JP7271360B2 - State determination system - Google Patents

State determination system Download PDF

Info

Publication number
JP7271360B2
JP7271360B2 JP2019140863A JP2019140863A JP7271360B2 JP 7271360 B2 JP7271360 B2 JP 7271360B2 JP 2019140863 A JP2019140863 A JP 2019140863A JP 2019140863 A JP2019140863 A JP 2019140863A JP 7271360 B2 JP7271360 B2 JP 7271360B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
attractors
displacement data
attractor
unit
server
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019140863A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021025777A (en
Inventor
隆仁 齊藤
基成 小林
大造 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Docomo Inc
Original Assignee
NTT Docomo Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTT Docomo Inc filed Critical NTT Docomo Inc
Priority to JP2019140863A priority Critical patent/JP7271360B2/en
Publication of JP2021025777A publication Critical patent/JP2021025777A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7271360B2 publication Critical patent/JP7271360B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は、構造物の状態を判定する状態判定システムに関する。 The present invention relates to a state determination system for determining the state of structures.

従来、橋梁の画像を解析することにより、橋梁の複数の箇所における振動を特定して、橋梁の劣化の進行を把握することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, it has been proposed to identify the vibrations at a plurality of locations of the bridge by analyzing the image of the bridge and grasp the progress of deterioration of the bridge (see, for example, Patent Document 1).

特開2017-207339号公報JP 2017-207339 A

橋梁等の構造物に異常が発生している場合の振動の変化は、局所的であり、且つ、微小であることが多い。さらに、構造物で生じる振動を観測する場合、観測されたデータには環境等の影響によるノイズが含まれ得る。そのため、振動の微小な変化に基づいて、精度良く構造物の状態を判定することが困難である場合がある。 Changes in vibration when an abnormality occurs in a structure such as a bridge are often local and minute. Furthermore, when observing vibrations occurring in a structure, the observed data may contain noise due to the influence of the environment and the like. Therefore, it may be difficult to accurately determine the state of the structure based on minute changes in vibration.

本発明の一側面は、橋梁等の構造物の状態を適切に判定することができる状態判定システムを提供することを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to provide a state determination system capable of appropriately determining the state of a structure such as a bridge.

本発明の一側面に係る状態判定システムは、構造物を撮像した動画像を取得する取得部と、取得部によって取得された動画像から、構造物の複数の領域の変位量をそれぞれ示す複数の変位データを取得する計測部と、計測部によって取得された複数の変位データに基づいて、アトラクタの再構成を行う再構成部と、再構成部によって再構成されたアトラクタに基づいて、構造物の状態を判定する解析部と、を備える。 A state determination system according to one aspect of the present invention includes an acquisition unit that acquires a moving image of a structure, and a plurality of displacement amounts of a plurality of regions of the structure from the moving image acquired by the acquisition unit. a measuring unit that acquires displacement data; a reconstruction unit that reconstructs an attractor based on the plurality of displacement data acquired by the measuring unit; and an analysis unit that determines the state.

この状態判定システムでは、構造物における複数の変位データから再構成されたアトラクタに基づいて構造物の状態が判定される。このように、アトラクタは複数の変位データから再構成されているため、例えば一部の変位データに多くのノイズが含まれていたとしても、ノイズがアトラクタに与える影響は低減され得る。したがって、構造物の状態を適切に判定することができる。 In this state determination system, the state of a structure is determined based on attractors reconstructed from a plurality of displacement data of the structure. In this way, since the attractor is reconstructed from a plurality of displacement data, even if a part of the displacement data contains a lot of noise, the influence of the noise on the attractor can be reduced. Therefore, it is possible to appropriately determine the state of the structure.

本発明の一形態は、橋梁等の構造物の状態を適切に判定することができる状態判定システムを提供することができる。 One aspect of the present invention can provide a state determination system that can appropriately determine the state of a structure such as a bridge.

一例に係る状態判定システムの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the state determination system which concerns on an example. 動画像から取得される変位データの一例を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of displacement data acquired from a moving image; FIG. アトラクタを再構成する変位データの組み合わせを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a combination of displacement data for reconstructing an attractor; フィルトレーションを説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining filtration; パーシステントダイアグラムの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a persistent diagram; FIG. アトラクタ同士の類似度を示すグラム行列を図面的に表現した図である。FIG. 10 is a drawing representation of a Gram matrix indicating similarities between attractors. サポートベクトルマシンによる推定の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of estimation by a support vector machine. 状態判定システムによる処理の一例を示すフローチャートである。。4 is a flowchart showing an example of processing by a state determination system; . 本発明の実施形態に係る状態判定システムのハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of the state determination system which concerns on embodiment of this invention.

以下、図面と共に本発明に係る状態判定システムの実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of a state determination system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.

図1は、本実施形態に係る状態判定システムであるサーバ20を示す。サーバ20は、構造物2の状態を判定するシステムである。判定対象となる構造物2は、例えば、図1に示すような橋梁である。但し、判定対象となる構造物2は、橋梁に限られず、例えば鉄塔、電柱、ビル等の任意の構造物であってもよい。判定される構造物(の部分)の状態は、例えば、構造物に損傷等の異常が生じているか否かである。サーバ20による判定の結果は、例えば、構造物の補強又は改修等の判断に用いられ得る。 FIG. 1 shows a server 20 which is a state determination system according to this embodiment. The server 20 is a system that determines the state of the structure 2 . The structure 2 to be determined is, for example, a bridge as shown in FIG. However, the structure 2 to be determined is not limited to a bridge, and may be any structure such as a steel tower, utility pole, or building. The state of (a portion of) the structure to be determined is, for example, whether or not there is an abnormality such as damage in the structure. The result of the determination by the server 20 can be used, for example, to determine whether to reinforce or repair the structure.

サーバ20は、例えば、サーバ装置によって実現される。また、サーバ20は、複数のサーバ装置、即ち、コンピュータシステムによって実現されてもよい。サーバ20は、通信機能を有しており、他の装置との間でデータの送受信を行うことができる。 The server 20 is implemented by, for example, a server device. Also, the server 20 may be realized by a plurality of server devices, that is, computer systems. The server 20 has a communication function and can transmit and receive data to and from other devices.

サーバ20は、撮像装置10で撮像された動画像を用いて構造物の状態を判定する。撮像装置10は、対象の構造物2を撮像して、構造物2の動画像をデータとして取得する。一例の撮像装置10は、構造物2の状態の判定に用いることが可能な程度の解像度で動画像の撮像を行うことが可能な周知のカメラ(ビデオカメラ)であってよい。撮像装置10は、構造物2を撮像できる位置に、予め固定的に設置される。撮像装置10とサーバ20とは、互いにデータの送受信を行うことができる。一例の撮像装置10は、予め設定されたフレームレート(fps)で構造物2を撮像して、撮像した動画像のデータをサーバ20に送信する。なお、撮像装置10によって取得されたデータは、取り出し可能な記録媒体等を介してサーバ20に取り込まれてもよい。 The server 20 determines the state of the structure using the moving image captured by the imaging device 10 . The imaging device 10 captures an image of the target structure 2 and acquires a moving image of the structure 2 as data. An example of the imaging device 10 may be a known camera (video camera) capable of capturing a moving image with a resolution that can be used to determine the state of the structure 2 . The imaging device 10 is fixedly installed in advance at a position where the structure 2 can be imaged. The imaging device 10 and the server 20 can transmit and receive data to and from each other. The imaging device 10 as an example captures an image of the structure 2 at a preset frame rate (fps) and transmits data of the captured moving image to the server 20 . The data acquired by the imaging device 10 may be loaded into the server 20 via a removable recording medium or the like.

サーバ20は、機能的には、取得部21と、計測部22と、再構成部23と、解析部25とを備えて構成される。取得部21は、構造物2を撮像した動画像を取得する機能部である。取得部21は、構造物2の全体又は一部を撮像した動画像を取得する。一例において、取得部21によって取得される動画像は、画像幅及び画像高さによって規定される矩形の画像領域を有する動画像である。動画像を構成する各フレームにおける画像領域は互いに一致している。本実施形態では、取得部21は、撮像装置10によって撮像された動画像のデータを撮像装置10から取得する。取得部21は、取得した動画像のデータを計測部22に出力する。 The server 20 functionally includes an acquisition unit 21 , a measurement unit 22 , a reconstruction unit 23 , and an analysis unit 25 . The acquisition unit 21 is a functional unit that acquires a moving image of the structure 2 . The acquisition unit 21 acquires a moving image of the whole or part of the structure 2 . In one example, the moving image acquired by the acquiring unit 21 is a moving image having a rectangular image area defined by image width and image height. The image areas in each frame forming the moving image match each other. In the present embodiment, the acquisition unit 21 acquires data of moving images captured by the imaging device 10 from the imaging device 10 . The acquiring unit 21 outputs the acquired moving image data to the measuring unit 22 .

計測部22は、取得部21によって取得された動画像のデータから、構造物2の複数の領域についてのそれぞれの変位量を計測(算出)し、変位量を示す変位データを取得する機能部である。一例の計測部22は、取得された動画像から、POC(Phase Only Correlation)、オプティカルフロー法、サンプリングモアレ法等の従来の技術によってサブピクセル単位での変位を検出して、構造物の複数の箇所についての振動(変位量)を検出する。例えば、計測部22は、取得された動画像から、振動の計測の対象となる領域を抽出する。当該領域は、構造物の中の注目するべき領域(Region of Interest:ROI)である。このようなROIは、計測部22によって自動的に抽出されてもよいし、ユーザによって予め設定されていてもよい。図示例では、構造物(橋梁)2を撮像した画像内において、構造物2の一部を含む5つの領域2a,2b,2c,2d,2eがROIとして設定されている。 The measurement unit 22 is a functional unit that measures (calculates) displacement amounts for each of a plurality of regions of the structure 2 from the moving image data acquired by the acquisition unit 21, and acquires displacement data indicating the displacement amounts. be. An example of the measurement unit 22 detects the displacement in sub-pixel units from the acquired moving image by conventional techniques such as POC (Phase Only Correlation), optical flow method, sampling moire method, etc., and measures a plurality of structures Vibration (displacement) is detected at the point. For example, the measurement unit 22 extracts a vibration measurement target area from the acquired moving image. The region is a region of interest (ROI) in the structure. Such an ROI may be automatically extracted by the measurement unit 22 or preset by the user. In the illustrated example, five regions 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e including part of the structure 2 are set as ROIs in the image of the structure (bridge) 2 captured.

計測部22は、前後のフレーム間における共通する領域2a,2b,2c,2d,2eの位置ずれをサブピクセル精度で算出する。例えば、橋梁の劣化は縦方向(鉛直方向)の振動に応じて進行するため、橋梁の状態を判定する場合には、計測部22は、動画像の鉛直方向について位置ずれの算出を行う。計測部22は、動画像に基づいて、各領域2a,2b,2c,2d,2eについて前後の各フレーム間の位置ずれを構造物の振動として算出し、算出された振動のデータを変位データとして取得する。図2は、動画像から取得される変位データの一例を模式的に示す図である。図2では、5種類の変位データが互いに異なる種類の線によって示されている。一例の変位データは、横軸を時間、縦軸を振幅とする振動のデータである。例えば、振動のデータは、橋梁を自動車が通過した際に取得されてもよい。振動のデータには、撮像環境に起因するノイズの影響が反映され得る。計測部22は、動画像から得られた領域ごとの振動のデータを変位データとして再構成部23に出力する。 The measurement unit 22 calculates positional deviations of the common areas 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e between the preceding and succeeding frames with sub-pixel accuracy. For example, since deterioration of a bridge progresses according to vibration in the longitudinal direction (vertical direction), the measurement unit 22 calculates the displacement in the vertical direction of the moving image when judging the state of the bridge. The measurement unit 22 calculates the positional deviation between the front and rear frames for each of the regions 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e based on the moving image as the vibration of the structure, and uses the calculated vibration data as the displacement data. get. FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of displacement data acquired from a moving image. In FIG. 2, five types of displacement data are indicated by different types of lines. An example of displacement data is vibration data with time on the horizontal axis and amplitude on the vertical axis. For example, vibration data may be obtained as a car passes over a bridge. Vibration data may reflect the influence of noise caused by the imaging environment. The measurement unit 22 outputs vibration data for each region obtained from the moving image to the reconstruction unit 23 as displacement data.

再構成部23は、計測部22によって取得された複数の変位データに基づいて、アトラクタの再構成を行う機能部である。本実施形態において、再構成部23は、複数の変位データの異なる組み合わせに基づいて、複数のアトラクタの再構成を行う。一つのアトラクタを再構成するための変位データの数は、例えば、変位データのフラクタル次元の2倍以上の最小の整数個である。 The reconstruction unit 23 is a functional unit that reconstructs the attractor based on the plurality of displacement data acquired by the measurement unit 22 . In this embodiment, the reconstruction unit 23 reconstructs a plurality of attractors based on different combinations of a plurality of displacement data. The number of displacement data for reconstructing one attractor is, for example, the minimum integer number that is at least twice the fractal dimension of the displacement data.

一例の再構成部23は、入力された複数の変位データ(振動の観測データ)のそれぞれのフラクタル次元Nを導出する。フラクタル次元Nは、例えばHiguchi法、ボックスカウント法のような従来の技術に基づいて導出されてよい。再構成部23は、導出されたフラクタル次元Nのうちの最大値の2倍以上の数の変位データを用いてアトラクタの再構成を行う。この場合、計測部22によって取得された変位データの数をmとし、フラクタル次元Nの2倍以上の最小の整数をnとすると、再構成部23は、通りの数のアトラクタを再構成することができる。 The reconstruction unit 23 as an example derives the fractal dimension N of each of the plurality of input displacement data (vibration observation data). The fractal dimension N may be derived based on conventional techniques such as Higuchi's method, box-counting method. The reconstruction unit 23 reconstructs the attractor using displacement data whose number is at least twice the maximum value of the derived fractal dimension N. In this case, if the number of displacement data acquired by the measurement unit 22 is m, and the smallest integer that is two or more times the fractal dimension N is n, the reconstruction unit 23 reconstructs m C n attractors. Can be configured.

本実施形態では、5つの領域2a,2b,2c,2d,2eにおける変位(振動)の計測によって、5つの変位データが取得される。また、本実施形態では、変位データから算出されるフラクタル次元Nの値が1.6程度であり、フラクタル次元Nの最大値の2倍が4未満であるため、4つの変位データを用いてアトラクタの再構成を行うことができる。この場合、一つのアトラクタを再構成するために、5つの変位データのうちの4つが利用されるので、再構成され得るアトラクタの数は、5種類の中から4種類を選択する組み合わせの数である。すなわち、この場合、通り(5通り)のアトラクタを再構成することができる。 In this embodiment, five pieces of displacement data are obtained by measuring displacements (vibrations) in the five regions 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e. Further, in the present embodiment, the value of the fractal dimension N calculated from the displacement data is about 1.6, and twice the maximum value of the fractal dimension N is less than 4. Therefore, using four displacement data, the attractor can be reconstructed. In this case, since four out of five displacement data are used to reconstruct one attractor, the number of attractors that can be reconstructed is the number of combinations for selecting four types out of five types. be. That is, in this case, 5 C 4 (five) attractors can be reconstructed.

図3は、アトラクタを再構成する変位データの組み合わせの一例を示す図である。図3では、便宜上、5つのインデックスによって5つのアトラクタを識別している。図3に示すように、5つの領域2a,2b,2c,2d,2eに対応する変位データをそれぞれa,b,c,d,eとした場合、インデックス0,1,2,3,4に対応する5種類のアトラクタを再構成する変位データXl,Xm,Xn,Xoの組み合わせは、それぞれ(a,b,c,d),(a,b,c,e),(a,b,d,e),(a,c,d,e),(b,c,d,e)となる。本実施形態では、再構成部23は、従来の技術である埋め込み法を用いてアトラクタの再構成を行う。すなわち、再構成部23は、アトラクタを再構成する変位データの数に対応する多次元座標空間(実施形態では4次元座標空間)内に変位データXl,Xm,Xn,Xoの時系列データをプロットする。なお、本実施形態では、アトラクタが4次元座標空間内に再構成されるため、アトラクタの図示を省略している。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a combination of displacement data for reconstructing an attractor. In FIG. 3, five indices identify the five attractors for convenience. As shown in FIG. 3, when the displacement data corresponding to the five regions 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e are a, b, c, d, and e, respectively, the indices 0, 1, 2, 3, and 4 are Combinations of the displacement data Xl, Xm, Xn, and Xo for reconstructing the corresponding five types of attractors are (a, b, c, d), (a, b, c, e), (a, b, d , e), (a, c, d, e), (b, c, d, e). In the present embodiment, the reconstruction unit 23 reconstructs attractors using a conventional embedding method. That is, the reconstruction unit 23 plots the time-series data of the displacement data Xl, Xm, Xn, and Xo in a multidimensional coordinate space (four-dimensional coordinate space in the embodiment) corresponding to the number of displacement data for reconstructing the attractor. do. In this embodiment, since the attractors are reconstructed in the four-dimensional coordinate space, illustration of the attractors is omitted.

解析部25は、再構成部23によって再構成されたアトラクタに基づいて、構造物の状態を判定する機能部である。一例の解析部25は、再構成された複数のアトラクタの中から特徴の異なるアトラクタを特定し、特定されたアトラクタに基づいて、構造物の状態を判定する。例えば、解析部25は、再構成された複数のアトラクタ間の類似度に基づいて、複数のアトラクタの中から特徴の異なるアトラクタを特定してもよい。そして、解析部25は、特徴の異なるアトラクタを構成する変位データに基づいて、構造物の異常箇所に関連する領域を特定してもよい。 The analysis unit 25 is a functional unit that determines the state of the structure based on the attractors reconstructed by the reconstruction unit 23 . The analysis unit 25 as an example identifies attractors with different characteristics from among the plurality of reconstructed attractors, and determines the state of the structure based on the identified attractors. For example, the analysis unit 25 may identify an attractor with different characteristics from among the plurality of attractors based on the degree of similarity between the reconstructed plurality of attractors. Then, the analysis unit 25 may identify the region related to the abnormal location of the structure based on the displacement data forming the attractors with different characteristics.

一例の解析部25は、まず、それぞれのアトラクタごとに、パーシステントホモロジーを表現するパーシステントダイアグラム(PD)を求める。パーシステントダイアグラムには、アトラクタとしてプロットされた点のフィルトレーションによって得られる、アトラクタのトポロジカルな特徴が示される。図4は、フィルトレーションを説明するための模式図である。図4では、理解の容易のために、アトラクタとしてプロットされた点が平面的に示されている。図5は、パーシステントダイアグラムの一例を示す図である。 The analysis unit 25 as an example first obtains a persistent diagram (PD) expressing persistent homology for each attractor. The persistent diagram shows the topological features of the attractor obtained by filtering the points plotted as the attractor. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining filtration. In FIG. 4, for easy understanding, points plotted as attractors are shown two-dimensionally. FIG. 5 is a diagram showing an example of a persistent diagram.

図4に示すように、解析部25は、アトラクタとしてプロットされた各点の大きさを増大させながら、すなわち、各点を中心とする円の半径εを増大させながら、アトラクタのトポロジカルな特徴量の発生及び消滅について解析する。本実施形態における特徴量は、ホモロジーの次元が0次の連結成分と、ホモロジーの次元が1次の穴と、を含む。なお、特徴量としてホモロジーの次元が2次の空洞が含まれてもよい。1次の穴は、半径εの増大に伴って点同士が接続されることで発生する環形状である。1次の穴では、環形状が形成されたときの半径εの大きさを発生(Birth)とし、環形状の内側が埋まったときの半径εの大きさを消滅(Death)とする。図4では、各点が破線で示される大きさまで増大した状態が示されている。この例では、環形状が維持されている1次の穴HAと、既に内側が埋まって消滅した穴HBとが示されている。0次の連結成分は、環状をなさない形状であり、単体の点、又は、複数の接続された点によって構成される。0次の連結成分は、半径εがゼロの状態で発生する。また、0次の連結成分では、半径εの増大に伴って隣り合う点と接触したときに、一方の連結成分が消滅する。 As shown in FIG. 4, the analysis unit 25 increases the size of each point plotted as an attractor, that is, while increasing the radius ε of the circle centered at each point, the topological feature amount of the attractor. Analyze the occurrence and disappearance of The feature amount in the present embodiment includes a connected component whose dimension of homology is 0th order and a hole whose dimension of homology is 1st order. Note that the feature quantity may include a cavity whose homology dimension is second order. A primary hole is an annulus shape generated by connecting points as the radius ε increases. In the primary hole, the size of the radius ε when the ring shape is formed is defined as Birth, and the size of the radius ε when the inner side of the ring shape is filled is defined as Death. FIG. 4 shows a state in which each point has increased to the size indicated by the dashed line. This example shows a primary hole HA that maintains its annular shape and a hole HB that has already been filled and disappeared. A connected component of order 0 is a non-circular shape and is composed of a single point or a plurality of connected points. The 0th order connected component occurs with a radius ε of zero. Also, in the 0th-order connected component, one connected component disappears when it comes into contact with adjacent points as the radius ε increases.

解析部25は、アトラクタのトポロジカルな特徴量の発生及び消滅を、パーシステントダイアグラムとして導出する。パーシステントダイアグラムでは、半径εの増大速度を一定にしたときの特徴量の発生時刻を横軸とし、特徴量の消滅時刻を縦軸として、特徴量が示される。図5の例では、連結成分(図中において濃い点)を示すパーシステントダイアグラムと、穴(図中において薄い点)を示すパーシステントダイアグラムとがそれぞれ示されている。図の上端側に示される破線は、消滅時刻が無限大であることを示す。連結成分は、半径εの増大に伴って徐々に消滅し、最終的に1つに収束する。そのため、1つの連結成分は、消滅時刻が無限大となる位置にプロットされる。1次の穴は、半径εの増大に伴って発生し、その後消滅する。例えば、穴の形状が保持されている時間が長いほど、当該穴はアトラクタの本質的な特徴を示す形状であるといえる。発生から消滅までの時間が長い特徴量は、図中に示された傾きが1の破線から離れた位置にプロットされる。本実施形態では、再構成部23で再構成された5つのアトラクタのそれぞれについて、パーシステントダイアグラムが導出される。 The analysis unit 25 derives the occurrence and disappearance of the topological features of the attractor as a persistent diagram. In the persistent diagram, the feature quantity is shown with the horizontal axis representing the occurrence time of the feature quantity when the rate of increase of the radius ε is constant, and the vertical axis representing the disappearance time of the feature quantity. In the example of FIG. 5, a persistent diagram showing connected components (dark dots in the figure) and a persistent diagram showing holes (light dots in the figure) are shown. The dashed line shown in the upper end of the figure indicates that the extinction time is infinite. The connected components gradually disappear as the radius ε increases and finally converge to one. Therefore, one connected component is plotted at a position where the disappearance time is infinite. A first-order hole appears with increasing radius ε and then disappears. For example, the longer the shape of the hole is maintained, the more the hole can be said to have a shape that exhibits the essential features of the attractor. A feature amount with a long time from appearance to disappearance is plotted at a position away from the dashed line with a slope of 1 shown in the drawing. In this embodiment, a persistent diagram is derived for each of the five attractors reconstructed by the reconstruction unit 23 .

解析部25は、導出された複数のパーシステントダイアグラムに基づいてアトラクタ同士の類似度を求める。一例の解析部25は、ホモロジーの次元に応じたアトラクタ間の類似度をグラム行列として算出する。一例の解析部25は、例えばPWGK(Persistence Weighted Gaussian Kernel)を用いて、パーシステントダイアグラム同士の類似度を求める。図6は、アトラクタ同士の類似度を示すグラム行列を図面的に表現した図である。図6では、行及び列に組み合わせのインデックスが示されており、対応するアトラクタ同士の類似度が濃淡によって示されている。図示例では、対応するアトラクタ同士の類似度が大きいほど濃い色で示されている。図6では、構造物の全体に異常とはいえない程度の劣化(通常の経年劣化)があり、検出される振動(変位データ)にノイズが含まれ、さらに、領域2c(すなわちcとして示される変位データ)にのみ通常の経年劣化ではない異常がある場合のグラム行列を示す。また、図6の(a)は、0次の連結成分についてのアトラクタ同士の類似性を示しており、図6の(b)は、1次の穴についてのアトラクタ同士の類似性を示している。なお、図6は、シミュレーションの結果に基づいている。 The analysis unit 25 obtains the degree of similarity between attractors based on the plurality of derived persistent diagrams. The analysis unit 25 as an example calculates the similarity between attractors according to the dimension of homology as a Gram matrix. As an example, the analysis unit 25 obtains the degree of similarity between persistent diagrams using, for example, PWGK (Persistence Weighted Gaussian Kernel). FIG. 6 is a graphical representation of a Gram matrix indicating similarities between attractors. In FIG. 6, the rows and columns indicate the index of the combination, and the degree of similarity between the corresponding attractors is indicated by shading. In the illustrated example, the greater the degree of similarity between corresponding attractors, the darker the color. In FIG. 6, the entire structure has a degree of deterioration that cannot be said to be abnormal (normal aging deterioration), noise is included in the detected vibration (displacement data), and region 2c (that is, c Figure 2 shows the Gram matrix when only the displacement data) has anomalies other than normal aging. Further, (a) of FIG. 6 shows the similarity between attractors for 0th-order connected components, and (b) of FIG. 6 shows the similarity between attractors for 1st-order holes. . Note that FIG. 6 is based on simulation results.

解析部25は、アトラクタ間の類似度を示すグラム行列に基づいて、複数のアトラクタの中から特徴の異なるアトラクタを特定する。一例の解析部25は、いわゆる機械学習の手法を用いて特徴の異なるアトラクタを特定する。解析部25は、例えばサポートベクトルマシーン(SVM)の手法を用いて、入力されたグラム行列の中から特徴の異なるアトラクタに対応するインデックスを推定する。一例として、異常のないグラム行列を与えたサポートベクトルマシンに対して、異常検知を行いたいグラム行列を入力することで、異常の有無を知ることができる。 The analysis unit 25 identifies attractors with different features from among a plurality of attractors based on the Gram matrix indicating the degree of similarity between attractors. The analysis unit 25 as an example identifies attractors with different features using a so-called machine learning technique. The analysis unit 25 uses, for example, a support vector machine (SVM) technique to estimate indices corresponding to attractors having different features from the input gram matrix. As an example, by inputting a Gram matrix to be subjected to anomaly detection to a support vector machine given a Gram matrix without anomalies, the presence or absence of anomalies can be known.

図7は、サポートベクトルマシンによる推定の流れを示す図である。本実施形態では、解析部25によって、サポートベクトルマシン25aに対して図6で示す0次の連結成分についてのアトラクタ同士の類似性を示すグラム行列、及び、1次の穴についてのアトラクタ同士の類似性を示すグラム行列が入力される。これにより、解析部25は、アトラクタに対応するインデックスごとに異常の有無が推定された結果を取得する。図7では、異常がない場合を「1」、異常がある場合を「-1」として示している。すなわち、図7では、インデックス2に対応するアトラクタに異常があることが推定されている。換言すると、インデックス2に対応するアトラクタの特徴が他のアトラクタと異なっていることが推定されている。なお、例えば、0次の連結成分についてのパーシステントダイアグラムに比べて、1次の穴についてのパーシステントダイアグラムにアトラクタの特徴が反映されやすい場合には、サポートベクトルマシンに入力されるグラム行列は、1次の穴についてのアトラクタ同士の類似性を示すグラム行列のみであってもよい。 FIG. 7 is a diagram showing the flow of estimation by the support vector machine. In this embodiment, the analysis unit 25 provides the support vector machine 25a with a Gram matrix indicating the similarity between attractors for the 0th-order connected components shown in FIG. A Gram matrix is input that indicates gender. As a result, the analysis unit 25 acquires the result of estimating the presence or absence of abnormality for each index corresponding to the attractor. In FIG. 7, "1" indicates that there is no abnormality, and "-1" indicates that there is an abnormality. That is, in FIG. 7, it is estimated that the attractor corresponding to index 2 is abnormal. In other words, it is estimated that the features of the attractor corresponding to index 2 are different from the other attractors. Note that, for example, when the features of the attractor are more likely to be reflected in the persistent diagram for the first-order hole than in the persistent diagram for the zero-order connected component, the Gram matrix input to the support vector machine is It may be just a Gram matrix that indicates the similarity between attractors for holes of first order.

解析部25は、特徴の異なるアトラクタ(図示例ではインデックス2に対応するアトラクタ)を構成する変位データに基づいて、構造物の異常箇所に関連する領域を特定する。上記実施例では、インデックス2以外の全てのアトラクタに変位データcが含まれるため、変位データcに係る領域2cに異常があると推定される。このように、ROIの数が少ない場合には、異常である領域の変位データを含んだアトラクタが多数を占めるため、解析部25は、特徴が異なるアトラクタを構成しない変位データに係る領域に異常があると判定する。 The analysis unit 25 identifies an area related to the abnormal location of the structure based on the displacement data forming the attractors with different characteristics (the attractor corresponding to index 2 in the illustrated example). In the above embodiment, since displacement data c is included in all attractors other than index 2, it is estimated that region 2c associated with displacement data c is abnormal. Thus, when the number of ROIs is small, the majority of attractors include displacement data of abnormal regions. Determine that there is.

上記の実施形態では、理解の容易のために5つのROIが設定される例を示したが、異常箇所の特定の精度を高めるために、より多くのROIを設定してもよい。ROIの数が大きい場合、アトラクタを再構成する変位データは、全てのROIに対応する変位データの中から重複を許さずランダムに選択される。そのため、構造物の異常箇所を含む領域から得た変位データを含むアトラクタの数は少なくなる。この場合、解析部25は、特徴が異なると推定された複数のインデックスに対応するアトラクタに共通して利用される変位データを特定し、当該変位データに対応する領域に異常があると判定する。 In the above-described embodiment, an example in which five ROIs are set is shown for ease of understanding, but more ROIs may be set in order to improve the accuracy of identifying an abnormal location. When the number of ROIs is large, the displacement data for reconstructing the attractor is randomly selected without duplication from the displacement data corresponding to all the ROIs. Therefore, the number of attractors containing displacement data obtained from regions containing structural anomalies is reduced. In this case, the analysis unit 25 identifies displacement data commonly used by attractors corresponding to a plurality of indices estimated to have different features, and determines that there is an abnormality in the region corresponding to the displacement data.

例えば、10カ所のROIから得られた変位データa~jがある場合において、変位データcが異常に基づくデータであると仮定する。この場合、5つのアトラクタの再構成に用いられる変位データの組み合わせが、それぞれ(a,f,b,i),(b,g,c,j),(c,h,d,f),(d,i,e,g),(e,j,a,h)であったとすると、(b,g,c,j)及び(c,h,d,f)を用いて再構成された2つのアトラクタの特徴が他のアトラクタと異なると判定される。この場合、2つのアトラクタに共通する変位データcに係る領域に異常があると判定される。 For example, when there are displacement data a to j obtained from 10 ROIs, assume that displacement data c is data based on an abnormality. In this case, the combinations of displacement data used to reconstruct the five attractors are (a, f, b, i), (b, g, c, j), (c, h, d, f), ( d, i, e, g) and (e, j, a, h), the reconstructed 2 The features of one attractor are determined to be different from other attractors. In this case, it is determined that there is an abnormality in the area related to the displacement data c common to the two attractors.

なお、ROIの数が大きくなった場合、アトラクタを再構成する変位データの組み合わせの数が膨大になることが考えられる。そのため、例えば、ユーザによって、異常の有無を検証したい領域(ROI)と、異常がないと思われる複数の領域とが設定できる場合には、検証したいROIを含むアトラクタを少なくとも一つ再構成し、異常がないと思われる複数の領域によってその他のアトラクタを再構成することとしてもよい。この場合、再構成するアトラクタの数を少なくすることができ、サーバ20における計算量を低減することができる。 It should be noted that when the number of ROIs increases, it is conceivable that the number of combinations of displacement data for reconstructing attractors will become enormous. Therefore, for example, if the user can set a region (ROI) to verify the presence or absence of an abnormality and a plurality of regions that are considered to have no abnormality, at least one attractor including the ROI to be verified is reconfigured, Other attractors may be reconstructed from a plurality of regions that appear to be free of anomalies. In this case, the number of attractors to be reconstructed can be reduced, and the amount of calculation in the server 20 can be reduced.

続いて、図8を参照して、サーバ20で実行される処理の一例について説明する。まず、撮像装置10によって、状態の判定対象の構造物2が撮像されて、動画像が取得される。一例においては、状態を判定する箇所全てが写るように構造物2の全体が撮像される。サーバ20の取得部21は、撮像された動画像のデータを撮像装置10から取得する(S21)。続いて、計測部22によって、構造物2の動画像内に複数の領域(ROI)が設定され、設定された各領域内における構造物2の振動のデータ(変位データ)が取得される(S22)。 Next, an example of processing executed by the server 20 will be described with reference to FIG. First, the imaging device 10 captures an image of the structure 2 whose state is to be determined to obtain a moving image. In one example, the entire structure 2 is imaged so that all locations for determining the state are captured. The acquisition unit 21 of the server 20 acquires data of the captured moving image from the imaging device 10 (S21). Subsequently, the measurement unit 22 sets a plurality of regions (ROI) in the moving image of the structure 2, and acquires vibration data (displacement data) of the structure 2 in each set region (S22 ).

続いて、再構成部23によって、各変位データのフラクタル次元が計算される(S23)。そして、再構成部23は、複数の変位データに基づいてアトラクタを再構成する(S24)。アトラクタの再構成に用いられる変位データの数は、最大のフラクタル次元の値の2倍以上の最小の整数値である。アトラクタを再構成する場合、全ての変位データが少なくともいずれかのアトラクタの再構成に用いられる。すなわち、アトラクタの再構成に用いられない変位データがないようになっている。 Subsequently, the reconstruction unit 23 calculates the fractal dimension of each displacement data (S23). Then, the reconstruction unit 23 reconstructs the attractor based on the plurality of displacement data (S24). The number of displacement data used for attractor reconstruction is the smallest integer value greater than or equal to twice the value of the largest fractal dimension. When reconstructing attractors, all displacement data are used to reconstruct at least one attractor. That is, there is no displacement data that is not used to reconstruct the attractor.

続いて、解析部25によって、再構成されたアトラクタごとにパーシステントダイアグラムが求められ(S25)、求められた複数のパーシステントダイアグラムに基づいてアトラクタ間の類似度を示すグラム行列が求められる(S26)。そして、解析部25は、グラム行列を用いたサポートベクトルマシン等の危害学習の手法に基づいて、特徴の異なるアトラクタを特定し、特定されたアトラクタに基づいて異常のある領域を特定する(S26)。 Subsequently, the analyzing unit 25 obtains a persistent diagram for each of the reconstructed attractors (S25), and obtains a Gram matrix indicating the degree of similarity between the attractors based on the obtained plurality of persistent diagrams (S26 ). Then, the analysis unit 25 identifies attractors with different characteristics based on a harm learning method such as a support vector machine using a Gram matrix, and identifies an abnormal region based on the identified attractors (S26). .

以上説明のとおり、状態判定システムでは、構造物2を撮像した動画像から取得される複数の変位データを用いてアトラクタが再構成される。再構成されるアトラクタには、変位データの背後にある力学系の特徴が反映され得るため、アトラクタに基づいて、構造物2の状態が判定され得る。また、アトラクタは複数の変位データを用いて再構成されているため、例えば一部の変位データに多くのノイズが含まれていたとしても、ノイズがアトラクタに与える影響が低減され得る。したがって、構造物2の状態を適切に判定することができる。 As described above, in the state determination system, an attractor is reconstructed using a plurality of pieces of displacement data acquired from moving images of the structure 2 . Based on the attractors, the state of the structure 2 can be determined, since the reconstructed attractors can reflect features of the dynamic system behind the displacement data. Also, since the attractor is reconstructed using a plurality of displacement data, even if a part of the displacement data contains a lot of noise, the influence of the noise on the attractor can be reduced. Therefore, the state of the structure 2 can be appropriately determined.

また、再構成部23は、複数の変位データの互いに異なる組み合わせに基づいて、複数のアトラクタの再構成を行う。解析部25は、複数のアトラクタの中から特徴の異なるアトラクタを特定し、特定されたアトラクタに基づいて、構造物2の状態を判定する。この構成では、それぞれのアトラクタが互いに異なる組み合わせの変位データによって再構成されるため、特徴の異なるアトラクタを特定することにより、異常があるROIから計測された変位データを容易に特定することができる。 Further, the reconstruction unit 23 reconstructs a plurality of attractors based on mutually different combinations of the plurality of displacement data. The analysis unit 25 identifies attractors with different characteristics from among the plurality of attractors, and determines the state of the structure 2 based on the identified attractors. In this configuration, each attractor is reconfigured with a different combination of displacement data. Therefore, by specifying attractors with different characteristics, it is possible to easily specify the displacement data measured from the abnormal ROI.

また、一のアトラクタを再構成するための変位データの数は、変位データのフラクタル次元の2倍以上の最小の整数個である。この構成では、フラクタル次元の2倍以上の変位データによってアトラクタを再構成するため、解析に利用可能な精度のアトラクタを再構成できる。また、一のアトラクタに必要な変位データの数を必要最小限に抑えることで、アトラクタの再構成を実行する際に、演算の負担を軽減することができる。 Also, the number of displacement data for reconstructing one attractor is a minimum integer that is at least twice the fractal dimension of the displacement data. In this configuration, since the attractor is reconstructed using displacement data that is twice or more the fractal dimension, the attractor can be reconstructed with an accuracy that can be used for analysis. In addition, by minimizing the number of displacement data required for one attractor, it is possible to reduce the computational load when reconstructing the attractor.

また、解析部25は、アトラクタに対応したパーシステントダイアグラムを求め、ホモロジーの次元に応じたアトラクタ同士の類似度を算出する。本実施形態では、構造物2を撮像した動画像に基づいて変位データを算出しているため、変位データにノイズが含まれ易い。上記構成では、パーシステントダイアグラムを求めることにより、フィルトレーションによってアトラクタの本質的な特徴が現れることで、変位データに含まれるノイズ成分による影響が低減される。これにより、より高精度での解析を実行することができる。 Further, the analysis unit 25 obtains a persistent diagram corresponding to the attractor, and calculates the similarity between the attractors according to the dimension of homology. In this embodiment, since the displacement data is calculated based on the moving image of the structure 2, noise is likely to be included in the displacement data. In the above configuration, by obtaining the persistent diagram, the essential features of the attractor appear by filtering, thereby reducing the influence of noise components contained in the displacement data. As a result, analysis can be performed with higher accuracy.

なお、上記実施形態では、構造物2を撮像した動画像に基づいてROIの変位データを取得しているが、例えば、構造物2に複数の振動センサ等を設置することによって変位データを取得することも可能である。しかしながら、構造物の異常箇所を高精度に解析する場合には、大量の振動センサを設置する必要があり、現実的でない。本実施形態では、動画像に基づいて取得された変位データを用いることで容易に高精度の解析を実現することができる。 In the above embodiment, the displacement data of the ROI is obtained based on the moving image of the structure 2. For example, the displacement data can be obtained by installing a plurality of vibration sensors or the like on the structure 2. is also possible. However, in order to analyze an abnormal portion of a structure with high accuracy, it is necessary to install a large number of vibration sensors, which is not realistic. In this embodiment, highly accurate analysis can be easily realized by using displacement data acquired based on moving images.

なお、上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的又は論理的に結合した1つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的又は間接的に(例えば、有線、無線などを用いて)接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記1つの装置又は上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。 It should be noted that the block diagrams used in the description of the above embodiments show blocks in units of functions. These functional blocks (components) are realized by any combination of at least one of hardware and software. Also, the method of realizing each functional block is not particularly limited. That is, each functional block may be implemented using one device that is physically or logically coupled, or directly or indirectly using two or more devices that are physically or logically separated (e.g. , wired, wireless, etc.) and may be implemented using these multiple devices. A functional block may be implemented by combining software in the one device or the plurality of devices.

機能には、判断、決定、判定、計算、算出、処理、導出、調査、探索、確認、受信、送信、出力、アクセス、解決、選択、選定、確立、比較、想定、期待、見做し、報知(broadcasting)、通知(notifying)、通信(communicating)、転送(forwarding)、構成(configuring)、再構成(reconfiguring)、割り当て(allocating、mapping)、割り振り(assigning)などがあるが、これらに限られない。たとえば、送信を機能させる機能ブロック(構成部)は、送信部(transmitting unit)や送信機(transmitter)と呼称される。いずれも、上述したとおり、実現方法は特に限定されない。 Functions include judging, determining, determining, calculating, calculating, processing, deriving, investigating, searching, checking, receiving, transmitting, outputting, accessing, resolving, selecting, choosing, establishing, comparing, assuming, expecting, assuming, Broadcasting, notifying, communicating, forwarding, configuring, reconfiguring, allocating, mapping, assigning, etc. can't For example, a functional block (component) that makes transmission work is called a transmitting unit or a transmitter. In either case, as described above, the implementation method is not particularly limited.

例えば、本開示の一実施の形態におけるサーバ20は、本開示の情報処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図9は、本開示の一実施の形態に係るサーバ20のハードウェア構成の一例を示す図である。上述のサーバ20は、物理的には、プロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、通信装置1004、入力装置1005、出力装置1006、バス1007などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。 For example, the server 20 in one embodiment of the present disclosure may function as a computer that performs information processing of the present disclosure. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of server 20 according to an embodiment of the present disclosure. The server 20 described above may be physically configured as a computer device including a processor 1001, a memory 1002, a storage 1003, a communication device 1004, an input device 1005, an output device 1006, a bus 1007, and the like.

なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。サーバ20のハードウェア構成は、図に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。 Note that in the following description, the term "apparatus" can be read as a circuit, device, unit, or the like. The hardware configuration of the server 20 may be configured to include one or more of each device shown in the figure, or may be configured without some of the devices.

サーバ20における各機能は、プロセッサ1001、メモリ1002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることによって、プロセッサ1001が演算を行い、通信装置1004による通信を制御したり、メモリ1002及びストレージ1003におけるデータの読み出し及び書き込みの少なくとも一方を制御したりすることによって実現される。 Each function in the server 20 is performed by causing the processor 1001 to perform calculations, controlling communication by the communication device 1004, controlling communication by the communication device 1004, and controlling the communication by the memory 1002 and It is realized by controlling at least one of data reading and writing in the storage 1003 .

プロセッサ1001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ1001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)によって構成されてもよい。例えば、上述のサーバ20は、プロセッサ1001によって実現されてもよい。 The processor 1001, for example, operates an operating system to control the entire computer. The processor 1001 may be configured by a central processing unit (CPU) including an interface with peripheral devices, a control device, an arithmetic device, registers, and the like. For example, the server 20 described above may be implemented by the processor 1001 .

また、プロセッサ1001は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュール、データなどを、ストレージ1003及び通信装置1004の少なくとも一方からメモリ1002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態において説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、サーバ20は、メモリ1002に格納され、プロセッサ1001において動作する制御プログラムによって実現されてもよい。上述の各種処理は、1つのプロセッサ1001によって実行される旨を説明してきたが、2以上のプロセッサ1001により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ1001は、1以上のチップによって実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。 The processor 1001 also reads programs (program codes), software modules, data, etc. from at least one of the storage 1003 and the communication device 1004 to the memory 1002, and executes various processes according to these. As the program, a program that causes a computer to execute at least part of the operations described in the above embodiments is used. For example, server 20 may be implemented by a control program stored in memory 1002 and running on processor 1001 . Although it has been explained that the above-described various processes are executed by one processor 1001, they may be executed simultaneously or sequentially by two or more processors 1001. FIG. Processor 1001 may be implemented by one or more chips. Note that the program may be transmitted from a network via an electric communication line.

メモリ1002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、RAM(Random Access Memory)などの少なくとも1つによって構成されてもよい。メモリ1002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ1002は、本開示の一実施の形態に係る情報処理を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。 The memory 1002 is a computer-readable recording medium, and is composed of at least one of, for example, ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), and RAM (Random Access Memory). may be The memory 1002 may also be called a register, cache, main memory (main storage device), or the like. The memory 1002 can store executable programs (program code), software modules, etc. for performing information processing according to an embodiment of the present disclosure.

ストレージ1003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD-ROM(Compact Disc ROM)などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Blu-ray(登録商標)ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも1つによって構成されてもよい。ストレージ1003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。サーバ20が備える記憶媒体は、例えば、メモリ1002及びストレージ1003の少なくとも一方を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。 The storage 1003 is a computer-readable recording medium, for example, an optical disc such as a CD-ROM (Compact Disc ROM), a hard disk drive, a flexible disc, a magneto-optical disc (for example, a compact disc, a digital versatile disc, a Blu-ray disk), smart card, flash memory (eg, card, stick, key drive), floppy disk, magnetic strip, and/or the like. Storage 1003 may also be called an auxiliary storage device. The storage medium provided by the server 20 may be, for example, a database including at least one of the memory 1002 and the storage 1003, a server, or other suitable medium.

通信装置1004は、有線ネットワーク及び無線ネットワークの少なくとも一方を介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。 The communication device 1004 is hardware (transmitting/receiving device) for communicating between computers via at least one of a wired network and a wireless network, and is also called a network device, a network controller, a network card, a communication module, or the like.

入力装置1005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど)である。出力装置1006は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど)である。なお、入力装置1005及び出力装置1006は、一体となった構成(例えば、タッチパネル)であってもよい。 The input device 1005 is an input device (for example, keyboard, mouse, microphone, switch, button, sensor, etc.) that receives input from the outside. The output device 1006 is an output device (eg, display, speaker, LED lamp, etc.) that outputs to the outside. Note that the input device 1005 and the output device 1006 may be integrated (for example, a touch panel).

また、プロセッサ1001、メモリ1002などの各装置は、情報を通信するためのバス1007によって接続される。バス1007は、単一のバスを用いて構成されてもよいし、装置間ごとに異なるバスを用いて構成されてもよい。 Devices such as the processor 1001 and the memory 1002 are connected by a bus 1007 for communicating information. The bus 1007 may be configured using a single bus, or may be configured using different buses between devices.

また、サーバ20は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ1001は、これらのハードウェアの少なくとも1つを用いて実装されてもよい。 The server 20 includes hardware such as a microprocessor, a digital signal processor (DSP), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a PLD (Programmable Logic Device), and an FPGA (Field Programmable Gate Array). A part or all of each functional block may be implemented by the hardware. For example, processor 1001 may be implemented using at least one of these pieces of hardware.

本開示において説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本開示において説明した方法については、例示的な順序を用いて様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。 The processing procedures, sequences, flowcharts, etc. of each aspect/embodiment described in this disclosure may be rearranged as long as there is no contradiction. For example, the methods described in this disclosure present elements of the various steps using a sample order, and are not limited to the specific order presented.

入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルを用いて管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、又は追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。 Input/output information and the like may be stored in a specific location (for example, memory), or may be managed using a management table. Input/output information and the like can be overwritten, updated, or appended. The output information and the like may be deleted. The entered information and the like may be transmitted to another device.

判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:true又はfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。 The determination may be made by a value represented by one bit (0 or 1), by a true/false value (Boolean: true or false), or by numerical comparison (for example, a predetermined value).

本開示において説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。 Each aspect/embodiment described in the present disclosure may be used alone, may be used in combination, or may be used by switching according to execution. In addition, the notification of predetermined information (for example, notification of “being X”) is not limited to being performed explicitly, but may be performed implicitly (for example, not notifying the predetermined information). good too.

以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。 Although the present disclosure has been described in detail above, it should be apparent to those skilled in the art that the present disclosure is not limited to the embodiments described in this disclosure. The present disclosure can be practiced with modifications and variations without departing from the spirit and scope of the present disclosure as defined by the claims. Accordingly, the description of the present disclosure is for illustrative purposes and is not meant to be limiting in any way.

ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。 Software, whether referred to as software, firmware, middleware, microcode, hardware description language or otherwise, includes instructions, instruction sets, code, code segments, program code, programs, subprograms, and software modules. , applications, software applications, software packages, routines, subroutines, objects, executables, threads of execution, procedures, functions, and the like.

また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術(同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL:Digital Subscriber Line)など)及び無線技術(赤外線、マイクロ波など)の少なくとも一方を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び無線技術の少なくとも一方は、伝送媒体の定義内に含まれる。 Software, instructions, information, etc. may also be sent and received over a transmission medium. For example, the software uses wired technology (coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair, Digital Subscriber Line (DSL), etc.) and/or wireless technology (infrared, microwave, etc.) to create websites, Wired and/or wireless technologies are included within the definition of transmission medium when sent from a server or other remote source.

本開示において使用する「システム」及び「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。 As used in this disclosure, the terms "system" and "network" are used interchangeably.

また、本開示において説明した情報、パラメータなどは、絶対値を用いて表されてもよいし、所定の値からの相対値を用いて表されてもよいし、対応する別の情報を用いて表されてもよい。 In addition, the information, parameters, etc. described in the present disclosure may be expressed using absolute values, may be expressed using relative values from a predetermined value, or may be expressed using other corresponding information. may be represented.

サーバ及びクライアントの少なくとも一方は、送信装置、受信装置、通信装置などと呼ばれてもよい。なお、サーバ及びクライアントの少なくとも一方は、移動体に搭載されたデバイス、移動体自体などであってもよい。当該移動体は、乗り物(例えば、車、飛行機など)であってもよいし、無人で動く移動体(例えば、ドローン、自動運転車など)であってもよいし、ロボット(有人型又は無人型)であってもよい。なお、サーバ及びクライアントの少なくとも一方は、必ずしも通信動作時に移動しない装置も含む。例えば、サーバ及びクライアントの少なくとも一方は、センサなどのIoT(Internet of Things)機器であってもよい。 Servers and/or clients may also be referred to as transmitters, receivers, communication devices, and/or the like. At least one of the server and the client may be a device mounted on a mobile object, the mobile object itself, or the like. The mobile object may be a vehicle (e.g., car, airplane, etc.), an unmanned mobile object (e.g., drone, self-driving car, etc.), or a robot (manned or unmanned ). At least one of the server and the client includes devices that do not necessarily move during communication operations. For example, at least one of the server and client may be an IoT (Internet of Things) device such as a sensor.

また、本開示におけるサーバは、クライアント端末で読み替えてもよい。例えば、サーバ及びクライアント端末間の通信を、複数のユーザ端末間の通信(例えば、D2D(Device-to-Device)、V2X(Vehicle-to-Everything)などと呼ばれてもよい)に置き換えた構成について、本開示の各態様/実施形態を適用してもよい。この場合、上述のサーバが有する機能をクライアント端末が有する構成としてもよい。 Also, the server in the present disclosure may be read as a client terminal. For example, a configuration in which communication between a server and a client terminal is replaced with communication between a plurality of user terminals (for example, D2D (Device-to-Device), V2X (Vehicle-to-Everything), etc.) Each aspect/embodiment of the present disclosure may be applied to. In this case, the client terminal may have the functions of the server described above.

同様に、本開示におけるクライアント端末は、サーバで読み替えてもよい。この場合、上述のクライアント端末が有する機能をサーバが有する構成としてもよい。 Similarly, the client terminal in the present disclosure may be read as a server. In this case, the server may have the functions that the client terminal described above has.

本開示で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up、search、inquiry)(例えば、テーブル、データベース又は別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。また、「判断(決定)」は、「想定する(assuming)」、「期待する(expecting)」、「みなす(considering)」などで読み替えられてもよい。 As used in this disclosure, the terms "determining" and "determining" may encompass a wide variety of actions. "Judgement", "determining" are, for example, judging, calculating, computing, processing, deriving, investigating, looking up, searching, inquiring (eg, lookup in a table, database, or other data structure), ascertaining as "judged" or "determined", and the like. Also, "judgment" and "determination" are used for receiving (e.g., receiving information), transmitting (e.g., transmitting information), input, output, access (accessing) (for example, accessing data in memory) may include deeming that a "judgment" or "decision" has been made. In addition, "judgment" and "decision" are considered to be "judgment" and "decision" by resolving, selecting, choosing, establishing, comparing, etc. can contain. In other words, "judgment" and "decision" may include considering that some action is "judgment" and "decision". Also, "judgment (decision)" may be read as "assuming", "expecting", "considering", or the like.

「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、2又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された2つの要素間に1又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。例えば、「接続」は「アクセス」で読み替えられてもよい。本開示で使用する場合、2つの要素は、1又はそれ以上の電線、ケーブル及びプリント電気接続の少なくとも一つを用いて、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光(可視及び不可視の両方)領域の波長を有する電磁エネルギーなどを用いて、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。 The terms "connected", "coupled", or any variation thereof, mean any direct or indirect connection or coupling between two or more elements, It can include the presence of one or more intermediate elements between two elements being "connected" or "coupled." Couplings or connections between elements may be physical, logical, or a combination thereof. For example, "connection" may be read as "access". As used in this disclosure, two elements are defined using at least one of one or more wires, cables, and printed electrical connections and, as some non-limiting and non-exhaustive examples, in the radio frequency domain. , electromagnetic energy having wavelengths in the microwave and optical (both visible and invisible) regions, and the like.

本開示において使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。 As used in this disclosure, the phrase "based on" does not mean "based only on," unless expressly specified otherwise. In other words, the phrase "based on" means both "based only on" and "based at least on."

本開示において使用する「第1の」、「第2の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定しない。これらの呼称は、2つ以上の要素間を区別する便利な方法として本開示において使用され得る。したがって、第1及び第2の要素への参照は、2つの要素のみが採用され得ること、又は何らかの形で第1の要素が第2の要素に先行しなければならないことを意味しない。 Any reference to elements using the "first," "second," etc. designations used in this disclosure does not generally limit the quantity or order of those elements. These designations may be used in this disclosure as a convenient method of distinguishing between two or more elements. Thus, reference to a first and second element does not imply that only two elements can be employed or that the first element must precede the second element in any way.

本開示において、「含む(include)」、「含んでいる(including)」及びそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本開示において使用されている用語「又は(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。 Where "include," "including," and variations thereof are used in this disclosure, these terms are inclusive, as is the term "comprising." is intended. Furthermore, the term "or" as used in this disclosure is not intended to be an exclusive OR.

本開示において、例えば、英語でのa, an及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、本開示は、これらの冠詞の後に続く名詞が複数形であることを含んでもよい。 In this disclosure, where articles have been added by translation, such as a, an, and the in English, the disclosure may include the plural nouns following these articles.

本開示において、「AとBが異なる」という用語は、「AとBが互いに異なる」ことを意味してもよい。なお、当該用語は、「AとBがそれぞれCと異なる」ことを意味してもよい。「離れる」、「結合される」などの用語も、「異なる」と同様に解釈されてもよい。 In the present disclosure, the term "A and B are different" may mean "A and B are different from each other." The term may also mean that "A and B are different from C". Terms such as "separate," "coupled," etc. may also be interpreted in the same manner as "different."

2…構造物、10…撮像装置、20…サーバ(状態判定システム)、21…取得部、22…計測部、23…再構成部、25…解析部。
2... structure, 10... imaging device, 20... server (state determination system), 21... acquisition unit, 22... measurement unit, 23... reconstruction unit, 25... analysis unit.

Claims (3)

構造物を撮像した動画像を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された動画像から、構造物の複数の領域についての変位量をそれぞれ示す複数の変位データを取得する計測部と、
前記計測部によって取得された複数の前記変位データに基づいて、アトラクタの再構成を行う再構成部と、
前記再構成部によって再構成されたアトラクタに基づいて、前記構造物の状態を判定する解析部と、を備え
前記再構成部は、複数の前記変位データの互いに異なる組み合わせに基づいて、複数の前記アトラクタの再構成を行い、
前記解析部は、複数の前記アトラクタの中から特徴の異なるアトラクタを特定し、特定された前記アトラクタに基づいて、前記構造物の異常箇所に関連する領域を特定する、状態判定システム。
an acquisition unit that acquires a moving image of a structure;
a measurement unit that acquires a plurality of displacement data respectively indicating displacement amounts for a plurality of regions of a structure from the moving image acquired by the acquisition unit;
a reconstruction unit that reconstructs an attractor based on the plurality of displacement data acquired by the measurement unit;
an analysis unit that determines the state of the structure based on the attractor reconstructed by the reconstruction unit ;
The reconstruction unit reconstructs the plurality of attractors based on mutually different combinations of the plurality of displacement data,
The state determination system, wherein the analysis unit identifies an attractor having different characteristics from among the plurality of attractors, and identifies an area related to an abnormal location of the structure based on the identified attractor.
一の前記アトラクタを再構成するための複数の前記変位データの数は、変位データのフラクタル次元の2倍以上の最小の整数個である、請求項1に記載の状態判定システム。 2. The state determination system according to claim 1 , wherein the number of the plurality of displacement data for reconstructing one of the attractors is a minimum integer number equal to or greater than two times the fractal dimension of the displacement data. 前記解析部は、前記アトラクタに対応したパーシステントダイアグラムを求め、ホモロジーの次元に応じて、前記アトラクタ同士の類似度を算出し、前記類似度に基づいて複数の前記アトラクタの中から特徴の異なるアトラクタを特定する、請求項1又は2に記載の状態判定システム。 The analysis unit obtains a persistent diagram corresponding to the attractor, calculates a degree of similarity between the attractors according to the dimension of homology, and selects attractors with different features from among the plurality of attractors based on the degree of similarity. 3. The state determination system according to claim 1 or 2 , which specifies the .
JP2019140863A 2019-07-31 2019-07-31 State determination system Active JP7271360B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019140863A JP7271360B2 (en) 2019-07-31 2019-07-31 State determination system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019140863A JP7271360B2 (en) 2019-07-31 2019-07-31 State determination system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021025777A JP2021025777A (en) 2021-02-22
JP7271360B2 true JP7271360B2 (en) 2023-05-11

Family

ID=74664569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019140863A Active JP7271360B2 (en) 2019-07-31 2019-07-31 State determination system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7271360B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000194400A (en) 1998-12-21 2000-07-14 Max Planck Ges Foerderung Wissenschaft Ev Method and device for processing noisy acoustic signal
JP2018189578A (en) 2017-05-10 2018-11-29 清水建設株式会社 Soundness evaluation system of building
WO2019097578A1 (en) 2017-11-14 2019-05-23 日本電気株式会社 Displacement component detection device, displacement component detection method, and computer-readable recording medium

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000194400A (en) 1998-12-21 2000-07-14 Max Planck Ges Foerderung Wissenschaft Ev Method and device for processing noisy acoustic signal
JP2018189578A (en) 2017-05-10 2018-11-29 清水建設株式会社 Soundness evaluation system of building
WO2019097578A1 (en) 2017-11-14 2019-05-23 日本電気株式会社 Displacement component detection device, displacement component detection method, and computer-readable recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021025777A (en) 2021-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11494282B2 (en) Method, device and computer program product for sensor data analysis
JP6361175B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus and program
US11301712B2 (en) Pointer recognition for analog instrument image analysis
JP2019168387A (en) Building determination system
CN101888535A (en) Motion object test equipment, motion object detection method and computer program
CN108156452B (en) Method, device and equipment for detecting sensor and storage medium
US10789484B2 (en) Crowd type classification system, crowd type classification method and storage medium for storing crowd type classification program
US20190049525A1 (en) Methods and Systems for Classifying Optically Detected Power Quality Disturbances
CN111611144A (en) Method, apparatus, computing device, and medium for processing performance test data
CN112001852A (en) Image processing method, device and equipment
JP6813025B2 (en) Status determination device, status determination method, and program
US11170512B2 (en) Image processing apparatus and method, and image processing system
JP7271360B2 (en) State determination system
JP2019179316A (en) Passage road determination system
SE1551620A1 (en) Method and system for estimating finger movement with selection of navigation subareas
KR20160081321A (en) IT Infra Quality Monitoring System and Method therefor
WO2018155594A1 (en) Information processing device, information processing method, and computer-readable recording medium
JP2019178894A (en) System for evaluating characteristics of structure
JP7228476B2 (en) region determination device
JP7451280B2 (en) Structure determination system
JP6994996B2 (en) Traffic route judgment system
KR20210042859A (en) Method and device for detecting pedestrians
JP7365287B2 (en) Structure analysis system
CN109726693B (en) Method, apparatus, medium, and electronic device for evaluating environmental noise of device
JP7245120B2 (en) Structure judgment system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220203

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230411

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230426

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7271360

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150