WO2016024303A1 - コンクリート構造物非破壊検査システム - Google Patents
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- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/72—Investigating presence of flaws
Definitions
- the present invention relates to an inspection system for detecting an abnormality or a faulty part of a concrete structure, and relates to an inspection system for detecting an aerial image of a place where a problem has occurred from the sky by a flying object with a thermography camera.
- the flight route and angle of the flying object are controlled by a control device installed on the ground, and the abnormal part of the concrete structure is photographed and detected by the thermography camera of the exploration device by the exploration device mounted on the flying object.
- the present invention relates to a non-destructive inspection system for a concrete structure that can be marked by launching and attaching a marker with a marker high-pressure launching device in order to identify a detected defect location.
- Concrete is generally used most widely as a building material because it has high strength and can reduce costs, and it is easy to form the shape of the desired structure.
- Bridges, tunnels, dams, etc. It is an important element that constitutes buildings such as houses, buildings, and condominiums from public structures such as roads. While concrete is frequently used because it can obtain the required strength at a low cost, due to its nature, it is not possible to prevent cracking from occurring during or after the formation process. The cracks on the surface can be found from the appearance by visually observing the structure, but if it occurs inside the structure, it is extremely difficult to find the defect visually. Therefore, various nondestructive inspection methods for inspecting internal defects of concrete structures have been developed.
- thermography method in which the surface temperature of a concrete structure is photographed with a thermography camera and the temperature difference data is analyzed with a computer to inspect defects in the internal structure.
- the multicopter in order to perform photography easily and safely even in inspection sites where it is difficult to install a thermography camera, the multicopter is equipped with a thermography camera, which operates from the ground and transmits image data transmitted from above the inspection site. The reception of workers on the ground has gradually made it possible to accurately detect defects in the internal structure of concrete in elevated places such as viaducts and high-rise buildings.
- the above inspection method makes it possible to detect defects such as cracks inside the concrete structure safely and at low cost without the need for workers to climb the structure and the installation of a camera.
- the worker went to the site and inspected the concrete surface directly against the concrete surface, the worker could mark the corresponding part when the defect was found.
- the inspection method using a copter there is no person or equipment that directly touches the concrete surface, and therefore, only the thermographic image data transmitted to the processing apparatus installed on the ground can be obtained as the inspection result.
- the bridge was formed by connecting innumerable bridges of the same shape, the vast walls of huge buildings such as dams, and the continuous pattern of skyscrapers. Since there are many buildings and the like, it is difficult for a repair worker who has been sent to the site from a large amount of image data to find a defective part accurately and quickly, and requires time-consuming work. For this reason, there has been a problem that the position must be confirmed many times at the site, and the repair position must be identified and markings must be attached before repairing the defective portion.
- thermography camera mounted on a multicopter
- concrete structure that can be marked to identify the relevant location without going to the detected defective location.
- an object of the present invention is a non-destructive inspection system for a concrete structure in which an exploration device is mounted on a remotely operable aircraft, and the aircraft equipped with a flight control mechanism is installed on the ground. It was equipped with a high-pressure launching device that made a gliding or stationary flight with a control device, detected and detected the defective part of the concrete from the temperature with the thermography camera of the exploration device mounted on the flying object, and identified the defective part based on the detection result
- the purpose is to provide a non-destructive inspection system for concrete structures that can be marked at the inspection site.
- a nondestructive inspection system for a concrete structure includes a photographing detection means mounted on a flying body for photographing and detecting the amount of heat / temperature of the surface of a concrete structure, and a measurement value of an angle sensor.
- a marker high-pressure firing device that attaches markings to identify a defect location on the surface of a concrete structure detected by the exploration device;
- the marker high-pressure firing device has a structure in which the marker is fired with compressed carbon dioxide gas.
- the photographing detection means is composed of a thermographic camera.
- the exploration device is configured to measure and detect the amount of heat generated on the surface of the concrete structure with a thermography camera.
- the concrete structure nondestructive inspection system is configured as described in detail above, it has the following effects. 1. Regardless of the concrete structure constructed at any scale or location, the distance between the flying object and the concrete structure is kept constant by the remote flight control mechanism of the flying object, and the control means installed in the exploration device. By means of this, it is possible to detect the image with the imaging detection means kept at a fixed angle with respect to the concrete structure, and further, based on the analysis result of the processing device, the marker high-pressure firing device It is possible to perform marking. 2. Since the marker is fired with compressed carbon dioxide, it is possible to accurately identify the detected defect location with the marker. 3.
- the imaging detection means mounted on the exploration device is a thermography camera, it is possible to take a thermographic image of the surface of the concrete structure. 4).
- the internal defects can be determined from the amount of heat of the surface of the concrete structure using the temperature difference between solar heat preservation and heat release on the concrete surface due to cracks and other defects in the concrete. Can be detected.
- Block diagram of a concrete structure nondestructive inspection system according to the present invention The figure of the flying object of the concrete structure nondestructive inspection system according to the present invention. The figure of the control apparatus and processing apparatus of the concrete structure nondestructive inspection system concerning the present invention
- a concrete structure nondestructive inspection system 1 includes a flying object 10, a control device 20, a search device 30, a transmission means 40 for transmitting search result information, a marker high-pressure firing means 50, and a processing device. 60, the exploration device 30, the exploration result information transmitting means 40, and the marker high-pressure firing means 50 are configured to be mounted on the flying object 10.
- FIG. 1 is a block diagram of a concrete structure nondestructive inspection system 1 according to the present invention.
- the flight of a flying object 10 at a remote location By remote operation by a control device 20 on the ground, the flight of a flying object 10 at a remote location, the search by a search device 30, and a marker It consists of a system that controls marking by the high-pressure firing means 50.
- FIG. 2 is a diagram of a flying object of the concrete structure nondestructive inspection system according to the present invention.
- the flying object 10 includes a flight control mechanism 12, a search device 30, a search result information transmitting means 40, and a marker high-pressure launch. In this configuration, the device 50 is mounted.
- FIG. 3 is a diagram of a control device and a processing device of a concrete structure nondestructive inspection system according to the present invention.
- the control device 20 is equipped with a route / flight angle control means 22 and an exploration device control means 24.
- the processing device 60 is equipped with an exploration result information receiving means 62 and a measurement result analyzing means 64, and is configured to remotely operate the flying object 10 and the exploration device 30 from the ground.
- the flying object 10 is equipped with a flight control mechanism 12 in addition to the flight mechanism of the main body, and further includes an exploration device 30 and, at the same time, an inspection result information transmitting means 40 and a marker high-pressure launching device 50. It is possible to fly or stop flying by remote control. Although it is possible to detect surface temperature differences due to cracks in concrete structures and to take aerial photographs just by gliding, it is necessary to detect abnormalities or failures more accurately and obtain clear exploration results (thermographic images).
- the flying object 10 is preferably a rotary wing aircraft such as an unmanned multi-copter capable of stationary flight, vertical movement, and parallel movement.
- the flight control mechanism 12 is a device that controls the route, altitude, and flight angle of the flying object by receiving a signal transmitted from the ground control device 20, and the distance or distance between the flying object 10 and the concrete structure. It is the structure which makes it possible to keep constant.
- the flight control mechanism 12 includes flight control means according to the prior art, and is capable of flying in a stable state over the area to be searched for the concrete structure to be searched.
- the search device 30 and the search result transmitting means 40 It is sufficient that the marker high-pressure launching device 50 is mounted so that an output capable of flying can be secured.
- the control device 20 includes a route / flight angle control means 22 and a search device control means 24, and is a control tower provided on the ground, and controls the flying vehicle 10 and the search device 30 in the sky by remote control from the ground. It is a configuration.
- the route / flight angle control means 22 is a remote operation system of the flying object 10 incorporated in the control device 20. It is possible to control the flight route and angle of the flying object 10 manually (or automatically) by the flight control mechanism 12 based on a thermographic image in flight taken by the imaging detection means 36 described later. It is also possible to input a program such as the flight speed, range, altitude, angle, etc. of the flying object 10 in advance, and to fly by automatic remote control based on the program, and to take a thermographic image of the surface of the defective part of the structure. It is.
- the exploration device control means 24 is a system that controls an angle sensor 32, an angle adjustment means 34, and an imaging detection means 36 that are mounted on the exploration device 30 described later. From the flight position and flight angle, the imaging detection means (thermography camera) 36 is remotely operated from the ground so as to maintain a distance and angle suitable for inspection with respect to the concrete structure. It is also possible to manually control the exploration device 30 based on video and data, and it is also possible to perform automatic exploration by a control instruction given in advance.
- the exploration device 30 includes an angle sensor 32, an angle adjustment unit 34, and an imaging detection unit 36, and equipment mounted on the exploration device is grounded by a signal transmitted from the exploration device control unit 24 of the ground control device. It is the structure controlled from.
- the exploration device 30 captures the characteristic that when a defect such as a crack is generated inside a concrete structure, the surface of the defective portion shows a different amount of heat storage and heat generation from other parts, and the temperature change is performed with a thermography camera. It detects and identifies the defective part inside the concrete structure.
- the angle sensor 32 is a sensor that detects the angle between the surface of the concrete structure and the imaging detection means 36 by ultrasonic waves and / or lasers.
- the angle is measured to keep the concrete structure at a certain angle.
- the optimal angle for detecting the surface calorie varies slightly depending on the construction angle of the inspection surface of the target concrete structure, the thermographic camera used, and the weather, etc.
- the angle sensor 32 automatically considers the flight angle of the flying object and sends a signal for correcting the angle to the angle adjusting means 34.
- the angle adjusting means 34 adjusts (corrects) the angles of the exploration device 30 and the marker high-pressure firing device 50 based on a command signal from the angle sensor 32, and is measured by ultrasonic waves and / or laser emitted from the angle sensor 32. The angle is controlled so as to keep the angle with respect to the concrete structure plane optimally according to the situation of the exploration site.
- the angle adjusting means 34 may be a mechanism that can finely adjust the angle steplessly, such as a servo motor, and can be replaced by other conventional techniques.
- the imaging detection means 36 is composed of a thermography camera incorporated in the exploration device, detects a temperature difference on the surface of the concrete structure to be inspected, and takes a picture of a heat storage location or a heat dissipation location different from the normal portion.
- the exploration result information transmitting means 40 is composed of data communication means according to the prior art, and based on the surface temperature of the concrete structure photographed by the photographing detection means 36 (thermographic camera), image data of abnormal or defective portions inside the concrete is obtained. Then, the data is transmitted to the search result information receiving means 62 incorporated in the control device on the ground.
- the marker high-pressure launching device 50 is a device that uses a high-pressure carbon dioxide gas to mark the surface of a concrete structure by marking the surface in order to clarify the problem location, and is mounted on the flying object 10.
- the marker high-pressure emitting device 50 has a configuration in which a firing angle is adjusted to an optimum angle by an angle sensor 32 and an angle adjusting unit 34 provided in the exploration device 30, and a marker is fired by an expansion pressure of compressed carbon dioxide gas.
- a defective portion such as a crack in a concrete structure by detecting a temperature difference on the surface by the photographing detection means 36, and to easily find the corresponding portion at the time of inspection / repair work.
- the processing device 60 includes an exploration result information receiving unit 62 and a measurement result analyzing unit 64.
- the received image which is thermographic data which is provided on the ground and is transmitted from the exploration result information transmitting means 40 mounted on the flying object 10 above the exploration site is received and analyzed.
- the exploration result information receiving means 62 is a receiving system incorporated in the processing device 60 provided on the ground, and is composed of data communication means according to the prior art, and exploration result information mounted on the flying vehicle 10.
- the image data of the concrete structure photographed by the photographing detection means 36 (thermographic camera) transmitted from the transmission means 40 is received on the ground on time. Further, the search result received by the search result information receiving means 62 can be displayed on the screen of the measurement result analyzing means 64.
- the measurement result analyzing means 64 is an image analysis system incorporated in the processing device 60 provided on the ground, and analyzes the thermographic data of the concrete structure received by the exploration result information receiving means 62, and the temperature shown in the image Detects defects such as cracks inside concrete due to changes in When it is determined that the point is a defect or defective part, the marker is fired at the corresponding part using the marker high-pressure firing device described above, and the marker is attached to the wall surface to be marked.
- the exploration device 30, the exploration result information transmitting means 40, and the marker high-pressure launching device 50 are mounted on the flying object 10, and the ground surface is on-time based on the image data taken by the thermography camera. This makes it possible to conduct nondestructive inspection of concrete structures. It is not necessary for workers to visit the site for direct inspection, and it is possible to perform inspections over a wide area in a short time, so nondestructive inspection of concrete structures should be performed at low cost. Became possible.
- a marker high-pressure launcher mounted on the flying object 10 on the spot by detecting and photographing an internal defect portion of a concrete structure showing heat storage or heat dissipation different from a normal portion due to fluctuations in the outside air temperature due to sunlight.
- the defect part is detected based on the video (or image) data transmitted to the ground, and the worker goes to the site at a later date based on the detection result.
- the worker has identified a plurality of defective parts and performed marking.
- the marker high-pressure firing device 50 since the marker high-pressure firing device 50 is provided, the defect location is analyzed by the measurement result analysis means 64 on the ground, and the spot location is found on the spot as soon as the defect location is found.
- the marker can be fired from the marker high-pressure launching device 50 mounted on the flying object 10 flying over the air, and the corresponding portion can be accurately and accurately displayed.
- the concrete structure can be inspected quickly and inexpensively, and further repair costs can be reduced, so that the safety of the concrete structure can be maintained over a long period of time.
- the concrete structure nondestructive inspection system according to the present invention was developed to detect internal defects in a concrete structure.
- the flying object 10 flies over various angles, altitudes, and ranges. Since the heat generation part can be detected by the thermography camera, the entire system such as a high-rise building can be inspected.
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Abstract
【課題】 遠隔操作可能な飛行体に探査装置を搭載し、コンクリート構造物と探査装置の距離を常に一定に保ち、サーモグラフィーカメラでコンクリート構造物の非破壊検査を行うことが可能なコンクリート構造物非破壊検査システムを提供する。 【解決手段】 飛行体に探査装置を搭載し、飛行体の航路と飛行角度と探査装置を制御する制御手段と、探査結果情報を受信して分析処理する処理装置と、からなり、探査装置により検出されたコンクリート構造物の表面の不具合箇所を特定するためにマーキングを付着させるマーカー高圧発射装置と、測定検出値および画像情報を含む探査結果情報を地上の制御装置に送信する送信手段と、を装備した構造である。
Description
本発明は、コンクリート構造物の異常または故障個所を検出する検査システムに関するものであって、飛行体により上空から不具合が発生している箇所を、サーモグラフィーカメラにより空撮して検出する検査システムに関するものであり、特に、地上に設置された制御装置により飛行体の飛行航路および飛行角度を制御し、飛行体に搭載した探査装置により、探査装置のサーモグラフィーカメラでコンクリート構造物の異常個所を撮影検知し、検出された不具合個所を特定するためにマーカー高圧発射装置でマーカーを発射付着させることによりマーキングを施すことが可能なコンクリート構造物非破壊検査システムに関する。
コンクリートは、強度が高くコストを抑えることが出来、更に所望の構造物の形状を形成することが容易であるため、建築資材として、一般的に最も広範に使用されており、橋梁、トンネル、ダム、道路等の公共構造物から住宅・ビル・マンション等の建築物を構成する重要な要素となっている。コンクリートは、安価に必要な強度を得られるため多用される一方、その性質上、形成過程または形成後にヒビ割れが発生することを防止することは出来ないのが現状である。表面のヒビ割れは、構造物を目視することにより外観から発見することが可能であるが、構造物内部で発生した場合には、目視で欠陥を発見することは極めて困難である。そのため、コンクリート構造物の内部欠陥を検査するための様々な非破壊検査方法が開発されている。
コンクリートには、打設後の内部と外部の温度差により発生する温度ヒビ割れや、コンクリート構造物の沈降が鉄筋などに拘束されることによる沈降ヒビ割れ、また、気温の低下によるコンクリート内部に残存する水分の凍結（体積膨張）によるものや、打重ねや打継ぎ等が要因となって様々な箇所にヒビ割れが生じることがある。コンクリートの内部に生じたヒビ割れは、発生した箇所と程度によっては修繕・修復が必要であり、場合によっては構造物の強度等に大きな影響を与えかねない欠陥となる可能性があるため、早期の発見が必要とされている。
コンクリートを破壊することなく非破壊の状態で、内部欠陥を発見する方法は従来から様々な方法が開発されてきた。テストハンマーによりコンクリート表面を打撃し、弾性派を発生させて、反発度を測定することで内部欠陥状況や、ヒビ割れの深さを検査する反発度法や、コンクリート表面に超音波の発振子を設置し、その波動の伝播状況により、内部欠陥状況、ヒビ割れの深さを検査する超音波法などが知られている。しかし、反発度法や超音波法では、コンクリートの該当箇所の表面に作業員が検査機器を直に当接して検査を行わなければならないため費用が高くつき、さらに、高所での作業が必要になるため安全性にも問題があった。また、コンクリートの外表面に達していない内部のヒビ割れ等の欠陥を発見する事が困難であると言う問題も発生していた。
そのため、コンクリート構造物の表面温度をサーモグラフィーカメラで撮影して、その温度差のデータをコンピュータで解析することにより内部構造の欠陥を検査するサーモグラフィ法が開発された。また、サーモグラフィーカメラを設置することが困難な検査現場でも撮影を容易に安全に行うために、マルチコプターにサーモグラフィーカメラを搭載して、地上から操作し、検査現場上空から送信されてきた画像データを地上の作業員が受信することにより、高架橋や高層ビルの高所のコンクリート内部構造の欠陥を的確に発見することが次第に可能となって来た。
上記の検査方法により、構造物に作業員が登ることなく、カメラの設置も不要になり、安全かつ低コストでコンクリート構造物の内部のヒビ割れ等の欠陥を発見することが可能となった。一方、現場に作業員が出向き直接コンクリート表面に検査機器を当接して検査していた従来の方法であれば、欠陥発見時に作業員が該当箇所にマーキングを行うことが出来たが、上記のマルチコプターによる検査方法ではコンクリート表面に直接触れる人も機器も無いため、検査結果として入手できるものは地上に設置された処理装置に送信されたサーモグラフィ画像データだけという結果となる。
コンクリート構造物には、同一形状の橋梁を無数に連結させて形成されている高架橋や、ダムなどの巨大建造物の広大な壁面、また、超高層ビルなどの同一パターンの連設で形成された建築物などが多数存在しているため、大量の画像データから、現場に出向いた補修作業員が欠陥箇所を的確・迅速に発見することが困難であり時間を要する作業が必要となる。そのため、現場で何度も位置確認を行い、欠陥部分の補修作業の前に、補修位置を特定する作業とその箇所のマーキングの付設を行わなければならないという問題が発生していた。
そこで、マルチコプターにサーモグラフィーカメラを搭載した、安価で安全で容易な検査方法であり、かつ、検出された欠陥箇所に作業員が出向くことなく、該当箇所を特定するためのマーキングが可能なコンクリート構造物非破壊検査システムの開発が望まれていた。
本発明の目的は、上記の課題を解決するため、遠隔操作可能な飛行体に探査装置を搭載したコンクリート構造物の非破壊検査システムであって、飛行制御機構を備えた飛行体を、地上の制御装置により滑空または停空飛行させ、飛行体に搭載した探査装置のサーモグラフィーカメラでコンクリートの欠陥箇所を温度から撮影検知し、検出結果に基づき不具合箇所を特定するマーキングを行う高圧発射装置を備えた、検査現場でマーキングを行うことか可能なコンクリート構造物非破壊検査システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため本発明に係るコンクリート構造物非破壊検査システムは、コンクリート構造物の表面の熱量／温度を撮影検知するために飛行体に搭載された撮影検知手段と、角度センサの測定値に沿って撮影検知手段を一定の角度に保つように角度を変更する角度調整手段と、を装備した探査装置と、
探査装置を搭載して空中を遠隔操作により滑空および／または停空飛翔する飛行制御機構を備えた飛行体と、
飛行体の航路と飛行角度と探査装置を制御する地上の制御手段と、
探査結果情報を受信するとともに撮影検知結果を分析および解析処理する地上に設けられた処理装置と、から構成されるコンクリート構造物の欠陥および破損個所を検出するコンクリート構造物の非破壊検査システムであって、
前記探査装置により検出されたコンクリート構造物の表面の不具合箇所を特定するためにマーキングを付着させるマーカー高圧発射装置と、
測定検出値および画像情報を含む探査結果情報を地上の制御装置に送信する送信手段と、を装備した構成である。
探査装置を搭載して空中を遠隔操作により滑空および／または停空飛翔する飛行制御機構を備えた飛行体と、
飛行体の航路と飛行角度と探査装置を制御する地上の制御手段と、
探査結果情報を受信するとともに撮影検知結果を分析および解析処理する地上に設けられた処理装置と、から構成されるコンクリート構造物の欠陥および破損個所を検出するコンクリート構造物の非破壊検査システムであって、
前記探査装置により検出されたコンクリート構造物の表面の不具合箇所を特定するためにマーキングを付着させるマーカー高圧発射装置と、
測定検出値および画像情報を含む探査結果情報を地上の制御装置に送信する送信手段と、を装備した構成である。
また、前記マーカー高圧発射装置は、マーカーを圧縮炭酸ガスで発射する構造からなる構成である。
また、前記撮影検知手段は、サーモグラフィーカメラからなる構成である。
また、前記探査装置は、サーモグラフィーカメラでコンクリート構造物の表面の発熱量を測定検知する構成である。
本発明に係るコンクリート構造物非破壊検査システムは、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果がある。
１．どのような規模または場所に建設されたコンクリート構造物であっても、飛行体の遠隔飛行制御機構により、飛行体とコンクリート構造物の距離を一定に保ち、また、探査装置に搭載された制御手段により、撮影検知手段をコンクリート構造物に対して一定の角度に保った状態で撮影検知することが可能であり、更に、処理装置の解析結果に基づき、不具合箇所を特定するためにマーカー高圧発射装置によりマーキングを行うことが可能である。
２．マーカーを圧縮炭酸ガスで発射する構造であるため、検出した不具合箇所を的確にマーカーで特定することが可能である。
３．探査装置に搭載された撮影検知手段がサーモグラフィーカメラであるため、コンクリート構造物の表面のサーモグラフィ画像を撮影することが可能となる。
４．探査装置に搭載されたサーモグラフィーカメラにより、コンクリート内部のヒビ割れ等の欠陥部分によるコンクリート表面の太陽熱の熱保存と熱放出の温度差を利用して、コンクリート構造物の表面の温度の熱量から内部欠陥を検出することが可能である。
１．どのような規模または場所に建設されたコンクリート構造物であっても、飛行体の遠隔飛行制御機構により、飛行体とコンクリート構造物の距離を一定に保ち、また、探査装置に搭載された制御手段により、撮影検知手段をコンクリート構造物に対して一定の角度に保った状態で撮影検知することが可能であり、更に、処理装置の解析結果に基づき、不具合箇所を特定するためにマーカー高圧発射装置によりマーキングを行うことが可能である。
２．マーカーを圧縮炭酸ガスで発射する構造であるため、検出した不具合箇所を的確にマーカーで特定することが可能である。
３．探査装置に搭載された撮影検知手段がサーモグラフィーカメラであるため、コンクリート構造物の表面のサーモグラフィ画像を撮影することが可能となる。
４．探査装置に搭載されたサーモグラフィーカメラにより、コンクリート内部のヒビ割れ等の欠陥部分によるコンクリート表面の太陽熱の熱保存と熱放出の温度差を利用して、コンクリート構造物の表面の温度の熱量から内部欠陥を検出することが可能である。
以下、本発明に係るコンクリート構造物非破壊検査システムを図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
本発明にかかるコンクリート構造物非破壊検査システム１は、飛行体１０と、制御装置２０と、探査装置３０と、探査結果情報等を送信する送信手段４０と、マーカー高圧発射手段５０と、処理装置６０とからなり、探査装置３０と、探査結果情報送信手段４０と、マーカー高圧発射手段５０は、飛行体１０に搭載される構成である。
本発明にかかるコンクリート構造物非破壊検査システム１は、飛行体１０と、制御装置２０と、探査装置３０と、探査結果情報等を送信する送信手段４０と、マーカー高圧発射手段５０と、処理装置６０とからなり、探査装置３０と、探査結果情報送信手段４０と、マーカー高圧発射手段５０は、飛行体１０に搭載される構成である。
図１は、本発明に係るコンクリート構造物非破壊検査システム１のブロック図であり、地上の制御装置２０による遠隔操作により、遠隔地の飛行体１０の飛行と、探査装置３０による探査と、マーカー高圧発射手段５０によるマーキングを制御するシステムからなる。
図２は、本発明に係るコンクリート構造物非破壊検査システムの飛行体の図であり、飛行体１０には、飛行制御機構１２と、探査装置３０と探査結果情報送信手段４０と、マーカー高圧発射装置５０が搭載される構成である。
図３は、本発明に係るコンクリート構造物非破壊検査システムの制御装置と処理装置の図であり、制御装置２０には航路・飛行角度制御手段２２と、探査装置制御手段２４が装備され、また、処理装置６０には探査結果情報受信手段６２と、測定結果解析手段６４が装備され、地上から飛行体１０と探査装置３０を遠隔操作する構成である。
図２は、本発明に係るコンクリート構造物非破壊検査システムの飛行体の図であり、飛行体１０には、飛行制御機構１２と、探査装置３０と探査結果情報送信手段４０と、マーカー高圧発射装置５０が搭載される構成である。
図３は、本発明に係るコンクリート構造物非破壊検査システムの制御装置と処理装置の図であり、制御装置２０には航路・飛行角度制御手段２２と、探査装置制御手段２４が装備され、また、処理装置６０には探査結果情報受信手段６２と、測定結果解析手段６４が装備され、地上から飛行体１０と探査装置３０を遠隔操作する構成である。
飛行体１０は、本体の飛行機構に加えて、飛行制御機構１２を装備しており、更に、探査装置３０を搭載し、同時に、検査結果情報送信手段４０と、マーカー高圧発射装置５０を備えており、遠隔操によって滑空または停空飛翔することが可能である。滑空するだけでもコンクリート構造物のヒビ割れ等による表面温度差の検出と、その空撮は可能ではあるが、より的確に異常または故障を発見して、明確な探査結果（サーモグラフィー画像）を得るために、飛行体１０は、停空飛翔・垂直移動・平行移動することが可能な無人マルチコプタ等の回転翼機であることが望ましい。
飛行制御機構１２は、地上の制御装置２０から発信される信号を受信することにより、飛行体の航路や高度と飛行角度を制御する装置であり、飛行体１０とコンクリート構造物との距離または間隔を一定に保つことを可能としている構成である。飛行制御機構１２は、従来の技術による飛行制御手段からなり、探査するコンクリート構造物の調査対象となる範囲を安定した状態で飛行することが可能であり、探査装置３０と探査結果送信手段４０とマーカー高圧発射装置５０を搭載して飛行できる程度の出力が確保できればよい。
制御装置２０は、航路・飛行角度制御手段２２と、探査装置制御手段２４とからなり、地上に設けられた司令塔であり、地上から遠隔操作で上空の飛行体１０と探査装置３０の制御を行う構成である。
航路・飛行角度制御手段２２は、制御装置２０に組み込まれた飛行体１０の遠隔操作システムである。後述する撮影検知手段３６により空撮された飛行中のサーモグラフィ映像を基に、飛行制御機構１２により手動（または自動）で飛行体１０の飛行航路および角度を制御することが可能である。また、予め飛行体１０の飛行速度・範囲・高度・角度などのプログラムを入力しておき、それに基づき自動遠隔操作で飛行させ、構造物の不具合箇所の表面部のサーモグラフィ映像を撮影することも可能である。
探査装置制御手段２４は、後述する探査装置３０に搭載された、角度センサ３２と、角度調整手段３４と、撮影検知手段３６とを制御するシステムである。飛行位置や飛行角度から、撮影検知手段（サーモグラフィーカメラ）３６がコンクリート構造物に対して検査に適した距離・角度を保つように地上から遠隔操作する構成である。映像やデータに基づき、手動で探査装置３０を制御することも可能であり、また、予め与えられた制御指示による自動探査を行うことも可能である。
探査装置３０は、角度センサ３２と、角度調整手段３４と、撮影検知手段３６とからなり、地上の制御装置の探査装置制御手段２４から発信される信号により、探査装置に搭載された機器を地上からコントロールする構成である。探査装置３０は、コンクリート構造物の内部にヒビ割れ等の欠陥が発生すると、欠陥箇所の表面が他の部分とは異なる蓄熱量・発熱量を示すという特性をとらえて、サーモグラフィーカメラで温度変化を検出してコンクリート構造物の内部の欠陥箇所を特定している。
角度センサ３２は、超音波および／またはレーザにより、コンクリート構造物の表面と撮影検知手段３６との角度を検知するセンサであり、探査時に撮影検知手段３６およびマーカーを発射するマーカー高圧発射装置５０とコンクリート構造物とを一定の角度に保つように角度を測定している。対象となるコンクリート構造物の検査表面の建設角度や使用するサーモグラフィーカメラや天候などにより、表面熱量を検出するのに最適な角度は多少変化するため、適宜に最適角度を設定することにより、それに合わせて角度センサ３２が自動的に飛行体の飛行角度を考慮して、角度調整手段３４に角度を補正するための信号を送るという構成である。
角度調整手段３４は、角度センサ３２の指令信号に基づき探査装置３０およびマーカー高圧発射装置５０の角度を調整（補正）するものであり、角度センサ３２から発せられる超音波および／またはレーザにより測定されたコンクリート構造物面に対する角度を探査現場の状況に合わせて最適に保つように制御する構成である。角度調整手段３４は、サーボモーターなど角度を無段階に微調整することが可能な機構であればよく、他の従来技術で代替することも可能である。
撮影検知手段３６は、探査装置に組み込まれたサーモグラフィーカメラからなり、検査対象のコンクリート構造物の表面の温度差を感知し、正常部分とは異なる蓄熱箇所または放熱箇所の写真を撮影する。
探査結果情報送信手段４０は、従来技術によるデータ通信手段から構成され、撮影検知手段３６（サーモグラフィーカメラ）によって撮影されたコンクリート構造物の表面温度に基づき、コンクリート内部の異常または不具合箇所の画像データを、地上の制御装置に組み込まれた探査結果情報受信手段６２へと送信する。
マーカー高圧発射装置５０は、高圧炭酸ガスにより、不具合箇所を明確にするためにコンクリート構造物の表面にマーカーを発射してマーキングを施す装置であり、飛行体１０に搭載される。マーカー高圧発射装置５０は、探査装置３０に装備された角度センサ３２と角度調整手段３４で発射角度を最適な角度に調整され、圧縮炭酸ガスの膨張圧力によりマーカーを発射する構成である。撮影検知手段３６により、コンクリート構造物の内部のヒビ割れ等の不具合箇所を表面の温度差を検知することにより発見し、検査・修繕の作業時に該当箇所を容易に発見することを可能にするために、的確にマーキングを行うことが可能となっている。
処理装置６０は、探査結果情報受信手段６２と、測定結果解析手段６４
からなり、地上に設けられて、探査現場上空の飛行体１０に搭載された探査結果情報送信手段４０から発信されるサーモグラフィーデータである撮影された画像を受信・解析する。
からなり、地上に設けられて、探査現場上空の飛行体１０に搭載された探査結果情報送信手段４０から発信されるサーモグラフィーデータである撮影された画像を受信・解析する。
探査結果情報受信手段６２は、地上に設けられた処理装置６０に組み込まれた受信システムであって、従来技術によるデータ通信手段から構成され、飛行している飛行体１０に搭載された探査結果情報送信手段４０から送信された、撮影検知手段３６（サーモグラフィーカメラ）によって撮影されたコンクリート構造物の画像データをオンタイムで地上で受信する。また、探査結果情報受信手段６２により受信した探査結果は測定結果解析手段６４のスクリーンに表示させることが可能である。
測定結果解析手段６４は、地上に設けられた処理装置６０に組み込まれた画像解析システムであり、探査結果情報受信手段６２が受信したコンクリート構造物のサーモグラフィーデータを解析し、画像に映し出された温度の変化によりコンクリート内部のヒビ割れ等の不具合箇所を発見する。不具合または欠陥箇所であると判断された場合には、前述のマーカー高圧発射装置を用いて該当箇所にマーカーを発射させ、マーカーを壁面に付着させてマーキングが施される。
上述の構成としたことにより、飛行体１０に探査装置３０と探査結果情報送信手段４０とマーカー高圧発射装置５０を搭載して、サーモグラフィーカメラで空撮された画像データを基に、オンタイムで地上からコンクリート構造物の非破壊検査を実施することを可能にしたものである。調査には、現場に作業員が出向いて直接検査作業を行う必要が無く、広範囲を対象にした検査を短時間で行うことが可能であるため、安価にコンクリート構造物の非破壊検査を行うことが可能となった。
更に、太陽光による外気温の変動により、正常部分とは異なる蓄熱または放熱を示すコンクリート構造物の内部欠陥部分を、サーモグラフィーカメラで撮影検出し、その場で飛行体１０に搭載したマーカー高圧発射装置５０でマーキングを行うことにより、後日現場に出向いた補修作業員が欠陥箇所を的確・迅速に特定することが可能となった。
マルチコプターにサーモグラフィーカメラを搭載した従来の検査機器では、地上に送信されてきた映像（または画像）データを基に欠陥部分の検出作業を行い、その検出結果を基に後日作業員が現場に出向き、その作業員が複数の欠陥箇所を特定し、マーキングを行うという作業が行われてきた。本発明に係るコンクリート構造物非破壊検査システムによれば、マーカー高圧発射装置５０を備えているため、欠陥箇所を地上の測定結果解析手段６４で解析し、欠陥箇所を発見し次第その場で現場上空を飛行する飛行体１０に搭載したマーカー高圧発射装置５０からマーカーを発射して該当箇所を的確かつ正確に表示することが可能である。
広大な壁面や、高層ビル、長距離に亘る橋脚・橋梁、高層ビルなどの巨大コンクリート構造物では、不具合箇所に作業員や修理機材を到達させるだけでも大掛かりな作業であり、不具合箇所の位置特定に少しでも誤りがあると膨大な時間と費用を浪費する事態となる。本発明に係るコンクリート構造物非破壊検査システムでは、マーカー高圧発射装置５０で検査時に検出と同時にマーキングを行うことにより、サーモグラフィーデータを基にした後日の位置特定作業が不要になり、巨大コンクリート構造物でも欠陥部分に容易に到達することが可能であるため、コンクリート構造物の検査のコストのみではなく、その後の再調査や修理に必要なコストをも抑えることが可能となる。
コンクリート構造物の検査を安価に迅速に行うことが可能であり、更にその後の修理費用が抑えられることで、コンクリート構造物の安全を長期に亘って維持することを可能にしたものである。また、本発明に係るコンクリート構造物非破壊検査システムは、コンクリート構造物の内部欠陥を検出するために開発されたものであるが、様々な角度、高度、範囲に及んで飛行体１０が飛行し、サーモグラフィーカメラにより発熱部分を検出することが可能であるため、高層ビル等のシステム全体を検査することも可能である。
１ コンクリート構造物非破壊検査システム
１０ 飛行体
１２ 飛行制御機構
２０ 制御装置
２２ 航路・飛行角度制御手段
２４ 探査装置制御手段
３０ 探査装置
３２ 角度センサ
３４ 角度調整手段
３６ 撮影検知手段
４０ 探査結果情報送信手段
５０ マーカー高圧発射装置
６０ 処理装置
６２ 探査結果情報受信手段
６４ 測定結果解析手段
１０ 飛行体
１２ 飛行制御機構
２０ 制御装置
２２ 航路・飛行角度制御手段
２４ 探査装置制御手段
３０ 探査装置
３２ 角度センサ
３４ 角度調整手段
３６ 撮影検知手段
４０ 探査結果情報送信手段
５０ マーカー高圧発射装置
６０ 処理装置
６２ 探査結果情報受信手段
６４ 測定結果解析手段
Claims (4)
- コンクリート構造物の表面の熱量／温度を撮影検知するために飛行体に搭載された撮影検知手段と、角度センサの測定値に沿って撮影検知手段を一定の角度に保つように角度を変更する角度調整手段と、を装備した探査装置と、
探査装置を搭載して空中を遠隔操作により滑空および／または停空飛翔する飛行制御機構を備えた飛行体と、
飛行体の航路と飛行角度と探査装置を制御する地上の制御手段と、
探査結果情報を受信するとともに撮影検知結果を分析および解析処理する地上に設けられた処理装置と、から構成されるコンクリート構造物の欠陥および破損個所を検出するコンクリート構造物の非破壊検査システムにおいて、
前記探査装置により検出されたコンクリート構造物の表面の不具合箇所を特定するためにマーキングを付着させるマーカー高圧発射装置と、
測定検出値および画像情報を含む探査結果情報を地上の制御装置に送信する送信手段と、を装備したことを特徴とするコンクリート構造物非破壊検査システム。 - 前記マーカー高圧発射装置は、マーカーを圧縮炭酸ガスで発射する構造からなることを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物非破壊検査システム。
- 前記撮影検知手段は、サーモグラフィーカメラであることを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物非破壊検査システム。
- 前記探査装置は、サーモグラフィーカメラでコンクリート構造物の表面の発熱量を測定検知することを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物非破壊検査システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2014/004181 WO2016024303A1 (ja) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | コンクリート構造物非破壊検査システム |
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2014/004181 WO2016024303A1 (ja) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | コンクリート構造物非破壊検査システム |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016024303A1 true WO2016024303A1 (ja) | 2016-02-18 |
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ID=55303950
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2014/004181 WO2016024303A1 (ja) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | コンクリート構造物非破壊検査システム |
Country Status (1)
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|---|---|
| WO (1) | WO2016024303A1 (ja) |
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-
2014
- 2014-08-12 WO PCT/JP2014/004181 patent/WO2016024303A1/ja active Application Filing
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