WO2021241535A1 - 構造物の検査方法及び検査システム - Google Patents

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WO2021241535A1
WO2021241535A1 PCT/JP2021/019702 JP2021019702W WO2021241535A1 WO 2021241535 A1 WO2021241535 A1 WO 2021241535A1 JP 2021019702 W JP2021019702 W JP 2021019702W WO 2021241535 A1 WO2021241535 A1 WO 2021241535A1
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damage
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internal state
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PCT/JP2021/019702
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直史 笠松
誠 與那覇
那緒子 吉田
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富士フイルム株式会社
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    • G06T2207/30132Masonry; Concrete

Definitions

  • the present invention relates to a structure inspection method and inspection system.
  • Patent Document 1 Infrared photography
  • electromagnetic wave radar method for example, Patent Document 2
  • ultrasonic method as a method for non-destructively inspecting (inspecting) the inside of a reinforced concrete structure such as a bridge or a tunnel.
  • Patent Document 3 an X-ray contrast imaging method (for example, Patent Document 4) and the like are known.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-37366 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-051851 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-070627 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-193611
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a structure inspection method and inspection system capable of efficiently inspecting a structure and performing highly accurate deterioration prediction. do.
  • a method for inspecting a structure which comprises a step of taking a picture with a first pixel resolution except for a damaged part, and taking a picture with a second pixel resolution higher than the first pixel resolution for a part having an internal damage.
  • the inspection target area is photographed by dividing the image into multiple times while shifting the imaging location, which is one of the structures (3) to (5). How to inspect things.
  • the first pixel resolution is a pixel resolution capable of detecting cracks having a width of up to 0.2 mm from a visible light image taken by a visible light camera
  • the second pixel resolution is taken by a visible light camera.
  • the captured visible light image is photographed with a pixel resolution capable of detecting cracks having a width of at least 0.1 mm, and a specific damage is detected.
  • the structure inspection method according to (11) wherein the internal state of a portion where a crack having a width of less than 0.2 mm is detected is measured non-destructively.
  • the inspection target area is photographed with the visible light camera in a plurality of times while shifting the imaging location, whichever is one of (11) to (16). How to inspect structures.
  • the first camera that captures an image that visualizes the internal state of the structure, the second camera that captures a visible light image of the surface of the structure, and the visible light image captured by the second camera are acquired.
  • a detection device for detecting damage appearing on the surface of the structure is provided, and when a visible light image of the surface of the inspection target area of the structure is taken by the second camera, the first camera is used in advance to capture a visible light image of the surface of the structure.
  • An image that visualizes the internal state of the inspection target area is taken to acquire information on the part that has internal damage, and the part that has internal damage is photographed with the first pixel resolution except for the part that has internal damage, and the part that has internal damage.
  • Schematic block diagram of the system used for inspection Block diagram showing an example of the hardware configuration of the damage diagram creation support device Block diagram of the main functions of the damage diagram creation support device
  • a diagram showing an example of a damage diagram that records floating A diagram showing an example of a damage diagram recording cracks
  • Plan view showing the schematic configuration of the deck A flowchart showing an inspection procedure according to the inspection method of the structure of the first embodiment.
  • the figure which shows an example of taking a millimeter wave image in one coffer The figure which shows an example of taking a visible light wave image in one coffer Flowchart showing the procedure of shooting with a visible light camera Conceptual diagram of processing for taking visible light images in areas where floats are not detected Conceptual diagram of processing for taking visible light images in areas where floats are detected
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a system used for inspection.
  • the system 1 used for the inspection of the present embodiment captures a visible light camera 10 that captures the outer surface of the structure O and a millimeter-wave image that visualizes the internal state of the structure O. It includes a millimeter-wave camera 20 and a damage map creation support device 30 that supports the creation of a damage map.
  • the visible light camera 10 is a camera that photographs a subject with sensitivity in the wavelength band of visible light (generally 380 nm to 780 nm).
  • the visible light camera 10 is a general digital camera (portable terminal, etc.) equipped with a CMOS image sensor (complementary metal-oxide semiconductor device image sensor), a CCD image sensor (charge coupled device image sensor), or the like. Can be used).
  • CMOS image sensor complementary metal-oxide semiconductor device image sensor
  • CCD image sensor charge coupled device image sensor
  • a digital camera capable of color photography is used. Therefore, a color image is taken as a visible light image.
  • the color image is an image (so-called RGB image) having each intensity value (brightness value) of R (red; red), G (green; green), and B (blue; blue) in pixel units.
  • the user photographs the outer surface of the inspection target area of the structure O with the visible light camera 10.
  • the captured image (visible light image) is used to detect damage (cracks, peeling, exposed reinforcing bars, water leakage (including rust juice), free lime, discoloration of concrete, etc.) appearing on the outer surface of structure O. Will be done. In particular, in this embodiment, it is used to detect cracks.
  • the visible light camera 10 is an example of the second camera.
  • a so-called active millimeter-wave camera (millimeter-wave imaging device) is used.
  • the millimeter wave camera is an example of the first camera.
  • An active millimeter-wave camera irradiates a subject with millimeter waves, receives the reflected waves, and generates an image (millimeter-wave image) that visualizes the internal state of the subject.
  • the millimeter wave is an electromagnetic wave having a wavelength of 1 to 10 mm and a frequency of 30 to 300 GHz.
  • the millimeter-wave camera 20 for example, electronically or mechanically scans a millimeter-wave beam to form a two-dimensional image of the internal state of a subject within an angle of view.
  • a plurality of transmitting antennas and a plurality of receiving antennas By using a plurality of transmitting antennas and a plurality of receiving antennas, shooting can be speeded up.
  • a plurality of receiving antennas can be arranged in one direction and scanned in a direction orthogonal to the arrangement direction to form a two-dimensional image.
  • the resolution can be improved by adopting so-called MIMO (Multiple Input Multiple Output) radar technology.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • the millimeter wave camera 20 has a display as a display unit, and a millimeter wave image captured on the display is displayed. The user sees the millimeter-wave image displayed on the display to check the internal condition of the inspection target area.
  • the floating of concrete is detected.
  • Floating concrete means that the area near the surface of concrete is floating.
  • Floating concrete means that the concrete near the surface is losing its integrity with the concrete inside due to continuous cracking inside the concrete.
  • the damage diagram creation support device 30 is composed of a general-purpose computer such as a personal computer.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the damage diagram creation support device.
  • the damage diagram creation support device 30 includes a CPU (Central Processing Unit) 31, a RAM (Random Access Memory) 32, a ROM (Read Only Memory) 33, an HDD (Hard Disk Drive) 34, an operation unit 35, a display unit 36, and an input / output unit. It is configured to include an interface (Interface, IF) 37, a communication interface 38, and the like.
  • the ROM 33 and / or the HDD 34 stores a program executed by the CPU 31 and various data.
  • the operation unit 35 is composed of, for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, and the like.
  • the display unit 36 is composed of, for example, a liquid crystal display (Liquid Crystal Display, LCD), an organic EL display (Organic Light Emitting Display Display, OLED display), or the like.
  • the input / output interface 37 is composed of, for example, USB (Universal Serial Bus) or the like.
  • the damage diagram creation support device 30 is communicably connected to an external device via the input / output interface 37. Further, the damage diagram creation support device 30 is connected to a network (for example, the Internet) via the communication interface 38.
  • FIG. 3 is a block diagram of the main functions of the damage diagram creation support device.
  • the damage diagram creation support device 30 mainly has the functions of the image data acquisition unit 30A, the damage detection unit 30B, the panorama composition unit 30C, and the damage diagram creation unit 30D. These functions are realized by the CPU 31 executing a predetermined program.
  • the image data acquisition unit 30A acquires image data of a visible light image obtained by photographing the inspection target area.
  • the image data acquisition unit 30A acquires image data of a visible light image via the input / output interface 37 or the communication interface 38.
  • the image data of the acquired visible light image is stored in the HDD 34.
  • the damage detection unit 30B analyzes the visible light image and detects the damage appearing on the surface of the structure O. In this embodiment, cracks are detected as damage.
  • the damage diagram creation support device 30 of the present embodiment also functions as a detection device because it has a detection function for detecting damage appearing on the surface of the structure.
  • a method of detecting damage can be adopted by using a trained model in which an image containing damage is machine-learned as training data.
  • the type of machine learning algorithm is not particularly limited, and is, for example, RNN (Recurrent Neural Network / Recurrent Neural Network), CNN (Convolutional Neural Network / Convolutional Neural Network), MLP (Multilayer Perceptron), or the like.
  • An algorithm using the above can be used.
  • a method of detecting damage based on the luminance distribution and the RGB value distribution of the image can be adopted. Since the damaged region has a different luminance distribution and RGB value distribution from the other regions, the damage can be detected from the image by searching for changes in the luminance value and the RGB value.
  • the width is also measured.
  • a known image measurement technique is adopted for width measurement.
  • the panorama compositing unit 30C generates one image by panoramic compositing when the image data group of the visible light image taken separately is acquired.
  • the split photography is a method of dividing an inspection target area into a plurality of areas and taking a picture for each area.
  • the panorama compositing unit 30C joins the images of each area to generate one image. Since the panoramic composition itself is a known technique, the details thereof will be omitted.
  • the panorama composition unit 30C performs a panorama composition process by applying corrections such as scaling correction, tilt correction, and rotation correction to each image as necessary. It should be noted that the damage can be detected for the image after the panoramic composition.
  • the damage diagram creation unit 30D creates a damage diagram.
  • the damage diagram is a drawing (for example, a drawing of industrial data such as CAD (Computer-Aided Design)) in which the position, range, situation, and main dimensions of typical damage are described.
  • the damage diagram is created manually or automatically according to the instruction from the user.
  • a drawing of the inspection target area is displayed on the display unit 36, and the user can use the operation unit 35 to display the damage occurrence position, range, situation, and typical damage main dimensions. Etc. are created by manually writing in the drawing.
  • the damage diagram has a layer structure, and the damage diagram is created by dividing the layers according to the type of damage. Specifically, it is created separately for floats and cracks. Therefore, by superimposing the floating layer and the cracking layer, a damage diagram showing both floating and cracking is generated.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a damage diagram in which floating is recorded.
  • the place where the float occurs is surrounded by a circle C in the drawing IM indicated by the inspection target area so that the position and range of the float can be confirmed on the drawing.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a damage diagram in which cracks are recorded.
  • the thickness of the traced line is changed according to the width of the crack. Specifically, cracks having a width of 0.2 mm or more are indicated by a thick line L1, and cracks having a width of 0.1 mm or more and less than 0.2 mm are indicated by a thin line L2.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a damage diagram in which both floating and cracking are recorded.
  • the damage diagram recording both floating and cracking is a superposition of both damage diagrams. From the damage diagram recording both floating and cracking, both the state of the outer surface and the state of the inner state of the structure O can be confirmed at the same time.
  • the damage diagram created by the damage diagram creating unit 30D is displayed on the display unit 36. Further, it is recorded in the HDD 34 in response to a recording instruction from the user.
  • a bridge is an example of a structure.
  • the floor slab is an example of a structure made of reinforced concrete.
  • FIG. 7 is a plan view showing a schematic configuration of the floor slab.
  • the inspection of the floor slab F is carried out in units of coffers.
  • the coffer F1 is a section of the floor slab F divided by the main girder F2 and the cross girder F3.
  • the longitudinal direction of the deck F (direction of the main girder F2) is the x direction
  • the direction orthogonal to the x direction is the y direction
  • the direction orthogonal to the floor slab F is defined as the z direction.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an inspection procedure by the inspection method of the structure of the present embodiment.
  • step S1 an inspection using a millimeter wave image is performed (step S1), and then an inspection using a visible light image is performed (step S2).
  • the inspection using a millimeter wave image is an inspection in which an inspection target area is photographed using a millimeter wave camera 20 and the internal state of the inspection target area is confirmed in detail based on the obtained millimeter wave image.
  • the float is detected based on the millimeter wave image.
  • the inspection using millimeter-wave images is an example of a process of taking an image that visualizes the internal state of the inspection target area and measuring the internal state of the inspection target area in a non-destructive manner.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of shooting a millimeter-wave image between one coffer.
  • the coffer F1 is photographed with a millimeter-wave camera by dividing it into a plurality of times while shifting the imaging location.
  • the coffer F1 is divided into a matrix, and each divided area is sequentially photographed by a millimeter-wave camera.
  • the arrow A indicates the moving direction of the shooting.
  • the image is taken so as to scan the entire coffer F1.
  • FIG. 9 shows an example in which shooting is started from point S and shooting is ended at point E.
  • reference numeral R indicates a shooting range of a millimeter-wave camera. As shown in FIG. 9, each divided region is set to be narrower than the shooting range of the millimeter-wave camera. As a result, the inspection target area can be photographed (inspected) without omission.
  • the millimeter wave image taken by the millimeter wave camera is an image that visualizes the internal state of the structure. Therefore, by checking the captured millimeter-wave image, the internal state can be confirmed in detail.
  • the user confirms the captured millimeter-wave image to confirm the presence or absence of floating. If a float is detected, check the details (position, range, situation, main dimensions of typical float, etc.).
  • the damage diagram is created by using the damage diagram creation support device 30.
  • the internal state of the inspection target area can be confirmed in detail.
  • information on the damaged part can be obtained.
  • information on the floating portion can be acquired.
  • the inspection using visible light images will be carried out.
  • the visible light camera 10 is used to photograph the inspection target area, and the damage appearing on the outer surface of the inspection target area is detected based on the obtained visible light image.
  • cracks appearing on the outer surface of the coffer are detected.
  • the visible light image is taken by the same method as the millimeter wave image. That is, the coffer F1 is photographed with a visible light camera by dividing it into a plurality of times while shifting the photographing location.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of shooting a visible light wave image between one coffer.
  • the coffer F1 is divided into a matrix, and each divided area is photographed in order with a visible light camera.
  • the numbers (1 to 32) assigned to each area indicate the order of shooting.
  • the image is taken so as to scan the entire coffer F1.
  • a visible light image is photographed with pixel resolution according to the presence or absence of floating. Specifically, the region where the float is not detected by the inspection using the millimeter wave image is photographed with a relatively low first pixel resolution. On the other hand, the region where the float is detected by the inspection using the millimeter wave image is photographed with a relatively high second pixel resolution.
  • the area where the float is detected is the area including the place where the float is detected.
  • FIG. 10 shows an example in which a float is detected in the area 23, the area 26, and the area 31. In this case, the area 23, the area 26, and the area 31 are photographed with the second pixel resolution, and the other areas are photographed with the first pixel resolution.
  • pixel resolution refers to the size of the field of view per pixel of the image sensor mounted on the visible light camera.
  • the pixel resolution represents how many mm one pixel of the image sensor corresponds to.
  • the unit is "mm / pixel”.
  • Pixel resolution is determined by the field size and the number of pixels.
  • the "field of view size” is the range (shooting range) in which the inspection object is photographed.
  • the relationship between the pixel resolution, the visual field size and the number of pixels is expressed by the following equation.
  • the first pixel resolution is set to a pixel resolution capable of detecting cracks having a width of up to 0.2 mm from the captured visible light image.
  • the pixel resolution is set so that cracks with a width of up to 0.2 mm can be detected by image analysis by a computer.
  • the pixel resolution capable of detecting cracks having a width of up to 0.2 mm from the captured visible light image is, for example, 0.6 [mm / pixel].
  • the second pixel resolution is set to a pixel resolution that can detect cracks having a width of at least 0.1 mm from the captured visible light image.
  • the pixel resolution is set so that cracks having a width of at least 0.1 mm can be detected by image analysis by a computer.
  • the pixel resolution capable of detecting cracks having a width of at least 0.1 mm from the captured visible light image is, for example, 0.3 [mm / pixel].
  • the number of pixels of the image sensor mounted on the visible light camera to be used is, for example, 3000 pixels in the vertical direction and 4000 pixels in the horizontal direction.
  • the size of each area is set so that each area can be photographed at one time when photographing with the first pixel resolution. Therefore, the size of each region to be divided is set to be smaller than the field of view size when shooting with the first pixel resolution. More specifically, it is set to be smaller than the field of view size when shooting with the first pixel resolution, and is set to be larger than the field of view size when shooting with the second pixel resolution. Further, when each of the divided regions is photographed with the first pixel resolution, the images of the adjacent regions are set so as to partially overlap each other. For example, it is set to overlap by 30% or more.
  • the frame R1 shows the field of view size when shooting with the first pixel resolution. Further, the frame R2 indicates the field of view size when shooting with the second pixel resolution. As shown in FIG. 10, the field of view size in the case of shooting with the first pixel resolution is set to be larger than the field of view size in the case of shooting with the second pixel resolution.
  • the pixel resolution can be adjusted, for example, by changing the focal length (zoom) or the shooting distance (working distance).
  • FIG. 11 is a flowchart showing the procedure of shooting with a visible light camera.
  • the inspection target area is divided (step S11).
  • the coffer F1 which is the inspection target area is divided into a matrix.
  • the size of each region to be divided is set according to the field of view size when shooting with the first pixel resolution.
  • step S12 After dividing the inspection target area, move to the first shooting location (step S12). That is, it moves to the shooting location in the area to be shot first.
  • step S13 it is determined whether or not the area to be photographed is a floating area. That is, it is determined whether or not the area is a floating area.
  • step S14 When the area to be photographed is not a floating area, the area is photographed with the first pixel resolution (step S14). In this case, the shooting of the corresponding area is completed once.
  • the area to be photographed is a floating area
  • the area is photographed with the second pixel resolution (step S15).
  • the area is photographed by dividing the area into a plurality of times while shifting the imaged area.
  • step S16 After the shooting is completed, it is determined whether or not the shooting of all the areas to be inspected is completed (step S16). When the shooting of all areas is completed, the process ends. On the other hand, if the shooting of all the areas is not completed, the process moves to the next shooting area (step S17). Then, the process returns to step S13, it is determined whether or not the area is a floating area (step S13), and shooting is performed according to the determination result.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram of processing for taking a visible light image in an area where floating is not detected.
  • each divided area is photographed in order with the first pixel resolution. Shooting of each area is completed in one shot.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram of processing for taking a visible light image in a region where floating is detected.
  • the damage diagram is created by using the damage diagram creation support device 30.
  • the damage diagram is created by the following procedure.
  • a case where a damage diagram is automatically created from a captured image will be described as an example.
  • the captured image group is input to the damage diagram creation support device 30.
  • the damage diagram creation support device 30 analyzes the input image and detects the damage appearing on the surface of the structure. In this embodiment, cracks are detected as damage.
  • the image is taken with the pixel resolution changed depending on the presence or absence of floating. The non-floating region is photographed with the first pixel resolution, and the floating region is photographed with the second pixel resolution.
  • the first pixel resolution is a pixel resolution capable of detecting cracks up to 0.2 mm from the captured visible light image. Therefore, in the region where there is no floating, cracks having a width of up to 0.2 mm are detected. On the other hand, in the second pixel resolution, cracks up to at least 0.1 mm are detected from the captured visible light image.
  • the damage diagram creation support device 30 panoramicly synthesizes the input image group and generates one visible light image in which the inspection target area is captured. Then, based on the panoramic composite image, an image in which cracks are traced is generated, and a damage diagram is created.
  • the damage diagram is created with a layer structure, and the damage diagram of the crack having a width of 0.2 mm or more and the damage diagram of the crack having a width of 0.1 mm or more and less than 0.2 mm are separately created. .. Thereby, if necessary, cracks having a width of 0.2 mm or more and cracks having a width of 0.1 mm or more and less than 0.2 mm can be confirmed separately. By superimposing the two, all cracks can be confirmed (see FIG. 5).
  • the created crack damage diagram is displayed on top of the floating damage diagram as needed. As a result, the floating inside the structure and the cracks appearing on the outer surface of the structure can be confirmed at once (see FIG. 6).
  • a visible light image is taken with high pixel resolution only in the region where damage is detected inside. ..
  • the total number of shots when taking a visible light image can be reduced, and the structure can be inspected efficiently.
  • a visible light image is taken with high pixel resolution, so that the damage appearing on the outer surface can be confirmed in detail. This makes it possible to perform highly accurate deterioration prediction.
  • the area where the internal damage (floating) is detected is taken with the second pixel resolution, and the other areas are taken with the first pixel resolution. It is configured to be.
  • the entire inspection target area including the area where the internal damage is detected may be photographed with the first pixel resolution, and the area where the internal damage is detected may be further photographed with the second pixel resolution. In this case as well, the number of shots taken at the second pixel resolution can be reduced, so that the structure can be inspected efficiently.
  • the inspection target area is photographed with a visible light camera, and the damage appearing on the surface is detected based on the obtained visible light image.
  • the internal state of the location where the damage is detected is measured non-destructively.
  • cracks are detected as damages appearing on the surface of the structure. Then, when a crack having a width of less than 0.2 mm is detected, the internal state of the portion where the crack having a width of less than 0.2 mm is detected is non-destructively measured.
  • a non-destructive measurement method a method of taking an image that visualizes the internal state is adopted. In particular, in the present embodiment, a millimeter-wave image is taken to confirm the internal state in detail.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an inspection procedure by the inspection method of the structure of the present embodiment.
  • an inspection using a visible light image is carried out (step S21).
  • the inspection using a visible light image is performed by photographing the inspection target area with a visible light camera and detecting damage (cracking in the present embodiment) appearing on the outer surface of the structure from the obtained visible light image. ..
  • Shooting is performed with pixel resolution that can detect cracks with a width of at least 0.1 mm from the captured visible light image.
  • the inspection target area is divided and shot. That is, the inspection target area is photographed by dividing it into a plurality of times while shifting the imaging location.
  • the damage diagram is created by using the damage diagram creation support device 30.
  • the user inputs the captured visible light image into the damage diagram creation support device 30.
  • the damage diagram creation support device 30 automatically generates a damage diagram in response to an instruction from the user. That is, cracks are detected from the input visible light image, and the detected cracks are traced to generate a damage diagram. Also, measure the width of the detected crack and record it in the damage diagram. It is preferable that the damage diagram changes the width and color of the traced line according to the width of the crack. In the present embodiment, the damage diagram is further divided into layers according to the width of the crack.
  • step S22 Based on the result of the inspection by the visible light image, it is judged whether or not the detailed inspection of the internal state is necessary. Specifically, it is determined whether or not there is a cracked portion having a width of less than 0.2 mm, and it is determined whether or not a detailed inspection of the internal state is necessary (step S22). There is a concern about internal damage (mainly floating) where cracks with a width of less than 0.2 mm occur. Therefore, the place where the crack having a width of less than 0.2 mm is generated is targeted for the detailed inspection.
  • step S23 When a crack with a width of less than 0.2 mm is detected from the inspection target area, the internal state of the detected crack with a width of less than 0.2 mm is inspected in detail in a non-destructive manner (step S23).
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a crack damage diagram generated by inspection using a visible light image.
  • cracks having a width of 0.2 mm or more are indicated by a thick line L1
  • cracks having a width of 0.1 mm or more and less than 0.2 mm are indicated by a thin line L2.
  • cracks having a width of less than 0.2 mm are detected at three locations.
  • the cracked portion having a cohesiveness is regarded as one unit. Therefore, in the example shown in FIG. 15, a detailed inspection of the internal state is performed at three locations. Specifically, a detailed inspection of the internal state is carried out at a portion surrounded by rectangular frames W1 to W3.
  • the detailed inspection of the internal state is performed by taking an image that visualizes the internal state.
  • it is performed by taking a millimeter wave image.
  • the user photographs a portion where a crack having a width of less than 0.2 mm is detected (a portion surrounded by frames W1 to W3 in FIG. 15) with a millimeter-wave camera 20 and inspects the internal state.
  • a millimeter wave image that visualizes the internal state of the target portion can be obtained.
  • the user confirms the millimeter-wave image obtained by shooting and confirms in detail the internal state that cannot be confirmed from the surface. That is, it is confirmed whether or not there is any damage such as floating that occurs inside.
  • the internal state is non-destructed only when a specific damage (in this embodiment, a crack having a width of less than 0.2 mm) is detected as a result of inspection using a visible light image. Inspect in detail at. As a result, the internal detailed inspection is carried out only for the parts that truly require detailed inspection, so that the structure can be inspected efficiently. In addition, the internal condition can be inspected in detail for the part where damage is suspected inside. This makes it possible to perform highly accurate deterioration prediction.
  • a specific damage in this embodiment, a crack having a width of less than 0.2 mm
  • the internal state is inspected in detail with a millimeter wave image or the like, if floating of a predetermined size or more is observed, it is preferable to further inspect the soundness of the reinforcing bars around it.
  • This can be useful for estimating deterioration factors and for supporting subsequent repair design.
  • a floating of a predetermined depth for example, a floating of a depth corresponding to the cover thickness of concrete is recognized, the soundness of the reinforcing bar is inspected in detail.
  • a non-destructive inspection method is adopted for the inspection of the soundness of the reinforcing bar.
  • the electromagnetic induction method radiates a magnetic field line (primary magnetic field) toward the concrete from the magnetic field generation part of the exploration equipment, and detects the secondary magnetic field caused by the induced current generated in the conductive material (reinforcing bar) in the concrete. It is a method to detect the reinforcing bar and measure its position by detecting it with a unit and comparing the increase and decrease of the primary magnetic field and the secondary magnetic field.
  • the receiving section receives the electromagnetic waves reflected at the interface with substances (reinforcing bars) with different electrical properties, and the reinforcing bars are used. This is a method of detection.
  • an image in which the internal state of the structure is visualized is taken by a millimeter-wave camera, and the internal state of the structure is measured nondestructively.
  • the means and methods for measuring the internal state of the structure in a non-destructive manner are not limited to this.
  • a device that visualizes the internal state using electromagnetic waves such as microwaves and terahertz waves (microwave imaging device, terahertz imaging, etc.) can be used to measure the internal state of the structure (electromagnetic waves). Radar method).
  • a device that visualizes the internal state using ultrasonic waves can be used to measure the internal state of the structure (so-called ultrasonic method).
  • known non-destructive exploration methods such as infrared photography, X-ray contrast imaging, and non-contact acoustic exploration can be adopted to measure the internal state of the structure.
  • the present invention works particularly effectively when inspecting reinforced concrete structures such as bridges, tunnels, dams, and buildings, but the application of the present invention is not limited thereto. In addition, for example, the same can be applied to a structure whose surface is made of tile, brick, or the like.
  • Shooting with a visible light camera and a millimeter wave camera can also be performed by mounting the visible light camera and the millimeter wave camera on an unmanned aerial vehicle (so-called drone), an unmanned traveling vehicle, or the like.
  • an unmanned aerial vehicle so-called drone
  • an unmanned traveling vehicle or the like.
  • a visible light camera and a millimeter-wave camera are mounted on an unmanned aerial vehicle or the like to shoot an inspection target, it can be configured to shoot automatically. For example, it may be configured to automatically fly a predetermined route and photograph the inspection target.
  • the damage diagram creation support device is realized by a so-called stand-alone computer, but it can also be realized by a client-server type system.
  • the functions of the damage detection unit 30B, the panorama composition unit 30C, and the damage diagram creation unit 30D may be configured to be realized by the server.
  • the client terminal is provided with a function of transmitting an image to the server, a function of receiving a result (panoramic composite image, damage diagram data, etc.) from the server, and the like.
  • the hardware that realizes the damage diagram creation support device can be configured with various processors.
  • the circuit configuration can be changed after manufacturing CPU and / or GPU (Graphic Processing Unit), FPGA (Field Programmable Gate Array), which are general-purpose processors that execute programs and function as various processing units. Includes a dedicated electric circuit, which is a processor having a circuit configuration specially designed for executing a specific process such as a programmable logic device (Programmable Logic Device, PLD), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), etc. Is done.
  • One processing unit constituting the inspection support device may be composed of one of the above-mentioned various processors, or may be composed of two or more processors of the same type or different types.
  • one processing unit may be configured by a plurality of FPGAs or a combination of a CPU and an FPGA.
  • a plurality of processing units may be configured by one processor.
  • one processor is configured by a combination of one or more CPUs and software, as represented by a computer such as a client or a server.
  • the processor functions as a plurality of processing units.
  • the various processing units are configured by using one or more of the above-mentioned various processors as a hardware-like structure.
  • the hardware-like structure of these various processors is, more specifically, an electric circuit (cyclery) in which circuit elements such as semiconductor elements are combined.

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Abstract

構造物を効率よく検査して、精度の高い劣化予測を行うことができる構造物の検査方法及び検査システムを提供する。検査対象領域内で内部に損傷を有する箇所の情報を取得するステップと、撮影箇所をずらしつつ複数回に分けて、検査対象領域を可視光カメラで撮影するステップであって、内部に損傷を有する箇所以外は第1の画素分解能で撮影し、内部に損傷を有する箇所は、第1の画素分解能よりも高い第2の画素分解能で撮影するステップと、を含む。可視光カメラで撮影された可視光画像に基づいて、構造物の表面に現れた損傷を検出する。検査対象領域内で内部に損傷を有する箇所の情報は、検査対象領域の内部状態を可視化した画像を撮影して取得する。

Description

構造物の検査方法及び検査システム
 本発明は、構造物の検査方法及び検査システムに関する。
 橋梁、トンネル等の鉄筋コンクリート製の構造物の内部を非破壊で検査(点検)する方法として、赤外線写真法(たとえば、特許文献1等)、電磁波レーダ法(たとえば、特許文献2)、超音波法(たとえば、特許文献3)、X線造影撮影法(たとえば、特許文献4)などが知られている。
特開2005-37366号公報 特開2020-051851号公報 特開2019-070627号公報 特開2000-193611号公報
 ところで、構造物の検査では、検査結果に基づいて劣化予測を行い、必要に応じて補修及び補強等を行う必要がある。しかしながら、構造物の内部の検査結果だけでは、精度の高い劣化予測を行うことはできない。構造物の表面に現れた損傷も検査することで、精度の高い劣化予測を行うことが可能になる。しかし、構造物の表面すべてを詳細に検査すると、多大な時間を要するという欠点がある。
 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、構造物を効率よく検査して、精度の高い劣化予測を行うことができる構造物の検査方法及び検査システムを提供することを目的とする。
 (1)検査対象領域内で内部に損傷を有する箇所の情報を取得するステップと、撮影箇所をずらしつつ複数回に分けて、検査対象領域を可視光カメラで撮影するステップであって、内部に損傷を有する箇所以外は第1の画素分解能で撮影し、内部に損傷を有する箇所は、第1の画素分解能よりも高い第2の画素分解能で撮影するステップと、を含む構造物の検査方法。
 (2)検査対象領域の内部状態を非破壊で計測するステップを更に含む、(1)の構造物の検査方法。
 (3)検査対象領域の内部状態を可視化した画像を撮影して、検査対象領域の内部状態を非破壊で計測する、(2)の構造物の検査方法。
 (4)電磁波又は超音波を用いて検査対象領域の内部状態を可視化した画像を撮影する、(3)の構造物の検査方法。
 (5)ミリ波、マイクロ波又はテラヘルツ波を用いて検査対象領域の内部状態を可視化した画像を撮影する、(4)の構造物の検査方法。
 (6)検査対象領域の内部状態を可視化した画像を撮影する際に、撮影箇所をずらしつつ複数回に分けて、検査対象領域を撮影する、(3)から(5)のいずれか一の構造物の検査方法。
 (7)検査対象領域の内部状態を非接触音響探査法で計測する、(2)の構造物の検査方法。
 (8)可視光カメラで撮影された可視光画像に基づいて、構造物の表面に現れた損傷を検出するステップを更に含む、(1)から(7)のいずれか一の構造物の検査方法。
 (9)構造物の内部に損傷を有する箇所として、浮きが発生している箇所を検出する、(1)から(8)のいずれか一の構造物の検査方法。
 (10)第1の画素分解能は、可視光カメラで撮影された可視光画像から幅が0.2mmまでのひび割れを検出できる画素分解能であり、第2の画素分解能は、可視光カメラで撮影された可視光画像から少なくとも幅が0.1mmまでのひび割れを検出できる画素分解能である、(1)から(9)のいずれか一の構造物の検査方法。
 (11)構造物の検査対象領域を可視光カメラで撮影するステップと、可視光カメラで撮影された可視光画像に基づいて、構造物の表面に現れた損傷を検出するステップと、特定の損傷が検出された場合に、特定の損傷が検出された箇所の内部状態を非破壊で計測するステップと、を含む構造物の検査方法。
 (12)検査対象領域を可視光カメラで撮影するステップでは、撮影された可視光画像から少なくとも幅が0.1mmまでのひび割れを検出できる画素分解能で撮影し、特定の損傷が検出された箇所の内部状態を非破壊で計測するステップでは、幅が0.2mm未満のひび割れが検出された箇所の内部状態を非破壊で計測する、(11)の構造物の検査方法。
 (13)特定の損傷が検出された箇所の内部状態を可視化した画像を撮影して、特定の損傷が検出された箇所の内部状態を非破壊で計測する、(11)又は(12)の構造物の検査方法。
 (14)電磁波又は超音波を用いて特定の損傷が検出された箇所の内部状態を可視化した画像を撮影する、(13)の構造物の検査方法。
 (15)ミリ波、マイクロ波又はテラヘルツ波を用いて特定の損傷が検出された箇所の内部状態を可視化した画像を撮影する、(14)の構造物の検査方法。
 (16)特定の損傷が検出された箇所の内部状態を非接触音響探査法で計測する、(11)又は(12)の構造物の検査方法。
 (17)検査対象領域を可視光カメラで撮影するステップでは、撮影箇所をずらしつつ複数回に分けて、検査対象領域を可視光カメラで撮影する、(11)から(16)のいずれか一の構造物の検査方法。
 (18)構造物の内部状態を可視化した画像を撮影する第1カメラと、構造物の表面の可視光画像を撮影する第2カメラと、第2カメラで撮影された可視光画像を取得して、構造物の表面に現れた損傷を検出する検出装置と、を備え、第2カメラで構造物の検査対象領域の表面の可視光画像を撮影する場合は、事前に第1カメラで構造物の検査対象領域の内部状態を可視化した画像を撮影して、内部に損傷を有する箇所の情報を取得し、内部に損傷を有する箇所以外は第1の画素分解能で撮影し、内部に損傷を有する箇所は、第1の画素分解能よりも高い第2の画素分解能で撮影する、構造物の検査システム。
 本発明によれば、構造物を効率よく検査して、精度の高い劣化予測を行うことができる。
検査に使用するシステムの概略構成図 損傷図作成支援装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図 損傷図作成支援装置が有する主な機能のブロック図 浮きを記録した損傷図の一例を示す図 ひび割れを記録した損傷図の一例を示す図 浮き及びひび割れの双方を記録した損傷図の一例を示す図 床版の概略構成を示す平面図 第1実施の形態の構造物の検査方法による検査の手順を示すフローチャート 1つの格間でのミリ波画像の撮影の一例を示す図 1つの格間での可視光波画像の撮影の一例を示す図 可視光カメラによる撮影の手順を示すフローチャート 浮きが検出されていない領域での可視光画像の撮影の処理の概念図 浮きが検出された領域での可視光画像の撮影の処理の概念図 第2の実施の形態の構造物の検査方法による検査の手順を示すフローチャート 可視光画像による検査で生成されるひび割れの損傷図の一例を示す図
 以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。
 [第1の実施の形態]
 ここでは、橋梁、トンネル、建築物等の鉄筋コンクリート製の構造物を検査(点検)する場合を例に説明する。
 [検査に使用するシステム]
 図1は、検査に使用するシステムの概略構成図である。
 同図に示すように、本実施の形態の検査に使用するシステム1は、構造物Oの外表面を撮影する可視光カメラ10と、構造物Oの内部状態を可視化したミリ波画像を撮影するミリ波カメラ20と、損傷図の作成を支援する損傷図作成支援装置30と、を備えて構成される。
 [可視光カメラ]
 可視光カメラ10は、可視光の波長帯域(一般に380nmから780nm)に感度をもって被写体を撮影するカメラである。可視光カメラ10には、CMOSイメージセンサ(complementary metal-oxide semiconductor device image sensor)、CCDイメージセンサ(charge coupled device image sensor)等を搭載した一般的なデジタルカメラ(携帯端末等に搭載されているものを含む)を使用できる。本実施の形態では、カラー撮影が可能なデジタルカメラが使用される。したがって、可視光画像として、カラー画像が撮影される。カラー画像は、画素単位でR(red;赤)、G(green;緑)及びB(blue;青)の各強度値(輝度値)を有する画像(いわゆるRGB画像)である。
 ユーザ(検査員)は、可視光カメラ10で構造物Oの検査対象領域の外表面を撮影する。撮影された画像(可視光画像)は、構造物Oの外表面に現れた損傷(ひび割れ、剥離、鉄筋の露出、漏水(錆汁を含む)、遊離石灰、コンクリートの変色等)の検出に使用される。特に、本実施の形態では、ひび割れの検出に使用される。可視光カメラ10は、第2カメラの一例である。
 [ミリ波カメラ]
 本実施の形態の検査では、いわゆる能動型(アクティブ)のミリ波カメラ(ミリ波イメージング装置)が使用される。ミリ波カメラは、第1カメラの一例である。能動型のミリ波カメラは、ミリ波を被写体に照射し、その反射波を受信して、被写体の内部状態を可視化した画像(ミリ波画像)を生成する。ミリ波とは、波長が1~10mm、周波数が30~300GHzの電磁波である。ミリ波カメラ20は、たとえば、ミリ波ビームを電子的又は機械的に走査して、画角内の被写体の内部状態を二次元画像化する。複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを使用することで、撮影を高速化することができる。たとえば、複数の受信アンテナを一方向に配列し、配列方向と直交する方向に走査して、二次元画像化することができる。複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを使用する場合は、いわゆるMIMO(Multiple Input Multiple Output)レーダ技術を採用することで、分解能を向上できる。MIMOは、複数アンテナから信号を送信することで、実装されている受信アンテナ数以上の仮想受信アンテナを生み出す技術である。
 ミリ波カメラ20は、表示部としてのディスプレイを有し、ディスプレイに撮影したミリ波画像が表示される。ユーザは、ディスプレイに表示されるミリ波画像を見て、検査対象領域の内部状況を確認する。本実施の形態では、コンクリートの浮きを検出する。コンクリートの浮きとは、コンクリートの表面付近が浮いた状態のことをいう。コンクリートの浮きは、コンクリートの内部でひび割れが連続するなどして、表面付近のコンクリートが、内部のコンクリートと一体性を失いつつある状態を意味する。
 [損傷図作成支援装置]
 損傷図作成支援装置30は、たとえば、パーソナルコンピュータ等の汎用のコンピュータで構成される。
 図2は、損傷図作成支援装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
 損傷図作成支援装置30は、CPU(Central Processing Unit)31、RAM(Random Access Memory)32、ROM(Read Only Memory)33、HDD(Hard Disk Drive)34、操作部35、表示部36、入出力インターフェース(Interface,IF)37、通信インターフェース38等を備えて構成される。ROM33及び/又はHDD34には、CPU31が実行するプログラム及び各種データが記憶される。操作部35は、たとえば、キーボード、マウス、タッチパネル等で構成される。表示部36は、たとえば、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display,LCD)、有機ELディスプレイ(Organic Light Emitting Diode display,OLED display)等で構成される。入出力インターフェース37は、たとえば、USB(Universal Serial Bus)等で構成される。損傷図作成支援装置30は、入出力インターフェース37を介して外部機器と通信可能に接続される。また、損傷図作成支援装置30は、通信インターフェース38を介してネットワーク(たとえば、インターネット)に接続される。
 図3は、損傷図作成支援装置が有する主な機能のブロック図である。
 損傷図作成支援装置30は、主として、画像データ取得部30A、損傷検出部30B、パノラマ合成部30C、及び、損傷図作成部30Dの機能を有する。これらの機能は、CPU31が、所定のプログラムを実行することにより実現される。
 画像データ取得部30Aは、検査対象領域を撮影して得た可視光画像の画像データを取得する。画像データ取得部30Aは、入出力インターフェース37又は通信インターフェース38を介して、可視光画像の画像データを取得する。取得した可視光画像の画像データは、HDD34に格納される。
 損傷検出部30Bは、可視光画像を解析し、構造物Oの表面に現れた損傷を検出する。本実施の形態では、損傷として、ひび割れを検出する。なお、本実施の形態の損傷図作成支援装置30は、構造物の表面に現れた損傷を検出する検出機能を有することから、検出装置としても機能する。
 損傷の検出には、種々の手法を採用できる。たとえば、損傷を含む画像を学習用データとして機械学習した学習済みモデルを用いて、損傷を検出する手法を採用できる。機械学習アルゴリズムの種類については、特に限定されず、たとえば、RNN(Recurrent Neural Network/再帰型ニューラルネットワーク)、CNN(Convolutional Neural Network/畳み込みニューラルネットワーク)又はMLP(Multilayer Perceptron/多層パーセプトロン)等のニューラルネットワークを用いたアルゴリズムを用いることができる。また、たとえば、画像の輝度分布及びRGB値分布に基づいて、損傷を検出する手法を採用することもできる。損傷を有する領域は、他の領域と異なる輝度分布及びRGB値分布となるため、輝度値及びRGB値の変化を探索することにより、画像から損傷を検出できる。
 ひび割れを検出した場合は、幅の計測も行われる。幅の計測には、公知の画像計測の技術が採用される。
 パノラマ合成部30Cは、分割撮影された可視光画像の画像データ群を取得した場合に、パノラマ合成して1枚の画像を生成する。分割撮影とは、検査対象領域を複数の領域に分割し、領域ごとに撮影する手法である。パノラマ合成部30Cは、各領域を撮影した画像を繋ぎ合わせて、1枚の画像を生成する。パノラマ合成自体は、公知の技術であるので、その詳細についての説明は省略する。パノラマ合成部30Cは、必要に応じて、各画像に拡縮補正、あおり補正及び回転補正等の補正を施して、パノラマ合成の処理を行う。なお、損傷の検出は、パノラマ合成後の画像に対して行う構成とすることもできる。
 損傷図作成部30Dは、損傷図を作成する。損傷図は、損傷の発生位置、範囲、状況及び代表的な損傷の主要寸法等を図面(たとえば、CAD(Computer-Aided Design)等の工業データの図面)に記載したものである。損傷図は、ユーザからの指示に応じて、手動又は自動で作成される。
 手動で損傷図を作成する場合は、たとえば、検査対象領域の図面を表示部36に表示し、ユーザが操作部35を介して、損傷の発生位置、範囲、状況及び代表的な損傷の主要寸法等を図面に手動で書き込むことで作成する。
 自動で損傷図を作成する場合は、損傷検出部30Bの検出結果を利用して作成する。本実施の形態では、損傷検出部30Bで検出されたひび割れをトレースして、損傷図を作成する。
 本実施の形態では、損傷図がレイヤ構造を有し、損傷の種類ごとにレイヤが分けられて損傷図が作成される。具体的には、浮きとひび割れとを分けて作成される。したがって、浮きのレイヤと、ひび割れのレイヤを重ね合わせることにより、浮きとひび割れの双方が表された損傷図が生成される。
 図4は、浮きを記録した損傷図の一例を示す図である。
 同図に示すように、検査対象領域の示す図面IM内で浮きの発生箇所を円Cで囲み、浮きの発生位置及び範囲を図面上で確認できるようにしている。
 図5は、ひび割れを記録した損傷図の一例を示す図である。
 同図に示すように、検査対象領域を示す図面IM内でひび割れをトレースすることで、ひび割れの発生位置及び状況を図面上で確認できるようにしている。なお、同図では、ひび割れの幅に応じて、トレースする線の太さを変えて表示している。具体的には、幅が0.2mm以上のひび割れを太線L1で示し、幅が0.1mm以上、0.2mm未満のひび割れを細線L2で示している。
 図6は、浮き及びひび割れの双方を記録した損傷図の一例を示す図である。
 同図に示すように、浮き及びひび割れの双方を記録した損傷図は、双方の損傷図を重ね合わせたものとなる。浮き及びひび割れの双方を記録した損傷図から構造物Oの外表面の状態と内部状態の双方の状態を同時に確認できる。
 損傷図作成部30Dで作成された損傷図は、表示部36に表示される。また、ユーザからの記録の指示に応じて、HDD34に記録される。
 [検査方法]
 ここでは、橋梁、特に、橋梁の床版を検査(点検)する場合を例に説明する。橋梁は、構造物の一例である。また、床版は、鉄筋コンクリート製の構造物の一例である。
 図7は、床版の概略構成を示す平面図である。
 一般に床版Fの検査は、格間単位で実施される。格間F1は、床版Fにおいて、主桁F2及び横桁F3によって区分けされる一区画である。
 なお、図7では、床版Fの面内で、床版Fの長手方向(主桁F2の方向)をx方向、x方向と直交する方向(横桁F3の方向)をy方向としている。また、床版Fと直交する方向(垂直下方向)をz方向としている。
 図8は、本実施の形態の構造物の検査方法による検査の手順を示すフローチャートである。
 同図に示すように、本実施の形態では、まず、ミリ波画像による検査を実施し(ステップS1)、その後、可視光画像による検査を実施する(ステップS2)。
 ミリ波画像による検査とは、ミリ波カメラ20を用いて、検査対象領域を撮影し、得られたミリ波画像に基づいて、検査対象領域の内部状態を詳細確認する検査である。本実施の形態では、ミリ波画像に基づいて、浮きを検出する。ミリ波画像による検査は、検査対象領域の内部状態を可視化した画像を撮影して、検査対象領域の内部状態を非破壊で計測する工程の一例である。
 図9は、1つの格間でのミリ波画像の撮影の一例を示す図である。
 同図に示すように、本実施の形態では、撮影箇所をずらしつつ複数回に分けて、格間F1をミリ波カメラで撮影する。
 本実施の形態では、格間F1をマトリクス状に分割し、分割した各領域を順番にミリ波カメラで撮影する。なお、図9において、矢印Aは、撮影の移動方向を示している。図9に示すように、格間F1の全体を走査するように撮影する。図9では、点Sから撮影を開始し、点Eで撮影を終了する場合の例が示されている。
 また、図9において、符号Rは、ミリ波カメラの撮影範囲を示している。図9に示すように、分割する各領域は、ミリ波カメラの撮影範囲よりも狭く設定される。これにより、検査対象領域を漏れなく撮影(検査)できる。
 ミリ波カメラで撮影されるミリ波画像は、構造物の内部状態を可視化した画像である。よって、撮影されたミリ波画像を確認することにより、内部の状態を詳細に確認できる。ユーザは、撮影されたミリ波画像を確認して、浮きの有無を確認する。また、浮きが検出された場合は、その詳細(浮きの発生位置、範囲、状況及び代表的な浮きの主要寸法等)を確認する。
 検査対象領域のすべての検査が終了した後、ユーザは、検査の結果に基づいて、浮きの損傷図を作成する。損傷図の作成は、損傷図作成支援装置30を用いて行われる。
 ミリ波画像による検査を実施することにより、検査対象領域の内部状態を詳細に確認できる。これにより、検査対象領域内で内部に損傷がある場合には、その損傷の箇所の情報を取得できる。本実施の形態では、浮きの箇所の情報を取得できる。
 ミリ波画像による検査の後、可視光画像による検査を実施する。可視光画像による検査は、可視光カメラ10を用いて、検査対象領域を撮影し、得られた可視光画像に基づいて、検査対象領域の外表面に現れた損傷を検出する。本実施の形態では、格間の外表面に現れたひび割れを検出する。
 可視光画像の撮影は、ミリ波画像の撮影と同様の手法で行われる。すなわち、撮影箇所をずらしつつ複数回に分けて、格間F1を可視光カメラで撮影する。
 図10は、1つの格間での可視光波画像の撮影の一例を示す図である。
 同図に示すように、格間F1をマトリクス状に分割し、分割した各領域を順番に可視光カメラで撮影する。図10において、各領域に付された番号(1~32)は、撮影の順番を示している。図10に示すように、格間F1の全体を走査するように撮影する。
 分割した各領域を撮影する際、本実施の形態では、浮きの有無に応じた画素分解能で可視光画像を撮影する。具体的には、ミリ波画像による検査で浮きが検出されていない領域は、相対的に低い第1の画素分解能で撮影する。一方、ミリ波画像による検査で浮きが検出された領域は、相対的に高い第2の画素分解能で撮影する。浮きが検出された領域とは、浮きが検出された箇所を含む領域である。図10は、領域23、領域26及び領域31において、浮きが検出された場合の例を示している。この場合、領域23、領域26及び領域31は、第2の画素分解能で撮影し、それ以外の領域は、第1の画素分解能で撮影する。
 ここで、「画素分解能」とは、可視光カメラに搭載されるイメージセンサの1画素当たりの視野の大きさのことをいう。画素分解能は、イメージセンサの1画素が何mmに相当するかを表す。単位は「mm/画素」である。
 画素分解能は、視野サイズ及び画素数によって定まる。「視野サイズ」は、検査対象物を撮影する範囲(撮影範囲)である。画素分解能、視野サイズ及び画素数の関係は、次の式で表される。
 垂直方向の画素分解能=垂直方向の視野サイズ(mm)÷イメージセンサの垂直方向の画素数
 水平方向の画素分解能=水平方向の視野サイズ(mm)÷イメージセンサの水平方向の画素数
 イメージセンサの画素が、正方画素の場合、垂直方向の画素分解能と水平方向の画素分解能は同じになる。
 たとえば、垂直方向の視野サイズが30mmであって、イメージセンサの垂直方向の画素数が1200画素の場合、垂直方向の画素分解能は、画素分解能=30mm÷1200画素=0.025[mm/画素]となる。
 本実施の形態において、第1の画素分解能は、撮影された可視光画像から幅が0.2mmまでのひび割れを検出できる画素分解能に設定される。特に、コンピュータによる画像解析にて幅が0.2mmまでのひび割れを検出できる画素分解能に設定される。撮影された可視光画像から幅が0.2mmまでのひび割れを検出できる画素分解能としては、たとえば、0.6[mm/画素]である。
 一方、第2の画素分解能は、撮影された可視光画像から少なくとも幅が0.1mmまでのひび割れを検出できる画素分解能に設定される。特に、コンピュータによる画像解析にて少なくとも幅が0.1mmまでのひび割れを検出できる画素分解能に設定される。撮影された可視光画像から少なくとも幅が0.1mmまでのひび割れを検出できる画素分解能としては、たとえば、0.3[mm/画素]である。
 使用する可視光カメラに搭載されたイメージセンサの画素数が、たとえば、垂直方向が3000画素、水平方向が4000画素であるとする。この場合、第1の画素分解能での垂直方向の視野サイズは、0.6mm×3000画素=1800[mm]、水平方向の視野サイズは、0.6mm×4000画素=2400[mm]となる。第2の画素分解能での垂直方向の視野サイズは、0.3mm×3000画素=900[mm]、水平方向の視野サイズは、0.3mm×4000画素=1200[mm]となる。
 検査対象領域である格間F1を分割する場合は、第1の画素分解能で撮影する場合の視野サイズに合わせて分割する。すなわち、第1の画素分解能で撮影する場合に各領域を1回で撮影できるように、各領域のサイズを設定する。したがって、分割する各領域のサイズは、第1の画素分解能で撮影する場合の視野サイズよりも小さく設定される。より詳しくは、第1の画素分解能で撮影する場合の視野サイズよりも小さく設定され、かつ、第2の画素分解能で撮影する場合の視野サイズよりも大きく設定される。また、分割した各領域を第1の画素分解能で撮影した場合に、隣接する領域の画像が、一部重なり合うように設定される。たとえば、30%以上重複するように設定される。
 図10において、枠R1は、第1の画素分解能で撮影する場合の視野サイズを示している。また、枠R2は、第2の画素分解能で撮影する場合の視野サイズを示している。図10に示すように、第1の画素分解能で撮影する場合の視野サイズは、第2の画素分解能で撮影する場合の視野サイズよりも大きく設定される。
 画素分解能は、たとえば、焦点距離(ズーム)又は撮影距離(ワーキングディスタンス)を変えることで調整できる。
 図11は、可視光カメラによる撮影の手順を示すフローチャートである。
 まず、検査対象領域を分割する(ステップS11)。本実施の形態では、検査対象領域である格間F1をマトリクス状に分割する。上記のように、分割する各領域のサイズは、第1の画素分解能で撮影する場合の視野サイズに合わせて設定される。
 検査対象領域の分割後、最初の撮影箇所に移動する(ステップS12)。すなわち、最初に撮影する領域の撮影箇所に移動する。
 次に、撮影する領域が、浮きの領域か否かを判定する(ステップS13)。すなわち、浮きが検出された領域か否かを判定する。
 撮影する領域が、浮きの領域ではない場合、当該領域を第1の画素分解能で撮影する(ステップS14)。この場合、1回で該当領域の撮影が完了する。
 一方、撮影する領域が、浮きの領域の場合、当該領域を第2の画素分解能で撮影する(ステップS15)。この場合、撮影箇所をずらしつつ複数回に分けて、当該領域を撮影する。
 撮影終了後、検査対象領域のすべての領域の撮影が完了したか否かを判定する(ステップS16)。すべての領域の撮影が完了した場合は、処理を終了する。一方、すべての領域の撮影が終了していない場合は、次の撮影領域に移動する(ステップS17)。そして、ステップS13に戻り、浮きの領域か否かを判定し(ステップS13)、判定結果に応じた撮影を実施する。
 図12は、浮きが検出されていない領域での可視光画像の撮影の処理の概念図である。
 同図に示すように、分割された各領域を第1の画素分解能で順番に撮影する。各領域の撮影は、1ショットで完了する。
 図13は、浮きが検出された領域での可視光画像の撮影の処理の概念図である。
 浮きが検出された領域では、第2の画素分解能で撮影する。第2の画素分解能での視野サイズは、第1の画素分解能での視野サイズよりも小さくなる。よって、同図に示すように、分割された領域内で撮影箇所をずらしつつ複数回に分けて撮影する。第2の画素分解能は、第1の画素分解能よりも高い画素分解能であるので、撮影された画像からは、より詳細な損傷を検出できる。
 検査対象領域のすべての撮影が終了した後、ユーザは、損傷図を作成する。損傷図の作成は、損傷図作成支援装置30を用いて行われる。損傷図の作成は、次の手順で行われる。ここでは、撮影した画像から自動で損傷図を作成する場合を例に説明する。まず、撮影した画像群を損傷図作成支援装置30に入力する。損傷図作成支援装置30は、入力された画像を解析し、構造物の表面に現れた損傷を検出する。本実施の形態では、損傷として、ひび割れを検出する。ここで、上記のように、画像は、浮きの有無によって画素分解能を変えて撮影されている。浮きのない領域は、第1の画素分解能で撮影され、浮きのある領域は、第2の画素分解能で撮影されている。第1の画素分解能は、撮影された可視光画像から0.2mmまでのひび割れを検出できる画素分解能である。よって、浮きのない領域では、幅が0.2mmまでのひび割れが検出される。一方、第2の画素分解能は、撮影された可視光画像から少なくとも0.1mmまでのひび割れが検出される。損傷図作成支援装置30は、入力された画像群をパノラマ合成し、検査対象領域を撮影した1枚の可視光画像を生成する。そして、パノラマ合成した画像に基づき、ひび割れをトレースした画像を生成し、損傷図を作成する。本実施の形態では、損傷図をレイヤ構造で作成し、幅が0.2mm以上のひび割れの損傷図と、幅が0.1mm以上、0.2mm未満のひび割れの損傷図とを分けて作成する。これにより、必要に応じて、幅が0.2mm以上のひび割れと、幅が0.1mm以上、0.2mm未満のひび割れとを分けて確認できる。両者を重ね合わせることにより、すべてのひび割れを確認できる(図5参照)。
 作成されたひび割れの損傷図は、必要に応じて浮きの損傷図と重ねて表示される。これにより、構造物の内部の浮きと、その外表面に現れたひび割れを一度に確認できる(図6参照)。
 以上説明したように、本実施の形態の構造物の検査方法によれば、構造物の外表面を検査する際、内部に損傷が検出された領域についてのみ高い画素分解能で可視光画像を撮影する。これにより、可視光画像を撮影する際の全体のショット数を低減でき、効率よく構造物を検査できる。一方、内部に損傷が検出された領域については、高い画素分解能で可視光画像を撮影するので、外表面に現れた損傷を詳細に確認できる。これにより、精度の高い劣化予測を行うことができる。
 [変形例]
 上記実施の形態では、検査対象領域の可視光画像を撮影する際、内部の損傷(浮き)が検出された領域を第2の画素分解能で撮影し、その他の領域を第1の画素分解能で撮影する構成としている。内部の損傷が検出された領域を含めすべての検査対象領域を第1の画素分解能で撮影し、内部の損傷が検出された領域について、更に第2の画素分解能で撮影する構成としてもよい。この場合も第2の画素分解能での撮影のショット数を低減できるので、効率よく構造物を検査できる。
 また、上記実施の形態では、1台の可視光カメラで撮影する場合を例に説明したが、複数台の可視光カメラを用いて撮影することもできる。
 [第2の実施の形態]
 本実施の形態では、まず、検査対象領域を可視光カメラで撮影し、得られた可視光画像に基づいて、表面に現れた損傷を検出する。表面に特定の損傷が検出された場合、損傷が検出された箇所の内部状態を非破壊で計測する。
 本実施の形態では、構造物の表面に現れた損傷としてひび割れを検出する。そして、幅が0.2mm未満のひび割れが検出された場合に、幅が0.2mm未満のひび割れが検出された箇所の内部状態を非破壊で計測する。非破壊で計測する手法としては、内部状態を可視化した画像を撮影する手法が採用される。特に、本実施の形態では、ミリ波画像を撮影して、内部状態を詳細に確認する。
 検査に使用するシステムは、上記第1の実施の形態のシステム1と同じなので、ここでは、検査方法について説明する。
 図14は、本実施の形態の構造物の検査方法による検査の手順を示すフローチャートである。
 まず、可視光画像による検査が実施される(ステップS21)。可視光画像による検査は、検査対象領域を可視光カメラで撮影し、得られた可視光画像から構造物の外表面に現れた損傷(本実施の形態では、ひび割れ)を検出することにより行われる。
 撮影は、撮影された可視光画像から少なくとも幅が0.1mmまでのひび割れを検出できる画素分解能で実施される。撮影の際、検査対象領域を一度に撮影できない場合は、検査対象領域を分割して撮影する。すなわち、撮影箇所をずらしつつ複数回に分けて、検査対象領域を撮影する。
 撮影完了後、損傷図を作成する。損傷図の作成は、損傷図作成支援装置30を用いて行われる。ユーザは、撮影した可視光画像を損傷図作成支援装置30に入力する。損傷図作成支援装置30は、ユーザからの指示に応じて、損傷図を自動生成する。すなわち、入力された可視光画像からひび割れを検出し、検出したひび割れをトレースして、損傷図を生成する。また、検出したひび割れの幅を計測し、損傷図に記録する。損傷図は、ひび割れの幅に応じてトレースする線の幅を変えたり、色を変えたりすることが好ましい。本実施の形態では、更に、ひび割れの幅ごとにレイヤを分けて損傷図を作成する。具体的には、幅が0.2mm以上のひび割れを記録したレイヤと、幅が0.2mm未満のひび割れを記録したレイヤ構造で分けて作成する。これにより、ユーザの望む幅のひび割れのみを選択的に表示できる。
 可視光画像による検査の結果に基づき、内部状態の詳細な検査の要否を判定する。具体的には、幅が0.2mm未満のひび割れの箇所の有無を判定して、内部状態の詳細な検査の要否を判定する(ステップS22)。幅が0.2mm未満のひび割れが発生している箇所は、内部での損傷(主として浮き)が懸念される。このため、幅が0.2mm未満のひび割れが発生している箇所を詳細検査の対象としている。
 検査対象領域から幅が0.2mm未満のひび割れが検出された場合は、検出された幅が0.2mm未満のひび割れの箇所の内部状態を非破壊で詳細に検査する(ステップS23)。
 図15は、可視光画像による検査で生成されるひび割れの損傷図の一例を示す図である。
 同図では、幅が0.2mm以上のひび割れを太線L1で示し、幅が0.1mm以上、0.2mm未満のひび割れを細線L2で示している。同図に示す例では、3カ所において、幅が0.2mm未満のひび割れが検出されている。なお、まとまりを持ったひび割れの箇所を1単位としている。したがって、図15に示す例では、3カ所において、内部状態の詳細な検査が実施される。具体的には、矩形の枠W1~W3で囲われた箇所において、内部状態の詳細な検査が実施される。
 上記のように、内部状態の詳細な検査は、内部状態を可視化した画像を撮影することにより行われる。本実施の形態では、ミリ波画像を撮影することにより行われる。ユーザは、幅が0.2mm未満のひび割れが検出された箇所(図15において、枠W1~W3で囲われた箇所)をミリ波カメラ20で撮影し、内部状態を検査する。ミリ波カメラ20で対象箇所を撮影することにより、対象箇所の内部状態を可視化したミリ波画像が得られる。ユーザは、撮影により得られたミリ波画像を確認して、表面からは確認できない内部の状態を詳細に確認する。すなわち、内部で生じている浮き等の損傷の有無を確認する。
 このように、本実施の形態では、可視光画像による検査の結果、特定の損傷(本実施の形態では、幅が0.2mm未満のひび割れ)が検出された場合にのみ、内部状態を非破壊で詳細に検査する。これにより、真に詳細な検査が必要な箇所についてのみ、内部の詳細な検査が実施されるので、構造物を効率よく検査できる。また、内部に損傷が疑われる箇所について、内部状態を詳細に検査できる。これにより、精度の高い劣化予測を行うことができる。
 [変形例]
 [特定の損傷]
 上記実施の形態では、特定の損傷として、幅が0.2mm未満のひび割れが検出された場合に、幅が0.2mm未満のひび割れが検出された箇所の内部状態を詳細に検査する構成としている。内部状態の詳細な検査が必要な特定の損傷の種類は、これに限定されるものではない。内部に損傷が推定される種類の損傷が検出された場合に、その内部状態を詳細に検査する構成とすることが好ましい。内部に損傷が推定される種類の損傷としては、たとえば、漏水(錆汁を含む)が挙げられる。
 [内部状態を詳細に検査した後の処理]
 鉄筋コンクリート製の構造物において、浮きが内部で大きくなっている場合は、鉄筋の腐食が進行している可能性がある。
 ミリ波画像等で内部状態を詳細に検査した場合において、所定サイズ以上の浮きが認められた場合、更に、その周辺の鉄筋の健全性を検査することが好ましい。これにより、劣化要因の推定に役立てたり、その後の補修設計の支援に役立てたりできる。たとえば、ミリ波画像等で内部状態を可視化した結果、所定深さの浮き、たとえば、コンクリートのかぶり厚に相当する深さの浮きが認められた場合に、鉄筋の健全性を詳細に検査する。鉄筋の健全性の検査は、非破壊の検査方法が採用される。たとえば、電磁誘導法、電磁波レーダ法等により実施される。電磁誘導法とは、探査機器の磁界発生部から磁力線(一次磁界)をコンクリートに向けて放射し、コンクリート内にある導電性物質(鉄筋)に発生する誘導電流に起因した二次磁界を磁界検知部で検知して、一次磁界と二次磁界の増減を比較することにより、鉄筋を検知し、その位置を測定する手法である。電磁波レーダ法とは、探査機器の送信部からコンクリートに向けて電磁波を放射した場合に、電気的性質の異なる物質(鉄筋)との境界面で反射される電磁波を受信部によって受信し、鉄筋の検知を行なう方法である。
 [その他の実施の形態]
 [検査対象領域の内部状態を非破壊で計測する手段]
 上記実施の形態では、ミリ波カメラにより構造物の内部状態を可視化した画像を撮影して、構造物の内部状態を非破壊で計測する構成としている。構造物の内部状態を非破壊で計測する手段及び方法は、これに限定されるものではない。たとえば、マイクロ波、テラヘルツ波等の電磁波を用いて内部状態を可視化する装置(マイクロ波イメージング装置、テラヘルツイメージング等)を使用して、構造物の内部状態を計測する構成とすることもできる(電磁波レーダ法)。また、超音波を用いて内部状態を可視化する装置(超音波イメージング装置等)を使用して、構造物の内部状態を計測する構成とすることもできる(いわゆる、超音波法)。この他、赤外線写真法、X線造影撮影法、非接触音響探査法等の公知の非破壊探査法を採用して、構造物の内部状態を計測する構成とすることができる。
 [検査対象]
 本発明は、橋梁、トンネル、ダム、建築物などの鉄筋コンクリート製の構造物を検査する場合に特に有効に作用するが、本発明の適用は、これに限定されるものではない。この他、たとえば、表面がタイル、レンガ等で構成された構造物にも同様に適用できる。
 また、上記実施の形態では、コンクリートの浮きの有無を検査する場合を例に説明したが、検査対象とする損傷の種類は、これに限定されるものではない。
 [撮影手法]
 可視光カメラ及びミリ波カメラによる撮影は、可視光カメラ及びミリ波カメラを無人航空機(いわゆるドローン)、無人走行車等に搭載して行うこともできる。
 また、可視光カメラ及びミリ波カメラを無人航空機等に搭載して検査対象を撮影する場合は、自動で撮影する構成とすることもできる。たとえば、あらかじめ定められたルートを自動で飛行し、検査対象を撮影する構成としてもよい。
 [システム構成]
 上記実施の形態では、損傷図作成支援装置が、いわゆるスタンドアローンコンピュータで実現されているが、クライアントサーバ型のシステムで実現することもできる。たとえば、損傷検出部30B、パノラマ合成部30C、及び、損傷図作成部30Dの機能については、サーバが実現する構成としてもよい。この場合、クライアント端末には、サーバに対して画像を送信する機能、サーバから結果(パノラマ合成した画像、損傷図のデータ等)を受信する機能等が備えられる。
 また、損傷図作成支援装置を実現するハードウェアは、各種のプロセッサで構成できる。各種プロセッサには、プログラムを実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるCPU及び/又はGPU(Graphic Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device,PLD)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。点検支援装置を構成する1つの処理部は、上記各種プロセッサのうちの1つで構成されていてもよいし、同種又は異種の2つ以上のプロセッサで構成されてもよい。たとえば、1つの処理部は、複数のFPGA、あるいは、CPUとFPGAの組み合わせによって構成されてもよい。また、複数の処理部を1つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、第一に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、1つ以上のCPUとソフトウェアの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第二に、システムオンチップ(System on Chip,SoC)などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのIC(Integrated Circuit)チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種プロセッサを1つ以上用いて構成される。更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路(circuitry)である。
1 検査に使用するシステム
10 可視光カメラ
20 ミリ波カメラ
23 領域
26 領域
30 損傷図作成支援装置
30A 画像データ取得部
30B 損傷検出部
30C パノラマ合成部
30D 損傷図作成部
31 CPU
32 RAM
33 ROM
34 HDD
35 操作部
36 表示部
37 入出力インターフェース
38 通信インターフェース
A 撮影の移動方法
C 浮きの発生箇所
F 床版
F1 格間
F2 主桁
F3 横桁
IM 検査対象領域の示す図面
L1 幅が0.2mm以上のひび割れ
L2 幅が0.2mm未満のひび割れ
O 構造物
R1 第1の画素分解能で撮影する場合の視野サイズ
R2 第2の画素分解能で撮影する場合の視野サイズ
S1~S2 構造物の検査の手順
S11~S17 可視光カメラによる撮影の手順
S21~S23 構造物の検査の手順
W1~W3 幅が0.2mm未満のひび割れが検出された箇所

Claims (18)

  1.  検査対象領域内で内部に損傷を有する箇所の情報を取得するステップと、
     撮影箇所をずらしつつ複数回に分けて、前記検査対象領域を可視光カメラで撮影するステップであって、内部に損傷を有する箇所以外は第1の画素分解能で撮影し、内部に損傷を有する箇所は、前記第1の画素分解能よりも高い第2の画素分解能で撮影するステップと、
     を含む構造物の検査方法。
  2.  前記検査対象領域の内部状態を非破壊で計測するステップを更に含む、
     請求項1に記載の構造物の検査方法。
  3.  前記検査対象領域の内部状態を可視化した画像を撮影して、前記検査対象領域の内部状態を非破壊で計測する、
     請求項2に記載の構造物の検査方法。
  4.  電磁波又は超音波を用いて前記検査対象領域の内部状態を可視化した画像を撮影する、
     請求項3に記載の構造物の検査方法。
  5.  ミリ波、マイクロ波又はテラヘルツ波を用いて前記検査対象領域の内部状態を可視化した画像を撮影する、
     請求項4に記載の構造物の検査方法。
  6.  前記検査対象領域の内部状態を可視化した画像を撮影する際に、撮影箇所をずらしつつ複数回に分けて、前記検査対象領域を撮影する、
     請求項3から5のいずれか1項に記載の構造物の検査方法。
  7.  前記検査対象領域の内部状態を非接触音響探査法で計測する、
     請求項2に記載の構造物の検査方法。
  8.  前記可視光カメラで撮影された可視光画像に基づいて、前記構造物の表面に現れた損傷を検出するステップを更に含む、
     請求項1から7のいずれか1項に記載の構造物の検査方法。
  9.  前記構造物の内部に損傷を有する箇所として、浮きが発生している箇所を検出する、
     請求項1から8のいずれか1項に記載の構造物の検査方法。
  10.  前記第1の画素分解能は、前記可視光カメラで撮影された可視光画像から幅が0.2mmまでのひび割れを検出できる画素分解能であり、
     前記第2の画素分解能は、前記可視光カメラで撮影された可視光画像から少なくとも幅が0.1mmまでのひび割れを検出できる画素分解能である、
     請求項1から9のいずれか1項に記載の構造物の検査方法。
  11.  構造物の検査対象領域を可視光カメラで撮影するステップと、
     前記可視光カメラで撮影された可視光画像に基づいて、前記構造物の表面に現れた損傷を検出するステップと、
     特定の損傷が検出された場合に、前記特定の損傷が検出された箇所の内部状態を非破壊で計測するステップと、
     を含む構造物の検査方法。
  12.  前記検査対象領域を前記可視光カメラで撮影するステップでは、撮影された可視光画像から少なくとも幅が0.1mmまでのひび割れを検出できる画素分解能で撮影し、
     前記特定の損傷が検出された箇所の内部状態を非破壊で計測するステップでは、幅が0.2mm未満のひび割れが検出された箇所の内部状態を非破壊で計測する、
     請求項11に記載の構造物の検査方法。
  13.  前記特定の損傷が検出された箇所の内部状態を可視化した画像を撮影して、前記特定の損傷が検出された箇所の内部状態を非破壊で計測する、
     請求項11又は12に記載の構造物の検査方法。
  14.  電磁波又は超音波を用いて前記特定の損傷が検出された箇所の内部状態を可視化した画像を撮影する、
     請求項13に記載の構造物の検査方法。
  15.  ミリ波、マイクロ波又はテラヘルツ波を用いて前記特定の損傷が検出された箇所の内部状態を可視化した画像を撮影する、
     請求項14に記載の構造物の検査方法。
  16.  前記特定の損傷が検出された箇所の内部状態を非接触音響探査法で計測する、
     請求項11又は12に記載の構造物の検査方法。
  17.  前記検査対象領域を前記可視光カメラで撮影するステップでは、撮影箇所をずらしつつ複数回に分けて、前記検査対象領域を前記可視光カメラで撮影する、
     請求項11から16のいずれか1項に記載の構造物の検査方法。
  18.  構造物の内部状態を可視化した画像を撮影する第1カメラと、
     前記構造物の表面の可視光画像を撮影する第2カメラと、
     前記第2カメラで撮影された前記可視光画像を取得して、前記構造物の表面に現れた損傷を検出する検出装置と、
     を備え、
     前記第2カメラで前記構造物の検査対象領域の表面の前記可視光画像を撮影する場合は、事前に前記第1カメラで前記構造物の検査対象領域の内部状態を可視化した画像を撮影して、内部に損傷を有する箇所の情報を取得し、内部に損傷を有する箇所以外は第1の画素分解能で撮影し、内部に損傷を有する箇所は、前記第1の画素分解能よりも高い第2の画素分解能で撮影する、
     構造物の検査システム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114136998A (zh) * 2021-12-28 2022-03-04 北京西管安通检测技术有限责任公司 一种微波无损检测的方法、装置、系统、设备及介质
WO2023136030A1 (ja) * 2022-01-14 2023-07-20 富士フイルム株式会社 情報処理装置、情報処理方法、及び情報処理プログラム

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117819857B (zh) * 2024-01-18 2024-09-24 玉田县致泰钢纤维制造有限公司 一种钢纤维的防锈方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1183754A (ja) * 1997-09-04 1999-03-26 Mitsui High Tec Inc リードフレーム検査装置
JP2002257744A (ja) * 2001-03-02 2002-09-11 Takenaka Komuten Co Ltd コンクリートの欠陥検査方法およびコンクリートの欠陥検査装置
JP2004325246A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Toshiba Corp 欠陥検査装置
US20050110672A1 (en) * 2003-10-10 2005-05-26 L-3 Communications Security And Detection Systems, Inc. Mmw contraband screening system
JP2007178384A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Aichi Mach Ind Co Ltd 検査装置および検査方法
JP2019027908A (ja) * 2017-07-28 2019-02-21 株式会社TonTon 外面材調査システム
JP2019158793A (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 公益財団法人鉄道総合技術研究所 ひび割れ調査装置
JP2020016667A (ja) * 2019-10-25 2020-01-30 東急建設株式会社 変状部の検査装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1183754A (ja) * 1997-09-04 1999-03-26 Mitsui High Tec Inc リードフレーム検査装置
JP2002257744A (ja) * 2001-03-02 2002-09-11 Takenaka Komuten Co Ltd コンクリートの欠陥検査方法およびコンクリートの欠陥検査装置
JP2004325246A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Toshiba Corp 欠陥検査装置
US20050110672A1 (en) * 2003-10-10 2005-05-26 L-3 Communications Security And Detection Systems, Inc. Mmw contraband screening system
JP2007178384A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Aichi Mach Ind Co Ltd 検査装置および検査方法
JP2019027908A (ja) * 2017-07-28 2019-02-21 株式会社TonTon 外面材調査システム
JP2019158793A (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 公益財団法人鉄道総合技術研究所 ひび割れ調査装置
JP2020016667A (ja) * 2019-10-25 2020-01-30 東急建設株式会社 変状部の検査装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114136998A (zh) * 2021-12-28 2022-03-04 北京西管安通检测技术有限责任公司 一种微波无损检测的方法、装置、系统、设备及介质
WO2023136030A1 (ja) * 2022-01-14 2023-07-20 富士フイルム株式会社 情報処理装置、情報処理方法、及び情報処理プログラム

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