TW202033956A - 鋼筋混凝土構造物評估裝置、方法、及程式 - Google Patents

鋼筋混凝土構造物評估裝置、方法、及程式 Download PDF

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森田英明
瀧陽子
小澤幸雄
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日商巨設地工透視科技股份有限公司
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Abstract

獲取部（12）獲取於鋼筋混凝土構造物之表面之各位置，以與各位置對應之像素之像素值表示自表面向鋼筋混凝土構造物之內部方向照射之電磁波之反射波之強度之反射波強度圖像。設定部（14）於所獲取之反射波強度圖像中，設定評估對象之範圍。運算部（16）對反射波強度圖像中之像素值，運算與設定之範圍對應之各種的統計指標。評估部（18）使用運算所得之值，評估鋼筋混凝土構造物之劣化損傷程度。

Description

鋼筋混凝土構造物評估裝置、方法、及程式
本發明之技術係關於一種鋼筋混凝土構造物評估裝置、方法、及程式，尤其關於一種評估鋼筋混凝土構造物內部之劣化損傷程度之鋼筋混凝土構造物評估裝置、方法、及程式。
現今，進行藉由運用電磁波之圖像診斷評估作為道路橋之路面構造體之鋼筋混凝土底板內部之劣化損傷程度。
例如，提出如下探查鋼底板鋪裝之損傷之方法，即，自探査對象面之上方向探査對象面下照射電磁波，檢測該電磁波之多重反射波資料，即便超過最初之鋼底板反射波之檢測時刻，亦可將經過相當於反射波之行程全長之時間後檢測所得之反射波視為虛擬探査深度面中之反射波或經過該行程之鋪裝通過波，對觀測波按虛擬深度藉由背景相減處理而去除雜訊，對損傷部位進行分離觀察，進而，將複數個按不同之虛擬深度檢測所得之反射波之反射波強度之最大值設為疊加處理值，於根據疊加處理後之反射波強度製成之疊加水平面圖像中按損傷度等級顯示呈現鋪裝損傷部（例如，日本專利特開2015-215332號公報）。
[發明所欲解決之課題]
然而，習知技術中之圖像診斷係專業技術者觀察圖像，相對地判定鋼筋混凝土底板之健全部與劣化部，且是專業技術者以外，難以掌握之定性評估。
本發明之技術係鑒於上述方面而完成者，其目的在於提供一種可對鋼筋混凝土構造物內部之劣化損傷程度定量地進行評估之鋼筋混凝土構造物評估裝置、方法、及程式。 [解決問題之技術手段]
為達成上述目的，本發明之技術之鋼筋混凝土構造物評估裝置包含：獲取部，獲取於鋼筋混凝土構造物之表面之各位置，以與所述各位置對應之像素之像素值表示自所述表面向所述鋼筋混凝土構造物之內部方向照射之電磁波之反射波之強度之圖像；設定部，於利用所述獲取部獲取之圖像中，設定評估對象之範圍；運算部，對所述圖像中之像素值，運算與由所述設定部設定之範圍對應之各種的統計指標；及評估部，使用藉由所述運算部運算所得之值，評估所述鋼筋混凝土構造物之劣化損傷程度。
根據本發明之技術之鋼筋混凝土構造物評估裝置，獲取部獲取於鋼筋混凝土構造物之表面之各位置以與各位置對應之像素之像素值表示自表面向鋼筋混凝土構造物之內部方向照射之電磁波之反射波之強度之圖像，設定部於藉由獲取部獲取之圖像中，設定評估對象之範圍，運算部對圖像中之像素值，運算與由設定部設定之範圍對應之種類之統計指標，評估部使用由運算部運算所得之值，評估鋼筋混凝土構造物之劣化損傷程度。藉此，可定量地評估鋼筋混凝土構造物內部之劣化損傷程度。
又，上述設定部可於藉由所述獲取部獲取之圖像中，設定包含表示鋼筋之區域、及表示鋼筋以外部分之區域之範圍，所述運算部可運算表示所述範圍內之像素值之偏差之值作為所述統計指標。藉此，可進行使用表示像素值之偏差之值之明確之評估。
又，所述設定部於所述圖像中，將所述範圍設定於複數個部位之情形時，能夠以複數個所述範圍各自之中之表示鋼筋之區域與表示鋼筋以外部分之區域之比率達到特定之方式，設定複數個所述範圍。藉此，可使用表示像素值之偏差之值穩定地進行評估。
又，所述設定部於所述圖像中，能夠以將沿著表示所述鋼筋之區域之方向設為一邊之格子狀來設定複數個所述範圍。藉此，可高效率地設定範圍。
又，所述設定部可與表示所述鋼筋之區域之間隔同等地設定所述格子狀範圍之一邊之間隔。藉此，透過將表示鋼筋之區域與表示鋼筋以外部分之區域之比率成為特定，可高效率地進行範圍設定。
又，所述設定部可於藉由所述獲取部獲取之圖像中，設定視為僅表示鋼筋之區域之範圍、或視為僅表示鋼筋以外部分之區域之範圍，所述運算部可運算表示所述範圍內之像素值之偏差之值、及像素值之平均值作為所述統計指標。藉此，可對表示鋼筋之區域、及表示鋼筋以外部分之區域分別進行詳細之評估。
又，所述評估部可將利用所述運算部運算所得之值與預定之基準值進行比較，評估所述劣化損傷程度。
又，所述評估部可對於所述鋼筋混凝土構造物之同一部位中經時地獲取之複數個所述圖像之各者，比較藉由所述運算部運算所得之值，評估所述劣化損傷程度之經時變化。
又，所述評估部可對於所述鋼筋混凝土構造物之不同部位中獲取之複數個所述圖像分別比較藉由所述運算部運算所得之值，評估所述劣化損傷程度。
可如此地使用運算所得之像素值之統計指標，以各種態樣定量地評估鋼筋混凝土構造物內部之劣化損傷程度。
又，本發明之技術之鋼筋混凝土構造物評估方法係如下方法，即，獲取部獲取於鋼筋混凝土構造物之表面之各位置，以與所述各位置對應之像素之像素值表示自所述表面向所述鋼筋混凝土構造物之內部方向照射之電磁波之反射波之強度之圖像，設定部於由所述獲取部獲取之圖像中，設定評估對象之範圍，運算部對所述圖像中之像素值，運算對應由所述設定部設定之範圍的選擇之統計指標，評估部使用藉由所述運算部運算所得之值，評估所述鋼筋混凝土構造物之劣化損傷程度。
又，本發明之技術之鋼筋混凝土構造物評估程式係用以使電腦作為構成上述鋼筋混凝土構造物評估裝置之各部發揮功能之程式。 [發明之效果]
根據本發明之鋼筋混凝土構造物評估裝置、方法、及程式，可使用與以像素值表示向鋼筋混凝土構造物照射之電磁波之反射波之強度之圖像中設定之評估範圍對應之各種的統計指標進行評估，藉此，可定量地評估鋼筋混凝土構造物內部之劣化損傷程度。
以下，一面參照圖式一面對本發明之技術之實施形態之一例進行說明。
於以下各實施形態中，對評估作為道路橋之路面構造體之鋼筋混凝土底板內部之劣化損傷程度之情形進行說明。
＜第1實施形態＞ 如圖1所示，第1實施形態之鋼筋混凝土構造物評估系統100構成為包含鋼筋混凝土構造物評估裝置10、電磁波裝置20、及圖像處理裝置30。
電磁波裝置20包括於線上設置有複數個之電磁波照射部及接收部，且以車輛90之行進方向為橋軸方向，電磁波裝置20之線方向為橋軸直角方向之方式，例如設置於車輛90之後方下部等。
如圖2所示，電磁波裝置20係一面於車輛行進方向掃描道路橋表面之反射波強度檢測範圍95，一面自表面向鋼筋混凝土底板之內部（深度）方向照射電磁波，並接收其反射波。藉此，對反射波強度檢測範圍95之各網格檢測與深度對應之反射波強度。與深度對應之反射波強度係對於每1個網格以圖3所示之反射響應波形之形態檢測。1網格可設為例如1 cm×1 cm，且1個線寬可設為2.0 m。於此情形時，對每1條線檢測200網格份之反射響應波形。
深度係與自電磁波之照射至反射波之接收為止之時間對應。自圖3所示之反射響應波形提取與所需之各深度對應之反射波強度，藉此，獲得鋼筋混凝土底板之每一深度之反射波強度。即，對於相對道路橋表面二維設定之各網格檢測反射響應波形，且根據檢測所得之反射響應波形，於深度方向上獲得複數個反射波強度值，藉此，於反射波強度檢測範圍95中，獲得三維之反射波強度。
電磁波裝置20將獲取之對於各網格之反射響應波形（與深度對應之反射波強度）之資訊向圖像處理裝置30輸出。
再者，電磁波裝置20不限於安裝於車輛90之形態，亦可為由作業員保持之形態、手推車之形態等其他形態。
圖像處理裝置30從自電磁波裝置20輸出之對於各網格之反射響應波形，於所需之每一深度中提取反射波強度，將反射波強度轉換為像素值，對與各網格對應之像素進行平面結合處理，藉此，產生反射波強度圖像。如上所述，自電磁波裝置20輸出之各網格之反射響應波形之資訊表示三維之反射波強度，因此，使用該資訊，圖像處理裝置30可如圖4所示地產生表示與深度方向對應之平面資料之反射波強度圖像、表示沿著橋軸方向之縱向資料之反射波強度圖像、及表示沿著橋軸直角方向之橫向資料之反射波強度圖像。
圖像處理裝置30輸出所產生之反射波強度圖像。
圖5係表示第1實施形態之鋼筋混凝土構造物評估裝置10之硬體構成之方塊圖。如圖5所示，鋼筋混凝土構造物評估裝置10具有CPU（Central Processing Unit，中央處理單元）42、記憶體44、記憶裝置46、輸入裝置48、輸出裝置50、光碟驅動裝置52、及通信I/F（Interface，介面）54。各構成經由匯流排可相互通信地連接。
記憶裝置46中儲存有用以執行鋼筋混凝土構造物評估處理之鋼筋混凝土構造物評估程式。CPU42係中央運算處理單元，執行各種程式或控制各構成。即，CPU42自記憶裝置46讀出程式，將記憶體44作為作業區域執行程式。CPU42根據記憶於記憶裝置46之程式，進行上述各構成之控制及各種運算處理。
記憶體44包含RAM（Random Access Memory，隨機存取記憶體），作為作業區域暫時記憶程式及資料。記憶裝置46包含ROM（Read Only Memory，唯讀記憶體）、及HDD（Hard Disk Drive，硬碟驅動器）或SSD（Solid State Drive，固體狀態驅動機），儲存包含作業系統之各種程式、及各種資料。
輸入裝置48係例如鍵盤或滑鼠等用以進行各種輸入之裝置。輸出裝置50係例如顯示器或印表機等用以輸出各種資訊之裝置。亦可藉由採用觸控面板顯示器作為輸出裝置50，而起到輸入裝置48之作用。光碟驅動裝置52進行記憶於CD-ROM（Compact Disc Read Only Memory，光碟唯讀記憶體）或藍光光碟等各種記錄媒體之資料之讀入或資料對記錄媒體之寫入等。
通信I/F54係用以與其他機器進行通信之介面，例如，使用乙太網路（註冊商標）介面、FDDI（fiber distributed data interface，光纖分散式資料介面）或Wi-Fi（註冊商標）等規格。
其次，對第1實施形態之鋼筋混凝土構造物評估裝置10之功能構成進行說明。
圖6係表示鋼筋混凝土構造物評估裝置10之功能構成之例之方塊圖。如圖6所示，鋼筋混凝土構造物評估裝置10包含獲取部12、設定部14、運算部16、及評估部18作為功能構成。各功能構成藉由CPU42將記憶於記憶裝置46中之鋼筋混凝土構造物評估程式讀出，且於記憶體44中展開執行而實現。
於第1實施形態中，如圖7所示，於反射波強度圖像中，於包含健全之鋼筋及鋼筋以外之部分之範圍、及包含存在異常可能性之鋼筋及鋼筋以外部分之範圍內，著眼於像素值之偏差存在的差別，而使用反射波強度圖像內之占固定面積之像素之像素值之偏差，評估劣化損傷程度。以下，詳述各功能部。
獲取部12獲取自圖像處理裝置30輸出之反射波強度圖像，並向設定部14傳送。
設定部14將自獲取部12接收之反射波強度圖像中上述的特定面積設定為評估範圍。於第1實施形態中，設定部14於反射波強度圖像中，將包含表示鋼筋之區域、及表示鋼筋以外部分之區域之範圍設定為評估範圍。於設定複數個評估範圍時，設定部14以複數個評估範圍各自之中表示鋼筋之區域與表示鋼筋以外部分之區域之比率達到特定之方式，設定複數個評估範圍。再者，於反射波強度圖像中，以沿著表示鋼筋之區域之方向為一邊之格子狀來設定複數個評估範圍，藉此可高效率地設定複數個評估範圍。
進而，如圖8所示，以格子狀設定複數個評估範圍之情形時，可與表示鋼筋之區域之間隔同等地設定格子之間隔，且以1根鋼筋對應於格子之1個方塊內之方式設定範圍。例如，於鋼筋以25 cm間距配置之情形時，亦將設定之範圍於反射波強度圖像上以相當於25 cm×25 cm之大小設定。於此情形時，可高效率地進行如表示鋼筋之區域與表示鋼筋以外部分之區域之比率成為特定之範圍設定。
再者，評估範圍之設定方法不限於圖8等上述之例，例如，能夠以1個範圍中包含表示相當於兩根鋼筋之區域之方式進行設定等適當調整。
設定部14可藉由使用者之指定接收上述評估範圍之設定，亦可藉由圖像處理識別表示鋼筋之部分而自動地設定。
運算部16對反射波強度圖像中之像素值，運算與利用設定部14設定之評估範圍對應之各種的統計指標。於第1實施形態中，運算部16運算表示已設定之各評估範圍中之像素值之偏差之值。表示像素值之偏差之值例如可設為分散（dispersion）、標準偏差（standard deviation）等。以下，以使用標準偏差之情形為例進行說明。
評估部18使用利用運算部16運算所得之各評估範圍之標準偏差，評估鋼筋混凝土底板之劣化損傷程度。具體而言，評估部18利用於鋼筋為健全狀態之情形時，與鋼筋產生異常之情形相比，反射波強度圖像中表示鋼筋之區域與表示鋼筋以外部分之區域之對比度較大（參照圖7）、即標準偏差變大，對鋼筋混凝土底板之劣化損傷程度進行評估。
更具體而言，評估部18於對某一評估範圍運算所得之標準偏差低於預定之基準值之情形時，可評估為該評估範圍中已產生劣化損傷。
又，評估部18亦可對包含複數個評估範圍之每一區塊，評估鋼筋混凝土底板之劣化損傷程度。例如，如圖9所示，評估部18於區塊（圖9之例中4×4個評估範圍為1區塊）內運算所得之標準偏差之中位數值低於基準值（例如5.0）之情形時，可評估為該區塊中已產生劣化損傷。
再者，適當之基準值因道路橋之個體差或反射響應波形檢測時之檢測條件等而不同，故而亦存在難以標準化地規定基準值之情形。因此，於道路橋施工時或維護作業後等，預先記憶根據鋼筋混凝土底板為健全之狀態下獲取之反射波強度圖像運算所得之各評估範圍之標準偏差作為基準值。繼而，評估部18亦可將根據評估時獲取之反射波強度圖像運算所得之各評估範圍之標準偏差與對應之基準值進行比較，評估鋼筋混凝土底板之劣化損傷程度。
又，評估部18亦可對鋼筋混凝土底板之同一部位中隨時間不同（後以「經時」簡稱）獲取之複數個反射波強度圖像之各者，比較由運算部16運算所得之標準偏差，評估劣化損傷程度之經時變化。例如，如圖10所示，評估部18亦可每年將鋼筋混凝土底板之同一部位中運算所得之標準偏差與上一年以前之標準偏差進行比較，評估其變化之程度。於圖10之例中，區塊內之標準偏差之中央值係與第1年及第2年相比，第3年大幅下降，從而可評估為鋼筋混凝土底板之該部位中已產生劣化損傷。
又，評估部18不僅可進行同一部位中之經時比較，而且可對鋼筋混凝土底板之不同部位中獲取之複數個反射波強度圖像之各者，比較由運算部16運算所得之標準偏差，評估劣化損傷程度。
接下來，對第1實施形態之鋼筋混凝土構造物評估系統100之作用進行說明。
一面利用車輛90於道路橋上行駛，一面利用電磁波裝置20檢測反射波強度檢測範圍95中之各網格之反射響應波形。利用電磁波裝置20檢測所得之反射響應波形係輸入至圖像處理裝置30，圖像處理裝置30基於各網格之反射響應波形產生反射波強度圖像。
若將藉由圖像處理裝置30產生之反射波強度圖像輸入至鋼筋混凝土構造物評估裝置10，則於鋼筋混凝土構造物評估裝置10中，執行圖11所示之鋼筋混凝土構造物評估處理。圖11係表示藉由鋼筋混凝土構造物評估裝置10之CPU42執行之鋼筋混凝土構造物評估處理之流程之流程圖。CPU42自記憶裝置46將鋼筋混凝土構造物評估程式讀出，於記憶體44中展開執行，藉此，CPU42作為鋼筋混凝土構造物評估裝置10之各功能構成發揮功能，執行圖11所示之鋼筋混凝土構造物評估處理。
於步驟S12中，獲取部12獲取被輸入之反射波強度圖像，且向設定部14傳送。
繼而，於步驟S14中，設定部14對自獲取部12接收之反射波強度圖像設定評估範圍。
繼而，於步驟S16中，運算部16於已設定之每一評估範圍中運算評估範圍內包含之像素之像素值之標準偏差。
繼而，於步驟S18中，評估部18將由運算部16運算所得之各評估範圍之標準偏差與預定之基準值、正常時獲得之標準偏差、過去獲得之標準偏差、自其他部位獲得之標準偏差等進行比較，藉此，評估鋼筋混凝土底板之劣化損傷程度。
繼而，於步驟S20中，評估部18輸出評估結果，從而鋼筋混凝土構造物評估處理結束。
如以上說明，根據第1實施形態之鋼筋混凝土構造物評估系統，鋼筋混凝土構造物評估裝置於根據照射至鋼筋混凝土底板之電磁波之反射波產生之反射波強度圖像中包含表示鋼筋之區域、及表示鋼筋以外部分之區域之每一範圍內，運算標準偏差等表示像素值之偏差之值，且使用該值，評估鋼筋混凝土底板內部之劣化損傷程度。藉此，可定量地評估鋼筋混凝土底板內部之劣化損傷程度。
又，藉由將運算表示像素值之偏差之值之範圍設定為與鋼筋之間隔同等之間隔之格子狀，可高效率地進行如各範圍內之表示鋼筋之區域與表示鋼筋以外部分之區域之比率達到特定之範圍設定。
又，藉由對鋼筋混凝土底板之同一部位經時地比較標準偏差等之值或以不同之部位彼此進行比較，而即便於難以預先規定標準化之基準值之情形時，亦可定量地評估鋼筋混凝土底板內部之劣化損傷程度。
＜第2實施形態＞ 接下來，對第2實施形態進行說明。於第2實施形態中，對設定之評估範圍與第1實施形態不同，隨之對評估範圍運算所得之統計指標之種類亦不同之情形進行說明。再者，於第2實施形態之鋼筋混凝土構造物評估系統中，對於與第1實施形態之鋼筋混凝土構造物評估系統100同樣之構成，標註與第1實施形態相同之符號，省略詳細之說明。
如圖1所示，第2實施形態之鋼筋混凝土構造物評估系統200構成為包含鋼筋混凝土構造物評估裝置210、電磁波裝置20、及圖像處理裝置30。
如圖6所示，鋼筋混凝土構造物評估裝置210包含獲取部12、設定部214、運算部216、及評估部218作為功能構成。
於第2實施形態中，如圖12所示，於反射波強度圖像中，著眼於根據屬於表示鋼筋之部分或表示混凝土之部分、或者健全之部分或存在異常可能性之部分，像素值中呈現特徵之情況，進行評估範圍之設定及統計指標之運算。
設定部214於自獲取部12接收之反射波強度圖像中，設定視為僅表示鋼筋之區域之評估範圍、或視為僅表示鋼筋以外部分之區域之評估範圍。設定部214可與第1實施形態中之設定部14同樣地，藉由使用者之指定受理評估範圍之設定，亦可藉由圖像處理識別表示鋼筋之部分而自動地進行設定。
再者，無論使用者指定之情形抑或是使用圖像處理之情形，均難以準確地確定鋼筋部分與混凝土部分之邊界。因此，基於藉由圖像處理識別之表示鋼筋之區域之資訊、及實際之鋼筋之間隔或寬度等資訊，確定反射波強度圖像中表示鋼筋之區域。繼而，於設定視為僅表示鋼筋之區域之評估範圍之情形時，於如上所述地確定之表示鋼筋之區域於評估範圍內包含特定比率以上（例如90%以上）之情形時，將該評估範圍視為僅表示鋼筋之區域之評估範圍。同樣，於設定視為僅表示鋼筋以外部分之區域之評估範圍之情形時，於如上所述地確定之表示鋼筋之區域於評估範圍內所含之比率為特定比率以下（例如10%以下）之情形時，將該評估範圍視為僅表示鋼筋以外部分之區域之評估範圍。
運算部216運算標準偏差及像素值之平均值作為利用設定部214設定之每一評估範圍之統計指標。再者，標準偏差係表示像素值之偏差之值之一例。
此處，表示對於各種條件下視為僅表示鋼筋之區域之評估範圍（以下稱為「鋼筋部分之評估範圍」）、及視為僅表示鋼筋以外部分（混凝土）之區域之評估範圍（以下稱為「混凝土部分之評估範圍」）之標準偏差及平均值之一例。
於以下之例中，如圖12所示，作為鋼筋部分之評估範圍，設定表示健全之鋼筋之部分（以下稱為「健全鋼筋部」）之評估範圍1、表示存在異常可能性之鋼筋之部分（以下稱為「腐蝕鋼筋部」）之評估範圍2、及無異常之混凝土部分（以下稱為「健全混凝土部」）之評估範圍3。各評估範圍係相當於實際尺寸3 cm×25 cm之反射波強度圖像上之區域。 於圖13中表示各評估範圍之像素值之分佈。圖13中之「強度」係反射波強度，相當於反射波強度圖像之像素值，「網格數」相當於像素數。後述圖中亦相同。如圖13所示，健全鋼筋部與健全混凝土部相比，健全鋼筋部的像素值之偏差較大，又，像素值分佈於反射波強度較大處。又，腐蝕鋼筋部與健全鋼筋部相比，腐蝕鋼筋部存在像素值之偏差較小之傾向，且像素值分佈於反射波強度較小處。
將根據圖13所示之像素值之分佈獲取之每一評估範圍之像素值之標準偏差及平均值示於圖14。可知標準偏差及平均值中定量地呈現如上所述之特徵。
又，作為另一例，如圖15所示，對設定評估範圍1～3作為鋼筋部分之評估範圍、設定評估範圍4～6作為混凝土部分之評估範圍之情形進行說明。各評估範圍係相當於實際之尺寸2 cm×50 cm之反射波強度圖像上之區域。
首先，於圖16表示健全之鋼筋混凝土底板（以下稱為「健全底板」）中之鋼筋部分之評估範圍之像素值之分佈。同樣，圖17表示健全底板中之混凝土部分之評估範圍之像素值之分佈。將圖16與圖17進行比較，則健全底板之鋼筋部分與健全底板之混凝土部分相比，健全底板之鋼筋部分像素值之偏差較大，又，更多之像素值分佈於反射波強度較大處。
將根據圖16及圖17所示之像素值之分佈獲得之每一評估範圍之像素值之標準偏差及平均值示於圖18。可知標準偏差及平均值定量地呈現如上所述之特徵。
又，將圖15之一點鏈線P所示之部分中模擬混凝土之蜂窩狀態所得之鋼筋混凝土底板（以下稱為「蜂窩底板」）中之鋼筋部分之評估範圍之像素值之分佈示於圖19。同樣，將蜂窩底板中之混凝土部分之評估範圍之像素值之分佈示於圖20。
又，將圖15之一點鏈線P所示之部分中不僅模擬混凝土之蜂窩狀態而且模擬積水1 mm所得之鋼筋混凝土底板（以下稱為「蜂窩＋1 mm底板」）中之鋼筋部分之評估範圍之像素值之分佈示於圖21。同樣，將蜂窩＋1 mm底板中之混凝土部分之評估範圍之像素值之分佈示於圖22。進而，將圖15之一點鏈線P所示之部分中不僅模擬混凝土之蜂窩狀態而且模擬積水3 mm所得之鋼筋混凝土底板（以下稱為「蜂窩＋3 mm底板」）中之鋼筋部分之評估範圍之像素值之分佈示於圖23。同樣，將蜂窩＋3 mm底板中之混凝土部分之評估範圍之像素值之分佈示於圖24。
如圖19～圖24所示，於混凝土部分中產生異常之情形時，與健全底板之混凝土部分相比，像素值向反射波強度較小處略微偏移。
又，將根據圖19～圖24所示之像素值之分佈獲得之每一評估範圍之像素值之標準偏差及平均值示於圖25。可知如上所述之特徵定量地呈現為平均值。
評估部218係基於如上所述之標準偏差及平均值之定量性特徵，與第1實施形態之評估部18同樣地，使用由運算部216運算所得之標準偏差及平均值，評估鋼筋混凝土構造物之劣化損傷程度。
第2實施形態之鋼筋混凝土構造物評估裝置210之硬體構成係與圖5所示之第1實施形態之鋼筋混凝土構造物評估裝置10之硬體構成相同，因此，省略說明。
接下來，對第2實施形態之鋼筋混凝土構造物評估系統200之作用進行說明。亦於第2實施形態中，在鋼筋混凝土構造物評估裝置210中執行圖11所示之鋼筋混凝土構造物評估處理。
但，與第1實施形態不同，於步驟S14中，設定部214設定鋼筋部分之評估範圍、及混凝土部分之評估範圍。又，於步驟S16中，運算部216於每一評估範圍中運算評估範圍內之像素值之標準偏差及平均值。
如以上所說明，根據第2實施形態之鋼筋混凝土構造物評估系統，鋼筋混凝土構造物評估裝置於根據照射至鋼筋混凝土底板之電磁波之反射波產生之反射波強度圖像中，於視為僅表示鋼筋之區域之範圍、或視為僅表示鋼筋以外部分之區域之每一範圍，運算標準偏差等表示像素值之偏差之值及平均值，且使用該等值，對鋼筋混凝土底板內部之劣化損傷程度進行評估。藉此，可定量地評估鋼筋混凝土底板內部之劣化損傷程度。
再者，於第1實施形態中，對設定包含表示鋼筋之區域、及表示鋼筋以外部分之區域之評估範圍，且使用評估範圍內之標準偏差等表示像素值之偏差之值進行評估之情形進行了說明，但此情形係以表示鋼筋以外部分之區域、即混凝土部分健全，且鋼筋部分與混凝土部分之對比度較大為前提。然而，於實際獲取之反射波強度圖像中，不限於混凝土部分健全，即便鋼筋部分健全，亦存在與混凝土部分之對比度未如此變大之情形。
因此，於利用第1實施形態之方法無法獲得明確之評估結果之情形時，亦可對於以第1實施形態之方法設為評估範圍之部位，以第2實施形態之方法設定鋼筋部分之評估範圍及混凝土部分之評估範圍進行評估。
又，如第2實施形態所示，於對於鋼筋部分之評估範圍、及混凝土部分之評估範圍之標準偏差等表示像素值之偏差之值及平均值中，亦存在因條件或位置之不同導致值之偏差不明確之情形。例如，存在如下情形：如圖12所示，於存在產生劣化損傷等異常之可能性之鋼筋部分及混凝土部分，反射波強度圖像之像素值、即反射波強度中無較大不同，從而使用該評估範圍之標準偏差及平均值進行評估較為困難。
因此，於利用第2實施形態之方法無法獲得明確之評估結果之情形時，亦可對以第2實施形態之方法設為評估範圍之部位，利用第1實施形態之方法設定包含鋼筋部分及混凝土部分之評估範圍進行評估。
藉由如上所述將第1實施形態之方法與第2實施形態之方法組合，可進行精度更佳且詳細之評估。
再者，於上述各實施形態中，對評估作為道路橋之路面構造體之鋼筋混凝土底板之情形進行了說明，但不限於此，若為包含鋼筋混凝土構造物構成者，便可適用本發明之技術。
又，於上述各實施形態中，對安裝有電磁波裝置之車輛內設置圖像處理裝置及鋼筋混凝土構造物評估裝置之情形進行了說明，但不限於此，圖像處理裝置及鋼筋混凝土構造物評估裝置亦可作為車輛外部之裝置構成。於此情形時，利用電磁波裝置檢測所得之反射響應波形之資訊於電磁波裝置與圖像處理裝置之間藉由無線通信等進行收發即可。
又，於上述實施形態中，對將圖像處理裝置與鋼筋混凝土構造物評估裝置以各別的裝置所構成之情形進行了說明，但亦可利用1台電腦構成圖像處理裝置及鋼筋混凝土構造物評估裝置。
又，於上述實施形態中，亦可為CPU以外之各種處理器執行CPU讀入軟體（程式）執行之參數鑑定處理。作為此情形之處理器，例示具有FPGA（Field-Programmable Gate Array，場域可程式化閘陣列）等能夠於製造後變更電路構成之PLD（Programmable Logic Device，可程式化邏輯裝置）、及ASIC（Application Specific Integrated Circuit，特殊應用積體電路）等為執行特定之處理而專門設計之電路構成之處理器即專用電路等。又，可利用該等各種處理器中之1個執行鋼筋混凝土構造物評估處理，亦可利用相同種類或不同種類之2個以上之處理器之組合（例如複數個FPGA、及CPU與FPGA之組合等）執行。又，更具體而言，該等各種處理器之硬體構造係將半導體元件等電路元件組合而成之電路。
又，於上述實施形態中，說明了鋼筋混凝土構造物評估程式預先儲存（安裝）於記憶裝置之態樣，但不限於此。程式亦能夠以記錄於CD-ROM、DVD-ROM（Digital Versatile Disc Read Only Memory，數位化多功能光碟唯讀記憶體）、及USB（Universal Serial Bus，通用串列匯流排）記憶體等記錄媒體之形態提供。又，程式亦可設為經由網路而自外部裝置下載之形態。
10,210:鋼筋混凝土構造物評估裝置 12:獲取部 14,214:設定部 16,216:運算部 18,218:評估部 20:電磁波裝置 30:圖像處理裝置 42:CPU 44:記憶體 46:記憶裝置 48:輸入裝置 50:輸出裝置 52:光碟驅動裝置 54:通信I/F 90:車輛 95:反射波強度檢測範圍 100,200:鋼筋混凝土構造物評估系統
[圖1]係鋼筋混凝土構造物評估系統之概略構成圖。 [圖2]係用以說明反射響應波形之檢測之圖。 [圖3]係表示每1網格中檢測之反射響應波形之一例之圖。 [圖4]係用以說明三維反射波強度之圖。 [圖5]係表示鋼筋混凝土構造物評估裝置之硬體構成之方塊圖。 [圖6]係表示鋼筋混凝土構造物評估裝置之功能構成之例之方塊圖。 [圖7]係用以說明第1實施形態中之評估範圍之設定之圖。 [圖8]係用以說明第1實施形態中之評估範圍之設定之圖。 [圖9]係用以說明使用標準偏差之劣化損傷之評估之一例之圖。 [圖10]係用以說明使用標準偏差之經時變化之劣化損傷之評估之一例之圖。 [圖11]係表示鋼筋混凝土構造物評估處理之一例之流程圖。 [圖12]係用以說明第2實施形態中之評估範圍之設定之圖。 [圖13]係表示健全鋼筋部、腐蝕鋼筋部、及健全混凝土部之評估範圍之像素值之分佈之圖。 [圖14]係表示對於健全鋼筋部、腐蝕鋼筋部、及健全混凝土部之每一評估範圍之像素值之標準偏差及平均值之圖。 [圖15]係用以說明第2實施形態中之評估範圍之設定之一例之圖。 [圖16]係表示健全底板中之鋼筋部分之評估範圍之像素值之分佈之圖。 [圖17]係表示健全底板中之混凝土部分之評估範圍之像素值之分佈之圖。 [圖18]係表示對於健全底板及鋼筋腐蝕底板之每一評估範圍之像素值之標準偏差及平均值之圖。 [圖19]係表示蜂窩底板中之鋼筋部分之評估範圍之像素值之分佈之圖。 [圖20]係表示蜂窩底板中之混凝土部分之評估範圍之像素值之分佈之圖。 [圖21]係表示蜂窩＋積水1 mm底板中之鋼筋部分之評估範圍之像素值之分佈之圖。 [圖22]係表示蜂窩＋積水1 mm底板中之混凝土部分之評估範圍之像素值之分佈之圖。 [圖23]係表示蜂窩＋積水3 mm底板中之鋼筋部分之評估範圍之像素值之分佈之圖。 [圖24]係表示蜂窩＋積水3 mm底板中之混凝土部分之評估範圍之像素值之分佈之圖。 [圖25]係表示對於蜂窩、蜂窩＋積水1 mm底板、及蜂窩＋積水3 mm底板之評估範圍之像素值之分佈之圖。
10,210:鋼筋混凝土構造物評估裝置
12:獲取部
14,214:設定部
16,216:運算部
18,218:評估部

Claims (11)

  1. 一種鋼筋混凝土構造物評估裝置，包含： 獲取部，獲取於鋼筋混凝土構造物之表面之各位置，以與所述各位置對應之像素之像素值表示自所述表面向所述鋼筋混凝土構造物之內部方向照射之電磁波之反射波之強度之圖像； 設定部，於藉由所述獲取部獲取之圖像中，設定評估對象之範圍； 運算部，對所述圖像中之像素值，運算與由所述設定部設定之範圍對應之各種的統計指標；及 評估部，使用由所述運算部運算所得之值，評估所述鋼筋混凝土構造物之劣化損傷程度。
  2. 如請求項1所述之鋼筋混凝土構造物評估裝置，其中 所述設定部於由所述獲取部獲取之圖像中，設定包含表示鋼筋之區域及表示鋼筋以外部分之區域之範圍， 所述運算部運算表示所述範圍中之像素值之偏差之值作為所述統計指標。
  3. 如請求項2所述之鋼筋混凝土構造物評估裝置，其中所述設定部於所述圖像中將所述範圍設定於複數個部位之情形時，以複數個所述範圍各自之中表示鋼筋之區域與表示鋼筋以外部分之區域之比率達到特定之方式，設定複數個所述範圍。
  4. 如請求項2或3所述之鋼筋混凝土構造物評估裝置，其中所述設定部於所述圖像中，以沿著表示所述鋼筋之區域之方向為一邊之格子狀來設定複數個所述範圍。
  5. 如請求項4所述之鋼筋混凝土構造物評估裝置，其中所述設定部將所述格子狀之範圍之一邊之間隔設為與表示所述鋼筋之區域之間隔相等。
  6. 如請求項1所述之鋼筋混凝土構造物評估裝置，其中 所述設定部於由所述獲取部獲取之圖像中，設定視為僅表示鋼筋之區域之範圍、或視為僅表示鋼筋以外部分之區域之範圍， 所述運算部運算表示所述範圍中之像素值之偏差之值、及像素值之平均值作為所述統計指標。
  7. 如請求項1至3及6中任一項所述之鋼筋混凝土構造物評估裝置，其中所述評估部將由所述運算部運算所得之值與預定之基準值進行比較，評估所述劣化損傷程度。
  8. 如請求項1至3及6中任一項所述之鋼筋混凝土構造物評估裝置，其中所述評估部對所述鋼筋混凝土構造物之同一部位中經時獲取之複數個所述圖像之各者，比較由所述運算部運算所得之值，評估所述劣化損傷程度之經時變化。
  9. 如請求項1至3及6中任一項所述之鋼筋混凝土構造物評估裝置，其中所述評估部對所述鋼筋混凝土構造物之不同部位中獲取之複數個所述圖像之各者，比較由所述運算部運算所得之值，評估所述劣化損傷程度。
  10. 一種鋼筋混凝土構造物評估方法，包括： 獲取部獲取於鋼筋混凝土構造物之表面之各位置，以與所述各位置對應之像素之像素值表示自所述表面向所述鋼筋混凝土構造物之內部方向照射之電磁波之反射波之強度之圖像； 設定部於由所述獲取部獲取之圖像中，設定評估對象之範圍； 運算部對所述圖像中之像素值，運算對應由所述設定部設定之範圍的選擇之統計指標；以及 評估部使用由上述運算部運算所得之值，評估上述鋼筋混凝土構造物之劣化損傷程度。
  11. 一種鋼筋混凝土構造物評估程式，係用以使電腦作為構成如請求項1至9中任一項所述之鋼筋混凝土構造物評估裝置之各部發揮功能。
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