JP7525266B2 - Inspection system and inspection method - Google Patents

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Description

本発明は、検査システム及び検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection system and an inspection method .

構造物中の検査対象の検査技術として、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1には、柱状構造物に付した所定のパターンを撮影した時系列画像データを入力する入力手段と、前記時系列画像データから前記柱状構造物に発生している変位を求める変位算出手段と、前記変位から前記柱状構造物の固有振動数を求める固有振動数算出手段と、前記固有振動数に基づいて前記柱状構造物の状態を判定する判定手段と、を有することを特徴とする状態測定装置が記載されている。 The technology described in Patent Document 1 is known as an inspection technology for inspection objects in structures. Patent Document 1 describes a condition measurement device that includes an input means for inputting time-series image data obtained by photographing a predetermined pattern attached to a columnar structure, a displacement calculation means for determining the displacement occurring in the columnar structure from the time-series image data, a natural frequency calculation means for determining the natural frequency of the columnar structure from the displacement, and a determination means for determining the condition of the columnar structure based on the natural frequency.

特開2018-141663号公報(特に請求項1)JP 2018-141663 A (especially claim 1)

特許文献1に記載の技術では、構造物としての電柱に、電柱の変位測定のためのマーカが付される。そして、電柱に形成されたマーカが撮像装置によって撮像される。しかし、マーカを含む画像は通常似たような構図になるため、検査対象が例えば何であるか又はどこであるかのように、検査対象を画像に基づき識別できない。 In the technology described in Patent Document 1, a marker for measuring the displacement of a utility pole is attached to the utility pole as a structure. The marker formed on the utility pole is then imaged by an imaging device. However, images including markers usually have a similar composition, so it is not possible to identify the inspection target based on the image, such as what or where the inspection target is.

本発明が解決しようとする課題は、検査対象を識別可能な検査システム及び検査方法の提供である。 The problem to be solved by the present invention is to provide an inspection system and an inspection method capable of identifying an inspection object.

本発明の検査システムは、個体識別情報を含み、検査対象に形成された識別パターンを撮像する撮像装置と、演算処理装置と、を備え、前記演算処理装置は、前記撮像装置により撮像された画像中の前記識別パターンに基づき、撮像した前記検査対象を識別する識別部と、前記画像中の前記識別パターンについてデジタル画像相関法に基づく画像解析を行う画像解析部とを備え、前記識別パターンは、更に文字を含む。その他の解決手段は発明を実施するための形態において後記する。 The inspection system of the present invention includes an imaging device that captures an image of an identification pattern formed on an object to be inspected, the identification pattern including individual identification information, and a processing device, the processing device including an identification unit that identifies the imaged object to be inspected based on the identification pattern in the image captured by the imaging device, and an image analysis unit that performs image analysis of the identification pattern in the image based on a digital image correlation method, the identification pattern further including characters. Other solutions will be described later in the description of the embodiment of the invention.

本発明によれば、検査対象を識別可能な検査システム及び検査方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an inspection system and an inspection method capable of identifying an inspection object.

第一実施形態の検査システムを示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an inspection system according to a first embodiment. 図1のA部の一部を拡大して示す図であり、構造物の表面における検査対象を示す模式図である。FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG. 1, and is a schematic diagram showing an inspection target on the surface of a structure. 識別パターンの例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of an identification pattern. 識別パターンの例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of an identification pattern. 識別パターンの例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of an identification pattern. 演算処理装置を含む検査システムのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an inspection system including a processor. 変形前の検査対象に形成された識別パターンの模式図である。1 is a schematic diagram of an identification pattern formed on an inspection target before deformation. FIG. 変形後の検査対象に形成された識別パターンの模式図である。13 is a schematic diagram of an identification pattern formed on the inspection target after deformation. FIG. 識別パターンを含む画像を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an image including an identification pattern. デジタル画像相関法に基づく画像解析により得られた変位量分布を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing a displacement distribution obtained by image analysis based on a digital image correlation method. 第1実施形態の検査方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an inspection method according to the first embodiment. 第2実施形態の検査システムを示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing an inspection system according to a second embodiment. 図9の窓を拡大して示す図である。FIG. 10 is an enlarged view of the window in FIG. 9 . 第3実施形態の検査システムを示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing an inspection system according to a third embodiment.

以下、本発明を実施するための形態(本実施形態)を説明する。ただし、本発明は以下の内容及び図示の内容になんら限定されず、本発明の効果を著しく損なわない範囲で任意に変形して実施できる。本発明は、異なる実施形態同士を組み合わせて実施できる。以下の記載において、異なる実施形態において同じ部材については同じ符号を付し、重複する説明は省略する。 The following describes a form for implementing the present invention (the present embodiment). However, the present invention is not limited to the following content and the content shown in the drawings, and can be modified as desired without significantly impairing the effects of the present invention. The present invention can be implemented by combining different embodiments. In the following description, the same components in different embodiments are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted.

図1は、第一実施形態の検査システム100を示す模式図である。検査システム100は、撮像装置3を(例えば後記するカメラ)用いて構造物1中の検査対象30の検査を行うものである。具体的には、検査システム100は、検査対象30に形成された識別パターン31(図2、図3)を撮像する。検査システム100は、デジタル画像相関法(以下DICという)の適用により、構造物1の変形に伴う識別パターン31の変位量及び変位方向(いずれか一方のみでも良い。以下同じ)を計測する。ただし、検査内容はこの例に限定されるものではない。 Figure 1 is a schematic diagram showing an inspection system 100 of a first embodiment. The inspection system 100 uses an imaging device 3 (e.g., a camera described below) to inspect an inspection object 30 in a structure 1. Specifically, the inspection system 100 captures an image of an identification pattern 31 (Figures 2 and 3) formed on the inspection object 30. The inspection system 100 applies digital image correlation (hereinafter referred to as DIC) to measure the amount and direction of displacement (either one may be sufficient; the same applies below) of the identification pattern 31 associated with deformation of the structure 1. However, the inspection content is not limited to this example.

検査システム100により検査される構造物1は、DICによって検査される構造物1であって、個体識別情報を含む識別パターン31(図2)を付した検査対象30を有するものである。検査対象30は、例えば構造物1の表面10であり、図1の例では3か所の単位部位30aを含む。構造物1は、図示の例では発電設備であり、具体的には風力発電設備である。ただし、構造物1は発電設備に限定されず、鉄道車両又は建設機械でもよい。即ち、検査対象30は、例えば、発電設備、鉄道車両、又は建設機械のうちの少なくとも一種の構造物1の表面10である。これにより、発電設備、鉄道車両、又は建設機械のうちの少なくとも一種の構造物1の表面10について、DICによって検査できる。ただし、構造物1はこれらに限定されるものではない。 The structure 1 inspected by the inspection system 100 is a structure 1 inspected by DIC, and has an inspection target 30 with an identification pattern 31 (FIG. 2) including individual identification information. The inspection target 30 is, for example, the surface 10 of the structure 1, and includes three unit parts 30a in the example of FIG. 1. In the illustrated example, the structure 1 is a power generation facility, specifically a wind power generation facility. However, the structure 1 is not limited to a power generation facility, and may be a railroad vehicle or construction machine. That is, the inspection target 30 is, for example, the surface 10 of at least one of the structure 1, which is a power generation facility, a railroad vehicle, or a construction machine. As a result, the surface 10 of at least one of the structure 1, which is a power generation facility, a railroad vehicle, or a construction machine, can be inspected by DIC. However, the structure 1 is not limited to these.

例えば風力発電設備により構成される構造物1は、ブレード20、タワー21、回転軸22、及びナセル23を備える。ブレード20は回転軸22に取付けられ、回転軸22はナセル23内の発電装置(図示しない)に接続される。実線矢印で示すブレード20の回転により発電装置(図示しない)が駆動され、発電が行われる。ナセル23はタワー21によって支持され、ナセル23の上面には撮像装置3が設置される。なお、撮像装置3の設置場所はナセル23の上面に限られず、例えば地上に設置したり、タワー21に設置したり等、任意の高さ及び設置場所に設置できる。また、例えば無人航空機(図示しない)に撮像装置3を搭載し、ブレード20の回転に同期させて無人航空機を飛行させながら、撮像装置3で撮像してもよい。 For example, the structure 1, which is composed of a wind power generation facility, includes blades 20, a tower 21, a rotating shaft 22, and a nacelle 23. The blades 20 are attached to the rotating shaft 22, which is connected to a power generation device (not shown) in the nacelle 23. The power generation device (not shown) is driven by the rotation of the blades 20, as indicated by the solid arrow, to generate electricity. The nacelle 23 is supported by the tower 21, and the imaging device 3 is installed on the top surface of the nacelle 23. Note that the installation location of the imaging device 3 is not limited to the top surface of the nacelle 23, and it can be installed at any height and location, such as on the ground or the tower 21. In addition, for example, the imaging device 3 may be mounted on an unmanned aerial vehicle (not shown), and images may be captured by the imaging device 3 while the unmanned aerial vehicle is flying in synchronization with the rotation of the blades 20.

検査システム100は、構造物1の表面10における検査対象30を撮像する撮像装置3を備える。撮像装置3は、二次元画像を取得する1台の単眼カメラであり、図示の例ではナセル23の上面に設置される。撮像装置3は、応力集中が生じ易い部分、具体的には図1のA部におけるブレード20の表面10の端部を撮像する。撮像により得られた画像は、演算処理装置50の画像取得部51(後記する)が取得する。 The inspection system 100 includes an imaging device 3 that images an inspection target 30 on the surface 10 of a structure 1. The imaging device 3 is a single monocular camera that captures two-dimensional images, and in the illustrated example, is installed on the top surface of a nacelle 23. The imaging device 3 captures an image of a portion where stress concentration is likely to occur, specifically, the end of the surface 10 of a blade 20 at part A in FIG. 1. The image obtained by imaging is acquired by an image acquisition unit 51 (described below) of a computing device 50.

応力集中が生じ易い部分として、他には例えば、構造物1において存在し得る接合部、形状又は寸法が急変する曲面部、切り欠き部等が挙げられ、図1の撮像場所に限定されるものではない。例えば、撮像装置3により、タワー21を地上の基礎(図示しない)に固定するボルト又は溶接部分を撮像するようにしてもよい。
撮像装置3により撮像される検査対象30について、図2を参照しながら説明する。
Other examples of parts where stress concentration is likely to occur include joints that may exist in the structure 1, curved surfaces where the shape or dimensions change suddenly, cutouts, etc., and are not limited to the image capturing locations shown in Fig. 1. For example, the image capturing device 3 may capture an image of a bolt or weld that secures the tower 21 to a foundation (not shown) on the ground.
The inspection object 30 imaged by the imaging device 3 will be described with reference to FIG.

図2は、図1のA部の一部を拡大して示す図であり、構造物1の表面10における検査対象30を示す模式図である。図2では、構造物1が図2の領域以外にも延在することを表すため、紙面手前側及び紙面奥側の表面10を曲線で切断することで断面斜視図として図示している。 Figure 2 is an enlarged view of part A in Figure 1, and is a schematic diagram showing an inspection target 30 on the surface 10 of the structure 1. In Figure 2, to show that the structure 1 extends beyond the area shown in Figure 2, the surface 10 on the front side and the back side of the page is cut by a curved line to show a cross-sectional perspective view.

撮像装置3(図1)は、検査対象30に形成された識別パターン31を撮像するものである。検査対象30は、例えば、構造物1において応力が集中し易い部位である。識別パターン31は、検査対象30を識別可能な個体識別情報を含む。個体識別情報は、構造物1又は検査対象30の少なくとも一方を識別可能な情報であり、例えば、構造物1における検査対象30の具体的な位置、構造物1の製造時期、構造物1の製造者、構造物1の製造場所、識別パターン31が検査対象30に形成された時期等である。 The imaging device 3 (Figure 1) images an identification pattern 31 formed on an inspection object 30. The inspection object 30 is, for example, a portion of the structure 1 where stress is likely to concentrate. The identification pattern 31 includes individual identification information that can identify the inspection object 30. The individual identification information is information that can identify at least one of the structure 1 or the inspection object 30, such as the specific position of the inspection object 30 in the structure 1, the manufacturing time of the structure 1, the manufacturer of the structure 1, the manufacturing location of the structure 1, the time when the identification pattern 31 was formed on the inspection object 30, etc.

識別パターン31は、構造物1の検査対象30の色に応じた色で形成される。例えば、検査対象30の色が艶消しの白色である場合には識別パターン31は黒色であることが好ましい。また、検査対象30の色が黒色である場合には識別パターン31は艶消しの黒色であることが好ましい。風力発電設備を例示した構造物1の場合、検査対象30の色(即ち構造物1の表面10の色)は通常は白色である。
識別パターン31の具体例について、図3A~図3Cを参照して説明する。
The identification pattern 31 is formed in a color corresponding to the color of the inspection target 30 of the structure 1. For example, when the color of the inspection target 30 is matte white, the identification pattern 31 is preferably black. Also, when the color of the inspection target 30 is black, the identification pattern 31 is preferably matte black. In the case of the structure 1 exemplified as a wind power generation facility, the color of the inspection target 30 (i.e., the color of the surface 10 of the structure 1) is usually white.
A specific example of the identification pattern 31 will be described with reference to FIGS. 3A to 3C.

図3Aは、識別パターン31の例を示す図である。識別パターン31は、二次元的に広がる複数の単位点32aの集合により構成される点部32と、個体識別情報と関連付けた情報部33とを含む。点部32及び情報部33を含むことで、点部32にDICを適用でき、単位点32aの変位量及び変位方向を計測できる。更に、情報部33に基づき検査対象30を識別できる。 Figure 3A is a diagram showing an example of an identification pattern 31. The identification pattern 31 includes a point portion 32 consisting of a collection of multiple unit points 32a spreading two-dimensionally, and an information portion 33 associated with individual identification information. By including the point portion 32 and the information portion 33, DIC can be applied to the point portion 32, and the amount and direction of displacement of the unit points 32a can be measured. Furthermore, the inspection object 30 can be identified based on the information portion 33.

図3Aの例では、多数の小さな単位点32aが二次元平面上に散点的に広がって配置される。DICでは、構造物1の変形(歪み。以下同じ)、即ち検査対象30の変形に起因する単位点32aの変位量及び変位方向が計測される。なお、単位点32aは規則性を持たずにランダムに広がって形成されることが好ましい。このようにすることで、DICによる解析精度を向上できる。 In the example of FIG. 3A, many small unit points 32a are arranged in a scattered manner on a two-dimensional plane. DIC measures the amount and direction of displacement of the unit points 32a caused by the deformation (distortion; same below) of the structure 1, i.e., the deformation of the inspection object 30. It is preferable that the unit points 32a are formed in a random spread without any regularity. In this way, the analysis accuracy by DIC can be improved.

情報部33は、図3Aの例では、正方形の識別パターン31の対角線上に配置された3つの点33aにより構成される。点33aは単位点32aよりも大きく、点33aと単位点32aとが区別される。情報部33は、個体識別情報と関連付けられる。例えば、図3Aの例では、点33aの配置場所及び数(何れか一方のみでもよい)を変更することで、情報部33を含む識別パターン31が形成された検査対象30の個体識別情報を決定できる。 In the example of FIG. 3A, the information section 33 is composed of three dots 33a arranged on the diagonal of the square identification pattern 31. The dots 33a are larger than the unit dots 32a, and the dots 33a are distinguished from the unit dots 32a. The information section 33 is associated with individual identification information. For example, in the example of FIG. 3A, by changing the location and number of the dots 33a (or only one of them may be used), the individual identification information of the test object 30 on which the identification pattern 31 including the information section 33 is formed can be determined.

図3Bは、識別パターン31の例を示す図である。図3Bに示す例は、例えばQRコード(登録商標)等の二次元デジタルマトリクスコード(二次元バーコード)である。図3Bに示す識別パターン31も、点部32及び情報部33を含む。具体的には、正方形の単位点32aが二次元平面上のXY方向に配置されることで、点部32が形成される。従って、DICでは、構造物1の変形、即ち検査対象30の変形に起因する正方形の単位点32aの変位量及び変位方向が計測される。また、二次元デジタルマトリクスコードの規格に沿って識別パターン31を形成することで、識別パターン31の全体が情報部33として機能する。情報部33を構成する二次元デジタルマトリクスコードの規格は、二次元バーコードが例えばQRコードであれば、ISO/IEC18004である。 Figure 3B is a diagram showing an example of the identification pattern 31. The example shown in Figure 3B is, for example, a two-dimensional digital matrix code (two-dimensional barcode) such as a QR code (registered trademark). The identification pattern 31 shown in Figure 3B also includes a dot portion 32 and an information portion 33. Specifically, the dot portion 32 is formed by arranging square unit points 32a in the XY direction on a two-dimensional plane. Therefore, in the DIC, the amount and direction of displacement of the square unit points 32a caused by the deformation of the structure 1, i.e., the deformation of the inspection target 30, are measured. In addition, by forming the identification pattern 31 according to the standard of the two-dimensional digital matrix code, the entire identification pattern 31 functions as the information portion 33. If the two-dimensional barcode is, for example, a QR code, the standard of the two-dimensional digital matrix code that constitutes the information portion 33 is ISO/IEC18004.

図3Cは、識別パターン31の例を示す図である。図3Cに示す例では、識別パターン31は文字34を含む。文字34は、例えば同一方向に等間隔かつ等しい大きさで配置される。文字34を含むことで、文字34によって直接的に検査対象30を識別できる。従って、文字34は識別可能情報として機能する。また、文字34を1つの点と考え、DICに基づいて文字34の歪みを評価することで、当該点の変位量及び変位方向を計測できる。従って、文字34は、DICによる解析対象としても機能する。 Figure 3C is a diagram showing an example of the identification pattern 31. In the example shown in Figure 3C, the identification pattern 31 includes characters 34. The characters 34 are arranged, for example, in the same direction at equal intervals and of equal size. By including the characters 34, the inspection object 30 can be directly identified by the characters 34. Therefore, the characters 34 function as identifiable information. Furthermore, by considering the character 34 as a single point and evaluating the distortion of the character 34 based on the DIC, the amount and direction of displacement of the point can be measured. Therefore, the character 34 also functions as an analysis object by the DIC.

図1に戻って、第1実施形態では、検査対象30は複数の単位部位30aを含み、撮像装置3は、単位部位30aのそれぞれを撮像する。従って、図1の例では、1台の撮像装置3が、構造物1に含まれる3か所の単位部位30aを撮像する。検査対象30である単位部位30aには、上記のように個体識別情報を識別パターン31(図2)が付されている。このため、検査対象30が複数あっても、撮像した画像がどの検査対象30であるかを識別できる。また、識別不能を抑制できることで、改めて検査対象30を識別したうえでの撮像のし直し(撮り直し)を抑制できる。 Returning to FIG. 1, in the first embodiment, the inspection object 30 includes a plurality of unit parts 30a, and the imaging device 3 images each of the unit parts 30a. Thus, in the example of FIG. 1, one imaging device 3 images three unit parts 30a included in the structure 1. As described above, the unit parts 30a, which are the inspection object 30, are provided with individual identification information in the form of an identification pattern 31 (FIG. 2). Therefore, even if there are a plurality of inspection objects 30, it is possible to identify which inspection object 30 the captured image corresponds to. Furthermore, by being able to prevent inability to identify, it is possible to prevent the need to re-image (retake) the inspection object 30 after identifying it again.

なお、図1の例では検査対象30は複数の単位部位30aを含むが、構造物1に含まれる検査対象30は1つのみでもよい。即ち、1台の撮像装置3が1つの構造物1における1つの検査対象30を撮像するようにしてもよい。撮像装置3により得られる画像は、上記のように似たような構造であることが多い。従って、画像データが蓄積された場合であっても、画像中の識別パターン31に基づき、撮像した検査対象30を識別できる。 In the example of FIG. 1, the inspection object 30 includes multiple unit parts 30a, but the structure 1 may include only one inspection object 30. That is, one imaging device 3 may image one inspection object 30 in one structure 1. As described above, the images obtained by the imaging device 3 often have similar structures. Therefore, even when image data is stored, the imaged inspection object 30 can be identified based on the identification pattern 31 in the image.

撮像装置3は、複数の単位部位30aを連続的に撮像する。即ち、固定された1台の撮像装置3により、回転しているブレード20の3つの単位部位30aが連続的に撮像される。このため、ブレード20が実線矢印の方向に1回転すると、異なる検査対象30である単位部位30aに対応する3枚の画像が取得される。単位部位30aの連続的な撮像により、画像の枚数が多くなっても、画像中の識別パターン31に基づき検査対象30を識別できる。 The imaging device 3 continuously images the multiple unit parts 30a. That is, a single fixed imaging device 3 continuously images the three unit parts 30a of the rotating blade 20. Therefore, when the blade 20 rotates once in the direction of the solid arrow, three images corresponding to the unit parts 30a, which are different inspection objects 30, are obtained. By continuously imaging the unit parts 30a, even if the number of images is large, the inspection object 30 can be identified based on the identification pattern 31 in the image.

検査システム100は、撮像装置3により撮像された画像が送信される演算処理装置50と、表示装置60と、報知装置61とを備える。まず、演算処理装置50について、図4を参照して説明する。 The inspection system 100 includes a calculation processing device 50 to which an image captured by the imaging device 3 is transmitted, a display device 60, and an alarm device 61. First, the calculation processing device 50 will be described with reference to FIG. 4.

図4は、演算処理装置50を含む検査システム100のブロック図である。演算処理装置50は、画像取得部51と、識別部52と、画像解析部53と、表示部54と、報知部55とを備える。 Figure 4 is a block diagram of an inspection system 100 including a processor 50. The processor 50 includes an image acquisition unit 51, a recognition unit 52, an image analysis unit 53, a display unit 54, and a notification unit 55.

画像取得部51は、撮像装置3により得られた画像を取得するものである。取得した画像は、識別パターン31を含む。画像取得部51により取得された画像は、識別部52に送信される。画像の取得(即ち、撮像装置3による撮像タイミング)は、回転の都度ブレード20の同じ単位部位30aを撮像できるように、ブレード20の回転タイミングと同期して行われる。 The image acquisition unit 51 acquires the image obtained by the imaging device 3. The acquired image includes the identification pattern 31. The image acquired by the image acquisition unit 51 is transmitted to the identification unit 52. The image acquisition (i.e., the timing of imaging by the imaging device 3) is performed in synchronization with the rotation timing of the blade 20 so that the same unit portion 30a of the blade 20 can be imaged each time it rotates.

識別部52は、撮像装置3により撮像された画像中の識別パターン31に基づき、撮像した検査対象30を識別するものである。第1実施形態では、画像中の識別パターン31に基づき、3つのブレード20のうちのどのブレード20を撮像したのかが識別される。撮像により得られる画像は似たような構図であるため、識別部52によって検査対象30であるブレード20を識別できる。 The identification unit 52 identifies the imaged inspection target 30 based on the identification pattern 31 in the image captured by the imaging device 3. In the first embodiment, it is identified which of the three blades 20 has been imaged based on the identification pattern 31 in the image. Since the images obtained by imaging have a similar composition, the identification unit 52 can identify the blade 20 that is the inspection target 30.

画像解析部53は、撮像装置3により得られた画像中の識別パターン31についてDICに基づく画像解析を行うものである。DICにより、取得された変形前後の検査対象30のデジタル画像を用いて、識別パターン31の輝度分布に基づき検査対象30の表面の変位量及び変位方向を同時に決定できる。即ち、画像解析部53により、検査対象30の変形に起因する構造物1の表面の変位量及び変位方向を決定できる。DICに基づく変位量及び変位方向の決定について、図5A及び図5Bを参照しながら説明する。 The image analysis unit 53 performs image analysis based on DIC on the identification pattern 31 in the image obtained by the imaging device 3. Using the digital images of the inspection object 30 before and after deformation obtained by DIC, the amount and direction of displacement of the surface of the inspection object 30 can be simultaneously determined based on the brightness distribution of the identification pattern 31. In other words, the image analysis unit 53 can determine the amount and direction of displacement of the surface of the structure 1 caused by the deformation of the inspection object 30. The determination of the amount and direction of displacement based on DIC will be described with reference to Figures 5A and 5B.

図5Aは、変形前の検査対象30に形成された識別パターン31の模式図である。また、図5Bは、変形後の検査対象30に形成された識別パターン31の模式図である。図5A及び図5Bは、一例として、上記の図3Bに示した識別パターン31を図示する。また、図5A及び図5Bにおいて、点R,Sは仮想的なものであり、実際には、それぞれの単位点32a(図3B)の変位量及び変位方向が決定される。 Figure 5A is a schematic diagram of the identification pattern 31 formed on the inspection object 30 before deformation. Also, Figure 5B is a schematic diagram of the identification pattern 31 formed on the inspection object 30 after deformation. Figures 5A and 5B illustrate the identification pattern 31 shown in Figure 3B above as an example. Also, in Figures 5A and 5B, points R and S are virtual, and in reality, the amount and direction of displacement of each unit point 32a (Figure 3B) are determined.

図5A及び図5Bの例では、変形前の画像中の識別パターン31(図5A)における任意の点Qを中心とする微小な画像の領域(サブセット)R内での輝度分布が求められる。そして、変形後の画像中の識別パターン31(図5B)において、変形前の領域Rの輝度分布と最も良い相関を得る輝度分布を有する領域Sが探索される。領域Sの中心点Uの位置を、構造物1の変形により変位した点Qの位置とすることで、点Qの変位量及び変位方向を同時に決定できる。 In the examples of Figures 5A and 5B, the luminance distribution is found within a tiny image region (subset) R centered on an arbitrary point Q in the identification pattern 31 (Figure 5A) in the image before deformation. Then, in the identification pattern 31 (Figure 5B) in the image after deformation, a region S having a luminance distribution that has the best correlation with the luminance distribution of the region R before deformation is searched for. By setting the position of the center point U of the region S to the position of point Q displaced by the deformation of the structure 1, the amount and direction of displacement of point Q can be determined simultaneously.

このように、画像解析部53は、検査対象30の変形によって生じる検査対象30での任意の点Qの変位量及び変位方向を解析する。これにより、検査対象30の変形の程度を把握でき、検査対象30のひずみ分布図を把握できる。 In this way, the image analysis unit 53 analyzes the amount and direction of displacement of an arbitrary point Q on the inspection object 30 caused by the deformation of the inspection object 30. This makes it possible to grasp the degree of deformation of the inspection object 30 and to grasp the strain distribution diagram of the inspection object 30.

図6は、識別パターン31を含む画像を示す模式図である。応力(ひずみ)集中は、形状不連続部、切り欠き部等が存在すると生じ易くなる。このため、撮像装置3は、応力集中し易いブレード20の端部を撮像する。 Figure 6 is a schematic diagram showing an image including an identification pattern 31. Stress (strain) concentration is likely to occur when there is a geometric discontinuity, a notch, etc. For this reason, the imaging device 3 images the end of the blade 20 where stress is likely to concentrate.

図7は、DICに基づく画像解析により得られた変位量分布を示す模式図である。画像解析部53が図6に示す識別パターン31を含む画像を解析することで、変位量の等高線図22及び変位ベクトル線図(図示しない)を含む可視化された変位量分布図(図7)が得られる。得られた変位量分布図は、表示部54及び報知部55(いずれも後記する)に送信される。なお、変位量分布図は、図示しない記録部に記録されてもよい。また、変位量分布図は、例えば、図示しない外部送信部及び通信用ケーブル(無線でもよい)を介して別の装置に送信されてもよい。 Figure 7 is a schematic diagram showing the displacement distribution obtained by image analysis based on DIC. The image analysis unit 53 analyzes an image including the discrimination pattern 31 shown in Figure 6 to obtain a visualized displacement distribution map (Figure 7) including a displacement contour map 22 and a displacement vector map (not shown). The obtained displacement distribution map is transmitted to the display unit 54 and the notification unit 55 (both of which will be described later). The displacement distribution map may be recorded in a recording unit (not shown). The displacement distribution map may also be transmitted to another device, for example, via an external transmission unit (not shown) and a communication cable (which may be wireless).

図4に戻って、表示部54は、画像解析部53による画像解析の結果を表示装置60に表示するものである。具体的には、図4の例では、表示部54は、図7に示す変位量分布図を表示装置60に表示する。表示装置60は、例えばモニターである。表示部54を備えることで、使用者が変位量分布図を確認でき、保守点検等の適切な処置を行うことができる。 Returning to FIG. 4, the display unit 54 displays the results of the image analysis performed by the image analysis unit 53 on the display device 60. Specifically, in the example of FIG. 4, the display unit 54 displays the displacement distribution map shown in FIG. 7 on the display device 60. The display device 60 is, for example, a monitor. Providing the display unit 54 allows the user to check the displacement distribution map and perform appropriate measures such as maintenance and inspection.

報知部55は、画像解析部53による画像解析の結果が予め定められた基準からずれていたときに使用者に警報を報知するものである。ここでいう基準とは、例えば、変形に係る物理量(例えば変位量等)であり、具体的には例えば、検査対象30の変形が検査対象30を含む構造物1の使用寿命に大きな影響を及ぼさないことを表す許容変位量である。許容変位量は、例えば、実験、試運転、シミュレーション等によって決定できる。許容変位量は、図示しない入力装置(例えばキーボード)等を介した作業員による入力値でもよい。 The notification unit 55 issues an alarm to the user when the result of the image analysis by the image analysis unit 53 deviates from a predetermined standard. The standard here is, for example, a physical quantity related to the deformation (e.g., the amount of displacement, etc.), and specifically, for example, an allowable amount of displacement indicating that the deformation of the inspection object 30 does not significantly affect the service life of the structure 1 including the inspection object 30. The allowable amount of displacement can be determined, for example, by an experiment, a trial run, a simulation, etc. The allowable amount of displacement may be a value input by an operator via an input device (e.g., a keyboard) not shown.

例えば、変位量分布図に基づき決定された変位量が使用寿命にほとんど影響しない変位量範囲に含まれる場合には、報知部55は警報を報知しない。しかし、変位量分布図に基づき決定された変位量が使用寿命にほとんど影響しない変位量範囲から外れた場合、即ち、検査対象30の変形が検査対象30を含む構造物1の使用寿命に影響を及ぼす場合には、報知部55は警報を報知する。これにより、使用者が許容できない変位を把握でき、例えば臨時的な点検等を使用者に促すことができる。 For example, if the displacement amount determined based on the displacement distribution map is within a displacement amount range that has little effect on the service life, the notification unit 55 will not issue an alarm. However, if the displacement amount determined based on the displacement distribution map falls outside of the displacement amount range that has little effect on the service life, that is, if the deformation of the inspection object 30 affects the service life of the structure 1 including the inspection object 30, the notification unit 55 will issue an alarm. This allows the user to understand unacceptable displacement and can urge the user to, for example, perform an emergency inspection.

警報は、報知装置61(例えば赤ランプの点滅等)の駆動により行われる。また、報知装置61を表示装置60と兼用することで、表示装置60に警報を表示するようにしてもよい。また、警報は、例えば、変位量範囲から外れた部位(即ち補修対象部位)も一緒に報知するようにしてもよい。 The alarm is issued by driving the alarm device 61 (e.g., by flashing a red lamp, etc.). The alarm device 61 may also be used as the display device 60, so that the alarm is displayed on the display device 60. The alarm may also be set to notify, for example, of any part that is outside the displacement range (i.e., the part that needs repair).

なお、演算処理装置50は、いずれも図示はしないが、例えばCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、I/F(インターフェイス)等を備えて構成される。そして、演算処理装置50は、ROMに格納されている所定の制御プログラムがCPUによって実行されることにより具現化される。また、演算処理装置50と撮像装置3とは、有線ケーブル又は無線により電気的に接続される。演算処理装置50及び撮像装置3には、適宜電源ケーブルが接続される。 The arithmetic processing device 50 is configured with, for example, a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), I/F (Interface), etc., all of which are not shown in the figure. The arithmetic processing device 50 is realized by the CPU executing a predetermined control program stored in the ROM. The arithmetic processing device 50 and the imaging device 3 are electrically connected by a wired cable or wirelessly. The arithmetic processing device 50 and the imaging device 3 are connected to power cables as appropriate.

図8は、第1実施形態の検査方法を示すフローチャートである。図8に示す検査方法は、主に、図4に示す演算処理装置50によって実行できる。そこで、以下の説明では、図4をあわせて参照しながら、図8の説明を行う。 Figure 8 is a flowchart showing the inspection method of the first embodiment. The inspection method shown in Figure 8 can be mainly executed by the processor 50 shown in Figure 4. Therefore, in the following explanation, Figure 8 will be explained with reference to Figure 4 as well.

第1実施形態の検査方法は、形成工程S1、撮像工程S2、画像取得工程S3、識別工程S4、画像解析工程S5、表示工程S6、及び報知工程S7を備える。 The inspection method of the first embodiment includes a formation process S1, an imaging process S2, an image acquisition process S3, an identification process S4, an image analysis process S5, a display process S6, and a notification process S7.

形成工程S1は、構造物1の表面のうち検査を行いたい部分である検査対象30に、個体識別情報を含む識別パターン31を形成する工程である。検査対象30及び識別パターン31は、構造物1の説明において説明した検査対象30及び識別パターン31と同じものである。 The formation process S1 is a process of forming an identification pattern 31 including individual identification information on an inspection target 30, which is a portion of the surface of the structure 1 that is to be inspected. The inspection target 30 and the identification pattern 31 are the same as the inspection target 30 and the identification pattern 31 described in the description of the structure 1.

識別パターン31の検査対象30への形成は、例えば、識別パターン31の形態に応じて任意に決定できる。また、識別パターン31を構成する材質及び方法は目的に応じて多様に選択したり組み合わせたりできる。 The formation of the identification pattern 31 on the inspection object 30 can be determined arbitrarily, for example, depending on the shape of the identification pattern 31. In addition, the materials and methods for constructing the identification pattern 31 can be selected and combined in a variety of ways depending on the purpose.

例えば、識別パターン31が塗膜である場合には、溶媒及び識別パターン31の構成材料を含む溶液の検査対象30への塗布及び乾燥により、識別パターン31を形成できる。塗布及び乾燥は、任意の塗布装置及び乾燥装置により実行できる。例えば、識別パターン31は、識別パターン31の構成材料をスプレー塗布により形成できる。スプレー塗布により形成する場合、耐環境負荷性能等の耐久性に優れた構成材料を使用することが好ましい。また、識別パターン31は、例えば、被覆材、薄肉シート、シール状等の任意の形状に成形し、剥がれ落ちないように検査対象30に固定することで形成できる。貼り付けは、任意の貼り付け装置により実行できる。 For example, when the identification pattern 31 is a coating, the identification pattern 31 can be formed by applying a solution containing a solvent and the constituent material of the identification pattern 31 to the inspection object 30 and drying it. The application and drying can be performed by any application device and drying device. For example, the identification pattern 31 can be formed by spray application of the constituent material of the identification pattern 31. When forming by spray application, it is preferable to use a constituent material with excellent durability such as environmental load resistance. In addition, the identification pattern 31 can be formed by forming it into any shape, such as a coating material, a thin sheet, or a sticker, and fixing it to the inspection object 30 so that it does not peel off. The application can be performed by any application device.

識別パターン31を検査対象30に形成する別の方法としては、レーザーマーキング装置を用いて、検査対象30の表層部に識別パターン31を配置する方法がある。検査対象30のごく表面をレーザで加熱することによって識別パターン31を形成できる。このため、検査対象30の一部に識別パターン31が形成され、識別パターン31の耐久性(耐環境負荷性能等)を向上できる。このとき、検査対象30の表面の塗装により塗膜表層を形成し、塗膜表層にレーザーマーキングすることで、より好適なコントラストパターンを形成できる。 Another method for forming the identification pattern 31 on the inspection object 30 is to use a laser marking device to place the identification pattern 31 on the surface layer of the inspection object 30. The identification pattern 31 can be formed by heating the very surface of the inspection object 30 with a laser. As a result, the identification pattern 31 is formed on a part of the inspection object 30, and the durability (environmental load resistance, etc.) of the identification pattern 31 can be improved. In this case, a paint film surface layer is formed by painting the surface of the inspection object 30, and a more suitable contrast pattern can be formed by laser marking the paint film surface layer.

特に、レーザーマーキングにより、識別パターン31の耐久性を向上できる。このため、構造物1の運転を停止することなく、断続的に長期間にわたり構造物1を検査できる。この結果、構造物1の運転停止に伴う経済的損失を抑制できる。 In particular, the durability of the identification pattern 31 can be improved by laser marking. This allows the structure 1 to be inspected intermittently over a long period of time without stopping the operation of the structure 1. As a result, economic losses associated with the suspension of the operation of the structure 1 can be suppressed.

撮像工程S2は、個体識別情報を含み、検査対象30に形成された識別パターン31を撮像装置3によって撮像する工程である。撮像工程S2は、図1を参照しながら説明したように、ブレード20の回転中に複数の単位部位30a(図1。単数でもよい)について連続的に行われる。 The imaging process S2 is a process of imaging the identification pattern 31 formed on the inspection object 30, which includes individual identification information, by the imaging device 3. As described with reference to FIG. 1, the imaging process S2 is performed continuously for multiple unit portions 30a (FIG. 1; it may be a single unit portion) while the blade 20 is rotating.

画像取得工程S3は、撮像装置3によって撮像された画像を取得する工程である。画像取得工程S3は、画像取得部51により行われる。識別工程S4は、撮像装置3により撮像された画像中の識別パターン31に基づき、撮像した検査対象30を識別する工程である。識別工程S4は、識別部52により行われる。識別工程S4により、撮像した画像がどの検査対象30を撮像したものであるのかを識別できる。 The image acquisition process S3 is a process of acquiring an image captured by the imaging device 3. The image acquisition process S3 is performed by the image acquisition section 51. The identification process S4 is a process of identifying the imaged inspection object 30 based on the identification pattern 31 in the image captured by the imaging device 3. The identification process S4 is performed by the identification section 52. The identification process S4 makes it possible to identify which inspection object 30 the captured image represents.

識別の具体的な方法は、識別パターン31の種類に応じて決定できる。例えば、例えば識別パターン31が図3Aに示す識別パターン31である場合、情報部33を構成する点33aの配置場所及び数によって識別できる。また、例えば識別パターン31が図3Bに示すQRコードにより構成される識別パターン31である場合、ISO/IEC18004によって構成された情報部33の解析により、識別できる。さらに、例えば識別パターン31が図3Cに示す識別パターン31である場合、文字34の解読により識別できる。 The specific method of identification can be determined according to the type of identification pattern 31. For example, if the identification pattern 31 is the identification pattern 31 shown in FIG. 3A, it can be identified by the location and number of dots 33a that make up the information section 33. Also, if the identification pattern 31 is the identification pattern 31 configured by the QR code shown in FIG. 3B, it can be identified by analyzing the information section 33 configured in accordance with ISO/IEC 18004. Furthermore, if the identification pattern 31 is the identification pattern 31 shown in FIG. 3C, it can be identified by deciphering the characters 34.

画像解析工程S5は、撮像装置3により撮像された画像中の識別パターン31についてDICに基づく画像解析を行う工程である。画像解析工程S5は、画像解析部53により実行される。画像解析工程S5により、構造物1の変形に起因する検査対象30の変位量及び変位方向を同時に決定できる。DICの具体的方法は、例えば図5A~図7に示した方法を適用できる。 The image analysis process S5 is a process of performing image analysis based on DIC on the identification pattern 31 in the image captured by the imaging device 3. The image analysis process S5 is executed by the image analysis unit 53. The image analysis process S5 makes it possible to simultaneously determine the amount and direction of displacement of the inspection object 30 caused by the deformation of the structure 1. As specific methods of DIC, for example, the methods shown in Figures 5A to 7 can be applied.

表示工程S6は、画像解析部53による画像解析の結果を表示装置60に表示する工程である。表示工程S6は、表示部54によって実行される。また、報知工程S7は、画像解析部53による画像解析の結果が予め定められた基準からずれていたときに使用者に警報を報知する工程である。ここでいう基準とは、上記報知部55の説明において説明した内容と同義である。報知工程S7は、報知部55によって実行される。報知は、報知装置61を用いることで実行される。 The display step S6 is a step of displaying the result of the image analysis by the image analysis unit 53 on the display device 60. The display step S6 is executed by the display unit 54. The notification step S7 is a step of notifying the user of an alarm when the result of the image analysis by the image analysis unit 53 deviates from a predetermined standard. The standard here is the same as the content explained in the explanation of the notification unit 55 above. The notification step S7 is executed by the notification unit 55. The notification is executed by using the notification device 61.

以上の検査方法及び検査システム100によれば、画像中の識別パターン31に基づき、識別パターン31が形成された検査対象30を識別できる。これにより、画像が似たような構図であっても、例えば検査対象30が何であるのか、検査対象30がどこであるのかのように、検査対象30を識別できる。そして、検査対象30を識別したうえで、識別パターン31についてDICによる画像解析を行うことができる。この結果、識別された検査対象30における例えば変位量分布(図7)を取得でき、構造物1に生じるひずみ分布及び変位量分布を定量的に可視化できる。 According to the above inspection method and inspection system 100, the inspection object 30 on which the identification pattern 31 is formed can be identified based on the identification pattern 31 in the image. As a result, even if images have similar compositions, the inspection object 30 can be identified, for example, to determine what the inspection object 30 is and where the inspection object 30 is located. After identifying the inspection object 30, image analysis using DIC can be performed on the identification pattern 31. As a result, for example, the displacement distribution (Figure 7) in the identified inspection object 30 can be obtained, and the strain distribution and displacement distribution occurring in the structure 1 can be quantitatively visualized.

特に、上記の例では、検査対象30は、応力が集中し易い部位に形成される。通常、応力が集中し易い部位から疲労亀裂が発生し、やがて構造物1が破壊に至る。そこで、構造物1の破壊前に疲労き裂が生じるまでの寿命を予測したり、構造物1の破壊前に疲労き裂を検知して補修したりすることが好ましい。このため、応力が集中し易い部位についてDICに基づきひずみ分布及び変位量分布を定量的に可視化することで、疲労き裂発生までの寿命予測及び適切な時期の補修が可能になる。 In particular, in the above example, the inspection object 30 is formed in a portion where stress is likely to concentrate. Usually, fatigue cracks occur in portions where stress is likely to concentrate, and eventually the structure 1 is destroyed. Therefore, it is preferable to predict the life until fatigue cracks occur before the structure 1 is destroyed, or to detect and repair fatigue cracks before the structure 1 is destroyed. For this reason, by quantitatively visualizing the strain distribution and displacement distribution based on DIC for portions where stress is likely to concentrate, it becomes possible to predict the life until fatigue cracks occur and to repair at the appropriate time.

また、新設された構造物1における検査対象30の検査に加え、識別パターン31を備えない既設の構造物1に対しても、容易に検査できる。即ち、既設の構造物1において、検査対象30に新たに識別パターン31を付するするだけで、検査システム100による検査を容易に行うことができる。 In addition to inspecting the inspection object 30 in a newly constructed structure 1, inspection can also be easily performed on an existing structure 1 that does not have an identification pattern 31. In other words, inspection can be easily performed by the inspection system 100 in an existing structure 1 by simply attaching a new identification pattern 31 to the inspection object 30.

さらに、構造物1の検査により、変位及びひずみの発生傾向及び頻度を記録及び分析できる。特に、検査システム100による検査は、上記のように、例えば構造物1の運転を継続した状態で行うことができる。このため、多くの検査データを取得でき、変位及び歪みの発生傾向及び頻度の分析精度を高めることができる。この結果、保守計画の適正化を行うことができる。さらに、構造物1の設計担当者に分析結果をフィードバックすることで、次機種設計時に強化を施し、構造物1の高信頼性化を図ることができる。 Furthermore, by inspecting the structure 1, the tendency and frequency of occurrence of displacement and distortion can be recorded and analyzed. In particular, as described above, inspection by the inspection system 100 can be performed, for example, while the operation of the structure 1 is continued. This allows a large amount of inspection data to be acquired, and the accuracy of the analysis of the tendency and frequency of occurrence of displacement and distortion can be improved. As a result, maintenance plans can be optimized. Furthermore, by feeding back the analysis results to the designer of the structure 1, reinforcement can be implemented when designing the next model, thereby improving the reliability of the structure 1.

構造物1における検査対象30は、上記の例では、動くものであるが、検査対象30は動かなくてもよい。具体的には例えば、橋、道路の高架、トンネルの内壁面等の固定された構造物1に検査対象30を設けてもよい。 In the above example, the inspection target 30 in the structure 1 moves, but the inspection target 30 does not have to move. Specifically, the inspection target 30 may be provided on a fixed structure 1 such as a bridge, a road overpass, or the inner wall of a tunnel.

図9は、第2実施形態の検査システム200を示す模式図である。図9に示す構造物1は、検査システム200によって検査可能である。検査システム200は、検査システム100において1台の撮像装置3に代えて、2台の撮像装置3a,3bを備えること以外は検査システム100と同じである。2台の撮像装置3a,3bにより、三次元画像が撮像される。また、上記図1では、構造物1として発電設備が例示されたが、図9では、構造物1として鉄道車両が例示される。 Figure 9 is a schematic diagram showing an inspection system 200 of the second embodiment. The structure 1 shown in Figure 9 can be inspected by the inspection system 200. The inspection system 200 is the same as the inspection system 100, except that instead of the single imaging device 3 in the inspection system 100, the inspection system 200 has two imaging devices 3a and 3b. A three-dimensional image is captured by the two imaging devices 3a and 3b. In addition, while a power generation facility is exemplified as the structure 1 in Figure 1 above, a railway vehicle is exemplified as the structure 1 in Figure 9.

構造物1を構成する鉄道車両は、台車42を介してレール41上を走行し、出入口43及び窓44を備える。鉄道車両においても、上記発電設備同様、例えば角の部分、形状が変化する部分等において応力が集中し易い。そこで、図示の例では、撮像装置3は、応力が集中し易い窓44の窓枠近傍(図9におけるA部)である検査対象30を撮像し、検査システム200による検査が行われる。 The railway vehicle that constitutes the structure 1 runs on rails 41 via bogies 42 and has entrances/exits 43 and windows 44. As with the power generation equipment described above, in railway vehicles, stress is likely to concentrate, for example, at corners and at parts where the shape changes. Therefore, in the illustrated example, the imaging device 3 images the inspection object 30, which is near the window frame of the window 44 where stress is likely to concentrate (part A in FIG. 9), and the inspection is performed by the inspection system 200.

撮像装置3は、地上に設置される。従って、鉄道車両により構成される構造物1が撮像装置3の設置場所を通過する際、撮像装置3が窓44の窓枠近傍を撮像する。これにより、窓44の窓枠近傍である検査対象30での変位量及び変位方向を同時に測定できる。 The imaging device 3 is installed on the ground. Therefore, when the structure 1 formed by the railway vehicle passes the location where the imaging device 3 is installed, the imaging device 3 captures an image of the vicinity of the window frame of the window 44. This makes it possible to simultaneously measure the amount and direction of displacement of the inspection object 30, which is the vicinity of the window frame of the window 44.

図9に示す例においても、上記図1に示す例と同様、構造物1の検査対象30は複数の単位部位30aを含む。2台の撮像装置3a,3bは、単位部位30aのそれぞれを撮像する。具体的には、鉄道車両が走行中、地上に固定された撮像装置3a,3bは、同じ高さにある複数の単位部位30aを連続的に撮像する。ただし、構造物1としての鉄道車両においても、検査対象30は1つのみでもよい。 In the example shown in FIG. 9, as in the example shown in FIG. 1 above, the inspection target 30 of the structure 1 includes multiple unit parts 30a. Two imaging devices 3a, 3b capture images of each unit part 30a. Specifically, while the railway vehicle is running, the imaging devices 3a, 3b fixed to the ground continuously capture images of multiple unit parts 30a at the same height. However, even in the railway vehicle as the structure 1, there may be only one inspection target 30.

検査システム200に備えられる撮像装置3は、上記のように2台の撮像装置3a,3bを含む。そして、撮像装置3により得られる画像は三次元画像である。三次元画像を得ることで、面内方向に加えて奥行き方向を含む三次元表面の可視化された変位量分布図が得られる。このため、面内方向だけではなく奥行き方向への変位量を測定することができる。撮像装置3a,3bはそれぞれ単眼カメラであるが、1台のステレオカメラでもよい。 The imaging device 3 provided in the inspection system 200 includes two imaging devices 3a and 3b as described above. The image obtained by the imaging device 3 is a three-dimensional image. By obtaining a three-dimensional image, a visualized displacement distribution map of the three-dimensional surface including the in-plane direction as well as the depth direction can be obtained. Therefore, it is possible to measure the amount of displacement not only in the in-plane direction but also in the depth direction. Each of the imaging devices 3a and 3b is a monocular camera, but a single stereo camera may also be used.

図10は、図9の窓44を拡大して示す図である。図10は、一例として、上記の図3Bに示した識別パターン31を図示する。図10におけるA部は、図9における7つのA部のそれぞれに対応する。窓44の角44aは不連続に形状が急変する。このため、窓44の角44aには歪みが生じ易い。そこで、図10の例では、窓44の下側の2つの角44aのそれぞれに検査対象30が形成される。撮像装置3は、A部に示すように、2つの識別パターン31を含むように2つの角44aを撮像する。 Figure 10 is an enlarged view of the window 44 in Figure 9. Figure 10 illustrates the identification pattern 31 shown in Figure 3B above as an example. Part A in Figure 10 corresponds to each of the seven parts A in Figure 9. The corners 44a of the window 44 suddenly change shape discontinuously. For this reason, distortion is likely to occur at the corners 44a of the window 44. Therefore, in the example of Figure 10, an inspection target 30 is formed at each of the two lower corners 44a of the window 44. The imaging device 3 images the two corners 44a so as to include two identification patterns 31, as shown in part A.

図10の例では、それぞれの検査対象30に形成された識別パターン31は、個体識別情報を認識可能な程度に完全に表示された少なくとも1つ(図10では、角44a毎に1つずつ)の完全識別パターン31aを含む。識別パターン31が完全識別パターン31aを含むことで、完全識別パターン31aに含まれる個体識別情報によって検査対象30を識別できる。更に、完全識別パターン31aを構成する点(点と考えられる例えば文字34(図3C)でもよい)に基づき、検査対象30を検査できる。特に好ましくは、完全識別パターン31aは、個体識別情報に対応する部分が全く欠けていないものが好ましい。 In the example of FIG. 10, the identification pattern 31 formed on each inspection object 30 includes at least one complete identification pattern 31a (one for each corner 44a in FIG. 10) that is completely displayed to the extent that the individual identification information can be recognized. By including the complete identification pattern 31a in the identification pattern 31, the inspection object 30 can be identified by the individual identification information included in the complete identification pattern 31a. Furthermore, the inspection object 30 can be inspected based on the points that make up the complete identification pattern 31a (which may be, for example, characters 34 (FIG. 3C) that can be considered as points). It is particularly preferable that the complete identification pattern 31a does not lack any part that corresponds to the individual identification information.

また、図10の例では、更に、それぞれの検査対象30に形成された識別パターン31は、完全識別パターンの一部が例えば欠けることで個体識別情報を識別不可能になった不完全識別パターン31bを含む。不完全識別パターン31bによれば、例えばDICにより検査できる。 In the example of FIG. 10, the identification pattern 31 formed on each inspection target 30 further includes an incomplete identification pattern 31b in which the individual identification information cannot be identified because, for example, a part of the complete identification pattern is missing. The incomplete identification pattern 31b allows inspection, for example, by DIC.

例えば角44aに識別パターン31を付する場合、上記のように角44aの形状が変化するため、識別パターン31の形状によっては角44aの全体を網羅するように識別パターン31を付し難い。そこで、例えば、角44aの全体を網羅するように、識別パターン31を重ねながら識別パターン31の付与を配置を複数回行うことが好ましい。この場合、既に配置された識別パターン31に重ねるように別の識別パターン31が配置される。このようにすることで、角44aの全体を網羅するように識別パターン31を配置でき、角44aの全体を検査対象30として検査できる。 For example, when applying an identification pattern 31 to a corner 44a, the shape of the corner 44a changes as described above, and depending on the shape of the identification pattern 31, it may be difficult to apply the identification pattern 31 so as to cover the entire corner 44a. Therefore, for example, it is preferable to apply the identification pattern 31 multiple times while overlapping the identification pattern 31 so as to cover the entire corner 44a. In this case, another identification pattern 31 is placed so as to overlap the identification pattern 31 that has already been placed. In this way, the identification pattern 31 can be placed so as to cover the entire corner 44a, and the entire corner 44a can be inspected as the inspection target 30.

そして、検査対象30のうち、撮像装置3による撮像範囲(図10の例であればA部)に含まれる少なくとも1か所の位置に、完全識別パターン31aを配置することが好ましい。このような位置に完全識別パターン31aを配置することで、検査対象30を識別できる。完全識別パターン31aの配置は、例えば、角44aの全体を網羅するように識別パターン31を配置後、配置された識別パターン31の上から最後に完全識別パターン31aを配置することで、行うことができる。 The complete identification pattern 31a is preferably placed at least in one position on the inspection object 30 that is included in the imaging range of the imaging device 3 (part A in the example of FIG. 10). By placing the complete identification pattern 31a in such a position, the inspection object 30 can be identified. The complete identification pattern 31a can be placed, for example, by placing the identification pattern 31 so as to cover the entire corner 44a, and then placing the complete identification pattern 31a from above the placed identification pattern 31.

なお、画像解析を行うための識別パターン31の配置方法は、縦横方向に整然と配置してもよく、方向によらず雑然と配置してもよい。計測精度を安定するため、識別パターン31の寸法は、全ての識別パターン31においてほぼ同一(同一でもよい)とすることが好ましい。 The identification patterns 31 for image analysis may be arranged in an orderly manner in the vertical and horizontal directions, or may be arranged randomly regardless of direction. To stabilize the measurement accuracy, it is preferable that the dimensions of the identification patterns 31 are approximately the same (or may be the same) for all of the identification patterns 31.

また、応力が集中し易い部位として、角44aの他にも、例えば、切り欠き部、孔部、締結又は接合のための孔部等も挙げられる。従って、これらの部位を検査対象30としてもよい。 In addition to the corners 44a, other areas where stress is likely to concentrate include, for example, notches, holes, and holes for fastening or joining. Therefore, these areas may be subject to inspection 30.

図11は、第3実施形態の検査システム300を示す模式図である。検査システム300により検査される構造物1は、図示の例では建設機械であり、より具体的には油圧ショベルである。図11に示す構造物1は、例えば上記の検査システム100と同様の検査システム300によって検査可能である。 Figure 11 is a schematic diagram showing an inspection system 300 of the third embodiment. In the illustrated example, the structure 1 inspected by the inspection system 300 is a construction machine, more specifically, a hydraulic excavator. The structure 1 shown in Figure 11 can be inspected by an inspection system 300 similar to the inspection system 100 described above, for example.

油圧ショベルにより構成される構造物1では、下部走行体81に上部旋回体82が搭載される。上部旋回体82は、ブーム83と、アーム84と、バケット85と、ブームシリンダ86と、アームシリンダ87と、バケットシリンダ88とを備える。撮像装置3は、ブーム83の側面に設置され、ブーム83の側面の角部を撮像可能になっている。これにより、ブーム83の側面の角部での変位及び変位方向を同時に測定できる。ただし、撮像装置3の設置場所及び撮像部位はこれに限定されず、例えば上部旋回体82等に設置され上部旋回体82を撮像してもよい。 In the structure 1 formed by a hydraulic excavator, an upper rotating body 82 is mounted on a lower traveling body 81. The upper rotating body 82 includes a boom 83, an arm 84, a bucket 85, a boom cylinder 86, an arm cylinder 87, and a bucket cylinder 88. The imaging device 3 is installed on the side of the boom 83 and is capable of imaging the corners of the side of the boom 83. This allows the displacement and displacement direction at the corners of the side of the boom 83 to be measured simultaneously. However, the installation location and imaging portion of the imaging device 3 are not limited to this, and it may be installed on the upper rotating body 82, for example, to image the upper rotating body 82.

本明細書では、本発明に係る検査システム100,200について、風力発電設備、鉄道車両、及び油圧ショベルを実施例として説明したが、測定される構造物1の種類及びその形態を限定するものではない。 In this specification, the inspection systems 100, 200 according to the present invention have been described using wind power generation equipment, railway vehicles, and hydraulic excavators as examples, but the type and shape of the structure 1 to be measured are not limited.

1 構造物
100,200,300 検査システム
20 ブレード
21 タワー
22 回転軸
23 ナセル
3 撮像装置
30 検査対象
30a 単位部位
31 識別パターン
31a 完全識別パターン
31b 不完全識別パターン
32 点部
32a 単位点
33 情報部
33a 点
34 文字
3a.3b 撮像装置
41 レール
42 台車
43 出入口
44 窓
44a 角
50 演算処理装置
51 画像取得部
52 識別部
53 画像解析部
54 表示部
55 報知部
60 表示装置
61 報知装置
81 下部走行体
82 上部旋回体
83 ブーム
84 アーム
85 バケット
56 ブームシリンダ
87 アームシリンダ
88 バケットシリンダ
Q 点
R,S 領域
S1 形成工程
S2 撮像工程
S3 画像取得工程
S4 識別工程
S5 画像解析工程
S6 表示工程
S7 報知工程
U 中心点
REFERENCE SIGNS LIST 1 Structure 100, 200, 300 Inspection system 20 Blade 21 Tower 22 Rotating shaft 23 Nacelle 3 Imaging device 30 Inspection target 30a Unit portion 31 Discrimination pattern 31a Complete discrimination pattern 31b Incomplete discrimination pattern 32 Dot portion 32a Unit dot 33 Information portion 33a Dot 34 Character 3a. 3b Imaging device 41 Rail 42 Cart 43 Entrance/exit 44 Window 44a Corner 50 Processing device 51 Image acquisition section 52 Recognition section 53 Image analysis section 54 Display section 55 Notification section 60 Display device 61 Notification device 81 Lower travel structure 82 Upper rotating structure 83 Boom 84 Arm 85 Bucket 56 Boom cylinder 87 Arm cylinder 88 Bucket cylinder Q Points R, S Area S1 Formation process S2 Imaging process S3 Image acquisition process S4 Recognition process S5 Image analysis process S6 Display process S7 Notification process U Center point

Claims (10)

個体識別情報を含み、検査対象に形成された識別パターンを撮像する撮像装置と、
演算処理装置と、を備え、
前記演算処理装置は、
前記撮像装置により撮像された画像中の前記識別パターンに基づき、撮像した前記検査対象を識別する識別部と、
前記画像中の前記識別パターンについてデジタル画像相関法に基づく画像解析を行う画像解析部とを備え、
前記識別パターンは、更に文字を含む
検査システム。
an imaging device for imaging an identification pattern formed on an object to be inspected, the identification pattern including individual identification information;
A processor,
The arithmetic processing device includes:
an identification unit that identifies the imaged inspection object based on the identification pattern in the image captured by the imaging device;
an image analysis unit that performs image analysis on the identification pattern in the image based on a digital image correlation method,
The identification pattern further includes characters.
前記画像解析部は、前記検査対象の変形によって生じる前記検査対象での任意の点の変位量又は変位方向の少なくとも一方を解析する
請求項1に記載の検査システム。
The inspection system according to claim 1 , wherein the image analysis unit analyzes at least one of a displacement amount and a displacement direction of an arbitrary point on the inspection object caused by a deformation of the inspection object.
前記識別パターンは、前記個体識別情報を認識可能な程度に完全に表示された少なくとも1つの完全識別パターンを含む
請求項1に記載の検査システム。
The inspection system according to claim 1 , wherein the identification patterns include at least one complete identification pattern in which the individual identification information is completely displayed to a degree that allows the individual identification information to be recognized.
前記検査対象は複数の単位部位を含み、
前記撮像装置は前記単位部位のそれぞれを撮像する
請求項1に記載の検査システム。
The test object includes a plurality of unit sites,
The inspection system according to claim 1 , wherein the imaging device images each of the unit parts.
前記撮像装置は、複数の前記単位部位を連続的に撮像する
請求項に記載の検査システム。
The inspection system according to claim 4 , wherein the imaging device successively images the plurality of unit sites.
前記撮像装置により得られる前記画像は三次元画像である
請求項1に記載の検査システム。
The inspection system of claim 1 , wherein the image obtained by the imaging device is a three-dimensional image.
前記演算処理装置は、前記画像解析部による画像解析の結果を表示装置に表示する表示部を備える
請求項1に記載の検査システム。
The inspection system according to claim 1 , wherein the arithmetic processing device further comprises a display unit that displays a result of the image analysis by the image analysis unit on a display device.
前記演算処理装置は、前記画像解析部による画像解析の結果が予め定められた基準からずれていたときに使用者に警報を報知する報知部を備える
請求項1に記載の検査システム。
The inspection system according to claim 1 , wherein the arithmetic processing device further comprises a notification unit that issues an alarm to a user when a result of the image analysis by the image analysis unit deviates from a predetermined standard.
前記検査対象は、発電設備、鉄道車両、又は建設機械のうちの少なくとも一種の構造物の表面である
請求項1に記載の検査システム。
The inspection system according to claim 1 , wherein the inspection object is a surface of at least one of a power generation facility, a railway vehicle, and a construction machine.
所定のルールに基づいて形成され、コンピュータ読み取り可能な個体識別情報及び文字を含み、検査対象に形成された識別パターンを撮像装置によって撮像する撮像工程と、
撮像装置により撮像された画像中の前記識別パターンに基づき、撮像した前記検査対象を識別する識別工程と、
前記画像中の前記識別パターンについてデジタル画像相関法に基づく画像解析を行う画像解析工程とを含む
検査方法。
an imaging step of imaging an identification pattern formed on an object to be inspected, the identification pattern including computer-readable individual identification information and characters , which is formed based on a predetermined rule, by an imaging device;
an identification step of identifying the imaged inspection object based on the identification pattern in an image captured by an imaging device;
and an image analysis step of performing image analysis based on a digital image correlation method on the identification pattern in the image.
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