(57)【要約】【課題】振動発生時における構造物の変位を精度よく計測する。【解決手段】下部構造体４２には、所定の形状を有する複数のマーカ１２が固定されている。上部構造体４０には、複数のマーカ１２を撮影範囲に含むカメラ１４が設置されている。カメラ１４で撮影された画像は、コンピュータ１８に何らかの手段でコピーされ、コンピュータ１８内部の変位量算出部２０は、カメラ１４で連続的に撮影された画像に基づいて、上部構造体４０と下部構造体４２との間の３次元変位量を継時的に算出する。【選択図】図２
2020003290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造体と下部構造体とを有する構造物の相対変位量を計測する変位計測システムであって、
前記上部構造体または前記下部構造体のうち一方の構造体に取着され、所定の形状を有する３つ以上のマーカからなる第１のマーカ群と、
前記上部構造体または前記下部構造体のうち他方の構造体に設置され、前記第１のマーカ群を撮影範囲に含むカメラと、
前記カメラで連続的に撮影された画像に基づいて、前記上部構造体と前記下部構造体との間の３次元変位量を継時的に算出する変位量算出部と、
を備えることを特徴とする構造物の変位計測システム。
【請求項２】
それぞれの前記マーカは、前記一方の構造体の表面から垂直方向に立設された支持部材の先端に配置される、
ことを特徴とする請求項１記載の構造物の変位計測システム。
【請求項３】
前記一方の構造体の表面から垂直方向に立設された壁状部材と、
前記壁状部材に取着され、所定の形状を有する３つ以上のマーカからなる第２のマーカ群と、を備え、
前記カメラは、前記第１のマーカ群とともに前記第２のマーカ群を撮影範囲に含み、
前記変位量算出部は、前記第１のマーカ群の画像に基づいて前記上部構造体と前記下部構造体との間の水平方向の相対変位量を算出し、前記第２のマーカ群の画像に基づいて前記上部構造体と前記下部構造体との間の鉛直方向の相対変位量を算出する、
ことを特徴とする請求項１または２記載の構造物の変位計測システム。
【請求項４】
前記カメラのレンズ前方にハーフミラーまたはピンホールミラーを配置し、前記カメラの撮影範囲に前記第１のマーカ群および前記第２のマーカ群が含まれるよう構成した、
ことを特徴とする請求項３記載の構造物の変位計測システム。
【請求項５】
前記マーカは、形状または色の少なくともいずれか一方がそれぞれ異なる、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の構造物の変位計測システム。
【請求項６】
振動を検知する振動検知部を更に備え、
前記カメラは前記振動検知部により振動が検知された場合に起動し、前記画像の撮影を所定時間行う、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の構造物の変位計測システム。
【請求項７】
前記上部構造体と前記下部構造体との間には免震装置が設置されている、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の構造物の変位計測システム。
【請求項８】
上部構造体と下部構造体を有する構造物の相対変位量を計測する変位計測方法であって、
前記上部構造体または前記下部構造体のうち一方の構造体に所定の形状を有する３つ以上からなる第１のマーカ群を固定し、前記上部構造体または前記下部構造体のうち他方の構造体に設置されたカメラで前記第１のマーカ群を連続的に撮影する撮影工程と、
前記カメラで撮影された画像に基づいて、前記上部構造体と前記下部構造体との間の３次元変位量を継時的に算出する変位量算出工程と、
を含んだことを特徴とする構造物の変位計測方法。
【請求項９】
それぞれの前記マーカは、前記一方の構造体の表面から垂直方向に立設された支持部材の先端に配置される、
ことを特徴とする請求項８記載の構造物の変位計測方法。
【請求項１０】
前記撮影工程では、前記第１のマーカ群とともに、前記一方の構造体の表面から垂直方向に立設された壁状部材に固定された所定の形状を有する３つ以上のマーカからなる第２のマーカ群を撮影し、
前記変位量算出工程では、前記第１のマーカ群の画像に基づいて前記上部構造体と前記下部構造体との間の水平方向の相対変位量を算出し、前記第２のマーカ群の画像に基づいて前記上部構造体と前記下部構造体との間の鉛直方向の相対変位量を算出する、
ことを特徴とする請求項８または９記載の構造物の変位計測方法。
【請求項１１】
前記カメラのレンズ前方にハーフミラーまたはピンホールミラーを配置し、前記カメラの撮影範囲に前記第１のマーカ群および前記第２のマーカ群が含まれるよう構成した、
ことを特徴とする請求項１０記載の構造物の変位計測方法。
【請求項１２】
前記マーカは、形状または色の少なくともいずれか一方がそれぞれ異なる、
ことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項記載の構造物の変位計測方法。
【請求項１３】
構造物の振動を検知する振動検知工程を更に含み、
前記撮影工程は、前記振動検知工程により振動が検知された場合に開始され、前記画像の撮影を所定時間行う、
ことを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項記載の構造物の変位計測方法。
【請求項１４】
前記上部構造体と前記下部構造体との間には免震装置が設置されている、
ことを特徴とする請求項８から１３のいずれか１項記載の構造物の変位計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の変位を計測する構造物の変位計測システムおよび構造物の変位計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、免震装置が設置された構造物等において、地震発生時における構造物の変位量の計測が行われている。計測された変位量は、免震装置や構造物が受けたダメージの推定に用いられる。
振動発生時における構造物の変位を計測する技術として、オービター（ケガキ装置）や画像処理を用いた方法が提案されている。
例えば下記特許文献１はオービターに関する発明であり、免震構造物を支えている地盤、又はその免震構造物に固定して設けられている記録板と、前記免震構造物、又はその免震構造物を支えている地盤に固定して設けられ、前記記録板に、常時、当接するように付勢されている記録針とからなる。
また、下記特許文献２は画像処理を用いた発明であり、基礎構造体の如き第一の構造体と建築構造体の如き第二の構造体との一方に被撮像部材を配設し、他方に被撮像部材を撮像するための撮像手段を配設する。そして、画像処理手段によって撮像手段が撮像する画像を適宜に処理して、第一の構造体に対する第二の構造体の相対的変位を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４２１３５号公報
【特許文献２】特開２０１６−９０４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術では、上部構造体と下部構造体との水平方向の相対変位を計測することはできるものの、鉛直方向の相対変位や傾きを計測することはできないという課題がある。また、特許文献１については、振動発生時における変位量の最大値は計測できるものの、経路、総量および変位速度は計測できないという課題がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、振動発生時における構造物の変位を精度よく計測することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、請求項１の発明にかかる構造物の変位計測システムは、上部構造体と下部構造体とを有する構造物の相対変位量を計測する変位計測システムであって、前記上部構造体または前記下部構造体のうち一方の構造体に取着され、所定の形状を有する３つ以上のマーカからなる第１のマーカ群と、前記上部構造体または前記下部構造体のうち他方の構造体に設置され、前記第１のマーカ群を撮影範囲に含むカメラと、前記カメラで連続的に撮影された画像に基づいて、前記上部構造体と前記下部構造体との間の３次元変位量を継時的に算出する変位量算出部と、を備えることを特徴とする。
請求項２の発明にかかる構造物の変位計測システムは、それぞれの前記マーカは、前記一方の構造体の表面から垂直方向に立設された支持部材の先端に配置される、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかる構造物の変位計測システムは、前記一方の構造体の表面から垂直方向に立設された壁状部材と、前記壁状部材に取着され、所定の形状を有する３つ以上のマーカからなる第２のマーカ群と、を備え、前記カメラは、前記第１のマーカ群とともに前記第２のマーカ群を撮影範囲に含み、前記変位量算出部は、前記第１のマーカ群の画像に基づいて前記上部構造体と前記下部構造体との間の水平方向の相対変位量を算出し、前記第２のマーカ群の画像に基づいて前記上部構造体と前記下部構造体との間の鉛直方向の相対変位量を算出する、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかる構造物の変位計測システムは、前記カメラのレンズ前方にハーフミラーまたはピンホールミラーを配置し、前記カメラの撮影範囲に前記第１のマーカ群および前記第２のマーカ群が含まれるよう構成した、ことを特徴とする。
請求項５の発明にかかる構造物の変位計測システムは、複数の前記マーカは、形状または色の少なくともいずれか一方がそれぞれ異なる、ことを特徴とする。
請求項６の発明にかかる構造物の変位計測システムは、振動を検知する振動検知部を更に備え、前記カメラは前記振動検知部により振動が検知された場合に起動し、前記画像の撮影を所定時間行う、ことを特徴とする。
請求項７の発明にかかる構造物の変位計測システムは、前記上部構造体と前記下部構造体との間には免震装置が設置されている、ことを特徴とする。
請求項８の発明にかかる構造物の変位計測方法は、上部構造体と下部構造体を有する構造物の相対変位量を計測する変位計測方法であって、前記上部構造体または前記下部構造体のうち一方の構造体に所定の形状を有する３つ以上からなる第１のマーカ群を固定し、前記上部構造体または前記下部構造体のうち他方の構造体に設置されたカメラで前記第１のマーカ群を連続的に撮影する撮影工程と、前記カメラで撮影された画像に基づいて、前記上部構造体と前記下部構造体との間の３次元変位量を継時的に算出する変位量算出工程と、を含んだことを特徴とする。
請求項９の発明にかかる構造物の変位計測方法は、それぞれの前記マーカは、前記一方の構造体の表面から垂直方向に立設された支持部材の先端に配置される、ことを特徴とする。
請求項１０の発明にかかる構造物の変位計測方法は、前記撮影工程では、前記第１のマーカ群とともに、前記一方の構造体の表面から垂直方向に立設された壁状部材に固定された所定の形状を有する３つ以上のマーカからなる第２のマーカ群を撮影し、前記変位量算出工程では、前記第１のマーカ群の画像に基づいて前記上部構造体と前記下部構造体との間の水平方向の相対変位量を算出し、前記第２のマーカ群の画像に基づいて前記上部構造体と前記下部構造体との間の鉛直方向の相対変位量を算出する、ことを特徴とする。
請求項１１の発明にかかる構造物の変位計測方法は、前記カメラのレンズ前方にハーフミラーまたはピンホールミラーを配置し、前記カメラの撮影範囲に前記第１のマーカ群および前記第２のマーカ群が含まれるよう構成した、ことを特徴とする。
請求項１２の発明にかかる構造物の変位計測方法は、複数の前記マーカは、形状または色の少なくともいずれか一方がそれぞれ異なる、ことを特徴とする。
請求項１３の発明にかかる構造物の変位計測方法は、構造物の振動を検知する振動検知工程を更に含み、前記撮影工程は、前記振動検知工程により振動が検知された場合に開始され、前記画像の撮影を所定時間行う、ことを特徴とする。
請求項１４の発明にかかる構造物の変位計測方法は、前記上部構造体と前記下部構造体との間には免震装置が設置されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１および請求項８の発明によれば、複数のマーカを連続して撮影した画像に基づいて、上部構造体と下部構造体との間の３次元変位量を継時的に算出するので、振動発生時における変位量の最大値のみならず、変位の時間的変化を把握することができる。また、水平方向の変位のみならず、上下方向の変位も算出するので、より変位による構造物への影響を正確に推定する上で有利となる。また、構造物にはカメラおよびマーカを配置するのみでよく、高価な地震計などを設置するのと比較して簡便な構成で構造物の変位を計測することができる。
請求項２および請求項９の発明によれば、垂直方向に立設された支持部材の先端にマーカが配置されているので、上下方向の変位を精度よく計測する上で有利となる。
請求項３および請求項１０の発明によれば、第１のマーカ群の画像に基づいて水平方向の相対変位量を、第２のマーカ群の画像に基づいて鉛直方向の相対変位量を、それぞれ算出するので、より精度よく上部構造体と下部構造体との間の３次元変位量を算出することができる。
請求項４および請求項１１の発明によれば、１台のカメラで第１、第２のマーカ群を撮影することができ、コストを低減することができる。
請求項５および請求項１２の発明によれば、複数のマーカの形状または色の少なくともいずれか一方がそれぞれ異なるので、それぞれのマーカを精度よく識別する上で有利となる。
請求項６および請求項１３の発明によれば、振動発生時以外にはカメラでの撮影を行わないので、カメラの消費電力および処理負荷を低減する上で有利となる。
請求項７および請求項１４の発明によれば、振動発生時における免震装置周辺の変位量を計測することができ、振動が免震装置に与えた損傷を精度よく推定する上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態にかかる変位計測システム１０の構成を示すブロック図である。
【図２】マーカ１２およびカメラ１４の設置状態を模式的に示す説明図である。
【図３】マーカ１２の拡大斜視図である。
【図４】変位計測システム１０の処理を示すフローチャートである。
【図５】変位計測システム１０の他の構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる構造物の変位計測システムおよび構造物の変位計測方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
図１は、実施の形態にかかる構造物の変位計測システム１０の構成を示すブロック図である。また、図２は、マーカ１２およびカメラ１４の設置状態を模式的に示す説明図である。また、図３は、マーカ１２の拡大斜視図である。
本実施の形態では、変位計測システム１０は、上部構造体４０と下部構造体４２とを有する構造物の変位量を計測する。
図２に示すように、上部構造体４０と下部構造体４２との間の空間Ｓには免震装置３０が設置されている。上部構造体４０は例えば建物であり、下部構造体４２は例えば建物の基礎である。なお、図１では図示を省略しているが、免震装置３０は、空間Ｓ内に間隔をおいて複数設置されている。
免震装置３０は、上部構造体４０に取り付けられる鋼材製の上部フランジ３２と、下部構造体４２に取り付けられる鋼材製の下部フランジ３４と、上部フランジ３２と下部フランジ３４に挟まれた積層ゴム３６とを備える。
積層ゴム３６は、下部構造体４２の上で上部構造体４０の水平方向の変位を許容しつつ上部構造体４０からの垂直荷重を支えるものであり、複数枚のゴムシートと複数枚の鋼板とが交互に積層されて構成され、その外側がゴムで被覆されている。上部フランジ３２は積層ゴム３６の上面に接合され、下部フランジ３４は積層ゴム３６の下面に接合されている。積層ゴム３６の中央部には、エネルギ吸収手段として鉛プラグが配置されているものもある。なお、免震装置３０の構造は、上述したものに限らず、従来公知の様々な構造が適用可能である。免震装置とは、転がり支承、滑り支承、鉛入り積層ゴム、積層ゴム、湾曲ばね構造式等を総称する。
例えば、地震が発生した場合、積層ゴム３６の変形により下部構造体４２と上部構造体４０との間の水平方向の相対変位が許容され、積層ゴム３６の変形に伴ってエネルギ吸収手段により振動エネルギが吸収される。
一方で、免震装置３０は変形時に加わった荷重により、損傷が生じる場合がある。振動時における構造体の変位量を計測することによって、免震装置３０に加わった荷重等を推定することができ、免震装置３０の損傷度合い等を推定することができる。また、その後の余震の状況も知ることができる。
【０００９】
図１に示すように、構造物の変位計測システム１０は、３つ以上の複数のマーカ１２からなるマーカ群１１（第１のマーカ群）、カメラ１４、通信部１６、コンピュータ１８、変位量算出部２０、加速度センサ２４（振動検知部）を備える。なお、構造物の変位計測システム１０の最低限のシステムとしては、マーカ群１１とカメラ１４の構成でよい。
マーカ群１１は、上部構造体４０または下部構造体４２のうち一方の構造体に固定され、所定の形状を有する３つ以上のマーカ１２からなる。
本実施の形態では、円形（正円）の３つのマーカ１２によりマーカ群１１が構成される。また、各マーカ１２は上面視した際に三角形となる位置において、下部構造体４２に固定されている。なお、「構造体に固定された」とは、地震等の振動を受けても、構造体に対する相対的な位置が変化しないことを意味する。
本実施の形態では、マーカ１２は、図２および図３に示すように、下部構造体４２の表面から垂直方向に立設された支持部材１３の先端に配置される。支持部材１３は、地震等の振動を受けても下部構造体４２に対する位置および角度を維持する強度で設置されている。マーカ１２を構造体表面から離れた位置（構造体間の空間Ｓ上）に設けることによって、水平方向の変位のみならず、鉛直方向（上下方向）の変位が計測しやすくなる。また、浸水や塵埃の堆積からマーカ１２を保護することもできる。
また、マーカ１２とカメラ１４との距離が短くなるため、カメラ１４の画角が小さくても全てのマーカ１２を撮影範囲Ａ内に収めることができる。
マーカ１２を構造体（上部構造体４０または下部構造体４２）に固定する他の方法として、例えば構造体表面にマーカ１２の形状を描画する、マーカ１２の形状のシール等を貼付する、などの方法を採ることができる。特に、上部構造体４０と下部構造体４２の距離が短い場合には、マーカ１２を下部構造体４２上に設置して支持部材１３を不要にしてもよい。
【００１０】
上述のように本実施の形態では、マーカ１２を円形（正円）に形成しているが、これに限らず、三角形以上の多角形や正円以外の円形（楕円など）、その他任意の形状であってもよい。なお、「所定の形状を有する」とは、マーカ１２が点のような面積がほぼないものではなく、一定の面積を有するものであることを示す。これにより、ねじれのように鉛直方向の成分を含む変位が生じた場合、マーカ１２の形状が変化して視認される。
また、本実施の形態では、３つのマーカ１２を設置しているが、マーカ１２の形状や寸法が既知であれば原理的には１つのマーカ１２のみでよく、その1つのマーカは、円、楕円、多角形の板状のもの、あるいは球体、多面体などの立体物でもよい。
一方で、変位計測の精度を向上させるためには複数のマーカ１２を設置するのが好ましい。
【００１１】
一般に、構造体間の空間Ｓは人が常駐する領域ではないため、照明がない、または照明があっても最小限の数しか設置されていない場合がある。また、マーカ１２は長期間設置されるため、埃等の汚れにより視認性が低下する場合がある。
このため、例えばマーカ１２を、円形に形成された樹脂等の薄板の表面に反射テープを貼付することにより形成し、カメラ１４側から赤外線やレーザ等の光を照射して視認性を高めてもよい。また、例えばマーカ１２を、薄板の表面に蛍光塗料（または蛍光テープ）を塗布して形成してもよい。更に、マーカ１２側に電源を設け、マーカ１２自体を発光させる、またはマーカ１２の近傍に照明を設けてもよい。
【００１２】
また、図２および図３では、複数のマーカ１２を同一の形状としているが、これに限らず、複数のマーカ１２の形状または色の少なくともいずれか一方をそれぞれ異ならせてもよい。これにより、後述する変位量算出部２０において、複数のマーカ１２を識別しやすくなり、変位計測の精度を向上させることができる。
【００１３】
カメラ１４は、上部構造体４０または下部構造体４２のうち、マーカ１２が設置されていない他方の構造体に設置される。本実施の形態では、図２に示すようにカメラ１４は上部構造体４０に設置されている。カメラ１４は、その光軸方向に対向して設置された複数のマーカ１２を撮影範囲Ａに含んでいる。
カメラ１４は、撮影機能と画像の記録機能を有している。例えば動画撮影用のＣＣＤカメラである。カメラ１４は、図示しない電源（直流電源および常用電源）に接続されており、これら電源から電力の供給を受けて稼働する。地震などの停電で常用電源からの供給電源が断絶しても直流電源で必要な撮影時間に必要な電源は保有しているものとする。なお、本実施の形態では、記録した画像をカメラ１４に接続した通信部１６を経由してコンピュータ１８に送信するが、コンピュータ１８が直接カメラ１４内の記憶装置から直接コピーして吸い上げても良い。
【００１４】
カメラ１４での撮影は常時行ってもよいが、例えば通常時はカメラ１４をスリープ状態にしておき、加速度センサ２４（振動検知部）により所定値以上の加速度、すなわち主に地震による振動を検知した場合にカメラ１４を起動して画像の撮影を所定時間行った後、再度スリープ状態に戻るようにしてもよい。これにより、カメラ１４の消費電力を低減することができる。
以下、本実施の形態では、カメラ１４は加速度センサ２４により振動が検知された場合に撮影を開始するものとする。
なお、例えばカメラ１４で常時画像の撮影を行い、カメラ１４の記憶容量分の画像を保存しつつ、古い画像から順に上書きしていくようにしてもよい。また、例えばカメラ１４で常時画像の撮影を行うが保存はせず、加速度センサ２４で振動を検知した場合に画像の保存を開始するようにしてもよい。
【００１５】
図２に示すようなマーカ１２とカメラ１４との対は、上部構造体４０と下部構造体４２との間の空間Ｓに複数設けられていてもよい。
【００１６】
通信部１６は、カメラ１４で撮影した画像をコンピュータ１８に送信する。画像の送信は、カメラ１４での撮影中に逐次行ってもよいし、振動が停止してからなど、画像の撮影後所定時間経過後に行ってもよい。なお、カメラ１４からデータを直接吸い上げる場合には通信部１６は無くてもよい。
通信部１６によるコンピュータ１８との通信は、有線／無線のいずれで行ってもよい。
【００１７】
コンピュータ１８は、カメラ１４等が設置された空間Ｓから離れた場所に設けられている。コンピュータ１８は、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部、モニタ、キーボードなどを含んで構成される。なお、コンピュータ１８は常設されていなくてもよく、建物内になくても良い。例えば画像データの吸い上げ時にコンピュータ１８をカメラ１４の近傍に持ってきてもよい。
コンピュータ１８は、上記ＣＰＵが上記制御プログラムを実行することにより、変位量算出部２０として機能する。
【００１８】
変位量算出部２０は、カメラ１４で撮影された画像に基づいて、上部構造体４０と下部構造体４２との間の３次元変位量を算出する。
より詳細には、変位量算出部２０は、３つのマーカ１２の各中心位置およびカメラ１４のレンズ中心からなる三角錐の頂点を画像解析により算出し、三角関数解析や連立３元２次方程式を非線形解析して、各時刻（連続して撮影された各画像）における３次元６値（位置姿勢＝Ｘ，Ｙ，Ｚ、ピッチング、ローリング、ヨーイング）を算出する。
また、各時刻における位置姿勢に基づいて、ガル、カイン、加速方向などの速度成分を含んだパラメータについても算出することができる。
すなわち、変位量算出部２０によって各種パラメータを算出することによって、建物と地盤との相対変位（水平方向および鉛直方向）を時間的に評価することが可能となる。
【００１９】
なお、図１では水平方向に配置されたマーカ群１１（第１のマーカ群）のみを設けているが、これに限らず例えば図５のように鉛直方向に配置されたマーカ群５１（第２のマーカ群）を設けてもよい。
図５に示すマーカ群５１は、下部構造体４２の表面（カメラ１４が設けられていない側の構造体）から上方（垂直方向）に立設された壁状部材５０に取着され、所定の形状を有する３つ以上のマーカ５２からなる。マーカ５２の形状や配置の制限は、マーカ１２と同様である。例えば図５ではマーカ５２が支持部材５３の先端に配置されているが、マーカ５２を壁状部材５０の表面に直接配置してもよい。
カメラ１４は、水平方向に配置されるマーカ群１１とともに鉛直方向に配置されるマーカ群５１を撮影範囲に含むようにする。図５の例では、マーカ群１１を撮影する第１のカメラ１４Ａと、マーカ群５１を撮影する第２のカメラ１４Ｂとを備えるように構成した。
なお、図５のように２台のカメラを設けるのではなく、例えば図１のように１台のカメラ１４のみを配置し、カメラ１４のレンズの前方にハーフミラーやピンホールミラーを付置し、マーカ群１１とマーカ群５１とを同時に撮影するようにしてもよい。
図５のように鉛直方向にもマーカ群５１を配置した場合、変位量算出部２０は、マーカ群１１の画像に基づいて上部構造体４０と下部構造体４２との間の水平方向の相対変位量を算出し、マーカ群５１の画像に基づいて上部構造体４０と下部構造体４２との間の鉛直方向の相対変位量を算出する。
上述のように、上部構造体４０と下部構造体４２との間の３次元変位量は、マーカ群１１またはマーカ群５１のいずれか一方のみでも算出可能である。しかし、水平方向と鉛直方向にそれぞれマーカ群を配置することで、より精度の高い３次元変位量を算出することが可能となる。
【００２０】
図４は、変位計測システム１０の処理を示すフローチャートである。
初期状態においては、変位計測システム１０はスリープ状態である（ステップＳ４００）。加速度センサ２４で振動を検知するまで（ステップＳ４０１：Ｎｏのループ）、変位計測システム１０はスリープ状態を継続する。
加速度センサ２４で振動を検知すると（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ、振動検知工程）、カメラ１４が起動し（ステップＳ４０２）、マーカ１２の撮影を開始し（ステップＳ４０４、撮影工程）、撮影した画像を内部メモリに記録する（ステップＳ４０６）。
振動を検知してから所定時間が経過、または振動の停止を検知してから所定時間が経過するまでは（ステップＳ４０８：Ｎｏのループ）、ステップＳ４０４に戻り、カメラ１４での画像撮影・記録を継続する。
所定時間が経過すると（ステップＳ４０８：Ｙｅｓ）、カメラ１４は画像の撮影を停止し、スリープ状態に移行する（ステップＳ４１０）。
カメラ１４内に記録された画像は、通信部１６によりコンピュータ１８に送信される（ステップＳ４１１）。なお、通信部１６を用いずにコンピュータ１８がカメラ１４から直接画像データを吸い上げてもよい。
コンピュータ１８の変位量算出部２０は、カメラ１４から送信された画像に基づいて上部構造体４０と下部構造体４２との間の３次元変位量を算出する（ステップＳ４１２、変位算出工程）。
【００２１】
以上説明したように、実施の形態にかかる変位計測システム１０は、複数のマーカ１２を連続して撮影した画像に基づいて、上部構造体４０と下部構造体４２との間の３次元変位量を継時的に算出するので、振動発生時における変位量の最大値のみならず、変位の経路、総量および時間的変化を把握することができる。また、水平方向の変位のみならず、上下方向の変位、回転方向の変位も算出するので、より変位による構造物への影響を正確に推定する上で有利となる。また、構造物にはカメラ１４およびマーカ１２を配置するのみでよく、高価な地震計などを設置するのと比較して簡便な構成で構造物の変位を計測することができる。
また、変位計測システム１０において、垂直方向に立設された支持部材１３の先端にマーカ１２が配置すれば上下方向の変位を精度よく計測する上で有利となる。
また、変位計測システム１０において、複数のマーカ１２の形状または色の少なくともいずれか一方をそれぞれ異なるようにすれば、それぞれのマーカ１２を精度よく識別する上で有利となる。
また、変位計測システム１０において、振動発生時以外にはカメラ１４での撮影を行わないようにすれば、カメラ１４の消費電力および処理負荷を低減する上で有利となる。
また、変位計測システム１０を用いることにより、振動発生時における免震装置３０周辺の変位量を計測することができ、振動が免震装置３０に与えた損傷を精度よく推定する上で有利となる。
【００２２】
本実施の形態では、上部構造体４０と下部構造体４２とが免震装置３０によって結合されている場合について説明したが、本発明が適用可能な上部構造体４０と下部構造体４２との結合態様はこれに限らず、従来公知の様々な態様に適用可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  変位計測システム
１１，５１  マーカ群
１２，５２  マーカ
１４  カメラ
１６  通信部
１８  コンピュータ
２０  変位量算出部
２４  加速度センサ
３０  免震装置
４０  上部構造体
４２  下部構造体
Ａ  撮影範囲
Ｓ  空間
【図１】
2020003290.tif 000003
【図２】
2020003290.tif 000004
【図３】
2020003290.tif 000005
【図４】
2020003290.tif 000006
【図５】
2020003290.tif 000007