JP6487181B2 - 検査支援装置、検査支援方法、検査支援プログラム、および、検査支援システム - Google Patents

Description

本発明は、構造物の打音検査を支援する検査支援装置、検査支援方法、検査支援プログラム、および、検査支援システムに関する。

コンクリートなどの構造物に行う打音検査には、ハンマーなどを用いて構造物を打撃し、利用者が打音を聞き分けることで健全であるか変状であるかを判定する方法、あるいは、打音検査装置を利用して、打音を解析し、解析結果に基づいて健全であるか変状であるかを判定する方法がある。

利用者が打音を聞き分ける打音検査では、車両の走行音、反響音などのある周辺の環境において、的確な判定を行うことが困難であるため、近年では打音検査装置を利用した打音検査が実施されている。例えば、（１）から（４）に示す処理を行うことで、構造物の打撃点近傍が健全であるか変状であるかを判定する打音検査装置が知られている。その打音検査装置によれば、（１）検査対象の構造物にハンマーなどで打撃を加え、この打撃点近傍に設置したマイクロホンを介して集音した打音信号の時系列データを取得し、取得した時系列データに対して自己回帰モデルを用いた解析をし、自己回帰係数を予め求める。（２）検査対象の構造物にハンマーなどで打撃を加え、この打撃点近傍に設置したマイクロホンを用いて、打音の時系列データを計測し、実測値を求める。（３）実測値と自己回帰係数とを適用し、検査部位における打音信号の時系列データを予測し、予測値を求める。（４）実測値と予測値との差である残差を求めるとともに、残差の大きさに基づいて内部欠陥の有無を判定する。例えば、特許文献１を参照。

また、関連する技術として、コンクリートの構造物の表面に多角のヘッドを当てながら移動させ、それによって発生する転打音の周波数分布に対する、転打音の強さの変化を解析し、転打音の強さが他の部分より強い箇所を変状がある部分と判定する技術が知られている。例えば、特許文献２を参照。

しかしながら、打音の解析および構造物の変状を判定する処理を実行する場合には、上記（１）から（４）の処理や、周波数解析処理などをするため、処理能力の高いハードウェアが必要となる。そのため、打音検査装置の体格（寸法および重さなど）が大きくなるという問題がある。また、体格の大きい打音検査装置は利用者が持ち運べないため、利用者が打音を聞き分ける打音検査のような、リアルタイムでの打音検査を実施することが困難である。

特開２００９−０４１９７８号公報 特開２０１３−２５３９４７号公報

本発明の一側面に係る目的は、利用者による打音検査の判定精度を向上させる支援をするとともに、打音検査を支援する装置の体格を利用者が携帯可能な体格にすることである。

態様のひとつである検査支援装置は算出部と判定部とを備える。
算出部は、取得した構造物の打音における最大音圧値と、最大音圧値と所定時間とに基づいて算出した第一の値と、最大音圧値を取得した時間から所定時間を経過するまでの期間に取得した音圧値それぞれに基づいて算出した第二の値と、を求め、第二の値と第一の値との比率に、最大音圧値を乗算して、評価値を算出する。

判定部は、評価値が閾値以上である場合、構造物に変状があると判定する。

利用者による打音検査の判定精度を向上させる支援をするとともに、打音検査を支援する装置の体格を利用者が携帯可能な体格にすることができる。

図１は、検査支援装置の一実施例を示す図である。 図２は、検査支援装置の処理部の一実施例を示す図である。 図３は、構造物の打撃方法の一例を示す図である。 図４は、健全と変状を説明するための図である。 図５は、評価値の算出を説明するための図である。 図６は、評価値の算出を説明するための図である。 図７は、評価値の算出を説明するための図である。 図８は、評価値の算出を説明するための図である。 図９は、検査支援装置の動作の一実施例を示すフロー図である 図１０は、変状を知らせる処理を説明するための図である。 図１１は、検査支援装置のハードウェアの一実施例を示す図である。 図１２は、検査支援システムの一実施例を示す図である。

以下図面に基づいて実施形態について詳細に説明する。
図１は、検査支援装置の一実施例を示す図である。
検査支援装置１は、集音部２、調整部３、拡声部４、処理部５、表示部６を備えている。

集音部２は、構造物を打撃した際に発生する打音を集音する、例えば、マイクロホンなどである。なお、打音は音声信号として収集され、この収集された音声信号を音圧信号と呼ぶ。

調整部３は、集音部２を介して取得した打音に対して音声強調処理を施して調整し、調整した打音（音圧信号）を拡声部４に出力する。音声強調処理は、例えば、打音をディジタル信号に変換して増幅処理をし、増幅した打音（ディジタル信号）に対してディジタルフィルタ処理を行い、打音に含まれていたノイズや環境音（トンネル内の反響音、走行車両の音など）を除去した打音（ディジタル信号）を再度音圧信号に変換する。

拡声部４は、例えば、調整部３から出力された音声強調処理を施した打音（音圧信号）を出力する。拡声部４はヘッドホンやイヤホンなどが考えられる。
処理部５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）を用いた回路が考えられる。また、処理部５は内部または外部に備えられた記憶部から、検査支援装置１の各部の制御と打音検査を支援するプログラムを読み出して実行する。

表示部６は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などのインジケータや画像表示装置などで、処理部５により判定された結果（健全あるいは変状の判定結果）を示す表示をする。例えば、健全である場合には健全を示す緑を点灯させ、変状である場合には変状を示す赤を点灯させることが考えられる。

なお、提示部７（破線範囲）は、利用者に判定結果を提示する出力装置の総称で、本例においては、拡声部４、表示部６などを示す。
図２は、検査支援装置の処理部の一実施例を示す図である。

フィルタ部２０１は、集音部２を介して取得した音圧信号（アナログ信号）がディジタル変換された音圧信号（ディジタル信号）を取得し、音圧信号に対してディジタルフィルタ処理を施し、算出部２０２で必要な帯域の音圧信号を抽出し、抽出した音圧信号（ディジタル信号）を出力する。必要な帯域は音声帯域などが考えられる。詳細な説明は省略するが、フィルタ部２０１は、音圧信号をディジタルフィルタ処理、および、算出部２０２で算出する値を求める処理、を実行可能なレベルに音圧信号のレベルを調整する。

算出部２０２は、フィルタ部２０１から出力された打音から生成した音圧信号（ディジタル信号）における最大音圧値Ｐ０を求める。
続いて、算出部２０２は、最大音圧値Ｐ０と所定時間Ｘとに基づいて第一の値Ｓを算出する。第一の値Ｓは、例えば、最大音圧値Ｐ０と所定時間Ｘとを乗算した値（面積）である。なお、最大音圧値Ｐ０と、図５から図８に示されている時間ｔ０から時間ｔ２で示される時間を所定時間Ｘと、を乗算した値（面積）を、第一の値Ｓとしてもよい。

また、算出部２０２は、最大音圧値Ｐ０を取得した時間から所定時間Ｘを経過するまでの期間に、取得した音圧値それぞれに基づいて第二の値Ｓｉを算出する。第二の値Ｓｉは、例えば、上記期間に取得した音圧波形の正側領域の波形で囲まれる領域の面積（図５の音圧波形Ａ２の斜線内の面積）を用いてもよい。あるいは、上記期間に取得した音圧波形の正負側領域の波形で囲まれる領域の面積（図６の斜線内および点掛内の面積）を、第二の値Ｓｉとしてもよい。なお、図６では音圧波形Ａ２を全波整流処理してから第二の値Ｓｉ求めているが、全波整流処理を用いないで正負側領域の面積を求めてもよい。

また、第二の値Ｓｉは、例えば、上記期間に取得した音圧波形の各周期の最大値などを用いて、音圧波形の外形（図７のＡ３、図８のＡ４など）を求め、その外形を積分した値（外形の面積：図７、図８の点掛内）である。ただし、外形の面積は積分に限定されるものではなく積算などをして求めてもよい。例えば、サンプリングした音圧信号のレベルを用いて積算をすることが考えられる。

また、最大音圧値Ｐ０と図５から図８に示されている時間ｔ０から時間ｔ２で示される時間を所定時間Ｘとした場合には、上記した第二の値Ｓｉ（時間ｔ１から時間ｔ２の部分の面積）に、時間ｔ０から時間ｔ１の部分の音圧波形Ａ２に関する面積も加え、その面積を第二の値Ｓｉとしてもよい。

なお、第一の値Ｓと第二の値Ｓｉを算出する順番はどちらを先に算出してもよい。
続いて、算出部２０２は、第一の値Ｓと第二の値Ｓｉと最大音圧値Ｐ０とを用いて、評価値を算出する。例えば、第二の値Ｓｉと第一の値Ｓとの比率（Ｓｉ／Ｓ）に、最大音圧値Ｐ０を乗算して、評価値を算出する。

判定部２０３は、評価値が閾値Ｔｈ以上である場合、構造物に変状があると判定する。
閾値Ｔｈは、健全であるか変状であるかを求めるための所定の値で、実験およびシミュレーションなどにより求め、記憶部に記憶しておく。例えば、複数構造物に対して実験およびシミュレーションをして評価値を求め、求めた評価値それぞれに基づいて標準偏差を求める。そして、１σ（ワンシグマ）あるいは２σ（ツーシグマ）などを求めて、閾値Ｔｈとする。

なお、上記した音圧信号をディジタルフィルタ処理および算出部２０２で算出する値を求める処理を実行可能なレベルに音圧信号のレベルを調整した場合、該調整に応じて閾値Ｔｈを調整する。すなわち、音圧信号のレベルが高く調整された場合には、閾値Ｔｈも該調整に応じて高くし、音圧信号のレベルが低く調整された場合には、閾値Ｔｈも該調整に応じて低くする。その理由は、所定時間Ｘにおいて、音圧信号に基づいて第二の値Ｓｉと第一の値Ｓとを算出してから評価値を算出しているため、評価値に音圧信号のレベルを調整した影響が反映されてしまうためで、判定においてこの影響を抑えるために、閾値Ｔｈを調整する。例えば、基準とする音圧信号のレベルを調整するために用いる調整値（増幅度など）それぞれに閾値を関連付けた調整情報（テーブルなど）を作成し、記憶部に記憶しておき、調整値が変更されると該調整情報を参照して閾値を選択し、選択した閾値を閾値Ｔｈとする調整が考えられる。調整情報を用いず、調整値を用いて演算により閾値Ｔｈを求めてもよい。

ただし、閾値Ｔｈの求め方は上記方法に限定されるものではない。
提示処理部２０４は、拡声部４や表示部６に音声や表示をさせるための提示情報（表示情報および音声情報など）を生成する。利用者に変状があることを、表示部６を介して表示により知らせる場合には、表示に関する提示情報（表示信号）を用いて、表示部６に出力する。なお、図１には示されていないが、利用者に変状があることを、拡声部４を介して音声により知らせる場合には、音声に関する提示情報（音声信号）を用いて、拡声部４に出力する。

打撃について説明をする。
コンクリートなどの構造物の検査対象箇所の浮き、空洞などの変状の有無を判定する際に用いられる器具には、例えば、ハンマー、回転式連続打音器具などがある。回転式連続打音器具とは、多角の軸球体が構造物の表面を連続的に回転して打撃し、その打撃音（打音）の状態によって変状の有無を判断する器具である。

図３は、構造物の打撃方法の一例を示す図である。図３に示す六角の回転式連続打音器具は一辺をＬ１とした構造で、図３に示す一打目から二打目までのインターバルは回転速度（移動速度）によって異なるものの、連続して一定の打撃をすることができる。

構造物の検査対象箇所が健全な状態であれば、打撃をした際に発生する音圧波形の振動および音圧値は、変状がある状態に比べて小さくなることが知られている。すなわち、健全な状態であれば、例えば、図４のＡに示すような波形（健全であることを示す波形）となる。図４は、健全と変状を説明するための図である。変状がある状態であれば、変状内部と構造物の表面との間に振動が発生し、その反響音によって音圧値が大きくなり、波形の振幅が大きくかつ残響音が生じる。すなわち、変状がある状態であれば、例えば、図４のＢに示すような波形（変状があることを示す波形）となる。

なお、上記器具を用いた検査において、健全な箇所と変状を有する箇所との聞き取り音の相違は、静寂環境下または１ｍから２ｍ程度の近接であれば明確に確認できる。
また、コンクリートの場合において、上記説明した所定時間Ｘは、健全な音圧波形の減衰時間は例えば５ｍｓから１５ｍｓで、周波数帯域は例えば５ｋＨｚから８ｋＨｚであるのに対して、変状がある場合の音圧波形の減衰時間は例えば１０ｍｓから２０ｍｓで、周波数帯域は例えば１ｋＨｚから５ｋＨｚである。

図４の例では、健全な音圧波形の減衰時間＝８．０ｍｓ、周波数＝５．１ｋＨｚで、変状がある場合の音圧波形の減衰時間＝１０．３ｍｓ、周波数＝２．０ｋＨｚである。変状がある場合の音圧波形は、変状規模（深さ、面積）によって異なり、最大音圧値Ｐ０が大きく、変状内部の反響音によって増幅されるため減衰時間が健全な場合と比べてより長い傾向にある。

評価値の算出について説明する。
図５から図８は、評価値の算出を説明するための図である。
（Ａ）評価値を式１で求める場合について説明する。

Ｈ１＝Ｓｉ／Ｓ×Ｐ０／Ｐ１０ 式１
Ｈ１ ：評価値
Ｓ ：第一の値
Ｓｉ ：第二の値
Ｐ０ ：最大音圧値
Ｐ１０：期間を経過する直前の音圧波形の最大値
算出部２０２は、最大音圧値Ｐ０と所定時間Ｘとを乗算（Ｐ０×Ｘ）して第一の値Ｓ（図５から図８の破線Ａ１内の面積に相当）を算出する。最大音圧値Ｐ０は、図４のＰ０１、Ｐ０２、図５から図８のＰ０である。所定時間Ｘは、実験またはシミュレーションにより決める。なお、第一の値Ｓは、最大音圧値Ｐ０と、図５から図８に示されている時間ｔ０から時間ｔ２で示される時間を所定時間Ｘと、を乗算した値（面積）としてもよい。

続いて、算出部２０２は音圧波形Ａ２を用いて面積を算出して第二の値Ｓｉとする。
（ａ）図５の例では、音圧波形Ａ２の斜線内の面積を、積算あるいは積分を用いて算出し、第二の値Ｓｉとする。
（ｂ）図６の例では、音圧波形Ａ２の斜線内および点掛内の面積を、積算あるいは積分を用いて算出し、第二の値Ｓｉとする。ただし、図６のように全波整流処理を行ったのちに面積（斜線内および点掛内の面積）を求めなくてもよく、他の方法で求めてもよい。
（ｃ）図７の例では、音圧波形Ａ２の周期ごとの音圧値の最大値（図７の黒丸）それぞれを結ぶ線Ａ３と、期間（図４のｔｍ、図７のｔ１からｔ２の期間）と、により表される領域の面積（図７の点掛内の面積に相当）を、積算あるいは積分を用いて算出し、第二の値Ｓｉとする。
（ｄ）図８の例では、音圧波形Ａ２を全波整流処理した波形の周期ごとの音圧値の最大値（図８の黒丸）それぞれを結ぶ線Ａ４と、期間（図４のｔｍ、図８のｔ１からｔ２の期間）と、により表される領域の面積（図８の点掛内の面積に相当）を、積算あるいは積分を用いて算出し、第二の値Ｓｉとする。

なお、最大音圧値Ｐ０と図５から図８に示されている時間ｔ０から時間ｔ２で示される時間を所定時間Ｘとした場合には、上記した第二の値Ｓｉ（時間ｔ１から時間ｔ２の部分の面積）に、時間ｔ０から時間ｔ１の部分の面積も加え、第二の値Ｓｉとしてもよい。

続いて、算出部２０２は、（ａ）から（ｄ）のいずれか一つにより求めた第二の値Ｓｉを第一の値Ｓで除算した値に最大音圧値Ｐ０を乗算し、該乗算した値を、期間を経過する直前の音圧波形の最大値Ｐ１０（図５から図８の白丸）、あるいは、所定の音圧値Ｐ１０ｓで除算し、該除算して算出した値を評価値Ｈ１とする。最大値Ｐ１０は、図５から図８のＰ１０に相当する。なお、所定の音圧値Ｐ１０ｓは、最大値Ｐ１０がノイズにより影響されるため、ゼロ近辺と見做せる値を用いてもよい。例えば、Ｐ１０ｓ＝１が考えられる。
（Ｂ）評価値を式２で求める場合について説明する。

式１は式２に変形できる。
Ｈ１＝Ｓｉ／（Ｘ×Ｐ１０） 式２
式２を用いて評価値Ｈ１を算出する場合、算出部２０２は、（ａ）から（ｄ）のいずれか一つにより求めた第二の値Ｓｉを、期間を経過する直前の音圧波形の最大値Ｐ１０（図７の白丸）と所定時間Ｘとを乗算した面積、あるいは、所定の面積（Ｘ×Ｐ１０ｓ）により除算し、該除算して算出した値を評価値Ｈ１とする。
（Ｃ）評価値を式３で求める場合について説明する。

Ｈ２＝Ｓｉ／Ｓ×Ｐ０ 式３
Ｈ２ ：評価値
Ｓｉ ：第二の値
Ｐ０ ：最大音圧値
式３を用いて評価値Ｈ２を算出する場合、算出部２０２は、（ａ）から（ｄ）のいずれか一つにより求めた第二の値Ｓｉを第一の値Ｓで除算し、除算した値に最大音圧値Ｐ０を乗算し、該乗算して算出した値を評価値Ｈ２とする。
（Ｄ）評価値を式４で求める場合について説明する。

式３は式４に変形できる。
Ｈ２＝Ｓｉ／Ｘ 式４
式３を用いて評価値Ｈ２を算出する場合、算出部２０２は、（ａ）から（ｄ）のいずれか一つにより求めた第二の値Ｓｉを所定時間Ｘで除算して算出した値を評価値Ｈ２とする。

上記（Ａ）から（Ｄ）において、図５、図７は音圧波形Ａ２の正側領域について評価値を求める場合で、図６、図８は音圧波形Ａ２の正負側領域について評価値を求める場合である。図６、図８に示したように面積を算出することで、図５、図７に示したように音圧波形Ａ２の周期ごとに面積を算出するより、さらに正確な面積が求められるため、判定精度を向上させることができる。

また、第一の値Ｓは健全でも変状でも同じ最大音圧値Ｐ０を示すことで同一の値となることがあるが、健全である場合には音圧波形の振幅は、変状がある場合の音圧波形の振幅に比べて小さくなるので、健全と変状の評価値に違いがでる。さらに、式１から式４において、最大音圧値Ｐ０を乗じて、一周期の重み付けを行うことになり、健全と変状との違いをより明確にすることが可能となる。

また、図７の例（ｃ）においては、最小音圧値から該最大音圧値Ｐ０までの音圧値（＝最大音圧値Ｐ０−最小音圧値）と所定期間Ｘとを乗算して第一の値Ｓとし、結ぶ線を正側と負側とで求め、その結ぶ線と所定期間Ｘにより決まる領域の面積を第二の値Ｓｉとし、評価値を求めてもよい。

検査支援装置の動作について説明する。
図９は、検査支援装置の動作の一実施例を示すフロー図である
ステップＳ１では、処理部５（フィルタ部２０１）が音圧信号を取得する。

ステップＳ２では、処理部５（算出部２０２）が最大音圧値Ｐ０を求める。フィルタ部２０１により処理された音圧信号を取得して、打撃後の音圧信号の最大音圧値Ｐ０を求める。例えば、設定した閾値（トリガレベル）を超えた音圧値を検出した場合に打撃がされたと判定し、それ以後にある最大の音圧値を最大音圧値Ｐ０とする。ただし、最大音圧値Ｐ０の決め方は上記方法に限定されるものではない。

また、周辺の環境によるノイズ、または、ホワイトノイズなどの影響により、打撃をしていないにも係らず、音圧信号が設定した閾値を超える場合が想定される。そこで、打撃により発生した音圧信号を捉える精度を向上させるために、最適な閾値を設定できるように、複数の閾値を予め用意しておく方法、あるいは、連続的に閾値を可変する方法、などが考えられる。

ステップＳ３では、処理部５（算出部２０２）が第一の値Ｓを算出する。ステップＳ４では、処理部５（算出部２０２）が第二の値Ｓｉを算出する。ステップＳ３とステップＳ４の順番はどちらを先に処理してもよい。ステップＳ５では、処理部５（算出部２０２）が評価値を算出する。例えば、第二の値Ｓｉと第一の値Ｓとの比率（Ｓｉ／Ｓ）に、最大音圧値Ｐ０を乗算して評価値を算出する。あるいは、式１から式４のいずれかに従い評価値を算出する。

ステップＳ６では、処理部５（判定部２０３）が閾値Ｔｈ以上であるか否を判定し、閾値Ｔｈ以上の場合（Ｙｅｓ）には、変状があるとしてステップＳ７に移行し、閾値Ｔｈより小さい値の場合（Ｎｏ）には健全であるとしてステップＳ８に移行する。

ステップＳ７では、処理部５（提示処理部２０４）が変状処理をする。変状処理は、例えば、変状を示す音声や表示を、拡声部４や表示部６などの提示部７に出力させるための提示情報（音声信号や表示信号）を生成する。

ステップＳ８では、処理部５（提示処理部２０４）が健全処理をする。健全処理は、例えば、健全を示す音声や表示を、拡声部４や表示部６などの提示部７に出力させるための提示情報（音声信号や表示信号）を生成する。

変状処理について説明する。
図１０は、変状を知らせる処理を説明するための図である。図１０に示す図では、回転式連続打音器具を利用し、一回以上連続して変状と評価された場合を対象とし、利用者に知らせている。本例では、三回連続して変状と評価された場合を対象とし、一打目は健全、二打目から四打目までは変状、五打目は健全、六打目から九打目までは変状である。従って、二打目から四打目、六打目から九打目は変状が三回連続して続いているので、変状表示をする。なお、図１０に示す変状表示の期間は５０ｍｓとしているが限定されるものではなく、回転式連続打音器具などの構造を加味して決定することが望ましい。複数回連続した場合に変状表示をする理由は、初回の接触音、コンクリート表面の段差などにより異常音が発生するためである。

また、上記では三回連続して変状である場合に変状表示をする説明をしたが、一打ごとに評価した結果を変状表示してもよい。また、回転式連続打音器具を利用しなくてもよく、ハンマーなどを用いてもよい。ハンマーを用いた場合には一回の打撃で健全か変状かを評価して変状表示をしてもよい。

実施の形態によれば、利用者による打音検査の判定精度を向上させる支援ができる。また、利用者が打音を聞き分けるリアルタイムの打音検査を実施することができる。
さらに、利用者が携帯可能な体格にすることができる。すなわち、打音の解析および構造物の変状を判定する処理を実行する場合には、上記（１）から（４）の処理や、周波数解析処理などの処理能力の高いハードウェアを必要としないため、装置の体格を小さくできる。また、体格を小さくすることにより装置を利用者が持ち運ぶことができる。

さらに、大型の打音検査装置を用いる場合と違い、確実に細部にわたっての検査が可能となるため第三者被害を未然に防ぐことにも繋がる。
従来の打音検査装置のように、構造物の場所や検査箇所が異なると、キャリブレーション操作を利用者がしていたが、構造物の場所や検査箇所が異なったとしても、音圧信号と閾値を調整できるため、キャリブレーション操作を利用者がしなくてもよい。

図１１は、検査支援装置のハードウェアの一実施例を示す図である。検査支援装置９００（図１の１に相当）のハードウェアは、図１１に示す処理部９０１（図１の５に相当）、記憶部９０２、記録媒体読取装置９０３、入出力インタフェース９０４（入出力Ｉ／Ｆ：図１の７に相当）、通信インタフェース９０５（通信Ｉ／Ｆ）などをそれぞれ備えている。また、上記各構成部はバス９０６によってそれぞれ接続されている。

処理部９０１はＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイスを用いることが考えられる。
記憶部９０２は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記憶部９０２にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。

記録媒体読取装置９０３は、処理部９０１の処理に従って記録媒体９０７に対するデータのリード／ライトを制御する。そして、記録媒体９０７に記録媒体読取装置９０３の制御で書き込まれたデータを記録させたり、記録媒体９０７に記録されたデータを読み取らせたりする。また、着脱可能な記録媒体９０７は、コンピュータで読み取り可能なnon-transitory（非一時的）な記録媒体として、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）などがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）などがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）などがある。なお、記憶部９０２もnon-transitory（非一時的）な記録媒体に含まれる。

入出力インタフェース９０４には、入出力部９０８が接続され、入出力部９０８から入力された情報を受信し、バス９０６を介して処理部９０１に送信する。また、処理部９０１からの命令に従ってディスプレイの画面上に操作情報などを表示する。入出力部９０８の入力装置は、例えば、タッチパネル、キーボード、ポインティングデバイス（マウスなど）などが考えられる。

なお、入出力部９０８の出力部であるディスプレイは、例えば、液晶ディスプレイなどが考えられる。
通信インタフェース９０５は、ＬＡＮ（Local Area Network）接続やインターネット接続を行うためのインタフェースである。また、通信インタフェース９０５は必要に応じ、他のコンピュータとの間のＬＡＮ接続やインターネット接続や無線接続を行うためのインタフェースとして用いてもよい。

このようなハードウェア構成を有するコンピュータを用いることによって、検査支援装置９００（１）が行う各種処理機能が実現される。その場合、検査支援装置９００（１）が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体９０７に記録しておくことができる。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体９０７が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に記録しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、記録媒体９０７に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶部９０２に記憶する。そして、コンピュータは、自己の記憶部９０２からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、記録媒体９０７から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

図１２は、検査支援システムの一実施例を示す図である。
図１２に示す検査支援装置１００１（１）は、集音部１００２（図１の２に相当）を介して取得した打音の最大音圧値Ｐ０と所定時間Ｘとに基づいて算出した第一の値Ｓと、最大音圧値Ｐ０を取得した時間から所定時間Ｘを経過するまでの期間に取得した音圧値それぞれに基づいて算出した第二の値Ｓｉと、最大音圧値Ｐ０と、を用いて、評価値を算出する。例えば、第二の値Ｓｉと第一の値Ｓとの比率（Ｓｉ／Ｓ）に、最大音圧値Ｐ０を乗算して、評価値を算出する。そして、評価値が閾値Ｔｈ以上の場合、構造物に変状があると判定し、変状があることを、表示、あるいは、音声により利用者に提示する情報を生成し、提示部（表示部１００４や拡声部１００５）に出力する。

図１２に示す集音部１００２は、例えば、狭指向性マイクロホンが考えられる。集音部１００２は、サスペンション１００３を用いて、ヘルメット１００６に固定可能にすることができ、ヘルメット１００６の機能を損なうことないように取り付けられる。

図１２に示す拡声部１００５は、集音部１００２を介して取得した打音に対して音声強調処理をして調整した打音を出力する。拡声部１００５は、例えば、ヘッドホンやイヤホンで、ヘルメット１００６の機能を損なうことなく、ヘルメット１００６内部に固定し、利用者の耳に当る位置を確保できるものが望ましい。

なお、検査支援装置１００１は、専用ケースに入れ、利用者のベルト１００７に取付けることができる。
実施の形態によれば、検査支援システムを利用することで、利用者による打音検査の判定精度を向上させる支援ができる。また、利用者が打音を聞き分けるリアルタイムの打音検査を実施することができる。

さらに、利用者が携帯可能な体格にすることができるので、打音の解析および構造物の変状を判定する処理を実行する場合に、上記（１）から（４）の処理や、周波数解析処理などの処理能力の高いハードウェアを必要としないため、装置の体格を小さくできる。また、体格を小さくすることにより装置を利用者が持ち運べることができる。

さらに、大型の打音検査装置を用いる場合と違い、確実に細部にわたっての検査が可能となるため第三者被害を未然に防ぐことにも繋がる。
従来の打音検査装置のように、構造物の場所や検査箇所が異なると、キャリブレーション操作を利用者がしていたが、構造物の場所や検査箇所が異なったとしても、音圧信号と閾値を調整できるため、キャリブレーション操作を利用者がしなくてもよい。

また、本発明は、実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

１、９００、１００１ 検査支援装置、
２、１００２ 集音部、
３ 調整部、
４、１００５ 拡声部、
５、９０１ 処理部、
６、１００４ 表示部、
２０１ フィルタ部、
２０２ 算出部、
２０３ 判定部、
２０４ 提示処理部、
９０２ 記憶部、
９０３ 記録媒体読取装置、
９０４ 入出力インタフェース、
９０５ 通信インタフェース、
９０６ バス、
９０７ 記録媒体、
９０８ 入出力部、
１００３ サスペンション、
１００６ ヘルメット、
１００７ ベルト、

Claims (12)

1. 取得した構造物の打音における最大音圧値と、前記最大音圧値と所定時間とに基づいて算出した第一の値と、前記最大音圧値を取得した時間から前記所定時間を経過するまでの期間に取得した音圧値それぞれに基づいて算出した第二の値と、を求め、前記第二の値と前記第一の値との比率に、前記最大音圧値を乗算して、評価値を算出する算出部と、
   前記評価値が閾値以上である場合、前記構造物に変状があると判定する判定部と、
   を備えることを特徴とする検査支援装置。
2. 請求項１に記載の検査支援装置であって、
   前記算出部は、
   前記最大音圧値と前記所定時間とを乗算して前記第一の値を算出し、
   前記音圧値により形成される音圧波形の周期ごとの前記音圧値の最大値それぞれを結ぶ線と、前記期間と、により表される領域の面積を、積算あるいは積分を用いて算出して前記第二の値とし、
   前記第二の値を前記第一の値で除算した値に前記最大音圧値を乗算し、該乗算した値を、前記期間を経過する直前の前記音圧波形の最大値、あるいは、所定の音圧値で除算し、該除算して算出した値を前記評価値とする、
   ことを特徴とする検査支援装置。
3. 請求項１に記載の検査支援装置であって、
   前記算出部は、
   前記音圧値により形成される音圧波形の周期ごとの前記音圧値の最大値それぞれを結ぶ線と、前記期間と、により表される領域の面積を、積算あるいは積分を用いて算出し、
   該算出した面積を、前記期間を経過する直前の前記音圧波形の最大値と前記所定時間とを乗算した面積、あるいは、所定の面積により除算し、該除算して算出した値を前記評価値とする、
   ことを特徴とする検査支援装置。
4. 請求項１に記載の検査支援装置であって、
   前記算出部は、
   前記最大音圧値と前記所定時間とを乗算して前記第一の値を算出し、
   前記音圧値により形成される音圧波形の周期ごとの前記音圧値の最大値それぞれを結ぶ線と、前記期間と、により表される領域の面積を、積算あるいは積分を用いて算出して前記第二の値とし、
   前記第二の値を前記第一の値で除算し、前記除算した値に前記最大音圧値を乗算し、該乗算して算出した値を前記評価値とする、
   ことを特徴とする検査支援装置。
5. 請求項１に記載の検査支援装置であって、
   前記算出部は、
   前記音圧値により形成される音圧波形の周期ごとの前記音圧値の最大値それぞれを結ぶ線と、前記期間と、により表される領域の面積を、積算あるいは積分を用いて算出し、該算出した面積を前記所定時間で除算して算出した値を評価値とする、
   ことを特徴とする検査支援装置。
6. 請求項１から５のいずれか一つに記載の検査支援装置であって、
   前記閾値は、音圧信号のレベルを調整した場合、該調整に応じて閾値Ｔｈを変更する、
   ことを特徴とする検査支援装置。
7. 請求項２から５のいずれか一つに記載の検査支援装置であって、
   前記算出部は、
   前記音圧波形は、半波整流処理、あるいは、全波整流処理をしてから用いる、
   ことを特徴とする検査支援装置。
8. 請求項１から７のいずれか一つに記載の検査支援装置であって、
   前記構造物に変状がある場合、前記変状があることを、表示、あるいは、音声により利用者に提示する情報を生成し、提示部に出力する提示処理部を有する、
   ことを特徴とする検査支援装置。
9. 構造物の打音検査を支援する検査支援方法であって、
   検査支援装置は、
   取得した構造物の打音における最大音圧値と、前記最大音圧値と所定時間とに基づいて算出する第一の値と、前記最大音圧値を取得した時間から前記所定時間を経過するまでの期間に、取得した音圧値それぞれに基づいて算出する第二の値と、を求め、
   前記第二の値と前記第一の値との比率に、前記最大音圧値を乗算して評価値を算出し、
   前記評価値が閾値以上である場合、前記構造物に変状があると判定する、
   ことを特徴とする検査支援方法。
10. 取得した構造物の打音における最大音圧値と、前記最大音圧値と所定時間とに基づいて算出する第一の値と、前記最大音圧値を取得した時間から前記所定時間を経過するまでの期間に、取得した音圧値それぞれに基づいて算出する第二の値と、を求め、
    前記第二の値と前記第一の値との比率に、前記最大音圧値を乗算して評価値を算出し、
    前記評価値が閾値以上である場合、前記構造物に変状があると判定する、
    ことを特徴とする検査支援プログラム。
11. 利用者が装着可能な検査支援システムであって、
    構造物の打音を集音する集音部と、
    前記集音部を介して取得した打音の最大音圧値と、前記最大音圧値と所定時間とに基づいて算出した第一の値と、前記最大音圧値を取得した時間から前記所定時間を経過するまでの期間に取得した音圧値それぞれに基づいて算出した第二の値と、を求め、前記第二の値と前記第一の値との比率に、前記最大音圧値を乗算して評価値を算出し、前記評価値が閾値以上である場合、前記構造物に変状があると判定し、前記変状があることを、表示、あるいは、音声により前記利用者に提示する情報を生成し、提示部に出力する検査支援装置と、
    前記集音部を介して取得した打音に対して音声強調処理をして調整した打音を出力する拡声部と、
    を備えることを特徴とする検査支援システム。
12. 請求項１１に記載の検査支援システムであって、
    前記集音部と、前記拡声部と、表示あるいは音声により前記利用者に知らせる提示部と、を前記利用者が装着するヘルメットに備える、
    ことを特徴とする検査支援システム。