以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、赤外線熱画像の解析及び診断に適用することが可能な周知の画像処理についての詳細な説明は省略する。
図1は、一実施形態に係る赤外線自動熱解析診断システムの構成例を説明する図である。図1には、赤外線熱画像を用いて、車両5が走行可能な舗装道路9の健全性を診断する赤外線自動熱解析診断システム1の一例を示している。
図1に例示した赤外線自動熱解析診断システム1は、赤外線サーモカメラ2、GPS(Global Positioning System)受信機3、及び情報処理装置4を含む。赤外線サーモカメラ2、GPS受信機3、及び情報処理装置4は、診断時には、診断に利用する車両5に設置される。また、情報処理装置4は、車両5から室内へ持ち込まれて診断に供されることもある。
赤外線サーモカメラ2は、被写体から放射される赤外線を検出して赤外線熱画像を撮影するカメラである。赤外線サーモカメラ2は、診断の対象となる舗装道路(路面)9における車両5よりも前方の所定の撮影領域R内の赤外線熱画像を撮影するように、車両5の上方に取り付け金具6により設置される。赤外線サーモカメラ2の撮影中心VCの延伸方向が舗装道路9の法線方向に対して有意な傾きを有する場合、撮影領域Rは、車両5に最も近い端部RNから最も遠い端部RFに向かって図示していない幅方向の寸法が単調増加する略台形(より具体的には、略等脚台形)の領域になる。赤外線サーモカメラ2の画角φ、舗装道路9上での車両5から撮影領域Rまでの距離LG、撮影領域Rの面積(言い換えると、車両5に最も近い端部RNの幅方向の寸法、道路延伸方向の寸法LR等)等は、任意である。
GPS受信機3は、GPS衛星が発する電波を受信して、そのGPS受信機3の地球上での位置(緯度及び経度)を導出する位置検出装置である。GPS受信機3は、例えば、赤外線サーモカメラ2に内蔵されていてもよい。また、赤外線自動熱解析診断システム1のGPS受信機3として、例えば、車両5の車室内に設置されたカーナビゲーションシステムに含まれるGPS受信機を利用してもよい。GPS受信機3は、診断の対象となる舗装道路9上を走行する車両5の赤外線サーモカメラ2により赤外線熱画像を撮影したときの車両5(赤外線サーモカメラ2)の位置情報を取得する位置情報取得装置の一例である。
情報処理装置4は、赤外線サーモカメラ2で撮影した赤外線熱画像を取得して解析し、診断の対象となる舗装道路9の健全性を診断する処理を自動で行う。また、情報処理装置4は、GPS受信機3で導出した位置情報(緯度及び経度)を取得し、赤外線熱画像内の舗装道路9における各位置の緯度及び経度を画素毎に算出する処理を自動で行う。赤外線サーモカメラ2、及びGPS受信機3は、それぞれ、無線通信、又はUSB(Universal Serial Bus)ケーブル等の伝送ケーブルにより情報処理装置4に通信可能に接続される。情報処理装置4は、例えば、赤外線熱画像及び位置情報を蓄積した後、車両5の外部に持ち出して上述した解析、診断等の処理を行うことが可能な可搬型の装置であってもよい。
車両5に設置した赤外線自動熱解析診断システム1により舗装道路9の健全性を診断する場合、診断の対象である舗装道路9上で車両5を走行させながら、赤外線サーモカメラ2で撮影した赤外線熱画像と撮影時の車両5の位置情報とを定期的に情報処理装置4に転送する。このとき、情報処理装置4に転送される複数枚の赤外線熱画像のそれぞれにおいて診断の対象になった舗装道路9の部分領域をつなげると舗装道路9の全体の診断が行われるように、車両5の速度と赤外線サーモカメラ2の撮影間隔を設定する。情報処理装置4は、取得した赤外線熱画像を解析し、舗装道路9の健全性を診断する。また、情報処理装置4は、取得した車両5の位置情報に基づいて、赤外線熱画像内の舗装道路9における各位置の緯度及び経度を画素毎に算出する。
図2は、一実施形態に係る情報処理装置の機能構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る赤外線自動熱解析診断システム1の情報処理装置4は、例えば、図2に示すように、送受信部400、制御部410、入力部420、表示部430、及び記憶部440を含む。
送受信部400は、情報処理装置4と、情報処理装置4に接続された外部装置との間での各種情報の送受信を行う。送受信部400は、赤外線サーモカメラ2から情報処理装置4に転送される赤外線熱画像と、GPS受信機3から情報処理装置4に転送される位置情報とを受信する。また、送受信部400は、例えば、ネットワークを介して情報処理装置4に接続されるサーバ装置(図示せず)等に、赤外線熱画像、位置情報、及び解析診断処理の結果等を送信することができる。
制御部410は、情報処理装置4の動作を制御する処理を含む、各種の処理を行う。制御部410は、赤外線熱画像を解析し、舗装道路9の健全性を診断する処理を行う。また、制御部410は、車両5の位置情報に基づいて、赤外線熱画像内での舗装道路9の各位置の地球上での位置(緯度及び経度)を画素毎に算出する処理を行う。これらの処理を行うことが可能な制御部410は、ブロック内情報導出部411、健全温度推定部412、損傷レベル評価部413、及び点群座標導出部414を含む。
ブロック内情報導出部411は、1つの赤外線熱画像内に複数のブロックを設定し、ブロック毎に、ブロック内の温度分布に基づいて舗装道路9の温度に関する各種の情報を導出する。ブロック内情報導出部411は、例えば、赤外線熱画像内の舗装道路9の領域全体うちの所定の部分領域を解析診断の対象とし、その部分領域内を複数のブロックに分割する。ブロック内情報導出部411は、例えば、ブロック内の温度分布に基づいて推定した舗装道路9の健全な部分の温度(以下「ブロック内推定健全温度」という)、最高温度、最低温度、標準偏差、及び標準誤差を導出する。ブロック内推定健全温度は、例えば、ブロック内の温度分布に基づいて算出される舗装道路9の平均温度とする。
健全温度推定部412は、赤外線熱画像内に設定された複数のブロックのそれぞれで導出したブロック内情報に基づいて、赤外線熱画像内での舗装道路(路面)9の健全な部分の温度の推定値(以下「画像内推定健全温度」という)を算出する。健全温度推定部412は、例えば、各ブロックのブロック内情報に基づいて、画像内推定健全温度の算出に用いるブロック内情報を選択する。
損傷レベル評価部413は、赤外線熱画像の画像内推定健全温度と、その赤外線熱画像における各ブロックのブロック内情報とに基づいて、ブロック毎に、舗装道路9におけるブロック内の部分に対する損傷レベルを評価する。損傷レベル評価部413は、例えば、ブロック内推定健全温度と画像内推定健全温度との温度差、及び温度分布のばらつきの度合いに基づいて、損傷レベルを評価する。温度分布のばらつきの度合いには、例えば、標準偏差や標準誤差を用いる。また、損傷レベル評価部413は、ブロック内推定健全温度と画像内推定健全温度との温度差の大きさに基づいて、より詳細な損傷レベル(詳細損傷レベル)を評価する。詳細損傷レベルの評価は、例えば、全てのブロックのうちの損傷レベルの評価で損傷があると評価したブロックのみを対象としてもよい。
点群座標導出部414は、車両5の位置情報に基づいて、赤外線熱画像の画素と舗装道路9上の位置とを関連付ける点群座標を導出する。点群座標は、舗装道路9が存在する実空間に設定した所定の座標系で表される、赤外線熱画像内での舗装道路9の各位置(各画素)と対応する実際の舗装道路9上の位置である。上述したGPS受信機3からの位置情報に基づいて点群座標を導出する場合、実空間に設定する座標系は、例えば、舗装道路9上の位置を地球の緯度及び経度で表す地理座標系とする。点群座標導出部414は、例えば、車両5の位置情報に基づいて、赤外線熱画像の撮影時における、真北等の所定の基準方向に対する赤外線サーモカメラ2の撮影方向を算出する。また、点群座標導出部414は、基準方向と撮影方向とのなす角、及び赤外線サーモカメラ2の撮影範囲内の位置と赤外線熱画像内の画素との対応関係に基づいて、点群座標を算出する。
入力部420は、情報処理装置4の動作に関連する各種の情報の入力を受け付ける。表示部430は、赤外線熱画像、位置情報、並びに解析及び診断の結果等の各種情報を可視化して表示する。記憶部440は、赤外線熱画像、位置情報、並びに解析及び診断の結果を含む、各種情報を記憶する。
本実施形態に係る情報処理装置4は、図2に例示した制御部410の各部(機能ブロック)の機能を実施するための専用のハードウェアを組み合わせた専用の装置であってもよいし、後述するように、解析及び診断のためのプログラムを実行するコンピュータであってもよい。
図3は、一実施形態に係る赤外線自動熱解析診断方法を説明するフローチャートである。
本実施形態の赤外線自動熱解析診断システム1を利用して舗装道路9の健全性を診断する場合、上述したように、赤外線自動熱解析診断システム1を設置した車両5を、舗装道路9上で走行させる。赤外線サーモカメラ2、GPS受信機3、及び情報処理装置4の電源をオンにすると、例えば、情報処理装置4の表示部430に、赤外線サーモカメラ2から転送された赤外線熱画像やGPS受信機3から転送された位置情報が表示される。また、例えば、入力部420により診断開始の入力を受け付けると、情報処理装置4は、赤外線熱画像及び位置情報の蓄積を開始し(ステップS1)、取得した赤外線熱画像毎に解析診断処理(ステップSL1)を行う。このとき、車両5は略一定の速度で走行させ、情報処理装置4には、車両5の速度に基づいて導出される所定の距離(例えば、5m)だけ走行する時間間隔で赤外線熱画像及び位置情報を取得させ、蓄積させる。赤外線熱画像及び位置情報の蓄積は、例えば、図3には示していない、診断を行う区間又は赤外線熱画像の撮影枚数等により蓄積を終了する条件の設定をステップS1の前に行っておき、その設定された条件が満たされたときに終了する。また、赤外線熱画像及び位置情報の蓄積は、例えば、解析診断処理(ステップSL1)を行っている期間に入力部420により蓄積終了の入力を受け付けた場合に終了してもよい。
解析診断処理(ステップSL1)は、ステップS2~S6の処理を含み、赤外線熱画像毎にステップS2~S6の各ステップの処理を行うループ処理である。
解析診断処理において、情報処理装置4は、まず、ブロック内情報導出処理を行う(ステップS2)。ブロック内情報導出処理は、制御部410のブロック内情報導出部411が行う。ブロック内情報導出部411は、解析診断の対象であるn枚目の赤外線熱画像内の診断の対象にする領域内を複数のブロックに分割し、ブロック毎に、ブロック内の温度分布に関する各種情報(ブロック内情報)を導出する。ブロック内情報導出部411が導出する情報は、ブロック内の温度分布に基づいて算出したブロック内推定健全温度と、ブロック内での温度のばらつきの度合いを示す情報を含む。ブロック内情報導出部411は、例えば、ブロック内推定健全温度としてブロック内の平均温度を算出し、温度のばらつきの度合いを示す情報として最高温度、最低温度、標準偏差、及び標準誤差を算出する。ブロック内情報導出処理の具体例は、図4を参照して後述する。
次に、情報処理装置4は、画像内推定健全温度導出処理を行う(ステップS3)。画像内推定健全温度導出処理は、制御部410の健全温度推定部412が行う。健全温度推定部412は、各ブロックのブロック内推定健全温度と温度のばらつきの度合いを示す情報とに基づいて、画像内推定健全温度を導出する。画像内推定健全温度導出処理の具体例は、図5を参照して後述する。
次に、情報処理装置4は、損傷レベル評価処理を行う(ステップS4)。損傷レベル評価処理は、制御部410の損傷レベル評価部413が行う。損傷レベル評価部413は、ブロック毎に、ブロック内推定健全温度と画像内推定健全温度との温度差、及び温度のばらつきの度合いを示す情報に基づいて、舗装道路9のうちのブロック内の部分の損傷レベルを評価する。損傷レベル評価部413は、損傷レベルの評価結果を赤外線熱画像に合成して表示する。損傷レベル評価処理の具体例は、図6を参照して後述する。
次に、情報処理装置4は、点群座標導出処理を行う(ステップS5)。点群座標導出処理は、制御部410の点群座標導出部414が行う。点群座標導出部414は、n枚目の赤外線熱画像の撮影時の位置情報とn+1枚目の赤外線熱画像の撮影時の位置情報とに基づいて、実空間の舗装道路9の表面(路面)に設定される地理座標系における、所定の基準方向に対するn枚目の赤外線熱画像の撮影時の赤外線サーモカメラ2の撮影方向の角度を算出する。また、点群座標導出部414は、算出した角度に基づいて、n枚目の赤外線熱画像内での舗装道路9の各位置と対応する地理座標系での舗装道路9の位置(緯度及び経度)を画素毎に算出する。点群座標導出処理の具体例は、図7を参照して後述する。
ステップS2~S5の処理を終えると、情報処理装置4は、n枚目の赤外線熱画像及び位置情報と、処理結果とを関連付けて記憶部440に記憶させる(ステップS6)。
情報処理装置4は、診断に用いる赤外線熱画像及び位置情報の組の全てに対してステップS2~S6の処理を行うと、解析診断処理(ステップSL1)を終了し、舗装道路9の健全性の診断を終了する。なお、情報処理装置4は、ステップS2~S6の処理をパイプライン化して行ってもよい。
図4は、ブロック内情報導出処理の一例を説明するフローチャートである。図4には、図3に例示したブロック内情報導出処理(ステップS2)として情報処理装置4の制御部410(ブロック内情報導出部411)が行う処理の内容の一例を示している。
ブロック内情報導出処理において、ブロック内情報導出部411は、診断の対象であるn枚目の赤外線熱画像内に複数のブロックを設定し(ステップS21)、ブロック毎に、ブロック内の温度分布に関する各種情報を導出する情報導出処理(ステップSL2)を行う。
ステップS21において、ブロック内情報導出部411は、例えば、赤外線熱画像内の舗装道路9のうちの診断の対象にする領域内を複数のブロックに分割する。診断の対象にする領域は、例えば、図9及び図13を参照して後述するように、赤外線熱画像における下辺の一部を含む、実際の舗装道路9における所定の寸法の矩形領域(例えば、舗装道路9の延伸方向及び幅方向の寸法が5m及び3mの矩形領域)と対応する領域とする。ブロック内情報導出部411は、例えば、各ブロックが実際の舗装道路9における所定の寸法の矩形領域と対応するように複数のブロックに分割する。1つのブロックと対応する舗装道路9の矩形領域は、例えば、一辺が0.25m、又は0.5mの正方領域とする。
情報導出処理(ステップSL2)は、ステップS22~S24の処理を含み、ブロック毎にステップS22~S24の各ステップの処理を行うループ処理である。
情報導出処理において、ブロック内情報導出部411は、まず、処理の対象であるブロック内の温度分布に基づいてブロック内推定健全温度を導出する(ステップS22)。ブロック内推定健全温度は、上述したように、ブロック内の温度分布に基づいて推定した舗装道路9の健全な部分の温度である。ブロック内情報導出部411は、ブロック内推定健全温度として、例えば、ブロック内の平均温度を導出(算出)する。
次に、ブロック内情報導出部411は、ブロック内の最高温度、最低温度、標準偏差、及び標準誤差を導出する(ステップS23)。ブロック内情報導出部411は、周知の関数(演算式)により標準偏差及び標準誤差を導出(算出)する。
ステップS22及びS23の処理を終えると、ブロック内情報導出部411は、導出したブロック内情報を、処理の対象であるブロックの識別情報と関連付けて保持する(ステップS24)。ブロックの識別情報及びブロック内情報は、例えば、記憶部440に記憶させて保持する。
ブロック内情報導出部411は、赤外線熱画像内に設定したブロックの全てに対してステップS22~S24の処理を行うと、情報導出処理(ステップSL2)を終了し、ブロック内情報導出処理を終了する。
このように、本実施形態の情報処理装置4は、赤外線熱画像を解析して舗装道路9の健全性を診断する際に、まず、赤外線熱画像内の舗装道路9における診断の対象にする領域を複数のブロックに分割し、ブロック毎に、ブロック内の温度分布に関する各種情報を導出する。導出する情報には、舗装道路9の健全な部分の温度の推定値(ブロック内推定健全温度)、最高温度、最低温度、標準偏差、及び標準誤差が含まれる。情報処理装置4は、ブロック毎に導出したこれらのブロック内情報を利用して、赤外線熱画像内の舗装道路9のうちの診断の対象になる領域全体に対する健全な部分の温度の推定値(画像内推定健全温度)を導出する。
図5は、画像内推定健全温度導出処理の一例を説明するフローチャートである。図5には、図3に例示した画像内推定健全温度導出処理(ステップS3)として情報処理装置4の制御部410(健全温度推定部412)が行う処理の内容の一例を示している。
画像内推定健全温度導出処理において、健全温度推定部412は、まず、ブロック内情報導出処理で導出した各ブロックのブロック内情報に基づいて、n枚目の赤外線熱画像内の舗装道路9のうちの診断の対象になる領域内における、健全な部分の温度(健全温度)を推定する(ステップS31)。健全温度推定部412は、例えば、ブロック内情報に含まれる標準偏差や標準誤差に基づいてブロック内の温度分布のばらつきが閾値以下で少なく安定性(均一性)が高いブロックを抽出し、複数個の場合にはそれらのブロックのブロック内推定健全温度の平均値を、また1個の場合にはそのブロックのブロック内推定健全温度をn枚目の赤外線熱画像内の舗装道路9の健全温度の推定値とする。
健全温度の推定には、赤外線熱画像内の全てのブロックのブロック内情報を用いてもよいし、全てのブロックのブロック内情報のうちの所定の条件を満たすブロックのブロック内情報のみを用いてもよい。例えば、健全温度の推定には、ブロック内推定健全温度(例えば、ブロック内の平均温度)が所定の温度範囲内に含まれるブロックのブロック内情報のみを用いてもよい。所定の温度範囲は、例えば、各ブロックの平均温度のうちの最低平均温度TAminに誤差温度ΔT1(>0)を加算した下限温度TLと、各ブロックの平均温度のうちの最高平均温度TAmaxから誤差温度ΔT2(>0)を減算した上限温度THとの間にすることができる。誤差温度ΔT1及びΔT2は、例えば、ΔT1=ΔT2=0.3℃とする。
次に、健全温度推定部412は、n-1枚目の赤外線熱画像の画像内推定健全温度が不定以外の有効な温度であるか否かを判定する(ステップS32)。なお、n=1の場合、言い換えると現在行っている画像内推定健全温度導出処理の対象になっている赤外線熱画像が図3に例示した解析診断処理(ステップSL1)において最初に処理の対象に選択された赤外線熱画像である場合、健全温度推定部412は、ステップS32においてNOと判定する。
n-1枚目の赤外線熱画像の画像内推定健全温度が不定の場合(ステップS32;NO)、健全温度推定部412は、次に、ステップS31で推定した健全温度と関連付けられるブロックの温度分布のばらつきの度合いが閾値以上であるか否かを判定する(ステップS33)。ばらつきの度合いは、例えば、標準偏差及び標準誤差のいずれか一方又は両方とする。また、閾値は任意であり、例えば、1つのブロックと対応する舗装道路9の領域の寸法や、健全であることが分かっている舗装道路9における温度の標準偏差、標準誤差等に基づいて設定する。ばらつきの度合いが閾値以上である場合(ステップS33;YES)、健全温度推定部412は、n枚目の赤外線熱画像の画像内推定健全温度を不定に決定して保持し(ステップS34)、さらにn-2枚目以前の直近で確定している赤外線熱画像の画像内推定健全温度がある場合には、その画像内推定健全温度の採用を決定して保持し(ステップS35)、画像内推定健全温度導出処理を終了する。ばらつきの度合いが閾値未満である場合(ステップS33;NO)、健全温度推定部412は、推定した健全温度をn枚目の赤外線熱画像の画像内推定健全温度に決定して保持し(ステップS36)、画像内推定健全温度導出処理を終了する。ステップS33~S36の処理により、例えば、n=1の場合の画像内推定健全温度の推定精度(信頼性)の低下を防ぐことができる。
これに対し、n-1枚目の赤外線熱画像の画像内推定健全温度が不定以外の有効な温度である場合(ステップS32;YES)、健全温度推定部412は、次に、推定した健全温度とn-1枚目の赤外線熱画像の画像内推定健全温度との差が閾値以上、又は温度分布のばらつきの度合いが閾値以上であるかを判定する(ステップS37)。健全温度の差の閾値は、例えば、所定の損傷レベルの損傷が生じた場合に観測される健全部分と損傷部分との温度差(例えば、1.5℃)とする。ばらつきの度合いは、例えば、標準偏差及び標準誤差のいずれか一方又は両方とする。また、ばらつきの度合いの閾値は任意であり、例えば、1つのブロックと対応する舗装道路9の領域の寸法や、健全であることが分かっている舗装道路9における温度の標準偏差及び標準誤差等に基づいて設定する。健全温度の差が閾値未満であり、かつ温度分布のばらつきの度合いが閾値未満である場合(ステップS37;NO)、健全温度推定部412は、推定した健全温度をn枚目の赤外線熱画像の画像内推定健全温度に決定して保持し(ステップS36)、画像内推定健全温度導出処理を終了する。健全温度の差が閾値以上、又は温度分布のばらつきの度合いが閾値以上である場合(ステップS37;YES)、健全温度推定部412は、n-1枚目の赤外線熱画像の画像内推定健全温度をn枚目の赤外線熱画像の画像内推定健全温度に決定して保持し(ステップS38)、画像内推定健全温度導出処理を終了する。
このように、本実施形態の情報処理装置4は、n枚目の赤外線熱画像のブロック内情報に基づいて推定した健全温度と関連付けられるブロックの温度分布のばらつきの度合いと、同じ診断回における過去(n-1枚目又はそれ以前)の赤外線熱画像の画像内推定健全温度とに基づいて、n枚目の赤外線熱画像の画像内推定健全温度を決定する処理を行う。この処理では、n枚目の赤外線熱画像のブロック内情報に基づいて推定した健全温度の推定精度(信頼性)が低い場合には、n-1枚目又はそれ以前の赤外線熱画像の画像内推定健全温度をn枚目の赤外線熱画像の画像内推定健全温度とする。このため、連続する複数の赤外線熱画像内の舗装道路9と対応する実際の舗装道路9の領域内における健全な部分の温度の連続性(均一性)を反映した、推定精度の高い画像内推定健全温度を導出することができる。また、実際の舗装道路9では、ある種類の損傷が生じている部分は健全な部分と比べて温度が高くなり、別の種類の損傷が生じている部分は健全な部分と比べて温度が低くなることが知られている。このため、上述したように、1つの赤外線熱画像内の複数のブロックのうちの平均温度が高いブロックや低いブロックを除外することにより、損傷が生じている部分の温度情報を除外して画像内推定健全温度を導出することができる。したがって、損傷が生じている部分と対応したブロックのブロック内情報を用いることによる画像内推定健全温度の推定精度の低下を防ぐことができる。
画像内推定健全温度を導出した後、本実施形態の情報処理装置4は、ブロック内情報と画像内推定健全温度とに基づいて、ブロック毎に、舗装道路9の損傷レベルを評価する。
図6は、損傷レベル評価処理の一例を説明するフローチャートである。図6には、図3に例示した損傷レベル評価処理(ステップS4)として情報処理装置4の制御部410(損傷レベル評価部413)が行う処理の内容の一例を示している。
損傷レベル評価処理において、損傷レベル評価部413は、ブロック毎に舗装道路9の損傷レベルを評価するブロック評価処理(ステップSL4)を行った後、評価結果を赤外線熱画像に合成して表示する(ステップS51)。ブロック評価処理(ステップSL4)は、ステップS41~S50の処理を含むループ処理である。
ブロック評価処理において、損傷レベル評価部413は、まず、処理の対象であるブロックのブロック内推定健全温度と、そのブロックを含むn枚目の赤外線熱画像の画像内推定健全温度との温度差dを算出する(ステップS41)。
次に、損傷レベル評価部413は、算出した温度差d、及びブロック内の温度分布のばらつきの度合いに基づいて、ブロック内の舗装道路9の部分の損傷レベルが無傷、軽度、中度、及び重度のいずれであるかを評価する(ステップS42)。ステップS42において、損傷レベル評価部413は、例えば、温度差dの絶対値、標準偏差、及び標準誤差のそれぞれについて、所定の算出ルールに基づいて値の大きさに応じたスコアを算出し、そのスコアの合計に基づいて、無傷、軽度、中度、及び重度のいずれであるかを評価する。
次に、損傷レベル評価部413は、温度差dがd≦-b又はb<dであるか否かを判定する(ステップS43)。ステップS43の判定閾値b(>0)は、後述するステップS45の判定閾値s(>0)との大小関係がb>sとなる値であり、例えば、b=2~3(℃)とする。d≦-b又はb<dである場合(ステップS43;YES)、損傷レベル評価部413は、ブロック内の舗装道路9の部分の詳細損傷レベルを重度であると評価する(ステップS44)。
-b<d≦bである場合(ステップS43;NO)、損傷レベル評価部413は、-b<d≦-s又はs<d≦bであるか否かを判定する(ステップS45)。ステップS45の判定閾値s(>0)は、例えば、1.0(℃)とする。-b<d≦-s又はs<d≦bである場合(ステップS45;YES)、損傷レベル評価部413は、ブロック内の舗装道路9の部分の詳細損傷レベルを中度であると評価する(ステップS46)。
-s<d≦sである場合(ステップS45;NO)、損傷レベル評価部413は、ステップS42における損傷レベルの評価結果が無傷であるか否かを判定する(ステップS47)。損傷レベルが無傷ではない場合(ステップS47;NO)、損傷レベル評価部413は、ブロック内の舗装道路9の部分の詳細損傷レベルを軽度であると評価する(ステップS48)。損傷レベルが無傷である場合(ステップS47;YES)、損傷レベル評価部413は、ブロック内の舗装道路9の部分の詳細損傷レベルを無傷であると評価する(ステップS49)。
ステップS44、S46、S48、又はS49により詳細損傷レベルの評価を行った後、損傷レベル評価部413は、評価結果(損傷レベル及び詳細損傷レベル)をブロックの識別情報と関連付けて保持する(ステップS50)。ブロックの識別情報及び評価結果は、例えば、記憶部440に記憶させて保持する。
損傷レベル評価部413は、赤外線熱画像内に設定したブロックの全てに対してステップS41~S50の処理を行うと、ブロック評価処理(ステップSL4)を終了する。ブロック評価処理を終了すると、損傷レベル評価部413は、評価結果を赤外線熱画像に合成して表示させ(ステップS51)、損傷レベル評価処理を終了する。損傷レベル評価部413は、例えば、赤外線熱画像内の複数のブロックをステップS42における損傷レベルの評価結果に応じて色分けする枠を赤外線熱画像に合成し、ステップS43~S49の処理による詳細損傷レベルの評価結果を示す文字情報を各ブロック内に合成して表示する。
このように、本実施形態の情報処理装置4は、ブロック毎に、ブロック内推定健全温度と画像内推定健全温度との温度差d、及びブロック内の温度分布のばらつきの度合い(標準偏差や標準誤差)に基づいて、ブロック内の舗装道路9の部分の損傷レベルを評価する。また、情報処理装置4は、算出した健全温度の温度差dの絶対値に基づいて、ブロック内の舗装道路9の部分の詳細な損傷レベルの評価を行う。更に、損傷レベルの評価に用いるブロック内情報(ブロック内推定健全温度、標準偏差、及び標準誤差等)、並びに画像内推定健全温度は、本実施形態の情報処理装置4が赤外線熱画像に含まれる温度情報を用いて導出(算出)した値である。しかも、画像内推定健全温度は、舗装道路9の損傷がある部分を含むブロックのブロック内情報を除外して導出(算出)することができる。このため、情報処理装置4による損傷レベルの評価結果は、例えば、解析者が赤外線熱画像を観察して行う従来の解析診断方法における評価結果と比べて、客観性、定量性、及び結果同一性が高い。なお、ブロック評価処理(ステップSL4)は、図6に例示した処理に限らず、例えば、ステップS42における損傷レベルの評価結果が無傷以外であるブロックのみを詳細損傷レベルの評価の対象とする処理であってもよい。また、損傷レベル及び詳細損傷レベルは、それぞれ、上述した4段階(無傷、経度、中度、及び重度)に限らず、適宜変更可能であり、損傷レベルの段階数と、詳細損傷レベルの段階数が異なっていてもよい。
更に、本実施形態に係る情報処理装置4は、図3を参照しながら説明したように、損傷レベルを評価した後、点群座標導出処理(ステップS5)を行う。点群座標は、上述したように、実空間に存在する舗装道路9の路面(表面)に設定した所定の座標系で表される、赤外線熱画像内での舗装道路9の各位置(各画素)と対応する実際の舗装道路9上の位置である。
図7は、点群座標導出処理の一例を説明するフローチャートである。図7には、図3に例示した点群座標導出処理(ステップS5)として情報処理装置4の制御部410(点群座標導出部414)が行う処理の内容の一例を示している。
点群座標導出処理において、点群座標導出部414は、まず、n枚目の赤外線熱画像を撮影したときの位置情報G(n)と、n+1枚目の赤外線熱画像を撮影したときの位置情報G(n+1)とを読み込む(ステップS51)。位置情報G(n)及びG(n+1)は、GPS受信機3から取得した位置情報であり、例えば、記憶部440に格納されている。
次に、点群座標導出部414は、位置情報G(n)及びG(n+1)に基づく赤外線熱画像の撮影位置(車両5)の移動方向と、基準方向との角度を算出する(ステップS52)。基準方向は、実空間に存在する舗装道路9の路面に設定した座標系における所定の方向である。上述したように、GPS受信機3からの位置情報に基づいて点群座標を導出する場合、路面に設定する座標系は、例えば、舗装道路9上の位置を地球の緯度及び経度で表す地理座標系とする。この場合、基準方向は、例えば、真北の方向とする。
例えば、80km/hで走行する車両5に設置された赤外線サーモカメラ2で車両5が5m移動する毎に赤外線熱画像を撮影する場合、赤外線熱画像の撮影間隔は0.225秒となる。このような移動距離及び時間間隔で赤外線熱画像を連続して撮影する場合、舗装道路9の路面に投影した赤外線サーモカメラ2の撮影中心VC(図1を参照)の延伸方向が車両5の前方の正面方向であると、投影した撮影中心VCの延伸方向は、位置情報G(n)及びG(n+1)に基づく車両5の移動方向に近似することができる。
次に、点群座標導出部414は、車両5が基準方向に移動している場合に赤外線サーモカメラ2で撮影した赤外線熱画像の点群座標(以下「基準点群座標」という)と、算出した角度とに基づいて、n枚目の赤外線熱画像の点群座標を導出する(ステップS53)。車両5が基準方向に移動している場合、舗装道路9の路面に投影した赤外線サーモカメラ2の撮影中心VCの延伸方向は真北の方向である。このため、赤外線サーモカメラ2により撮影される舗装道路9の撮影領域Rの形状及び寸法に基づいて、赤外線熱画像内における緯線及び経線の方向を容易に導出することができる。したがって、基準点群座標は、例えば、導出した緯線及び経線の方向と、GPS受信機3により取得した車両5の位置から撮影領域Rのうちの車両5に最も近い端部RNまでの距離LGと、赤外線サーモカメラ2の撮影領域Rの寸法とに基づいて、容易に導出することができる。また、基準方向とn枚目の赤外線熱画像を撮影したときの車両5の移動方向との角度、及び位置情報G(n)がわかれば、周知の座標変換処理により、基準点群座標をn枚目の赤外線熱画像における点群座標に変換することができる。
ステップS53の処理を終えると、点群座標導出部414は、n枚目の赤外線熱画像に対する点群座標導出処理を終了する。点群座標導出処理が終了すると、情報処理装置4は、図3を参照して説明したように、処理の対象であるn枚目の赤外線熱画像及び位置情報G(n)と、n枚目の赤外線熱画像に対する解析診断処理の結果とを関連付けて記憶する(ステップS6)。ステップS6では、例えば、各ブロックのブロック内情報、画像内推定健全温度、各ブロックの損傷レベルの評価結果、及び点群座標を、赤外線熱画像及び位置情報G(n)と関連付けて記憶部440に記憶する。
このように、本実施形態の情報処理装置4は、赤外線熱画像に対する解析診断処理において、赤外線熱画像内での舗装道路9の各位置(各画素)と対応する実際の舗装道路9上の絶対的な位置を示す点群座標を導出し、その点群座標を赤外線熱画像と関連付けて記憶し、保持する。このため、赤外線熱画像内で損傷があると評価された部分と対応する、実際の舗装道路9上の位置を容易に特定することができ、本実施形態の赤外線自動熱解析診断システム1を利用した解析診断に基づく実際の舗装道路9の損傷の種別や損傷レベルを効率よく確認することができる。
以下、図8~図16を参照しながら、本実施形態の赤外線自動熱解析診断システム1を利用した解析診断の具体例を説明する。
図8は、赤外線熱画像の一例を説明するための写真を含む図である。図9は、赤外線熱画像内に設定する複数のブロックの一例を説明するための写真を含む図である。図10は、ブロック内情報の一例を説明する図である。図11は、画面内推定健全温度の算出方法の一例を説明する図である。図12は、損傷レベルの評価結果の表示方法の一例を説明する図である。図13は、実際の舗装道路における赤外線熱画像の撮影領域と、赤外線熱画像内での位置との対応関係を説明する図である。図14は、車両の移動方向と基準方向との関係の一例を説明する図である。図15は、点群座標の導出方法の一例を説明する図である。図16は、点群座標の一例を示す図である。
本実施形態の赤外線自動熱解析診断システム1により舗装道路9の健全性を診断するときは、上述したように、走行する車両5に設置された赤外線サーモカメラ2により舗装道路9のうちの車両前方の所定領域(撮影領域R)を撮影した赤外線熱画像を取得する。赤外線サーモカメラ2により撮影した赤外線熱画像は、情報処理装置4に転送される。このとき、情報処理装置4の表示部430には、例えば、図8に例示したような画面11が表示される。画面11は、赤外線サーモカメラ2により撮影したU×V画素の赤外線熱画像12と、赤外線熱画像12における色(階調)と温度との関係を示す温度スケール13とを含む。図8に例示した画面11の赤外線熱画像12内の舗装道路9における領域PR1内には、他の領域よりも温度が高い部分領域が含まれる。また、図8に例示した画面11の赤外線熱画像12内の舗装道路9における領域PR2内の中央付近には、その周囲と比べてわずかに温度が低い部分領域が含まれる。
赤外線熱画像を用いた従来の解析診断方法では、例えば、解析者が、表示部430に表示された赤外線熱画像12における領域PR1内の温度が高い部分領域の温度と、その部分領域の周囲温度とを比較して、領域PR1内の損傷レベルを評価している。また、従来の解析診断方法では、例えば、領域PR2内のように、周囲と比べてわずかに温度が低い部分領域があるものの、領域内の温度分布が均一である場合、解析者は、領域PR2内は健全である(損傷はない)と評価してしまうことがある。しかしながら、舗装道路9に生じる損傷には、健全な部分の温度よりも高くなる損傷だけでなく、健全な部分の温度よりも低くなる損傷もある。このため、解析者が赤外線熱画像12を観察して行う従来の解析診断方法では、個人差により客観性、定量性、結果同一性が低下することがある。更に、診断の対象となる舗装道路9の距離が長くなるにつれて解析する赤外線熱画像の数も増大するため、解析者が赤外線熱画像12を観察して行う従来の解析診断方法では、迅速性が低いという問題がある。
これに対し、本実施形態に係る赤外線自動熱解析診断システム1では、図3~図6を参照して説明したように、情報処理装置4が赤外線熱画像12における舗装道路9の健全な部分の温度を自動で推定し、損傷レベルの評価を自動で行う。
本実施形態の情報処理装置4は、まず、ブロック内情報導出処理(ステップS2)により、赤外線熱画像内の舗装道路9のうちの診断の対象にする領域内を複数のブロックに分割し、ブロック毎に、ブロック内の温度分布に関するブロック内情報を導出する。赤外線熱画像12は、例えば、図9に例示したようなU×V画素の画像であり、垂直方向が舗装道路9の延伸方向となる画像である。このため、赤外線熱画像12内の舗装道路9における下端から上端までの距離は、実際の舗装道路9に対する撮影領域Rの道路延伸方向の寸法LR(図1を参照)に相当する。
ブロック内情報導出処理では、例えば、図9に例示したように、赤外線熱画像12内の略台形の領域13を解析及び診断の対象にし、その領域13内を複数のブロックに分割する。領域13は、例えば、実際の舗装道路9における赤外線サーモカメラ2の撮影領域Rのうちの、車両5に最も近い端部RNを含む所定の寸法の矩形領域と対応させる。実際の舗装道路9における矩形領域の寸法は、赤外線サーモカメラ2の撮影領域R等に応じて任意の値に設定することができる。例えば、実際の舗装道路9における矩形領域の寸法は、横方向(幅員方向)3m、縦方向(車両5の進行方向)5mとすることができる。この場合、赤外線熱画像12における略台形の領域13は、上底の長さWF及び下底の長さWNが実際の舗装道路9における3mの長さに相当する画素数となり、高さL0が実際の舗装道路9における5mの長さに相当する画素数となる。上底の長さWF、下底の長さWN、及び高さL0は、実際の舗装道路9における赤外線サーモカメラ2の撮影領域R及び矩形領域の寸法と、舗装道路9の路面内の基準方向と舗装道路9の路面に投影された赤外線サーモカメラ2の撮影中心VCの延伸方向との角度等を用い、周知の投影方法に基づく演算処理により算出することができる。
また、解析及び診断の対象にする領域13内を複数のブロックに分割する場合には、各ブロック内の舗装道路9の部分と対応する実際の舗装道路9での形状が等しくなるように分割する。例えば、図9に例示した領域13内の60のブロックのうちのブロックB1とブロックB24は、赤外線熱画像12内では形状及び面積が異なる。しかしながら、実際の舗装道路9におけるブロックB1内の部分とブロックB24内の部分とは、形状及び面積が略同一である。また、図9に例示した領域13内の他のブロックについても、実際の舗装道路9における各ブロック内の部分は、ブロックB1内の部分と形状及び面積が略同一である。
赤外線熱画像12内での所定の幅(水平方向の寸法)が下端から上端に向かうにつれて単調減少する場合、図9に例示したように画像12の上端に近い部分を解析及び診断の対象から除外する。これにより、例えば、ブロック内に含まれる画素の数が少なく有意性が低いブロック内情報を解析及び診断に用いることによる、診断結果の信頼性の低下を防ぐことができる。
情報処理装置4は、赤外線熱画像12内の複数のブロックのそれぞれから、ブロック内の温度分布に基づいて、例えば、図10に例示したようなブロック内情報を導出する。図10のテーブル14には、導出するブロック内情報の例として、ブロック内推定健全温度TA(n,i)、最高温度TH(n,i)、最低温度TL(n,i)、標準偏差SD(n,i)、及び標準誤差SE(n,i)の5種類の情報を示している(nは赤外線熱画像を識別する情報、iはブロック番号)。ブロック内推定健全温度TA(n,i)は、例えば、ブロック内の平均温度とする。なお、ブロック内推定健全温度TA(n,i)は、ブロック内の平均温度に限らず、例えば、平均温度を用いて導出(算出)される温度、平均温度と相関のある他の温度等の、周知の他の解析方法により導出(算出)される値であってもよい。また、最高温度TH(n,i)、最低温度TL(n,i)、標準偏差SD(n,i)、及び標準誤差SE(n,i)は、例えば、ブロック内の温度分布のばらつきの度合いを示す情報の例である。ブロック内の温度分布のばらつきの度合いを示す情報は、例示した4種類の情報の組み合わせに限らず、この4種の情報の中から選択された1種類、2種類、又は3種類の情報であってもよいし、他の情報を含んでもよい。
ブロック内情報導出処理を終えると、情報処理装置4は、導出したブロック内情報に基づいて、画像内推定健全温度を導出する。情報処理装置4は、例えば、各ブロックのブロック内推定健全温度TA(n,i)に基づいて、領域13内の全てのブロックのブロック内情報のなかから画像内推定健全温度の導出に用いるブロック内情報を抽出する。例えば、情報処理装置4は、図11に示したように、ブロック内推定健全温度TA(n,i)として算出した平均温度から、最低平均温度TAmin、及び最高平均温度TAmaxを抽出し、下限温度TL=TAmin+ΔT1、及び上限温度TH=TAmax-ΔT2を算出する。そして、情報処理装置4は、ブロック内推定健全温度TA(n,i)が下限温度TLから上限温度THまでの温度範囲内であるブロックを抽出し、抽出したブロックのブロック内情報を用いて画像内推定健全温度を導出する。ΔT1及びΔT2は誤差温度であり、任意の値に設定することができる。第1の誤差温度ΔT1と第2の誤差温度ΔT2とは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
このように、ブロック内推定健全温度TA(n,i)が下限温度TLから上限温度THまでの温度範囲外となるブロックのブロック内情報を除外して画像内推定健全温度を導出することにより、例えば、ブロック内の舗装道路9の部分全体のうちの損傷がある部分の割合が高いブロック(言い換えると、健全な部分の割合が低いブロック)のブロック内情報を除外することができる。このため、ブロック内の舗装道路9の部分全体のうちの健全な部分の割合が低いブロックのブロック内情報を用いることによる画像内推定健全温度の推定精度の低下を防ぐことができる。
また、情報処理装置4は、ブロック内推定健全温度(例えば、ブロック内の平均温度)だけでなく、図5を参照して説明したように、ブロック内の温度分布のばらつきの度合いも利用して、画像内推定健全温度を導出する。このため、例えば、ブロック内に健全な部分の温度よりも高い部分と低い部分とが混在しているような、ブロック内の平均温度は上述した下限温度TLから上限温度THまでの温度範囲内であるが、温度分布のばらつきの度合い(例えば、標準偏差や標準誤差)の大きいブロックのブロック内推定健全温度を、画像内推定健全温度としてしまうことを防げる。温度分布のばらつきの度合いは、上述したような標準偏差や標準誤差に限らず、例えば、ブロック内推定健全温度TA(n,i)とブロック内の最高温度TH(n,i)との差、ブロック内推定健全温度TA(n,i)とブロック内の最低温度TL(n,i)との差、最高温度TH(n,i)と最低温度TL(n,i)との差等を用いてもよい。
ブロック内情報及び画像内推定健全温度を導出した後、情報処理装置4は、例えば、図6を参照して説明したような損傷レベル評価処理を行う。損傷レベル評価処理のステップS42の評価に用いる温度分布のばらつきの度合いは、上述したような標準偏差や標準誤差に限らず、他の観点の値を含んでもよい。損傷レベル評価処理のブロック評価処理(ステップSL4)を終えると、情報処理装置4は、評価結果を赤外線熱画像に合成して表示する(ステップS51)。ステップS51では、情報処理装置4は、例えば、図12に示したような評価情報15を赤外線熱画像に合成して表示する。
評価情報15は、診断領域提示線16と、損傷ブロック提示線17、18、及び19と、詳細損傷レベル情報(図示せず)とを含む。診断領域提示線16は、赤外線熱画像内の舗装道路9の部分のうちの評価の対象にする領域(すなわち、赤外線熱画像内の複数のブロックが設定される領域13)を示す枠と、その領域内に設定されるブロックの境界線とを含む。損傷ブロック提示線17、18、及び19は、それぞれ、ステップS42において損傷レベルが軽度(Lv1)、中度(Lv2)、及び重度(Lv3)と評価されたブロックを囲む枠である。図12に例示した評価情報15では、損傷ブロック提示線17、18、及び19を、損傷レベルの評価が同一である複数の連続するブロックを1つのグループとして、そのグループの外周に沿った1つの環状の線にしている。また、図12では、損傷ブロック提示線17及び18を線分の長さが異なる破線で示し、損傷ブロック提示線19を点線で示しているが、損傷ブロック提示線17、18、及び19は、その他の方法で区別されてもよい。例えば、損傷ブロック提示線17、18、及び19は、色によって区別されてもよい。
また、図12に例示した評価情報15では、診断領域提示線16により提示される各ブロック内にブロックを識別する情報(ブロック番号)とともに、詳細損傷レベルを示す文字情報が配置される。詳細損傷レベルを示す文字情報は、例えば、重度の場合をAA、中度の場合をA、軽度の場合をBとし、無傷の場合には表示無しとする。図12に例示した評価情報15では、例えば、1つの損傷ブロック提示線18に含まれる、ブロック番号が25、31、37、43、49、及び55の6個のブロックは、ステップS42での損傷レベルの評価結果は中度(Lv2)である。しかしながら、この6個のブロックのうちのブロック番号が25、31、37、及び43の4個のブロックは詳細損傷レベルがA(中度)であり、ブロック番号が49及び55の2個のブロックは詳細損傷レベルがB(軽度)である。このように、本実施形態の情報処理装置4では、概略的な評価では同一の損傷レベルとなる複数の連続したブロックのそれぞれに対し、詳細な損傷レベルの評価結果が表示される。このため、複数の連続したブロックと対応した舗装道路9の損傷がある部分における、損傷の進行度合いを、詳細損傷レベルを示す文字情報により容易に把握することができる。
更に、本実施形態の情報処理装置4は、上述したように、点群座標導出処理(ステップS5)を行い、赤外線熱画像内での舗装道路9の各位置と対応する地球の緯度及び経度を画素毎に導出(算出)する。例えば、図13に示したように、U×V画素の赤外線熱画像12内は、実際の舗装道路9における略台形の撮影領域R(n)の部分を撮影した画像である。このとき、赤外線熱画像12における四隅の画素(0,0)、(U-1,0)、(0,V-1)、及び(U-1,V-1)は、それぞれ、台形の撮影領域R(n)における頂点RF1(n)、RF2(n)、RN1(n)、及びRN2(n)と対応する。また、赤外線熱画像12における四隅の画素を除く任意の画素(u,v)は、撮影領域R(n)内の任意の点Qと対応する。このため、緯度及び経度のような舗装道路9上の各位置の絶対的な位置情報を、赤外線熱画像12の各画素と関連付けることができれば、複数の赤外線熱画像12における舗装道路9上の同じ位置を容易に特定することができる。
情報処理装置4がGPS受信機3から取得する個々の位置情報は、車両5(赤外線サーモカメラ2)の地球上での位置を示す情報であり、位置情報G(n)で特定される位置からどの方向を撮影したかを示す情報は含まない。このため、n枚目の赤外線熱画像12を撮影したときの位置情報G(n)のみでは、舗装道路9の撮影領域R(n)内の各点の緯度及び経度を導出することができない。従って、本実施形態の情報処理装置4は、図7を参照して説明したような点群座標導出処理を行う。
例えば、図14に示したように、本実施形態の赤外線自動熱解析診断システム1では、車両5が所定の距離Lcap(例えば、約5m)だけ移動する毎に、赤外線熱画像12と、位置情報G(n-1)、G(n)、G(n+1)を取得する。このとき、赤外線熱画像12の撮影間隔は、例えば、0.2秒から0.3秒程度であるため、図14に例示したように、舗装道路9に投影した赤外線サーモカメラ2の撮影中心の方向DVCを、赤外線熱画像12の撮影時の位置情報G(n-1)、G(n)、G(n+1)に基づいて導出される車両5の移動方向に近似することができる。このため、本実施形態の情報処理装置4は、例えば、舗装道路9上の各点の位置の特定に用いる座標系における基準方向に対する、車両5の移動方向の角度θ1、θ2を利用して、撮影領域R(n)内の各点の位置を導出する。GPS受信機3により取得した位置情報G(n)が緯度及び経度で表される情報である場合、基準方向は、真北の方向とする。
基準方向(真北の方向)に対する車両5の移動方向の角度を利用して撮影領域R(n)内の各点の位置を導出するために、情報処理装置4は、例えば、図15に例示したように、赤外線サーモカメラ2の撮影中心の方向DVCが基準方向であるときの撮影領域(以下「基準撮影領域」という)Rref内の各点の位置(緯度及び経度)を導出する。図15において、撮影中心の方向DVCを基準方向とした場合の基準撮影領域Rrefは、緯度及び経度をそれぞれY軸及びX軸とする二次元座標系に、点線の台形で示されている。このとき、基準撮影領域Rref内の各点の位置(緯度及び経度)は、撮影時の車両5(赤外線サーモカメラ2)の位置を示す位置情報G(n)と、車両5の位置から各点までの方向及び距離とに基づいて算出することができる。
基準撮影領域Rref内の各点の位置を算出した後、情報処理装置4は、図15に示したように、基準方向(+Y軸方向)と、実際にn枚目の赤外線熱画像を撮影したときの撮影中心の延伸方向DVC(+Y’方向)との角度θ2を用いて、二次元平面上で基準撮影領域Rref内の各点の位置を回転させる座標変換を行う。座標変換は、例えば、周知の変換行列を用いて行うことができる。この座標変換により、例えば、基準撮影領域Rrefの頂点RRF1、RRF2、RRN1、及びRRN2は、それぞれ、位置情報G(n)により特定される点を回転中心として角度θ2だけ回転させた位置RF1(n)、RF2(n)、RN1(n)、及びRN2(n)に変換される。また、例えば、基準撮影領域Rref内の点QRは、位置Qに変換される。これにより、n枚目の赤外線熱画像を撮影したときの撮影領域R(n)内の各点の緯度及び経度が求められる。よって、図13を参照して説明したように、n枚目の赤外線熱画像12内での舗装道路9の各位置と対応する撮影領域R(n)内の各点の緯度及び経度を画素毎に導出することができる。導出した赤外線熱画像12内での舗装道路9の各位置(各画素)と対応する緯度及び経度の情報は、点群座標として、例えば、図16に例示したテーブル20のような形式で記憶部440に記憶させる。
赤外線熱画像を用いた従来の解析診断方法では、上述したように、解析者が赤外線熱画像を観察して損傷の有無等の診断を行うため、赤外線熱画像内での舗装道路9の各位置(各画素)と対応する緯度及び経度を導出することが困難であった。このため、解析診断の結果に基づいて実際の舗装道路9の損傷がある部分を特定する場合に、例えば、赤外線熱画像や、赤外線熱画像を撮影する際に可視光カメラで撮影した画像等を頼りに特定することとなり、損傷がある部分の位置や範囲を効率よく特定することが困難であった。
これに対し、本実施形態の情報処理装置4は、上述した点群座標導出処理を行い、赤外線熱画像12内の各位置(各画素)と対応する緯度及び経度を示す点群座標を導出し、テーブル20のような形式で記憶部440に記憶させる。このため、解析診断が終了した後、赤外線熱画像及びテーブル20のような形式の点群座標を参照することにより、赤外線熱画像12内の舗装道路9における損傷がある部分の緯度及び経度を点群座標から容易に特定することができ、実際の舗装道路9の損傷がある部分の位置や範囲を効率よく特定することができる。
上述した実施形態は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る情報処理装置4、赤外線自動熱解析診断システム1、赤外線自動熱解析診断方法、及びプログラムは、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。
例えば、情報処理装置4は、図2に例示したような制御部410の各部(機能ブロック)の機能を実施するための専用のハードウェアを組み合わせた専用の装置に限らず、解析及び診断のためのプログラムを実行するコンピュータであってもよい。
図17は、コンピュータのハードウェア構成例を説明する図である。
図17に例示したコンピュータ30は、プロセッサ31、主記憶装置32、補助記憶装置33、入力装置34、表示装置35、入出力インタフェース36、通信装置37、及び媒体駆動装置38を含む。コンピュータ30のこれらのハードウェアは、バス39により相互に接続される。
プロセッサ31は、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。主記憶装置32は、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を含む。プロセッサ31は、例えば、主記憶装置32にロードされたプログラムを実行することにより、コンピュータ30の全体動作を制御する。プロセッサ31は、OS(Operating System)に含まれるプログラム、及び図3~図7を参照して説明した解析診断に関する一部又は全部の処理を含むプログラムを実行することができる。主記憶装置32は、図3~図7を参照して説明した解析診断に関する処理を含むプログラム、並びにプログラムの実行中に参照する各種の情報及び導出(算出)した各種の情報等を記憶することができる。
補助記憶装置33は、主記憶装置32と比べて容量の大きい記憶装置であり、例えば、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)である。補助記憶装置33は、図3~図7を参照して説明した解析診断に関する処理を含むプログラム、並びにプログラムの実行中に参照する各種の情報及び導出(算出)した各種の情報等を記憶することができる。
入力装置34は、例えば、キーボード、マウス等のコンピュータ30に対する入力操作を行う装置であり、表示装置35は、例えば、液晶ディスプレイ等の各種データを可視化して表示する装置である。コンピュータ30が、タブレット型コンピュータやスマートフォン等のタッチパネルディスプレイを備えたものである場合、入力装置34は、例えば、表示装置35の表示面に重ねて配置されたデジタイザ(位置検出装置)を含んでもよい。
入出力インタフェース36は、コンピュータ30と周辺機器等とを接続するためのハードウェアインタフェースである。赤外線サーモカメラ2及びGPS受信機3は、入出力インタフェース36によりコンピュータ30に接続される。
通信装置37は、コンピュータ30をインターネット等の通信ネットワーク41に接続し、通信ネットワーク41を介してサーバ装置42等の外部装置と通信する。通信装置37は、無線通信により、又はLAN(Local Area Network)ケーブル等の通信ケーブルを利用した有線での通信により通信ネットワーク41を介したサーバ装置42等との通信を行う。サーバ装置42は、例えば、コンピュータ30が行った解析診断処理の結果等を集約することに利用可能である。
媒体駆動装置38は、可搬型記録媒体40にアクセスし、可搬型記録媒体40に記録された情報の読み出し、及び可搬型記録媒体40への情報の書き込み等を行う。可搬型記録媒体40は、例えば、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、及びカード型の半導体メモリ装置を含む。
なお、情報処理装置4として利用可能なコンピュータ30のハードウェア構成は、図17に例示した構成に限らず、適宜変更可能である。コンピュータ30は、図17に例示したハードウェア構成のうちの1つ以上(例えば、媒体駆動装置38)を含まないものであってもよい。また、コンピュータ30は、図17に例示したハードウェア構成とは別のハードウェアを含んでもよい。
情報処理装置4(コンピュータ30)が行う解析診断処理は、図3~図7を参照して説明した処理の内容及び順序に限らず、適宜変更可能である。例えば、情報処理装置4(コンピュータ30)が行う解析診断処理(図3のステップSL1)は、診断に用いる赤外線熱画像及び位置情報を蓄積する処理とは別個に行われてもよい。この場合、診断に用いる赤外線熱画像及び位置情報は、例えば、上述した可搬型記録媒体40を介して情報処理装置4(コンピュータ30)に転送して蓄積してもよい。また、例えば、点群座標導出処理(ステップS5)は、解析診断処理(図3のステップSL1)の一部として行う処理に限らず、ブロック内情報導出処理(ステップS2)、画像内推定健全温度導出処理(ステップS3)、及び損傷レベル評価処理(ステップS4)を含む一連の解析診断処理とは別個の処理であってもよい。
更に、本発明に係る赤外線自動熱解析診断システム1のシステム構成は、上述した構成に限らず、適宜変更可能である。例えば、赤外線自動熱解析診断システム1は、赤外線サーモカメラ2の撮影領域Rを含む舗装道路9を撮影する可視光カメラを含んでもよい。