(57)【要約】建造物の構造情報に応じた損傷の影響度を考慮し、正確かつ効率的な健全度判定を行うことを可能とする健全度判定装置、健全度判定方法および健全度判定プログラムを提供する。Ｓ１１では、検査特定部１４は、建造物構造情報に基づき、ポイントとなる部材位置と、健全性の判定の対象となる損傷種類を特定する。検査データ分析部１６は、画像データを検査データ取得部１５から取得して分析し、この画像データから、検査対象として特定された損傷種類の損傷が存在するか否か、および、その損傷が存在する場合はその損傷の程度を決定する。Ｓ１２では、損傷影響度算出部１７は、損傷ごとの損傷影響度を算出する。Ｓ１３では、健全度判定部３１は、損傷ごとの損傷影響度に基づいて、建造物全体の健全度を判定する。Ｓ１４では、健全度出力部３２は、Ｓ１３で判定された健全度をディスプレイやプリンタなどに出力する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の建造物の表面を被写体とした撮影画像から１または複数の前記建造物の損傷の部位を抽出する損傷部位抽出手段と、
前記撮影画像における前記建造物の構造上の重要部位の位置を決定する重要部位位置決定手段と、
前記重要部位位置決定手段が決定した前記建造物の重要部位の位置と、前記損傷部位抽出手段が抽出した前記建造物の損傷の部位との相対的位置関係に基づいて、前記建造物の損傷の部位の影響度を示す損傷影響度を、前記建造物の損傷の部位ごとに算出する損傷影響度算出手段と、
前記損傷影響度算出手段が算出した前記建造物の損傷の部位ごとの損傷影響度に基づいて、前記建造物の健全度を判定する健全度判定手段と、
を備える健全度判定装置。
【請求項２】
前記損傷影響度算出手段は、前記建造物の重要部位の位置と、前記建造物の損傷の部位との間の距離の逆数に応じて、前記損傷影響度を算出する請求項１に記載の健全度判定装置。
【請求項３】
前記損傷部位抽出手段の抽出した前記建造物の損傷の部位における損傷の種類および損傷の程度を抽出する損傷抽出手段をさらに備え、
前記損傷影響度算出手段は、前記重要部位位置決定手段が決定した前記建造物の重要部位の位置と前記損傷部位抽出手段が抽出した前記建造物の損傷の部位との相対的位置関係と、前記損傷抽出手段が抽出した前記建造物の損傷の部位における損傷の種類および損傷の程度とに基づいて、前記建造物の損傷の部位の影響度を示す損傷影響度を算出する請求項１または２に記載の健全度判定装置。
【請求項４】
前記建造物の重要部位は、前記建造物の部材の接合部、支承およびコンクリートの配筋箇所のうち少なくとも１つを含む請求項３に記載の健全度判定装置。
【請求項５】
前記重要部位位置決定手段の決定した前記建造物の重要部位の位置は、コンクリート橋桁支間中央部または鋼橋桁支間中央部であり、
前記建造物の損傷の部位における損傷の種類は、コンクリート橋桁のひびわれ、鋼コンクリート橋桁の腐食、亀裂および破断のうち少なくとも１つを含み、
前記建造物の損傷の部位における損傷の程度は、コンクリート橋桁のひびわれ、鋼コンクリート橋桁の腐食、亀裂および破断の進行度のうち少なくとも１つを含み、
前記損傷影響度算出手段は、前記建造物の重要部位の位置と、前記建造物の損傷の部位との間の距離の逆数に、前記コンクリート橋桁のひびわれ、鋼コンクリート橋桁の腐食、亀裂および破断の進行度のうち少なくとも１つを乗じた値に応じて、前記損傷影響度を算出する請求項４に記載の健全度判定装置。
【請求項６】
前記コンクリート橋桁のひびわれ、鋼コンクリート橋桁の腐食、亀裂および破断の進行度は、前記コンクリート橋桁のひびわれの長さおよび幅、前記鋼コンクリート橋桁の腐食の面積、前記鋼コンクリート橋桁の亀裂および破断の長さおよび幅のうち少なくとも１つを含む請求項５に記載の健全度判定装置。
【請求項７】
前記コンクリート橋桁のひびわれ、鋼コンクリート橋桁の腐食、亀裂および破断の進行度は、前記コンクリート橋桁のひびわれの長さおよび幅の変化率、前記鋼コンクリート橋桁の腐食の面積の変化率、前記鋼コンクリート橋桁の亀裂および破断の長さおよび幅の変化率のうち少なくとも１つを含む請求項５に記載の健全度判定装置。
【請求項８】
前記建造物の構造情報を取得する構造情報取得手段をさらに備え、
前記重要部位位置決定手段は、前記構造情報取得手段が取得した前記建造物の構造情報に基づいて、前記建造物の重要部位の位置を決定する請求項１〜７のいずれか１項に記載の健全度判定装置。
【請求項９】
前記構造情報取得手段は、前記建造物を被写体とした撮影画像から前記建造物の構造情報を取得する請求項８に記載の健全度判定装置。
【請求項１０】
前記健全度判定手段の判定した前記建造物の健全度を出力する健全度出力手段をさらに備える請求項１〜９のいずれか１項に記載の健全度判定装置。
【請求項１１】
前記健全度出力手段は、前記損傷影響度算出手段が算出した前記建造物の損傷の部位ごとの前記損傷影響度に応じて、前記損傷部位抽出手段が抽出した前記建造物の損傷の部位の撮影画像の全部または一部を出力する請求項１０に記載の健全度判定装置。
【請求項１２】
任意の建造物の表面を被写体とした撮影画像から１または複数の前記建造物の損傷の部位を抽出する損傷部位抽出ステップと、
前記撮影画像における前記建造物の構造上の重要部位の位置を決定する重要部位位置決定ステップと、
前記重要部位位置決定ステップが決定した前記建造物の重要部位の位置と、前記損傷部位抽出ステップが抽出した前記建造物の損傷の部位との相対的位置関係に基づいて、前記建造物の損傷の部位の影響度を示す損傷影響度を、前記建造物の損傷の部位ごとに算出する損傷影響度算出ステップと、
前記損傷影響度算出ステップが算出した前記建造物の損傷の部位ごとの損傷影響度に基づいて、前記建造物の健全度を判定する健全度判定ステップと、
を備える健全度判定方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の健全度判定方法をコンピュータに実行させるための健全度判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、健全度判定装置、健全度判定方法および健全度判定プログラムに関し、特に、建造物の健全度を診断するための健全度判定装置、健全度判定方法および健全度判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、橋梁、トンネル、およびビルなどの建造物の健全度を、建造物の点検結果から判定することが行われている。点検はひび割れなどの変状現象の観測として行われ、この情報と周囲の環境および建造物の設計情報などに基づいてその変状原因を特定し、健全度の判定が行われる。【０００３】
健全度の判定を正確に行うためには、高度かつ広範な専門知識と、長い分析時間が必要である。このため、健全度の判定を支援するシステムが考案されている。【０００４】
特許文献１には、構成要素ごとに備えられた試験体を分析して、構成要素ごとの劣化状況を診断することが記載されている。建物の基礎についてブロック状の試験体を取外して分析した結果、中性化が進んでいなければ改修せず、コンクリートの厚さのどの部分まで中性化が進んでいるかによって、例えば表面に防水性の塗膜を形成する必要がある場合や、中性化した部分を除去して再度コンクリートを打設する等の劣化具合に合わせた改修が可能となる。外壁材は塗膜表面のクラックがわずかに発生している場合は表面を再塗装して補修するだけで十分であり、この改修で初期の性能を十分に発揮でき、寿命に影響を与えないと判断できる。このように構成要素ごとに備えられた試験体を分析して、構成要素ごとの劣化状況を正確に診断して改修を行うため、構成要素ごとに最適な改修を行うことができる。【０００５】
特許文献２には、橋梁の部材とその部材で発生しうる損傷の種類（検査対象損傷）との対応関係を示す選択肢テーブルを用いて、入力可能な損傷の種類の選択肢を調査員に対して表示することが記載されている。これにより、工種、部材、および材料の組み合わせに関連する損傷区分と損傷区分に対応する損傷程度の評価項目および評価基準を選択肢として調査員に提示し、それぞれの損傷を調査員に評価させる指針を与える。また、管理者が調査員にアドバイスを送ってから写真を撮影させることも記載されている。【０００６】
特許文献３には、建造物の変状情報、構造情報、および周囲情報に基づいて変状原因を推定し、健全度を判定するシステムが記載されている。すなわち、変状展開図からトンネルの覆工にあるひび割れのうち外力に起因するものを自動的にピックアップし、これをあらかじめ５０種類以上あるひび割れ変状パターンと照合してどのひび割れ変状パターンに該当するかをチェックし、該当したひび割れ変状パターンおよび周辺の地山条件、地質条件、建設時の施工条件および構造条件等の基本情報を基に、トンネルに作用する外力が何であるか（変状原因）を推定する。さらに、推定された変状原因と共に、上記の基本情報に関する情報を踏まえてトンネルの力学的健全度を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2003-329550号公報
【特許文献２】特開2006-338312号公報
【特許文献３】特許4279159号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、社会的インフラの老朽化が問題となっている。老朽化した社会的インフラのメンテナンスに際しては、専門知識を持った検査員がインフラの各所を詳細に検査することが望ましいが、予算、人員、およびインフラの設置場所や設置数の点から制約があり、全てのインフラを即座にくまなく検査するのは難しい。したがって、緊急に対策が必要な重大な損傷とそうでない損傷を区別するための、要点を絞った検査を簡易かつ迅速に行うための仕組みが求められる。【０００９】
特許文献１では、構造物の構成要素の種類のみから劣化状況を診断しており、構造上の部材の位置との関係で損傷がどれだけ建造物全体の健全度に影響を及ぼすかを分析していない。このため、構造上建造物の安全性に影響の大きい箇所が損傷を受けているにもかかわらず、補修工事の必要度が低いと判定する可能性がある。また、特許文献１では、各構成要素に試験回数分の試験体を予め固定しておき、試験の度に試験体を取り出して分析する必要があるため、試験体のない構造物には応用できない。【００１０】
特許文献２では、評価自体は調査員が行うため、調査員に専門知識が必要である。また、工種、部材、および材料の組み合わせごとに調査員がいちいち評価項目と評価基準を確認しなければならないため、現場での検査に時間がかかる。【００１１】
特許文献３では、建造物の変状や損傷をその発生部位や損傷種類による建造物の強度や健全度に対する影響の違いに関係なく、建造物全体の変状や損傷の情報から健全度の判定を行っている。このため、建造物の健全度を判定するためには、建造物全体の検査を実施する必要があり大きな労力が必要である。また、特許文献３では、損傷の発生部位や種類による影響を評価していないため、正確な判定ができない場合がある。さらに、特許文献３では、トンネルの基本情報からの変状原因の推定がどのようにされるかが具体的に記載されていない。このため、力学的健全度の判定は、専門的な知識を有する技術者による、トンネルの基本情報を考慮した変状原因の推定に依存することになる。よって、検査対象のトンネルごとにいちいち技術者が変状原因の推定を行わなければならず、人材の確保の点で難がある。【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、建造物の構造情報に応じた損傷の影響度を考慮し、正確かつ効率的な健全度判定を行うことを可能とする健全度判定装置、健全度判定方法および健全度判定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本願発明の第１の態様は、任意の建造物の表面を被写体とした撮影画像から１または複数の建造物の損傷の部位を抽出する損傷部位抽出手段と、撮影画像における建造物の構造上の重要部位の位置を決定する重要部位位置決定手段と、重要部位位置決定手段が決定した建造物の重要部位の位置と、損傷部位抽出手段が抽出した建造物の損傷の部位との相対的位置関係に基づいて、建造物の損傷の部位の影響度を示す損傷影響度を、建造物の損傷の部位ごとに算出する損傷影響度算出手段と、損傷影響度算出手段が算出した建造物の損傷の部位ごとの損傷影響度に基づいて、建造物の健全度を判定する健全度判定手段と、を備える健全度判定装置を提供する。【００１４】
この発明によると、建造物の重要部位の位置と、建造物の損傷の部位との相対的位置関係に基づいて、建造物の損傷の部位の影響度を示す損傷影響度を、建造物の損傷の部位ごとに算出し、算出した建造物の損傷の部位ごとの損傷影響度に基づいて、建造物の健全度を判定する。建造物から抽出された各損傷の位置に応じた損傷の影響度によって建造物全体の健全度が判定でき、建造物の構造情報を考慮した正確かつ効率的な健全度判定を行うことが可能である。【００１５】
本願発明の第２の態様に係る健全度判定装置において、損傷影響度算出手段は、建造物の重要部位の位置と、建造物の損傷の部位との間の距離の逆数に応じて、損傷影響度を算出する。【００１６】
本願発明の第３の態様に係る健全度判定装置は、損傷部位抽出手段の抽出した建造物の損傷の部位における損傷の種類および損傷の程度を抽出する損傷抽出手段をさらに備え、損傷影響度算出手段は、重要部位位置決定手段が決定した建造物の重要部位の位置と損傷部位抽出手段が抽出した建造物の損傷の部位との相対的位置関係と、損傷抽出手段が抽出した建造物の損傷の部位における損傷の種類および損傷の程度とに基づいて、建造物の損傷の部位の影響度を示す損傷影響度を算出する。【００１７】
本願発明の第４の態様に係る健全度判定装置において、建造物の重要部位は、建造物の部材の接合部、支承およびコンクリートの配筋箇所のうち少なくとも１つを含む。【００１８】
本願発明の第５の態様に係る健全度判定装置において、重要部位位置決定手段の決定した建造物の重要部位の位置は、コンクリート橋桁支間中央部または鋼橋桁支間中央部であり、建造物の損傷の部位における損傷の種類は、コンクリート橋桁のひびわれ、鋼コンクリート橋桁の腐食、亀裂および破断のうち少なくとも１つを含み、建造物の損傷の部位における損傷の程度は、コンクリート橋桁のひびわれ、鋼コンクリート橋桁の腐食、亀裂および破断の進行度のうち少なくとも１つを含み、損傷影響度算出手段は、建造物の重要部位の位置と、建造物の損傷の部位との間の距離の逆数に、コンクリート橋桁のひびわれ、鋼コンクリート橋桁の腐食、亀裂および破断の進行度のうち少なくとも１つを乗じた値に応じて、損傷影響度を算出する。【００１９】
本願発明の第６の態様に係る健全度判定装置において、コンクリート橋桁のひびわれ、鋼コンクリート橋桁の腐食、亀裂および破断の進行度は、コンクリート橋桁のひびわれの長さおよび幅、鋼コンクリート橋桁の腐食の面積、鋼コンクリート橋桁の亀裂および破断の長さおよび幅のうち少なくとも１つを含む。【００２０】
本願発明の第７の態様に係る健全度判定装置において、コンクリート橋桁のひびわれ、鋼コンクリート橋桁の腐食、亀裂および破断の進行度は、コンクリート橋桁のひびわれの長さおよび幅の変化率、鋼コンクリート橋桁の腐食の面積の変化率、鋼コンクリート橋桁の亀裂および破断の長さおよび幅の変化率のうち少なくとも１つを含む。【００２１】
本願発明の第８の態様に係る健全度判定装置は、建造物の構造情報を取得する構造情報取得手段をさらに備え、重要部位位置決定手段は、構造情報取得手段が取得した建造物の構造情報に基づいて、建造物の重要部位の位置を決定する。【００２２】
本願発明の第９の態様に係る健全度判定装置において、構造情報取得手段は、建造物を被写体とした撮影画像から建造物の構造情報を取得する。【００２３】
本願発明の第１０の態様に係る健全度判定装置において、健全度判定手段の判定した建造物の健全度を出力する健全度出力手段をさらに備える。【００２４】
本願発明の第１１の態様に係る健全度判定装置において、健全度出力手段は、損傷影響度算出手段が算出した建造物の損傷の部位ごとの損傷影響度に応じて、損傷部位抽出手段が抽出した建造物の損傷の部位の撮影画像の全部または一部を出力する。【００２５】
本願発明の第１１の態様は、任意の建造物の表面を被写体とした撮影画像から１または複数の建造物の損傷の部位を抽出する損傷部位抽出ステップと、撮影画像における建造物の構造上の重要部位の位置を決定する重要部位位置決定ステップと、重要部位位置決定ステップが決定した建造物の重要部位の位置と、損傷部位抽出ステップが抽出した建造物の損傷の部位との相対的位置関係に基づいて、建造物の損傷の部位の影響度を示す損傷影響度を、建造物の損傷の部位ごとに算出する損傷影響度算出ステップと、損傷影響度算出ステップが算出した建造物の損傷の部位ごとの損傷影響度に基づいて、建造物の健全度を判定する健全度判定ステップと、を備える健全度判定方法を提供する。【００２６】
この健全度判定方法をコンピュータに実行させるための健全度判定プログラムも本願発明に含まれる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、建造物の重要部位の位置と、建造物の損傷の部位との相対的位置関係に基づいて、建造物の損傷の部位の影響度を示す損傷影響度を、建造物の損傷の部位ごとに算出し、算出した建造物の損傷の部位ごとの損傷影響度に基づいて、建造物の健全度を判定する。建造物から抽出された各損傷の位置に応じた損傷の影響度によって建造物全体の健全度が判定でき、建造物の構造情報を考慮した正確かつ効率的な健全度判定を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】健全度判定装置の概略構成を示すブロック図
【図２】建造物構造情報ＤＢに蓄積される建造物構造情報の一例を示す図
【図３】建造物の構造モデルの一例を示す図
【図４】検査データの一例を示す図
【図５】床版のひび割れの進行の一例を示す図
【図６】健全度判定処理のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、本発明を適用した健全度判定装置１００の概略構成を示すブロック図である。健全度判定装置１００は、検査特定部１４、検査データ取得部１５、検査データ分析部１６、損傷影響度算出部１７、建造物構造情報データベース（ＤＢ）１８、健全度判定部３１、および健全度出力部３２を備える。
【００３０】
健全度判定装置１００の備える各部は、プロセッサ、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、ディスプレイ、スピーカ、タッチパネル、および通信インターフェースなどで構成された、パソコン、スマートフォン、携帯電話、およびタブレット端末などの既知の情報処理デバイスで構成することが可能である。
【００３１】
図２に例示するように、建造物構造情報ＤＢ１８には、検査対象となる任意の建造物の設計図書や竣工図、名称、建造物の構造形式、検査対象となる任意の建造物の構造の外観を記録した画像データ、建造物の各部位の構造および材質、および建造物の各部位の構造上の位置関係などが蓄積される。図示は省略するが、建造物構造情報ＤＢ１８は、異なる複数の建造物の建造物構造情報を蓄積してもよいし、検査対象となる１つの建造物の建造物構造情報を蓄積してもよい。構造情報取得手段は、建造物構造情報ＤＢ１８に対応する。
【００３２】
例えば、建造物が橋であれば、建造物の基本構造の形式は桁橋、トラス橋、アーチ橋、吊り橋、あるいはラーメン橋などとなる。
【００３３】
桁橋の各部位の材質については、桁橋の上部構造の主桁および横桁は鋼製、床版はプレストレストコンクリート（ＰＣ：Prestressed Concrete）製、支承はゴム製、下部構造は鉄筋コンクリート（ＲＣ：Reinforced Concrete）製の杭基礎あるいは直接基礎などとなる。
【００３４】
検査対象となる建造物の設計図書や竣工図の入手が不可能な場合、検査特定部１４は、検査対象の建造物の全体外観写真（図２参照）と、建造物構造情報ＤＢ１８に登録された典型的な建造物の構造モデル（図３参照）とを比較し、検査対象となる建造物構造情報を決定することができる。これは人的な作業によっても可能であるし、コンピュータへの入力作業やコンピュータによる処理によって自動化あるいは半自動化することも可能である。検査対象となる建造物の設計図書や竣工図の入手が可能な場合は、それをそのまま建造物構造情報ＤＢ１８に建造物構造情報として蓄積することができる。ただし、設計図書や竣工図と実際の施工結果が異なっていたり、補修や部材の交換によって現状が設計図書や竣工図と異なることもあるので、可能であれば、これらも建造物構造情報に含めるとよい。
【００３５】
検査特定部１４は、建造物構造情報ＤＢ１８の建造物構造情報に基づき、建造物の構成部材の中から、建造物の健全性の判定のポイントとなる建造物の重要部位の位置であるポイント部材位置と、そのポイント部材位置の近傍での健全性の判定対象となる損傷種類を特定する。これは、健全性の判定にあたって、構造上重要な部材位置と、その近傍で問題となる損傷の種類を予め特定する機能である。一例として、ポイント部材位置と損傷種類の特定は以下の通りとなる。重要部位位置決定手段は、検査特定部１４の上記機能に対応する。
【００３６】
建造物構造情報ＤＢ１８に蓄積された建造物構造情報において、検査対象となる建造物の基本構造の形式は桁橋、桁橋の上部構造の主桁および横桁は鋼製、床版はコンクリート製、支承はゴム製と定義されているとする。
【００３７】
この場合、検査特定部１４は、桁橋の上部構造の主桁の支間中央部の鋼製部材をポイント部材位置に特定し、かつ、主桁の支間中央部の鋼製部材の腐食、破断、亀裂、たわみ、ボルトまたはナットの脱落を、検査対象の損傷種類に特定する。これは、鋼製部材全てを検査するのでなく、構造力学的に特に過重のかかる（曲げモーメント最大位置）主桁の支間中央部とその近傍を重点的に検査するためである。図３の符号I2,I4,I6は、ポイント部材位置に特定された主桁の支間中央部の鋼製部材の位置を例示する。
【００３８】
また、検査特定部１４は、床版下面をポイント部材位置に特定し、かつ床版下面のひび割れおよびコンクリート剥離および浮きを検査対象の損傷種類に特定する。図３の符号I12,I13,I14は、ポイント部材位置に特定された床版下面の位置を例示する。
【００３９】
その他、コンクリート橋の場合、支承反力、地震、温度変化による水平力等により損傷を受けやすい端支点部、負の曲げモーメントおよびせん断力が最大となりひび割れが発生しやすい中間支点部、鉄筋の曲げ上げ点で鉄筋量が少なくひび割れの発生しやすい支間１／４付近、引張応力の集中によるひび割れが発生しやすい定着部、局部的な応力集中によるひび割れの発生するゲルバーヒンジ部や桁切欠部、打継目部、支承、ボルト、ナット、およびリベットなどの部材の接合部、および配筋箇所などをポイント部材位置に特定し、ひび割れを検査対象の損傷種類に特定することができる。鋼橋の場合、せん断亀裂の発生する支間１／４付近、局部的な応力集中による亀裂の発生するヒンジ部、支承、ボルト、ナット、およびリベットなどの部材の接合部、コンクリート製壁や床版の配筋箇所などをポイント部材位置に特定し、亀裂を検査対象の損傷種類に特定することができる。
【００４０】
また、検査特定部１４は、橋脚基礎部をポイント部材位置に特定し、かつ、橋脚基礎部の洗掘、沈下、移動、傾斜を検査対象の損傷種類に特定する。図３の符号I8,I9,I10,I11は、ポイント部材位置に特定された橋脚基礎部の位置を例示する。
【００４１】
なお、本明細書で使用される「検査」という用語は、必ずしも建造物についての専門知識を持った人員による技能や判断のみを含むのではなく、現場にて画像を撮影するだけのような単純作業も含みうる。また、本明細書でいう画像とは、可視光画像だけでなく、赤外線画像でもよい。
【００４２】
図４に例示するように、検査データ取得部１５が取得する検査データは、検査対象となる任意の建造物の各部材を被写体とした画像データと、その画像を記録した各部材の位置情報と、画像データの撮影日時を含む。図４の（ａ）部分は縦桁・横桁の撮影画像、（ｂ）部分は床版下面の撮影画像、（ｃ）部分は橋脚基礎部の撮影画像を例示する。これの部材の位置情報は、ＧＰＳ（Global Positioning System）で得られた位置情報に基づいてもよい。例えば、ＧＰＳ付きカメラを携帯した人員、ＧＰＳ付きカメラを搭載したドローンあるいはロボットにて、部材の位置情報の対応づけられた画像データを記録する。また、カメラの撮影日時記録機能にて、画像データの撮影時点が、画像データに対応づけて記録される。
【００４３】
建造物の各部材の被写体像をカメラで記録する際には、各部材が全てまんべんなく画像データに収められていればよく、撮影者あるいは撮影機器が重要な部材とそうでない部材を選別して撮影する必要はない。すなわち、撮影時には、撮影箇所を選別する必要はないが、その代り建造物の各部材を可能な限りくまなく被写体に捉えて撮影する必要がある。また、撮影は一度きりでなくてもよく、定点観測のように、同一部材位置を異なる時間で複数回撮影することも含まれる。
【００４４】
なお、健全度の判定に必要なのは、部材の地球上の位置情報ではなく、建造物における各部材の存在位置の情報であるため、地球上の位置情報は、検査対象の建造物に設定された局所的座標における建造物上の相対的な位置情報に変換する必要がある。例えば、この変換は、地球上の位置情報を建造物上に適宜設定された座標（例えば、橋の起点を原点としたＸＹＺ座標）に変換することで行われる。これは単なる線型変換で実現できる。以下では、検査データに含まれる部材の位置情報は、建造物上の部材の位置情報であるものとする。
【００４５】
例えば、図４の（ａ）部分の撮影画像の撮影位置は、図３のP-14であり、図４の（ｂ）部分の撮影画像の撮影位置は図３のP-15であり、図４の（ｃ）部分の撮影画像の撮影位置は図３のP-18である。撮影位置は、１次的な点でもよいし、２次元あるいは３次元的な範囲でもよいが、範囲の場合は、この範囲の中心や重心などの１次的な点を撮影位置とする。これは後述のように、ポイント部材位置と撮影位置との間の距離を求めるためである。
【００４６】
検査データ取得部１５は、上述のＧＰＳ付きカメラを搭載したドローンあるいはロボットといった可動機器から検査データを取得してもよいし、検査データ取得部１５自身が検査データを生成する機器であってもよい。
【００４７】
検査データ分析部１６は、検査特定部１４によって特定されたポイント部材位置ごとに、ポイント部材位置の近傍（例えばポイント部材位置から橋軸方向に半径５ｍ以内）を撮影位置とする画像データを検査データ取得部１５から取得して分析し、この画像データから、検査対象として特定された損傷種類の損傷が存在するか否か、および、その損傷が存在する場合はその損傷の程度を決定する。以下では、これらの損傷の有無および損傷の程度を示す情報を、損傷情報と呼ぶ。損傷部位抽出手段および損傷抽出手段は、検査データ分析部１６の上記機能に対応する。
【００４８】
これは例えば、床版のひび割れ、剥離、または鉄筋露出の範囲の幅、長さおよび面積、鉄筋露出の単位面積あたりの本数、主桁のたわみの長さ、主桁の鋼製部材の腐食の面積、亀裂の長さ、ボルトまたはナットの脱落の数、橋脚の洗掘、沈下、移動、および傾斜の長さを、部材を被写体とした画像を分析することで、損傷の程度が抽出される。時系列的な定点観測画像がある場合は、これらの損傷程度の時間的変化率を改めて損傷の程度とすることができる。なお、被写体とともにスケールを画像に写しておけば、長さ、幅、および範囲に関する損傷の程度の決定が容易である。また、各種の画像解析を使用することで、損傷とその周囲の健全箇所との色の違いを識別し、腐食、石灰化、および鉄筋露出などの色の変化を伴う損傷範囲を決定できる。画像分析ができない場合は、ユーザの手動入力によって、損傷情報を決定してもよい。
【００４９】
損傷影響度算出部１７は、検査特定部１４が特定した損傷ごとに、当該損傷に最も近いポイント部材位置と、当該損傷の画像の撮影位置と、当該損傷の程度とから、当該損傷が建造物全体の健全性に与える影響度（以下、損傷影響度と呼ぶ）を算出する。損傷影響度算出手段は、損傷影響度算出部１７の上記機能に対応する。
【００５０】
一例として、損傷影響度の算出の方法は、以下の通りとなる。
【００５１】
（１）床版のひび割れの時系列的な定点観測画像がない場合は、床版のひび割れの損傷影響度＝床版のひび割れの面積／最も近い床版下面のポイント部材位置から床版のひび割れの抽出された画像の撮影位置までの距離。
【００５２】
ここで、床版のひび割れの面積Sは、図４の（ｂ）部分に例示するような、ひび割れ部分の縦の長さ（X1-X0）とひび割れ部分の横の長さ（Y1-Y0）の積、すなわちS=（X1-X0）*（Y1-Y0）である。床版のひび割れの面積は画像から求めた近似値であってもよいし、実測面積でもよい。
【００５３】
（２）床版のひび割れの時系列的な定点観測画像がある場合は、床版のひび割れの損傷影響度＝単位時間当たりの床版のひび割れの面積の拡大率／床版下面のポイント部材位置から床版のひび割れの抽出された画像の撮影位置までの距離。
【００５４】
ここで、図５に例示するように、撮影時点txにおける床版のひび割れの面積の拡大率rtxは、次のように表すことができる。
【００５５】
rtx=(ntx-ntx-1)/(tx-tx-1)
ここで、
ntx＝撮影時点txにおける単位面積当たりのサイコロ状のクラックの数
ntx-1＝撮影時点tx-1における単位面積当たりのサイコロ状のクラックの数
ただし、tx-1＜txである。
【００５６】
すなわち、rtxの算出により、単位時間当たりのクラック密度の増加度すなわちクラック増加率が分かる。単位時間としては、日、週、月、および年などが使用できる。床版のクラック増加率の増加の原因としては、短期間での交通量の異常な増大、過積載車両の通行、および融雪剤の異常な使用による塩害などが考えられる。
【００５７】
（３）床版の剥離、さび汁、石灰遊離、または鉄筋露出の範囲の幅、長さおよび面積、鉄筋露出の単位面積あたりの本数、主桁のたわみの長さ、主桁の鋼製部材の腐食、破断、亀裂の長さ、幅および面積、ボルトまたはナットの脱落の数、橋脚の洗掘、沈下、移動、ひび割れの長さ、傾斜の角度、伸縮装置の橋軸直角方向ずれの長さ、遊間長さ、および舗装のポットホール面積などについても、床版のひび割れと同様の損傷影響度を算出できる。すなわち、損傷影響度＝損傷の程度／最も近くのポイント部材位置から損傷抽出位置までの距離の式に従い、損傷の影響度を算出する。つまり、ポイント部材位置から損傷抽出位置までの距離が小さければ、重要部材に対する損傷の影響度が高くなり、当該距離が大きければ、損傷の影響度が低くなる。上記式の距離は、１を超える値でべき乗された距離に置き換えられてもよい。さらに、同一の撮影位置で時系列的な定点観測画像がある場合は、上記（２）と同様に、損傷の増加率を損傷の程度として、損傷影響度を算出できる。
【００５８】
健全度判定部３１は、各損傷ごとの損傷影響度に基づいて、建造物全体の健全度を判定する。建造物の健全度とは、建造物の安全性を段階的または数値的に評価したものである。これは例えば、各損傷ごとの損傷の影響度の総和を、損傷の総数で除算して、損傷影響度の平均値（単純平均値または重みづけ平均値）を算出し、その算出の結果と予め設定した閾値を比較し、閾値未満であれば「緊急の補修必要なし」、閾値以上であれば「緊急の補修必要あり」と判断する。この閾値は統計的手法によって最適化することができる。健全度判定手段は、健全度判定部３１の上記機能に対応する。
【００５９】
図６は健全度判定装置１００の実行する健全度判定処理のフローチャートである。この処理を健全度判定装置１００に実行させるためのプログラムは、健全度判定装置１００のフラッシュメモリなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されている。
【００６０】
Ｓ１１では、検査特定部１４は、建造物構造情報ＤＢ１８の建造物構造情報に基づき、建造物の構成部材の中から、建造物の健全性の判定のポイントとなる部材の位置であるポイント部材位置と、そのポイント部材位置の近傍での損傷の健全性の判定の対象となる損傷種類を特定する（重要部位位置決定ステップ）。
【００６１】
検査データ分析部１６は、検査特定部１４によって特定されたポイント部材位置の近傍を撮影位置とする画像データを検査データ取得部１５から取得して分析し、この画像データから、検査対象として特定された損傷種類の損傷が存在するか否か、および、その損傷が存在する場合はその損傷の程度を決定する（損傷部位抽出ステップ）。
【００６２】
Ｓ１２では、損傷影響度算出部１７は、最寄りのポイント部材位置から損傷までの距離と損傷の程度とに基づき、損傷ごとの損傷影響度を算出する（損傷影響度算出ステップ）。
【００６３】
Ｓ１３では、健全度判定部３１は、損傷ごとの損傷影響度に基づいて、建造物全体の健全度を判定する（健全度判定ステップ）。
【００６４】
Ｓ１４では、健全度出力部３２は、Ｓ１３で判定された健全度をディスプレイやプリンタなどに出力する。なお、建造物の全体画像に、一定以上の損傷影響度を有する損傷の画像、損傷の位置、損傷の程度を示すはめ込み画像、グラフィック（色分けなど）、および警告文字などを重畳して出力してもよい。なお、健全度出力手段は、健全度出力部３２の上記機能に対応する。
【００６５】
このように、建造物の構造情報からポイント部材位置を決定し、損傷ごとに、ポイント部材に対する損傷影響度を算出し、各損傷の損傷影響度から建造物全体の健全度を判定するため、建造物の構造情報を考慮した正確かつ効率的な健全度判定を行うことが可能である。
【００６６】
なお、本発明の適用範囲は、橋梁に限定されず、トンネル、シェッド、カルバート、のり面工、擁壁、ダム、および護岸といった土木構造物や、ビル、およびマンションのような建築物など、建造物全般に適用することができる。すなわち、建造物の種類に応じて、適切なポイント部材位置と損傷種類を決定し、画像データなどから損傷を抽出して損傷ごとの損傷影響度を算出して、建造物の健全度を判定することが可能である。
【００６７】
例えば、検査対象が矢板工法で施工されたトンネルとする。この場合、覆工については、縦断打ち継ぎ目、横断打ち継ぎ目、横断方向目地、縦断方向目地、天端付近、および覆工スパンの中間付近をポイント部材位置に決定し、検査対象の損傷種類は、これらの継ぎ目、目地、および天端に連続するひび割れ、覆工スパンの中間付近のひび割れ、これらのひび割れによるひびの細片化、浮き、剥離、変色、漏水、および段差などとする。これは、温度伸縮によるひび割れなどが発生しやすい箇所を重点的に検査するためである。また、補修済みの箇所、コールドジョイント、およびジャンカの発生箇所が示されている場合、その位置をポイント部材位置に決定し、当該位置におけるひび割れなどの変状を検査対象の損傷種類とする。これらは構造的に脆弱で変状の生じやすい部分だからである。
【００６８】
そして、それらの各ポイント部材位置近傍の損傷の長さ、幅、面積、あるいはそれらの変化率を損傷の程度とし、最寄りのポイント部材位置から損傷位置までの距離を算出し、これらから損傷ごとの損傷影響度を算出して、建造物の健全度を判定する。
【００６９】
あるいは、検査対象がＲＣ造建築物の場合、柱、梁、壁、および床スラブといった躯体を構成する部材の各位置を被写体とした画像データを、その撮影位置と対応づけて記録しておき、その画像データから、各部材に対応する損傷種類、例えば、ひび割れ、塗装剥離、鉄筋露出、塗装面のチョーキング、および漏水といった損傷種類の有無とその程度を検出し、それらの損傷の位置から躯体構成部材の応力集中位置（接合部など）までの距離と損傷の程度とによって、損傷ごとの損傷影響度を算出し、検査対象の建築物の健全度を判定する。
【符号の説明】
【００７０】
１４…検査特定部、１５…検査データ取得部、１６…検査データ分析部、１７…損傷影響度算出部、１８…建造物構造情報データベース、３１…健全度判定部、３２…健全度出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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