JP7356942B2 - Pipe damage identification device, pipe damage identification method, and pipe damage identification program - Google Patents

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JP7356942B2 JP2020055269A JP2020055269A JP7356942B2 JP 7356942 B2 JP7356942 B2 JP 7356942B2 JP 2020055269 A JP2020055269 A JP 2020055269A JP 2020055269 A JP2020055269 A JP 2020055269A JP 7356942 B2 JP7356942 B2 JP 7356942B2
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一哉 岡田
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Description

本発明は、管渠損傷特定装置、管渠損傷特定方法および管渠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管渠の損傷を特定する装置に関する。 The present invention relates to a pipe damage identification device, a pipe damage identification method, and a pipe damage identification program, and particularly relates to a device for identifying damage to a pipe from identification results obtained by an image analysis program built into a computer and 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。 Infrastructure structures are aging at an accelerating rate, and the need for maintenance, management, and renewal is said to continue to increase in the future. As the working population continues to decline, increasing 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 is an increasing number of research cases applying AI-based image recognition technology, whose performance has improved significantly in recent years. By using an advanced neural network called deep learning, it is possible to achieve image recognition that is close to human intuition, which was previously difficult, and is expected to assist or replace visual inspection of damaged areas.

一方、管渠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 pipes, for example, as in the technology described in Patent Document 1 and Patent Document 2, a photographing device such as a television camera or It was equipped with lighting equipment such as fluorescent lights, and was used to investigate damage based on images of the inside of the tube taken with a photographic device.

特開平5-346027号公報Japanese Patent Application Publication No. 5-346027 特開平7-216972号公報Japanese Patent Application Publication No. 7-216972

しかしながら、上記文献に記載の技術では、撮影した管内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、精度の高い管渠の損傷の特定を行うことができなかった。 However, with the technology described in the above-mentioned document, workers visually inspect the captured images of the inside of the pipe, which is prone to oversight or misreading, and it is difficult to identify damage to pipes with high precision. I couldn't do it.

上記目的を達成するため、本発明に係る管渠損傷特定装置は、
第1管渠の内周面を撮像した第1内周面画像を取得する画像取得部と、
前記第1内周面画像を、前記第1内周面画像における前記第1管渠の任意の位置で切り開いて展開して得られる複数の第1平面画像を生成する第1平面画像生成部と、
複数の前記第1平面画像を用いて、前記第1管渠に発生している第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損傷とともに複数の前記第1平面画像とともに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管渠の内周面を撮像した第2内周面画像を受け付ける画像受付部と、
前記第2内周面画像を、前記第2内周面画像における前記第2管渠の任意の位置で切り開いて展開して得られる複数の第2平面画像を生成する第2平面画像生成部と、
複数の前記第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管渠に発生している第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 pipe damage identification device according to the present invention has the following features:
an image acquisition unit that acquires a first inner circumferential surface image of the inner circumferential surface of the first pipe culvert;
a first planar image generation unit that generates a plurality of first planar images obtained by cutting and developing the first inner circumferential surface image at an arbitrary position of the first pipe culvert in the first inner circumferential surface image; ,
a damage determination unit that determines first damage occurring in the first culvert using the plurality of first plane images;
model generation for generating a learned damage identification model by assigning an identifier that can identify the determined first damage and causing artificial intelligence to learn the determined first damage together with the plurality of first plane images; Department and
an image reception unit that receives a second inner circumferential surface image taken of the inner circumferential surface of the second pipe culvert;
a second planar image generation unit that generates a plurality of second planar images obtained by cutting and developing the second inner circumferential surface image at an arbitrary position of the second pipe in the second inner circumferential surface image; ,
a damage identification unit that identifies second damage occurring in the second culvert using the plurality of second plane images and the learned damage identification model;
Equipped with

上記目的を達成するため、本発明に係る管渠損傷特定方法は、
第1管渠の内周面を撮像した第1内周面画像を取得する画像取得ステップと、
前記第1内周面画像を、前記第1内周面画像における前記第1管渠の任意の位置で切り開いて展開して得られる複数の第1平面画像を生成する第1平面画像生成ステップと、
複数の前記第1平面画像を用いて、前記第1管渠に発生している第1損傷を決定する損傷決定ステップと、
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損傷とともに前記第1平面画像とともに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管渠の内周面を撮像した第2内周面画像を受け付ける画像受付部と、
前記第2内周面画像を、前記第2内周面画像における前記第2管渠の任意の位置で切り開いて展開して得られる複数の第2平面画像を生成する第2平面画像生成ステップと、
複数の前記第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管渠に発生している第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 pipe damage identification method according to the present invention includes:
an image acquisition step of acquiring a first inner circumferential surface image of the inner circumferential surface of the first pipe culvert;
a first planar image generation step of generating a plurality of first planar images obtained by cutting and developing the first inner circumferential surface image at an arbitrary position of the first pipe culvert in the first inner circumferential surface image; ,
a damage determination step of determining first damage occurring in the first culvert using the plurality of first plane images;
a model generation step of assigning an identifier that can identify the determined first damage and causing artificial intelligence to learn the determined first damage together with the first plane image to generate a learned damage identification model; ,
an image reception unit that receives a second inner circumferential surface image taken of the inner circumferential surface of the second pipe culvert;
a second planar image generation step of generating a plurality of second planar images obtained by cutting and developing the second inner circumferential surface image at an arbitrary position of the second pipe in the second inner circumferential surface image; ,
a damage identification step of identifying second damage occurring in the second culvert using the plurality of second plane images and the learned damage identification model;
including.

上記目的を達成するため、本発明に係る管渠損傷特定プログラムは、
第1管渠の内周面を撮像した第1内周面画像を取得する画像取得ステップと、
前記第1内周面画像を、前記第1内周面画像における前記第1管渠の任意の位置で切り開いて展開して得られる複数の第1平面画像を生成する第1平面画像生成ステップと、
複数の前記第1平面画像を用いて、前記第1管渠に発生している第1損傷を決定する損傷決定ステップと、
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損傷とともに前記第1平面画像とともに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管渠の内周面を撮像した第2内周面画像を受け付ける画像受付部と、
前記第2内周面画像を、前記第2内周面画像における前記第2管渠の任意の位置で切り開いて展開して得られる複数の第2平面画像を生成する第2平面画像生成ステップと、
複数の前記第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管渠に発生している第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 pipe damage identification program according to the present invention,
an image acquisition step of acquiring a first inner circumferential surface image of the inner circumferential surface of the first culvert;
a first planar image generation step of generating a plurality of first planar images obtained by cutting and developing the first inner circumferential surface image at an arbitrary position of the first pipe culvert in the first inner circumferential surface image; ,
a damage determination step of determining first damage occurring in the first culvert using the plurality of first plane images;
a model generation step of assigning an identifier that can identify the determined first damage and causing artificial intelligence to learn the determined first damage together with the first plane image to generate a learned damage identification model; ,
an image reception unit that receives a second inner circumferential surface image taken of the inner circumferential surface of the second pipe culvert;
a second planar image generation step of generating a plurality of second planar images obtained by cutting and developing the second inner circumferential surface image at an arbitrary position of the second pipe in the second inner circumferential surface image; ,
a damage identification step of identifying second damage occurring in the second culvert using the plurality of second plane images and the learned damage identification model;
have the computer execute it.

本発明の管渠損傷特定装置によれば、人工知能に効率的に学習させることができ、精度の高い学習済みモデルを生成できるので、精度の高い管渠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, artificial intelligence can be trained efficiently and a trained model with high accuracy can be generated, so that damage to the pipe can be identified with high accuracy.

本発明の第1実施形態に係る管渠損傷特定装置による管渠損傷の特定の概要について説明するための図である。It is a figure for explaining the outline of identification of pipe damage by a pipe damage identification device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る管渠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 pipe damage identification apparatus based on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る管渠損傷特定装置により特定される損傷の管渠内における発生位置の分布を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the distribution of occurrence positions within a pipe culvert, which are identified by the pipe culvert damage identification device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る管渠損傷特定装置の平面画像生成部による内周面画像の切開位置および展開について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the incision position and expansion|development of the internal peripheral surface image by the plane image generation part of the pipe damage identification apparatus based on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る管渠損傷特定装置における物体検知について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining object detection in the pipe damage identification device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る管渠損傷特定装置における損傷(破損・クラック)の決定について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining determination of damage (damage/cracks) in the pipe damage identification device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る管渠損傷特定装置における損傷(破損・クラック)の決定について説明するための他の図である。It is another diagram for explaining the determination of damage (damage/cracks) in the pipe damage identification device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る管渠損傷特定装置における損傷(浸入水)の決定について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining determination of damage (intrusion water) in the pipe damage identification device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る管渠損傷特定装置における損傷(浸入水)の決定について説明するための他の図である。FIG. 7 is another diagram for explaining determination of damage (intrusion water) in the pipe damage identification device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る管渠損傷特定装置が有する損傷特定テーブルの一例を説明するための図である。It is a figure for explaining an example of the damage identification table which the pipe damage identification device concerning a 1st embodiment of the present invention has. 本発明の第1実施形態に係る管渠損傷特定装置が有する切開位置テーブルの一例を説明するための図である。It is a figure for explaining an example of the incision position table which the pipe damage identification device concerning a 1st embodiment of the present invention has. 本発明の第1実施形態に係る管渠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 pipe damage identification device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る管渠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。It is another flowchart for demonstrating the processing procedure of the pipe damage identification apparatus based on 1st Embodiment of this 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 will be exemplarily described 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 may be made freely, and the technical scope of the present invention is limited to the following description. It is not intended to do so.

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態としての管渠損傷特定装置100について、図1~図5Bを用いて説明する。管渠損傷特定装置100は、管渠に発生した損傷を特定するために用いられる。図1は、本実施形態に係る管渠損傷特定装置100による管渠損傷の特定の概要について説明するための図である。
[First embodiment]
A pipe damage identification device 100 as a first embodiment of the present invention will be described using FIGS. 1 to 5B. The pipe culvert damage identification device 100 is used to identify damage that has occurred in a pipe culvert. FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of identifying pipe damage by the pipe damage identification device 100 according to the present embodiment.

ここで、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。本実施形態においては、管渠として下水管150を例に説明をする。また、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。 Here, the term "pipe culvert" is a general term for waterways, and refers to the entire waterway constructed for the purpose of water supply and drainage. Examples include water pipes, sewer pipes, drain pipes, water supply pipes, etc. In this embodiment, a sewer pipe 150 will be explained as an example of a pipe. In addition, the materials of the pipes include concrete, ceramic, iron, etc., and the types of pipes include concrete pipes, concrete fume pipes, ceramic pipes, iron pipes, etc.

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。なお、以下の説明では、下水管150の直径は、作業員が下水管150内に入って作業することができない程度の大きさであり、例えば、φ200~φ800の下水管150を想定して説明をするが、下水管150の直径は、これには限定されない。 Further, damage includes not only cracks, cracks, and scratches that occur in the pipe culvert, but also includes a state in which the pipe culvert is unable to exhibit its expected performance. In the following explanation, the diameter of the sewer pipe 150 is such that a worker cannot enter the sewer pipe 150 and work therein, and the explanation will be made assuming that the sewer pipe 150 has a diameter of 200 to 800 mm, for example. However, the diameter of the sewer pipe 150 is not limited to this.

下水管150の内部の検査においては、自走式検査ロボット140のカメラ142で撮像した下水管150の内周面の画像を用いた検査が行われている。作業員は、下水管150の外部に設置されたディスプレイなどを用いて、カメラ142で撮像した画像を確認し、下水管150に損傷が発生しているか否かの検査を行う。制御部141は、自走式検査ロボット140の自走速度や撮像スケジュール、撮像条件を制御したり、管渠損傷特定装置100や作業員が所持するタブレット端末130との間の通信を制御したりする。作業員は、例えば、タブレット端末130にインストールされた操作用アプリケーションを用いて、自走式検査ロボット140を操作する。なお、自走式検査ロボット140が入れないような、直径の小さな下水管150の場合、自走式検査ロボット140の代わりに、ファイバースコープなどの超小型検査装置を用いてもよい。 In the inspection of the inside of the sewer pipe 150, an inspection is performed using an image of the inner peripheral surface of the sewer pipe 150 captured by the camera 142 of the self-propelled inspection robot 140. The worker uses a display installed outside the sewer pipe 150 to check the image captured by the camera 142 and inspects whether or not the sewer pipe 150 is damaged. The control unit 141 controls the self-propelled speed, imaging schedule, and imaging conditions of the self-propelled inspection robot 140, and controls communication with the pipe damage identification device 100 and the tablet terminal 130 carried by the worker. do. A worker operates the self-propelled inspection robot 140 using, for example, an operation application installed on the tablet terminal 130. Note that in the case of a sewer pipe 150 with a small diameter that the self-propelled inspection robot 140 cannot enter, a micro-inspection device such as a fiberscope may be used instead of the self-propelled inspection robot 140.

そして、制御部141は、カメラ142で撮像した内周面画像110(160)を、管渠損傷特定装置100に送信する。なお、内周面画像110は、人工知能による学習のための画像であり、内周面画像160は、損傷を特定したい画像である。また、カメラ142は、広角カメラ、全周カメラのいずれであってもよい。広角カメラの場合、1周分の画像を複数回に分けて撮像し、撮像した複数枚の画像を繋いで内周面画像110(160)を生成してもよい。 Then, the control unit 141 transmits the inner peripheral surface image 110 (160) captured by the camera 142 to the pipe damage identification device 100. Note that the inner circumferential surface image 110 is an image for learning by artificial intelligence, and the inner circumferential surface image 160 is an image in which damage is to be identified. Furthermore, the camera 142 may be either a wide-angle camera or an all-around camera. In the case of a wide-angle camera, the images for one revolution may be captured in multiple steps, and the inner peripheral surface image 110 (160) may be generated by connecting the captured images.

また、内周面画像110(160)は、所定の間隔(例えば、0.1m)で輪切りにされる。例えば、下水管150の継手から継手の間を1ユニットとした場合に、1ユニットごとに撮像した画像(内周面画像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、下水管150の全長において撮像した画像(内周面画像110(160))を輪切りにして、輪切り画像143を得てもよい。 Further, the inner circumferential surface image 110 (160) is sliced at predetermined intervals (for example, 0.1 m). For example, when the space between the joints of the sewer pipe 150 is defined as one unit, the images captured for each unit (inner peripheral surface images 110 (160)) may be sliced into slices to obtain the slice images 143. Further, for example, the image captured along the entire length of the sewer pipe 150 (inner peripheral surface image 110 (160)) may be sliced into slices to obtain the slice image 143.

次に、管渠損傷特定装置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。管渠損傷特定装置100は、受信した内周面画像110(学習用画像)の輪切り画像143を、内周面画像110における下水管150の任意の位置で切り開いて展開して、2次元の平面画像を得る。すなわち、管渠損傷特定装置100は、内周面画像110を、下水管150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た、天井展開平面画像101、底部展開平面画像102および側部展開平面画像103を生成する。 Next, generation of a trained damage identification model by the pipe damage identification device 100 will be explained. The pipe damage identification device 100 cuts out and develops the sliced image 143 of the received internal circumferential surface image 110 (learning image) at an arbitrary position of the sewer pipe 150 in the internal circumferential surface image 110, and generates a two-dimensional plane. Get the image. That is, the pipe damage identification device 100 cuts out and develops the inner peripheral surface image 110 at the ceiling, bottom, and side portions of the sewer pipe 150. A developed plane image 103 is generated.

天井展開平面画像101においては、下水管150の底部部分111が帯状の平面画像の中央に位置し、切開位置である天井部分112、113が左右両端に位置している。同様に、底部展開平面画像102においては、天井部分121が帯状の平面画像の中央に位置し、切開位置である底部部分122、123が左右両端に位置している。さらに、側部展開平面画像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が帯状の平面画像の中央に位置し、切開位置の両端132、133が帯状の平面画像の左右両端に位置している。そして、管渠損傷特定装置100は、天井展開平面画像101、底部展開平面画像102および側部展開平面画像103を用いて、下水管150に発生した損傷を特定し、損傷が特定されたこれらの画像(101~103)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 expanded planar image 101, the bottom portion 111 of the sewer pipe 150 is located at the center of the strip-shaped planar image, and the ceiling portions 112 and 113, which are incision positions, are located at both left and right ends. Similarly, in the bottom developed planar image 102, the ceiling portion 121 is located at the center of the strip-shaped planar image, and the bottom portions 122 and 123, which are incision positions, are located at both left and right ends. Furthermore, in the side developed planar image 103, for example, a portion 131 corresponding to a line-symmetrical position to the incision position is located in the center of the band-shaped planar image, and both ends 132 and 133 of the incision position are located on the left and right sides of the band-shaped planar image. located at both ends. Then, the pipe damage identification device 100 uses the ceiling developed plane image 101, the bottom developed plane image 102, and the side developed plane image 103 to identify damage that has occurred in the sewer pipe 150, and The images (101 to 103) are trained by artificial intelligence to generate a trained damage identification model.

次に、管渠損傷特定装置100による、損傷の特定について説明する。管渠損傷特定装置100は、損傷を特定したい下水管170の内周面画像160について、内周面画像110と同様に、天井展開平面画像161、底部展開平面画像162および側部展開平面画像163を生成する。そして、管渠損傷特定装置100は、生成した天井展開平面画像161、底部展開平面画像162および側部展開平面画像163と学習済み損傷特定モデルとを用いて、下水管170に発生している損傷を特定する。 Next, damage identification by the pipe culvert damage identification device 100 will be explained. The pipe damage identifying device 100 analyzes the inner circumferential surface image 160 of the sewer pipe 170 whose damage is to be identified, as well as the inner circumferential surface image 110, a ceiling developed planar image 161, a bottom developed planar image 162, and a side developed planar image 163. generate. Then, the pipe damage identification device 100 uses the generated ceiling expanded plane image 161, bottom expanded plane image 162, and side expanded plane image 163 and the learned damage identification model to identify damage occurring in the sewer pipe 170. Identify.

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、下水管170に発生している損傷を認識する。なお、管渠損傷特定装置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、管渠損傷特定装置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, for example, a mobile terminal such as a tablet terminal 130 owned by the worker. The worker refers to the identification results displayed on the display of the tablet terminal 130 and recognizes the damage occurring in the sewer pipe 170. Note that the pipe damage identification device 100 may output an alert depending on the type and degree of damage identified. For example, if the damage is progressing or requires immediate repair work, the pipe damage identification device 100 may output an alert using a warning sound, vibration, light, message, or the like.

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

ここで、管渠損傷特定装置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に示した管渠損傷特定装置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 pipe damage identification device 100 includes 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 pipe damage identification device 100 shown in FIG. 2 by executing a program. A CPU may include multiple processors and may execute different programs, modules, tasks, threads, etc. in parallel. The ROM stores fixed data such as initial data and programs and other programs. The network interface also communicates with other devices via the network. Note that the CPU is not limited to one, and may be a plurality of CPUs or may include a GPU (Graphics Processing Unit) for image processing. Further, it is preferable that the network interface has another CPU independent of the CPU, and writes or reads transmitted and received data in the RAM area. Further, it is desirable to provide a DMAC (Direct Memory Access Controller) that transfers data between the RAM and the storage. Further, the CPU recognizes that data has been received or transferred to the RAM and processes the data. Further, the CPU prepares the processing results in the RAM, and leaves 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、管渠損傷特定装置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。 RAM is a memory that the CPU uses as a temporary storage work area. The RAM has an area reserved for storing data necessary to implement this embodiment. The storage stores a database, various parameters, modules, or data or programs necessary to implement this embodiment. For example, a control program for controlling the entire pipe damage identification device 100 is stored in the storage.

さらに、管渠損傷特定装置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、管渠損傷特定装置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 pipe damage identification device 100 may further include an input/output interface. A display section, an operation section, 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 section, a microphone as an audio input section, or a GPS (Global Positioning System) position determination section. Note that the RAM and storage may store programs and data regarding general-purpose functions and other realizable functions that the pipe culvert damage identification device 100 has.

画像取得部201は、下水管150の内周面を撮像した内周面画像110を取得する。画像取得部201は、自走式検査ロボット140の制御部141から内周面画像110を取得してもよいし、作業員が所持するタブレット端末130を経由して取得してもよい。なお、内周面画像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 an inner peripheral surface image 110 that captures an image of the inner peripheral surface of the sewer pipe 150. The image acquisition unit 201 may acquire the inner circumferential surface image 110 from the control unit 141 of the self-propelled inspection robot 140, or may acquire it via a tablet terminal 130 owned by a worker. Note that the inner peripheral surface image 110 is an image used for later learning by artificial intelligence.

平面画像生成部202は、内周面画像110を、内周面画像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、複数の平面画像の1つとして、内周面画像110における下水管150の天井部分から切り開いて展開して得られる天井展開平面画像101を生成する。 The planar image generation unit 202 generates a plurality of planar images obtained by cutting and developing the inner circumferential surface image 110 at an arbitrary position in the inner circumferential surface image 110. The planar image generation unit 202 generates, as one of the plurality of planar images, a ceiling expanded planar image 101 obtained by cutting out and expanding the ceiling portion of the sewer pipe 150 in the inner peripheral surface image 110.

また、平面画像生成部202は、複数の平面画像の1つとして、内周面画像110における下水管150の底部部分から切り開いて展開して得られる底部展開平面画像102を生成する。さらに、平面画像生成部202は、複数の平面画像の1つとして、内周面画像110における下水管150の側部部分から切り開いて展開して得られる側部展開平面画像103を生成する。 Furthermore, the planar image generation unit 202 generates, as one of the plurality of planar images, a bottom developed planar image 102 obtained by cutting open and developing the bottom portion of the sewer pipe 150 in the inner peripheral surface image 110. Further, the planar image generation unit 202 generates a side developed planar image 103, which is obtained by cutting open and developing a side portion of the sewer pipe 150 in the inner peripheral surface image 110, as one of the plurality of planar images.

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、天井展開平面画像101、底部展開平面画像102および側部展開平面画像103を生成する。 In this way, the planar image generation unit 202 generates the ceiling developed planar image 101, the bottom developed planar image 102, and the side developed planar image 103 as three types of planar images.

ここで、図3Aを参照して、下水管150の内周面における損傷の発生傾向について説明する。図3Aは、本実施形態に係る管渠損傷特定装置100により特定される損傷の管渠内における発生位置の分布を説明するための図である。X軸は、左右方向の損傷の位置を示し、Y軸は、上下方向の損傷の位置を示している。 Here, with reference to FIG. 3A, the tendency for damage to occur on the inner circumferential surface of the sewer pipe 150 will be described. FIG. 3A is a diagram for explaining the distribution of occurrence positions within a pipe culvert, which are identified by the pipe culvert damage identification device 100 according to the present embodiment. The X-axis indicates the position of damage in the left-right direction, and the Y-axis indicates the position of damage in the vertical direction.

分布図301は、破損およびクラック、分布図302は、浸入水、分布図303は、取付管の突出し、分布図304は、その他の損傷を示している。各点が、各損傷の発生した位置を示している。また、点の密度が高い場所は、損傷の発生頻度が高いことを示している。 A distribution diagram 301 shows damage and cracks, a distribution diagram 302 shows infiltrated water, a distribution diagram 303 shows protrusion of the attachment pipe, and a distribution diagram 304 shows other damage. Each point indicates the location where each damage occurred. Furthermore, locations with a high density of dots indicate a high frequency of damage occurrence.

破損、クラックおよび浸入水(分布図301、分布図302)については、上下中央付近には分布が少ないことが分かる。すなわち、下水管150の天井部分および底部部分を除く部分、例えば、肩部分や側部部分、下部側部部分に多く分布していることが分かる。取付管の突出し(303)については、上下に分布が多いことが分かる。すなわち、下水管150の天井部分や底部部分に多く分布していることが分かる。 Regarding damage, cracks, and infiltrated water (distribution diagram 301, distribution diagram 302), it can be seen that there is little distribution near the vertical center. That is, it can be seen that a large amount of water is distributed in the parts of the sewer pipe 150 other than the ceiling part and the bottom part, for example, the shoulder part, the side part, and the lower side part. Regarding the protrusion (303) of the attachment pipe, it can be seen that there is a large distribution in the vertical direction. That is, it can be seen that a large amount of water is distributed in the ceiling and bottom portions of the sewer pipe 150.

このように、損傷の種類に応じて、出現位置に特徴があり、このような特徴を利用して輪切り画像143や内周面画像110を切り開いて展開すれば、切り口の位置に損傷が存在する可能性が著しく低下する。そのため、損傷が分断されることにより発生する不具合に対する手当をする手間を省くことが可能となるので、より早く、多く、効率的に画像を人工知能に学習させることができる。 In this way, depending on the type of damage, there are characteristics in the appearance position, and if the slice image 143 or the inner circumferential surface image 110 is cut open and developed using such characteristics, the damage will be present at the position of the cut. The chances are significantly reduced. Therefore, it is possible to save time and effort in dealing with defects that occur due to division of damage, and it is therefore possible to have the artificial intelligence learn more images more quickly and efficiently.

次に、図3Bを参照して、平面画像生成部202による内周面画像110の切開位置および展開について説明する。図3Bは、本実施形態に係る管渠損傷特定装置100の平面画像生成部による内周面画像の切開位置および展開について説明するための模式図である。図3(a)は、内周面画像110の正面図、図3(b)は、内周面画像110の斜視図を示している。なお、同図においては、図が煩雑になるのを避けるため、下水管150の厚みなどは省略している。 Next, with reference to FIG. 3B, the incision position and development of the inner peripheral surface image 110 by the planar image generation unit 202 will be described. FIG. 3B is a schematic diagram for explaining the incision position and development of the inner peripheral surface image by the planar image generation unit of the duct damage identification device 100 according to the present embodiment. 3(a) shows a front view of the inner peripheral surface image 110, and FIG. 3(b) shows a perspective view of the inner peripheral surface image 110. In addition, in the figure, the thickness of the sewer pipe 150 and the like are omitted to avoid complicating the diagram.

図3B(a)に示したように、損傷の種類に応じて、内周面画像110の切開位置が変化する。内周面画像110の切開位置は、天井部分311、底部部分312、左側側部部分313、右側側部部分314の4つの領域に分けられる。なお、左側側部部分313および右側側部部分314は、下水管150の中心軸に対して線対称な関係にある。 As shown in FIG. 3B(a), the incision position in the inner peripheral surface image 110 changes depending on the type of damage. The incision position of the inner peripheral surface image 110 is divided into four regions: a ceiling portion 311 , a bottom portion 312 , a left side portion 313 , and a right side portion 314 . Note that the left side portion 313 and the right side portion 314 are in a line-symmetrical relationship with respect to the central axis of the sewer pipe 150.

図3B(b)に示したように、例えば、平面画像生成部202は、コンピュータ上において、ナイフ315などの切開ツールを用いて内周面画像110(輪切り画像143)を切開する。そして、平面画像生成部202は、切開された内周面画像110を矢印(316、317)方向に広げるように展開して、2次元の平面画像を得る。具体的には、平面画像生成部202は、例えば、下水管150に発生した損傷が破損である場合、底部部分312または左側側部部分313(右側側部部分314)で切り開いて展開した底部展開平面画像102、側部展開平面画像103を生成する。 As shown in FIG. 3B(b), for example, the planar image generation unit 202 cuts out the inner circumferential surface image 110 (sliced image 143) using a cutting tool such as a knife 315 on the computer. Then, the planar image generation unit 202 expands the cut inner peripheral surface image 110 in the direction of arrows (316, 317) to obtain a two-dimensional planar image. Specifically, for example, when the damage that occurs to the sewer pipe 150 is a breakage, the planar image generation unit 202 generates a bottom expanded image that is cut open and expanded at the bottom portion 312 or the left side portion 313 (right side portion 314). A planar image 102 and a side expanded planar image 103 are generated.

再び図2に戻り、損傷決定部203による損傷の決定について説明する。損傷決定部203は、天井展開平面画像101、底部展開平面画像102および側部展開平面画像103を用いて、下水管150に発生している損傷を決定する。損傷の種類は、破損、クラック、浸入水、取付管の突出し、木根侵入およびモルタル付着を含む。なお、損傷決定部203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する。物体検知のアルゴリズムとして、Faster R-CNN(Faster Region with Convolution Neural Network)を用いた。 Returning to FIG. 2 again, damage determination by the damage determination unit 203 will be described. The damage determining unit 203 determines damage occurring in the sewer pipe 150 using the ceiling developed plan image 101, the bottom developed plan image 102, and the side developed plan image 103. Types of damage include breakage, cracks, water intrusion, protrusion of attachment pipes, root penetration, and mortar adhesion. Note that the damage determination unit 203 uses object detection to detect an area where damage has occurred. Faster R-CNN (Faster Region with Convolution Neural Network) was used as the object detection algorithm.

ここで、図4A~図4Eを参照して、損傷決定部203による損傷の決定について具体的に説明する。図4Aを参照して、損傷が破損およびクラックの場合の損傷の検知について説明する。図4Aは、本実施形態に係る管渠損傷特定装置100における損傷(破損・クラック)の決定について説明するための図である。画像401は、下水管150の内周面に破損またはクラックが発生している状態を示している。ここで、破損は、横方向に入ったひびであり、クラックは、縦方向(周方向)に入ったひびである。 Here, the determination of damage by the damage determination unit 203 will be specifically explained with reference to FIGS. 4A to 4E. Detection of damage when the damage is breakage and cracking will be described with reference to FIG. 4A. FIG. 4A is a diagram for explaining determination of damage (damage/cracks) in the pipe culvert damage identification device 100 according to the present embodiment. An image 401 shows a state in which damage or cracks have occurred on the inner peripheral surface of the sewer pipe 150. Here, the damage is a crack that occurs in the horizontal direction, and the crack is a crack that occurs in the vertical direction (circumferential direction).

下水管150に発生している損傷が、破損およびクラックの場合、これらの損傷は、別事象の損傷としてラベル付けを行う。内周面画像110において、白または黒い筋を破損またはクラックとする。クラックの場合、ひび割れの方向が縦横混在している場合や、斜めにひび割れしている場合などには、破損として取り扱う。例えば、縦のひび割れの場合、概ね30°以内の傾きはクラックとして取り扱う。 When the damage occurring to the sewer pipe 150 is breakage and cracks, these damages are labeled as damage of another event. In the inner peripheral surface image 110, white or black streaks are considered to be damage or cracks. In the case of cracks, if the cracks are in both vertical and horizontal directions, or if the cracks are diagonal, they are treated as damage. For example, in the case of a vertical crack, an inclination of approximately 30 degrees or less is treated as a crack.

破損個所またはクラック箇所が継手部411を跨いで左右に広がっている場合には、損傷決定部203は、1つのボックスで損傷を検知しない。損傷決定部203は、継手部411を境に、ボックスを2つに分割して、2つのボックス412、413を用いて、2つの損傷として検知する。 If the damaged or cracked area extends left and right across the joint portion 411, the damage determination unit 203 does not detect damage in one box. The damage determination unit 203 divides the box into two with the joint portion 411 as the boundary, and uses the two boxes 412 and 413 to detect two damages.

また、同様に、破損箇所またはクラック箇所が、流水部414(下水管150の底部)を跨いで上下に広がっている場合には、損傷決定部203は、1つのボックスで損傷を検知しない。損傷決定部203は、流水部414を境にボックスを2つに分割して、2つのボックス415、416を用いて、2つの損傷として検知し、損傷を決定する。 Similarly, if the damaged or cracked area extends vertically across the flowing water section 414 (the bottom of the sewer pipe 150), the damage determination unit 203 does not detect damage in one box. The damage determining unit 203 divides the box into two with the water flowing part 414 as the boundary, detects two damage using the two boxes 415 and 416, and determines the damage.

次に、図4Bを参照して、狭い範囲に小型の損傷が複数存在する場合の損傷の検知について説明する。図4Bは、本実施形態に係る管渠損傷特定装置100における損傷(破損・クラック)の決定について説明するための他の図である。画像402は、狭い範囲に小型の破損またはクラックが発生している状態を示している。 Next, damage detection when a plurality of small damages exist in a narrow area will be described with reference to FIG. 4B. FIG. 4B is another diagram for explaining determination of damage (damage/cracks) in the pipe culvert damage identification device 100 according to the present embodiment. Image 402 shows a state in which small damage or cracks have occurred in a narrow area.

狭い範囲に小型の破損等が複数発生している場合、損傷決定部203は、図4C左図に示したように、2つのボックス421、422を用いて、複数の損傷として取り扱わない。損傷決定部203は、図4C右図に示したように、複数の損傷を1つのボックス423で取り囲み、1つの損傷として取り扱う。このように、狭い領域に小型の損傷が複数存在する場合には、これらの損傷をまとめて取り扱うことにより、効率よく損傷を検知し、決定できる。 When a plurality of small damages occur in a narrow range, the damage determining unit 203 uses two boxes 421 and 422, as shown in the left diagram of FIG. 4C, and does not treat the damage as a plurality of damages. As shown in the right diagram of FIG. 4C, the damage determining unit 203 surrounds a plurality of damages in one box 423 and treats them as one damage. In this way, when a plurality of small damages exist in a narrow area, by handling these damages collectively, the damages can be detected and determined efficiently.

次に、図4Cを参照して、損傷が浸入水の場合の損傷の検知について説明する。図4Cは、本実施形態に係る管渠損傷特定装置100における損傷(浸入水)の決定について説明するための図である。画像403は、浸入水が発生している状態を示している。画像403の上段は、左から順に、黒くにじんだ部分、茶色の部分(土の流出部分)、白色部分(遊離石灰)を示し、これら全てを浸入水として扱う。 Next, with reference to FIG. 4C, detection of damage when the damage is caused by infiltrated water will be described. FIG. 4C is a diagram for explaining determination of damage (intrusion water) in the pipe culvert damage identification device 100 according to the present embodiment. Image 403 shows a state in which infiltrated water is occurring. The upper part of the image 403 shows, from the left, a black blurred part, a brown part (soil flowing out part), and a white part (free lime), all of which are treated as infiltrating water.

そして、画像403の下段に示したように、浸入水の場合、損傷決定部203は、浸入水の中心部分431から、同程度の色味が続いている部分までをボックス432で囲む。ただし、損傷決定部203は、土、遊離石灰の場合には、白色でない部分までをボックス432で囲む。より具体的には、損傷決定部203は、浸入水の原因となる継手部分や破損部分を中心にボックス432で損傷を囲み、物体検知する。例えば、損傷が原因となって浸入水が発生した場合、損傷決定部203は、破損および浸入水として決定する。 Then, as shown in the lower part of the image 403, in the case of infiltrated water, the damage determination unit 203 surrounds the area from the center part 431 of the infiltrated water to the part where the same color tone continues with a box 432. However, in the case of soil or free lime, the damage determination unit 203 surrounds the non-white portion with a box 432. More specifically, the damage determining unit 203 surrounds the damage with a box 432 centering on the joint portion or damaged portion that causes intrusion water, and detects the object. For example, if intrusion water occurs due to damage, the damage determination unit 203 determines that it is damage and intrusion water.

次に、図4Dを参照して、損傷が判別の難しい浸入水の場合の損傷の検知について説明する。図4Dは、本実施形態に係る管渠損傷特定装置100における損傷(浸入水)の決定について説明するための他の図である。画像404の上段は、左右の継手部分442、443から浸入水が流出し、2つの浸入水の境界がはっきりしない状態を示している。この場合、損傷決定部203は、1つのボックス441で浸入水を囲み、1つの損傷として取り扱う。また、画像404の下段の2枚の画像に示したように、浸入水のにじみと流水跡との見分けが困難な場合、浸入水の原因と考えられる継手部分または破損部分から延びる浸入水痕と流水跡とが接続しているか否かを判断基準として、ボックス444で損傷を取り囲む。 Next, with reference to FIG. 4D, a description will be given of detection of damage in the case of infiltrated water where damage is difficult to determine. FIG. 4D is another diagram for explaining determination of damage (infiltrated water) in the pipe damage identification device 100 according to the present embodiment. The upper part of the image 404 shows a state in which the infiltrated water flows out from the left and right joint portions 442 and 443, and the boundary between the two infiltrated waters is not clear. In this case, the damage determination unit 203 surrounds the intruding water in one box 441 and treats it as one damage. In addition, as shown in the two images at the bottom of image 404, when it is difficult to distinguish between the leakage of infiltrated water and traces of running water, it is possible to distinguish between traces of infiltrated water extending from a joint or damaged part that is thought to be the source of the infiltrated water. The damage is surrounded by a box 444 based on whether or not it is connected to the water trail.

最後に、図4Eを参照して、小型の浸入水の検知について説明する。図4Eは、本実施形態に係る管渠損傷特定装置100における損傷(浸入水)の決定について説明するためのさらに他の図である。画像405は、小型の浸入水を示している。損傷決定部203は、小型の浸入水も検知対象とするが、例えば、流水路近辺の小さいもの(大きさから流水路からの這い上がり跡と推測されるもの)や、横幅が小さいものは検知の対象外とする。ただし、ある程度にじみが上に伸びている、またはにじみが分離しかかっているものは検知対象451とする。浸入水のような跡があるが、乾いてコントラストが低いものは対象外とする。 Finally, detection of small-sized intruding water will be described with reference to FIG. 4E. FIG. 4E is still another diagram for explaining determination of damage (intrusion water) in the pipe culvert damage identification device 100 according to the present embodiment. Image 405 shows small infiltrated water. The damage determination unit 203 detects small intruding water, but for example, it detects small water near the flow channel (from its size, it is presumed to be a trace of creeping up from the flow channel) and water with a small width. shall be excluded from the scope of However, a detection target 451 is one in which the bleed extends upward to some extent or the bleed is about to separate. Items that have traces of infiltrated water but are dry and have low contrast are excluded.

再び図2に戻る。モデル生成部204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204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)などを天井展開平面画像101、底部展開平面画像102および側部展開平面画像103に付与する。なお、この識別子は、天井展開平面画像101、底部展開平面画像102および側部展開平面画像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。 Returning to FIG. 2 again. The model generation unit 204 assigns an identifier (ID) that can identify the determined damage. The model generation unit 204 generates identifiers such as the range (size) of the damage, the name of the damage, the attributes of the damage (old, new, color), etc. It is added to the developed planar image 103. Note that this identifier may be directly assigned to the ceiling unfolded plane image 101, the bottom unfolded plane image 102, and the side unfolded plane image 103, or may be stored in a predetermined database or the like and read out as appropriate.

そして、モデル生成部204は、付与した識別子、決定された損傷とともに天井展開平面画像101、底部展開平面画像102および側部展開平面画像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204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204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(天井展開平面画像101、底部展開平面画像102および側部展開平面画像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 204 inputs the assigned identifier, the determined damage, the ceiling developed plane image 101, the bottom developed plane image 102, and the side developed plane image 103 to artificial intelligence (AI). Let them learn. When the machine learning by artificial intelligence is completed, the model generation unit 204 generates a learned damage identification model. Note that the model generation unit 204 may store the generated learned damage identification model in a predetermined storage or the like. In this case, each time a new learning image (ceiling developed plane image 101, bottom developed plane image 102, and side developed plane image 103) is acquired, machine learning is performed, and a learned damage identification model is generated. 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、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204は、人工知能による機械学習の精度を向上させて、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周面画像110の数を水増しする。モデル生成部204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204は、人工知能による機械学習の精度を向上させるために、転移学習を用いてもよい。ここで、転移学習とは、異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。 Furthermore, machine learning using artificial intelligence is performed using known algorithms. In machine learning, the loss function specifies weights and uses the reciprocal of the number of events. In addition, the model generation unit 204 increases the number of inner circumferential surface images 110 that are made to be learned by the artificial intelligence in order to improve the accuracy of machine learning by the artificial intelligence and generate a more accurate damage identification model. The model generation unit 204 obtains padded data using, for example, horizontal reversal. Furthermore, the model generation unit 204 may use transfer learning to improve the accuracy of machine learning using artificial intelligence. Here, transfer learning is a method that aims to improve model performance by transferring a trained model using a different dataset to another problem and performing partial learning. This is a method that can be expected to improve inference performance and reduce learning time, especially when training data is insufficient.

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。 Note that recall and precision were used to evaluate the generated trained damage identification model. The recall rate is expressed as recall rate=TP/(TP+FN), and indicates the proportion of what actually appears out of what should appear as a result. In other words, it is an index regarding whether anything has been left out (an index regarding comprehensiveness). The precision rate is expressed as precision rate=TP/(TP+FP) and indicates the percentage of correct results. This is an indicator that shows the percentage of correct answers among all the results that appear (an indicator related to accuracy). TP = True Positive, FP = False Positive. , FN=False Negative.

画像受付部205は、管渠としての下水管170の内周面を撮像した内周面画像160を受け付ける。つまり、画像受付部205は、制御部141が送信した自走式検査ロボット140が撮像した内周面画像160を受け付ける。内周面画像160は、検査対象となる下水管170の画像であり、発生している損傷を特定したい下水管である。 The image receiving unit 205 receives an inner circumferential surface image 160 that captures an image of the inner circumferential surface of the sewer pipe 170 as a pipe. That is, the image receiving unit 205 receives the inner peripheral surface image 160 captured by the self-propelled inspection robot 140 and transmitted by the control unit 141. The inner circumferential surface image 160 is an image of the sewer pipe 170 to be inspected, and is the sewer pipe whose damage is to be identified.

平面画像生成部206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206は、内周面画像160を、内周面画像160における下水管170の天井部分から切り開いて展開して得られる天井展開平面画像161を生成する。同様に、平面画像生成部206は、内周面画像160における下水管170の底部部分から切り開いて展開して得られる底部展開平面画像162を生成する。さらに、平面画像生成部206は、内周面画像160における下水管170の側部部分から切り開いて展開して得られる側部展開平面画像163を生成する。 The planar image generation section 206 generates a planar image similarly to the planar image generation section 202. That is, the planar image generation unit 206 generates a ceiling expanded planar image 161 obtained by cutting the inner circumferential surface image 160 from the ceiling portion of the sewer pipe 170 in the inner circumferential surface image 160 and developing it. Similarly, the planar image generation unit 206 generates a bottom developed planar image 162 obtained by cutting open and developing the bottom portion of the sewer pipe 170 in the inner peripheral surface image 160. Furthermore, the planar image generation unit 206 generates a side developed planar image 163 obtained by cutting open and developing the side portion of the sewer pipe 170 in the inner peripheral surface image 160.

つまり、平面画像生成部206は、まず、画像受付部205が受け付けた内周面画像160から輪切り画像を生成する。そして、平面画像生成部206は、輪切り画像から天井展開平面画像161、底部展開平面画像162および側部展開平面画像163を生成する。なお、輪切り画像は、予め自走式検査ロボット140において生成しておき、画像受付部205は、自走式検査ロボット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 206 first generates a slice image from the inner peripheral surface image 160 received by the image reception unit 205. Then, the planar image generation unit 206 generates a ceiling developed planar image 161, a bottom developed planar image 162, and a side developed planar image 163 from the sliced images. Note that the sliced image may be generated in advance by the self-propelled inspection robot 140, and the image reception unit 205 may acquire the sliced image generated by the self-propelled inspection robot 140.

損傷特定部207は、天井展開平面画像161、底部展開平面画像162、側部展開平面画像163および学習済み損傷特定モデルを用いて、下水管170に発生している損傷を特定する。損傷特定部207による損傷の特定方法は、例えば、図5Aに示す損傷特定テーブル500を参照して特定する方法がある。 The damage identification unit 207 identifies damage occurring in the sewer pipe 170 using the ceiling developed plane image 161, the bottom developed plane image 162, the side developed plane image 163, and the learned damage identification model. A method for identifying damage by the damage identifying unit 207 is, for example, a method of identifying damage by referring to a damage identifying table 500 shown in FIG. 5A.

図5Aは、本実施形態に係る管渠損傷特定装置100が有する損傷特定テーブル500の一例を説明するための図である。損傷特定テーブル500は、損傷の種類501に関連付けて管渠材質502を記憶する。損傷の種類501は、破損、クラック、浸入水、取付管の突出し、木根侵入およびモルタル付着を含む。 FIG. 5A is a diagram for explaining an example of a damage identification table 500 included in the pipe damage identification device 100 according to the present embodiment. The damage identification table 500 stores the pipe material 502 in association with the damage type 501. Types of damage 501 include breakage, cracks, infiltrated water, protrusion of attachment pipes, intrusion of tree roots, and mortar adhesion.

管渠材質502は、コンクリートおよび陶器を含む。例えば、管渠材質502が、コンクリートの場合、すなわち、コンクリート管の場合、損傷の種類501にある破損として、内部構造の露出、鉄筋露出および錆汁などを含めてもよい。そして、損傷特定部207は、損傷特定テーブル500を参照して、下水管170に発生している損傷を特定する。損傷特定テーブル500に含まれる損傷の種類501は、発生頻度が高い損傷や見逃すことのできない損傷を含んでいる。このように、予め管渠の材質と発生する損傷との組み合わせを決めておくことにより、管渠の材質から考えて発生し得ない損傷を排除することができるので、効率的な損傷特定を行うことが可能となる。 Drain material 502 includes concrete and ceramic. For example, if the pipe material 502 is concrete, that is, if it is a concrete pipe, the damage types 501 may include exposed internal structure, exposed reinforcing bars, and rust stains. Then, the damage identification unit 207 refers to the damage identification table 500 and identifies damage occurring in the sewer pipe 170. Damage types 501 included in the damage identification table 500 include damage that occurs frequently and damage that cannot be overlooked. In this way, by determining the combination of the material of the pipe and the damage that will occur in advance, it is possible to eliminate damage that cannot occur considering the material of the pipe, allowing for efficient damage identification. becomes possible.

図5Bは、本実施形態に係る管渠損傷特定装置100が有する切開位置テーブル510の一例を説明するための図である。切開位置テーブル510は、損傷の種類501に関連付けて切開位置512を記憶する。切開位置512は、内周面画像110、160において、これらの画像を切り開く位置を示している。平面画像生成部202、206は、切開位置テーブル510を参照して、内周面画像110、160の切開位置を決定する。 FIG. 5B is a diagram for explaining an example of the incision position table 510 included in the duct damage identification device 100 according to the present embodiment. The incision position table 510 stores incision positions 512 in association with the injury types 501. The incision position 512 indicates a position in the inner peripheral surface images 110 and 160 at which these images are incised. The planar image generation units 202 and 206 refer to the incision position table 510 to determine the incision positions of the inner peripheral surface images 110 and 160.

再び図2に戻る。出力部208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、下水管170に発生している損傷を認識できる。出力部208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208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。 Returning to FIG. 2 again. The output unit 208 outputs the identified damage to a mobile terminal such as the tablet terminal 130. Further, the worker can recognize damage occurring in the sewer pipe 170 by referring to the identification results displayed on the display of the tablet terminal 130. The output unit 208 may output an alert depending on the type of damage and the degree of progress. The output unit 208 may output an alert using a warning sound, vibration, light, message, or the like.

図6Aは、本実施形態に係る管渠損傷特定装置100の処理手順を説明するためのフローチャートである。図6Bは、本実施形態に係る管渠損傷特定装置100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6Aおよび図6Bに示したフローチャートは、管渠損傷特定装置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に示した管渠損傷特定装置100の各機能構成を実現する。 FIG. 6A is a flowchart for explaining the processing procedure of the pipe damage identification device 100 according to the present embodiment. FIG. 6B is another flowchart for explaining the processing procedure of the pipe damage identification device 100 according to this embodiment. The flowcharts shown in FIGS. 6A and 6B are executed by an unillustrated CPU (Central Processing Unit) of the pipe culvert damage identification device 100 using ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory). Each functional configuration of the pipe damage identification device 100 shown in FIG.

ステップS601において、画像取得部201は、機械学習用の画像として、下水管150の内周面画像110を取得する。ステップS603において、平面画像生成部202は、内周面画像110を下水管150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た天井展開平面画像101、底部展開平面画像102および側部展開平面画像103を生成する。ステップS605において、損傷決定部203は、天井展開平面画像101、底部展開平面画像102および側部展開平面画像103を用いて、下水管150に発生している損傷を決定する。 In step S601, the image acquisition unit 201 acquires the inner peripheral surface image 110 of the sewer pipe 150 as an image for machine learning. In step S603, the planar image generation unit 202 creates a ceiling developed planar image 101, a bottom developed planar image 102, and a side developed planar image 101, a bottom developed planar image 102, and a side developed image created by cutting out the inner peripheral surface image 110 from the ceiling, bottom, and side portions of the sewer pipe 150. A planar image 103 is generated. In step S605, the damage determining unit 203 determines the damage occurring in the sewer pipe 150 using the ceiling developed plan image 101, the bottom developed plan image 102, and the side developed plan image 103.

ステップS607において、モデル生成部204は、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天井展開平面画像101、底部展開平面画像102および側部展開平面画像103とともに人工知能に入力する。ステップS609において、モデル生成部204は、人工知能による機械学習が終了したか否かを判定する。人工知能による機械学習が終了していないと判定した場合(ステップS609のNO)、モデル生成部204は、人工知能による機械学習を継続させる。人工知能による機械学習が終了したと判定された場合(ステップS609のYES)、管渠損傷特定装置100は、ステップS611へ進む。ステップS611において、モデル生成部204は、学習済み損傷特定モデルを生成する。 In step S607, the model generation unit 204 assigns an identifier that can identify the determined damage, and generates an artificial intelligence along with the determined damage, the ceiling developed planar image 101, the bottom developed planar image 102, and the side developed planar image 103. Enter. In step S609, the model generation unit 204 determines whether machine learning using artificial intelligence has ended. If it is determined that the machine learning using artificial intelligence has not ended (NO in step S609), the model generation unit 204 continues the machine learning using artificial intelligence. If it is determined that the machine learning by artificial intelligence has ended (YES in step S609), the pipe culvert damage identification device 100 proceeds to step S611. In step S611, the model generation unit 204 generates a learned damage identification model.

ステップS631において、画像受付部205は、下水管170の内周面を撮像した内周面画像160を受け付ける。ステップS633において、平面画像生成部206は、内周面画像160を下水管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た天井展開平面画像161、底部展開平面画像162および側部展開平面画像163を生成する。ステップS635において、天井展開平面画像161、底部展開平面画像162、側部展開平面画像163および生成した学習済み損傷特定モデルを用いて、下水管170に発生している損傷を特定する。 In step S631, the image receiving unit 205 receives an inner circumferential surface image 160 obtained by capturing an image of the inner circumferential surface of the sewer pipe 170. In step S633, the planar image generation unit 206 cuts out the inner peripheral surface image 160 from the ceiling, bottom, and side portions of the sewer pipe 170 and develops a ceiling developed planar image 161, a bottom developed planar image 162, and a side developed image. A planar image 163 is generated. In step S635, damage occurring in the sewer pipe 170 is identified using the ceiling developed plane image 161, the bottom developed plane image 162, the side developed plane image 163, and the generated learned damage identification model.

ステップS637において、出力部208は、特定結果を出力する。ステップS539において、管渠損傷特定装置100は、受付した全ての内周面画像160について、損傷の特定が終了しているか否かを判定する。受付した全ての内周面画像160の損傷の特定が終了していないと判定した場合(ステップS539のNO)、管渠損傷特定装置100は、ステップS533へ戻る。受付した全ての内周面画像160の損傷の特定が終了したと判定した場合(ステップS539のYES)、管渠損傷特定装置100は、処理を終了する。 In step S637, the output unit 208 outputs the identification result. In step S539, the pipe culvert damage identification device 100 determines whether damage identification has been completed for all received inner peripheral surface images 160. If it is determined that damage identification for all received internal peripheral surface images 160 has not been completed (NO in step S539), the pipe culvert damage identification device 100 returns to step S533. If it is determined that damage has been identified for all received internal circumferential surface images 160 (YES in step S539), the pipe culvert damage identification device 100 ends the process.

本実施形態によれば、損傷の種類に応じて、内周面画像の切り開き方を変え、人工知能に学習させるので、効率よく、短時間で学習ができ、精度の高い学習済み損傷特定モデルを生成でき、精度高く損傷を特定できる。 According to this embodiment, the way the internal circumferential surface image is cut is changed depending on the type of damage, and the artificial intelligence is trained, so that learning can be done efficiently and in a short time, and a trained damage identification model with high accuracy can be created. can be generated and damage can be identified with high accuracy.

[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 above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. The configuration and details of the present invention can be modified in various ways that can be understood by those skilled in the art within the scope of the present invention. Furthermore, systems or devices that combine the separate features included in each embodiment in any way are also included within 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。
Moreover, 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 supplied to a system or device directly or remotely. Therefore, in order to realize the functions of the present invention on a computer, a program installed on 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, a non-transitory computer readable medium storing at least a program that causes a computer to execute the processing steps included in the embodiments described above is included within the scope of the present invention.

Claims (9)

第1管渠の内周面を撮像した第1内周面画像を取得する画像取得部と、
前記第1内周面画像を、前記第1内周面画像における前記第1管渠の任意の位置で切り開いて展開して得られる複数の第1平面画像として、前記第1内周面画像における前記第1管渠の天井部分から切り開いて展開して得られる第1天井展開平面画像、前記第1内周面画像における前記第1管渠の底部部分から切り開いて得られる第1底部展開平面画像、並びに、前記第1内周面画像における前記第1管渠の側部部分で切り開いて展開して得られる第1左側側部展開平面画像および第1右側側部展開平面画像を生成する第1平面画像生成部と、
前記第1天井展開平面画像、前記第1底部展開平面画像、前記第1左側側部展開平面画像および前記第1右側側部展開平面画像を用いて、前記第1管渠に発生している第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損傷とともに複数の前記第1平面画像とともに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管渠の内周面を撮像した第2内周面画像を受け付ける画像受付部と、
前記第2内周面画像を、前記第2内周面画像における前記第2管渠の任意の位置で切り開いて展開して得られる複数の第2平面画像として、前記第2内周面画像における前記第2管渠の天井部分から切り開いて展開して得られる第2天井展開平面画像、前記第2内周面画像における前記第2管渠の底部部分から切り開いて展開して得られる第2底部展開平面画像、並びに、前記第2内周面画像における前記第2管渠の側部部分で切り開いて得られる第2左側側部展開平面画像および第2右側側部展開平面画像を生成する第2平面画像生成部と、
前記第2天井展開平面画像、前記第2底部展開平面画像、前記第2左側側部展開平面画像および前記第2右側側部展開平面画並びに前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2管渠に発生している第2損傷を特定する損傷特定部と、
を備えた管渠損傷特定装置。
an image acquisition unit that acquires a first inner circumferential surface image of the inner circumferential surface of the first pipe culvert;
As a plurality of first plane images obtained by cutting and developing the first inner circumferential surface image at an arbitrary position of the first pipe culvert in the first inner circumferential surface image, A first ceiling developed plane image obtained by cutting out and developing the ceiling part of the first pipe culvert, and a first bottom developed plane image obtained by cutting out the bottom part of the first pipe culvert in the first inner peripheral surface image. , and a first image that generates a first left side developed planar image and a first right side developed planar image obtained by cutting open and developing a side portion of the first pipe culvert in the first inner peripheral surface image. A planar image generation unit;
Using the first ceiling developed plane image, the first bottom developed plane image, the first left side developed plane image, and the first right side developed plane image, 1 a damage determination unit that determines damage;
model generation for generating a learned damage identification model by assigning an identifier that can identify the determined first damage and causing artificial intelligence to learn the determined first damage together with the plurality of first plane images; Department and
an image reception unit that receives a second inner circumferential surface image taken of the inner circumferential surface of the second pipe culvert;
As a plurality of second plane images obtained by cutting and developing the second inner circumferential surface image at an arbitrary position of the second pipe culvert in the second inner circumferential surface image, A second ceiling developed plane image obtained by cutting out and developing the ceiling part of the second pipe culvert, and a second bottom part obtained by cutting and developing the bottom part of the second pipe in the second internal peripheral surface image. A second developed planar image, and a second left side developed planar image and a second right side developed planar image obtained by cutting at the side portion of the second pipe in the second internal peripheral surface image. A planar image generation unit;
Using the second ceiling developed plane image, the second bottom developed plane image, the second left side developed plane image, the second right side developed plane image , and the learned damage identification model, the second a damage identification unit that identifies second damage occurring in the pipe;
Pipe damage identification device equipped with
前記損傷決定部は、
前記第1天井展開平面画像前記第1左側側部展開平面画像または前記第1右側側部展開平面画像を用いて、浸入水およびモルタル付着の少なくともいずれかを含む前記第1損傷を特定し、
前記第1底部展開平面画像前記第1左側側部展開平面画像または前記第1右側側部展開平面画像を用いて、破損、クラック、取付管の突出しおよび木根侵入の少なくともいずれかを含む前記第1損傷を特定する、請求項1に記載の管渠損傷特定装置。
The damage determining unit includes:
identifying the first damage including at least one of infiltrating water and mortar adhesion using the first ceiling developed plan image , the first left side developed plan image , or the first right side developed plan image ;
Using the first bottom developed planar image , the first left side developed planar image , or the first right side developed planar image, detect the first bottom section including at least one of damage, cracks, protrusion of an attachment pipe, and intrusion of tree roots. The pipe culvert damage identification device according to claim 1, which identifies one damage.
前記損傷特定部は、
前記第2天井展開平面画像前記第2左側側部展開平面画像または前記第2右側側部展開平面画像を用いて、浸入水およびモルタル付着の少なくともいずれかを含む前記第2損傷を特定し、
前記第2底部展開平面画像前記第2左側側部展開平面画像または前記第2右側側部展開平面画像を用いて、破損、クラック、取付管の突出しおよび木根侵入の少なくともいずれかを含む前記第2損傷を特定する、請求項1または2に記載の管渠損傷特定装置。
The damage identification section includes:
identifying the second damage including at least one of infiltrating water and mortar adhesion using the second ceiling developed plan image , the second left side developed plan image , or the second right side developed plan image ;
Using the second bottom developed plane image , the second left side developed plane image , or the second right side developed plane image, the second bottom developed plane image, which includes at least one of damage, cracks, protrusion of the attachment pipe, and tree root intrusion, is detected. 3. The pipe conduit damage identifying device according to claim 1, which identifies two types of damage.
前記第1管渠および前記第2管渠は、下水管である請求項1~3のいずれか1項に記載の管渠損傷特定装置。 The pipe damage identifying device according to claim 1, wherein the first pipe and the second pipe are sewer pipes. 前記損傷決定部は、Faster R-CNNを用いて前記第1管渠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項に記載の管渠損傷特定装置。 5. The pipe culvert damage identifying device according to claim 1, wherein the damage determining unit determines the first damage occurring in the first pipe 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項に記載の管渠損傷特定装置。 The pipe damage identification device according to any one of claims 1 to 5, wherein the model generation unit generates the learned damage identification model using left-right reversal as the inflated 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項に記載の管渠損傷特定装置。 The pipe damage identification device according to claim 1, wherein the model generation unit generates the learned damage identification model using transfer learning. 第1管渠の内周面を撮像した第1内周面画像を取得する画像取得ステップと、
前記第1内周面画像を、前記第1内周面画像における前記第1管渠の任意の位置で切り開いて展開して得られる複数の第1平面画像として、前記第1内周面画像における前記第1管渠の天井部分から切り開いて展開して得られる第1天井展開平面画像、前記第1内周面画像における前記第1管渠の底部部分から切り開いて得られる第1底部展開平面画像、並びに、前記第1内周面画像における前記第1管渠の側部部分で切り開いて展開して得られる第1左側側部展開平面画像および第1右側側部展開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天井展開平面画像、前記第1底部展開平面画像、前記第1左側側部展開平面画像および前記第1右側側部展開平面画像を用いて、前記第1管渠に発生している第1損傷を決定する損傷決定ステップと、
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損傷とともに複数の前記第1平面画像とともに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管渠の内周面を撮像した第2内周面画像を受け付ける画像受付ステップと、
前記第2内周面画像を、前記第2内周面画像における前記第2管渠の任意の位置で切り開いて展開して得られる複数の第2平面画像として、前記第2内周面画像における前記第2管渠の天井部分から切り開いて展開して得られる第2天井展開平面画像、前記第2内周面画像における前記第2管渠の底部部分から切り開いて展開して得られる第2底部展開平面画像、並びに、前記第2内周面画像における前記第2管渠の側部部分で切り開いて得られる第2左側側部展開平面画像および第2右側側部展開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天井展開平面画像、前記第2底部展開平面画像、前記第2左側側部展開平面画像および前記第2右側側部展開平面画並びに前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2管渠に発生している第2損傷を特定する損傷特定ステップと、
を含む管渠損傷特定方法。
an image acquisition step of acquiring a first inner circumferential surface image of the inner circumferential surface of the first pipe culvert;
As a plurality of first plane images obtained by cutting and developing the first inner circumferential surface image at an arbitrary position of the first pipe culvert in the first inner circumferential surface image, A first ceiling developed plane image obtained by cutting out and developing the ceiling part of the first pipe culvert, and a first bottom developed plane image obtained by cutting out the bottom part of the first pipe culvert in the first inner peripheral surface image. , and a first image that generates a first left side developed planar image and a first right side developed planar image obtained by cutting open and developing a side portion of the first pipe culvert in the first inner peripheral surface image. a planar image generation step;
Using the first ceiling developed plane image, the first bottom developed plane image, the first left side developed plane image, and the first right side developed plane image, 1 a damage determination step of determining damage;
model generation for generating a learned damage identification model by assigning an identifier that can identify the determined first damage and causing artificial intelligence to learn the determined first damage together with the plurality of first plane images; step and
an image reception step of receiving a second inner circumferential surface image taken of the inner circumferential surface of the second pipe;
As a plurality of second plane images obtained by cutting and developing the second inner circumferential surface image at an arbitrary position of the second pipe culvert in the second inner circumferential surface image, A second ceiling developed plane image obtained by cutting out and developing the ceiling part of the second pipe culvert, and a second bottom part obtained by cutting and developing the bottom part of the second pipe in the second internal peripheral surface image. A second developed planar image, and a second left side developed planar image and a second right side developed planar image obtained by cutting at the side portion of the second pipe in the second internal peripheral surface image. a planar image generation step;
Using the second ceiling developed plane image, the second bottom developed plane image, the second left side developed plane image, the second right side developed plane image , and the learned damage identification model, the second a damage identification step of identifying second damage occurring in the pipe;
Methods for identifying pipe damage, including:
第1管渠の内周面を撮像した第1内周面画像を取得する画像取得ステップと、
前記第1内周面画像を、前記第1内周面画像における前記第1管渠の任意の位置で切り開いて展開して得られる複数の第1平面画像として、前記第1内周面画像における前記第1管渠の天井部分から切り開いて展開して得られる第1天井展開平面画像、前記第1内周面画像における前記第1管渠の底部部分から切り開いて得られる第1底部展開平面画像、並びに、前記第1内周面画像における前記第1管渠の側部部分で切り開いて展開して得られる第1左側側部展開平面画像および第1右側側部展開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天井展開平面画像、前記第1底部展開平面画像、前記第1左側側部展開平面画像および前記第1右側側部展開平面画像を用いて、前記第1管渠に発生している第1損傷を決定する損傷決定ステップと、
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損傷とともに複数の前記第1平面画像とともに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管渠の内周面を撮像した第2内周面画像を受け付ける画像受付ステップと、
前記第2内周面画像を、前記第2内周面画像における前記第2管渠の任意の位置で切り開いて展開して得られる複数の第2平面画像として、前記第2内周面画像における前記第2管渠の天井部分から切り開いて展開して得られる第2天井展開平面画像、前記第2内周面画像における前記第2管渠の底部部分から切り開いて展開して得られる第2底部展開平面画像、並びに、前記第2内周面画像における前記第2管渠の側部部分で切り開いて得られる第2左側側部展開平面画像および第2右側側部展開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天井展開平面画像、前記第2底部展開平面画像、前記第2左側側部展開平面画像および前記第2右側側部展開平面画並びに前記学習済み損傷特定モデルを用いて、前記第2管渠に発生している第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管渠損傷特定プログラム。
an image acquisition step of acquiring a first inner circumferential surface image of the inner circumferential surface of the first pipe culvert;
As a plurality of first plane images obtained by cutting and developing the first inner circumferential surface image at an arbitrary position of the first pipe culvert in the first inner circumferential surface image, A first ceiling developed plane image obtained by cutting out and developing the ceiling part of the first pipe culvert, and a first bottom developed plane image obtained by cutting out the bottom part of the first pipe culvert in the first inner peripheral surface image. , and a first image that generates a first left side developed planar image and a first right side developed planar image obtained by cutting open and developing a side portion of the first pipe culvert in the first inner peripheral surface image. a planar image generation step;
Using the first ceiling developed plane image, the first bottom developed plane image, the first left side developed plane image, and the first right side developed plane image, 1 a damage determination step of determining damage;
model generation for generating a learned damage identification model by assigning an identifier that can identify the determined first damage and causing artificial intelligence to learn the determined first damage together with the plurality of first plane images; step and
an image reception step of receiving a second inner circumferential surface image taken of the inner circumferential surface of the second pipe;
As a plurality of second plane images obtained by cutting and developing the second inner circumferential surface image at an arbitrary position of the second pipe culvert in the second inner circumferential surface image, A second ceiling developed plane image obtained by cutting out and developing the ceiling part of the second pipe culvert, and a second bottom part obtained by cutting and developing the bottom part of the second pipe in the second internal peripheral surface image. A second developed planar image, and a second left side developed planar image and a second right side developed planar image obtained by cutting at the side portion of the second pipe in the second internal peripheral surface image. a planar image generation step;
Using the second ceiling developed plane image, the second bottom developed plane image, the second left side developed plane image, the second right side developed plane image , and the learned damage identification model, the second a damage identification step of identifying second damage occurring in the pipe;
A pipe damage identification program that runs on a computer.
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