JPWO2018207528A1 - Structure abnormality diagnosis device - Google Patents

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Abstract

構造物異常診断装置は、振動情報抽出部と情報蓄積部と異常状態診断部を有している。振動情報抽出部は、構造物を撮像した撮像画像から画像内に写りこんでいる構造物の振動情報を抽出する。情報蓄積部は、振動情報を複数時刻分取得して蓄積する。異常状態診断部は、情報蓄積部によって蓄積された振動情報を用いて構造物の異常状態診断を行い、その診断結果を出力する。The structure abnormality diagnosis device has a vibration information extraction unit, an information storage unit, and an abnormal state diagnosis unit. The vibration information extraction unit extracts the vibration information of the structure reflected in the image from the captured image of the structure. The information storage unit acquires and stores vibration information for a plurality of times. The abnormal state diagnosis unit performs abnormal state diagnosis of the structure using the vibration information accumulated by the information accumulation unit, and outputs the diagnosis result.

Description

本発明は、構造物異常診断装置に関するものであり、例えば、撮像画像上の構造物の振動から構造物の異常の有無を診断する構造物異常診断装置に関するものである。   The present invention relates to a structure abnormality diagnosing device, for example, a structure abnormality diagnosing device that diagnoses the presence or absence of a structure abnormality from the vibration of a structure on a captured image.

工業製品の製造設備,工場,建造物等においては、それらを構成する構造物の腐食・劣化,機械の老朽化等を検知して事故を未然に防ぐため、構造物の振動を観測し、その異常状態を検知する、ということが行われている。この異常状態の検知には振動センサーを用いるのが一般的である。振動センサーの方式としては、静電容量方式,圧電素子方式,レーザードップラー方式等が挙げられるが、いずれも観測したい地点に振動センサーを設置する必要がある。そのため、特に構造物の劣化をみる目的等で多数の観測地点を設ける場合には、振動センサーの設置コストや保守管理コストがかかってしまい、また、振動センサーと制御監視装置との間の回線接続の煩雑さもある。   In manufacturing equipment, factories, buildings, etc. for industrial products, vibrations of structures are observed in order to prevent accidents by detecting corrosion / deterioration of structures that compose them, aging of machines, etc. It is performed to detect an abnormal state. A vibration sensor is generally used to detect this abnormal state. As the vibration sensor method, there are a capacitance method, a piezoelectric element method, a laser Doppler method, and the like, but it is necessary to install the vibration sensor at a point to be observed. Therefore, especially when a large number of observation points are provided for the purpose of observing the deterioration of the structure, the installation cost of the vibration sensor and the maintenance cost will be incurred, and the line connection between the vibration sensor and the control and monitoring device will be required. There is also the complexity of.

振動情報から構造物が異常な状態にあるかどうかを判定する方法として、例えば特定周波数成分の振幅の変化をみる方法も知られている。例えば、特許文献1に記載の方法では、監視対象物を赤外線カメラで撮像し、温度の時間変化を示す時系列データをフーリエ変換して、特定周波数にて信号ピーク値が発生しているか否かを判定することにより、異常検出を行う構成になっている。   As a method of determining whether a structure is in an abnormal state from vibration information, for example, a method of observing a change in amplitude of a specific frequency component is also known. For example, in the method described in Patent Document 1, it is determined whether or not a signal peak value is generated at a specific frequency by imaging an object to be monitored with an infrared camera, performing Fourier transform on time-series data indicating a time change of temperature. The configuration is such that an abnormality is detected by determining

特開2015−219098号公報JP, 2015-219098, A

しかしながら、特許文献1に記載されている方法では、信号異常が発生したときにどのような状態になるのかをあらかじめ把握しておく必要がある。そのため、これまでに経験の無い、あるいは予想のできない振動状態に対しては対応することができない。   However, in the method described in Patent Document 1, it is necessary to grasp in advance what kind of state the signal abnormality will be in when it occurs. Therefore, it is not possible to deal with a vibration state that has never been experienced or cannot be predicted.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、構造物に異常が起きたときの振動状態をあらかじめ把握することなしに、撮像画像の振動情報から構造物が異常な状態にあるかどうかを診断することの可能な構造物異常診断装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to detect a structure abnormality from vibration information of a captured image without previously grasping a vibration state when a structure abnormality occurs. It is to provide a structure abnormality diagnosing device capable of diagnosing whether or not it is in a different state.

上記目的を達成するために、本発明の構造物異常診断装置は、構造物を撮像した撮像画像から画像内に写りこんでいる構造物の振動情報を抽出する振動情報抽出部と、
前記振動情報を複数時刻分取得して蓄積する情報蓄積部と、
前記情報蓄積部によって蓄積された振動情報を用いて前記構造物の異常状態診断を行い、その診断結果を出力する異常状態診断部と、
を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the structure abnormality diagnosis device of the present invention, a vibration information extraction unit that extracts the vibration information of the structure reflected in the image from the captured image of the structure,
An information storage unit that acquires and stores the vibration information for a plurality of times,
An abnormal state diagnosis unit that performs an abnormal state diagnosis of the structure using the vibration information accumulated by the information accumulation unit, and outputs the diagnosis result,
It is characterized by having.

本発明によれば、蓄積された振動情報を用いて構造物の異常状態診断を行い、その診断結果を出力する構成になっているため、構造物に異常が起きたときの振動状態をあらかじめ把握することなしに、撮像画像の振動情報から構造物が異常な状態にあるかどうかを診断することが可能である。したがって、これまでの経験では予想もできないような異常状態の検知が可能となる。   According to the present invention, the abnormal state of a structure is diagnosed using the accumulated vibration information, and the diagnosis result is output. Therefore, the vibration state when an abnormality occurs in the structure is grasped in advance. Without doing so, it is possible to diagnose whether the structure is in an abnormal state from the vibration information of the captured image. Therefore, it is possible to detect an abnormal state that cannot be predicted based on previous experience.

構造物異常診断装置の第1の実施の形態を示すブロック図。The block diagram which shows 1st Embodiment of a structure abnormality diagnostic apparatus. 構造物異常診断装置の第2の実施の形態を示すブロック図。The block diagram which shows 2nd Embodiment of a structure abnormality diagnostic device. 第1の実施の形態による第1の処理工程例を示すフローチャート。3 is a flowchart showing an example of a first processing step according to the first embodiment. 第1の実施の形態による第2の処理工程例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of the 2nd process process by 1st Embodiment. 第2の実施の形態による第1の処理工程例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of the 1st process process by 2nd Embodiment. 第2の実施の形態による第2の処理工程例を示すフローチャート。The flowchart which shows the 2nd example of a process process by 2nd Embodiment. ガス漏れと背景の温度変化とが発生している屋外試験場を時系列で示す赤外線画像図。FIG. 4 is an infrared image diagram showing in time series the outdoor test site where gas leakage and background temperature change occur. 屋外試験場における2つの地点SP1,SP2の温度変化を示すグラフ。The graph which shows the temperature change of two points SP1 and SP2 in an outdoor test site. ガス領域抽出処理(図5,図6の#10)の一例を示すフローチャート。The flow chart which shows an example of gas field extraction processing (# 10 of Drawing 5 and Drawing 6). 時間平均化処理(図9の#11,#14)が施されたデータを示すグラフ。The graph which shows the data which performed the time averaging process (# 11, # 14 of FIG. 9). 平均化データと元データとで差分処理(図9の#12,#15)が施されたデータを示すグラフ。The graph which shows the data which performed the difference process (# 12, # 15 of FIG. 9) with the averaged data and original data. 2種類の差分データに対して前後21フレームで標準偏差処理(図9の#13,#16)が施されたデータを示すグラフ。The graph which shows the data which performed the standard deviation process (# 13, # 16 of FIG. 9) by 21 frames before and behind two types of difference data. 2種類の標準偏差データの差分処理(図9の#17)が施されたデータを示すグラフ。The graph which shows the data which performed the difference process (# 17 of FIG. 9) of two types of standard deviation data. 21フレーム平均との差分の標準偏差(図9の#13)を5000倍した表示画像を示す標準偏差画像図。The standard deviation image figure which shows the display image which multiplied the standard deviation (# 13 of FIG. 9) of the difference with the 21-frame average 5000 times. 3フレーム平均との差分の標準偏差(図9の#16)を5000倍した表示画像を示す標準偏差画像図。FIG. 10 is a standard deviation image diagram showing a display image obtained by multiplying the standard deviation (# 16 in FIG. 9) of the difference from the average of three frames by 5000 times. 標準偏差の差分(図9の#17)を5000倍した表示画像を示す標準偏差の差分画像図。The standard deviation difference image figure which shows the display image which multiplied the standard deviation difference (# 17 of FIG. 9) 5000 times. 構造物の一例を示す赤外線画像図。The infrared image figure which shows an example of a structure. 構造物のエッジ部と非エッジ部の温度変化を示すグラフ。The graph which shows the temperature change of the edge part and non-edge part of a structure. 構造物のエッジ部における温度変化の原理を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the principle of the temperature change in the edge part of a structure. 構造物のエッジ部と非エッジ部について標準偏差データの差分処理(図9の#17)が施されたデータをグラフ等で示す図。The figure which shows the data which carried out the difference process (# 17 of FIG. 9) of the standard deviation data about the edge part and non-edge part of a structure with a graph etc. 振動検知領域の記録方法の具体例を示す模式図。The schematic diagram which shows the specific example of the recording method of a vibration detection area.

以下、本発明を実施した構造物異常診断装置等を、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。   Hereinafter, a structure abnormality diagnosis device and the like embodying the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same parts or corresponding parts in each embodiment and the like are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted as appropriate.

図1,図2に、第1,第2の実施の形態に係る構造物異常診断装置10A,10Bの概略構成を示す。構造物異常診断装置10Aは、振動情報抽出部1,情報蓄積部2及び異常状態診断部3を機能ブロックとして有しており、構造物異常診断装置10Bは、振動情報抽出部1,情報蓄積部2,異常状態診断部3及びガス分布抽出部4を機能ブロックとして有している。振動情報抽出部1は、構造物を撮像した撮像画像を入力とし、その撮像画像から画像内に写りこんでいる構造物の振動情報を抽出する。情報蓄積部2は、振動情報を複数時刻分取得して蓄積する。異常状態診断部3は、情報蓄積部2によって蓄積された振動情報を用いて構造物の異常状態診断を行い、その診断結果を出力する。ガス分布抽出部4は、撮像画像から撮像している空間内に存在するガスの分布情報を抽出する。なお、図1,図2中の矢印は、機能ブロック間のデータの流れを示している。   1 and 2 show schematic configurations of the structure abnormality diagnosis devices 10A and 10B according to the first and second embodiments. The structure abnormality diagnosis device 10A has a vibration information extraction unit 1, an information storage unit 2, and an abnormal state diagnosis unit 3 as functional blocks. The structure abnormality diagnosis device 10B includes a vibration information extraction unit 1, an information storage unit. 2. It has an abnormal state diagnosis unit 3 and a gas distribution extraction unit 4 as functional blocks. The vibration information extraction unit 1 receives a captured image of a structure as an input and extracts the vibration information of the structure reflected in the image from the captured image. The information storage unit 2 acquires and stores vibration information for a plurality of times. The abnormal state diagnosis unit 3 performs an abnormal state diagnosis of the structure using the vibration information accumulated by the information accumulation unit 2 and outputs the diagnosis result. The gas distribution extraction unit 4 extracts the distribution information of the gas existing in the space being imaged from the captured image. The arrows in FIGS. 1 and 2 indicate the flow of data between the functional blocks.

構造物異常診断装置10Aに対する入力信号(撮像画像情報)は、図1に示すように、振動情報抽出部1に入力される。振動情報抽出部1の出力結果は、情報蓄積部2に入力されるとともに、異常状態診断部3にも入力される。情報蓄積部2からは必要に応じて異常状態診断部3にデータが入力される。異常状態診断部3からの出力信号(異常状態診断結果)は、構造物異常診断装置10Aからの出力として外部に出力される他、情報蓄積部2への入力にも用いられる。   An input signal (captured image information) to the structure abnormality diagnosis device 10A is input to the vibration information extraction unit 1 as shown in FIG. The output result of the vibration information extraction unit 1 is input to the information storage unit 2 and also to the abnormal state diagnosis unit 3. Data is input from the information storage unit 2 to the abnormal state diagnosis unit 3 as necessary. The output signal (abnormal state diagnosis result) from the abnormal state diagnosis unit 3 is output to the outside as an output from the structure abnormality diagnosis device 10A and is also used for input to the information storage unit 2.

構造物異常診断装置10Bに対する入力信号(撮像画像情報)は、図2に示すように、ガス分布抽出部4と振動情報抽出部1に入力される。ガス分布抽出部4と振動情報抽出部1の出力結果は、共に情報蓄積部2に入力される。振動情報抽出部1の出力結果は異常状態診断部3にも入力され、情報蓄積部2からは必要に応じて異常状態診断部3にデータが入力される。異常状態診断部3からの出力信号(異常状態診断結果)は、構造物異常診断装置10Bからの出力として外部に出力される他、情報蓄積部2への入力にも用いられる。つまり、情報蓄積部2には、ガス分布抽出部4によって抽出されたガスの空間分布情報と構造物異常状態診断結果とを対応づけた情報が蓄積される。   The input signal (captured image information) to the structure abnormality diagnosis device 10B is input to the gas distribution extraction unit 4 and the vibration information extraction unit 1 as shown in FIG. The output results of the gas distribution extraction unit 4 and the vibration information extraction unit 1 are both input to the information storage unit 2. The output result of the vibration information extraction unit 1 is also input to the abnormal state diagnosis unit 3, and data is input from the information storage unit 2 to the abnormal state diagnosis unit 3 as necessary. The output signal (abnormal state diagnosis result) from the abnormal state diagnosis unit 3 is output to the outside as an output from the structure abnormality diagnosis device 10B, and is also used for input to the information storage unit 2. That is, the information accumulating unit 2 accumulates information in which the spatial distribution information of the gas extracted by the gas distribution extracting unit 4 and the structure abnormal state diagnosis result are associated with each other.

ガス分布抽出部4で抽出した結果を構造物異常診断装置10Bの外部に出力することにより、ガス分布情報の有効活用が可能となる。例えば、図2に示すように、ガス漏れが発生した場合にガス漏れ報知やガス漏れ箇所表示等を行う出力装置として、ガス漏洩警報装置5を使用するのが好ましい。ガス漏洩警報装置5としては、例えば、中央監視室における制御端末装置,パーソナルコンピュータ(据え置き型,可搬型等),携帯端末(スマートフォン,タッチパッド等)が挙げられる。   By outputting the result extracted by the gas distribution extraction unit 4 to the outside of the structure abnormality diagnosis device 10B, the gas distribution information can be effectively used. For example, as shown in FIG. 2, it is preferable to use the gas leak warning device 5 as an output device that performs a gas leak notification, a gas leak location display, and the like when a gas leak occurs. Examples of the gas leakage warning device 5 include a control terminal device in a central monitoring room, a personal computer (stationary type, portable type, etc.), and a mobile terminal (smartphone, touch pad, etc.).

構造物異常診断装置10A,10Bは、パーソナルコンピュータ,携帯機器(スマートフォン,タブレット端末等)等のデジタル機器において、CPU(Central Processing Unit),RAM(Random Access Memory),ROM(Read Only Memory),HDD(Hard Disk Drive)等によって構成されており、撮像画像情報を入力とし、異常状態診断結果を出力とする。HDDに格納されている構造物異常診断用の処理プログラムをCPUが読み出し、RAMに展開して実行することによって、上記機能ブロックが実現される。   The structure abnormality diagnosis devices 10A and 10B are CPUs (Central Processing Units), RAMs (Random Access Memory), ROMs (Read Only Memory), and HDDs in digital devices such as personal computers and portable devices (smartphones, tablet terminals, etc.). It is composed of (Hard Disk Drive) and the like, and takes captured image information as an input and outputs an abnormal state diagnosis result as an output. The functional blocks are realized by the CPU reading the processing program for structure abnormality diagnosis stored in the HDD, expanding the processing program in the RAM, and executing it.

ここで、ガス分布抽出部4によるガス分布情報抽出処理について説明する。まず図7に、構造物異常診断装置10A,10Bへの入力画像の例として、ガス漏れと背景の温度変化とが発生している屋外試験場を時系列の赤外線画像で示す。これらは、赤外線カメラで動画撮影して得られた赤外線画像G1〜G4であり、雲で陰ったために、全体的に温度が急激に下がった場合の実際の撮影データである。また、入力画像は絶対温度0K以上の物体が発生する黒体放射光をとらえた画像であり、画像の信号強度は被写体の温度を表している。画像の波長域は赤外領域となっていて、この画像では、ガスの光吸収に基づきガス分布も信号の強弱として記録されている。屋外試験場にはガスを噴出させることができる地点SP1が設定されており、その地点SP1と比較するために、ガスが噴出しない地点SP2も設定されている。   Here, the gas distribution information extraction processing by the gas distribution extraction unit 4 will be described. First, FIG. 7 shows, as an example of an input image to the structure abnormality diagnosis devices 10A and 10B, a time-series infrared image of an outdoor test site where a gas leak and a background temperature change occur. These are infrared images G1 to G4 obtained by shooting moving images with an infrared camera, and are actual shooting data when the temperature drastically decreases as a whole because of being shaded by clouds. Further, the input image is an image that captures the black body radiated light generated by an object having an absolute temperature of 0 K or more, and the signal intensity of the image represents the temperature of the subject. The wavelength region of the image is the infrared region, and in this image, the gas distribution is also recorded as the signal intensity based on the light absorption of the gas. A point SP1 where gas can be ejected is set in the outdoor test site, and a point SP2 where gas is not ejected is also set for comparison with the point SP1.

赤外線画像G1は、太陽光が雲で遮られる直前の時刻T1に撮影された屋外試験場の赤外線画像である。赤外線画像G2は、時刻T1から5秒後の時刻T2に撮影された屋外試験場の赤外線画像(ガスあり)である。時刻T2は、太陽光が雲で遮られているので、時刻T1と比べて背景の温度が下がっている。画像G3は、時刻T1から10秒後の時刻T3に撮影された屋外試験場の赤外線画像(ガスあり)である。時刻T2から時刻T3まで、太陽光が雲で遮られた状態が継続されているので、時刻T3は、時刻T2と比べて背景の温度が下がっている。画像G4は、時刻T1から15秒後の時刻T4に撮影された屋外試験場の赤外線画像(ガスあり)である。時刻T3から時刻T4まで、太陽光が雲で遮られた状態が継続されているので、時刻T4は、時刻T3と比べて背景の温度が下がっている。   The infrared image G1 is an infrared image of the outdoor test site taken at time T1 immediately before the sunlight is blocked by the cloud. The infrared image G2 is an infrared image (with gas) of the outdoor test site taken at time T2, which is 5 seconds after the time T1. At time T2, the sunlight is blocked by the clouds, so the background temperature is lower than at time T1. The image G3 is an infrared image (with gas) of the outdoor test site taken at time T3, which is 10 seconds after the time T1. From the time T2 to the time T3, the state where the sunlight is blocked by the cloud continues, so that the background temperature is lower at the time T3 than at the time T2. The image G4 is an infrared image (with gas) of the outdoor test site taken at time T4, which is 15 seconds after the time T1. From time T3 to time T4, the state in which the sunlight is blocked by the cloud continues, so at time T4, the background temperature is lower than at time T3.

図8(A),(B)のグラフに、屋外試験場の2つの地点SP1,SP2での温度変化をそれぞれ示す。各グラフにおいて、縦軸は温度を示しており、横軸はフレーム数を示している。フレームレートは30fpsである。よって、第45フレームから第495フレームまでの時間は15秒となる。   The graphs of FIGS. 8A and 8B show the temperature changes at the two points SP1 and SP2 of the outdoor test site, respectively. In each graph, the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents the number of frames. The frame rate is 30 fps. Therefore, the time from the 45th frame to the 495th frame is 15 seconds.

図8(A)に示すように、時刻T1から時刻T2までの間の時刻に、地点SP1でガスの噴出を開始させている。そのため、例えば破線領域で示す範囲から分かるように、地点SP1の温度変化を示すグラフ(A)と地点SP2の温度変化を示すグラフ(B)とは異なっている。地点SP2ではガスが噴出していないので、地点SP2の温度変化は背景の温度変化のみを示している。これに対して、地点SP1では、ガスが噴出しているので、地点SP1にはガスが漂っている。このため、地点SP1の温度変化は、背景の温度変化と漏れたガスによる温度変化とを加算した温度変化を示している。   As shown in FIG. 8A, the ejection of gas is started at the point SP1 during the time from the time T1 to the time T2. Therefore, for example, as can be seen from the range indicated by the broken line area, the graph (A) showing the temperature change at the point SP1 and the graph (B) showing the temperature change at the point SP2 are different. Since gas is not ejected at the point SP2, the temperature change at the point SP2 shows only the background temperature change. On the other hand, at the point SP1, the gas is ejected, so the gas is floating at the point SP1. Therefore, the temperature change at the point SP1 indicates the temperature change obtained by adding the background temperature change and the temperature change due to the leaked gas.

図8(B)に示すように、時刻T1から時刻T4までの15秒間で背景の温度は約4℃下がっている。このため、図7に示すように、画像G4は画像G1と比べて全体的に暗く(つまり濃く)なっており、背景の温度が低下していることが分かる。しかし、地点SP1で噴出したガスによる温度変化はわずかであり、0.5℃もないことが分かる。このため、時刻T2,時刻T3,時刻T4では、地点SP1でガスが噴出しているが、噴出したガスによる温度変化よりも、背景の温度変化の方がはるかに大きいので、画像G2,画像G3,画像G4を見ても地点SP1からガスが出ている様子は分からない。   As shown in FIG. 8B, the background temperature is lowered by about 4 ° C. in 15 seconds from time T1 to time T4. Therefore, as shown in FIG. 7, it can be seen that the image G4 is darker (that is, darker) as a whole than the image G1 and the background temperature is lowered. However, it can be seen that the temperature change due to the gas ejected at the point SP1 is slight and is not even 0.5 ° C. For this reason, at time T2, time T3, and time T4, the gas is ejected at the point SP1, but since the background temperature change is much larger than the temperature change due to the ejected gas, images G2 and G3 are generated. The image G4 does not show how the gas is coming out from the point SP1.

図8(A),(B)に示すグラフからは、地点SP1でガスが噴出していることが分かる(すなわち、地点SP1でガス漏れが発生していることが分かる)。しかし、上述したように、図7に示す赤外線画像からは、地点SP1でガスが噴出していることは分からない(すなわち、地点SP1でガス漏れが発生していることが分からない)。そこで、背景の温度変化を考慮して赤外線画像を画像処理することにより、ガスが漏れている様子を画像で示すことができるようにする。つまり、ガスの存在に伴うわずかな温度変化成分(周波数成分)を、以下に説明する手法で取り出す。   From the graphs shown in FIGS. 8A and 8B, it can be seen that the gas is ejected at the point SP1 (that is, it is understood that the gas leakage is generated at the point SP1). However, as described above, it is not known from the infrared image shown in FIG. 7 that gas is ejected at the point SP1 (that is, it is not known that gas is leaked at the point SP1). Therefore, the infrared image is image-processed in consideration of the temperature change of the background, so that the state in which the gas is leaked can be shown by the image. That is, a slight temperature change component (frequency component) due to the presence of gas is extracted by the method described below.

図9に、ガス領域抽出(図5及び図6の#10)の処理フローの一例を示す。背景温度変化に相当するデータ作成のための低周波抽出用時間平均化処理(図9の#11)として前後21フレームでの平均化を行い、高周波抽出用時間平均化処理として前後3フレームでの平均化を行う(図9の#14)。図10のグラフに、時間平均化処理(図9の#11,#14)が施されたデータを示す。図10中、元データ(図8(A))を一点鎖線で示し、前後3フレームで時間平均化処理(図9の#14)されたデータ(Ave3)を実線で示し、前後21フレームで時間平均化処理(図9の#11)されたデータ(Ave21)を破線で示す。   FIG. 9 shows an example of the processing flow of gas region extraction (# 10 in FIGS. 5 and 6). As the low-frequency extraction time averaging process (# 11 in FIG. 9) for creating data corresponding to the background temperature change, averaging in 21 frames before and after was performed, and as high-frequency extraction time averaging process in 3 frames before and after. Averaging is performed (# 14 in FIG. 9). The graph of FIG. 10 shows the data subjected to the time averaging process (# 11, # 14 in FIG. 9). In FIG. 10, the original data (FIG. 8 (A)) is shown by a dashed-dotted line, the data (Ave3) subjected to the time averaging processing (# 14 in FIG. 9) is shown by a solid line in the three frames before and after, and the time is shown in 21 frames before and after. The data (Ave21) subjected to the averaging process (# 11 in FIG. 9) is indicated by a broken line.

さらに、それぞれ元データとの差分を取ると(図9の#12,#15)、図11(A),(B)のグラフに示すような波形データが得られる。図11(A)のグラフは、前後21フレームで低周波抽出用時間平均化処理(図9の#11)されたデータ(Ave21)と元データ(図8(A))とで差分処理(図9の#12)が施されたデータ(元−Ave21)を示しており、図11(B)のグラフは、前後3フレームで高周波抽出用時間平均化処理(図9の#14)されたデータ(Ave3)と元データ(図8(A))とで差分処理(図9の#15)が施されたデータ(元−Ave3)を示している。   Further, by taking the difference from the original data (# 12, # 15 in FIG. 9), waveform data as shown in the graphs of FIGS. 11A and 11B can be obtained. In the graph of FIG. 11A, the difference processing (FIG. 8A) between the data (Ave21) subjected to the time averaging process for low frequency extraction (# 11 in FIG. 9) and the original data (FIG. 8A) in the 21 frames before and after is shown. 9 shows the data subjected to # 12) (source-Ave21), and the graph of FIG. 11B shows the data subjected to the high-frequency extraction time averaging process (# 14 of FIG. 9) in the three frames before and after. 9 shows data (original-Ave3) that has been subjected to difference processing (# 15 in FIG. 9) between (Ave3) and original data (FIG. 8A).

図11(A)から分かるように、90フレーム目を超えたあたりからガスが出ている。しかし、図11(B)の波形データは非常に高周波の成分のみを取りだした波形であるため、ガスのゆらゆらする揺らぎ成分に相当する周波数の情報は含まれておらず、ガス噴出前後であまり変化なく見えることが分かる。すなわち、高周波抽出用時間平均化処理データと元データとの差分では、センサーノイズ等の高周波だけが抽出され、ガスは抽出されない。言い換えると、図11(A)の波形データはガスとセンサーノイズ等の高周波ノイズ成分の加算された波形であり、図11(B)の波形データはセンサーノイズ等の高周波ノイズのみの波形である。しかし、両波形のノイズ成分同士は完全な相関があるわけではないので、図11(A),(B)の波形のまま差分を取っても、ノイズ成分を除去することはできない(ノイズの波形レベルでの減算は、加算するのと実質同じように働き、ノイズ波形は残る。)。   As can be seen from FIG. 11 (A), gas is emitted from around the 90th frame. However, since the waveform data of FIG. 11B is a waveform in which only a very high frequency component is extracted, the information of the frequency corresponding to the fluctuating fluctuation component of the gas is not included, and changes greatly before and after the gas ejection. You can see that there is no. That is, in the difference between the time averaging processed data for high frequency extraction and the original data, only high frequencies such as sensor noise are extracted and gas is not extracted. In other words, the waveform data of FIG. 11 (A) is a waveform in which gas and high frequency noise components such as sensor noise are added, and the waveform data of FIG. 11 (B) is a waveform of only high frequency noise such as sensor noise. However, since the noise components of both waveforms do not have a perfect correlation, the noise components cannot be removed even if the difference is taken with the waveforms of FIGS. 11 (A) and 11 (B) (noise waveform Subtraction at level works much like adding, leaving a noise waveform.)

そこで、図11(A),(B)に示す2種類の波形(元−Ave21,元−Ave3)に対して、前後21フレームで標準偏差を算出する(図9の#13,#16)。図12において実線は元−Ave21の標準偏差stdev21を、破線は元−Ave3の標準偏差stdev3をそれぞれ示している。さらに、標準偏差stdev21と標準偏差stdev3との差分値Stdev21−3を算出する(図9の#17)。図13が標準偏差の差分値Stdev21−3を示している。図13から、ガスの出ていない90フレーム目までは、ほぼ0に近い値に補正できていることが分かる。つまり、標準偏差を取ることにより途中で絶対値を取るような効果をもつ処理を挟み、それによって実際に高周波ノイズ成分を減算できるようにしている。この処理を画像全体に対して行った例を、図14〜図16に示す。   Therefore, the standard deviation is calculated in 21 frames before and after the two types of waveforms (source-Ave21, source-Ave3) shown in FIGS. 11A and 11B (# 13 and # 16 in FIG. 9). In FIG. 12, the solid line indicates the standard deviation stdev21 of the original −Ave21, and the broken line indicates the standard deviation stdev3 of the original −Ave3. Further, the difference value Stdev21-3 between the standard deviation stdev21 and the standard deviation stdev3 is calculated (# 17 in FIG. 9). FIG. 13 shows the standard deviation difference value Stdev21-3. It can be seen from FIG. 13 that the value can be corrected to a value close to 0 up to the 90th frame where no gas is emitted. That is, the processing having the effect of taking the absolute value by taking the standard deviation is sandwiched so that the high frequency noise component can be actually subtracted. 14 to 16 show examples in which this processing is performed on the entire image.

図14は21フレーム平均Ave21と元データとの差分の標準偏差stdev21(図9の#13)を5000倍した表示画像を示す標準偏差画像図であり、図15は3フレーム平均Ave3と元データとの差分の標準偏差stdev3(図9の#16)を5000倍した表示画像を示す標準偏差画像図である。図16は標準偏差の差分Stdev21−3(図9の#17)を5000倍した表示画像を示す標準偏差の差分画像図である。図16に示す画像に画像処理で漏洩源特定処理を施すことによって、漏洩ガスPGの漏洩箇所を得ることができる。   FIG. 14 is a standard deviation image diagram showing a display image obtained by multiplying the standard deviation stdev21 (# 13 in FIG. 9) of the difference between the 21-frame average Ave21 and the original data by 5000, and FIG. 15 shows the 3-frame average Ave3 and the original data. FIG. 10 is a standard deviation image diagram showing a display image obtained by multiplying the standard deviation stdev3 (# 16 in FIG. 9) of the difference by 5000 times. FIG. 16 is a standard deviation difference image diagram showing a display image in which the standard deviation difference Stdev21-3 (# 17 in FIG. 9) is multiplied by 5000. By performing leak source identification processing on the image shown in FIG. 16 by image processing, the leak location of the leak gas PG can be obtained.

次に、振動情報抽出部1による振動情報抽出処理を説明する。図17に、構造物STの一例を撮影した赤外線画像で示す。図17(B)は、図17(A)に示す撮像画面Io内に存在する部分領域PSを拡大したものである。図17(B)においてE1はエッジを含んだ領域であるエッジ部を示し、E0はエッジを含まない領域である非エッジ部を示している。   Next, the vibration information extraction processing by the vibration information extraction unit 1 will be described. FIG. 17 shows an infrared image of an example of the structure ST. FIG. 17 (B) is an enlarged view of the partial area PS existing in the image pickup screen Io shown in FIG. 17 (A). In FIG. 17B, E1 indicates an edge portion that is an area including an edge, and E0 indicates a non-edge portion that is an area that does not include an edge.

図18はエッジ部及び非エッジ部の温度変化を示している。具体的には、図18において太線は非エッジ部E0内の一画素の温度変化を示し、細線はエッジ部E1内のエッジに対応する一画素の温度変化を示している。図18のグラフから分かるように、非エッジ部では温度変化が小さい状況でも、エッジでは大きな温度変化が発生する。この温度変化が発生する原理を、図19を用いて説明する。図19はフレームF1とその1/30秒後のフレームF2でのエッジ部E1の上下近傍3画素の温度値を示している。フレームF1とフレームF2とでは、各画素に対応する構造物上の位置が、構造物の振動により下方に0.1画素ずれている。このため、フレームF1では中央の画素と最下の画素とで温度差が2℃あったのが、1/30秒後のフレームF2では、フレームF1における中央の画素と最下の画素との温度差2℃のうちの0.1画素分に相当する0.2℃分変化し、見かけ上温度変化があるように見える。したがって、前記ガス検知と同じ処理を行うと、図20に示すように、標準偏差の差分値はエッジに対応する画素では大きな値を示すことになる。一方、上述のように非エッジ部では構造物の振動により生じる温度変化は小さいので、エッジ部で大きな温度変化が検出され、その近傍の非エッジ部で温度変化が検出されなければ、構造物が振動していると分かる。このように、振動情報は、撮像画像に写りこんでいる構造物STのエッジに対応する画素の値の変化として取得することができる。   FIG. 18 shows changes in temperature at the edge portion and the non-edge portion. Specifically, in FIG. 18, the thick line shows the temperature change of one pixel in the non-edge portion E0, and the thin line shows the temperature change of one pixel corresponding to the edge in the edge portion E1. As can be seen from the graph of FIG. 18, even if the temperature change is small in the non-edge portion, a large temperature change occurs in the edge. The principle of this temperature change will be described with reference to FIG. FIG. 19 shows temperature values of three pixels in the upper and lower neighborhoods of the edge portion E1 in the frame F1 and the frame F2 1/30 seconds after that. In the frame F1 and the frame F2, the position on the structure corresponding to each pixel is shifted downward by 0.1 pixel due to the vibration of the structure. Therefore, in the frame F1, the temperature difference between the center pixel and the bottom pixel was 2 ° C., but in the frame F2 after 1/30 seconds, the temperature between the center pixel and the bottom pixel in the frame F1 was increased. The difference changes by 0.2 ° C. corresponding to 0.1 pixel of 2 ° C., and it seems that there is a temperature change. Therefore, if the same process as the gas detection is performed, the difference value of the standard deviations will be large in the pixel corresponding to the edge, as shown in FIG. On the other hand, since the temperature change caused by the vibration of the structure is small in the non-edge portion as described above, a large temperature change is detected in the edge portion, and if the temperature change is not detected in the non-edge portion in the vicinity thereof, the structure is You can see that it is vibrating. In this way, the vibration information can be acquired as a change in the value of the pixel corresponding to the edge of the structure ST reflected in the captured image.

図20(A)は、図13のグラフに対応しており、構造物STのエッジ部E1の画素と非エッジ部E0の画素について標準偏差データの差分処理(図9の#17)が施されたデータStdev21−3を示している。図20(B)はエッジ部E1及び非エッジ部E0を含む領域PSの拡大図であり、図20(C)は領域PS内の全画素の標準偏差の差分値Stdev21−3の8.33秒間の平均値を示す画像であり、図20(D)は図20(C)の画像を2値化した画像である。   20A corresponds to the graph of FIG. 13, and the difference processing (# 17 in FIG. 9) of the standard deviation data is applied to the pixels of the edge portion E1 and the pixels of the non-edge portion E0 of the structure ST. Data Stdev21-3 is shown. 20B is an enlarged view of the region PS including the edge portion E1 and the non-edge portion E0, and FIG. 20C is the differential value Stdev21-3 of the standard deviations of all pixels in the region PS of 8.33 seconds. 20 (D) is an image showing the average value of, and FIG. 20 (D) is an image obtained by binarizing the image of FIG. 20 (C).

振動量を示す評価値として、例えば標準偏差の差分値Stdev21−3の所定時間の平均値を用いるものとする。この平均値を画像化した例を示しているのが図20(C)である。さらに、図20(D)に示すように、その値を適当な閾値で2値化し、閾値を超えた画素数をカウントし、振動量の評価値としてもよい。振動が大きいほど、影響の出る画素数も増加する。したがって、振動情報を、撮像画像に写りこんでいる構造物の画素値(温度)変化を示す画素数として取得するようにしてもよい。また、この標準偏差の差分値の代わりに、高周波成分を減算する処理前の「前後21フレームで平均化との差の標準偏差」(図12の大きい値)を用いるようにしても構わない。   As the evaluation value indicating the vibration amount, for example, the average value of the standard deviation difference value Stdev21-3 for a predetermined time is used. FIG. 20C shows an example in which this average value is imaged. Further, as shown in FIG. 20 (D), the value may be binarized with an appropriate threshold value, and the number of pixels exceeding the threshold value may be counted and used as the vibration amount evaluation value. The larger the vibration, the more the number of pixels affected. Therefore, the vibration information may be acquired as the number of pixels indicating a pixel value (temperature) change of the structure reflected in the captured image. Further, instead of the difference value of the standard deviation, “standard deviation of difference from averaging in 21 frames before and after processing” (large value in FIG. 12) before the process of subtracting the high frequency component may be used.

次に、本発明に係る構造物異常診断装置による異常診断処理の例を説明する。図3のフローチャートに、構造物異常診断装置10A(図1)による第1の処理工程例を示す。構造物異常診断装置10Aへの入力画像は、振動情報抽出部1に入力される。振動情報抽出部1では、入力画像を微分処理することにより入力画像に存在するエッジを抽出する(#30)。抽出したエッジごとに振動情報を数値化し(#32)、エッジの場所と数値化した振動情報を情報蓄積部2に蓄積記録する(#34)。この場合、記録する振動情報としては、標準偏差の差分値Stdev21−3の所定時間の平均値が好ましい。そして、抽出したエッジごとに振動情報と蓄積情報中の同じ場所の振動情報とを比較し、相違があれば異常振動ありと判定して異常検知処理を行う(#36)。異常振動ありと判定された場所の振動情報を記録し(#38)、異常診断結果を出力する(#40)。なお、振動情報の数値化や記録は、入力画像の全画素について行ってもよい。   Next, an example of abnormality diagnosis processing by the structure abnormality diagnosis device according to the present invention will be described. The flowchart of FIG. 3 shows a first processing step example by the structure abnormality diagnosis device 10A (FIG. 1). The input image to the structure abnormality diagnosis device 10A is input to the vibration information extraction unit 1. The vibration information extraction unit 1 extracts edges existing in the input image by differentiating the input image (# 30). The vibration information is digitized for each extracted edge (# 32), and the location of the edge and the digitized vibration information are stored and recorded in the information storage unit 2 (# 34). In this case, the vibration information to be recorded is preferably the average value of the standard deviation difference value Stdev21-3 for a predetermined time. Then, for each extracted edge, the vibration information is compared with the vibration information at the same location in the accumulated information, and if there is a difference, it is determined that there is abnormal vibration and abnormality detection processing is performed (# 36). The vibration information of the place determined to have the abnormal vibration is recorded (# 38), and the abnormality diagnosis result is output (# 40). The vibration information may be digitized or recorded for all pixels of the input image.

図4のフローチャートに、構造物異常診断装置10A(図1)による第2の処理工程例を示す。この第2処理工程例では、撮影画像をオペレーターがモニター画面で確認して、振動を監視する領域を指定する。構造物異常診断装置10Aへの入力画像は、振動情報抽出部1に入力される。振動情報抽出部1では、指定された領域ごとに振動情報を数値化し(#42)、領域の場所と数値化した振動情報を情報蓄積部2に蓄積記録する(#44)。この場合、記録する振動情報としては、領域内の各画素の標準偏差の差分値Stdev21−3の所定時間の平均値でもよいが、標準偏差の差分値Stdev21−3の所定時間の平均値が所定の閾値を越えた、当該領域内の画素の数でもよい。そして、指定した領域ごとに振動情報と蓄積情報中の同じ領域の振動情報とを比較し、相違があれば異常振動ありと判定して異常検知処理を行う(#46)。異常振動ありと判定された領域を記録し(#48)、異常診断結果を出力する(#50)。   The flowchart of FIG. 4 shows a second processing step example by the structure abnormality diagnosis device 10A (FIG. 1). In this second processing step example, the operator confirms the photographed image on the monitor screen and designates the area for monitoring the vibration. The input image to the structure abnormality diagnosis device 10A is input to the vibration information extraction unit 1. The vibration information extraction unit 1 digitizes the vibration information for each designated area (# 42), and accumulates and records the location of the area and the digitized vibration information in the information storage unit 2 (# 44). In this case, the vibration information to be recorded may be the average value of the standard deviation difference value Stdev21-3 of each pixel in the region for a predetermined time, but the standard deviation difference value Stdev21-3 for the predetermined time is predetermined. It may be the number of pixels in the region that exceeds the threshold value of. Then, for each designated area, the vibration information is compared with the vibration information of the same area in the accumulated information, and if there is a difference, it is determined that there is abnormal vibration and abnormality detection processing is performed (# 46). The area determined to have abnormal vibration is recorded (# 48), and the abnormality diagnosis result is output (# 50).

図5のフローチャートに、構造物異常診断装置10B(図2)による第1の処理工程例を示す。構造物異常診断装置10Bへの入力画像は、ガス分布抽出部4と振動情報抽出部1に入力される。ガス分布抽出部4では、ガス分布情報が抽出される(#10)。ガスの存在が確認されれば、画像処理を用いてガスの漏洩源特定処理が行われ、算出されたガス漏洩箇所が記録される(#20)。また、抽出した結果は外部に出力されることで有効活用される(#19)。例えば、出力先をガス漏洩警報装置5とすれば、ガス分布情報に基づいて警報が発報される。   The flowchart of FIG. 5 shows a first processing step example by the structure abnormality diagnosis device 10B (FIG. 2). The input image to the structure abnormality diagnosis device 10B is input to the gas distribution extraction unit 4 and the vibration information extraction unit 1. The gas distribution information is extracted by the gas distribution extraction unit 4 (# 10). If the presence of gas is confirmed, gas leakage source identification processing is performed using image processing, and the calculated gas leakage location is recorded (# 20). Further, the extracted result is effectively utilized by being output to the outside (# 19). For example, if the output destination is the gas leakage warning device 5, the warning is issued based on the gas distribution information.

一方、振動情報抽出部1では、図3のステップ#30〜#36と同じ処理により、異常検知処理を行う。そして、ガス漏洩箇所と、異常振動ありと判定された領域の振動情報と、を対応づけて記録し(#52)、異常診断結果を出力する(#54)。   On the other hand, the vibration information extraction unit 1 performs the abnormality detection process by the same process as steps # 30 to # 36 of FIG. Then, the gas leakage location and the vibration information of the area determined to have the abnormal vibration are recorded in association with each other (# 52), and the abnormality diagnosis result is output (# 54).

図6のフローチャートに、構造物異常診断装置10B(図2)による第2の処理工程例を示す。構造物異常診断装置10Bへの入力画像は、ガス分布抽出部4と振動情報抽出部1に入力される。ガス分布抽出部4では、図5のステップ#10〜#20と同じ処理が行われ、ガス漏洩箇所が記録される。   The flowchart of FIG. 6 shows a second processing step example by the structure abnormality diagnosis device 10B (FIG. 2). The input image to the structure abnormality diagnosis device 10B is input to the gas distribution extraction unit 4 and the vibration information extraction unit 1. The gas distribution extraction unit 4 performs the same processing as steps # 10 to # 20 of FIG. 5 and records the gas leakage location.

一方、振動情報抽出部1では、図4のステップ#42〜#46と同じ処理により、異常検知処理を行う。そして、ガス漏洩箇所と、異常振動ありと判定された領域と、を対応づけて記録し(#56)、異常診断結果を出力する(#58)。   On the other hand, the vibration information extraction unit 1 performs the abnormality detection process by the same process as steps # 42 to # 46 of FIG. Then, the gas leakage location and the area determined to have the abnormal vibration are recorded in association with each other (# 56), and the abnormality diagnosis result is output (# 58).

振動情報の記録方法としては(図3の#34等)、画素ごとに振動量を記録する、という方法もあるが、画面内の一部の領域のみで振動が検出された場合には、領域の場所と当該領域としての振動情報とを記録する方が、のちに異常振動解析を行う場合に有用である。図21に振動が検知された領域(以下、振動検知領域SAと記す)の記録方法の具体例を示す。図21(A)は撮影画像の部分領域PS内の振動検知領域SAを表しており、この振動検知領域SAを記録する方法を、図21(B)〜(D)が示している。   As a method of recording the vibration information (# 34 in FIG. 3 and the like), there is a method of recording the vibration amount for each pixel. However, when the vibration is detected in only a part of the screen, the area is recorded. It is more useful to record the location and the vibration information as the area when the abnormal vibration analysis is performed later. FIG. 21 shows a specific example of a recording method of a region where vibration is detected (hereinafter referred to as vibration detection region SA). FIG. 21A shows a vibration detection area SA in the partial area PS of the captured image, and FIGS. 21B to 21D show a method of recording the vibration detection area SA.

図21(B)に示す記録方法では、振動が検出された振動検知領域SAを取り囲む複数の点の座標の組からなる座標点SBとして、振動検知領域SAを記録する。図21(C)に示す記録方法では、振動が検出された振動検知領域SAの重心を中心とし、かつ、振動検知領域SAに外接する外接円SCとして、振動検知領域SAを記録する。図21(D)に示す記録方法では、振動が検出された振動検知領域SAに外接する外接長方形SDの座標及び傾き(角度θ)として、振動検知領域SAを記録する。振動検知領域SAの振動情報としては、振動検知領域SA内の各画素の標準偏差の差分値Stdev21−3の所定時間の平均値を振動検知領域SAの全域で平均した値や、標準偏差の差分値Stdev21−3の所定時間の平均値が閾値を越えた、振動検知領域SA内の画素の数が好ましい。   In the recording method shown in FIG. 21 (B), the vibration detection area SA is recorded as a coordinate point SB composed of a set of coordinates of a plurality of points surrounding the vibration detection area SA in which vibration is detected. In the recording method shown in FIG. 21C, the vibration detection area SA is recorded as a circumscribing circle SC centered on the center of gravity of the vibration detection area SA in which vibration is detected and circumscribing the vibration detection area SA. In the recording method shown in FIG. 21D, the vibration detection area SA is recorded as the coordinates and the inclination (angle θ) of the circumscribing rectangle SD circumscribing the vibration detection area SA where the vibration is detected. As the vibration information of the vibration detection area SA, a value obtained by averaging the average value of the difference value Stdev21-3 of the standard deviation of each pixel in the vibration detection area SA for a predetermined time over the entire vibration detection area SA, or the difference between the standard deviations The number of pixels in the vibration detection area SA in which the average value of the value Stdev21-3 for a predetermined time exceeds the threshold value is preferable.

振動情報と蓄積情報とを比較する際には同じ領域の情報同士を比較するが(図3〜図6の#60)、その際、蓄積されている同じ領域のデータを全部抽出して比較対象とする場合と、ほぼ同じ時刻のデータだけを抽出して比較対象とする場合と、がある。前者は振動の仕方に時刻依存性が無いことが予想される場合に有効である。後者は、振動の仕方に時刻依存性がある場合(例えば、定期的な機械振動が他の場所から加えられる等)で、その影響を排除したい場合や、逆に定期的な機械振動が加えられた状態での振動の異常を検知したい場合等に有効である。   When comparing the vibration information and the accumulated information, the information in the same area is compared with each other (# 60 in FIGS. 3 to 6), but at that time, all the accumulated data in the same area are extracted and compared. And there is a case where only the data at almost the same time is extracted for comparison. The former is effective when it is expected that the way of vibration does not depend on time. The latter is when there is time dependency in the way of vibration (for example, periodic mechanical vibration is added from other places), and when you want to eliminate the effect, or conversely, periodic mechanical vibration is added. This is effective when you want to detect vibration abnormalities in a closed state.

異常検知処理の出力例としては、
・異常検知したことを示すデータを蓄積情報に追加して記録すること、
・異常検知したことを監視装置に表示すること、
・異常検知したことを監視装置に表示し、警報を出すこと、
等が挙げられる。なお、以上の説明では振動情報が振動の振幅に関する情報である場合を説明したが、振動の周波数を振動情報として用いてもよい。
As an output example of the abnormality detection process,
-Adding data indicating that an abnormality has been detected to the accumulated information and recording it,
・ Displaying the detected abnormality on the monitoring device,
・ Displaying that an abnormality has been detected on the monitoring device and issuing an alarm,
Etc. In the above description, the case where the vibration information is information on the amplitude of vibration has been described, but the frequency of vibration may be used as the vibration information.

以上の説明から分かるように、上述した各実施の形態には以下の特徴的な構成(C1)〜(C7)等が含まれている。   As can be seen from the above description, each of the above-described embodiments includes the following characteristic configurations (C1) to (C7).

(C1):構造物を撮像した撮像画像から画像内に写りこんでいる構造物の振動情報を抽出する振動情報抽出部と、
前記振動情報を複数時刻分取得して蓄積する情報蓄積部と、
前記情報蓄積部によって蓄積された振動情報を用いて前記構造物の異常状態診断を行い、その診断結果を出力する異常状態診断部と、
を有することを特徴とする構造物異常診断装置。
(C1): a vibration information extraction unit that extracts the vibration information of the structure reflected in the image from the captured image of the structure,
An information storage unit that acquires and stores the vibration information for a plurality of times,
An abnormal state diagnosis unit that performs an abnormal state diagnosis of the structure using the vibration information accumulated by the information accumulation unit, and outputs the diagnosis result,
A structure abnormality diagnosis device comprising:

(C2):上記構成(C1)において、前記撮像画像から撮像している空間内に存在するガスの分布情報を抽出するガス分布抽出部をさらに有し、前記情報蓄積部が、前記ガス分布抽出部によって抽出されたガスの空間分布情報と前記構造物異常状態診断結果とを対応づけた情報をさらに蓄積する構成。   (C2): In the above configuration (C1), the information storage unit further includes a gas distribution extraction unit that extracts distribution information of gas existing in the space captured from the captured image, and the information storage unit includes the gas distribution extraction unit. A configuration for further accumulating information in which the spatial distribution information of the gas extracted by the section and the structural abnormal condition diagnosis result are associated with each other.

(C3):構造物を撮像した撮像画像から画像内に写りこんでいる構造物の振動情報を抽出し、前記振動情報を複数時刻分取得して蓄積し、蓄積された振動情報を用いて前記構造物の異常状態診断を行い、その診断結果を出力することを特徴とする構造物異常検知方法。   (C3): The vibration information of the structure reflected in the image is extracted from the captured image of the structure, the vibration information is acquired and accumulated for a plurality of times, and the accumulated vibration information is used to store the vibration information. A method for detecting an abnormality in a structure, which comprises diagnosing an abnormal state of a structure and outputting the diagnosis result.

(C4):構造物を撮像した撮像画像から画像内に写りこんでいる構造物の振動情報を抽出する処理と、前記振動情報を複数時刻分取得して蓄積する処理と、蓄積された振動情報を用いて前記構造物の異常状態診断を行い、その診断結果を出力する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする構造物異常診断プログラム。   (C4): a process of extracting vibration information of the structure reflected in the image from a captured image of the structure, a process of acquiring and accumulating the vibration information for a plurality of times, and the accumulated vibration information. A program for diagnosing abnormalities in a structure, which causes a computer to execute a process of diagnosing an abnormal state of the structure and outputting the diagnosis result.

(C5):上記構成(C1)〜(C4)における前記振動情報を、前記撮像画像に写りこんでいる構造物のエッジ部の画素値の変化として取得する構成。   (C5): A configuration in which the vibration information in the configurations (C1) to (C4) is acquired as a change in the pixel value of the edge portion of the structure reflected in the captured image.

(C6):上記構成(C1)〜(C4)における前記振動情報を、前記撮像画像に写りこんでいる構造物の画素値の変化を示す画素数として取得する構成。   (C6): A configuration in which the vibration information in the configurations (C1) to (C4) is acquired as the number of pixels indicating a change in the pixel value of the structure reflected in the captured image.

(C7):上記構成(C1)〜(C6)において、前記情報蓄積部によって蓄積された振動情報の中から、同じ時刻の振動情報を抽出し、抽出された振動情報を用いて前記構造物の異常状態診断を行い、その診断結果を出力する構成。   (C7): In the above configurations (C1) to (C6), the vibration information at the same time is extracted from the vibration information stored by the information storage unit, and the extracted vibration information is used to construct the structure. A configuration that diagnoses abnormal conditions and outputs the diagnostic results.

上述した各実施の形態から分かるように、構造物異常診断装置の実施の形態によれば、蓄積しておいた情報と抽出した振動情報とを用いて構造物STの異常状態診断を行い、その診断結果を出力する構成になっているため、構造物STに異常が起きたときの振動状態をあらかじめ把握することなしに、撮像画像の振動情報から構造物STが異常な状態にあるかどうかを診断することが可能である。したがって、これまでの経験では予想もできないような異常状態の検知が可能となる。これは上記構造物異常検知方法や構造物異常診断プログラムを用いた場合でも同様である。   As can be seen from the above-described embodiments, according to the embodiment of the structure abnormality diagnosis device, the abnormal state diagnosis of the structure ST is performed using the accumulated information and the extracted vibration information, and Since the diagnostic result is output, whether or not the structure ST is in an abnormal state can be determined from the vibration information of the captured image without grasping the vibration state when the structure ST is abnormal. It is possible to diagnose. Therefore, it is possible to detect an abnormal state that cannot be predicted based on previous experience. This is the same even when the above-described structure abnormality detection method or structure abnormality diagnosis program is used.

そして、漏洩ガスPGの空間分布が信号の強弱として写りこんだ撮像画像を用いて、漏洩ガスPGの空間分布と構造物STの振動情報を抽出することにより、ガス漏洩検出と異常振動検出を同時に行うことが可能となり、また、振動センサーを多数設ける必要がなくなるため、設置コスト,保守管理コスト等を削減でき、回線接続の煩雑さが解消される。さらに、ガス漏洩検出結果と振動異常状態の検知結果とを対応づけて記録することにより、予知保全のデータとしての活用が可能となる。   Then, the spatial distribution of the leaked gas PG and the vibration information of the structure ST are extracted using the captured image in which the spatial distribution of the leaked gas PG is reflected as the strength of the signal, so that the gas leak detection and the abnormal vibration detection are performed at the same time. Moreover, since it is not necessary to provide a large number of vibration sensors, installation cost, maintenance cost, etc. can be reduced, and the complexity of line connection can be eliminated. Further, by recording the gas leak detection result and the vibration abnormal state detection result in association with each other, it is possible to utilize the data as predictive maintenance data.

1 振動情報抽出部
2 情報蓄積部
3 異常状態診断部
4 ガス分布抽出部
5 ガス漏洩警報装置
10A,10B 構造物異常診断装置
G1〜G4 赤外線画像(撮像画像)
Io 撮像画面
PG 漏洩ガス
SA 振動検知領域
SB 座標点
SC 外接円
SD 外接長方形
E0 非エッジ部
E1 エッジ部
ST 構造物
1 Vibration Information Extraction Section 2 Information Storage Section 3 Abnormal State Diagnosis Section 4 Gas Distribution Extraction Section 5 Gas Leakage Warning Device 10A, 10B Structural Abnormality Diagnosis Device G1 to G4 Infrared Image (Captured Image)
Io Imaging screen PG Leakage gas SA Vibration detection area SB Coordinate point SC Outer circle SD Outer rectangle E0 Non-edge portion E1 Edge portion ST Structure

Claims (5)

構造物を撮像した撮像画像から画像内に写りこんでいる構造物の振動情報を抽出する振動情報抽出部と、
前記振動情報を複数時刻分取得して蓄積する情報蓄積部と、
前記情報蓄積部によって蓄積された振動情報を用いて前記構造物の異常状態診断を行い、その診断結果を出力する異常状態診断部と、
を有する構造物異常診断装置。
A vibration information extraction unit that extracts the vibration information of the structure reflected in the image from the captured image of the structure,
An information storage unit that acquires and stores the vibration information for a plurality of times,
An abnormal state diagnosis unit that performs an abnormal state diagnosis of the structure using the vibration information accumulated by the information accumulation unit, and outputs the diagnosis result,
Structure abnormality diagnosis device having.
前記撮像画像から撮像している空間内に存在するガスの分布情報を抽出するガス分布抽出部をさらに有し、前記情報蓄積部が、前記ガス分布抽出部によって抽出されたガスの空間分布情報と前記構造物異常状態診断結果とを対応づけた情報をさらに蓄積する請求項1記載の構造物異常診断装置。   The information distribution unit further includes a gas distribution extraction unit that extracts distribution information of gas existing in the space being imaged from the captured image, and the information storage unit stores the spatial distribution information of the gas extracted by the gas distribution extraction unit. The structure abnormality diagnosis apparatus according to claim 1, further storing information in which the structure abnormality state diagnosis result is associated with each other. 前記振動情報を、前記撮像画像に写りこんでいる構造物のエッジ部の画素値の変化として取得する請求項1又は2記載の構造物異常診断装置。   The structure abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein the vibration information is acquired as a change in a pixel value of an edge portion of the structure reflected in the captured image. 前記振動情報を、前記撮像画像に写りこんでいる構造物の画素値の変化を示す画素数として取得する請求項1又は2記載の構造物異常診断装置。   The structure abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein the vibration information is acquired as the number of pixels indicating a change in pixel value of the structure reflected in the captured image. 前記情報蓄積部によって蓄積された振動情報の中から、同じ時刻の振動情報を抽出し、抽出された振動情報を用いて前記構造物の異常状態診断を行い、その診断結果を出力する請求項1〜4のいずれか1項に記載の構造物異常診断装置。   The vibration information at the same time is extracted from the vibration information accumulated by the information accumulating unit, the abnormal state diagnosis of the structure is performed using the extracted vibration information, and the diagnosis result is output. The structure abnormality diagnosis device according to any one of items 1 to 4.
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