JP6511892B2 - 構造物の状態判定装置と状態判定システムおよび状態判定方法 - Google Patents
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Description
δi=x・f・{1/(L−δ)−1/L} (式1)
Δxi=Δx・f/(L−δ) (式2)
ここで、構造物15の荷重前後のたわみ量δが前記の4mm、撮像距離Lが5m、レンズ焦点距離fが50mmの場合、構造物15の表面における撮像中心からの距離xが200mmにおいて、撮像面の面外変位δiは式1より1.6μmとなる。一方、構造物15の表面に160μmの面内変位Δxが存在する場合、式2より撮像面の面内変位Δxiは1.6μmとなる。
x’=x・cosθ+z・sinθ (式3)
y’=y (式4)
z’=−x・sinθ+z・cosθ (式5)
さらに、θだけ回転した撮像面のX−Y座標は式6、式7で写像される。
X=x’・f/(L−z’) (式6)
Y=y’・f/(L−z’) (式7)
よって、荷重の印加により構造物15がたわむことでの座標P1(x1,y1,z1)から座標P2(x2,y2,z2)への変位による、X方向の面外変位δxi、Y方向の面外変位δyiは、各々、式8、式9で示される(図9中でY成分は図示せず)。
δxi=x2i−x1i=x2・f/(L−z2)−x1・f/(L−z1) (式8)
δyi=y2i−y1i=y2・f/(L−z2)−y1・f/(L−z1) (式9)
図9では、Y軸を軸として、構造物15の表面の法線が撮像部11の撮像方向の中心の光軸に対してθだけ回転している場合を取り扱ったが、X軸やZ軸を軸とする場合も同様に考えて、補正を行うことができる。
(付記1)
構造物表面の荷重印加前後の時系列画像から、前記時系列画像の変位の2次元空間分布を算出する変位算出部と、
前記時系列画像の撮像方向から測定した、前記荷重印加による前記構造物表面の法線方向の移動量、に基づく補正量を算出する補正量算出部と、
前記時系列画像の変位の2次元空間分布から前記補正量を差し引いて、前記構造物表面の変位の2次元空間分布を抽出する変位補正部と、
前記構造物表面の変位の2次元空間分布と、予め備えられた変位の空間分布との比較に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する異常判定部と、を有する、状態判定装置。
(付記2)
前記補正量算出部は、前記構造物の傾斜角度を補正した前記移動量に基づいて前記補正量を算出する、付記1記載の状態判定システム。
(付記3)
前記構造物表面の法線方向の移動量、もしくは、前記構造物の傾斜角度は、前記時系列画像の撮像と同じタイミングで測定される、付記2記載の状態判定装置。
(付記4)
前記構造物表面の変位の2次元空間分布から2次元微分空間分布を算出する微分変位算出部を有し、
前記異常判定部は、前記2次元微分空間分布と、予め備えられた微分変位の微分空間分布との比較に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、付記1から3の内の1項記載の状態判定装置。
(付記5)
前記異常判定部は、前記構造物表面の変位の2次元空間分布の時間変化に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、付記1から4の内の1項記載の状態判定装置。
(付記6)
前記異常判定部は、前記2次元微分空間分布の時間変化に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、付記4または5記載の状態判定装置。
(付記7)
前記異常判定部は、前記構造物表面の変位の変位量と、予め備えられた閾値との比較に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、付記1から6の内の1項記載の状態判定装置。
(付記8)
前記異常判定部は、前記構造物表面の変位の微分変位量と、予め備えられた閾値との比較に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、付記4から7の内の1項記載の状態判定装置。
(付記9)
前記異常判定部の判定結果に基づいて、前記欠陥の場所と種類を示す異常マップを作成する異常マップ作成部を有する、付記1から8の内の1項記載の状態判定装置。
(付記10)
前記欠陥の種類は、ひび割れ、剥離、内部空洞を含む、付記1から9の内の1項記載の状態判定装置。
(付記11)
前記予め備えられた変位の空間分布と前記予め備えられた微分変位の微分空間分布は、前記ひび割れ、前記剥離、前記内部空洞の情報に基づく、付記10記載の状態判定装置。
(付記12)
前記2次元空間分布は、前記変位のX−Y平面におけるX方向の変位の分布、前記変位のX−Y平面におけるY方向の変位の分布を含む、付記1から11の内の1項記載の状態判定装置。
(付記13)
構造物表面の荷重印加前後の時系列画像から前記時系列画像の変位の2次元空間分布を算出する変位算出部と、前記荷重印加による前記構造物表面の法線方向の移動量に基づく補正量を算出する補正量算出部と、前記時系列画像の変位の2次元空間分布から前記補正量を差し引いて、前記構造物表面の変位の2次元空間分布を抽出する変位補正部と、前記構造物表面の変位の2次元空間分布と予め備えられた変位の空間分布との比較に基づいて前記構造物の欠陥を特定する異常判定部と、を有する状態判定装置と、
前記時系列画像を撮像し前記状態判定装置に提供する撮像部と、
前記時系列画像の撮像方向から前記移動量を測定し前記状態判定装置に提供する距離測定部と、を有する、状態判定システム。
(付記14)
前記構造物の傾斜角度を測定し前記状態判定装置に提供する傾斜測定部を有し、
前記補正量算出部は、前記傾斜角度を補正した前記移動量に基づいて前記補正量を算出する、付記13記載の状態判定システム。
(付記15)
前記距離測定部、もしくは、前記傾斜測定部は、前記構造物表面の法線方向の移動量、もしくは、前記構造物の傾斜角度を、前記時系列画像の撮像と同じタイミングで測定する、付記14記載の状態判定システム。
(付記16)
前記構造物表面の変位の2次元空間分布から2次元微分空間分布を算出する微分変位算出部を有し、
前記異常判定部は、前記2次元微分空間分布と、予め備えられた微分変位の微分空間分布との比較に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、
付記13から15の内の1項記載の状態判定システム。
(付記17)
前記異常判定部は、前記構造物表面の変位の2次元空間分布の時間変化に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、付記13から16の内の1項記載の状態判定システム。
(付記18)
前記異常判定部は、前記2次元微分空間分布の時間変化に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、付記16または17記載の状態判定システム。
(付記19)
前記異常判定部は、前記構造物表面の変位の変位量と、予め備えられた閾値との比較に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、付記13から18の内の1項記載の状態判定システム。
(付記20)
前記異常判定部は、前記構造物表面の変位の微分変位量と、予め備えられた閾値との比較に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、付記16から19の内の1項記載の状態判定システム。
(付記21)
前記異常判定部の判定結果に基づいて、前記欠陥の場所と種類を示す異常マップを作成する異常マップ作成部を有する、付記13から20の内の1項記載の状態判定システム。
(付記22)
前記欠陥の種類は、ひび割れ、剥離、内部空洞を含む、付記13から21の内の1項記載の状態判定システム。
(付記23)
前記予め備えられた変位の空間分布と前記予め備えられた微分変位の微分空間分布は、前記ひび割れ、前記剥離、前記内部空洞の情報に基づく、付記22記載の状態判定システム。
(付記24)
前記2次元空間分布は、前記変位のX−Y平面におけるX方向の変位の分布、前記変位のX−Y平面におけるY方向の変位の分布を含む、付記13から23の内の1項記載の状態判定システム。
(付記25)
構造物表面の荷重印加前後の時系列画像から、前記時系列画像の変位の2次元空間分布を算出し、
前記時系列画像の撮像方向から測定した、前記荷重印加による前記構造物表面の法線方向の移動量、に基づく補正量を算出し、
前記時系列画像の変位の2次元空間分布から前記補正量を差し引いて、前記構造物表面の変位の2次元空間分布を抽出し、
前記構造物表面の変位の2次元空間分布と、予め備えられた変位の空間分布との比較に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、状態判定方法。
(付記26)
前記構造物の傾斜角度を補正した前記移動量に基づいて前記補正量を算出する、付記25記載の状態判定方法。
(付記27)
前記構造物表面の法線方向の移動量、もしくは、前記構造物の傾斜角度を、前記時系列画像の撮像と同じタイミングで測定する、付記26記載の状態判定方法。
(付記28)
前記2次元空間分布から前記2次元空間分布の2次元微分空間分布を算出し、
前記2次元微分空間分布と、予め備えられた微分変位の微分空間分布との比較に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、付記25から27の内の1項記載の状態判定方法。
(付記29)
前記2次元空間分布の時間変化に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、付記25から28の内の1項記載の状態判定方法。
(付記30)
前記2次元微分空間分布の時間変化に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、付記28または29記載の状態判定方法。
(付記31)
前記構造物表面の変位の変位量と、予め備えられた閾値との比較に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、付記25から30の内の1項記載の状態判定方法。
(付記32)
前記構造物表面の変位の微分変位量と、予め備えられた閾値との比較に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、付記28から30の内の1項記載の状態判定方法。
(付記33)
前記判定結果に基づいて、前記欠陥の場所と種類を示す異常マップを作成する、付記25から32記載の状態判定方法。
(付記34)
前記欠陥の種類は、ひび割れ、剥離、内部空洞を含む、付記25から33の内の1項記載の状態判定方法。
(付記35)
前記予め備えられた変位の空間分布と前記予め備えられた微分変位の微分空間分布は、前記ひび割れ、前記剥離、前記内部空洞の情報に基づく、付記34記載の状態判定方法。
(付記36)
前記2次元空間分布は、前記変位のX−Y平面におけるX方向の変位の分布、前記変位のX−Y平面におけるY方向の変位の分布を含む、付記25から35の内の1項記載の状態判定方法。
2 変位算出部
3 補正量算出部
4 変位補正部
5 微分変位算出部
6 異常判定部
7 2次元空間分布情報解析部
8 時間変化情報解析部
9 異常マップ作成部
10 状態判定システム
11 撮像部
12 距離測定部
13 傾斜測定部
14 欠陥
15 構造物
121 信号発生器
122 送信機
123 受信機
124 時間比較器
125 距離算出器
Claims (10)
- 構造物表面の荷重印加前後の時系列画像から、前記時系列画像の変位の2次元空間分布を算出する変位算出部と、
前記時系列画像の撮像方向から測定した、前記荷重印加による前記構造物表面の法線方向の移動量、に基づく補正量を算出する補正量算出部と、
前記時系列画像の変位の2次元空間分布から前記補正量を差し引いて、前記構造物表面の変位の2次元空間分布を抽出する変位補正部と、
前記構造物表面の変位の2次元空間分布と、予め備えられた変位の空間分布との比較に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する異常判定部と、を有する、状態判定装置。 - 前記補正量算出部は、前記構造物の傾斜角度を補正した前記移動量に基づいて前記補正量を算出する、請求項1記載の状態判定システム。
- 前記構造物表面の法線方向の移動量、もしくは、前記構造物の傾斜角度は、前記時系列画像の撮像と同じタイミングで測定される、請求項2記載の状態判定装置。
- 前記構造物表面の変位の2次元空間分布から2次元微分空間分布を算出する微分変位算出部を有し、
前記異常判定部は、前記2次元微分空間分布と、予め備えられた微分変位の微分空間分布との比較に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、請求項1から3の内の1項記載の状態判定装置。 - 前記異常判定部は、前記構造物表面の変位の2次元空間分布の時間変化に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、請求項1から4の内の1項記載の状態判定装置。
- 前記異常判定部は、
前記2次元微分空間分布の時間変化に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、
請求項4記載の状態判定装置。
- 構造物表面の荷重印加前後の時系列画像から前記時系列画像の変位の2次元空間分布を算出する変位算出部と、前記荷重印加による前記構造物表面の法線方向の移動量に基づく補正量を算出する補正量算出部と、前記時系列画像の変位の2次元空間分布から前記補正量を差し引いて、前記構造物表面の変位の2次元空間分布を抽出する変位補正部と、前記構造物表面の変位の2次元空間分布と予め備えられた変位の空間分布との比較に基づいて前記構造物の欠陥を特定する異常判定部と、を有する状態判定装置と、
前記時系列画像を撮像し前記状態判定装置に提供する撮像部と、
前記時系列画像の撮像方向から前記移動量を測定し前記状態判定装置に提供する距離測定部と、を有する、状態判定システム。 - 前記構造物の傾斜角度を測定し前記状態判定装置に提供する傾斜測定部を有し、
前記補正量算出部は、前記傾斜角度を補正した前記移動量に基づいて前記補正量を算出する、請求項7記載の状態判定システム。 - 前記距離測定部、もしくは、前記傾斜測定部は、前記構造物表面の法線方向の移動量、もしくは、前記構造物の傾斜角度を、前記時系列画像の撮像と同じタイミングで測定する、請求項8記載の状態判定システム。
- 構造物表面の荷重印加前後の時系列画像から、前記時系列画像の変位の2次元空間分布を算出し、
前記時系列画像の撮像方向から測定した、前記荷重印加による前記構造物表面の法線方向の移動量、に基づく補正量を算出し、
前記時系列画像の変位の2次元空間分布から前記補正量を差し引いて、前記構造物表面の変位の2次元空間分布を抽出し、
前記構造物表面の変位の2次元空間分布と、予め備えられた変位の空間分布との比較に基づいて、前記構造物の欠陥を特定する、状態判定方法。
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