JPH11259656A

JPH11259656A - トンネル壁面判定装置

Info

Publication number: JPH11259656A
Application number: JP10057631A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Saeki; 善彦佐伯; Nobuhiro Miyata; 信裕宮田; Makio Yamaguchi; 真樹雄山口
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Teito Rapid Transit Authority
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Teito Rapid Transit Authority
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】トンネル壁面の健全度を判定する方式におい
て、短時間で検索ができ、見落としによる誤判定を防止
でき、判定基準が一定であり、異なる作業者によっても
同一の判定結果が得られるトンネル壁面判定装置を提供
するにある。【解決手段】トンネル内の壁面の状態を検出手段によ
り検出・記憶し、記憶した壁面状態から壁面の健全度を
判定するトンネル壁面判定装置において、前記検出手段
として壁面の状態を可視画像として撮影する可視画像撮
影手段と赤外線画像として撮影する赤外線画像撮影手段
とを併用し、可視画像を記憶する可視画像記憶手段１
と、赤外線画像を記憶する赤外線画像記憶手段１１と、
記憶した画像からひびを抽出するひび抽出手段３と、記
憶した画像とから漏水を抽出する漏水抽出手段１３と、
記憶した画像から剥離を抽出する剥離抽出手段１９と、
抽出したひび、漏水及び剥離の結果から壁面の健全度を
判定する壁面判定手段２７とを有することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル壁面及び
それに類するコンクリート壁面の劣化による崩壊等の危
険がないかどうかといった壁面の健全度を判定する装置
に関する。本発明において、「健全度」とは、壁面の劣
化、施工不良による崩壊等の危険性が低い度合、又は崩
壊等を防止する為の補修の必要性の低い度合を意味す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の方式を図１３により説明する。図
１３は、トンネル壁面の健全度を判定する従来の方式に
関する。先ず、可視カメラ又はその映像を記録した記録
装置からの画像データを一度可視画像メモリ１に取り込
む。

【０００３】次に、疵特徴抽出回路５３は、可視画像メ
モリ１から画像データ２を取り出し、画像処理を施して
疵を抽出したのち、その結果５４をプリンタ、プロッタ
に出力する。プリンタヘは、疵の存在する位置（トンネ
ルの基準点からの距離）、長さ、幅、面積等の基本的な
特徴量を帳票形式で出力する。

【０００４】プロッタへは画像処理された疵の２値化画
像をその存在位置にトンネル内疵マップ（トンネル図面
に疵の形状をプロットした地図）として出力する。健全
度の判定は帳票、マップ及びＶＴＲに記録された可視画
像を基に行い、劣化の経年変化（劣化の進行状況）は過
去の帳票、マップ、可視画像との照合により行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来方式の課題は以下
の通りである。尚、「疵」を「変状」と称する場合も有
る。

【０００６】（１）健全度の判定は画像処理の出力結果
である「帳票に出力された疵特徴の数値データ（例えば
疵の幅、長さの値）」と「マップに表示される疵の形
状」を作業者が見て行う為、以下の問題が生じる。

【０００７】(1)判定に時間がかかる。特に経年変化の判定を行う場合、同じ位置に存在する過
去のデータとの照合、検索に時間がかかる。

【０００８】(2)疵の数が多い場合、見落としによる誤
判定が生じるおそれが高くなる。

【０００９】(3)帳票に出力された「複数の疵特徴量
（例えば疵の幅、長さ）から健全度を判定する」判定基
準が曖昧な場合、作業者によって判定結果が異なるおそ
れがある。

【００１０】判定基準が明確な場合でも一つの疵に対し
複数の特徴があるので、疵の数が多くなるほど判定作業
量が膨大になり上記(2)(3)の不都合が生じるおそれが高
くなる。

【００１１】（２）従来の方式は特に変状の種類（ひ
び、剥離、漏水（水漏れ））を特に区別していない為、
以下の課題が生じるおそれがある。

【００１２】(1)変状の種類によって、例えば、ひびは
長さ、幅といった特徴量が健全度の判定に有効であり、
剥離は深さが有効である。従来の方式では変状の種類が
異なっていても健全度判定基準を同一とせざるを得ず真
に有効な判定ができない場合がある。

【００１３】(2)同じ位置にひびと剥離が存在している
場合、単独に存在する場合より変状が確かなものである
確率が高く、健全度が低い場合が多い。従来の方式では
変状そのものを区別していない為、このような複合判定
は実施不可であり有効な判定ができない場合がある。

【００１４】（３）変状の形状、例えば、図３（Ａ）に
示す閉じかけているひび（閉塞型）は剥離の兆候を示す
ものであり、基本的な特徴量（幅、長さ）が同じ非閉塞
型の変状に比べ健全度が低いが、従来の方式は形状を特
に特徴量として抽出しておらず有効な判定ができない場
合がある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項１に係るトンネル壁面判定装置は、トンネル
内の壁面の状態を検出手段により検出・記憶し、記憶し
た壁面状態から壁面の健全度を判定するトンネル壁面判
定装置において、前記検出手段として壁面の状態を可視
画像として撮影する可視画像撮影手段と赤外線画像とし
て撮影する赤外線画像撮影手段とを併用し、可視画像を
記憶する可視画像記憶手段と、赤外線画像を記憶する赤
外線画像記憶手段と、記憶した画像からひびを抽出する
ひび抽出手段と、記憶した画像から漏水を抽出する漏水
抽出手段と、記憶した画像から剥離を抽出する剥離抽出
手段と、抽出したひび、漏水及び剥離の結果から壁面の
健全度を判定する壁面判定手段とを有することを特徴と
する。

【００１６】上記課題を解決する本発明の請求項２に係
るトンネル壁面判定装置は、請求項１において、前記検
出手段として可視画像撮影手段と音響センサを併用した
ことを特徴とする。

【００１７】上記課題を解決する本発明の請求項３に係
るトンネル壁面判定装置は、トンネル壁面の状態を検出
する検出装置と、前記検出装置により検出した壁面状態
から変状を抽出する変状抽出手段とを有するトンネル壁
面判定装置において、抽出した変状をデータとして保管
する変状データベースと、現在抽出した変状とこの現在
の変状に対応するデータベースに保管された過去の変状
データとを比較判定する変状経年変化判定手段とを有す
ることを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】〔実施例１〕本発明の第１の実施
例に係るトンネル壁面判定装置を図１に示す。本実施例
はトンネル等のコンクリート壁面を可視カメラと赤外線
カメラで撮影し、その画像に対し画像処理で壁面の変状
を分類、抽出した後、変状の性質、程度から補修の可否
を決める基準となる健全度を出力する装置である。

【００１９】特に、本実施例では、変状をひび、漏水
（水漏れ）、剥離に分類し、変状の長さ、幅、深さ、位
置（発生箇所）等を基本特徴量として、変状の形状を形
状特徴量として、時間的な劣化の進行の程度を経年特徴
量として抽出し健全度の判定を行う。

【００２０】即ち、可視カメラで取得した可視画像又は
記録装置に記録された可視画像は可視画像メモリ１に処
理単位毎に順次取り込まれる。ひび特徴抽出回路３は、
可視画像メモリ１から可視画像データ２を取り出した
後、画像処理によりひび基本特徴量４を抽出し、ひびデ
ータベース６に保存すると共にひび形状判定回路５、ひ
び経年変化抽出回路９、健全度判定回路２７にデータを
送る。ここで、ひび基本特徴量とは、ひびの幅、長さ、
方向（場所）のことを言う。

【００２１】ひび形状判定回路５は、ひびの形状を判定
し、判定結果であるひび形状特徴量７をひびデータベー
ス６に保存すると共にひび経年変化抽出回路９、健全度
判定回路２７に送る。ここで、ひび形状特徴量により、
図３（Ａ）に示す閉塞型ひび、図３（Ｂ）に示す層状ひ
び、図３（Ｃ）に示すＶ字状ひび、その他に分けられ
る。

【００２２】ひび経年変化抽出回路９は、過去に保存さ
れたひび基本特徴量／形状特徴量８をひびデータベース
６から取り出し、ひび特徴抽出回路３から送られる基本
特徴量４及びひび形状判定回路５から送られる形状特徴
量７と照合し、ひびの経年劣化を示すひびの経年変化を
抽出し、ひび経年特徴量１０として健全度判定回路２７
に送る。ここで、ひび経年特徴量とは、ひびについて前
回データからの幅、長さの増加量を言う。漏水に関する
処理には、可視画像メモリ１に取り込んだ可視画像デー
タ２と、可視画像と同様に赤外画像メモリ１１に取り込
んだ赤外画像データ１２の両画像データを用いる。

【００２３】漏水特徴抽出回路１３では、両画像データ
を画像処理し、漏水基本特徴量１４を抽出する。ここ
で、漏水基本特徴量とは、漏水の面積、位置（場所）を
言う。漏水基本特徴量１４は、漏水データベース１５に
保存されると共に漏水経年変化抽出回路１７、健全度判
定回路２７に送られる。

【００２４】漏水経年変化抽出回路１７は、過去に保存
された漏水基本特徴データ１６を漏水データべース１５
から取り出し、漏水特徴抽出回路１３から送られる基本
特徴量１４と照合して漏水の経年変化を抽出し、漏水経
年特徴量１８として健全度判定回路２７に送る。剥離に
関する処理には赤外画像データを用いる。ここで、漏水
経年特徴量とは、漏水について前回計測データからの面
積の増加量を言う。

【００２５】剥離特徴抽出回路１９では、赤外画像メモ
リ１１から赤外画像データ１２を取り出した後、画像処
理により剥離基本特徴量２０を抽出し、剥離データベー
ス２２に保存すると共に剥離形状判定回路２１、剥離経
年変化抽出回路２５、健全度判定回路２７にデータを送
る。ここで、剥離基本特徴量とは、剥離の面積、深さ、
位置（場所）を言う。

【００２６】剥離形状判定回路２１は、剥離の形状を判
定し、判定結果である剥離形状特徴量２３を剥離データ
ベース２２に保存すると共に剥離経年変化抽出回路２
５、健全度判定回路２７に送る。ここで、剥離形状特徴
量により、図３（Ｄ）に示す閉塞型剥離、図３（Ｅ）に
示す帯状剥離、その他に分けられる。

【００２７】剥離経年変化抽出回路２５は、過去に保存
された剥離基本特徴量／形状特徴量２４を剥離データベ
ース２２から取り出し、剥離特徴抽出回路１９から送ら
れる基本特徴量２０及び剥離形状判定回路２１から送ら
れる形状特徴量２３と照合し、剥離経年特徴量２６とし
て健全度判定回路２７に送る。ここで、剥離経年特徴量
とは、剥離について前回測定データからの面積の増加
量、形状変化を言う。

【００２８】健全度判定回路２７では、ひび、漏水、剥
離の基本特徴量、形状特徴量、経年特徴量を用い、変状
の複合的な要因が健全度に与える影響を加味して健全度
を算出し、判定結果として出力する。

【００２９】上述した構成を有する本実施例に係るトン
ネル壁面判定装置の作用、効果を以下に具体的に説明す
る。ひび特徴抽出回路３では、可視画像メモリ１から取
り出した可視画像データ２に対して雑音除去の為のフィ
ルタ処理、ひびを強調するためのエッジ検出フィルタ処
理を施した後、画像を２値化しひび２値画像を得る。

【００３０】この２値画像に対しラベリング処理を行い
ラベル画像を求めた後、ひびの幅、長さ、処理画面上の
存在位置といった特徴量を求める。ラベル画像とは、１
枚の処理単位の画像上にひびが複数個存在する場合、そ
の各々に異なるひび番号を付与する事により各々のひび
を区別した画像である。

【００３１】処理画像上の存在位置は次の様にして位置
特徴量に変換する。可視画像はトンネルの進行方向及び
上下方向の画像を処理単位（フレーム）に分割され、逐
次可視画像メモリ１に取り込まれる（赤外画像も同
様）。よって、「現在処理しているフレームがトンネル
全体のどの部分にあたるか」という位置情報と求めた
「処理画面上におけるひびの存在位置」によりトンネル
全体におけるひびの位置データを得る。

【００３２】基本特徴量はフレーム上にひびが複数個存
在すればその各々のひび（番号）ｉに対し求める。ひび
形状判定回路５では、ひび特徴抽出回路３で求めたラベ
ル画像を用い、図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示す健全度が
低いと考えられる閉塞型、層状、Ｖ字状のひび形状に該
当するか否かを判定する。

【００３３】ひび特徴抽出回路３で求めた２値画像、ラ
ベル画像、ひび基本特徴量（幅、長さ、方向、位置）４
及び使用した可視画像データ、ひび形状判定回路５で判
定したひび形状特徴量７はひび番号毎にひびデータベー
ス６に保存される。ひび経年変化抽出回路９では、ひび
データベース６に保存されている過去の特徴量と今回新
たに抽出した特徴量を照合比較し、個々のひびの幅、長
さの増加量をひび経年特徴量１０として出力する。ここ
で形状変化をひび経年特徴量１０に含んでも良い。

【００３４】漏水特徴抽出回路１３では、可視画像メモ
リ１から取り出した可視画像データ２に対し雑音除去の
為のフィルタ処理を施した後、画像を２値化し漏水２値
画像を得て、更にラベリング処理を行いラベル画像を求
める。一方、赤外画像メモリ１１から取り出した赤外画
像データ１２に対しても雑音除去の為のフィルタ処理を
施した後、画像を２値化し漏水２値画像を得て、更にラ
ベリング処理を行いラベル画像を求める。

【００３５】可視ラベル画像上の画像に存在する領域の
うち赤外ラベル画像上で周囲に比べ温度が低いと判定さ
れる領域を漏水領域と判断し、その面積、位置といった
基本特徴量を求める。本実施例では、漏水に関して形状
特徴量を求めていないが、形状が健全度判定に有効と考
えられる場合には漏水形状判定回路を付加しても良い。

【００３６】漏水特徴抽出回路１３で求めた２値画像、
ラベル画像、漏水基本特徴量（面積、位置）１４及び使
用した可視、赤外画像データは漏水番号毎に漏水データ
ベース１５に保存される。漏水経年変化抽出回路１７で
は、漏水データベース１５に保存されている過去の特徴
量と、今回新たに抽出した特徴量を照合比較し個々の漏
水の面積の増加量を漏水経年特徴量１８として出力す
る。

【００３７】剥離特徴抽出回路１９では、赤外画像メモ
リ１１から取り出した赤外画像データ１２に対し雑音除
去の為のフィルタ処理を施した後、画像を２値化し剥離
２値画像を得て、さらにラベリング処理を行いラベル画
像を求めた後、剥離の面積、深さ、位置といった基本特
徴量を求める。剥離形状判定回路２１では、剥離特徴抽
出回路１９で求めたラベル画像を用い、図３（Ｄ）
（Ｅ）に示す健全度が低いと考えられる閉塞型、帯状の
剥離形状に該当するか否かを判定する。

【００３８】剥離特徴抽出回路１９で求めた２値画像、
ラベル画像、剥離基本特徴量（面積、深さ、位置）２０
及び使用した赤外画像データ、剥離形状判定回路２１で
判定した剥離形状特徴量２３を剥離番号毎に剥離データ
ベース２２に保存する。剥離経年変化抽出回路２５では
剥離データベース２２に保存されている過去の特徴量
と、今回新たに抽出した特徴量を照合比較し個々の剥離
の面積の増加量、形状変化を剥離経年特徴量２６として
出力する。

【００３９】ここで今回は「コンクリート壁面の場合、
剥離の深さの増加は健全度判定に有効なデータでは無
い」と考え、経年特徴として算出しなかったが、壁面の
性質によっては経年特徴量に含んでも良い。健全度判定
回路２７は、以上求めたひび、漏水、剥離の基本、形
状、経年特徴量に基づき、図２に示すように健全度判定
を行う。

【００４０】ここで、健全度は壁面の補修の必要性の判
断に用いる性質上、健全度の低い箇所（補修の必要性の
高い箇所）が注目すべき箇所となる。この為、本回路２
７では「健全度が低い（補修の必要性の高い）」部分
程、以降に述べる健全度ポイント、健全度レベルの計算
において「ポイント又はレベルの値が大きく」なる様計
算が実行される。

【００４１】即ち、健全度判定回路２７は、図２に示す
ひび個別特徴健全度ポイント計算ブロック２８、漏水個
別特徴健全度ポイント計算ブロック３０、剥離個別特徴
健全度ポイント計算ブロック３２により、先ず、個々の
ひび、漏水、剥離についてその特徴量から健全度の度合
（ポイント）を算出する。即ち、ひび個別特徴健全度ポ
イント計算ブロック２８は、図４に示す様に、ひびｉに
関し、各特徴量の大きさに応じた健全度のポイントを算
出する。

【００４２】具体的には、ひび基本特徴量については、
幅ポイントＣ_w,iを大、中、小に区分し、長さポイント
Ｃ_l,iを長、中、短、極短に区分し、方向ポイントＣ
_dir,iを横、斜め、縦に区分し、位置ポイントＣ_p,iをＰ
１（天井），Ｐ２（天井・側壁境界），Ｐ３（側壁上
部），Ｐ４（その他）に区分して計算する。また、ひび
形状特徴量については、形状ポイントＣ_s,iをＳ１（閉
塞型）、Ｓ２（層状）、Ｓ３（Ｖ字型）、Ｓ４（その
他）に区分して計算する。更に、ひび経年特徴量につい
ては、幅増加ポイントＣ_aw,iを大、中、小に区分し、長
さ増加ポイントＣ_al,iを大、中、小に区分して計算を行
う。

【００４３】若しくは、幅ポイントの計算方法として、
下式に示す計算方法を用いてもよい。Ｃ_w,i：幅ポイント＝ａ×「幅の値」＋ｂ但し、ａ，ｂは定数である。

【００４４】同様に、漏水個別特徴健全度ポイント計算
ブロック３０は、図５に示す様に、漏水ｊに関し、各特
徴量の大きさに応じた健全度のポイントを算出する。具
体的には、漏水基本特徴量については、面積ポイントＷ
_a,jを大、中、小に区分し、位置ポイントＷ_p,jをＰ１
（天井），Ｐ２（天井・側壁境界），Ｐ３（側壁上
部），Ｐ４（その他）に区分して計算を行う。また、漏
水経年特徴量については、面積増加ポイントＷ_aa,jを
大、中、小に区分して計算を行う。

【００４５】同様に、剥離個別特徴健全度ポイント計算
ブロック３２は、図６に示す様に、剥離ｋに関し、各特
徴量の大きさに応じた健全度のポイントを算出する。具
体的には、剥離基本特徴量については、面積ポイントＤ
_a,kを大、中、小に区分し、深さポイントＤ_dep,kを深
い、浅いに区分し、位置ポイントＤ_p,kをＰ１（天
井），Ｐ２（天井・側壁境界），Ｐ３（側壁上部），Ｐ
４（その他）に区分して計算を行う。また、剥離形状特
徴については、形状ポイントＤ_S,kをＳ１（閉塞型）、
Ｓ２（層状）、Ｓ３（Ｖ字型）、Ｓ４（その他）に区分
して計算を行う。更に、剥離経年特徴量については、面
積増加ポイントＤ_aa,kを大、中、小に区分し、形状変化
ポイントＤ_as,kをＡＳ１（閉塞型への変化有）、ＡＳ２
（閉塞型のまま）、ＡＳ３（閉塞型以外で変化無し）に
区分して計算を行う。

【００４６】このように変状の各特徴量のポイント計算
を実施した後、図２に示すように、単体ひび健全度レベ
ル計算ブロック３４、単体漏水健全度レベル計算ブロッ
ク３６、単体剥離健全度レベル計算ブロック３８によ
り、各特徴量の健全度ポイントを集計し１つの変状の健
全度レベルを算出する。即ち、単体ひび健全度レベル計
算ブロック３４は、図７に示すように、ひび個別特徴健
全度ポイント計算ブロック２８により計算された幅ポイ
ントＣ_w,i、長さポイントＣ_l,i、方向ポイント
Ｃ_dir,i、位置ポイントＣ_p,i、形状ポイントＣ_s _,i、幅
増加ポイントＣ_aw,i、長さ増加ポイントＣ_al,iよりなる
ひび個別特徴健全度ポイント２９に基づいて、単体ひび
健全度レベルＣ_iを計算する。

【００４７】例えば、ひびｉの場合を例にとると、下式
に示すように、幅、長さ、方向、位置、形状、幅増加
量、長さ増加量の各特徴量についての健全度ポイントを
積和演算により計算し、ひびｉが持つ健全度レベル「単
体ひび健全度レベル：Ｃ_i」を求める。Ｃ_i＝Ｆ_c（Ｃ_w,i、Ｃ_l,i、Ｃ_dir,i、Ｃ_p,i、Ｃ_s,i、Ｃ
_aw,i、Ｃ_al,i）但し、Ｆ_cは、Ｃ_w,i、Ｃ_l,i、Ｃ_dir,i、Ｃ_p,i、Ｃ_s,i、
Ｃ_aw,i、Ｃ_al,iを要素とする以下のような積和演算関数
である。Ｆ_c（x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7）＝（a1×x1）×（a
2×x2）×｛（a3×x3）＋（a4×x4）＋（a5×x5）｝＋
（a6×x6）＋（a7×x7）＋a8 但し、a1〜a8は定数である。

【００４８】同様に、単体漏水健全度レベル計算ブロッ
ク３６は、図８に示すように、漏水個別特徴健全度ポイ
ント計算ブロック３０により計算された面積ポイントＷ
_a,j、位置ポイントＷ_p,j、面積増加ポイントＷ_aa,jより
なる漏水個別特徴健全度ポイント３１に基づいて、単体
漏水健全度レベルＷ_jを計算する。例えば、漏水ｊの場
合を例にとると、下式に示すように、各健全度ポイント
を積和演算により計算し、漏水ｊが持つ健全度レベル
「単体漏水健全度レベル：Ｗ _j」を求める。Ｗ_j＝Ｆ_w（Ｗ_a,j、Ｗ_p,j、Ｗ_aa,j）但し、Ｆ_wはＷ_a,j、Ｗ_p,j、Ｗ_aa,jを要素とする以下の
様な積和演算関数である。Ｆ_w（x1、x2、x3）＝（b1×x1）×（b2×x2）×（b3×x
3）＋b4 但し、b1〜b4は定数である。

【００４９】同様に、単体剥離健全度レベル計算ブロッ
ク３８は、図９に示すように、剥離個別特徴健全度ポイ
ント計算ブロック３２により計算された面積ポイントＤ
_a,k、深さポイントＤ_dep,k、位置ポイントＤ_p,k形状ポ
イントＤ_S,k、面積増加ポイントＤ_aa,k、形状変化ポイ
ントＤ_as,kよりなる剥離個別特徴健全度ポイント３３に
基づいて、単体剥離健全度レベルＤ_kを計算する。例え
ば、剥離ｋの場合を例にとると、下式に示すように、各
健全度ポイントを積和演算により計算し、剥離ｋが持つ
健全度レベル「単体剥離健全度レベル：Ｄ _k」を求め
る。Ｄ_k＝Ｆ_d（Ｄ_a,k、Ｄ_dep,k、Ｄ_p,k、Ｄ_s,k、Ｄ_aa,k、
Ｄ_as,k）但しＦ_dはＤ_a,k、Ｄ_dep,k、Ｄ_p,k、Ｄ_s,k、Ｄ_aa,k、Ｄ
_as,kを要素とする以下の様な積和演算関数である。Ｆｄ（x1、x2、x3、x4、x5、x6）＝｛（c1×x1）＋（c2
×x2）｝×（c3×x3）×（c4×x4）＋（c5×x5）＋（c6
×x6）＋c7 但し、c1〜c7は定数である。

【００５０】このようにひび、漏水、剥離各々の健全度
レベルを算出する一方、図２に示す複合健全度レベル計
算ブロック４０により複合健全度レベルを算出する。複
合健全度とは、例えば壁面の同じ位置にひびと剥離が存
在すれば、ひびが単独で存在する場合に比べ幅、長さ等
のひび特徴量の程度は同じであっても健全度が低いと考
え、単体ひび健全度レベルに付加する要素である。

【００５１】複合健全度レベル計算ブロック４０は、図
１０に示すように、先ず変状が同じ位置にあるか否かを
判定し、同じ位置にあると判断されれば単体の健全度レ
ベル、例えば単体ひび健全度レベルＣ_iに対する重み係
数ＫＣＯＭＰ_i,kと付加レベルＪＣＯＭＰ_i,kに値をセッ
トする。ここで添字ｋはひびｉと同じ位置にあると判断
された剥離の番号である。

【００５２】この重み係数（複合健全度係数）ＫＣＯＭ
Ｐ_i,kに１より大きい値を、付加レベル（複合健全度係
数）ＪＣＯＭＰ_i,kに０より大きい値をセットする事に
より、単独で存在するひびより単体健全度レベルを大き
くする事ができる。例えば、各変状が同じ位置に存在
し、その変状が各々単独で存在する時より健全度が低下
（健全度レベル値が増大）する場合には、下式のように
セットする。複合健全度係数：ＫＣＯＭＰ_i,k＝Ｃ１複合健全度定数：ＪＣＯＭＰ_i,k＝Ｃ２Ｃ１、Ｃ２は定数、但しＣ１＞１、Ｃ２＞０である。

【００５３】一方、変状が同じ位置に存在しない又は複
合で存在しても健全度が低下しない場合には、下式のよ
うにセットする。複合健全度係数：ＫＣＯＭＰ_i,k＝１複合健全度係数：ＪＣＯＭＰ_i,k＝０なお、変状が同じ位置にあるか否かの判定は、図１０に
おいては複数の変状の外接長方形の重なりを用いる方法
を図示したが、その他、２値画像の重なり、変状の中心
距離のいずれの方法を用いても良い。

【００５４】以上、単体ひび、漏水、剥離健全度レベル
と複合健全度レベルの計算を健全度を判定する判定区間
の全ての変状に対し行い、計算が終了したら、図２の判
定区間内総合健全度判定ブロック４２で判定区間内の健
全度レベルの集計を行う。具体的には、図１１に示す通
り、判定区間内総合健全度判定ブロック４２は、判定区
間内のひび、漏水、剥離健全度レベルを各々複合健全度
係数及び定数を加味して集計し、健全度レベルの集計値
によりその判定区間の健全度ランクを判定し結果として
出力する。

【００５５】例えば、次式により健全度レベルの集計を
行う。健全度レベル＝Ｃ＋Ｗ＋Ｄ＋Ｆここで、Ｃ：判定区間内のひび健全度レベル総和、Ｗ：判定区間内の漏水健全度レベル総和、Ｄ：判定区間内の剥離健全度レベル総和、Ｆ：判定区間内の複合健全度定数総和である。

【００５６】

【数１】

【００５７】また、Ｃ_i、Ｗ_j、Ｄ_kは各々判定区間内の
単体ひび、漏水、剥離健全度レベル（図７〜図９参照）
を、ＫＣＯＭＰ_i,j、ＫＣＯＭＰ_i,k、ＫＣＯＭＰ_j,k、
ＫＣＯＭＰ_i,j,kはひびｉ、漏水ｊ、剥離ｋの複合健全
度係数を、ＪＣＯＭＰ_i,j、ＪＣＯＭＰ_i,k、ＪＣＯＭＰ
_j,k、ＪＣＯＭＰ_i,j,kはひびｉ、漏水ｊ、剥離ｋの複合
健全度定数（図１０参照）を表わす。健全度レベルの値
により健全度ランクを設定し結果を出力する。健全度レ
ベルの集計値が大きいほど「健全度ランクは低い」つま
り「補修の必要性が高い」という健全度判定結果が出力
される。

【００５８】このように説明したように、本実施例に係
るトンネル壁面判定装置は、次のような特徴を有する。 (1)壁面の変状をひび、漏水、剥離という様な種類に分
類し、各々の種類の変状に対しすベて同じ変状特徴量を
用いて健全度を評価するのではなく、各種類の変状に応
し健全度を良く表わす特徴量を用いて健全度を評価する
機能を有する。 (2)異なる種類の変状が同じ位置にあるか否かを判定し
た後、同じ位置にある場合には変状が単独に存在する場
合に比べ健全度レベルの算出値を大きくするという変状
の複合判定機能を有する。 (3)変状の長さ、幅、面積という基本的な変状特徴量だ
けでなく、変状の形状も特徴量として用い健全度を評価
する機能を有する。 (4)変状の特徴量に応じた計算式を用いて健全度を定量
化することにより、健全度判定における判定基準の曖昧
さを排除することができる。 (5)変状の健全度算出、過去のデータとの比較による経
年劣化の評価をすべて自動化し、処理時間の短縮と省力
化を実現することができる。

【００５９】〔実施例２〕本発明の第２の実施例に係る
トンネル壁面判定装置を図１２に示す。本実施例は赤外
線カメラの代わりに剥離を検出する為のセンサとして音
響センサを用いたものであり、センサの変更による取得
可能な変状特徴量の違いに起因する処理回路の違い以外
は実施例１と同じであり、同一部分には同一番号を付し
て重複する説明を省略する。

【００６０】漏水に関しては可視画像データのみで基本
特徴を抽出する為、実施例１とその機能が若干異なる漏
水特徴抽出回路４３を有する。剥離に関しては、音響デ
ータを保存するデータ保存バッファ４４があり、バッフ
ァ４４から取り出した音響データ４５を剥離特徴抽出回
路４３で処理し、基本特徴４７を抽出し剥離データベー
ス４８に保存すると共に剥離経年変化抽出回路２５ヘ送
り経年変化特徴を抽出する。さらに音響データ４５から
は形状特徴の抽出は難しい為、実施例１の剥離形状判定
回路２１に相当する回路は存在しない。

【００６１】上述した構成を有する本実施例に係るトン
ネル壁面判定装置では、ひびに関する処理は実施例１と
全く同じであるので、実施例１との差異を中心にその具
体的な作用効果について述べる。漏水に関しては漏水特
徴抽出回路４３において可視画像データ２のみを使って
漏水２値画像、ラベル画像及び面積、位置といった基本
特徴量を求める。

【００６２】漏水特徴抽出回路４３は実施例１の漏水特
徴抽出回路１３の赤外画像データ処理の部分を除去した
ものであり、漏水部位の抽出性能は実施例１に比べ多少
劣るが基本特徴量の抽出は可能である。剥離に関して
は、先ず音響センサからの音響データ４５がデータ保存
バッファ４４に保存される。音響データ４５は、剥離特
徴抽出回路４３で処理され、剥離の深さ、位置といった
基本特徴量が抽出される。

【００６３】但し、音響データからは、２次元特徴は抽
出困難な為、基本特徴量の面積特徴量及び形状特徴は抽
出されず、剥離データベース４８にも保存されないし、
剥離経年変化抽出回路５０においても面積増加量、形状
変化は抽出されない。但し、音響センサを用いる事によ
り剥離の深さが実施例１に比べより正確に求められるの
で、剥離経年変化抽出回路５０においては深さ増加量を
抽出する。

【００６４】健全度判定回路５２は判定に用いる特徴量
として、実施例１で使用する特徴量の中から剥離基本特
徴量のうち面積特徴量、剥離形状特徴量、剥離経年特徴
量のうち面積増加量、形状変化がなく、剥離経年特徴量
の深さ増加量が加わったのみで基本的な処理方式は実施
例１の健全度判定回路１と全く同じである。

【００６５】

【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明の請求項１に係るトンネル壁面判定装
置は、トンネル内の壁面の状態を検出手段により検出・
記憶し、記憶した壁面状態から壁面の健全度を判定する
トンネル壁面判定装置において、前記検出手段として壁
面の状態を可視画像として撮影する可視画像撮影手段と
赤外線画像として撮影する赤外線画像撮影手段とを併用
し、可視画像を記憶する可視画像記憶手段と、赤外線画
像を記憶する赤外線画像記憶手段と、記憶した画像から
ひびを抽出するひび抽出手段と、記憶した画像とから漏
水を抽出する漏水抽出手段と、記憶した画像から剥離を
抽出する剥離抽出手段と、抽出したひび、漏水及び剥離
の結果から壁面の健全度を判定する壁面判定手段とを有
するので、短時間で検索ができ、見落としによる誤判定
を防止でき、判定基準が一定であり、異なる作業者によ
っても同一の判定結果が得られる。

【００６６】また、本発明の請求項２に係るトンネル壁
面判定装置は、請求項１において、前記検出手段として
可視画像撮影手段と音響センサを併用したので、剥離の
深さに関してはより正確に求められるという利点があ
る。

【００６７】また、本発明の請求項３に係るトンネル壁
面判定装置は、トンネル壁面の状態を検出する検出装置
と、前記検出装置により検出した壁面状態から変状を抽
出する変状抽出手段とを有するトンネル壁面判定装置に
おいて、抽出した変状をデータとして保管する変状デー
タベースと、現在抽出した変状とこの現在の変状に対応
するデータベースに保管された過去の変状データとを比
較判定する変状経年変化判定手段とを有するので、ひ
び、漏水及び剥離等の全ての変状について、特に経年変
化の判定を行う場合にも探索を短時間でできるという効
果を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るトンネル壁面判定
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る健全度判定回路の
機能を示す説明図である。

【図３】ひびや剥離の形態を示す説明図である。

【図４】ひびについての個別特徴量健全度ポイント計算
ブロックの機能を示す説明図である。

【図５】漏水についての個別特徴量健全度ポイント計算
ブロックの機能を示す説明図である。

【図６】剥離についての個別特徴量健全度ポイント計算
ブロックの機能を示す説明図である。

【図７】単体ひび健全度レベル計算ブロックの機能を示
す説明図である。

【図８】単体漏水健全度レベル計算ブロックの機能を示
す説明図である。

【図９】単体剥離健全度レベル計算ブロックの機能を示
す説明図である。

【図１０】複合健全度レベル計算ブロックの機能を示す
説明図である。

【図１１】判定区間内総合健全度判定ブロックの機能を
示す説明図である。

【図１２】本発明の第２の実施例に係るトンネル壁面判
定装置の構成を示すブロック図である。

【図１３】トンネル壁面の健全度を判定する従来の方式
を示す説明図である。

【符号の説明】

１可視画像メモリ３ひび特徴抽出回路５ひび形状判定回路６ひびデータベース９ひび経年変化抽出回路１１赤外画像メモリ１３漏水特徴抽出回路１５漏水データベース１７漏水経年変化抽出回路１９剥離特徴抽出回路２１剥離形状判定回路２２剥離データベース２５剥離経年変化抽出回路２７健全度判定回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口真樹雄愛知県小牧市大字東田中1200番地三菱重工業株式会社名古屋誘導推進システム製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トンネル内の壁面の状態を検出手段によ
り検出・記憶し、記憶した壁面状態から壁面の健全度を
判定するトンネル壁面判定装置において、前記検出手段
として壁面の状態を可視画像として撮影する可視画像撮
影手段と赤外線画像として撮影する赤外線画像撮影手段
とを併用し、可視画像を記憶する可視画像記憶手段と、
赤外線画像を記憶する赤外線画像記憶手段と、記憶した
画像からひびを抽出するひび抽出手段と、記憶した画像
から漏水を抽出する漏水抽出手段と、記憶した画像から
剥離を抽出する剥離抽出手段と、抽出したひび、漏水及
び剥離の結果から壁面の健全度を判定する壁面判定手段
とを有することを特徴とするトンネル壁面判定装置。
【請求項２】前記検出手段として可視画像撮影手段と
音響センサを併用したことを特徴とする請求項１記載の
トンネル壁面判定装置。
【請求項３】トンネル壁面の状態を検出する検出装置
と、前記検出装置により検出した壁面状態から変状を抽
出する変状抽出手段とを有するトンネル壁面判定装置に
おいて、抽出した変状をデータとして保管する変状デー
タベースと、現在抽出した変状とこの現在の変状に対応
するデータベースに保管された過去の変状データとを比
較判定する変状経年変化判定手段とを有することを特徴
とするトンネル壁面判定装置。