JP7364045B2 - 劣化診断装置、劣化診断システム、劣化診断方法、及び、プログラム - Google Patents

劣化診断装置、劣化診断システム、劣化診断方法、及び、プログラム Download PDF

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Description

本発明は、道路などの構造物の劣化の診断に関連する。
道路の路面、路側に設置された標識、並びに、トンネルなどの天井及び側壁などのような構造物は、経年劣化する。
そこで、構造物などの劣化を測定する装置が提案されている(例えば、特許文献1ないし3を参照)。
特許文献1に記載の路面調査プログラムは、劣化候補地点における加速度の計測頻度を用いて、路面における劣化している地点を判定する。
特許文献2に記載の道路管理システムは、測定期間における路面性状の変化と交通量の推移とに基づいて、路面性状を予測する。
特許文献3に記載の情報処理装置は、車両から撮影した画像における道路構造物と、車両の位置とを対応付けて記憶する。
特開2013-140448号公報 特開2019-185443号公報 特開2016-151967号公報
一般的な路面の劣化診断装置は、画像を用いた路面などの劣化診断として、所定の部分(例えば、100m)ごとに、劣化を診断する。
劣化診断装置の利用者は、劣化診断装置から出力される部分ごとの路面の劣化診断の結果を用いて、修繕が必要な路面の部分を把握できる。
しかし、路面の修繕の対象となる道路が長くなると、劣化診断の結果の数が、かなり多くなる。
各地方自治体の管理対象となる道路に限ったとしても、管理対象となる道路の長さは、数千kmとなる。
従って、劣化診断装置が出力する路面の劣化の診断の結果の数は、数万以上となる。
そのため、利用者は、多くの劣化診断の結果の中から、優先的に修繕が必要な部分を選択する必要がある。
上記のとおり、特許文献1ないし3に記載の技術は、劣化の程度を示す値(以下、まとめて「劣化レベル」と呼ぶ)を算出する。
そのため、利用者は、算出された劣化レベルを用いて、路面における診断対象となった部分を、絞り込むことができる。
しかし、一般的に、修繕に対象となる路面の劣化診断の結果(劣化レベル)は、数個程度のグループに分類される。例えば、ひび割れ率を用いて路面を分ける場合、路面は、3つグループ(劣化小(劣化率:0%から20%)/劣化中(劣化率:20%から40%)/劣化大(劣化率:40%以上))に分類される。
従って、特許文献1ないし3に記載の技術を用いても、各グループに含まれる部分の数は、数百から数千程度となってしまう。そのため、例えば、劣化レベルが大きいグループに含まれる部分の中から優先して修繕が必要な部分を選択する場合、利用者は、数百から数千の中から、優先的に修繕が必要な部分を選択する必要があった。しかし、人手で、数百から数千の診断結果の中から優先的に修繕する部分を選択するためには、かなりの工数が必要となる。
このように、特許文献1ないし3に記載の技術は、劣化診断の対象となる部分を、適切な量まで絞り込めないという問題点があった。
そこで、劣化レベルなどの劣化診断の結果を用いた絞り込みに加え、劣化診断の対象となる部分をさらに絞り込む技術が望まれている。
本発明の目的は、上記問題点を解決し、劣化診断の結果を用いた絞り込みに加え、劣化診断の対象となる部分をさらに絞り込む劣化診断装置などを提供することにある。
本発明の一形態における劣化診断装置は、
構造物における診断の対象となる部分の劣化度の履歴を保存する劣化情報保存手段と、
履歴に基づいて、部分の劣化速度を算出する劣化速度算出手段と、
劣化度に関連する条件、及び、劣化速度に関連する条件を満足する部分を選択する部分選択手段と、
選択された部分に関連する情報を出力する出力手段と
を含む。
本発明の一形態における劣化診断システムは、
上記の劣化診断装置と、
劣化診断装置に劣化度に関連する条件、及び、劣化速度に関連する条件を送信する入力装置と、
劣化診断装置が出力する部分に関連する情報を用いて、劣化度に関連する条件、及び、劣化速度に関連する条件を満足する部分を表示する表示装置と
を含む。
本発明の一形態における劣化診断方法は、
構造物における診断の対象となる部分の劣化度の履歴を保存し、
履歴に基づいて、部分の劣化速度を算出し、
劣化度に関連する条件、及び、劣化速度に関連する条件を満足する部分を選択し、
選択された部分に関連する情報を出力する。
本発明の一形態におけるプログラムは、
構造物における診断の対象となる部分の劣化度の履歴を保存する処理と、
履歴に基づいて、部分の劣化速度を算出する処理と、
劣化度に関連する条件、及び、劣化速度に関連する条件を満足する部分を選択する処理と、
選択された部分に関連する情報を出力する処理と
をコンピュータに実行させる
本発明に基づけば、劣化診断の結果を用いた絞り込みに加え、劣化診断の対象となる部分をさらに絞り込むとの効果を奏することができる。
図1は、第1の実施形態にかかる劣化診断装置を含む劣化診断システムの構成の一例を示すブロック図である。 図2は、劣化診断装置の動作の一例を示すフロー図である。 図3は、選択条件の表示の一例を示す図である。 図4は、具体例の説明に用いる部分の表示の一例を示す図である。 図5は、劣化度の「大」を選択する場合の操作の一例を示す図である。 図6は、劣化度が大である部分が選択された場合の表示の一例を示す図である。 図7は、図5の状態において、さらに劣化速度の「大」を選択する場合の操作の一例を示す図である。 図8は、劣化度が大である部分が選択された場合において、さらに、劣化速度が大の部分が選択された場合の表示の一例を示す図である。 図9は、劣化曲線の一例を示す図である。 図10は、劣化診断装置における選択を説明するための図である。 図11は、劣化診断装置が出力する劣化速度に関連する情報を説明するための図である。 図12は、劣化診断装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図13は、第2の実施形態にかかる劣化診断装置の構成の一例を示すブロック図である。 図14は、第2の実施形態にかかる劣化診断装置の動作の一例を示すフロー図である。 図15は、第2の実施形態にかかる劣化診断装置を含む劣化診断システムの構成の一例を示すブロック図である。 図16は、ITSの概要を示す図である。
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、各図面は、本発明の実施形態を説明するためのものである。ただし、本発明は、各図面の記載に限られるわけではない。また、各図面の同様の構成には、同じ番号を付し、その繰り返しの説明を、省略する場合がある。また、以下の説明に用いる図面において、本発明の説明に関係しない部分の構成については、記載を省略し、図示しない場合もある。
<用語>
まず、各実施形態の説明における用語について説明する。
「劣化度」とは、構造物における診断の対象となる部分における劣化診断の結果(例えば、劣化の程度)である。
「劣化度」の表現形式は、任意である。例えば、劣化度として、数値が用いられてもよい。あるいは、劣化度として、数値以外が用いられてもよい。例えば、劣化度として、{小、中、大}のような文字が用いられてもよい。
各実施形態は、構造物における診断の対象となる部分を含む画像に所定の解析手法を適用して、各部分の劣化度を算出する。なお、各実施形態の対象となる構造物は、任意である。例えば、構造物は、道路(例えば、路面、標識、並びに、トンネルなどの天井及び側壁)、鉄道、港湾、ダム、及び通信施設などの社会基盤における構造物でもよい。あるいは、構造物は、学校、病院、公園、及び、社会福祉施設など生活関連の社会資本における構造物でもよい。
ただし、各実施形態は、画像以外の情報を用いて劣化度を算出してもよい。例えば、各実施形態は、加速度センサなどを用いて検出した加速度を用いて、劣化度を算出してもよい。なお、各実施形態は、部分ごとではなく、構造物全体に対して、劣化度を算出してもよい。
なお、劣化度の値の範囲は、任意である。
例えば、各実施形態は、劣化度として、路面のひび割れ率を用いてもよい。この場合、劣化度の値は、0.0から1.0(0%から100%)の範囲となる。
あるいは、各実施形態は、劣化度として、わだち掘れ量を用いてもよい。この場合、劣化度の値は、一般的に、0以上の整数(単位は、mm)となる。なお、わだち掘れ量の値としては、有理数が用いられてもよい。
あるいは、各実施形態は、劣化度として、国際ラフネス指数(IRI:Internaional Roughness Index)を用いてもよい。この場合、劣化度の値は、0以上の有理数(単位は、mm/m)となる。
あるいは、各実施形態は、劣化度として、維持管理指数(Maintenance Contorl Index(MCI))を用いてもよい。MCIは、ひび割れ率、わだち掘れ量、及び、平たん性から求められる複合劣化指標である。
このように、劣化度の値の範囲は、任意である。各実施形態の利用者が、適宜、修繕の対象となる構造物における劣化に対応した劣化度を選択すればよい。
なお、以下の説明では、劣化度の一例として、ひび割れ率を用いて説明する。そのため、以下の説明において、劣化度は、悪化した場合に、その値が大きくなる。ただし、劣化度の値としては、劣化度を用いる処理の関係で、悪化した場合にその値が小さくなるような数値が用いられてもよい。
「劣化速度」とは、劣化度の時間に対する変化の程度である。
なお、各実施形態において、劣化速度は、時間的に一定でもよく、変化してもよい。利用者が、診断対象に沿って、劣化速度の種類を選択すればよい。
例えば、劣化速度としては、線形回帰など、直線近似が用いられてもよい。あるいは、劣化速度として、二次曲線(二次回帰)が用いられてもよい。
なお、各実施形態は、以下で説明するように、診断対象の部分の選択の条件として、「劣化度」及び「劣化速度」を用いる。ただし、これは、各実施形態を限定するものではない。各実施形態は、2つ以上の選択の条件を用いれば、「劣化度」及び「劣化速度」のどちらか又は両方を用いなくてもよい。
また、以下の説明において、「劣化度」の「大」の選択に加え、「劣化速度」の「大」を選択する場合を説明する。ただし、各実施形態における選択は、これらに限定されない。例えば、各実施形態は、「劣化度」の「小」又は「中」となっている部分の中から、「劣化速度」の「大」となっている部分を選択してもよい。このような部分は、現時点において修繕が必要ではないが、近い将来において、修繕が必要となる可能性が高い部分である。
さらに、各実施形態は、複数の劣化に対応した劣化度を用いてもよい。例えば、各実施形態は、劣化として、ひび割れ率と、わだち掘れ量とを用いてもよい。この場合、各実施形態は、劣化それぞれに対する劣化度及び劣化速度を用いた選択を、組み合わせればよい。なお、以下の説明では、説明を明確とするため、一つの劣化を用いる場合を説明する。
<第1の実施形態>
以下、図面を参照して、第1の実施形態について説明する。
[構成の説明]
まず、第1の実施形態にかかる劣化診断装置100の構成について、図面を参照して説明する。
図1は、第1の実施形態にかかる劣化診断装置100を含む劣化診断システム10の構成の一例を示すブロック図である。
劣化診断システム10は、劣化診断装置100と、撮像装置200と、表示装置300と、入力装置310とを含む。
撮像装置200は、構造物(例えば、路面、標識、天井、及び/又は、側壁)における診断の対象となる部分を含む画像を撮影する。
劣化診断システム10は、撮像装置200として、診断の対象となる部分を含む画像を撮影できれば、任意の装置を利用可能である。例えば、劣化診断システム10は、撮像装置200として、自動車事故発生時の状況記録を目的に設置されているドライブレコーダを用いてもよい。あるいは、劣化診断システム10は、撮像装置200として、風景を撮影するカメラ(例えば、全天球カメラ)を用いてもよい。
あるいは、撮像装置200は、高度道路交通システム(ITS:Intelligent Transport System)などに用いられる車両に搭載された撮像装置でもよい。なお、高度道路交通システム(ITS)とは、情報技術(IT:Information Technology)を利用した交通システムである。
図16は、ITSの概要を示す図である。
情報処理装置410は、ネットワーク420及び/又は通信路430を介して、車両440から情報を収集する。そして、情報処理装置410は、収集した情報に基づいて、道路などに設置された設備450を制御して、所定の処理(例えば、安全運転の支援、又は、道路の管理)を実行する。なお、設備450は、任意である。図16は、設備450の一例として、信号機、及び、電子料金収受システム(Electronic Toll Collection System(図16では、ETC))を示している。
あるいは、劣化診断システム10は、撮像装置200として、自動運転に用いられるカメラを用いてもよい。このように、劣化診断システム10は、自動運転のシステムに用いられてもよい。
図1を参照した説明に戻る。
そして、撮像装置200は、撮影した画像を、撮影時間とともに、劣化診断装置100に送信する。
なお、劣化診断装置100が、撮像装置200を含んでいてもよい。
入力装置310は、劣化診断装置100に対して、利用者などから、劣化診断の対象となった部分を選択するための条件(以下、「選択条件」と呼ぶ)の入力を受け付ける。そして、入力装置310は、受け付けた選択条件を、劣化診断装置100に送信する。
以下で説明する通り、劣化診断装置100は、劣化診断の対象となった部分の選択において、少なくとも二つ以上の条件を用いる。そのため、選択条件は、複数の条件を含む。
入力装置310は、劣化診断装置100に、二つ以上の条件をまとめて送信してもよく、個別に条件を送信してもよい。
また、選択条件が変更された場合、入力装置310は、劣化診断装置100に、変更後の選択条件を送信してもよく、選択条件における変更内容を送信してもよい。
なお、入力装置310は、入力を受け付けるために必要となる情報を表示してもよい。例えば、入力装置310は、液晶ディスプレイなどの表示機器を含んでいてもよい。あるいは、入力装置310は、表示装置300と連携して、入力を受け付けてもよい。
なお、劣化診断装置100が、入力装置310を含んでいてもよい。例えば、入力装置310は、キーボード、マウス、又は、タッチパッドでもよい。
表示装置300は、後ほど説明する劣化診断装置100の出力(少なくとも、選択された部分に関連する情報)を受信し、受信した劣化診断装置100の出力を用いて部分を表示する。
なお、劣化診断システム10は、表示装置300として、劣化診断装置100の出力を表示できれば、任意の装置を利用可能である。例えば、劣化診断システム10は、表示装置300として、道路の修繕及び補修を管理するシステムに含まれる表示装置を用いてもよい。あるいは、劣化診断システム10は、表示装置300として、利用者が携帯する端末装置の表示機器(例えば、端末の液晶ディスプレイ)を用いてもよい。
なお、劣化診断装置100が、表示装置300を含んでいてもよい。例えば、表示装置300は、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス・ディスプレイ、又は、電子ペーパーでもよい。
なお、上記のように、表示装置300は、入力装置310における入力の補助となる情報を表示してもよい。
あるいは、表示装置300及び入力装置310は、異なる装置ではなく、一つの装置に含まれていてもよい。例えば、表示装置300及び入力装置310は、液晶ディスプレイ、キーボード、及び、マウスを備えるコンピュータ装置を用いて実現されてもよい。あるいは、表示装置300及び入力装置310は、タッチパッドと液晶ディスプレイとを備えたタッチパネルを用いて実現されてもよい。
劣化診断装置100は、撮像装置200から画像を取得する。そして、劣化診断装置100は、画像に含まれる診断の対象となる部分の劣化度を算出する。さらに、劣化診断装置100は、撮影時間に基づいて、算出した劣化度を履歴として保存する。そして、劣化診断装置100は、履歴に基づいて、劣化速度を算出する。そして、劣化診断装置100は、劣化度及び劣化速度が選択条件を満足する部分を選択する。そして、劣化診断装置100は、選択した部分に関連する情報(例えば、選択された部分の位置に関連する情報)を表示装置300に送信する。
次に、劣化診断装置100の構成について説明する。
劣化診断装置100は、画像取得部110と、劣化度算出部120と、劣化情報保存部130と、劣化速度算出部140と、部分選択部150と、出力部160とを含む。
画像取得部110は、構造物における診断の対象となる部分(例えば、道路の路面、又は、トンネルの側壁及び天井)を含む画像と、画像の撮影時間とを取得する。画像取得部110は、診断の対象となる部分の位置に関連する情報(以下、「位置情報」と呼ぶ)を取得してもよい。位置情報は、例えば、その部分の緯度及び経度である。位置情報は、その部分の方向を含んでいてもよい。
劣化度算出部120は、所定の手法を用いて、診断の対象となる部分の劣化度を算出する。
なお、劣化度算出部120が劣化度の算出に用いる手法は、任意である。例えば、劣化度算出部120は、所定の画像認識を用いて画像に含まれる路面の面積とひび割れの面積とを算出する。そして、劣化度算出部120は、劣化度として、算出した路面の面積とひび割れの面積とに基づいて、路面のひび割れ率を算出する。
劣化度算出部120は、所定の機械学習又は人工知能を用いて、劣化度を算出してもよい。なお、劣化度算出部120は、所定の画像認識、機械学習、又は、人工知能を用いて、画像に含まれる劣化の種類(例えば、ひび割れ、又は、わだち掘れ)を判定し、判定した劣化における劣化度を算出してもよい。なお、画像は情報として、撮影時間及び位置情報を含んでいてもよい。
なお、画像に、診断の対象として複数の部分が含まれる場合がある。その場合、劣化度算出部120は、全ての部分に対して、劣化度を算出してもよい。あるいは、劣化度算出部120は、所定の選択規則に沿って選択された部分に対して、劣化度を算出してもよい。
劣化度算出部120は、算出した劣化度と撮影時間とを用いて、部分に対応した劣化度の履歴を、劣化情報保存部130に保存する。
診断の対象となる部分が複数の場合、劣化度算出部120は、各部分に対応した履歴を、劣化情報保存部130に保存する。例えば、劣化度算出部120は、診断の対象となる部分の位置情報を用いて、各位置における劣化度の履歴を保存してもよい。
劣化診断装置100における位置情報の取得元は、任意である。例えば、画像取得部110が、撮像装置200から位置情報を取得してもよい。あるいは、図示しない位置算出装置が、取得した画像と、位置と画像とを関連付けた地図情報とを用いて、位置情報を算出してもよい。
劣化情報保存部130は、劣化度の履歴を保存する。
劣化速度算出部140は、保存されている履歴を用いて、劣化速度を算出する。
診断の対象となる部分が複数の場合、劣化速度算出部140は、部分それぞれに対する劣化速度を算出する。
劣化速度算出部140は、算出した劣化速度を、診断の対象となる部分に関連付けて、劣化情報保存部130に保存する。あるいは、劣化速度算出部140は、図示しない記憶装置に劣化速度を保存してもよい。あるいは、劣化速度算出部140は、算出した劣化速度を、部分選択部150に出力してもよい。
劣化速度算出部140における劣化速度を算出するやり方は、任意である。例えば、劣化速度算出部140は、履歴に、所定の回帰分析(例えば、線形回帰、又は、二次曲線回帰)を適用して、劣化速度を算出してもよい。
あるいは、劣化速度算出部140は、劣化速度の算出に、所定の機械学習、又は、人工知能を用いてもよい。
部分選択部150は、入力装置310から選択条件を受信する。以下の説明では、選択条件は、少なくとも、劣化度に関連する条件(以下、「劣化度条件」と呼ぶ)と、劣化速度に関連する条件(以下、「劣化速度条件」と呼ぶ)とを含むとする。ただし、すでに説明した通り、選択条件は、別の条件を含んでもよい。なお、部分選択部150は、3つ以上の条件を含む選択条件を受信してもよい。
なお、部分選択部150は、劣化度条件及び劣化速度条件の両方を含む選択条件を受信してもよい。あるいは、部分選択部150は、劣化度条件を含む選択条件と、劣化速度条件を含む選択条件とを、別々に受信してもよい。
そして、部分選択部150は、診断の対象となる部分の中から、算出された劣化度及び劣化速度が、選択条件(劣化度条件及び劣化速度条件)を満足する部分を選択する。
部分選択部150は、劣化度条件と劣化速度条件との両方を同時に用いて部分を選択してもよい。あるいは、部分選択部150は、一つ選択条件を満足する部分を選択し、選択した部分の中から次の選択条件を満足する部分を選択してもよい。例えば、部分選択部150は、まず、劣化度条件を用いて部分を選択し、選択した部分の中から劣化速度条件を用いてさらに部分を選択してもよい。この場合、部分選択部150は、選択した結果を、順次、出力部160に送信してもよい。
同様に、部分選択部150が3つ以上の条件を含む選択条件を受信する場合、部分選択部150は、全ての条件を用いて部分を選択してもよい。あるいは、部分選択部150は、所定の規則に沿って複数の条件を順次適用して部分を選択する動作を実行してもよい。この場合、部分選択部150は、選択した結果を、順次、出力部160に送信してもよい。
なお、部分選択部150は、劣化情報保存部130に保存されている劣化度及び劣化速度を用いて、部分を選択する。ただし、部分選択部150は、劣化度及び劣化速度の少なくともどちらか又は両方を、劣化度算出部120及び/又は劣化速度算出部140から取得してもよい。
そして、部分選択部150は、選択された部分を出力部160に出力する。
出力部160は、選択された部分に関連する情報を出力する。なお、出力部160は、選択した部分に関連する情報に替えて、選択しなかった部分に関連する情報を出力してもよい。さらに、一度選択した後の選択の場合、出力部160は、選択から外れた部分に関連する情報を出力してもよい。
出力部160は、出力する情報として、予め、出力先の装置と、情報の仕様を合わせておけばよい。
なお、以下の説明では、一例として、出力部160は、「選択された部分に関連する情報」を出力する。
さらに、出力部160が出力する情報の内容は、任意である。劣化診断装置100の利用者が、出力先に沿って、出力する情報を選択すればよい。
出力部160が出力する情報の例を説明する。
例えば、表示装置300が、選択された部分の位置を用いて、部分を表示する場合(例えば、表示装置300が地図上の部分に対応した位置に画像を表示する場合)、出力部160は、選択された部分の位置情報(例えば、緯度及び経度)を出力すればよい。
あるいは、例えば、表示装置300が、地図上の各部分の位置に、各部分における劣化度を表示する場合、出力部160は、選択された部分の位置情報及び劣化度を出力すればよい。
出力部160は、選択された部分に関連する情報の出力において、情報を保存している構成、又は、情報を出力可能な構成から、適宜情報を取得すればよい。例えば、位置情報を出力する場合、出力部160は、画像取得部110、又は、劣化情報保存部130から位置情報を取得すればよい。
[動作の説明]
次に、第1の実施形態にかかる劣化診断装置100の動作について、図面を参照して説明する。
図2は、劣化診断装置100の動作の一例を示すフロー図である。
画像取得部110は、診断の対象となる部分を含む画像を取得する(ステップS501)。
劣化度算出部120は、画像を用いて、劣化度を算出する(ステップS503)。
劣化情報保存部130は、劣化度を、履歴として保存する(ステップS505)。
劣化速度算出部140は、履歴に基づいて、劣化速度を算出する(ステップS507)。
部分選択部150は、選択条件(劣化度に関連する条件及び劣化速度に関連する条件)を受信する。そして、部分選択部150は、選択条件を満足する部分を選択する(ステップS509)。
出力部160は、選択された部分に関連する情報を出力する(ステップS511)。
そして、劣化診断装置100は、動作を終了する。
なお、劣化診断装置100は、ステップS509及びS511の動作を繰り返してもよい。
例えば、劣化診断装置100は、ステップS507まで動作後、入力装置310からの選択条件の受信を待つ。そして、劣化診断装置100は、入力装置310から選択条件を受信すると、ステップS509からS511まで動作する。そして、劣化診断装置100は、再び、入力装置310からの選択条件の受信を待ってもよい。
[具体例]
次に、劣化診断装置100における選択の動作の具体例について、図面を参照して説明する。
図3は、選択条件の表示の一例を示す図である。図3は、選択条件として劣化度及び劣化速度を用いて、診断の対象となる部分を選択する場合の表示の一例である。
図3に示されている表示を用いた選択条件の入力について説明する。
以下の説明は、表示装置300及び入力装置310が、液晶ディスプレイ、キーボード、及び、マウスを備えるコンピュータ装置を用いて実現されているとする。
表示装置300が、図3に示されている選択条件を表示する。
入力装置310は、利用者のマウス操作などに従ってカーソル(又は、マウスポインタ)を移動する。そして、入力装置310は、カーソルと選択条件とが重なる位置におけるボタンの押し込み(クリック)を検出すると、その位置の選択条件(例えば、劣化度大)を、劣化診断装置100に送信する。以下の説明では、このような動作をまとめて、「利用者が選択条件を選択する」と呼ぶ場合もある。なお、図3は、カーソルとして、斜めの矢印を示している。
劣化診断装置100は、受信した選択条件(例えば、劣化度大)を満足する部分を選択する。そして、劣化診断装置100は、選択した部分に関連する情報を、表示装置300に送信する。
表示装置300は、劣化診断装置100から受信した情報を用いて、表示を変更する。
図4は、以降の具体例の説明に用いる部分の表示の一例を示す図である。図4は、診断の対象として、道路を用いた場合の一例である。
図4において、各矢印が、各部分における診断の結果である。黒塗りの矢印が、劣化度が大の部分を示す。グレーの矢印が、劣化度が中の部分を示す。白抜きの矢印が、劣化度が小の部分を示す。
図5は、劣化度の「大」を選択する場合の操作の一例を示す図である。図5に示すように、利用者が入力装置310において劣化度の「大」を選択すると、入力装置310は、劣化診断装置100に、選択条件として「劣化度大」を送信する。なお、図5は、選択されている選択条件(劣化度の大)を反転表示している。
劣化診断装置100は、選択条件として、「劣化度大」を受信すると、劣化度が「大」となっている部分を選択し、選択した部分に関連する情報を出力する。
図6は、劣化度が大である部分が選択された場合の表示の一例を示す図である。図6は、劣化度が大の選択の一例として、それ以外の部分(劣化度が小及び中の部分)の表示を変更している。劣化度が小の部分において、矢印の輪郭が、破線となっている。劣化度が中の部分においては、矢印の輪郭が破線となり、さらに内部が、グレーの斜線となっている。
なお、表示装置300における表示は、上記に限定されない。例えば、表示装置300は、劣化度が大となっている部分を残し、その他の部分の表示をやめてもよい。あるいは、表示装置300は、劣化度が大となっている部分の表示を変更してもよい。例えば、表示装置300は、劣化度が大となっている部分を点滅させてもよい。あるいは、表示装置300は、劣化度が大となっている部分の図形を拡大してもよい。
劣化診断装置100は、さらに、診断対象となる部分を絞り込むことができる。
図7は、図5の状態において、さらに劣化速度の「大」を選択する場合の操作の一例を示す図である。図7に示すように、利用者が劣化速度の「大」を選択すると、入力装置310は、選択条件として「劣化速度大」を送信する。なお、入力装置310は、選択条件として、「劣化速度大」とともに、すでに選択されている「劣化度大」を送信してもよい。なお、図7は、選択されている選択条件(劣化度大、及び、劣化速度大)を反転表示している。
劣化診断装置100は、選択条件として、「劣化速度大」を受信する。そして、劣化診断装置100は、選択済みの劣化度が「大」の部分の中から、劣化速度が「大」となっている部分を選択し、選択した部分に関連する情報を出力する。
図8は、劣化度が大である部分が選択された場合において、さらに、劣化速度が大の部分が選択された場合の表示の一例を示す図である。図8は、劣化速度が大の選択の一例として、図6の表示に加え、劣化度が大となっている部分の中で、劣化速度が大ではない部分(劣化速度が小及び中の部分)の表示を変更している。具体的には、劣化速度が大ではない部分において、矢印の内部が、斜線となっている。
このように、表示装置300は、劣化診断装置100が出力する部分に関連する情報を用いて、選択条件(劣化度条件及び劣化速度条件)を満足する部分を表示する。
利用者は、図8に示されているような表示を参照して、修繕が必要となる部分を把握できる。
このように、劣化診断装置100は、診断対象の部分を、劣化度を用いた絞り込みに加え、さらに所定の条件(例えば、劣化速度大)に基づいて絞り込む。
劣化診断装置100を用いた、上記の部分の選択について、図面を参照して、さらに説明する。
図9は、劣化曲線の一例を示す図である。図9は、ひび割れ率に対して、二次曲線回帰を適用した場合の一例である。なお、図9において、曲線における傾きが、劣化速度に相当する。
劣化曲線は、診断対象となる部分の環境などに対応して変化する。図9は、環境の一例として、交通量が異なる部分に対応した劣化曲線を表示する。図9に示されているように、交通量が多い部分は、交通量の少なく部分と比較して、ひび割れ率の進行が進むまでの時間が短い。
一例として、図9において、ひび割れ率が20%から30%となる年数を用いて説明する。交通量が多い場合、ひび割れ率は、3年から4年程度で、20%から30%となる。一方、交通量が少ない場合、ひび割れ率は、7年から8年程度で、20%から30%となる。
このように、交通量の多い部分は、交通量の少ない部分と比較して、劣化速度が大きい。そのため、交通量が多い部分は、同じ劣化度である交通量が少ない部分と比較して、修繕が必要となるまでの期間が短い。このように、同じような劣化度でも、修繕が必要となる優先度が異なる。そして、この修繕の優先度は、劣化速度を用いて判定できる。
図10は、劣化診断装置100における選択を説明するための図である。
図6に示すような劣化度が大である部分の選択は、図10における劣化度が大とである領域に含まれる部分を選択することである。しかし、図10に示すように、劣化度が大の部分には、劣化の進行が速い部分と、比較的劣化の進行が遅い部分とが含まれる。そして、修繕の対象としては、劣化の進行が速い部分を優先することが望ましい。
劣化診断装置100は、図10に示すように、劣化度条件及び劣化速度条件を用いて、修繕の対象として適切な部分(劣化度大、かつ、劣化速度大となっている部分)を選択できる。
なお、劣化診断装置100は、選択された部分に関連する情報以外の情報を出力してもよい。例えば、劣化診断装置100は、利用者に指定された部分に対応した劣化速度に関連する情報を出力してもよい。
図11は、劣化診断装置100が出力する劣化速度に関連する情報を説明するための図である。図11は、劣化速度に関連する情報として、劣化度の履歴に基づいて生成された劣化曲線を表示している。
図11に示される表示に対応した詳細な動作の一例は、次のとおりである。
表示装置300及び入力装置310は、液晶ディスプレイ、キーボード、及び、マウスを備えるコンピュータ装置とする。
まず、利用者が、表示装置300及び入力装置310を用いて、劣化速度に関連する情報を表示する部分を選択する。例えば、図11に示すように、利用者は、情報を表示したい部分にカーソルを重ね、マウスのボタンを押し込む(クリックする)。
入力装置310は、部分を示す情報(例えば、部分の位置情報)を劣化診断装置100に送信する。
劣化診断装置100は、受信した部分を示す情報を用いて部分を判定し、判定した部分に関連する情報(例えば、劣化度の履歴)を、表示装置300に送信する。
表示装置300は、受信した情報(例えば、劣化度の履歴)、及び/又は、受信した情報(例えば、劣化度の履歴)を用いて算出した情報(例えば、劣化曲線)を表示する。
なお、劣化診断装置100は、劣化速度に関連する情報に加え、別の情報を出力してもよい。例えば、劣化診断装置100は、劣化速度に関連する情報に加え、指定された部分の現在の劣化度を出力してもよい。
図11は、劣化速度に関連する情報(劣化曲線)に加え、指定された部分の現在の劣化度を表示している。
利用者は、表示された現在の劣化度と、劣化曲線(又は履歴)とを用いて、修繕するためにどの程度の時間的余裕があるかなどを把握できる。
[効果の説明]
次に、第1の実施形態にかかる劣化診断装置100の効果について説明する。
第1の実施形態かかる劣化診断装置100は、劣化診断の結果を用いた絞り込みに加え、劣化診断の対象となる部分をさらに絞り込むとの効果を得ることができる。
その理由は、次のとおりである。
劣化診断装置100は、劣化情報保存部130と、劣化速度算出部140と、部分選択部150と、出力部160とを含む。劣化情報保存部130は、構造物における診断の対象となる部分の劣化度の履歴を保存する。劣化速度算出部140は、履歴に基づいて、部分の劣化速度を算出する。部分選択部150は、劣化度に関連する条件、及び、劣化速度に関連する条件を満足する部分を選択する。出力部160は、選択された部分に関連する情報を出力する。
劣化診断装置100は、保存した劣化度の履歴を用いて、劣化速度を算出する。そして、劣化診断装置100は、劣化度と劣化速度とが所定の条件を満足する部分に関連する情報を出力する。
このような劣化診断装置100の利用者は、劣化度を用いた絞り込みに加え、劣化速度を用いて、診断の対象となる部分を選択できる。
その結果、利用者は、修繕などの対象として、より適切な部分を把握できる。
さらに、劣化診断装置100は、画像取得部110と、劣化度算出部120とを含む。画像取得部110は、診断の対象となる部分を含む画像を取得する。劣化度算出部120は、画像を用いて部分に対応する劣化度を算出し、履歴として算出した劣化度を劣化情報保存部130に保存する。
劣化診断装置100は、これらの構成を用いて、診断の対象となる部分を含む画像を用いて、劣化速度の算出に用いる劣化度の履歴を保存できる。
さらに、劣化診断装置100は、理論曲線を用いる場合に比べ、より正確に診断の対象となる部分を選択するとの効果を奏する。
その理由は、次のとおりである。
一般的な路面の劣化の診断において、劣化速度は、路面の分類などに対応した理論曲線(例えば、二次曲線)が用いられている。しかし、路面の診断の対象となる部分において、天候及び交通量など、劣化に関連する環境が、それぞれ異なる。従って、各部分における実際の劣化の進み具合は、一般的な理論から乖離する場合がある。
しかし、劣化診断装置100は、診断の対象となる部分を含む画像を用いて算出した劣化度、及び、算出した劣化度の履歴に基づいて算出した劣化速度を用いる。このように、劣化診断装置100は、診断の対象となる部分の実際の劣化の状態に基づいて算出した劣化度及び劣化速度を用いる。そのため、劣化診断装置100は、路面の分類に対応した理論曲線を用いる場合に比べ、より適切な劣化度及び劣化速度を用いて部分を選択できる。そのため、劣化診断装置100の利用者は、より適切に修繕する部分を選択できる。
また、劣化診断システム10は、劣化診断装置100と、表示装置300と、入力装置310とを含む。入力装置310は、劣化診断装置100に、選択条件(劣化度に関連する条件及び劣化速度に関連する条件)を送信する。劣化診断装置100は、上記のような動作に基づいて、選択条件を満足する部分に関連する情報を出力する。表示装置300は、劣化診断装置100が出力する部分に関連する情報を用いて、選択条件(劣化度に関連する条件及び劣化速度に関連する条件)を満足する部分を表示する。
このような構成に基づいて、劣化診断システム10は、利用者に対して、劣化度を用いた絞り込みに加え、さらに所定の条件(劣化速度に関連する条件)を用いて絞り込まれた部分を提供することができる。
さらに、劣化診断システム10は、撮像装置200を含む。撮像装置200は、診断の対象となる構造物の部分を含む画像を撮影し、劣化診断装置100に送信する。このような構成に基づいて、劣化診断システム10は、撮像装置200が撮影した画像を用いて、画像に含まれる構造物の部分に対する劣化の診断を実行できる。
なお、本実施形態では、劣化度算出部120が、撮像装置200から取得した画像を用いて、劣化度を算出する例を説明した。しかし、劣化度算出部120は、撮像装置200の代わりに、図示しない加速度センサから取得した情報を用いて劣化度を算出してもよい。例えば、劣化度算出部120は、劣化度として、加速度センサから取得した加速度の変化に応じて、IRIを算出してもよい。
さらに、劣化度算出部120は、撮像装置200から取得した画像と、加速度センサから取得した情報とを併用して、劣化度を算出してもよい。
[ハードウェア構成]
次に、劣化診断装置100のハードウェア構成について説明する。
劣化診断装置100の各構成部は、ハードウェア回路で構成されてもよい。
あるいは、劣化診断装置100において、各構成部は、ネットワークを介して接続した複数の装置を用いて、構成されてもよい。
あるいは、劣化診断装置100において、複数の構成部は、1つのハードウェアで構成されてもよい。
あるいは、劣化診断装置100は、CPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)とを含むコンピュータ装置として実現されてもよい。劣化診断装置100は、上記構成に加え、さらに、ネットワークインターフェース回路(NIC:Network Interface Circuit)を含むコンピュータ装置として実現されてもよい。さらに、劣化診断装置100は、劣化診断処理を高速化するために、GPU(Graphics Processing Unit)を含むコンピュータ装置として実現されてもよい。
図12は、劣化診断装置100のハードウェア構成の一例である情報処理装置600の構成を示すブロック図である。
情報処理装置600は、CPU610と、ROM620と、RAM630と、記憶装置640と、NIC680とを含み、コンピュータ装置を構成している。
CPU610は、ROM620及び/又は記憶装置640からプログラムを読み込む。そして、CPU610は、読み込んだプログラムに基づいて、RAM630と、記憶装置640と、NIC680とを制御する。そして、CPU610を含むコンピュータ装置は、これらの構成を制御し、図1に示されている、画像取得部110と、劣化度算出部120と、劣化情報保存部130と、劣化速度算出部140と、部分選択部150と、出力部160としての各機能を実現する。
CPU610は、各機能を実現する際に、RAM630又は記憶装置640を、プログラムの一時記憶媒体として使用してもよい。
また、CPU610は、コンピュータ装置で読み取り可能にプログラムを記憶した記憶媒体690が含むプログラムを、図示しない記憶媒体読み取り装置を用いて読み込んでもよい。あるいは、CPU610は、NIC680を介して、図示しない外部の装置からプログラムを受け取り、RAM630又は記憶装置640に保存して、保存したプログラムを基に動作してもよい。
ROM620は、CPU610が実行するプログラム及び固定的なデータを記憶する。ROM620は、例えば、P-ROM(Programmable-ROM)又はフラッシュROMである。
RAM630は、CPU610が実行するプログラム及びデータを一時的に記憶する。RAM630は、例えば、D-RAM(Dynamic-RAM)である。
記憶装置640は、情報処理装置600が長期的に保存するデータ及びプログラムを記憶する。記憶装置640は、劣化情報保存部130として動作する。さらに、記憶装置640は、CPU610の一時記憶装置として動作してもよい。記憶装置640は、例えば、ハードディスク装置、光磁気ディスク装置、SSD(Solid State Drive)又はディスクアレイ装置である。
ROM620と記憶装置640とは、不揮発性(non-transitory)の記憶媒体である。一方、RAM630は、揮発性(transitory)の記憶媒体である。そして、CPU610は、ROM620、記憶装置640、又は、RAM630に記憶されているプログラムを基に動作可能である。つまり、CPU610は、不揮発性記憶媒体又は揮発性記憶媒体を用いて動作可能である。
NIC680は、情報処理装置600と撮像装置200との間、情報処理装置600と表示装置300との間、及び、情報処理装置600と入力装置310との間におけるデータの送信及び受信を、仲介する。NIC680は、例えば、LAN(Local Area Network)カードである。さらに、NIC680は、有線に限らず、無線を用いてもよい。
このように構成された情報処理装置600は、劣化診断装置100と同様の効果を得ることができる。
その理由は、情報処理装置600のCPU610が、プログラムに基づいて劣化診断装置100と同様の機能を実現できるためである。
<第2の実施形態>
第2の実施形態として、第1の実施形態にかかる劣化診断装置100及び劣化診断システム10の概要を説明する。
[構成の説明]
図13は、第1の実施形態の劣化診断装置100の概要である第2の実施形態にかかる劣化診断装置101の構成の一例を示すブロック図である。
劣化診断装置101は、劣化情報保存部130と、劣化速度算出部140と、部分選択部150と、出力部160とを含む。劣化情報保存部130は、構造物における診断の対象となる部分の劣化度の履歴を保存する。劣化速度算出部140は、履歴に基づいて、部分の劣化速度を算出する。部分選択部150は、劣化度に関連する条件、及び、劣化速度に関連する条件を満足する部分を選択する。出力部160は、選択された部分に関連する情報を出力する。
なお、劣化診断装置101は、図12に示されているコンピュータ装置を用いて実現されてもよい。
[動作の説明]
図14は、第2の実施形態にかかる劣化診断装置101の動作の一例を示すフロー図である。
劣化情報保存部130は、劣化度を、履歴として保存する(ステップS505)。
劣化速度算出部140は、履歴に基づいて、劣化速度を算出する(ステップS507)。
部分選択部150は、選択条件(劣化度に関連する条件及び劣化速度に関連する条件)を受信する。そして、部分選択部150は、選択条件を満足する部分を選択する(ステップS509)。
出力部160は、選択された部分に関連する情報を出力する(ステップS511)。
そして、劣化診断装置101は、動作を終了する。
このように、劣化診断装置101は、劣化診断装置100と同様に、保存した劣化度の履歴を用いて、劣化速度を算出する。そして、劣化診断装置101は、劣化度と劣化速度とが所定の条件を満足する部分に関連する情報を出力する。
[効果の説明]
劣化診断装置101は、第1の実施形態と同様に、劣化診断の結果を用いた絞り込みに加え、劣化診断の対象となる部分をさらに絞り込むとの効果を得ることができる。
その理由は、劣化診断装置101の各構成が、劣化診断装置100における対応する構成と同様に動作するためである。
なお、図13における劣化診断装置101は、第1の実施形態における劣化診断装置100の最小構成である。
[システムの説明]
図15は、第2の実施形態にかかる劣化診断装置101を含む劣化診断システム11の構成の一例を示すブロック図である。
劣化診断システム11は、劣化診断装置101と、表示装置300と、入力装置310とを含む。入力装置310は、劣化診断装置101に、選択条件(劣化度に関連する条件及び劣化速度に関連する条件)を送信する。劣化診断装置101は、上記のような動作に基づいて、選択条件を満足する部分に関連する情報を出力する。表示装置300は、劣化診断装置101が出力する部分に関連する情報を用いて、選択条件(劣化度に関連する条件及び劣化速度に関連する条件)を満足する部分を表示する。
このような構成に基づいて、劣化診断システム11は、利用者に対して、劣化診断の対象の中から、診断結果を用いた絞り込みに加え、さらに所定の条件に基づいて絞り込まれた部分を提供することができる。
なお、図14における劣化診断システム11は、第1の実施形態における劣化診断システム10の最小構成である。
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。本願発明の構成及び詳細には、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。
本発明は、高度道路交通システム(ITS:Intelligent Transport System)などの、情報技術(IT:Information Technology)を利用した交通システムに利用可能である。
この出願は、2020年 3月31日に出願された日本出願特願2020-062914を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
10 劣化診断システム
11 劣化診断システム
100 劣化診断装置
101 劣化診断装置
110 画像取得部
120 劣化度算出部
130 劣化情報保存部
140 劣化速度算出部
150 部分選択部
160 出力部
200 撮像装置
300 表示装置
310 入力装置
410 情報処理装置
420 ネットワーク
430 通信路
440 車両
450 設備
600 情報処理装置
610 CPU
620 ROM
630 RAM
640 記憶装置
660 入力機器
670 表示機器
680 NIC
690 記憶媒体

Claims (9)

  1. 構造物における診断の対象となる部分の劣化度の履歴を保存する劣化情報保存手段と、
    前記履歴に基づいて、前記部分の劣化速度を算出する劣化速度算出手段と、
    前記劣化度に関連する条件、及び、前記劣化速度に関連する条件を満足する前記部分を選択する部分選択手段と、
    選択された前記部分に関連する情報を出力する出力手段と
    含み、
    前記劣化速度算出手段は、前記履歴に基づいて、前記部分の前記劣化度と前記劣化速度とを示す劣化曲線を生成し、
    前記出力手段は、前記部分に関連する情報として、前記劣化曲線を出力する
    劣化診断装置。
  2. 前記出力手段が、選択された前記部分に関連する情報として、前記部分の位置に関連する情報を出力する
    請求項1に記載の劣化診断装置。
  3. 診断の対象となる前記部分を含む画像を取得する画像取得手段と、
    前記画像を用いて前記部分に対応する前記劣化度を算出し、算出した前記劣化度を前記劣化情報保存手段に、前記履歴として保存する劣化度算出手段と
    をさらに含む請求項1又は2に記載の劣化診断装置。
  4. 前記部分選択手段は、前記劣化度に関連する条件を満足する前記部分を選択し、選択された前記劣化度に関連する条件を満足する前記部分において、さらに、前記劣化速度に関連する条件を満足する前記部分を選択し、
    前記出力手段は、選択された、前記劣化速度に関連する条件を満足する前記部分に関連する情報を出力する
    請求項1ないし3のいずれか1項に記載の劣化診断装置
  5. 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の劣化診断装置と、
    前記劣化診断装置に前記劣化度に関連する条件、及び、前記劣化速度に関連する条件を送信する入力装置と、
    前記劣化診断装置が出力する前記部分に関連する情報を用いて、前記劣化度に関連する条件、及び、前記劣化速度に関連する条件を満足する前記部分を表示する表示装置と
    を含む劣化診断システム。
  6. 前記劣化診断装置が、前記表示装置に、選択された前記部分の前記劣化度の前記履歴を出力し、
    前記表示装置が、前記劣化度の前記履歴、及び/又は、前記履歴を用いて算出した前記部分における前記劣化速度に関連する情報を表示する
    請求項5に記載の劣化診断システム。
  7. 前記表示装置が、前記劣化度に関連する条件、及び、前記劣化速度に関連する条件を満足する前記部分の前記劣化曲線をさらに表示する
    請求項5又は6に記載の劣化診断システム。
  8. 構造物における診断の対象となる部分の劣化度の履歴を保存し、
    前記履歴に基づいて、前記部分の劣化速度を算出し、
    前記劣化度に関連する条件、及び、前記劣化速度に関連する条件を満足する前記部分を選択し、
    選択された前記部分に関連する情報を出力し、
    前記履歴に基づいて、前記部分の前記劣化度と前記劣化速度とを示す劣化曲線を生成し、
    前記部分の出力は、前記部分に関連する情報として、前記劣化曲線を出力する
    劣化診断方法。
  9. 構造物における診断の対象となる部分の劣化度の履歴を保存する処理と、
    前記履歴に基づいて、前記部分の劣化速度を算出する処理と、
    前記劣化度に関連する条件、及び、前記劣化速度に関連する条件を満足する前記部分を選択する処理と、
    選択された前記部分に関連する情報を出力する処理と、
    前記履歴に基づいて、前記部分の前記劣化度と前記劣化速度とを示す劣化曲線を生成する処理と、
    をコンピュータに実行させ、
    前記部分を出力する処理は、前記部分に関連する情報として、前記劣化曲線を出力する処理
    を実行させるプログラム
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