞれ幅の異なる複数のゲージ３１Ａ〜３１Ｈ，３６Ａ〜３６Ｈが放射状に延びるクラックスケール３０，３５をひび割れ画像２２に重ねて回転かつ移動可能に表示する。クラックスケール３０，３５の選択は、図４に示すスケールＡ，Ｂの選択ボタン２６，２７により行うことができる。

そして、このようにクラックスケール表示手段１３によりひび割れ画像２２に重ねて回転かつ移動可能に表示されるクラックスケール３０，３５を、ひび割れ画像２２に表示されるひび割れの測定対象部分２３の向きおよび位置に応じて回転および移動させつつ、放射状に延びる幅の異なる複数のゲージ３１Ａ〜３１Ｈ，３６Ａ〜３６Ｈと比較し、ひび割れの幅と一致するゲージを探し出すことで、ひび割れ幅を測定することができる。そのため、撮影されたひび割れ画像２のひび割れがどのような向きであっても、クラックスケール３０，３５を回転および移動させることで、容易にひび割れ幅を測定することができる。

また、このひび割れ幅測定装置１では、クラックスケール３０，３５を回転および移動させてひび割れと幅が一致するゲージをひび割れと比較した状態でひび割れ画像と合成した画像を保存することができるので、この合成画像を利用してひび割れの管理や報告書等の作成を容易に行うことができる。

さらに、このひび割れ幅測定装置１では、クラックスケール３０，３５の幅の異なる複数のゲージ３１Ａ〜３１Ｈ，３６Ａ〜３６Ｈからひび割れの幅と一致するゲージを指定するだけで、ひび割れ画像２２のひび割れ幅として記録することができるので、作業効率が向上する。

なお、上記実施形態においては、入力表示部１１が、入力装置と表示装置との機能を兼ねたタッチパネルから構成される例について説明したが、ポインティングデバイス等の入力装置とディスプレイ等の表示装置とにより別々に構成されたものとしても良い。

また、上記実施形態においては、撮影手段２により撮影して得られたひび割れ画像を利用する例について説明したが、撮影手段２以外の手段により別途撮影して得られたひび割れ画像を利用する構成としても良い。すなわち、別途撮影して得られたひび割れ画像を図示しない外部メモリ等によりひび割れ幅測定装置１の記憶部１０に取り込むことで、上記と同様に処理してひび割れ幅を測定することが可能である。

本発明は、コンクリート、ガラスや金属等の表面にあるひび割れの寸法を測定するひび割れ幅測定装置、ひび割れ幅測定プログラムおよびひび割れ幅測定方法として有用であり、特に、撮影されたひび割れ画像のひび割れがどのような向きであっても容易にひび割れ幅を測定することが可能なひび割れ幅測定装置、ひび割れ幅測定プログラムおよびひび割れ幅測定方法として好適である。

１ ひび割れ幅測定装置
２ 撮影手段
１０ 記憶部
１１ 入力表示部
１２ ひび割れ画像表示手段
１３ クラックスケール表示手段
１４ キャプチャ手段
１５ 記録手段
２０ ウインドウ
２１ カメラ画像表示領域
２２ ひび割れ画像
２３ 測定対象部分
２４ ひび割れ幅の測定値
２５ ひび割れ幅の測定値を示す文字列
２６，２７ 選択ボタン
３０，３５ クラックスケール
３０Ａ，３５Ａ 中心部
３１Ａ〜３１Ｈ，３６Ａ〜３６Ｈ ゲージ

Claims (5)

1. ひび割れを撮影して得られたひび割れ画像を表示するひび割れ画像表示手段と、
   ひび割れ幅を測定するためのそれぞれ所定の線幅で中心部から放射状に延びる長さが等しい複数のゲージであってそれぞれ線幅の異なる複数のゲージが前記中心部を中心として時計回りに所定の間隔で配置されたクラックスケールを前記ひび割れ画像に重ねて回転かつ移動可能に表示するクラックスケール表示手段と
   を含むひび割れ幅測定装置。
2. 前記ひび割れ画像に重ねて表示された回転および移動後のクラックスケールと前記ひび割れ画像とを合成して保存するキャプチャ手段を含む請求項１記載のひび割れ幅測定装置。
3. 前記クラックスケールの複数のゲージのいずれかを指定すると前記ひび割れ画像のひび割れ幅として記録する記録手段を含む請求項１または２に記載のひび割れ幅測定装置。
4. ひび割れを撮影して得られたひび割れ画像を表示するひび割れ画像表示手段と、
   ひび割れ幅を測定するためのそれぞれ所定の線幅で中心部から放射状に延びる長さが等しい複数のゲージであってそれぞれ線幅の異なる複数のゲージが前記中心部を中心として時計回りに所定の間隔で配置されたクラックスケールを前記ひび割れ画像に重ねて回転かつ移動可能に表示するクラックスケール表示手段と
   してコンピュータを機能させるためのひび割れ幅測定プログラム。
5. ひび割れを撮影して得られたひび割れ画像を表示すること、
   ひび割れ幅を測定するためのそれぞれ所定の線幅で中心部から放射状に延びる長さが等しい複数のゲージであってそれぞれ線幅の異なる複数のゲージが前記中心部を中心として時計回りに所定の間隔で配置されたクラックスケールを前記ひび割れ画像に重ねて回転かつ移動可能に表示すること
   を含むひび割れ幅測定方法。

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