JP7253322B2 - 外皮の退色診断方法 - Google Patents
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本実施形態に係る退色診断方法では、外皮として建物の屋根を診断する。図1に示すように、建物10の屋根11において、標準板9を使用して補正係数の関数を構築し、構築した補正係数の関数と、標準板9とを用いて建物20、30、40の屋根21、31、21の退色を診断する。建物20の屋根21に対する診断方法は、他の建物30、40の屋根31、41でも同様に行うため、以下に建物20の屋根21をその診断対象として説明し、その他の屋根31、41の診断の説明を省略する。なお、以下に「10」を第1建物、「11」を第1屋根(第1外皮)、「20」を第2建物、「21」を第2屋根(第2外皮)と称する。
無人航空機(UAV)5は、いわゆるドローンであり、無人航空機5は、無線コントローラ(図示)により、第1建物10等の上空まで操作される。無人航空機5には、撮像装置6が搭載されており、無線コントローラの操作により、対象物を撮像することができる。
処理装置7は、入力装置71、表示装置72、演算装置(CPU)73、および記憶装置(例えばRAM等)74を備えている。処理装置7は、パーソナルコンピュータまたはスマートフォン、タブレット端末等の形態端末である。記憶装置74には、図2に示す明度算出工程S22、評価明度算出工程S31において明度の算出を行う明度算出プログラム74Aと、一次補正工程S32および二次補正工程S33等の明度を補正する補正プログラム74Bと、診断工程S34を行う診断プログラム74C等が記憶されている。なお、記憶装置74には、OS(オペレーションプログラム)(図示せず)が記憶され、これらのプログラム74A~74Cは、アプリケーションプログラムとしてインストールされている。
色差計8は、市販された色差計であり、Lab表色系において、明度Lを測定することができるのであれば、特にその装置構成は限定されない。標準板9は、0.5mm程度のプラスチック板などの板状の部材であり、本実施形態では、標準板9は、単色の表面を有しており、その色は特に限定されないが、より好ましくは、L値が黒色(より好ましくは漆黒)である。
以下に、第2屋根21の退色診断方法を図2~図8を参照しながら説明する。この退色診断方法では、第1建物10の第1屋根11に対して、図2に示す明度実測工程S21~関数算出工程S24の一連の工程を行うことにより、外皮の明度に関する補正係数の関数を構築する。
まず、明度実測工程S21を行う。この工程では、第1建物10の屋根11の明度と、単色の標準板9の明度とを、実測明度として色差計8で実測する。これにより、第1屋根11の実測明度と、標準板9の実測明度を得ることができる。
次に、明度算出工程S22を行う。この工程では、明度実測工程S21において、複数の異なる撮像条件下で、図3(a)に示すように、第1建物10の第1屋根11とともに標準板9を、撮像装置6で撮像する。この際、無人航空機5を第1建物10の上空に飛行させて、上方から第1屋根11を撮像装置6で撮像する。ここで、複数の異なる撮像条件としては、晴れ、曇り、雨などの天候が異なる条件、日中、夕方など外部の明るさが異なる条件、さらに、異なる高度の条件、などを挙げることができる。ここで、無人航空機5で撮像すれば、異なる高度で撮像できるため、より簡単かつ迅速にこの工程を実施することができる。
次に、画像明度補正工程S23を行う。この工程では、標準板9の実測明度と、撮像条件ごとの標準板9の画像明度とから、撮像条件ごとの第1屋根11の画像明度を補正する。処理装置7では、第1建物10の第1屋根11の画像明度の一次補正係数γを算出する。本実施形態では、その補正の一例として、画像処理におけるγ補正を挙げ、このγ補正では、まず以下の数1に示すγ補正の補正係数を、一次補正係数γ’として算出する。なお、数1のlogの底はeである。
関数算出工程S24では、複数の異なる撮像条件ごとに、補正された第1屋根11の画像明度と、第1屋根11の実測明度とから、標準板9の画像明度を変数として、第1屋根11の画像明度の補正係数Kの関数Fを算出する。具体的には、まず、以下に示す数3により、撮像条件ごとに補正された第1屋根11の画像明度と、第1屋根11の実測明度とから、補正係数Kを算出する。
まず、評価明度算出工程S31を行う。この工程では、図5(a)に示すように、第2建物20の第2屋根21とともに標準板9を、撮像装置6で撮像する。この際、無人航空機5を、第2建物20の上空に飛行させて、第2屋根21の上方から、これらを撮像装置6で撮像する。第2屋根21を撮像する撮像装置6は、明度実測工程S21で測定した撮像装置6と実質的に同じ撮像装置を用いる。実質的に同じとは、たとえば、撮像環境の明るさに依存して、撮像された画像の明度の変化特性が同じものである。したがって、例えば、同じ撮像装置6に限られず、同じメーカの型番の撮像装置または同じメーカの同じシリーズの撮像装置などである。なお、撮像装置6で撮像する方法は、明度算出工程S22で行った方法と同様の方法である。
次に、一次補正工程S32を行う。この工程では、明度実測工程S21実測した標準板9の実測明度と、評価明度算出工程S31で算出した標準板9の評価明度とから、処理装置7で、第2建物20の第2屋根21の評価明度の一次補正係数を算出する。本実施形態では、その補正の一例として、γ補正を挙げ、このγ補正では、数5に示すγ補正の補正係数を、一次補正係数γとして算出する。なお、数1のlogの底はeである。
次に、二次補正工程S33を行う。この工程では、第2屋根21とともに撮像された標準板9の評価明度と、関数算出工程S24で算出された補正係数Kの関数Fから、第2屋根21の評価明度の補正係数KBを算出する。
最後に、診断工程S34を行う。この工程では、二次補正した第2屋根21の評価明度から、第2屋根21の退色を診断する。
発明者らは、以下の確認試験を行った。具合的には、漆黒の標準板を用いて、天候と、無人航空機(UAV)の飛行高度(第1建物(A棟)の第1屋根から高度10~20mの範囲)とを、で組み合わせて、8つ条件下で、上述した明度実測工程S21~関数算出工程S24の工程を行った。これらの条件における標準板の画像明度と、算出した補正係数Kの関係から、指数近似した関数Fを算出した。この結果を図7に示す。
Claims (5)
- 建物の外皮の退色を診断する退色診断方法であって、
第1建物の第1外皮の明度と、単色の標準板の明度とを、実測明度として色差計で実測する明度実測工程と、
複数の異なる撮像条件で、前記第1外皮とともに前記標準板を撮像装置で撮像し、撮像した画像から、前記第1外皮の明度と前記標準板の明度とを、画像明度として算出する明度算出工程と、
前記標準板の実測明度と、前記撮像条件ごとの前記標準板の画像明度とから、前記第1外皮の画像明度を補正する画像明度補正工程と、
補正した前記第1外皮の画像明度と、前記第1外皮の実測明度とから、前記撮像条件ごとの前記第1外皮の画像明度の補正係数を算出し、算出した前記補正係数と、前記補正係数に対応した前記撮像条件ごとの前記標準板の画像明度とから、前記標準板の画像明度を変数とした前記補正係数の関数を算出する関数算出工程と、により、
前記退色診断方法は、前記補正係数の関数を構築し、前記第1建物と異なる第2建物の第2外皮の退色診断を行うものであり、
前記退色診断方法は、前記第2外皮とともに前記標準板を、前記撮像装置で撮像し、撮像した画像から、前記第2外皮の明度と、前記標準板の明度とを、評価明度として算出する評価明度算出工程と、
前記標準板の実測明度と前記標準板の評価明度とから、前記第2外皮の評価明度を補正する1次補正を行うとともに、前記標準板の評価明度を前記補正係数の関数に代入し、得られた補正係数で、前記第2外皮の評価明度を補正する2次補正を行う評価明度補正工程と、
補正後の前記第2外皮の評価明度から、前記第2外皮の退色を診断する診断工程と、を含み、
前記関数算出工程において、
前記撮像条件ごとの前記第1外皮の画像明度の前記補正係数は、前記第1外皮の実測明度を、前記画像明度補正工程で補正した前記第1外皮の画像明度で除算することにより求め、
前記補正係数の関数は、前記撮像条件ごとの前記補正係数と、前記第1外皮とともに撮像した前記標準板の画像明度とをプロットしたグラフから算出された近似関数であり、前記標準板の画像明度を変数とした以下の式(1)に示す近似関数であることを特徴とする建物の外皮の退色診断方法。
F=a×exp(b×前記標準板の画像明度)…(1)
ただし、
F:補正係数の関数
a、b:は定数
である。 - 前記明度算出工程において、前記第1外皮の上に、前記標準板を配置した状態で、前記撮像装置による撮像を行い、
前記評価明度算出工程を、前記第2外皮の上に、前記標準板を配置した状態で、前記撮像装置による撮像を行うことを特徴とする請求項1に記載の建物の外皮の退色診断方法。 - 前記標準板の単色は、黒色であることを特徴とする請求項1または2に記載の建物の外皮の退色診断方法。
- 前記第1外皮は、前記第1建物の屋根であり、前記第2外皮は、前記第2建物の屋根であることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の建物の外皮の退色診断方法。
- 前記明度算出工程および前記評価明度算出工程において、前記撮像装置による撮像を、前記撮像装置を搭載した無人航空機から行うことを特徴とする請求項4に記載の建物の外皮の退色診断方法。
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