JP7088199B2 - 状態判定装置、状態判定方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
前記構造物のたわみ量及び表面変位量を計測する、計測部と、
計測された前記たわみ量及び前記表面変位量を用いて統計処理を実行する、統計処理部と、
前記統計処理の結果に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、劣化状態判定部と、を備えていることを特徴とする。
(a)前記構造物のたわみ量及び表面変位量を計測する、ステップと、
(b)計測された前記たわみ量及び前記表面変位量を用いて統計処理を実行する、ステップと、
(c)前記統計処理の結果に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、ステップと、を有することを特徴とする。
前記コンピュータに、
(a)前記構造物のたわみ量及び表面変位量を計測する、ステップと、
(b)計測された前記たわみ量及び前記表面変位量を用いて統計処理を実行する、ステップと、
(c)前記統計処理の結果に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、ステップと、を実行させることを特徴とする。
以下、本発明の実施の形態1における、状態判定装置、状態判定方法、及びプログラムについて、図1~図10を参照しながら説明する。但し、以下に述べる実施の形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。
最初に、図1を用いて本実施の形態1における状態判定装置の概略構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態1における状態判定装置の概略構成を示すブロック図である。
次に、本発明の実施の形態1における状態判定装置100の動作について図10を用いて説明する。図10は、本発明の実施の形態1における状態判定装置の動作を示すフロー図である。以下の説明においては、適宜図1~図9を参酌する。また、本実施の形態1では、状態判定装置100を動作させることによって、状態判定方法が実施される。よって、本実施の形態1における状態判定方法の説明は、以下の状態判定装置100の動作説明に代える。
以上のように、本実施の形態1では、構造物200のたわみ量δ(xo)と表面変位量Δx(xo)との相関係数が求められ、相関係数に基づいて、構造物200の劣化状態が判定される。相関係数の値は、構造物200の劣化状態に応じて異なるため、本実施の形態1によれば、構造物200の劣化状態を適切に判定することができる。
本実施の形態1におけるプログラムは、コンピュータに、図10に示すステップA1~A4を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態1における状態判定装置100と状態判定方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのCPU(Central Processing Unit)は、計測部10、統計処理部20、劣化状態判定部30、及び前処理部40として機能し、処理を行なう。
次に、本発明の実施の形態2における状態判定装置、状態判定方法、及びプログラムについて、図11~図15を参照しながら説明する。
最初に、本実施の形態2における状態判定装置の構成について説明する。本実施の形態2における状態判定装置の構成は、図2に示した実施の形態1における状態判定装置100と同様に構成されている。但し、本実施の形態2における状態判定装置は、統計処理部20及び前処理部40における処理の点で、実施の形態1における状態判定装置100と異なっている。以下、実施の形態1との相違点を中心に説明する。また、以下の説明においては、判定対象となる構造物200は、橋梁であるとする。また、適宜図1及び図2を参照する。
次に、本発明の実施の形態2における状態判定装置の動作について図15を用いて説明する。図15は、本発明の実施の形態2における状態判定装置の動作を示すフロー図である。以下の説明においては、適宜図1~図14を参酌する。また、本実施の形態2では、状態判定装置を動作させることによって、状態判定方法が実施される。よって、本実施の形態2における状態判定方法の説明は、以下の状態判定装置の動作説明に代える。
以上のように、本実施の形態2では、構造物200のたわみ量の差分Δδ(xo,t)と表面変位量Δx(xo,t)との相関係数が求められ、相関係数に基づいて、構造物200の劣化状態が判定される。相関係数の値は、構造物200の劣化状態に応じて異なるため、本実施の形態2によっても、構造物200の劣化状態を適切に判定することができる。
本実施の形態2におけるプログラムは、コンピュータに、図15に示すステップB1~B5を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態2における状態判定装置と状態判定方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのCPU(Central Processing Unit)は、計測部10、統計処理部20、劣化状態判定部30、及び前処理部40として機能し、処理を行なう。
次に、本発明の実施の形態3における状態判定装置、状態判定方法、及びプログラムについて、図16~図19を参照しながら説明する。
以上のように、本実施の形態3では、構造物200のたわみ量の差分Δδ(t)と表面変位量Δx(xo,t)との相関係数が求められ、相関係数に基づいて、構造物200の劣化状態が判定される。相関係数の値は、構造物200の劣化状態に応じて異なるため、本実施の形態3によっても、構造物200の劣化状態を適切に判定することができる。
本実施の形態3におけるプログラムは、コンピュータに、図15に示すステップB1~B5を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態3における状態判定装置と状態判定方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのCPU(Central Processing Unit)は、計測部10、統計処理部20、劣化状態判定部30、及び前処理部40として機能し、処理を行なう。
次に、本発明の実施の形態4における状態判定装置、状態判定方法、及びプログラムについて、図20及び図21を参照しながら説明する。
最初に、本実施の形態4における状態判定装置の構成について図20を用いて説明する。図20は、本発明の実施の形態4において算出されるたわみ量を構造物の例を用いて説明する図である。
次に、本発明の実施の形態4における状態判定装置の動作について図21を用いて説明する。図21は、本発明の実施の形態4における状態判定装置の動作を示すフロー図である。また、本実施の形態4では、状態判定装置を動作させることによって、状態判定方法が実施される。よって、本実施の形態4における状態判定方法の説明は、以下の状態判定装置の動作説明に代える。
以上のように、本実施の形態4では、構造物200のたわみ量Δδ(xo,t)と表面歪量εx(xo,t)との相関係数が求められ、相関係数に基づいて、構造物200の劣化状態が判定される。相関係数の値は、構造物200の劣化状態に応じて異なるため、本実施の形態4によっても、構造物200の劣化状態を適切に判定することができる。
本実施の形態4におけるプログラムは、コンピュータに、図21に示すステップC1~C5を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態4における状態判定装置と状態判定方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのCPU(Central Processing Unit)は、計測部10、統計処理部20、劣化状態判定部30、及び前処理部40として機能し、処理を行なう。
ここで、本実施の形態1~4の応用例1について説明する。本応用例1では、状態判定装置は、実施の形態1~4で述べた相関係数のうちの少なくとも2つ以上を算出する機能を備えている。このため、応用例1においては、状態判定装置は、2つ以上の相関係数を用いて、構造物の劣化状態をより詳細に判定することができる。
続いて、本実施の形態1~4の応用例2について説明する。図23(a)は、本発明の実施の形態における応用例2での橋梁のたわみ量及び表面変位量の計測を説明する図であり、図23(b)は、図23(a)に示した橋梁のたわみ曲線を示す図である。
上述の実施の形態1~4では、橋梁に発生しているひびに起因した劣化状態を判定してうるが、本発明は、ひび以外の要因、例えば、剥離、内部空洞等に起因した劣化状態を判定することもできる。これらの要因によっても、相関係数は低下するためである。また、劣化状態判定部30は、構造物の表面に発生しているひびの有無も考慮して判定を行なうことができる。
上述の実施の形態1~4では、構造物にかかる荷重として、橋梁を走行する車両を上げているが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本発明は、橋梁以外の構造物にも適用できる。更に、構造物にたわみを生じさせる荷重は、構造物の上から与えられる場合に限定されることはない。
また、実施の形態1~4で用いられる撮像装置50において、例えば、レンズ焦点距離は50mm、画素ピッチは5μmに設定されているのが良く、この場合、撮像距離5mにおいて500μmの画素分解能を得ることが可能となる。また、撮像装置50の撮像素子としては、モノクロで水平2000画素、垂直2000画素の画素数の撮像素子を用いることができ、この場合、撮像距離5mにおいて、1m×1mの範囲で撮影が可能となる。撮像素子のフレームレートは、例えば60Hzに設定される。なお、撮像装置50において、レンズ焦点距離、撮像素子の画素ピッチ、画素数、フレームレートは、測定対象に応じて適宜設定される。
ここで、実施の形態1~4におけるプログラムを実行することによって、状態判定装置を実現するコンピュータについて図24を用いて説明する。図24は、本発明の実施の形態1~4における状態判定装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
構造物の状態を判定するための装置であって、
前記構造物のたわみ量及び表面変位量を計測する、計測部と、
計測された前記たわみ量及び前記表面変位量を用いて統計処理を実行する、統計処理部と、
前記統計処理の結果に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、劣化状態判定部と、を備えていることを特徴とする状態判定装置。
前記統計処理部が、前記統計処理によって、前記たわみ量または前記たわみ量の差分と前記表面変位量との相関係数を求め、
前記劣化状態判定部が、前記相関係数に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、付記1に記載の状態判定装置。
計測された前記たわみ量又は前記たわみ量の差分と前記表面変位量とを、計測時の条件に関連付けて記録する、前処理部を、更に備えている、
付記2に記載の状態判定装置。
前記前処理部が、計測された前記たわみ量又は前記たわみ量の差分と前記表面変位量とを、たわみの原因となった荷重に関連付けて記録し、
前記統計処理部は、前記たわみの原因となった荷重毎の、前記たわみ量又は前記たわみ量の差分と前記表面変位量とを用いて、前記相関係数を算出する、
付記3に記載の状態判定装置。
前記統計処理部が、前記たわみ量または前記たわみ量の差分に時間的微分を行ない、得られた値と前記表面変位量との相関係数を求める、
付記2~4のいずれかに記載の状態判定装置。
前記計測部は、前記構造物から光学的に得られたデータを用いて、前記構造物のたわみ量及び表面変位量を計測する、
付記1~5のいずれかに記載の状態判定装置。
構造物の状態を判定するための方法であって、
(a)前記構造物のたわみ量及び表面変位量を計測する、ステップと、
(b)計測された前記たわみ量及び前記表面変位量を用いて統計処理を実行する、ステップと、
(c)前記統計処理の結果に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、ステップと、を有することを特徴とする状態判定方法。
前記(b)のステップにおいて、前記統計処理によって、前記たわみ量または前記たわみ量の差分と前記表面変位量との相関係数を求め、
前記(c)のステップにおいて、前記相関係数に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、
付記7に記載の状態判定方法。
(d)計測された前記たわみ量又は前記たわみ量の差分と前記表面変位量とを、計測時の条件に関連付けて記録する、ステップを、更に有している、
付記8に記載の状態判定方法。
前記(d)のステップにおいて、計測された前記たわみ量又は前記たわみ量の差分と前記表面変位量とを、たわみの原因となった荷重に関連付けて記録し、
前記(b)のステップにおいて、前記たわみの原因となった荷重毎の、前記たわみ量又は前記たわみ量の差分と前記表面変位量とを用いて、前記相関係数を算出する、
付記9に記載の状態判定方法。
前記(b)のステップにおいて、前記たわみ量または前記たわみ量の差分に時間的微分を行ない、得られた値と前記表面変位量との相関係数を求める、
付記8~10のいずれかに記載の状態判定方法。
前記(a)のステップにおいて、前記構造物から光学的に得られたデータを用いて、前記構造物のたわみ量及び表面変位量を計測する、
付記7~11のいずれかに記載の状態判定方法。
コンピュータによって、構造物の状態を判定するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
(a)前記構造物のたわみ量及び表面変位量を計測する、ステップと、
(b)計測された前記たわみ量及び前記表面変位量を用いて統計処理を実行する、ステップと、
(c)前記統計処理の結果に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、ステップと、を実行させる、プログラム。
前記(b)のステップにおいて、前記統計処理によって、前記たわみ量または前記たわみ量の差分と前記表面変位量との相関係数を求め、
前記(c)のステップにおいて、前記相関係数に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、
付記13に記載のプログラム。
前記コンピュータに、
(d)計測された前記たわみ量又は前記たわみ量の差分と前記表面変位量とを、計測時の条件に関連付けて記録する、ステップを更に実行させる、
付記14に記載のプログラム。
前記(d)のステップにおいて、計測された前記たわみ量又は前記たわみ量の差分と前記表面変位量とを、たわみの原因となった荷重に関連付けて記録し、
前記(b)のステップにおいて、前記たわみの原因となった荷重毎の、前記たわみ量又は前記たわみ量の差分と前記表面変位量とを用いて、前記相関係数を算出する、
付記15に記載のプログラム。
前記(b)のステップにおいて、前記たわみ量または前記たわみ量の差分に時間的微分を行ない、得られた値と前記表面変位量との相関係数を求める、
付記14~16のいずれかに記載のプログラム。
前記(a)のステップにおいて、前記構造物から光学的に得られたデータを用いて、前記構造物のたわみ量及び表面変位量を計測する、
付記13~17のいずれかに記載のプログラム。
11 変位検出部
12 たわみ量算出部
13 表面変位量算出部
20 統計処理部
30 劣化状態判定部
40 前処理部
50 撮像装置
100 状態判定装置
110 コンピュータ
111 CPU
112 メインメモリ
113 記憶装置
114 入力インターフェイス
115 表示コントローラ
116 データリーダ/ライタ
117 通信インターフェイス
118 入力機器
119 ディスプレイ装置
120 記録媒体
121 バス
200 構造物(橋梁)
201、202 領域
210 床版
220 橋桁
230 車両
Claims (7)
- 構造物の状態を判定するための装置であって、
前記構造物の表面変位量及び表面変位の方向と直交する方向の変位量を計測する、計測部と、
計測された記表面変位量及び前記表面変位の方向と直交する方向の変位量を用いて統計処理を実行する、統計処理部と、
前記統計処理の結果に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、劣化状態判定部と、を備え、
前記統計処理部が、前記統計処理によって、前記表面変位の方向と直交する方向の変位量又は前記表面変位の方向と直交する方向の変位量の差分と、前記表面変位量と、の相関係数を求め、
前記劣化状態判定部が、前記相関係数に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、
ことを特徴とする状態判定装置。 - 計測された前記表面変位の方向と直交する方向の変位量又は前記表面変位の方向と直交する方向の変位量の差分と前記表面変位量とを、計測時の条件に関連付けて記録する、前処理部を、更に備えている、
請求項1に記載の状態判定装置。 - 前記前処理部が、計測された前記表面変位の方向と直交する方向の変位量又は前記表面変位の方向と直交する方向の変位量の差分と前記表面変位量とを、たわみの原因となった荷重に関連付けて記録し、
前記統計処理部は、前記たわみの原因となった荷重毎の、前記表面変位の方向と直交する方向の変位量又は前記表面変位の方向と直交する方向の変位量の差分と前記表面変位量とを用いて、前記相関係数を算出する、
請求項2に記載の状態判定装置。 - 前記統計処理部が、前記表面変位の方向と直交する方向の変位量または前記表面変位の方向と直交する方向の変位量の差分に時間的微分を行ない、得られた値と前記表面変位量との相関係数を求める、
請求項1~3のいずれかに記載の状態判定装置。 - 前記計測部は、前記構造物から光学的に得られたデータを用いて、前記構造物の前記表面変位量及び前記表面変位の方向と直交する方向の変位量を計測する、
請求項1~4のいずれかに記載の状態判定装置。 - 構造物の状態を判定するための方法であって、
(a)前記構造物の表面変位量及び表面変位の方向と直交する方向の変位量を計測する、ステップと、
(b)計測された前記表面変位量及び前記表面変位の方向と直交する方向の変位量を用いて統計処理を実行する、ステップと、
(c)前記統計処理の結果に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、ステップと、
を有し、
前記(b)のステップにおいて、前記統計処理によって、前記表面変位の方向と直交する方向の変位量又は前記表面変位の方向と直交する方向の変位量の差分と、前記表面変位量と、の相関係数を求め、
前記(c)のステップにおいて、前記相関係数に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、
ことを特徴とする状態判定方法。 - コンピュータによって、構造物の状態を判定するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
(a)前記構造物の表面変位量及び表面変位の方向と直交する方向の変位量を計測する、ステップと、
(b)計測された前記表面変位量及び前記表面変位の方向と直交する方向の変位量を用いて統計処理を実行する、ステップと、
(c)前記統計処理の結果に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、ステップと、
を実行させ、
前記(b)のステップにおいて、前記統計処理によって、前記表面変位の方向と直交する方向の変位量又は前記表面変位の方向と直交する方向の変位量の差分と、前記表面変位量と、の相関係数を求め、
前記(c)のステップにおいて、前記相関係数に基づいて、前記構造物の劣化状態を判定する、
プログラム。
Applications Claiming Priority (3)
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