JPH02228541A - クラックの検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンクリート構造物表面等のクラ。

り検出に用いる画像撮影装置とクラック評価方法に関す
る。

〔従来の技術〕

従来の技術を第１３囚〜第２０図に示す。

第１３図は従来の建築構造物、土木構造物等に用いられ
るコンクリート構造物表面のクラック検出を目的とした
２次元カメラによる画像の撮影方法を示す。

第１３図において１はコンクリート構造物の表面、２は
コンクリート構造物の表ｍｌにあるクラックを示す、３
は撮影装置を示し、照明灯４および２次元カメラ５で構
成されている。カメラ５はレンズ６とイメージセンサ７
からなす、イメージセンサ７は画素１３の集合体で視野
１）の面積を検出エリアとしている。

第１４図は、第１３図の撮影装置３で撮影した１例で、
視野１）の中にクラック１２が映っている場合を示す。

コンクリート構造物のクラック検出装置は、出力端子８
からの撮影装置３の出力を画像処理装置９でクラックの
抽出処理を行ない。

クラック評価表示装置１０に入力して一、コンクリート
構造物の表面のクラックを第１５図に示すように表示し
クラックマツプを作成するものである。

第１７図は、従来の２次元カメラについての画像処理装
置のブロック線図を示す。

第１８〜第２０図は従来の１次元カメラによる画像の撮
影方法及び撮影した例を示す。１次元ラインカメラはレ
ンズと電荷結合素子（以下ＣＯＤとイウ）が１次元に配
列されたイメージセンサとで構成され、被測定物の２方
向（Ｘ方向、Ｙ方向）のうち１方同（Ｘ方向またはＹ方
向）のみが計測できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のコンクリート構造物のり２ツク検出装置では次の
ような問題がめった。

（１）　２次元カメラによシ撮影する場合撮影された各
分割視野１６に対応する全体の画素を画像処理装置９の
り２．り検出の評価忙用いているため、１分割視野につ
きｍＸｎ個の画素を処理することになシ、各分割視野に
対する全体のクラック有シ、無しの評価の処理に時間を
要し、クラック検出装置を移動してコンクリート構造物
の全表面のクラック検出の評価を行なう場合、多くの時
間を必要とする。

（２）　１次元カメラによシ撮影する場合被測定物の２
方向（Ｘ方向おＬびＹ方向）のうち１方向のみを測定対
象にするため、２方向についての測定が必要な場合、Ｘ
方向についての測定とＹ方向についての測定を別々に行
なう必要がある。

〔課題を解決するための手段〕

（第１の手段） 本発明に係るクラックの検出装置は撮影装置３と画像処
理手段とクラック評価表示装置１０からなるクラック検
出装置において、前記撮影装置３は、照明灯４と２次元
カメラ５からなり、２次元カメ２５はレン、ｆ６と２次
元イメージセンサ７からなり、前記１ｉｉｉ儂処理手段
は、映倫信号分離装置２０とＸ方向クラック評価装置２
１とＹ方向クラック評価装置２２からなり、前記映像信
号分離装置２０は同期分離回路４０と水平同期信号分離
回路４１とタイムデレー回路４２と、垂直同期信号分離
回路４３とタイムデレー回路４４と映像信号分離回路４
５とＸ方向画素列抽出回路４８とＹ方向画素列抽出回路
４６からなり、前記Ｘ方同画素列抽出回路４８は、撮影
装置３から出て同期分離回路４０と垂直同期信号分離装
量４３とタイムディレィ回路４４ｔ−経由した出力信号
と撮影装置３から出て映像信号分離装置４５ｉ経由した
出力信号を入力し、前記Ｘ方向画素抽出回路４６は、撮
影装置３から出て同期分離回路４Ｑと水平同期信号分離
回路４１とタイムディレィ回路４２を経由した出力信号
と撮影装置３から出て映像信号分離回路４５を経由し比
出力信号を入力し、前記Ｘ方向クラック評価装ｆｔ２ノ
は、Ｘ方向比較回路４９と比較値設定回路６０からなり
、Ｘ方同比較回路４９はＸ方向画素列抽出回路４８の出
力と比較値設定回路６０の出力を入力してクラック評価
表水製ｆ１０に出力し、前記Ｘ方向クラック評価装置２
２はＸ方向比較回路４７と比較値設定回路６０からなり
、Ｙ方向比較回路４７はＸ方向画素列抽出回路４６の出
力と比較値設定回路６Ｑの出力２入力してクラック評価
表示装置１０ＩＩＣ出力することを特徴とする。

（第２の手段） 本発明に係るクラックの検出装置は、前述の第１の手段
において、撮影装置のカメラを２台の１次元カメラで構
成し１画像処理手段をＸ方向クラック評価装置とＸ方向
クラック評価装置で構成したことを特徴とする・ （第３の手段） 本発明に係るクラックの検出装置は、前述の第１の手段
において、撮影装置のカメラのイメージセンサを、直交
する１次元の電荷結合素子列（Ｘ方向イメージセンサと
Ｘ方向イメージセンサ）からなる十字量イメージセンサ
で構成し１画像処理手段をＸ方向クラック評価装置とＸ
方向クラック評価装置で構成したことを特徴とする。

〔作用〕

（１！求項１及び２の発明） 本発明のコンクリート構造物のクラック検出装置は、上
記のように構成されているので、撮影した各分割視野の
水平方向および垂直方間に相当する画素列のみを対象に
検出評価処ｆＩｊＡｔ行なえば良く、必要とする画素の
処理数は、従来法の場合に比し、数百分の１程度で済む
ととになシそれだけ各分割視野ごとのクラック評価の処
理時間が短かく、ひいては、コンクリート構造物の表面
全体の評価処理に要する時間が大幅に短縮されることに
なる。

（Ｎ求項３の発明） 本考案の十字型ラインカメラは、上記のように構成され
ているので、１台のカメラでＸ方向およびＸ方向の両方
向の受光素子列で、鋼板やコンクリート構造物等の＊　
１ｌｌｌＪ定物のＸ方向およびそれと直交するＸ方向の
クラック等をハーフミラ−なしで計測できることＫなる
。

〔実施例〕

（第１実施例） 本発明の第１実施例？第１図〜第５図に示す。

図中１＃″ｔ、コンクリート構造物の表面、１）は視野
、２はコンクリート構造物の表面１にあるクラックを示
す。撮影装置３は照明灯４お：び２次元カメラ５で構成
されている。２次元カメラ５はレン−ｅ６と２次元イメ
ージセンサ２からなる。２０は映像信号分離装置、２１
はＸ方向クラック評価装置、２２＃ｉＸ方向クラツク評
価装置、１０は。

クラック評価表示装置である。

第４図に示すように映像信号分離装置２ｏは。

同期分離回路４０．水平同期信号分離回路４１゜鴨の遅
れ時間を作るタイムディレィ（ｔＨ）００路４２、垂直
同期信号分離回路４３．ｔｖＯ遅れ時間を作るタイムデ
ィレィ（１ｖ）回路４４．撮影装置の信号から同期信号
を分離し映像のみの信号にする回路４５から構成されて
いる。タイムディレィ回路４２．４４によシ、第５囚に
示°すような遅れ時間ｔＨ，ｔｖが作られる。Ｘ方向ク
ラック評価装置２１は、映像のみの信号からＸ方向画素
列２３を抽出するＸ方向画素列抽出回路４８とＸ方向比
較回路４９から構成され、Ｘ方向クラック評価装置２２
は、映像のみの信号から、Ｘ方向画素列２４７に抽出す
るＸ方向画素列抽出回路４６とＸ方向比較回路４７から
構成されている。

上記のように構成されたコンクリート構造物のクラック
検出装置において、撮影装置３で撮影した各分割視野の
各々の画素１３を映像信号分離装置２０によって第２Ｉ
ｉ！Ｊに示すよりなＸ方向画素列２３とＸ方向画素列２
４に分離し、第４図のＸ方向クラック評価装置２１．Ｙ
方向クラック評価装置２２によってクラックの有無を判
定してそれぞれの結果の論理和をクラック評価表示装置
１０に送る。

クラック評価装置１０は撮影した分割視野全体の評価を
前述の判定によシ第３図に示すようにコンクリート構造
物の全表面を撮影装置の各分割視野単位の大きさで、モ
ザイク画のように表示し、クラックがある場合は１分割
視野率位の大きさで黒く塗シつぶす等により表示する。

第１実施例の装置では各分割視野につき１画素数ｍＸｎ
個のうち、縦は第ｎ／２到目のｍ個の画素。

横は第ｎ　／　２列目のｎ個の画素をとりだし、縦横２
方向から総数（ｍ＋ｎ）個の画素をとり出しスキャニン
グし、二）、ｉ＜ヒすることによシフラック評価表示を
行う。

（第２実施例） 本発明の第２実施例を第６図〜第８図に示す。

第６図は、第１実施例における撮影装置３を２台の１次
元カメラとした場合である。即ち、照明灯４からの光源
がコンクリート構造物の表面ノに向けて照射され、その
反射光がハーフミラ−３０を経て１次元カメラ３６−１
及び３６−２のレンズ６に入射され、Ｘ方向イメージセ
ンサ３７−１及びＹ方向イメージセンサ３７−２で夫々
検知される。その結果はＸ方向出力端子３２及びＹ方向
出力端子３４から夫々出力され、Ｘ方向クラック評価装
置２１及びＹ方向クラック評価装置２２に大々入力され
処理される。夫々の評価結果はクラック評価表示装置１
０にて前記実施例と同様に表示される。

第７図はＸ方向及びＹ方向のイメージセンサ索子３７−
１及び３７−２においてクラック１２を検出している状
態を示す。点線で示す視野１）は前記実施例におけるイ
メージセンサ７での視野を示す。

第８図は横方向視野及び縦方向視野におけるクラック部
分の視野状態を示す。

（第３実施例） 本発明の第３！ｉ！施例と第９図〜第１２図に示す。

第９図〜第１２図において、１０１は十字型ラインカメ
ラ、１０２はイメージセンサ、１０３はＸ方向受光素子
列、１０４は電荷結合素子、１０５は視野、１０６は光
源、１０７は壁面、１０８はクラック、１０９はレンズ
、１）０Ｆｊ、、Ｙ方向受光素子列、１２２ｄ入射光、
１２３はＸ方向出力信号端子、１２４はＹ方向出力信号
端子である。

第３実施例では、壁面１０７にあるクラック１０８をカ
メラ１０１の視野１０５の中に入るように配置する。光
源１０６の−）ｆ、か入射光１２２となってレン、ｆ　
Ｊ　０９の集光作用によりイメージセンサ１０２上に像
を結ぶ、イメージセンサ１０２は、第１）図に示すよう
にＸ方向受光素子列１０３とＹ方向受光素子列１）０で
構成されていて、イメージセンサ上に結ばれた像のＸ方
向受光素子列１０３およびＹ方向受光素子列１）０のそ
れぞれの方向に対応する信号がＸ方向出力信号端子１２
３゜Ｙ方向出力信号端子１２４から第１２図のように出
力されることとなる。

図中ｍ面の部分は光源の光を反射して明るくなシ、クラ
ックの部分は光が届かないため反射されず暗くなる。そ
れをカメラで撮影した場合、壁面は白く、クラックは黒
く映る。

フレーム時間（各受光素子の出力を全て取シ出す時間）
は、２次元の場合はｍＸｎ個の受光素子ラスキャンする
時間が必要となるが、十字型ラインカメラ（基本的には
、１次元カメラが２台）は。

１列の受光素子を個分をスキャンする時間で、横方向と
縦方向を並行して出力できるために短時間で済むことに
なる。例として、ｍ＝ｎ＝５１２個。

Ｌ＝４ｍ＝２０４８個とすると。

２次元カメラの場合、　　□ｍＸｍ＝ｍ２十字型ライン
カメラの場合、　　　　Ｌ　＝　４　ｒｎとなシ、比較
すると 〔発明の効果〕 本発明は前述のように構成されているので以下に記載す
るような効果を奏する。

（１）請求項１及び２の発明の効果 請求項１０発ＩＪＡＫよれば、撮影した各分割視野の水
平方間と垂直方向に相当する画素列のみ乞対象におのお
の単独に、クラックの評価を行なうため１画素の処理数
は１分割視野につき（ｍ＋ｎ）個とな９．従来の方法で
ある１分割視野につき〔ｍ×ｎ３個に比し非常に少なく
なる。その結果、各分割視野ごとのクラック評価の処理
時間が短縮されることになる。したがって、コンクリー
ト構造物のクラック検出装置の移動速度を早くすること
ができ、コンクリート構造物の表面全体の評価に要する
時間も大幅に短縮できる。

（２）請求項３の発明の効果 請求項２の発明によれば、１台のカメラでＸ方向および
Ｙ方向の両方向の受光素子列で鋼板やコンクリート構造
物等被測定物のクラック等の２方向が同時に測定できる
こととなシ、ノ・−７ミラー等を使用し、１次元カメラ
？２台使用して構成する測定系よシもスＲ−ス的に狭い
範囲に納めることが出来る。また、ハーフミラ−等を使
っての。

光の分割を行なわないので、従来方式の場合よシも強い
光源を用いることなく計測が可能となる。

そして、クラック等の２方向が同時に測定できること罠
より計測エリアにおけるクラックの発見率を高めること
ができるため、全計測エリアにおけるカメラの設定位置
の移動回数を減少することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す図。 第２図は第１実施例の１個の分割視野を示す図、第３図
は第１実施例の分割視野全体の評価の表示を示す図。 第４図は第１実施例についての映像信号分割装置及びＸ
方向およびＹ方向のクラック評価装置のプロ、り線図。 第５図はｗ１）実施例についての遅れ時間の説明図でお
る。 第６図は本発明の第２実施例を示す図。 第７図は第２実施例の視野を示す図。 第８図は第２実施例の出力信号を示す図である。 第９図は本発明の第３実施例を示す図。 第１０図はＣＯＤカメラの素子の例を示す図。 第１）図は第３実施例のイメージセンサの拡大図。 第１２図は第３実施例の出力信号を示す図である。 第１３図は従来のクラック検出装置（２次元カメラ型）
の構成図。 第１４図は第１３図の撮影装置の視野を示す図。 第１５図は第１３図のクラック検出装置で評価した構造
物のクラックマツプを示す図、第１６図は第１３囚の画
像処理数の説明図。 第１７図は第１３図の画像処理装置のブロック線図。 第１８図は従来のクラック検出装置（１次元カメラ型）
の構成図。 第１９図は第１８図のクラック検出装置のイメージセン
サの拡大図。 第２０図は第１８図のクラック検出装置の出力信号を示
す図である。 １・・・コンクリート構造物の表面、２・・・クラック
。 ３・・・撮影装置、４・・・照明灯、５・・・２次元カ
メラ。 ６・・・レンズ、７・・・イメージセンサ、８・・・出
力端子。 ９・・・画像処理装置、１０・・・クラック評価表示装
置。 １）・・・視野、１２・・・クラック全体像、１３・・
・画素。 １４・・・コンクリート構造物、１５・・・コンクリー
ト構造物の矢視側表面、１６・・・分割視野、１７・・
・コンクリート構造物検査のための区画、１８・・・ク
ラック評価表示装置、２０・・・映像信号分離装置。 ２１・・・Ｘ方向クラック評価装置、２２・・・Ｙ方向
クラック評価装置、２３・・・Ｘ方向画素列、２４・・
・Ｘ方向画素列、２５・・・視野単位で表わしたクラッ
ク全体像、３０・・・ハーフミラ−３１・・・Ｘ方向視
野。 ３２・・・Ｘ方向出力端子、３３・・・Ｙ方向視野、３
４・・・Ｙ方向出力端子、３５・・・撮影装置、３６・
・・１次元カメラ、３７・・・イメージセンサ素子、４
０・・・同期分離回路、４１・・・水平同期信号分離回
路、４２・・・タイムディレィ（ｔＨ）回路、４３・・
・垂直同期信号分離回路、４４・・・タイムディレィ（
１ｖ）回路。 ４５・・・映像信号分離回路、４６・・・Ｙ方向画素列
抽出回路、４７・・・Ｙ方向比較回路、４８・・・Ｘ方
向画素列抽出回路、４９・・・Ｘ方向比較回路、５０・
・・表水装置、６０・・・比較値設定回路、６１・・・
比較回路。 １０１・・・十字型ラインカメラ、１０２・・・イメー
ジセンサ、１０３・・・Ｘ方向受光素子列、１０４・・
・電荷結合素子、１０５・・・視野、１０６・・・光源
、１０７・・・壁面、１０８・・・クラック％１０９・
・・レンズ。 １）０・・・Ｘ方向受光素子列、１２１・・・１次元ラ
インカメラ、１２２・・・入射光、１２３・・・Ｘ方向
出力信号端子、１２４・・・Ｙ方向出力信号端子、１２
７・・・１次元ラインカメラ出力端子。 第 図 第 図 第 図 第 １６図 第１７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影装置（３）と画像処理手段とクラック評価表
   示装置（１０）からなるクラック検査装置において、 前記撮影装置（３）は、照明灯（４）と２次元カメラ（
   ５）からなり、２次元カメラ（５）はレンズ（６）と２
   次元イメージセンサ（７）からなり、前記画像処理手段
   は、映像信号分離装置（２０）とＸ方向クラック評価装
   置（２１）とＹ方向クラック評価装置（２２）からなり
   、前記映像信号分離装置（２０）は同期分離回路（４０
   ）と水平同期信号分離回路（４１）とタイムデレー回路
   （４２）と、垂直同期信号分離回路（４３）とタイムデ
   レー回路（４４）と映像信号分離回路（４５）とＸ方向
   画素列抽出回路（４８）とＹ方向画素列抽出回路（４６
   ）からなり、前記Ｘ方向画素列抽出回路（４８）は、撮
   影装置（３）から出て同期分離回路（４０）と垂直同期
   信号分離装置（４３）とタイムディレイ回路（４４）を
   経由した出力信号と撮影装置（３）から出て映像信号分
   離装置（４５）を経由した出力信号を入力し、前記Ｙ方
   向画素抽出回路（４６）は、撮影装置（３）から出て同
   期分離回路（４０）と水平同期信号分離回路（４１）と
   タイムディレイ回路（４２）を経由した出力信号と撮影
   装置（３）から出て映像信号分離回路（４５）を経由し
   た出力信号を入力し、前記Ｘ方向クラック評価装置（２
   １）は、Ｘ方向比較回路（４９）と比較値設定回路（６
   ０）からなり、Ｘ方向比較回路（４９）は、Ｘ方向画素
   列抽出回路（４８）の出力と比較値設定回路（６０）の
   出力を入力してクラック評価表示装置（１０）に出力し
   、前記Ｙ方向クラック評価装置（２２）は、Ｙ方向比較
   回路（４７）と比較値設定回路（６０）からなり、Ｙ方
   向比較回路（４７）はＹ方向画素列抽出回路（４６）の
   出力と比較値設定回路（６０）の出力を入力してクラッ
   ク評価表示装置（１０）に出力することを特徴とするク
   ック検出装置。
2. （２）撮影装置のカメラを２台の１次元カメラで構成し
   、画素処理手段をＸ方向クラック評価装置とＹ方向クラ
   ック評価装置で構成したことを特徴とする請求項（１）
   のクラック検出装置。
3. （３）撮影装置のカメラのイメージセンサを直交する１
   次元の電荷結合素子列（Ｘ方向イメージセンサとＹ方向
   イメージセンサ）からなる十字型イメージセンサで構成
   し、画像処理手段をＸ方向クラック評価装置とＹ方向ク
   ラック評価装置で構成したことを特徴とする請求項（１
   ）のクラック検出装置。