JP2018185146A - Damage diagram creation apparatus and damage diagram creation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は橋梁などの構造物の損傷を検査するための装置及び方法に関し、特に構造物を撮影した画像から損傷を抽出する技術に関するものである。 The present invention relates to an apparatus and method for inspecting damage to a structure such as a bridge, and more particularly to a technique for extracting damage from an image of a structure.
橋梁や建築物などの構造物は時間と共に劣化するため、定期的に検査をして劣化の状況を把握する必要がある。そのような検査では、従来作業員が目視や手作業により検査を行ってきたが、近年は構造物を撮影して画像を取得し、その取得した画像を画像処理して損傷を抽出することが行われている。例えば特許文献1には、ひび割れ及び剥離について大きさを検出することが記載されている。このような損傷の検査では、損傷の時間変化を把握することが重要であり、例えば特許文献2のように、損傷(ひび割れ)の進行度合いに応じて異なる態様で画像を表示することが行われている。
Since structures such as bridges and buildings deteriorate over time, it is necessary to periodically inspect them to understand the state of deterioration. In such inspections, workers have been inspected by visual inspection or manual operation in recent years.In recent years, images of structures are acquired to acquire images, and the acquired images are processed to extract damage. Has been done. For example,
このように構造物を撮影した画像から損傷を抽出する場合、検査範囲全体を一度に撮影するのは困難なことが多いため、検査範囲を複数の画像に分けて撮影し、つなぎ合わせることが行われている。例えば上記特許文献2には、分割して撮影された複数の画像データを1つの画像としてつなぎ合わせすることで、構造物全体の劣化を記録できるようにすることが記載されている。
In this way, when extracting damage from an image of a structure, it is often difficult to capture the entire inspection area at once, so it is necessary to divide the inspection area into multiple images and connect them together. It has been broken. For example,
例えば上記特許文献1では各種の損傷を検出することが記載されているものの、検出時点での損傷の度合いに応じた補修コストの計算に関する技術であるため、過去の損傷との比較は考慮されていない。また上記特許文献2には位置情報に基づく複数画像のつなぎ合わせについて記載されているが、各画像の撮影範囲はカメラの位置や姿勢に大きく依存するため、過去の撮影と現在の撮影との間で撮影位置や範囲の誤差が発生しやすく、その結果、過去と現在とで損傷データを精度良く比較することは困難である。
For example, although it is described in
このように、従来の技術では損傷の時間変化を把握するのが困難であった。 As described above, it has been difficult for the conventional technique to grasp the temporal change of the damage.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、損傷の時間変化を正確かつ容易に把握できる損傷図作成装置及び損傷図作成方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a damage diagram creating apparatus and a damage diagram creating method capable of accurately and easily grasping a temporal change in damage.
上述した目的を達成するため、本発明の第1の態様に係る損傷図作成装置は、構造物を撮影した画像を入力する画像入力部と、複数の画像をつなぎ合わせる際の基準となる座標系を設定する座標系設定部と、座標系を基準として複数の画像の合成画像を生成する画像合成部と、合成画像から損傷の分類ごとに損傷を抽出する損傷抽出部と、複数の画像の時間情報と、合成画像と、抽出した損傷と、座標系と、を関連づけて記録する記録部と、抽出した損傷と記録された損傷とを比較して、損傷の時間変化を示す損傷図を作成する損傷図作成部と、作成した損傷図を表示する表示部と、を備え、座標系設定部は、座標系が設定されている座標系設定済み合成画像が存在するときは、座標系設定済み合成画像について設定されている座標系に基づいて、複数の画像に対して座標系を設定する。 In order to achieve the above-described object, a damage diagram creating apparatus according to a first aspect of the present invention includes an image input unit that inputs an image of a structure and a coordinate system that serves as a reference when connecting a plurality of images. A coordinate system setting unit for setting the image, an image composition unit for generating a composite image of a plurality of images with reference to the coordinate system, a damage extraction unit for extracting damage for each damage classification from the composite image, and a time for the plurality of images A recording unit that records information, a composite image, extracted damage, and a coordinate system in association with each other, and compares the extracted damage with the recorded damage to create a damage diagram that indicates temporal changes in damage. A damage diagram creation unit and a display unit for displaying the created damage diagram, and when the coordinate system setting unit has a coordinate system set composite image in which the coordinate system is set, the coordinate system set synthesis Based on the coordinate system set for the image Te, set the coordinate system for a plurality of images.
第1の態様に係る損傷図作成装置では、座標系を設定し、この設定した座標系を基準として画像をつなぎ合わせるので、複数の画像を正確につなぎ合わせた合成画像を得ることができ、これにより損傷の抽出を正確に行うことができる。また座標系設定済みの合成画像が存在する(例えば、過去の合成画像が記録部に記録されている)ときは、既に設定されている座標系に基づいて新たな座標系を設定するので、過去と現在とで損傷の比較基準を一致させることができる。そして比較基準を一致させた上で損傷を比較して損傷図を作成して表示するので、損傷の時間変化を正確かつ容易に把握することができる。 In the damage diagram creation device according to the first aspect, a coordinate system is set, and images are connected based on the set coordinate system, so that a composite image in which a plurality of images are accurately connected can be obtained. This makes it possible to accurately extract damage. When there is a composite image with a coordinate system set (for example, a past composite image is recorded in the recording unit), a new coordinate system is set based on the already set coordinate system. It is possible to match the comparison criteria for damage between current and present. Since the damage is compared and the damage diagram is created and displayed after matching the comparison criteria, the time change of the damage can be grasped accurately and easily.
なお第1の態様では、被写体である構造物の構造に基づく座標系を設定するようにしてもよい。また座標系が設定されている合成画像が存在するか否か(既に記録されているか否か)の判断は、過去の合成画像と新たな画像とで撮影範囲が共通(重複)するか否かに基づいて行うようにしてもよい。 In the first aspect, a coordinate system based on the structure of the structure that is the subject may be set. Whether or not there is a composite image in which a coordinate system is set (whether it has already been recorded) is determined by whether or not the shooting range is common (overlapping) between the past composite image and the new image. You may make it perform based on.
なお第1の態様において「座標系を設定する」とは、座標系の原点及び座標軸の方向を設定することをいうものとする。また第一の態様において、複数の画像を一括して入力してもよいし、一または複数の画像を時間間隔をあけて入力する(例えば撮影日時が異なる場合に、撮影するごとに画像を入力する等)ようにしてもよい。 In the first aspect, “setting the coordinate system” means setting the origin of the coordinate system and the direction of the coordinate axes. In the first aspect, a plurality of images may be input in a lump, or one or a plurality of images are input with a time interval (for example, when the shooting date and time are different, the images are input every time shooting is performed). Or the like).
第2の態様に係る損傷図作成装置は第1の態様において、座標系設定部は、記録された合成画像と入力した画像とのマッチングに基づいて座標系設定済み合成画像が存在するか否か判断する。第2の態様において、マッチングは例えば構造物の画像から抽出した特徴点に基づいて行うことができる。 In the damage diagram creation apparatus according to the second aspect, in the first aspect, the coordinate system setting unit determines whether or not a composite image having a coordinate system set exists based on matching between the recorded composite image and the input image. to decide. In the second aspect, matching can be performed based on feature points extracted from an image of a structure, for example.
第3の態様に係る損傷図作成装置は第1または第2の態様において、座標系設定部は、入力した画像から抽出した特徴点に基づいて座標系を設定する。第3の態様は座標系設定の基準の一例を規定するものである。 In the damage diagram creating apparatus according to the third aspect, in the first or second aspect, the coordinate system setting unit sets the coordinate system based on the feature points extracted from the input image. The third mode prescribes an example of the reference for setting the coordinate system.
第4の態様に係る損傷図作成装置は第3の態様において、特徴点は構造物が備える直線状の部材について抽出された特徴点である。第3の態様によれば、直線状の部材について抽出した特徴点に基づいて座標系の設定を正確かつ容易に行うことができ、その結果損傷の抽出を正確かつ容易に行うことができる。 In the third aspect of the damage diagram creating apparatus according to the fourth aspect, the feature point is a feature point extracted for a linear member included in the structure. According to the third aspect, the coordinate system can be set accurately and easily based on the feature points extracted for the linear member, and as a result, the damage can be extracted accurately and easily.
第5の態様に係る損傷図作成装置は第1から第4の態様のいずれか1つにおいて、記録部は抽出した損傷を損傷の分類ごとにレイヤー化して記録する。第5の態様によれば、損傷の時間変化を分類ごとに容易に把握することができる。 In any one of the first to fourth aspects, the damage diagram creating apparatus according to the fifth aspect records the extracted damage as a layer for each damage classification. According to the 5th aspect, the time change of damage can be grasped | ascertained easily for every classification | category.
第6の態様に係る損傷図作成装置は第1から第5の態様のいずれか1つにおいて、損傷図作成部は、抽出した損傷を記録された損傷に重畳して損傷図を作成する。第6の態様によれば、過去の損傷(記録されている損傷)との比較を迅速かつ容易に行うことができる。 In any one of the first to fifth aspects, the damage diagram creating device according to the sixth aspect creates a damage diagram by superimposing the extracted damage on the recorded damage. According to the sixth aspect, comparison with past damage (recorded damage) can be performed quickly and easily.
第7の態様に係る損傷図作成装置は第1から第6の態様のいずれか1つにおいて、損傷図作成部は、抽出した損傷及び記録された損傷を構造物の構造を示す図に重畳して損傷図を作成する。第7の態様によれば、構造物の構造と損傷との関係を容易に把握することができる。 In any one of the first to sixth aspects, the damage diagram creating device according to the seventh aspect is configured to superimpose the extracted damage and the recorded damage on the diagram showing the structure of the structure. To create a damage diagram. According to the 7th aspect, the relationship between the structure of a structure and damage can be grasped | ascertained easily.
第8の態様に係る損傷図作成装置は第1から第7の態様のいずれか1つにおいて、損傷図作成部は、抽出した損傷と記録された損傷とを異なる態様で表す損傷図を作成する。第7の態様によれば、損傷の時間変化を容易に把握することができる。 In any one of the first to seventh aspects, the damage diagram creating device according to the eighth aspect creates a damage diagram that represents the extracted damage and the recorded damage in different modes. . According to the 7th aspect, the time change of damage can be grasped | ascertained easily.
第9の態様に係る損傷図作成装置は第1から第8の態様のいずれか1つにおいて、損傷図作成部は、抽出した損傷と記録された損傷との差分を記録された損傷と異なる態様で表す損傷図を作成する。これにより損傷の時間変化を容易に把握することができる。 The damage diagram creation device according to a ninth aspect is any one of the first to eighth aspects, wherein the damage diagram creation unit is different from the recorded damage in a difference between the extracted damage and the recorded damage. Create a damage diagram represented by. Thereby, it is possible to easily grasp the time change of damage.
第10の態様に係る損傷図作成装置は第1から第9の態様のいずれか1つにおいて、構造物を撮影して画像を取得する画像取得部を備え、画像入力部は画像取得部が取得した画像を入力する。画像取得部としては、通常のデジタルカメラの他、カメラ付きのスマートフォンやタブレット端末等の装置を用いることができる。また画像取得部を車輌等の移動体に設置して用いるようにしてもよい。なお第10の態様において、画像取得部が構造物のステレオ画像を取得するようにしてもよい。 In any one of the first to ninth aspects, the damage diagram creation apparatus according to the tenth aspect includes an image acquisition unit that captures an image of a structure and acquires the image, and the image acquisition unit acquires the image input unit. Enter the selected image. As the image acquisition unit, devices such as a smartphone with a camera and a tablet terminal can be used in addition to a normal digital camera. Further, the image acquisition unit may be used by being installed on a moving body such as a vehicle. In the tenth aspect, the image acquisition unit may acquire a stereo image of the structure.
上述した目的を達成するため、本発明の第11の態様に係る損傷図作成方法は、構造物を撮影した画像を入力する画像入力工程と、複数の画像をつなぎ合わせる際の基準となる座標系を設定する座標系設定工程と、座標系を基準として複数の画像の合成画像を生成する画像合成工程と、合成画像から損傷の分類ごとに損傷を抽出する損傷抽出工程と、複数の画像の時間情報と、合成画像と、抽出した損傷と、座標系と、を関連づけて記録する記録工程と、抽出した損傷と既に記録されている損傷とを比較して、損傷の時間変化を示す損傷図を作成する損傷図作成工程と、を備え、座標系設定工程は、座標系が設定されている座標系設定済み合成画像が存在するか否か判断する判断工程を備え、判断の結果座標系設定済み合成画像が存在する場合は、座標系設定済み合成画像について設定されている座標系に基づいて複数の画像に対する座標系を設定する。第11の態様によれば、第1の態様と同様にして、損傷の時間変化を正確かつ容易に把握することができる。 In order to achieve the above-described object, a damage diagram creating method according to an eleventh aspect of the present invention includes an image input process for inputting an image obtained by photographing a structure, and a coordinate system that serves as a reference when connecting a plurality of images. A coordinate system setting step for setting the image, an image composition step for generating a composite image of a plurality of images based on the coordinate system, a damage extraction step for extracting damage for each damage classification from the composite image, and a time for the plurality of images A recording process that correlates and records information, a composite image, extracted damage, and a coordinate system, and compares the extracted damage with the already recorded damage, and shows a damage diagram that shows the temporal change in damage. A damage diagram creation step to be created, and the coordinate system setting step includes a judgment step for judging whether or not a coordinate system set composite image in which the coordinate system is set exists, and the coordinate system has been set as a result of the judgment. When composite images exist Sets the coordinate system for a plurality of images based on the coordinate system set for the coordinate system configured composite image. According to the eleventh aspect, damage change over time can be accurately and easily grasped in the same manner as in the first aspect.
なお第11の態様において、上記第1〜第10の態様に対応する特徴を備えるようにしてもよい。また、作成した損傷図を表示する表示工程を備えるようにしてもよい。 In the eleventh aspect, features corresponding to the first to tenth aspects may be provided. Moreover, you may make it provide the display process which displays the created damage figure.
本発明の損傷図作成装置及び損傷図作成方法によれば、損傷の時間変化を正確かつ容易に把握することができる。 According to the damage diagram creation device and the damage diagram creation method of the present invention, it is possible to accurately and easily grasp the temporal change of damage.
以下、添付図面に従って本発明に係る損傷図作成装置及び損傷図作成方法の実施形態について説明する。 Embodiments of a damage diagram creation device and a damage diagram creation method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[橋梁の構造]
図1は、本発明に係る損傷図作成装置及び損傷図作成方法が適用される構造物の例である橋梁1の構造を示す斜視図である。図1に示す橋梁1は主桁3を有し、主桁3は接合部3Aで接合されている。主桁3は橋台や橋脚の間に渡され、床版2上の車輌等の荷重を支える部材である。また主桁3の上部には、車輌等が走行するための床版2が打設されている。床版2は鉄筋コンクリート製のものが一般的である。なお橋梁1は床版2及び主桁3の他に図示せぬ横桁、対傾構、横構等の部材を有するが、損傷図作成の説明を分かりやすくするため、図1では床版2及び主桁3のみを示している。
[Bridge structure]
FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a
なお本実施形態では構造物の一例である橋梁1の損傷図作成について説明するが、本発明において損傷図作成の対象は橋梁に限らず、ビル等の建造物や道路等、他の構造物であってよい。
In the present embodiment, description will be made on the creation of a damage map of the
[画像の取得]
橋梁1の損傷を検査する場合、検査員はデジタルカメラであるカメラ102(図2参照)を用いて、橋梁1を下方から撮影して(図1のC方向)、検査範囲について複数の画像を取得する(図4参照)。撮影は、橋梁1の延伸方向(図1のA方向)及びその直交方向(図1のB方向)に適宜移動しながら行う。なお橋梁1の周辺状況により検査員の移動が困難な場合は、橋梁1に沿って移動可能な車輌やロボットにカメラを設置して撮影を行ってもよい。このような車輌やロボットには、カメラの昇降機構やパン・チルト機構を設けてもよい。
[Get image]
When inspecting the
[損傷図作成装置の構成]
図2は、本実施形態に係る損傷図作成装置100(損傷図作成装置)の概略構成を示すブロック図である。本実施形態では上述のようにカメラ102(画像取得部)を用いて橋梁1を撮影し、撮影した画像は無線通信により画像入力部104(画像入力部)に入力されて、座標系設定や損傷抽出、損傷図作成等の処理が行われる。これら処理の詳細は後述する。損傷図作成装置100は、カメラ102及び画像入力部104の他に、座標系設定部106(座標系設定部)、画像合成部108(画像合成部)、損傷抽出部110(損傷抽出部)、損傷図作成部112(損傷図作成部)、記録部114(記録部)、表示部116(表示部)、及び図示せぬ操作部を備える。
[Configuration of damage diagram creation device]
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a damage diagram creation device 100 (damage diagram creation device) according to the present embodiment. In this embodiment, as described above, the
[損傷図作成手順]
次に、上記構成の損傷図作成装置100を用いた損傷図作成方法について説明する。図3は本実施形態に係る損傷図作成方法の処理を示すフローチャートである。
[Damage drawing procedure]
Next, a damage diagram creation method using the damage
まず、上述のようにカメラ102で撮影した橋梁1の画像を、無線通信により画像入力部104に入力する(ステップS100;画像入力工程)。橋梁1の画像は検査範囲に応じて複数入力され、また入力する画像には、カメラ102により撮影日時の情報(画像の時間情報の例)が付加されている。なお入力画像の撮影日時は必ずしも全ての画像において同一である必要はなく、複数日に亘っていてもよい。画像は複数の画像を一括して入力してもよいし、一度に1つの画像を入力するようにしてもよい。また、新たに入力するのではなく、記録部114に記録されている画像を読み出して用いるようにしてもよい。
First, the image of the
また、橋梁1の画像は無線通信でなく各種メモリカード等の記録媒体を介して入力するようにしてもよいし、既に記録されている画像のデータをネットワーク経由で入力してもよい。
The image of the
図4は、入力した画像の例を示す図である。図4の(a)〜(h)は、それぞれ画像I1〜I8を示しており、画像I1〜I8には床版2及び主桁3(接合部3Aを含む)が写っている。なお図4では、画像I3,I6,I7が暗く(輝度が低く)なっており、画像I4,I8は斜め方向から撮影しているため画像が歪んでいる場合を示しているが、このような画像に対しては、適宜輝度補正やあおり補正等の画像処理を行うことが好ましい。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an input image. 4A to 4H show images I1 to I8, respectively, and the
[座標系の設定]
次に、入力した画像に対する座標系の設定について説明する。まず、入力画像(図4の例では画像I1〜I8)と重複(共通)する撮影範囲について、既に座標系が設定されている過去の合成画像が存在するか否か(記録部114に記録されているか否か)を判断する(ステップS102:判断工程、座標系設定工程)。このような合成画像が存在するか否かの判断は、以下に説明するように、入力画像と過去の合成画像とのマッチングに基づいて行うことができる。判断の結果、既に座標系が設定されている過去の合成画像が存在する場合(ステップS102でYes)は、ステップS104に進んで当該過去の合成画像について設定されている座標系を入力画像に対する座標系として設定し(座標系設定工程)、当該合成画像が存在しない場合(ステップS102でNo)はステップS106へ進んで、入力画像に対し新たな座標系を設定する(座標系設定工程)。
[Coordinate system settings]
Next, the setting of the coordinate system for the input image will be described. First, for a shooting range overlapping (common) with an input image (images I1 to I8 in the example of FIG. 4), whether or not there is a past composite image in which a coordinate system has already been set (recorded in the recording unit 114). (Step S102: determination step, coordinate system setting step). Whether such a composite image exists can be determined based on matching between an input image and a past composite image, as will be described below. As a result of the determination, if there is a past composite image for which a coordinate system has already been set (Yes in step S102), the process proceeds to step S104, and the coordinate system set for the past composite image is set to the coordinate for the input image. If the composite image does not exist (No in step S102), the process proceeds to step S106, and a new coordinate system is set for the input image (coordinate system setting step).
[マッチングに基づく判断]
ここで、ステップS102における判断について説明する。ステップS102では、図5の例に示すように、座標系設定部106が記録部114を参照し、入力した画像I9と座標系設定済みの過去の合成画像IP2とのマッチングを行う。ここで画像のマッチングは、特徴点の抽出及び抽出した特徴点間のマッチングに基づいて行うことができる。図5では、マッチングの結果、画像I9が合成画像IP2中の領域IXと一致(共通)している場合について示している。このような場合はステップS102の判断が肯定されて(判断結果がYes)ステップS104へ進み、入力画像である画像I9についても、合成画像IP2について設定されている座標系(O0,X0,Y0)を設定する(座標系設定工程)。
[Judgment based on matching]
Here, the determination in step S102 will be described. In step S102, as shown in the example of FIG. 5, the coordinate
このように入力画像に対する座標系を過去の合成画像とのマッチングに基づいて設定することで、過去の画像との位置合わせを正確かつ容易に行うことができ、その結果、後述するように損傷の時間変化を正確かつ容易に把握することができる。 In this way, by setting the coordinate system for the input image based on matching with the past composite image, it is possible to accurately and easily align with the past image. Time change can be grasped accurately and easily.
一方、ステップS102において図5のように一致(共通)する領域がないときは、判断が否定されて(判断結果がNo)ステップS106へ進み、以下に説明するように新たな座標系を設定する。 On the other hand, when there is no matching (common) area as shown in FIG. 5 in step S102, the determination is negative (the determination result is No), and the process proceeds to step S106, and a new coordinate system is set as described below. .
[新たな座標系の設定]
ここで、入力画像に対し新たな座標系を設定する場合(ステップS106:座標系設定工程)について説明する。ステップS106では、入力画像から抽出した特徴点に基づいて座標系を設定する。
[New coordinate system setting]
Here, a case where a new coordinate system is set for the input image (step S106: coordinate system setting step) will be described. In step S106, a coordinate system is set based on the feature points extracted from the input image.
まず座標系設定部106が、画像I1から特徴点を抽出する。特徴点は橋梁1の構造や画像の輝度など様々な特徴に基づいて算出することができるが、本実施形態では、橋梁1が備える直線状の部材である主桁3について特徴点を算出するものとする。このように直線状の部材について特徴点を算出することで、座標軸の方向を正確に設定することができる。具体的には、図4の(a)に示すように特徴点P1〜P8が抽出されたものとする。
First, the coordinate
次に、抽出した特徴点P1〜P8に基づいて、座標系設定部106が画像合成(つなぎ合わせ)の基準となる座標系を設定する(ステップS106:座標系設定工程)。本実施形態では、図6の(a)に示すように、接合部3Aのコーナー部について抽出された特徴点P1を座標系の原点O0とし、特徴点P1から特徴点P2へ向かう方向をX方向(X0)とする。そして特徴点P3から特徴点P1へ向かう方向(X方向と直交する方向)をY方向(Y0)とする。なお、本実施形態において主桁3及び接合部3Aは直線状の部材であるから特徴点P1,P2,P5,P6は本来同一直線上に存在し、この場合2つの特徴点P1,P2で直線が定まるが、撮影誤差や画像処理誤差により画像I1において特徴点P1,P2,P5,P6が同一直線上に存在しない場合がある。このような場合は、これら特徴点P1,P2,P5,P6間のずれを考慮して(例えば最小自乗近似による)設定した方向をX方向としてもよい。
Next, based on the extracted feature points P <b> 1 to P <b> 8, the coordinate
なお本実施形態では主桁3について抽出された特徴点に基づいて座標系を設定しているが、橋梁1が備える横桁、対傾構、横構等の他の直線状の部材に基づいて座標系を設定してもよい。
In the present embodiment, the coordinate system is set based on the feature points extracted for the
画像I1の場合と同様にして、画像I2についても、主桁3について抽出された特徴点に基づいて座標系(O1,X1,Y1)を設定する(図6の(b)参照)。 Similar to the case of the image I1, also for the image I2, the coordinate system (O 1 , X 1 , Y 1 ) is set based on the feature points extracted for the main digit 3 (see FIG. 6B). .
このように本実施形態では、入力画像に対し主桁3という直線状の部材により、橋梁1の構造に基づく座標系を設定することで、後述するように、画像の合成や抽出した損傷の時系列的な比較を正確かつ容易に行うことができる。
As described above, in this embodiment, by setting a coordinate system based on the structure of the
[画像の合成]
次に、画像I1〜I8をつなぎ合わせて合成画像を生成する処理(ステップS108:画像合成工程)について説明する。なお以下では画像I1,I2をつなぎ合わせる処理について説明するが、他の画像のつなぎ合わせについても同様に行うことができる。
[Image composition]
Next, a process of connecting the images I1 to I8 to generate a composite image (step S108: image composition step) will be described. In the following, the process of joining the images I1 and I2 will be described. However, the joining of other images can be similarly performed.
まず画像合成部108が、画像I1,I2について設定された座標系(O0,X0,Y0)及び(O1,X1,Y1)を基準として、画像I1,I2を回転及び移動する。例えば図7の(a)に示すように、画像I2をR方向に回転しV方向及びH方向に移動して、画像I1,I2間で主桁3(画像I1,I2間で共通の部材)の方向、即ちX軸の方向を一致させる。そしてこの状態で画像I2をX方向に移動して、画像I1,I2において共通(同一)の部材や特徴点が重なるようにする(図7の(b)の状態)。なお回転や移動の順番は、上記の例と異なっていてもよい。また画像の回転や移動に際し、画像を適宜拡大または縮小するようにしてよい。なおここでは、回転や移動、拡大縮小を例に説明したが、画像が被写体に対して正対していない場合には射影変換してもよい。
First, the
画像I1,I2と同様にして、他の画像I3〜I8についても各画像について設定された座標系を基準として回転や移動を行い、画像を重ね合わせる。すると、例えば図8に示す合成画像IPのような合成画像が得られる。 Similarly to the images I1 and I2, the other images I3 to I8 are rotated and moved with reference to the coordinate system set for each image, and the images are superimposed. Then, for example, a composite image such as a composite image IP shown in FIG. 8 is obtained.
このように本実施形態では、橋梁1の構造に基づいて各画像に設定された座標系を基準として画像を重ね合わせることで、複数の画像を正確につなぎ合わせた合成画像を得ることができ、これにより以下に述べるように損傷の抽出を正確に行うことができる。
As described above, in the present embodiment, by superimposing images based on the coordinate system set for each image based on the structure of the
[損傷の抽出]
合成画像IPが得られたら、損傷抽出部110が合成画像IPから損傷の分類ごとに損傷を抽出し、合成画像IPにおいて損傷を識別できるようにする(ステップS110;損傷抽出工程)。損傷の分類としては剥離、漏水、ひび割れ、錆などを挙げることができるが、具体的に抽出する損傷の種類は構造物の種類や特徴、検査の目的等の条件に応じて設定してよい。また、抽出する項目としては上記ステップS102〜S106で設定した座標系における位置、大きさ、方向、範囲、形状等があるが、抽出項目についても損傷の分類に応じて、また構造物の種類や特徴、検査の目的等の条件に応じて設定してよい。
[Damage extraction]
When the composite image IP is obtained, the
損傷の抽出は分類に応じて種々の手法により行うことができるが、ひび割れについては、例えば特許4006007号公報に記載されたひび割れ検出方法を用いることができる。この方法は、対比される2つの濃度に対応したウェーブレット係数を算定するとともに、該2つの濃度をそれぞれ変化させた場合のそれぞれのウェーブレット係数を算定してウェーブレット係数テーブルを作成し、ひび割れ検出対象であるコンクリート表面を撮影した入力画像をウェーブレット変換することによってウェーブレット画像を作成する工程と、前記ウェーブレット係数テーブル内において、局所領域内の近傍画素の平均濃度と注目画素の濃度に対応するウェーブレット係数を閾値として、注目画素のウェーブレット係数と該閾値とを比較することによりひび割れ領域とひび割れでない領域を判定する工程とからなるひび割れ検出方法である。 The extraction of damage can be performed by various methods according to the classification. For the crack, for example, a crack detection method described in Japanese Patent No. 4006007 can be used. This method calculates wavelet coefficients corresponding to the two concentrations to be compared, calculates each wavelet coefficient when the two concentrations are changed, creates a wavelet coefficient table, and detects the crack detection target. A wavelet image is generated by wavelet transforming an input image obtained by photographing a concrete surface, and a wavelet coefficient corresponding to an average density of neighboring pixels in the local area and a density of a target pixel is set as a threshold in the wavelet coefficient table. And a step of determining a cracked area and a non-cracked area by comparing the wavelet coefficient of the pixel of interest with the threshold value.
また錆及び剥離を検出する方法としては、例えば特表2010−538258号に記載された鋼橋の塗膜検査システムの処理方法を用いることができる。この処理方法では、撮影された鋼橋塗膜の画像ファイルからの色情報、映像処理、ウォーターシェッド、パルツェン窓を用いて錆と剥離を検出している。 Moreover, as a method of detecting rust and peeling, the processing method of the steel-bridge coating-film inspection system described in the special table | surface 2010-538258 can be used, for example. In this processing method, rust and peeling are detected by using color information, image processing, water shed, and parthen window from the image file of the steel bridge paint film taken.
[損傷図の作成及び表示]
ステップS110までで損傷が抽出されたら、損傷図作成部112は、抽出した損傷と、記録部114に記録された過去の損傷抽出結果とを比較して損傷図を作成し(ステップS112:損傷図作成工程)、作成した損傷図を表示する(ステップS114:表示工程)。表示の態様は損傷図作成装置100の図示せぬ操作部により選択することができる。
[Damage drawing creation and display]
When the damage is extracted up to step S110, the damage
ステップS112で作成した損傷図は、図9の例に示すように損傷の分類ごとにレイヤー化されている。各レイヤーは損傷の時系列データから構成され、またそれらレイヤーが橋梁1の構造を示すCAD(Computer Aided Design)データと関連づけされている。図9中、CADデータのレイヤーがL0、ひび割れ、漏水、剥離のレイヤーがそれぞれLA,LB,LCである。また、ひび割れのレイヤーLAはさらに、異なる撮影日に対応するレイヤーLA1,LA2から構成されている。これらのレイヤーはそれぞれ、図10に示すようなデータに対応している。なお、図10はひび割れのレイヤーLA1についてのデータの例であり、ひび割れC1−1〜C1−4についての入力画像の撮影日、ひび割れの始点及び終点、長さを示している。
The damage diagram created in step S112 is layered for each damage classification as shown in the example of FIG. Each layer is composed of damage time-series data, and these layers are associated with CAD (Computer Aided Design) data indicating the structure of the
なお一日のうちでの損傷の変化が問題にならない場合は、図10のように画像の時間情報として撮影日のみを考慮すればよい。また、このようなデータの項目は損傷の分類に応じて異なっていてよい。 If the change in damage during the day does not become a problem, only the shooting date should be considered as the time information of the image as shown in FIG. Such data items may differ depending on the classification of damage.
図11は、ひび割れについての損傷図の表示の一態様を示す図である。図11は、記録部114に記録された過去のひび割れのレイヤーLA1(図9参照)と新たに抽出したひび割れのレイヤーLA2(図9参照)とを切替表示する場合の例である。図11の(a)ではレイヤーLA1を前面に表示しており、図11の(b)はレイヤーLA2を前面に表示している。過去のレイヤーLA1ではひび割れC1−1〜C1−4が抽出されており、新たに抽出したレイヤーLA2ではひび割れが進行してそれぞれC2−1〜C2−4となっている。
FIG. 11 is a diagram illustrating one aspect of a damage diagram display for cracks. FIG. 11 shows an example of switching and displaying the past crack layer LA1 (see FIG. 9) recorded in the
次に、抽出した損傷と過去の損傷とを異なる態様で示す例について説明する。図12,13は損傷図の表示の他の態様を示す図である。図12はレイヤーLA1,LA2を重畳して少しずらして表示しており、さらにレイヤーLA1におけるひび割れ(過去のひび割れ)を点線で表示して、レイヤーLA2におけるひび割れ(新たに抽出したひび割れ)を実線で表示している。また図13ではレイヤーLA1,LA2を重畳し、レイヤーLA2におけるひび割れC2−1〜C2−4を太くして、レイヤーLA1におけるひび割れC1−1〜C1−4と色を変えて表示している。 Next, an example in which the extracted damage and the past damage are shown in different modes will be described. 12 and 13 are diagrams showing other modes of display of damage diagrams. In FIG. 12, the layers LA1 and LA2 are superimposed and displayed with a slight shift, and the cracks in the layer LA1 (past cracks) are indicated by dotted lines, and the cracks in the layer LA2 (newly extracted cracks) are indicated by solid lines. it's shown. In FIG. 13, the layers LA1 and LA2 are overlapped, and the cracks C2-1 to C2-4 in the layer LA2 are thickened, and the colors are changed from those of the cracks C1-1 to C1-4 in the layer LA1.
図14は損傷図の表示のさらに他の態様を示す図である。図14ではレイヤーLA1,LA2を重畳しており、過去に抽出したひび割れC1−1〜C1〜4を実線で表示し、新たに抽出したひび割れC2−1〜C2−4との差分Δ1〜Δ4(ひび割れが進行した部分)を実線(ひび割れC1−1〜C1〜4と異なる態様)で表示している。 FIG. 14 is a diagram showing still another aspect of the display of the damage diagram. In FIG. 14, layers LA1 and LA2 are superimposed, cracks C1-1 to C1-4 extracted in the past are displayed by solid lines, and differences Δ1 to Δ4 from newly extracted cracks C2-1 to C2-4 ( The part where the crack has progressed) is indicated by a solid line (an aspect different from cracks C1-1 to C1-4).
なお図11〜14ではひび割れについての損傷図を表示する場合について説明しているが、ひび割れその他一種類の損傷のみを表示するのではなく、複数種類の損傷を重畳して表示してもよい。また抽出した損傷には、CAD等のデータから作成した橋梁1の構造を示す図を重畳してもよい(図9参照)。
In addition, although FIG. 11-14 demonstrates the case where the damage figure about a crack is displayed, you may display not only a crack and one type of damage but a several types of damage superimposed. Further, a diagram showing the structure of the
損傷図は、表示するとともに、損傷の分類ごとにレイヤー化して記録部114に記録する(ステップS116:記録工程)。このレイヤーには合成画像を構成する各画像の時間情報(撮影日、撮影時刻、等)と、合成画像と、合成画像に対し設定された座標系と、抽出した損傷と、が関連づけられている。なお入力した画像I1〜I8についても記録部114に記録するようにしてもよい。
The damage diagram is displayed and layered for each damage classification and recorded in the recording unit 114 (step S116: recording process). In this layer, time information (shooting date, shooting time, etc.) of each image constituting the composite image, the composite image, the coordinate system set for the composite image, and the extracted damage are associated with each other. . The input images I1 to I8 may also be recorded in the
このように、本実施形態に係る損傷図作成装置100及び損傷図作成方法によれば、損傷の時間変化を比較して示す損傷図を作成して表示し、また損傷の抽出結果が損傷の分類ごとにレイヤー化されているので、損傷の時間変化を正確かつ容易に把握することができる。また、構造物である橋梁1の構造を示すCADデータと関連づけて記録するので、損傷と橋梁1の構造との関係を正確かつ容易に把握することができる。
As described above, according to the damage
以上で本発明の例に関して説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。 Although the examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1…橋梁、2…床版、3…主桁、3A…接合部、100…損傷図作成装置、102…カメラ、104…画像入力部、106…座標系設定部、108…画像合成部、110…損傷抽出部、112…損傷図作成部、114…記録部、116…表示部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
複数の画像をつなぎ合わせる際の基準となる座標系を設定する座標系設定部と、
前記座標系を基準として前記複数の画像の合成画像を生成する画像合成部と、
前記合成画像から損傷の分類ごとに損傷を抽出する損傷抽出部と、
前記複数の画像の時間情報と、前記合成画像と、前記抽出した損傷と、前記座標系と、を関連づけて記録する記録部と、
前記抽出した損傷と前記記録された損傷とを比較して、損傷の時間変化を示す損傷図を作成する損傷図作成部と、
前記作成した損傷図を表示する表示部と、
を備え、
前記座標系設定部は、前記座標系が設定されている座標系設定済み合成画像が存在するときは、前記座標系設定済み合成画像について設定されている前記座標系に基づいて、前記複数の画像に対して前記座標系を設定する、
損傷図作成装置。 An image input unit for inputting an image of the structure;
A coordinate system setting unit that sets a reference coordinate system for joining a plurality of images;
An image composition unit that generates a composite image of the plurality of images based on the coordinate system;
A damage extraction unit that extracts damage for each classification of damage from the composite image;
A recording unit that records time information of the plurality of images, the composite image, the extracted damage, and the coordinate system;
A damage diagram creation unit that compares the extracted damage with the recorded damage and creates a damage diagram showing temporal changes in damage;
A display unit for displaying the created damage diagram;
With
The coordinate system setting unit, when there is a coordinate system set composite image in which the coordinate system is set, based on the coordinate system set for the coordinate system set composite image, the plurality of images Set the coordinate system for
Damage drawing device.
複数の画像をつなぎ合わせる際の基準となる座標系を設定する座標系設定工程と、
前記座標系を基準として前記複数の画像の合成画像を生成する画像合成工程と、
前記合成画像から損傷の分類ごとに損傷を抽出する損傷抽出工程と、
前記複数の画像の時間情報と、前記合成画像と、前記抽出した損傷と、前記座標系と、を関連づけて記録する記録工程と、
前記抽出した損傷と前記記録された損傷とを比較して、損傷の時間変化を示す損傷図を作成する損傷図作成工程と、
を備え、
前記座標系設定工程は、前記座標系が設定されている座標系設定済み合成画像が存在するか否か判断する判断工程を備え、前記判断の結果前記座標系設定済み合成画像が存在する場合は、前記座標系設定済み合成画像について設定されている前記座標系に基づいて前記複数の画像に対する前記座標系を設定する、
損傷図作成方法。 An image input process for inputting an image of the structure;
A coordinate system setting step for setting a reference coordinate system when connecting a plurality of images;
An image compositing step for generating a composite image of the plurality of images based on the coordinate system;
A damage extraction step for extracting damage for each classification of damage from the composite image;
A recording step of associating and recording time information of the plurality of images, the composite image, the extracted damage, and the coordinate system;
A damage diagram creating step for comparing the extracted damage with the recorded damage and creating a damage diagram showing a temporal change of the damage;
With
The coordinate system setting step includes a determination step of determining whether or not there is a coordinate system-set composite image in which the coordinate system is set, and when the coordinate system-set composite image exists as a result of the determination, Setting the coordinate system for the plurality of images based on the coordinate system set for the composite image with the coordinate system set;
How to create a damage diagram.
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