JP7320472B2 - Structure damage identification device, structure damage identification method, and structure damage identification program - Google Patents

Structure damage identification device, structure damage identification method, and structure damage identification program Download PDF

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JP7320472B2 JP2020055271A JP2020055271A JP7320472B2 JP 7320472 B2 JP7320472 B2 JP 7320472B2 JP 2020055271 A JP2020055271 A JP 2020055271A JP 2020055271 A JP2020055271 A JP 2020055271A JP 7320472 B2 JP7320472 B2 JP 7320472B2
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本発明は、構造物損傷特定装置、構造物損傷特定方法および構造物損傷特定プログラムに関し、特に、コンピュータに組み込まれた画像解析プログラムおよび人工知能による特定結果から構造物の損傷を特定する装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a structure damage identification device, a structure damage identification method, and a structure damage identification program, and more particularly to an image analysis program incorporated in a computer and an apparatus for identifying structural damage from identification results by artificial intelligence.

インフラ構造物の老朽化は加速度的に進んでおり,維持管理・更新の必要性は,今後さらに増大していくと言われている。労働人口が減り続ける中、維持管理・更新にかかる労務の効率化は喫緊の課題となっている。維持管理・更新にかかる労務の効率化の実現に向け、近年著しく性能が向上しているAIによる画像認識技術を適用する研究事例が増えている。深層学習と呼ばれる高度なニューラルネットワークを用いれば、従来では困難であった人間の直感に近い画像認識が実現でき損傷部位の目視点検の補助や代替が期待できる。 The deterioration of infrastructure structures is progressing at an accelerated pace, and it is said that the need for maintenance, management, and renewal will increase further in the future. As the working population continues to decline, improving the efficiency of labor related to maintenance, management and renewal has become an urgent issue. In order to improve the efficiency of labor related to maintenance, management and renewal, there are an increasing number of research cases that apply image recognition technology using AI, whose performance has improved significantly in recent years. By using advanced neural networks called deep learning, it is possible to realize image recognition that is close to human intuition, which has been difficult in the past, and is expected to assist or replace visual inspection of damaged parts.

一方、管状構造物などインフラ構造物の検査においては、例えば、特許文献1および特許文献2に記載の技術のように、調査対象の流路管内に投入する装置本体に、テレビカメラ等の撮影装置や蛍光灯等の照明装置を搭載し、撮影装置により撮影した管内画像をもとに損傷などの調査を行っていた。 On the other hand, in the inspection of infrastructure structures such as tubular structures, for example, as in the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, an imaging device such as a television camera is attached to the main body of the device that is put into the flow channel tube to be investigated. Equipped with lighting equipment such as fluorescent lamps, etc., and investigations such as damage were conducted based on the images taken by the imaging device inside the pipe.

特開平5-346027号公報JP-A-5-346027 特開平7-216972号公報JP-A-7-216972

しかしながら、上記文献に記載の技術では、撮影した管状構造物画像を作業員が目で見て調査を行うものであり、見落としや見誤りが発生し易く、精度の高い管状構造物の損傷の特定を行うことができなかった。 However, in the technique described in the above document, an operator visually inspects the photographed image of the tubular structure. could not do

上記目的を達成するため、本発明に係る構造物損傷特定装置は、
第1管状構造物の内壁面を撮像した第1内壁面画像を取得する画像取得部と、
前記第1内壁面画像を、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の天井部分から切り開いて展開して得られる第1天井平面画像、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の底部部分から切り開いて得られる第1底部平面画像、および、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の側部部分で切り開いて得られる第1側部平面画像を生成する第1平面画像生成部と、
前記第1平面画像生成部が生成した前記第1天井平面画像、前記第1底部平面画像および前記第1側部平面画像から、前記第1管状構造物の属性に応じた第1平面画像を選択する第1選択部と、
前記第1選択部により選択された前記第1平面画像を用いて、前記第1管状構造物に発生している第1損傷を決定する損傷決定部と、
決定された前記第1損傷を識別可能な識別子を付与して、決定された前記第1損傷とともに複数種類の前記第1平面画像を人工知能に学習させて、学習済み損傷特定モデルを生成するモデル生成部と、
第2管状構造物の内壁面を撮像した第2内壁面画像を受け付ける画像受付部と、
前記第2内壁面画像を、前記第2内壁面画像における前記第2管状構造物の天井部分から切り開いて展開して得られる第2天井平面画像、前記第2内壁面画像における前記第2管状構造物の底部部分から切り開いて展開して得られる第2底部平面画像、および、前記第2管状構造物の側部部分から切り開いて展開して得られる第2側部平面画像を生成する第2平面画像生成部と、
前記第2平面画像生成部が生成した前記第2天井平面画像、前記第2底部平面画像および前記第2側部平面画像から、前記第2管状構造物の属性に応じた第2平面画像を選択する第2選択部と、
前記第2選択部により選択された前記第2平面画像および前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2管状構造物に発生している第2損傷を特定する損傷特定部と、
を備えた。
In order to achieve the above object, the structural damage identification device according to the present invention includes:
an image acquisition unit that acquires a first inner wall surface image of the inner wall surface of the first tubular structure;
A first ceiling plane image obtained by cutting the first inner wall surface image from a ceiling portion of the first tubular structure in the first inner wall surface image and developing it, and the first tubular structure in the first inner wall surface image a first bottom plane image obtained by cutting through a bottom portion of the object and a first side plane image obtained by cutting through a side portion of the first tubular structure in the first inner wall surface image; a planar image generator;
A first plane image corresponding to the attribute of the first tubular structure is selected from the first ceiling plane image, the first bottom plane image, and the first side plane image generated by the first plane image generation unit. a first selection unit for
a damage determination unit that determines a first damage occurring in the first tubular structure using the first planar image selected by the first selection unit;
A model for generating a learned damage identification model by assigning an identifier capable of identifying the determined first damage and having artificial intelligence learn a plurality of types of the first planar images together with the determined first damage. a generator;
an image reception unit that receives a second inner wall surface image of the inner wall surface of the second tubular structure;
A second ceiling plane image obtained by cutting the second inner wall image from a ceiling portion of the second tubular structure in the second inner wall image and developing the second inner wall image, and the second tubular structure in the second inner wall image A second plane generating a second bottom plane image obtained by cutting and unfolding from the bottom portion of the article and a second side plane image obtained by cutting and unfolding from the side portion of said second tubular structure. an image generator;
A second plane image corresponding to the attribute of the second tubular structure is selected from the second ceiling plane image, the second bottom plane image, and the second side plane image generated by the second plane image generation unit. a second selection unit for
a damage identification unit that identifies a second damage occurring in the second tubular structure using the second planar image selected by the second selection unit and the learned damage identification model;
provided.

上記目的を達成するため、本発明に係る構造物損傷特定方法は、
第1管状構造物の内壁面を撮像した第1内壁面画像を取得する画像取得ステップと、
前記第1内壁面画像を、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の天井部分から切り開いて展開して得られる第1天井平面画像、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の底部部分から切り開いて得られる第1底部平面画像、および、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の側部部分で切り開いて得られる第1側部平面画像を生成する第1平面画像生成ステップと、
前記第1平面画像生成ステップにおいて生成した前記第1天井平面画像、前記第1底部平面画像および前記第1側部平面画像から、前記第1管状構造物の属性に応じた第1平面画像を選択する第1選択ステップと、
前記第1選択ステップにおいて選択された前記第1平面画像を用いて、前記第1管状構造物に発生している第1損傷を決定する損傷決定部と、
決定された前記第1損傷を識別可能な識別子を付与して、決定された前記第1損傷とともに複数種類の前記第1平面画像を人工知能に学習させて、学習済み損傷特定モデルを生成するモデル生成ステップと、
第2管状構造物の内壁面を撮像した第2内壁面画像を受け付ける画像受付ステップと、
前記第2内壁面画像を、前記第2内壁面画像における前記第2管状構造物の天井部分から切り開いて展開して得られる第2天井平面画像、前記第2内壁面画像における前記第2管状構造物の底部部分から切り開いて展開して得られる第2底部平面画像、および、前記第2管状構造物の側部部分から切り開いて展開して得られる第2側部平面画像を生成する第2平面画像生成ステップと、
前記第2平面画像生成ステップにおいて生成した前記第2天井平面画像、前記第2底部平面画像および前記第2側部平面画像から、前記第2管状構造物の属性に応じた第2平面画像を選択する第2選択ステップと、
前記第2選択ステップにおいて選択された前記第2平面画像および前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2管状構造物に発生している第2損傷を特定する損傷特定ステップと、
を含む。
In order to achieve the above object, the structural damage identification method according to the present invention includes:
an image acquisition step of acquiring a first inner wall surface image of the inner wall surface of the first tubular structure;
A first ceiling plane image obtained by cutting the first inner wall surface image from a ceiling portion of the first tubular structure in the first inner wall surface image and developing it, and the first tubular structure in the first inner wall surface image a first bottom plane image obtained by cutting through a bottom portion of the object and a first side plane image obtained by cutting through a side portion of the first tubular structure in the first inner wall surface image; a planar image generating step;
A first plane image corresponding to the attribute of the first tubular structure is selected from the first ceiling plane image, the first bottom plane image, and the first side plane image generated in the first plane image generation step. a first selection step of
a damage determination unit that determines a first damage occurring in the first tubular structure using the first planar image selected in the first selection step;
A model for generating a learned damage identification model by assigning an identifier capable of identifying the determined first damage and having artificial intelligence learn a plurality of types of the first planar images together with the determined first damage. a generation step;
an image receiving step of receiving a second inner wall surface image of the inner wall surface of the second tubular structure;
A second ceiling plane image obtained by cutting the second inner wall image from a ceiling portion of the second tubular structure in the second inner wall image and developing the second inner wall image, and the second tubular structure in the second inner wall image A second plane generating a second bottom plane image obtained by cutting and unfolding from the bottom portion of the article and a second side plane image obtained by cutting and unfolding from the side portion of said second tubular structure. an image generating step;
A second planar image corresponding to the attribute of the second tubular structure is selected from the second ceiling planar image, the second bottom planar image, and the second side planar image generated in the second planar image generating step. a second selection step of
a damage identification step of identifying a second damage occurring in the second tubular structure using the second planar image selected in the second selection step and the learned damage identification model;
including.

上記目的を達成するため、本発明に係る構造物損傷特定プログラムは、
第1管状構造物の内壁面を撮像した第1内壁面画像を取得する画像取得ステップと、
前記第1内壁面画像を、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の天井部分から切り開いて展開して得られる第1天井平面画像、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の底部部分から切り開いて得られる第1底部平面画像、および、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の側部部分で切り開いて得られる第1側部平面画像を生成する第1平面画像生成ステップと、
前記第1平面画像生成ステップにおいて生成した前記第1天井平面画像、前記第1底部平面画像および前記第1側部平面画像から、前記第1管状構造物の属性に応じた第1平面画像を選択する第1選択ステップと、
前記第1選択ステップにおいて選択された前記第1平面画像を用いて、前記第1管状構造物に発生している第1損傷を決定する損傷決定部と、
決定された前記第1損傷を識別可能な識別子を付与して、決定された前記第1損傷とともに複数種類の前記第1平面画像を人工知能に学習させて、学習済み損傷特定モデルを生成するモデル生成ステップと、
第2管状構造物の内壁面を撮像した第2内壁面画像を受け付ける画像受付ステップと、
前記第2内壁面画像を、前記第2内壁面画像における前記第2管状構造物の天井部分から切り開いて展開して得られる第2天井平面画像、前記第2内壁面画像における前記第2管状構造物の底部部分から切り開いて展開して得られる第2底部平面画像、および、前記第2管状構造物の側部部分から切り開いて展開して得られる第2側部平面画像を生成する第2平面画像生成ステップと、
前記第2平面画像生成ステップにおいて生成した前記第2天井平面画像、前記第2底部平面画像および前記第2側部平面画像から、前記第2管状構造物の属性に応じた第2平面画像を選択する第2選択ステップと、
前記第2選択ステップにおいて選択された前記第2平面画像および前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2管状構造物に発生している第2損傷を特定する損傷特定ステップと、
をコンピュータに実行させる。
In order to achieve the above object, the structural damage identification program according to the present invention includes:
an image acquisition step of acquiring a first inner wall surface image of the inner wall surface of the first tubular structure;
A first ceiling plane image obtained by cutting the first inner wall surface image from a ceiling portion of the first tubular structure in the first inner wall surface image and developing it, and the first tubular structure in the first inner wall surface image a first bottom plane image obtained by cutting through a bottom portion of the object and a first side plane image obtained by cutting through a side portion of the first tubular structure in the first inner wall surface image; a planar image generating step;
A first plane image corresponding to the attribute of the first tubular structure is selected from the first ceiling plane image, the first bottom plane image, and the first side plane image generated in the first plane image generation step. a first selection step of
a damage determination unit that determines a first damage occurring in the first tubular structure using the first planar image selected in the first selection step;
A model for generating a learned damage identification model by assigning an identifier capable of identifying the determined first damage and having artificial intelligence learn a plurality of types of the first planar images together with the determined first damage. a generation step;
an image receiving step of receiving a second inner wall surface image of the inner wall surface of the second tubular structure;
A second ceiling plane image obtained by cutting the second inner wall image from a ceiling portion of the second tubular structure in the second inner wall image and developing the second inner wall image, and the second tubular structure in the second inner wall image A second plane generating a second bottom plane image obtained by cutting and unfolding from the bottom portion of the article and a second side plane image obtained by cutting and unfolding from the side portion of said second tubular structure. an image generating step;
A second planar image corresponding to the attribute of the second tubular structure is selected from the second ceiling planar image, the second bottom planar image, and the second side planar image generated in the second planar image generating step. a second selection step of
a damage identification step of identifying a second damage occurring in the second tubular structure using the second planar image selected in the second selection step and the learned damage identification model;
run on the computer.

本発明の管渠損傷特定装置によれば、人工知能による機械学習を用いて管状構造物の損傷の特定を行うので、精度の高い管状構造物の損傷の特定を行うことができる。 According to the pipe damage identification device of the present invention, damage to a tubular structure is identified using machine learning based on artificial intelligence, so damage to a tubular structure can be identified with high accuracy.

本発明の第1実施形態に係る構造物損傷特定装置の動作の概略を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline of operation|movement of the structure damage identification apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る構造物損傷特定装置により生成される平面画像について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the planar image produced|generated by the structure damage identification apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る構造物損傷特定装置の構成を説明するためのブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram for demonstrating the structure of the structural damage identification apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る構造物損傷特定装置が有する属性テーブルの一例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the attribute table which the structure damage identification apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention has. 本発明の第1実施形態に係る構造物損傷特定装置が有する損傷決定テーブルの一例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the damage determination table which the structure damage identification apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention has. 本発明の第1実施形態に係る構造物損傷特定装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。It is a flow chart for explaining the processing procedure of the structure damage identification device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る構造物損傷特定装置の処理手順を説明するための他のフローチャートである。7 is another flowchart for explaining the processing procedure of the structural damage identification device according to the first embodiment of the present invention;

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated in detail with reference to drawings. However, the configuration, numerical values, process flow, functional elements, etc. described in the following embodiments are merely examples, and modifications and changes are free, and the technical scope of the present invention is limited to the following descriptions. It is not intended to

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態としての構造物損傷特定装置100について、図1~図4Bを用いて説明する。構造物損傷特定装置100は、管状構造物に発生した損傷を特定するために用いられる。図1Aは、本実施形態に係る構造物損傷特定装置100の動作の概略を説明するための図である。図1Bは、本実施形態に係る構造物損傷特定装置により生成される平面画像について説明するための図である。
[First embodiment]
A structure damage identification device 100 as a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4B. A structural damage identification device 100 is used to identify damage that has occurred in a tubular structure. FIG. 1A is a diagram for explaining the outline of the operation of the structural damage identification device 100 according to this embodiment. FIG. 1B is a diagram for explaining a planar image generated by the structural damage identification device according to this embodiment.

ここで、管状構造物は、道路用トンネルや鉄道用トンネル、山岳トンネル、海底トンネル、共同溝、管渠などを含むが、円筒状や半円筒状の構造物の内部にできる空間を利用する目的で構築される構築物であれば、これらには限定されない。ここで、共同溝は、電気、電話、ガス、水道などのライフラインをまとめて道路などの地下に埋設するための設備である。また、管渠とは、水路の総称であり、給水、排水を目的として作られる水路全体を指す。例えば、上水管、下水管、排水管、給水管などが含まれる。 Here, tubular structures include road tunnels, railway tunnels, mountain tunnels, undersea tunnels, utility tunnels, pipes and sewers, etc., but the purpose is to use the space created inside cylindrical or semi-cylindrical structures. It is not limited to these as long as it is a construct constructed with. Here, utility tunnels are facilities for burying lifelines such as electricity, telephones, gas, water, etc. collectively under the ground of roads and the like. In addition, culvert is a general term for water channels, and refers to the entire water channel created for the purpose of water supply and drainage. Examples include water pipes, sewer pipes, drain pipes, water supply pipes, and the like.

本実施形態においては、道路用トンネルや鉄道トンネル、山岳トンネルなどを含むトンネル120を例に説明をする。トンネル120は、断面形状が、馬蹄形の構造物である。馬蹄形のアーチ部分が、トンネル120の内壁に相当し、アーチ部分以外の部分が道路面180に相当する。 In this embodiment, a tunnel 120 including a road tunnel, a railroad tunnel, a mountain tunnel, etc. will be described as an example. The tunnel 120 is a horseshoe-shaped structure in cross section. The horseshoe-shaped arch portion corresponds to the inner wall of the tunnel 120 , and the portion other than the arch portion corresponds to the road surface 180 .

また、トンネル120の材質としては、コンクリート、陶器、鉄などが含まれる。なお、管渠の材質としては、コンクリート、陶器、鉄などが含まれ、管渠の種類としては、コンクリート管、コンクリートヒューム管、陶管、鉄管などが含まれる。 Materials for the tunnel 120 include concrete, pottery, iron, and the like. The material of the culvert includes concrete, pottery, iron and the like, and the types of the culvert include concrete pipes, concrete hume pipes, ceramic pipes, iron pipes and the like.

また、損傷には、トンネル120に発生した圧ざ、ひび割れ、段差、うき、はく離、はく落、打継ぎ目の目地切れおよび段差、変形、移動、沈下、鉄筋露出、漏水、土砂流出、遊離石灰、つらら、側氷が含まれる。さらに、損傷には、豆板やコールジョイント部のうき、はく離およびはく落、補修材のうき、はく離、はく落および腐食、補強材のうき、はく離、変形、たわみおよび腐食、鋼材腐食が含まれるが、これらには限定されない。さらにまた、損傷とは、管渠に発生したひび割れやクラック、傷などを含むものであるが、この他にも、管渠に期待される性能が発揮できない状態をも含むものとする。 In addition, the damage includes compression, cracks, steps, floats, delamination, peeling, cracks and steps of joints, deformation, movement, subsidence, exposure of reinforcing bars, water leakage, sediment outflow, free lime, and icicles. , side ice included. In addition, damage includes floating, peeling and flaking of peanuts and coal joints, flaking, flaking, flaking and corrosion of repair materials, floating, flaking, deformation, deflection and corrosion of reinforcing materials, and corrosion of steel materials. is not limited to Furthermore, the term "damage" includes cracks, cracks, scratches, etc. occurring in the culvert, but also includes a state in which the expected performance of the culvert cannot be exhibited.

トンネル120内部の壁面の検査においては、例えば、無人航空機140のカメラ141で撮像したトンネル120の内壁面の画像を用いた検査が行われている。作業員は、トンネル120の外部または入り口付近から、タブレット端末130にインストールされた遠隔操作用アプリケーションを用いて、無人航空機140を操作する。なお、遠隔操作用アプリケーションを用いる代わりに、遠隔操作機器(リモートコントローラ)を用いて、無人航空機140を操作してもよい。遠隔操作用アプリケーションは、無人航空機140の航行速度や撮像スケジュール、撮影条件などを制御する。 In the inspection of the wall surface inside the tunnel 120, for example, inspection using an image of the inner wall surface of the tunnel 120 captured by the camera 141 of the unmanned aerial vehicle 140 is performed. A worker operates the unmanned aerial vehicle 140 from outside or near the entrance of the tunnel 120 using a remote control application installed on the tablet terminal 130 . Note that the unmanned aerial vehicle 140 may be operated using a remote control device (remote controller) instead of using a remote control application. The remote control application controls the flight speed, imaging schedule, imaging conditions, etc. of the unmanned aerial vehicle 140 .

ここで、内壁面画像は、トンネル120の内部の壁面や道路面180などを含む撮像領域を全周カメラまたは広角カメラで撮像した画像である。すなわち、内壁面画像は、トンネル120の進行方向に対して垂直な面で輪切りにされた画像である。輪切りのピッチは、特に限定されないが、トンネル120の内径や、特定したい損傷の大きさに応じたピッチが選択される。 Here, the inner wall image is an image obtained by capturing an imaging area including the inner wall surface of the tunnel 120 and the road surface 180 with an all-around camera or a wide-angle camera. That is, the inner wall image is an image sliced along a plane perpendicular to the traveling direction of the tunnel 120 . The pitch of the slices is not particularly limited, but the pitch is selected according to the inner diameter of the tunnel 120 and the size of the damage to be identified.

無人航空機140の代わりに、カメラを搭載した自走式の検査ロボットやカメラを搭載した自動車や電車、自動二輪車、自転車などを用いてもよい。あるいは、カメラを搭載した台車をユーザが手押ししてもよい。 Instead of the unmanned aerial vehicle 140, a self-propelled inspection robot equipped with a camera, an automobile, a train, a motorcycle, a bicycle, etc. equipped with a camera may be used. Alternatively, the user may manually push the trolley on which the camera is mounted.

また、無人航空機140は、カメラ141で撮像した画像をタブレット端末130に送信する。画像送信のタイミングは、例えば、所定枚数撮像したタイミング、所定時間経過毎のタイミング、所定容量の画像が蓄積されたタイミングなどである。無人航空機140から画像を送信する際には、所定の形式で圧縮した画像を送信してもよい。なお、無人航空機140からタブレット端末130を経由せずに、構造物損傷特定装置100に直接画像を送信してもよい。 Also, the unmanned aerial vehicle 140 transmits the image captured by the camera 141 to the tablet terminal 130 . The timing of image transmission is, for example, the timing at which a predetermined number of images are captured, the timing at each predetermined time interval, the timing at which a predetermined amount of images are accumulated, and the like. When transmitting an image from the unmanned aerial vehicle 140, the image compressed in a predetermined format may be transmitted. Note that the image may be directly transmitted from the unmanned aerial vehicle 140 to the structural damage identification device 100 without going through the tablet terminal 130 .

なお、内壁面画像110は、人工知能による学習のための画像であり、内壁面画像160は、損傷を特定の検査対象となっているトンネル120の画像である。また、カメラ141は、例えば、トンネル120の内部の壁面や道路面などを含む撮像領域を輪切りにして一度に撮像できる全周カメラであるが、これには限定されない。例えば、カメラ141として広角カメラを用いた場合、内壁面や道路面180を含む撮像領域を複数回に分けて撮像し、後でこれらの画像を繋ぎ合わせて輪切り画像を生成してもよい。なお、カメラ141により撮像される画像は、静止画であっても、動画であってもよい。また、カメラ141は、可視光による撮像機能の他に、赤外線や紫外線、その他の波長域の光線による撮像機能を有するものであってもよい。 Note that the inner wall image 110 is an image for learning by artificial intelligence, and the inner wall image 160 is an image of the tunnel 120 that is subject to inspection for specific damage. Also, the camera 141 is, for example, a omnidirectional camera capable of capturing an imaging area including the wall surface and the road surface inside the tunnel 120 at once by slicing it, but it is not limited to this. For example, when a wide-angle camera is used as the camera 141, the imaging region including the inner wall surface and the road surface 180 may be captured in a plurality of times, and then these images may be combined to generate a sliced image. Note that the image captured by the camera 141 may be a still image or a moving image. In addition, the camera 141 may have an imaging function using infrared rays, ultraviolet rays, or light rays in other wavelength ranges, in addition to the imaging function using visible light.

内壁面画像110、160は、所定のピッチ(間隔)例えば、1mで輪切りにされる。例えば、トンネル120の内装板を1ユニットとした場合、1ユニットごとに撮像した内壁面画像110、160を輪切りにして、輪切り画像143を得てもよい。また、例えば、トンネル120の全長において撮像した内壁面画像110、160を輪切りにすることで、輪切りが画像143を得てもよい。 The inner wall surface images 110 and 160 are sliced at a predetermined pitch (interval), for example, 1 m. For example, when the interior panel of the tunnel 120 is one unit, the sliced images 110 and 160 captured for each unit may be sliced to obtain the sliced image 143 . Further, for example, the inner wall surface images 110 and 160 captured over the entire length of the tunnel 120 may be sliced to obtain the sliced image 143 .

次に、構造物損傷特定装置100による、学習済み損傷特定モデルの生成について説明する。構造物損傷特定装置100は、受信した内壁面画像110(学習用画像)の輪切り画像143を、トンネル120の天井部分、底部部分および側部部分で切り開いて展開して、2次元平面画像を得る。すなわち、構造物損傷特定装置100は、トンネル120の天井部分で内壁面画像110を切開して展開した天井平面画像101、トンネル120の底部部分で内壁面画像110を切開して展開した底部平面画像102を生成する。さらに、構造物損傷特定装置100は、トンネル120の側部部分で内壁面画像110を切開して展開した側部平面画像103を生成する。 Next, generation of a learned damage identification model by the structure damage identification device 100 will be described. The structural damage identification device 100 cuts and expands the sliced image 143 of the received inner wall surface image 110 (learning image) at the ceiling, bottom and side portions of the tunnel 120 to obtain a two-dimensional planar image. . That is, the structural damage identification apparatus 100 generates a ceiling plane image 101 developed by cutting the inner wall image 110 at the ceiling of the tunnel 120, and a bottom plane image 101 developed by cutting the inner wall image 110 at the bottom of the tunnel 120. 102 is generated. Furthermore, the structural damage identification apparatus 100 generates a lateral planar image 103 by incising the inner wall surface image 110 at the lateral portion of the tunnel 120 and expanding it.

天井平面画像101においては、トンネル120の底部部分111(道路面180部分に相当)が帯状の天井平面画像101の中央に位置し、天井部分112、113が左右両端に位置している。同様に、底部平面画像102においては、天井部分121が帯状の底部平面画像102の中央に位置し、底部部分122,123が左右両端に位置している。さらに、側部平面画像103においては、例えば、切開位置と線対称な位置に対応する部分131が帯状の内壁面画像110の中央に位置し、切開位置の両端132,133が帯状の内壁面画像110の左右両端に位置している。そして、構造物損傷特定装置100は、天井平面画像101、底部平面画像102および側部平面画像103を用いて、トンネル120に発生した損傷を特定する。そして、構造物損傷特定装置100は、損傷が特定されたこれらの画像(天井平面画像101、底部平面画像102、側部平面画像103)を人工知能に学習させて、学習済み損傷特定モデルを生成する。 In the ceiling plane image 101, the bottom part 111 (corresponding to the road surface 180 part) of the tunnel 120 is positioned in the center of the strip-shaped ceiling plane image 101, and the ceiling parts 112 and 113 are positioned at both left and right ends. Similarly, in the bottom plane image 102, the ceiling portion 121 is positioned in the center of the band-shaped bottom plane image 102, and the bottom portions 122 and 123 are positioned at both left and right ends. Further, in the side plane image 103, for example, a portion 131 corresponding to a line-symmetrical position with respect to the incision position is located in the center of the strip-shaped inner wall surface image 110, and both ends 132 and 133 of the incision position are strip-shaped inner wall surface images. They are located at both the left and right ends of 110 . Then, the structural damage identification device 100 identifies damage occurring in the tunnel 120 using the ceiling plane image 101 , the bottom plane image 102 and the side plane image 103 . Then, the structural damage identification device 100 causes artificial intelligence to learn these images (ceiling plane image 101, bottom plane image 102, side plane image 103) in which damage has been identified, and generates a learned damage identification model. do.

次に、構造物損傷特定装置100による、損傷の特定について説明する。構造物損傷特定装置100は、損傷を特定したいトンネル120の内壁面画像160について、内壁面画像110と同様に、天井平面画像161、底部平面画像162および側部平面画像163を生成する。そして、構造物損傷特定装置100は、学習済み損傷特定モデルを用いて、トンネル120に発生している損傷を特定する。 Next, identification of damage by the structural damage identification device 100 will be described. The structural damage identification device 100 generates a ceiling plane image 161, a bottom plane image 162, and a side plane image 163 for the inner wall image 160 of the tunnel 120 whose damage is to be specified, similarly to the inner wall image 110. FIG. Then, the structural damage identification device 100 identifies damage occurring in the tunnel 120 using the learned damage identification model.

特定された損傷は、例えば、作業員が所持するタブレット端末130などの携帯端末に出力される。作業員は、タブレット端末130のディスプレイに表示された特定結果を参照して、トンネル120に発生している損傷を認識する。なお、構造物損傷特定装置100は、特定した損傷の種類や程度に応じて、アラートを出力してもよい。例えば、進行している損傷や、早急な補修工事が必要な損傷である場合には、構造物損傷特定装置100は、警告音や振動、光、メッセージ等によるアラートを出力してもよい。 The identified damage is output to a portable terminal such as the tablet terminal 130 carried by the worker, for example. The worker refers to the identification result displayed on the display of the tablet terminal 130 and recognizes the damage occurring in the tunnel 120 . Note that the structural damage identification device 100 may output an alert according to the type and extent of the identified damage. For example, in the case of ongoing damage or damage that requires immediate repair work, the structural damage identification device 100 may output an alert using a warning sound, vibration, light, message, or the like.

図2は、本実施形態に係る構造物損傷特定装置100の構成を説明するためのブロック図である。構造物損傷特定装置100は、画像取得部201、平面画像生成部202、選択部203、損傷決定部204、モデル生成部205、画像受付部206、平面画像生成部207、選択部208、損傷特定部209および出力部210を有する。 FIG. 2 is a block diagram for explaining the configuration of the structural damage identification device 100 according to this embodiment. The structure damage identification device 100 includes an image acquisition unit 201, a plane image generation unit 202, a selection unit 203, a damage determination unit 204, a model generation unit 205, an image reception unit 206, a plane image generation unit 207, a selection unit 208, and a damage identification unit. It has a section 209 and an output section 210 .

ここで、構造物損傷特定装置100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ネットワークインターフェース、およびストレージを有する。ここで、CPUは、演算制御用のプロセッサであり、プログラムを実行することで図2に示した構造物損傷特定装置100の各機能構成を実現する。CPUは、複数のプロセッサを有し、異なるプログラムやモジュール、タスク、スレッドなどを並行して実行してもよい。ROMは、初期データおよびプログラムなどの固定データおよびその他のプログラムを記憶する。また、ネットワークインターフェースは、ネットワークを介して他の装置などと通信する。なお、CPUは、1つに限定されず、複数のCPUであっても、あるいは画像処理用のGPU(Graphics Processing Unit)を含んでもよい。また、ネットワークインターフェースは、CPUとは独立した他のCPUを有して、RAMの領域に送受信データを書き込みあるいは読み出しするのが望ましい。また、RAMとストレージとの間でデータを転送するDMAC(Direct Memory Access Controller)を設けるのが望ましい。さらに、CPUは、RAMにデータが受信あるいは転送されたことを認識してデータを処理する。また、CPUは、処理結果をRAMに準備し、後の送信あるいは転送はネットワークインターフェースやDMACに任せる。 Here, the structural damage identification device 100 has a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a network interface, and a storage. Here, the CPU is a processor for arithmetic control, and implements each functional configuration of the structural damage identification device 100 shown in FIG. 2 by executing a program. The CPU may have multiple processors and execute different programs, modules, tasks, threads, etc. in parallel. ROM stores fixed data such as initial data and programs and other programs. Also, the network interface communicates with other devices and the like via the network. Note that the number of CPUs is not limited to one, and may include a plurality of CPUs or a GPU (Graphics Processing Unit) for image processing. Moreover, it is desirable that the network interface has another CPU independent of the CPU, and writes or reads the transmission/reception data to/from the area of the RAM. It is also desirable to provide a DMAC (Direct Memory Access Controller) for transferring data between RAM and storage. Furthermore, the CPU recognizes that data has been received or transferred to the RAM and processes the data. Also, the CPU prepares the processing result in the RAM and leaves the subsequent transmission or transfer to the network interface or DMAC.

RAMは、CPUが一時記憶のワークエリアとして使用するメモリである。RAMには、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域が確保されている。ストレージには、データベースや各種のパラメータ、モジュール、あるいは本実施形態の実現に必要なデータまたはプログラムが記憶されている。例えば、ストレージには、構造物損傷特定装置100の全体を制御するための制御プログラムが記憶されている。 The RAM is a memory used by the CPU as a work area for temporary storage. The RAM has an area for storing data necessary for implementing the present embodiment. The storage stores databases, various parameters, modules, or data or programs necessary for implementing this embodiment. For example, the storage stores a control program for controlling the structural damage identification device 100 as a whole.

さらに、構造物損傷特定装置100は、入出力インターフェースをさらに備えてもよい。入出力インターフェースには、表示部、操作部、記憶媒体が接続される。入出力インターフェースには、さらに、音声出力部であるスピーカや、音声入力部であるマイク、あるいはGPS(Global Positioning System)位置判定部が接続されてもよい。なお、RAMやストレージには、構造物損傷特定装置100が有する汎用の機能や他の実現可能な機能に関するプログラムやデータが記憶されていてもよい。 Furthermore, the structural damage identification device 100 may further include an input/output interface. A display unit, an operation unit, and a storage medium are connected to the input/output interface. The input/output interface may further be connected to a speaker as an audio output unit, a microphone as an audio input unit, or a GPS (Global Positioning System) position determination unit. The RAM or storage may store programs and data relating to general-purpose functions of the structural damage identification device 100 and other realizable functions.

画像取得部201は、トンネル120の内壁面を撮像した内壁面画像110を取得する。画像取得部201は、作業員が所持するタブレット端末130から内壁面画像110を取得してもよいし、無人航空機140から内壁面画像110を直接取得してもよい。なお、内壁面画像110は、後の人工知能による学習に用いられる画像である。 The image acquisition unit 201 acquires the inner wall surface image 110 of the inner wall surface of the tunnel 120 . The image acquisition unit 201 may acquire the inner wall surface image 110 from the tablet terminal 130 carried by the worker, or may directly acquire the inner wall surface image 110 from the unmanned aerial vehicle 140 . The inner wall image 110 is an image used for learning by artificial intelligence later.

平面画像生成部202は、内壁面画像110を、内壁面画像110における任意の位置で切り開いて展開して得られる複数の平面画像を生成する。平面画像生成部202は、内壁面画像110を、内壁面画像110におけるトンネル120の天井部分から切り開いて展開して得られる天井平面画像101を生成する。同様に、平面画像生成部202は、内壁面画像110を、内壁面画像110におけるトンネル120の底部部分から切り開いて展開して得られる底部平面画像102を生成する。さらに、平面画像生成部202は、内壁面画像110を、内壁面画像110におけるトンネル120の側部部分から切り開いて展開して得られる側部平面画像103を生成する。なお、側部平面画像103は、1つには限られない。このように、平面画像生成部202は、3種類の平面画像として、天井平面画像101、底部平面画像102および側部平面画像103を生成する。 The planar image generation unit 202 generates a plurality of planar images obtained by cutting the inner wall surface image 110 at arbitrary positions on the inner wall surface image 110 and developing the cut open images. The planar image generation unit 202 generates the ceiling planar image 101 obtained by cutting the inner wall surface image 110 from the ceiling portion of the tunnel 120 in the inner wall surface image 110 and developing it. Similarly, the planar image generation unit 202 generates the bottom planar image 102 obtained by cutting the inner wall surface image 110 from the bottom portion of the tunnel 120 in the inner wall surface image 110 and developing it. Further, the planar image generation unit 202 generates the side planar image 103 obtained by cutting the inner wall surface image 110 from the side portion of the tunnel 120 in the inner wall surface image 110 and expanding it. Note that the number of side plane images 103 is not limited to one. In this way, the plane image generation unit 202 generates the ceiling plane image 101, the bottom plane image 102, and the side plane image 103 as three types of plane images.

すなわち、平面画像生成部202は、まず、画像取得部201が取得した内壁面画像110から輪切り画像143を生成する。そして、平面画像生成部202は、輪切り画像143から、天井平面画像101、底部平面画像102および側部平面画像103を生成する。なお、輪切り画像143は、予め無人航空機140において生成しておき、画像取得部201は、無人航空機140により生成された輪切り画像143を取得してもよい。 That is, the plane image generation unit 202 first generates the sliced image 143 from the inner wall surface image 110 acquired by the image acquisition unit 201 . Then, the plane image generation unit 202 generates the ceiling plane image 101 , the bottom plane image 102 and the side plane image 103 from the sliced image 143 . Note that the sliced image 143 may be generated in the unmanned aerial vehicle 140 in advance, and the image acquisition unit 201 may acquire the sliced image 143 generated by the unmanned aerial vehicle 140 .

選択部203は、平面画像生成部202が生成した天井平面画像101、底部平面画像102および側部平面画像103から、管状構造物の属性、すなわち、トンネル120に応じた平面画像を選択する。ここで、管状構造物の属性は、例えば、管状構造物の種類、材質、用途などである。本実施形態においては、管状構造物の種類は、トンネル120であり、選択部203は、トンネル120の損傷を特定するのに適した平面画像を選択する。 The selection unit 203 selects a plane image according to the attribute of the tubular structure, that is, the tunnel 120 from the ceiling plane image 101 , bottom plane image 102 and side plane image 103 generated by the plane image generation unit 202 . Here, the attributes of the tubular structure are, for example, the type, material, and use of the tubular structure. In this embodiment, the type of tubular structure is the tunnel 120 and the selection unit 203 selects a planar image suitable for identifying damage to the tunnel 120 .

トンネル120においては、損傷の発生する箇所は、馬蹄形のアーチ部分であることが多い。道路面180については、トンネル120の内壁面とは異なる損傷が発生するため、本実施形態においては、道路面180に発生している損傷は特定の対象外となる。そして、トンネル120においては、アーチ部分に損傷が発生し易いため、トンネル120の側部、例えば、アーチ部分と道路面180との左右両側の境目部分で切り開かれた側部平面画像103を選択する。このような側部平面画像103を選択すれば、アーチ部分に発生している損傷が、内壁面画像110を切り開くことにより切断されていない平面画像を用いて人工知能に学習させられるからであり、学習の精度を高められるからである。選択部203は、例えば、管状構造物が、下水管であれば、天井平面画像101および底部平面画像102を選択する。 In the tunnel 120, the site of damage is often the horseshoe-shaped arch portion. As for the road surface 180, damage different from the damage to the inner wall surface of the tunnel 120 occurs, so in this embodiment, the damage occurring on the road surface 180 is out of the specific target. Since the arch portion of the tunnel 120 is likely to be damaged, the side plane image 103 cut at the side portion of the tunnel 120, for example, the left and right boundary portions between the arch portion and the road surface 180 is selected. . This is because by selecting such a lateral planar image 103, the damage occurring in the arch portion can be learned by artificial intelligence using the uncut planar image by cutting the inner wall surface image 110. This is because the accuracy of learning can be improved. For example, if the tubular structure is a sewage pipe, the selection unit 203 selects the ceiling plane image 101 and the bottom plane image 102 .

選択部203による平面画像の選択の方法は、例えば、図3Aに示す属性テーブル301を参照して選択する方法がある。図3Aは、本実施形態に係る構造物損傷特定装置100が有する属性テーブル301の一例について説明するための図である。属性テーブル301は、属性311に関連付けて平面画像312を記憶する。属性311は、管状構造物の属性であり、管状構造物の種類や材質、用途を含む。種類は、管状構造物の種類であり、トンネル、共同溝、管渠を含む。材質は、管状構造物の材質であり、コンクリート、鉄などを含む。用途は、管状構造物の使用目的であり、鉄道用、山岳用、海底用、ケーブル用、下水用などを含む。平面画像312は、平面画像生成部202により生成される平面画像であり、天井平面画像、底部平面画像および側部平面画像を含む。そして、選択部203は、管状構造物の属性、本実施形態においては、例えば、コンクリート製のトンネル120に応じた平面画像として、側部平面画像を選択する。 As a method of selecting a plane image by the selecting unit 203, for example, there is a method of selecting with reference to an attribute table 301 shown in FIG. 3A. FIG. 3A is a diagram for explaining an example of an attribute table 301 possessed by the structural damage identification device 100 according to this embodiment. The attribute table 301 stores planar images 312 in association with attributes 311 . The attribute 311 is the attribute of the tubular structure, and includes the type, material, and usage of the tubular structure. The type is the type of tubular structure, including tunnels, common ducts, and culverts. The material is the material of the tubular structure, and includes concrete, iron, and the like. The usage is the purpose of use of tubular structures, including railroad, mountain, undersea, cable, sewage, and the like. A plane image 312 is a plane image generated by the plane image generation unit 202 and includes a ceiling plane image, a bottom plane image, and a side plane image. Then, the selection unit 203 selects the side plane image as the plane image corresponding to the attribute of the tubular structure, for example, the tunnel 120 made of concrete in this embodiment.

損傷決定部204は、選択部203により選択された平面画像を用いて、トンネル120に発生している損傷を決定する。本実施形態においては、損傷決定部204は、選択部203により選択された側部平面画像103を用いて、トンネル120に発生している損傷を特定する。損傷決定部204は、具体的には、2つの側部平面画像103を並列に並べた状態の画像を用いて、損傷を決定する。損傷の種類は、例えば、圧ざ、ひび割れ、はく離、はく落、目地切れ、段差、変形、移動、鉄筋露出、浸入水などを含むが、これらには限定されない。損傷決定部204による損傷の決定方法は、例えば、図3Bに示す損傷決定テーブル302を参照して決定する方法がある。図3Bは、本実施形態に係る構造物損傷特定装置が有する損傷決定テーブルの一例について説明するための図である。 A damage determination unit 204 determines damage occurring in the tunnel 120 using the planar image selected by the selection unit 203 . In this embodiment, the damage determining unit 204 identifies damage occurring in the tunnel 120 using the side plane image 103 selected by the selecting unit 203 . Specifically, the damage determining unit 204 determines the damage using an image in which the two lateral plane images 103 are arranged in parallel. Types of damage include, but are not limited to, crushing, cracking, delamination, spalling, split joints, steps, deformation, movement, exposure of rebar, water intrusion, and the like. As a method of determining damage by the damage determination unit 204, for example, there is a method of determining with reference to the damage determination table 302 shown in FIG. 3B. FIG. 3B is a diagram for explaining an example of a damage determination table possessed by the structural damage identification device according to this embodiment.

損傷決定テーブル302は、損傷の種類321に関連付けて管状構造物322を記憶する。損傷の種類321は、圧ざ、ひび割れ、はく離・はく落、目地切れ・段差、変形・移動、鉄筋露出、浸入水を含む。なお、損傷の種類321は、これらには限定されず、例えば、沈下、土砂流出、遊離石灰、つらら、側氷、豆板やコールドジョイント部のうき、はく離、はく落、補修材のうき、はく離、はく落、腐食、補強材のうき、はく離、変形、たわみ、腐食、鋼材腐食、などを含む。管状構造物322は、道路トンネル、鉄道トンネル、山岳トンネル、共同溝、管渠を含むが、これらには限定されず、例えば、海底トンネルなどを含む。 The damage determination table 302 stores tubular structures 322 in association with damage types 321 . The types of damage 321 include crushing, cracking, delamination/stripping, split joints/steps, deformation/movement, exposure of reinforcing bars, and infiltration of water. The types of damage 321 are not limited to these, and examples include subsidence, sediment outflow, free lime, icicles, side ice, floating, peeling, and peeling of peanuts and cold joints, and floating, peeling, and peeling of repair materials. , corrosion, floatation, delamination, deformation, deflection, corrosion, steel corrosion, etc. of reinforcing materials. Tubular structures 322 include, but are not limited to, road tunnels, railroad tunnels, mountain tunnels, utility tunnels, conduits, and include, for example, undersea tunnels.

なお、損傷決定部204は、物体検知(Object Detection)を用いて、損傷の発生している領域を検出し、損傷を決定する。物体検知のアルゴリズムとして、本実施形態においては、Faster R-CNN(Faster Region with Convolutional Neural Network)を用いた。 The damage determining unit 204 uses object detection to detect a damaged area and determine damage. As an algorithm for object detection, Faster R-CNN (Faster Region with Convolutional Neural Network) is used in this embodiment.

モデル生成部205は、決定された損傷を識別可能な識別子(ID:Identifier)を付与する。モデル生成部205は、識別子として、例えば、損傷の範囲(大きさ)、その損傷の名称、損傷の属性(古い、新しい、色)などを側部平面画像103に付与する。なお、モデル生成部205は、選択部203により、天井平面画像101、底部平面画像102が選択されていれば、これらの平面画像に識別子を付与する。なお、この識別子は、選択された側部平面画像103に直接付与しても、所定のデータベース等に記憶しておき、適宜読み出すようにしてもよい。 The model generating unit 205 assigns an identifier (ID: Identifier) that can identify the determined damage. The model generation unit 205 assigns the side plane image 103 with identifiers such as the range (size) of the damage, the name of the damage, and the attributes of the damage (old, new, color). If the ceiling plane image 101 and the bottom plane image 102 are selected by the selection unit 203, the model generation unit 205 assigns identifiers to these plane images. This identifier may be directly assigned to the selected side plane image 103, or may be stored in a predetermined database or the like and read as appropriate.

そして、モデル生成部205は、付与した識別子、決定された損傷とともに側部平面画像103を人工知能(AI:Artificial Intelligence)に入力して、機械学習させる。人工知能による機械学習が終了すると、モデル生成部205は、学習済み損傷特定モデルを生成する。なお、モデル生成部205は、生成した学習済み損傷特定モデルを所定のストレージ等に保存しておいてもよい。この場合、新たな学習用画像(例えば、天井平面画像101、底部平面画像102および側部平面画像103)を取得して、機械学習を行い、学習済み損傷特定モデルを生成するたびに、保存された学習済み損傷特定モデルを更新するようにしてもよい。 Then, the model generation unit 205 inputs the side plane image 103 together with the given identifier and the determined damage to artificial intelligence (AI) for machine learning. After the machine learning by artificial intelligence is completed, the model generation unit 205 generates a learned damage identification model. Note that the model generation unit 205 may store the generated learned damage identification model in a predetermined storage or the like. In this case, each time a new learning image (for example, the ceiling plane image 101, the bottom plane image 102 and the side plane image 103) is acquired, machine learning is performed, and a learned damage identification model is generated, it is saved. The learned damage identification model may be updated.

また、人工知能による機械学習は、既知のアルゴリズムを用いて行われる。機械学習においては、損失関数は、重み指定を行い、事象数の逆数を採用した。また、モデル生成部205は、人工知能による機械学習の清吾を向上させて、より精度の高い損傷特定モデルを生成するために、人工知能に学習させる内壁面画像110の数を水増しする。モデル生成部205は、例えば、左右反転を用いて水増しデータを得る。さらに、モデル生成部205は、人工知能による機械学習の清吾を向上させるために、転移学習を用いてもよい。ここで、点に学習とは、ことなるデータセットを用いた学習済みモデルを、別の問題に転用し、部分的な学習をすることで、モデルの性能向上を狙う手法である。特に、教師データが十分でない場合に、推論性能の向上と学習時間の低減が期待できる手法でもある。 Machine learning by artificial intelligence is performed using known algorithms. In machine learning, the loss function is weighted and uses the reciprocal of the number of events. In addition, the model generation unit 205 increases the number of inner wall surface images 110 learned by artificial intelligence in order to improve the efficiency of machine learning by artificial intelligence and generate a more accurate damage identification model. The model generation unit 205 obtains padding data using, for example, horizontal reversal. Furthermore, the model generator 205 may use transfer learning to improve the efficiency of machine learning with artificial intelligence. Here, point-to-point learning is a technique that aims to improve the performance of a model by diverting a trained model using a different data set to another problem and performing partial learning. In particular, it is also a method that can be expected to improve inference performance and reduce learning time when training data is not sufficient.

なお、生成された学習済み損傷特定モデルの評価には、再現率(Recall)および適合率(Precision)を用いた。再現率は、再現率=TP/(TP+FN)で表され、結果として出てくるべきもののうち、実際に出てきたものの割合を示す。すなわち、取り漏らしがないかに関する指標である(網羅性に関する指標)。適合率は、適合率=TP/(TP+FP)で表され、正しかったものの割合を示す。出てきたすべての結果の中に、どれだけ正解が含まれているかの割合を示す指標である(正確性に関する指標)なお、TP=真陽性(True Positive)、FP=偽陽性(False Positive)、FN=偽陰性(False Negative)である。 In addition, recall and precision were used to evaluate the generated learned damage identification model. The recall is represented by recall=TP/(TP+FN), and indicates the ratio of what actually came out to what should come out as a result. That is, it is an index regarding whether there is any omission (index regarding completeness). Precision is expressed as precision=TP/(TP+FP) and indicates the percentage of correct ones. It is an index that shows how many correct answers are included in all the results (an index of accuracy). TP = true positive, FP = false positive , FN=False Negative.

画像受付部206は、トンネル170の内壁面を撮像した内壁面画像160を受け付ける。つまり、画像受付部206は、無人航空機140により撮像された内壁面画像160をタブレット端末130から受信し、受け付ける。内壁面画像160は、検査対象となるトンネル170の内壁面の画像であり、発生している損傷を特定したいトンネルである。 The image receiving unit 206 receives an inner wall surface image 160 of the inner wall surface of the tunnel 170 . That is, the image receiving unit 206 receives and receives the inner wall surface image 160 captured by the unmanned aerial vehicle 140 from the tablet terminal 130 . The inner wall image 160 is an image of the inner wall surface of the tunnel 170 to be inspected, and is the tunnel for which damage that has occurred is desired to be specified.

平面画像生成部207は、平面画像生成部202と同様に、平面画像を生成する。すなわち、平面画像生成部207は、内壁面画像160を、内壁面画像160におけるトンネル170の天井部分から切り開いて展開して得られる天井平面画像161を生成する。同様に、平面画像生成部207は、内壁面画像160におけるトンネル170の底部部分から切り開いて展開して得られる底部平面画像162を生成する。さらに、平面画像生成部207は、内壁面画像160におけるトンネル170の側部部分から切り開いて展開して得られる側部平面画像163を生成する。側部平面画像163は、1つには限られない。このように、平面画像生成部207は、3種類の平面画像として、天井平面画像161、底部平面画像162および側部平面画像163を生成する。 The planar image generation unit 207 generates a planar image similarly to the planar image generation unit 202 . That is, the planar image generation unit 207 generates the ceiling planar image 161 obtained by cutting the inner wall surface image 160 from the ceiling portion of the tunnel 170 in the inner wall surface image 160 and developing it. Similarly, the planar image generation unit 207 generates a bottom planar image 162 obtained by cutting the inner wall surface image 160 from the bottom portion of the tunnel 170 and expanding it. Further, the plane image generation unit 207 generates a side plane image 163 obtained by cutting the inner wall surface image 160 from the side portion of the tunnel 170 and developing it. The number of side plane images 163 is not limited to one. In this way, the plane image generation unit 207 generates the ceiling plane image 161, the bottom plane image 162, and the side plane image 163 as three types of plane images.

つまり、平面画像生成部207は、まず、画像受付部206が受け付けた内壁面画像160から輪切り画像を生成する。そして、平面画像生成部207は、輪切り画像から天井平面画像161、底部平面画像162および側部平面画像163を生成する。なお、輪切り画像は、予め無人航空機140において生成しておき、画像受付部206は、無人航空機140により生成された輪切り画像を取得してもよい。 That is, the planar image generation unit 207 first generates a sliced image from the inner wall surface image 160 received by the image reception unit 206 . Then, the plane image generation unit 207 generates a ceiling plane image 161, a bottom plane image 162, and a side plane image 163 from the sliced images. Note that the sliced image may be generated in the unmanned aerial vehicle 140 in advance, and the image receiving unit 206 may acquire the sliced image generated by the unmanned aerial vehicle 140 .

選択部208は、平面画像生成部207が生成した天井平面画像161、底部平面画像162および側部平面画像163から、管状構造物の属性、すなわち、トンネル170に応じた平面画像を選択する。つまり、選択部208は、トンネル170の損傷を決定するのに適した平面画像として、例えば、側部平面画像163を選択する。 The selection unit 208 selects a plane image according to the attribute of the tubular structure, that is, the tunnel 170 from the ceiling plane image 161 , bottom plane image 162 and side plane image 163 generated by the plane image generation unit 207 . That is, the selection unit 208 selects, for example, the side plane image 163 as a plane image suitable for determining the damage of the tunnel 170 .

損傷特定部209は、選択部208により選択された側部平面画像163および学習済み損傷特定モデルを用いて、トンネル170に発生している損傷を特定する。損傷特定部209による損傷の特定方法は、例えば、図3Bに示す損傷決定テーブル302を参照して特定する方法がある。なお、損傷特定部209は、2つの側部平面画像163が並列に並べられた状態の画像および学習済み損傷特定モデルを用いて、トンネル170に発生している損傷を特定する。 The damage identification unit 209 identifies damage occurring in the tunnel 170 using the side plane image 163 selected by the selection unit 208 and the learned damage identification model. As a method of identifying damage by the damage identifying unit 209, for example, there is a method of identifying with reference to the damage determination table 302 shown in FIG. 3B. Note that the damage identification unit 209 identifies damage occurring in the tunnel 170 using an image in which the two side plane images 163 are arranged in parallel and a learned damage identification model.

出力部210は、特定された損傷をタブレット端末130などの携帯端末へ出力する。また、作業員は、タブレット端末130のディスプレイに表示された特定結果を参照することにより、トンネル120に発生している損傷を認識できる。出力部210は、損傷の種類や進行度合いに応じたアラートを出力してもよい。出力部210は、警告音や振動、光、メッセージ等によるアラートを出力してもよい。 The output unit 210 outputs the identified damage to a portable terminal such as the tablet terminal 130 . Also, the worker can recognize the damage occurring in the tunnel 120 by referring to the identification result displayed on the display of the tablet terminal 130 . The output unit 210 may output an alert according to the type of damage and the degree of progress. The output unit 210 may output an alert such as a warning sound, vibration, light, message, or the like.

図4Aは、本実施形態に係る構造物損傷特定装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。図4Bは、本実施形態に係る構造物損傷特定装置の処理手順を説明するための他のフローチャートである。図4Aおよび図4Bに示したフローチャートは、構造物損傷特定装置100の不図示のCPU(Central Processing Unit)が、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を用いて実行し、図2に示した構造物損傷特定装置100の各機能構成を実現する。 FIG. 4A is a flowchart for explaining the processing procedure of the structural damage identification device according to this embodiment. FIG. 4B is another flowchart for explaining the processing procedure of the structural damage identification device according to this embodiment. The flowcharts shown in FIGS. 4A and 4B are executed by a CPU (Central Processing Unit) (not shown) of the structural damage identification device 100 using ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory). Each functional configuration of the structural damage identification device 100 shown in 1 is realized.

まず、図4Aを参照して説明する。ステップS401において、画像取得部201は、トンネル120の内壁面を撮像したな壁面画像を取得する。ステップS403において、平面画像生成部202は、内壁面画像110から輪切り画像143を生成する。そして、平面画像生成部202は、輪切り画像143から、天井平面画像101、底部平面画像102および側部平面画像103を生成する。ステップS405において、選択部203は、管状構造物の属性に応じた平面画像を選択する。選択部203は、トンネル120に応じた平面画像として側部平面画像103を選択する。 First, description will be made with reference to FIG. 4A. In step S<b>401 , the image acquisition unit 201 acquires a wall surface image of the inner wall surface of the tunnel 120 . In step S<b>403 , the planar image generation unit 202 generates the sliced image 143 from the inner wall surface image 110 . Then, the plane image generation unit 202 generates the ceiling plane image 101 , the bottom plane image 102 and the side plane image 103 from the sliced image 143 . In step S405, the selection unit 203 selects a planar image according to the attribute of the tubular structure. The selection unit 203 selects the side plane image 103 as the plane image corresponding to the tunnel 120 .

ステップS407において、損傷決定部204は、ステップS405において選択された側部平面画像103を用いてトンネル120に発生している損傷を決定する。ステップS409において、モデル生成部205は、ステップS409において決定された損傷を識別可能な識別子を付与して、決定された損傷とともに側部平面画像103を人工知能に学習させて、学習済み損傷特定モデルを生成する。ここでは、例えば、2つの側部平面画像103を並列に並べた画像を用いて人工知能に学習させる。すなわち、輪切り画像143を2つの異なる側部位置で切断して展開した2つの側部平面画像103を並列に並べた画像を人工知能に学習させる。ステップS411において、構造物損傷特定装置100は、人工知能による機械学習が終了したか否かを判断する。機械学習が終了していないと判断した場合(ステップS411のNO)、構造物損傷特定装置100は、ステップS403へ戻る。機械学習が終了したと判断した場合(ステップS411のYES)、構造物損傷特定装置100は、処理を終了する。 In step S407, the damage determination unit 204 determines damage occurring in the tunnel 120 using the side plane image 103 selected in step S405. In step S409, the model generation unit 205 assigns an identifier capable of identifying the damage determined in step S409, and causes the artificial intelligence to learn the side plane image 103 together with the determined damage, thereby obtaining a learned damage identification model. to generate Here, for example, an image obtained by arranging two lateral plane images 103 in parallel is used to make artificial intelligence learn. That is, artificial intelligence learns an image in which two side plane images 103, which are developed by cutting the sliced image 143 at two different side positions, are arranged in parallel. In step S411, the structural damage identification device 100 determines whether machine learning by artificial intelligence has ended. If it is determined that the machine learning has not ended (NO in step S411), the structural damage identification device 100 returns to step S403. If it is determined that the machine learning has ended (YES in step S411), the structural damage identification device 100 ends the process.

次に、図4Bを参照して説明する。ステップS421において、画像受付部206は、トンネル170の内壁面を撮像した内壁面画像160を受け付ける。ステップS423において、平面画像生成部207は、ステップS403と同様に、平面画像を生成する。すなわち、平面画像生成部207は、内壁面画像160を、内壁面画像160におけるトンネル170の天井部分、底部部分および側部部分から切り開いて展開して得られる天井平面画像161、底部平面画像162および側部平面画像163を生成する。本実施形態においては、平面画像生成部207は、側部平面画像163を生成する。ステップS425において、選択部208は、ステップS423において生成された平面画像から、トンネル170に応じた平面画像、すなわち、側部平面画像163を選択する。ステップS427において、損傷特定部209は、ステップS425において選択された平面画像、すなわち、側部平面画像163およびステップS409において生成された、学習済み損傷特定モデルを用いて、トンネル170に発生している損傷を特定する。ステップS429において、構造物損傷特定装置100は、損傷の特定が終了したか否かを判断する。特定が終了していないと判断した場合(ステップS429のNO)、構造物損傷特定装置100は、ステップS423へ戻る。特定が終了したと判断した場合(ステップS429のYES)、構造物損傷特定装置100は、ステップS431へ進む。ステップS431において、出力部210は、特定した損傷をタブレット端末130等の携帯端末へ出力する。 Next, description will be made with reference to FIG. 4B. In step S<b>421 , the image receiving unit 206 receives an inner wall surface image 160 of the inner wall surface of the tunnel 170 . In step S423, the planar image generation unit 207 generates a planar image in the same manner as in step S403. That is, the planar image generation unit 207 generates a ceiling planar image 161, a bottom planar image 162, and a planar image 161 obtained by cutting the inner wall surface image 160 from the ceiling, bottom, and side portions of the tunnel 170 in the inner wall surface image 160 and developing them. A side plane image 163 is generated. In this embodiment, the planar image generator 207 generates the side planar image 163 . In step S425, the selection unit 208 selects the plane image corresponding to the tunnel 170, that is, the side plane image 163 from the plane images generated in step S423. In step S427, the damage identification unit 209 uses the planar image selected in step S425, that is, the side planar image 163 and the learned damage identification model generated in step S409 to determine whether damage has occurred in the tunnel 170. Identify damage. In step S429, the structural damage identification device 100 determines whether or not the damage identification has been completed. When determining that the identification has not ended (NO in step S429), the structural damage identification device 100 returns to step S423. When determining that the identification has ended (YES in step S429), the structural damage identification device 100 proceeds to step S431. In step S431, the output unit 210 outputs the identified damage to a portable terminal such as the tablet terminal 130 or the like.

本実施形態によれば、管状構造物の属性に応じた平面画像を選択して人工知能に学習させるので、損傷を特定するための学習済みモデルとして精度の高いモデルを生成することができる。また、精度の高い学習済み損傷特定モデルを用いて、管状構造物に発生している損傷を特定するので、損傷の特定精度を向上させることができる。 According to this embodiment, a plane image corresponding to the attribute of the tubular structure is selected and trained by artificial intelligence, so that a highly accurate model can be generated as a trained model for identifying damage. In addition, since the damage occurring in the tubular structure is identified using a highly accurate learned damage identification model, the accuracy of damage identification can be improved.

[他の実施形態]
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
[Other embodiments]
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention. Also, any system or apparatus that combines separate features included in each embodiment is also included in the scope of the present invention.

また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるWWW(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)は本発明の範疇に含まれる。
Further, the present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices, or may be applied to a single device. Furthermore, the present invention is also applicable when an information processing program that implements the functions of the embodiments is directly or remotely supplied to a system or apparatus. Therefore, in order to implement the functions of the present invention on a computer, a program installed in a computer, a medium storing the program, and a WWW (World Wide Web) server from which the program is downloaded are also included in the scope of the present invention. . In particular, non-transitory computer readable media storing programs that cause a computer to perform at least the processing steps included in the above-described embodiments are included within the scope of the present invention.

Claims (9)

第1管状構造物の内壁面を撮像した第1内壁面画像を取得する画像取得部と、
前記第1内壁面画像を、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の天井部分から切り開いて展開して得られる第1天井平面画像、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の底部部分から切り開いて得られる第1底部平面画像、および、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の側部部分で切り開いて得られる第1側部平面画像を生成する第1平面画像生成部と、
前記第1平面画像生成部が生成した前記第1天井平面画像、前記第1底部平面画像および前記第1側部平面画像から、前記第1管状構造物の属性に応じた第1平面画像を選択する第1選択部と、
前記第1選択部により選択された前記第1平面画像を用いて、前記第1管状構造物に発生している第1損傷を決定する損傷決定部と、
決定された前記第1損傷を識別可能な識別子を付与して、決定された前記第1損傷とともに複数種類の前記第1平面画像を人工知能に学習させて、学習済み損傷特定モデルを生成するモデル生成部と、
第2管状構造物の内壁面を撮像した第2内壁面画像を受け付ける画像受付部と、
前記第2内壁面画像を、前記第2内壁面画像における前記第2管状構造物の天井部分から切り開いて展開して得られる第2天井平面画像、前記第2内壁面画像における前記第2管状構造物の底部部分から切り開いて展開して得られる第2底部平面画像、および、前記第2管状構造物の側部部分から切り開いて展開して得られる第2側部平面画像を生成する第2平面画像生成部と、
前記第2平面画像生成部が生成した前記第2天井平面画像、前記第2底部平面画像および前記第2側部平面画像から、前記第2管状構造物の属性に応じた第2平面画像を選択する第2選択部と、
前記第2選択部により選択された前記第2平面画像および前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2管状構造物に発生している第2損傷を特定する損傷特定部と、
を備えた構造物損傷特定装置。
an image acquisition unit that acquires a first inner wall surface image of the inner wall surface of the first tubular structure;
A first ceiling plane image obtained by cutting the first inner wall surface image from a ceiling portion of the first tubular structure in the first inner wall surface image and developing it, and the first tubular structure in the first inner wall surface image a first bottom plane image obtained by cutting through a bottom portion of the object and a first side plane image obtained by cutting through a side portion of the first tubular structure in the first inner wall surface image; a planar image generator;
A first plane image corresponding to the attribute of the first tubular structure is selected from the first ceiling plane image, the first bottom plane image, and the first side plane image generated by the first plane image generation unit. a first selection unit for
a damage determination unit that determines a first damage occurring in the first tubular structure using the first planar image selected by the first selection unit;
A model for generating a learned damage identification model by assigning an identifier capable of identifying the determined first damage and having artificial intelligence learn a plurality of types of the first planar images together with the determined first damage. a generator;
an image reception unit that receives a second inner wall surface image of the inner wall surface of the second tubular structure;
A second ceiling plane image obtained by cutting the second inner wall image from a ceiling portion of the second tubular structure in the second inner wall image and developing the second inner wall image, and the second tubular structure in the second inner wall image A second plane generating a second bottom plane image obtained by cutting and unfolding from the bottom portion of the article and a second side plane image obtained by cutting and unfolding from the side portion of said second tubular structure. an image generator;
A second plane image corresponding to the attribute of the second tubular structure is selected from the second ceiling plane image, the second bottom plane image, and the second side plane image generated by the second plane image generation unit. a second selection unit for
a damage identification unit that identifies a second damage occurring in the second tubular structure using the second planar image selected by the second selection unit and the learned damage identification model;
structure damage identification device.
前記第1管状構造物の属性および前記第2管状構造物の属性は、前記第1管状構造物および前記第2管状構造物の種類、材質および構築場所の少なくともいずれか1つを含む請求項1に記載の構造物損傷特定装置。 2. The attributes of the first tubular structure and the attributes of the second tubular structure include at least one of the type, material and location of construction of the first tubular structure and the second tubular structure. The structure damage identification device according to . 前記第1管状構造物および前記第2管状構造物は、鉄道用トンネル、道路用トンネル、海底トンネル、共同溝および管渠の少なくともいずれか1つである請求項1または2に記載の構造物損傷特定装置。 3. The structure damage according to claim 1 or 2, wherein the first tubular structure and the second tubular structure are at least one of a railway tunnel, a road tunnel, an undersea tunnel, a common utility ditch, and a pipe culvert. Specific device. 前記第1損傷は、圧ざ、ひび割れ、段差、うき、はく離、はく落、鉄筋露出、漏水、遊離石灰を含む請求項1~3のいずれか1項に記載の構造物損傷特定装置。 The structural damage identification device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first damage includes compression, cracks, steps, floats, delamination, flaking, rebar exposure, water leakage, and free lime. 前記損傷決定部は、Faster R-CNNを用いて前記第1管状構造物に発生している前記第1損傷を決定する請求項1~4のいずれか1項に記載の構造物損傷特定装置。 The structure damage identification device according to any one of claims 1 to 4, wherein the damage determination unit determines the first damage occurring in the first tubular structure using Faster R-CNN. 前記モデル生成部は、水増しデータとして、左右反転を用いて前記学習済み損傷特定モデルを生成する請求項1~5のいずれか1項に記載の構造物損傷特定装置。 The structure damage identification device according to any one of claims 1 to 5, wherein the model generation unit generates the learned damage identification model using horizontal reversal as the padded data. 前記モデル生成部は、転移学習を用いて前記学習済み損傷特定モデルを生成する請求項1~6のいずれか1項に記載の構造物損傷特定装置。 The structural damage identification device according to any one of claims 1 to 6, wherein the model generation unit generates the learned damage identification model using transfer learning. 第1管状構造物の内壁面を撮像した第1内壁面画像を取得する画像取得ステップと、
前記第1内壁面画像を、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の天井部分から切り開いて展開して得られる第1天井平面画像、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の底部部分から切り開いて得られる第1底部平面画像、および、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の側部部分で切り開いて得られる第1側部平面画像を生成する第1平面画像生成ステップと、
前記第1平面画像生成ステップにおいて生成した前記第1天井平面画像、前記第1底部平面画像および前記第1側部平面画像から、前記第1管状構造物の属性に応じた第1平面画像を選択する第1選択ステップと、
前記第1選択ステップにおいて選択された前記第1平面画像を用いて、前記第1管状構造物に発生している第1損傷を決定する損傷決定部と、
決定された前記第1損傷を識別可能な識別子を付与して、決定された前記第1損傷とともに複数種類の前記第1平面画像を人工知能に学習させて、学習済み損傷特定モデルを生成するモデル生成ステップと、
第2管状構造物の内壁面を撮像した第2内壁面画像を受け付ける画像受付ステップと、
前記第2内壁面画像を、前記第2内壁面画像における前記第2管状構造物の天井部分から切り開いて展開して得られる第2天井平面画像、前記第2内壁面画像における前記第2管状構造物の底部部分から切り開いて展開して得られる第2底部平面画像、および、前記第2管状構造物の側部部分から切り開いて展開して得られる第2側部平面画像を生成する第2平面画像生成ステップと、
前記第2平面画像生成ステップにおいて生成した前記第2天井平面画像、前記第2底部平面画像および前記第2側部平面画像から、前記第2管状構造物の属性に応じた第2平面画像を選択する第2選択ステップと、
前記第2選択ステップにおいて選択された前記第2平面画像および前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2管状構造物に発生している第2損傷を特定する損傷特定ステップと、
を含む構造物損傷特定方法。
an image acquisition step of acquiring a first inner wall surface image of the inner wall surface of the first tubular structure;
A first ceiling plane image obtained by cutting the first inner wall surface image from a ceiling portion of the first tubular structure in the first inner wall surface image and developing it, and the first tubular structure in the first inner wall surface image a first bottom plane image obtained by cutting through a bottom portion of the object and a first side plane image obtained by cutting through a side portion of the first tubular structure in the first inner wall surface image; a planar image generating step;
A first plane image corresponding to the attribute of the first tubular structure is selected from the first ceiling plane image, the first bottom plane image, and the first side plane image generated in the first plane image generation step. a first selection step of
a damage determination unit that determines a first damage occurring in the first tubular structure using the first planar image selected in the first selection step;
A model for generating a learned damage identification model by assigning an identifier capable of identifying the determined first damage and having artificial intelligence learn a plurality of types of the first planar images together with the determined first damage. a generation step;
an image receiving step of receiving a second inner wall surface image of the inner wall surface of the second tubular structure;
A second ceiling plane image obtained by cutting the second inner wall image from a ceiling portion of the second tubular structure in the second inner wall image and developing the second inner wall image, and the second tubular structure in the second inner wall image A second plane generating a second bottom plane image obtained by cutting and unfolding from the bottom portion of the article and a second side plane image obtained by cutting and unfolding from the side portion of said second tubular structure. an image generating step;
A second planar image corresponding to the attribute of the second tubular structure is selected from the second ceiling planar image, the second bottom planar image, and the second side planar image generated in the second planar image generating step. a second selection step of
a damage identification step of identifying a second damage occurring in the second tubular structure using the second planar image selected in the second selection step and the learned damage identification model;
a structural damage identification method comprising:
第1管状構造物の内壁面を撮像した第1内壁面画像を取得する画像取得ステップと、
前記第1内壁面画像を、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の天井部分から切り開いて展開して得られる第1天井平面画像、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の底部部分から切り開いて得られる第1底部平面画像、および、前記第1内壁面画像における前記第1管状構造物の側部部分で切り開いて得られる第1側部平面画像を生成する第1平面画像生成ステップと、
前記第1平面画像生成ステップにおいて生成した前記第1天井平面画像、前記第1底部平面画像および前記第1側部平面画像から、前記第1管状構造物の属性に応じた第1平面画像を選択する第1選択ステップと、
前記第1選択ステップにおいて選択された前記第1平面画像を用いて、前記第1管状構造物に発生している第1損傷を決定する損傷決定部と、
決定された前記第1損傷を識別可能な識別子を付与して、決定された前記第1損傷とともに複数種類の前記第1平面画像を人工知能に学習させて、学習済み損傷特定モデルを生成するモデル生成ステップと、
第2管状構造物の内壁面を撮像した第2内壁面画像を受け付ける画像受付ステップと、
前記第2内壁面画像を、前記第2内壁面画像における前記第2管状構造物の天井部分から切り開いて展開して得られる第2天井平面画像、前記第2内壁面画像における前記第2管状構造物の底部部分から切り開いて展開して得られる第2底部平面画像、および、前記第2管状構造物の側部部分から切り開いて展開して得られる第2側部平面画像を生成する第2平面画像生成ステップと、
前記第2平面画像生成ステップにおいて生成した前記第2天井平面画像、前記第2底部平面画像および前記第2側部平面画像から、前記第2管状構造物の属性に応じた第2平面画像を選択する第2選択ステップと、
前記第2選択ステップにおいて選択された前記第2平面画像および前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2管状構造物に発生している第2損傷を特定する損傷特定ステップと、
をコンピュータに実行させる構造物損傷特定プログラム。
an image acquisition step of acquiring a first inner wall surface image of the inner wall surface of the first tubular structure;
A first ceiling plane image obtained by cutting the first inner wall surface image from a ceiling portion of the first tubular structure in the first inner wall surface image and developing it, and the first tubular structure in the first inner wall surface image a first bottom plane image obtained by cutting through a bottom portion of the object and a first side plane image obtained by cutting through a side portion of the first tubular structure in the first inner wall surface image; a planar image generating step;
A first plane image corresponding to the attribute of the first tubular structure is selected from the first ceiling plane image, the first bottom plane image, and the first side plane image generated in the first plane image generation step. a first selection step of
a damage determination unit that determines a first damage occurring in the first tubular structure using the first planar image selected in the first selection step;
A model for generating a learned damage identification model by assigning an identifier capable of identifying the determined first damage and having artificial intelligence learn a plurality of types of the first planar images together with the determined first damage. a generation step;
an image receiving step of receiving a second inner wall surface image of the inner wall surface of the second tubular structure;
A second ceiling plane image obtained by cutting the second inner wall image from a ceiling portion of the second tubular structure in the second inner wall image and developing the second inner wall image, and the second tubular structure in the second inner wall image A second plane generating a second bottom plane image obtained by cutting and unfolding from the bottom portion of the article and a second side plane image obtained by cutting and unfolding from the side portion of said second tubular structure. an image generating step;
A second planar image corresponding to the attribute of the second tubular structure is selected from the second ceiling planar image, the second bottom planar image, and the second side planar image generated in the second planar image generating step. a second selection step of
a damage identification step of identifying a second damage occurring in the second tubular structure using the second planar image selected in the second selection step and the learned damage identification model;
A structural damage identification program that causes a computer to execute
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