(57)【要約】  応力分布測定方法は、２つの支持部と支持部の間に設けられた梁部とを有する構造物において移動体が移動することによって構造物に発生する応力分布を測定する方法であって、第１撮影部により移動体を撮影し又は構造物に取り付けられた識別表示物を移動体から撮影して第１画像データを生成するステップ（Ｓ１０２）と、第１画像データに基づいて、移動体が構造物の支持部の間を移動する移動期間を求めるステップ（Ｓ１０３，Ｓ１０６）と、第２撮影部により構造物の梁部の表面を撮影して熱画像データ（第２画像データ）を生成するステップ（Ｓ１０５）と、第２画像データにおける移動期間に対応する第２画像データ群に基づいて、温度変化量を求めるステップ（Ｓ１０８）と、温度変化量に基づいて応力変化量を算出し、応力変化量に基づいて応力分布を求めるステップ（Ｓ１０９）とを備える。
2017141294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの支持部と前記支持部の間に設けられた梁部とを有する構造物において移動体が移動することによって前記構造物に発生する応力分布を測定する方法であって、
第１撮影部により、前記支持部の間を移動する前記移動体を撮影し又は前記構造物に取り付けられた識別表示物を撮影して第１画像データを生成するステップと、
前記第１画像データに基づいて、前記移動体が前記構造物の前記支持部の間を移動する移動期間を求めるステップと、
第２撮影部により前記構造物の前記梁部の表面を撮影して前記梁部の表面の温度に応じた熱画像データを第２画像データとして生成するステップと、
前記第２画像データにおける前記移動期間に対応する第２画像データ群に基づいて、温度変化量を求めるステップと、
前記温度変化量に基づいて応力変化量を算出し、前記応力変化量に基づいて、前記構造物の前記梁部の表面に生じる応力分布を求めるステップと、
を備える応力分布測定方法。
【請求項２】
前記温度変化量を求めるステップでは、前記第２画像データ群をフーリエ変換することによって前記温度変化量を求める、
請求項１に記載の応力分布測定方法。
【請求項３】
前記温度変化量を求めるステップでは、前記第２画像データ群の特定範囲における時間変化に伴う温度変化から前記温度変化量を求める、
請求項１に記載の応力分布測定方法。
【請求項４】
前記移動期間を求めるステップでは、前記移動体の付帯物の大きさに基づいて前記構造物の前記支持部に対する前記移動体の位置を求めることによって、前記移動期間を求める、
請求項１又は２に記載の応力分布測定方法。
【請求項５】
前記移動期間を求めるステップでは、前記第１撮影部と前記移動体との距離に基づいて前記構造物の前記支持部に対する前記移動体の位置を求めることによって、前記移動期間を求める、
請求項１又は２に記載の応力分布測定方法。
【請求項６】
前記第２画像データを生成するステップでは、前記移動期間以外において、前記構造物の前記梁部の表面の撮影を行わない、
請求項１〜５の何れか１項に記載の応力分布測定方法。
【請求項７】
前記第２撮影部は赤外線カメラである、
請求項１〜６の何れか１項に記載の応力分布測定方法。
【請求項８】
前記第１撮影部は可視光カメラである、
請求項１〜７の何れか１項に記載の応力分布測定方法。
【請求項９】
前記第１画像データ及び前記第２画像データは、それぞれ、複数のフレームを含み、
前記移動期間を求めるステップでは、
前記第１画像データの前記複数のフレームの中から、前記２つの支持部のそれぞれの前記識別表示物の画像が含まれるフレームを前記第１画像データにおける前記移動期間の開始及び終了フレームとして特定し、
特定した前記第１画像データにおける前記開始及び終了フレームに基づいて、前記第２画像データの前記複数のフレームの中から、前記第２画像データにおける前記移動期間の開始及び終了フレームを特定する、
請求項１に記載の応力分布測定方法。
【請求項１０】
特定した前記第１画像データにおける前記開始及び終了フレームから、前記移動体が前記２つの支持部のそれぞれを通過した時刻を特定し、特定した前記時刻に基づいて、前記第２画像データの前記複数のフレームの中から、前記第２画像データにおける前記移動期間の開始及び終了フレームを特定する、請求項９に記載の応力分布測定方法。
【請求項１１】
前記第１画像データにおける前記開始及び終了フレームをそれぞれ特定した時点で前記第２撮影部が撮影していたフレームを、前記第２画像データにおける前記移動期間の開始及び終了フレームとしてそれぞれ特定する、請求項９に記載の応力分布測定方法。
【請求項１２】
２つの支持部と前記支持部の間に設けられた梁部とを有する構造物において移動体が移動することによって前記構造物に発生する応力分布を測定するシステムであって、
前記支持部の間を移動する前記移動体を撮影し又は前記構造物に取り付けられた識別表示物を前記移動体から撮影して第１画像データを生成する第１撮影部と、
前記構造物の前記梁部の表面を撮影して前記梁部の表面の温度に応じた熱画像データを第２画像データとして生成する第２撮影部と、
前記第１画像データに基づいて、前記移動体が前記構造物の前記支持部の間を移動する移動期間を求める第１演算部と、
前記第２画像データにおける前記移動期間に対応する第２画像データ群に基づいて、温度変化量を求める第２演算部と、
前記温度変化量に基づいて応力変化量を算出し、前記応力変化量に基づいて、前記構造物の前記梁部の表面に生じる応力分布を求める第３演算部と、
を備える応力分布測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、高速道路の橋梁等の構造物において車両等の移動体が移動することによって当該構造物に発生する応力分布を測定する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜３は、移動荷重等により応力変動が生じる橋梁等の構造物における応力変動分布（応力分布）を測定する構造物の応力変動分布測定方法を開示する。この応力変動分布測定方法では、赤外線カメラを用いた赤外線サーモグラフィ法を用いる。赤外線サーモグラフィ法は、物体表面から放射される赤外線エネルギ分布を赤外線カメラにより計測し、これを温度分布に換算し、画像化するものである。これより、応力変動分布測定方法では、物体の弾性変形の際に物体に生じる微小な温度変動すなわち熱弾性温度変動を計測して、物体に作用している応力変動分布を計測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３２９９８号公報
【特許文献２】特許第４８０３６５２号公報
【特許文献３】特許第４３６７９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、構造物において移動体が移動することによって当該構造物に発生する応力分布の測定精度を向上することが可能な応力分布測定方法及び応力分布測定システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示に係る応力分布測定方法は、２つの支持部と支持部の間に設けられた梁部とを有する構造物において移動体が移動することによって構造物に発生する応力分布を測定する方法であって、第１撮影部により、支持部の間を移動する移動体を撮影し又は構造物に取り付けられた識別表示物を移動体から撮影して第１画像データを生成するステップと、第１画像データに基づいて、移動体が構造物の支持部の間を移動する移動期間を求めるステップと、第２撮影部により構造物の梁部の表面を撮影して梁部の表面の温度に応じた熱画像データを第２画像データとして生成するステップと、第２画像データにおける移動期間に対応する第２画像データ群に基づいて、温度変化量を求めるステップと、温度変化量に基づいて応力変化量を算出し、応力変化量に基づいて、構造物の梁部の表面に生じる応力分布を求めるステップとを備える。【０００６】
本開示に係る応力分布測定システムは、２つの支持部と支持部の間に設けられた梁部とを有する構造物において移動体が移動することによって構造物に発生する応力分布を測定するシステムであって、支持部の間を移動する移動体を撮影し又は構造物に取り付けられた識別表示物を移動体から撮影して第１画像データを生成する第１撮影部と、構造物の梁部の表面を撮影して梁部の表面の温度に応じた熱画像データを第２画像データとして生成する第２撮影部と、第１画像データに基づいて、移動体が構造物の支持部の間を移動する移動期間を求める第１演算部と、第２画像データにおける移動期間に対応する第２画像データ群に基づいて、温度変化量を求める第２演算部と、温度変化量に基づいて応力変化量を算出し、応力変化量に基づいて、構造物の梁部の表面に生じる応力分布を求める第３演算部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る応力分布測定方法及びシステムは、構造物において移動体が移動することによって当該構造物に発生する応力分布の測定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１にかかる応力分布測定システムの構成を示す図
【図２】実施の形態１にかかる応力分布測定装置の構成を示す図
【図３】実施の形態１にかかる応力分布測定装置の制御部による応力分布測定動作を示す図
【図４】実施の形態１にかかる応力分布測定装置の表示部による応力分布の測定結果の表示の一例を示す図
【図５】実施の形態２にかかる応力分布測定システムの構成を示す図
【図６】実施の形態２にかかるサーバの構成を示す図
【図７Ａ】実施の形態２にかかる料金所端末で管理される車両重量情報の構成を示す図
【図７Ｂ】実施の形態２にかかるサーバで管理される応力分布データベースの構成を示す図
【図８】実施の形態２にかかるサーバによる応力分布管理動作を示す図
【図９Ａ】車両が走行車線を走行したときに測定された応力分布における応力と車両重量との関係を示す図
【図９Ｂ】車両が追越車線を走行したときに測定された応力分布における応力と車両重量との関係を示す図
【図１０】図９Ａ及び図９Ｂの応力分布を測定した橋梁構造を示す図
【図１１】実施の形態１，２の変形例にかかる応力分布測定装置の構成を示す図
【図１２】実施の形態３〜６にかかる応力分布測定システムの構成を示す図
【図１３Ａ】実施の形態３〜６にかかる測定区間の撮影を説明するための図
【図１３Ｂ】実施の形態３〜６にかかる測定区間の撮影を説明するための図
【図１３Ｃ】実施の形態３〜６にかかる測定区間の撮影を説明するための図
【図１４】実施の形態３〜６にかかる橋脚番号の撮影を説明するための図
【図１５】実施の形態３〜６にかかる応力分布測定の全体動作を説明するためのフローチャート
【図１６Ａ】実施の形態３にかかる可視画像解析装置による撮影中のフレーム特定動作を説明するためのフローチャート
【図１６Ｂ】実施の形態３にかかる赤外線画像解析装置による撮影中のフレーム特定動作を説明するためのフローチャート
【図１７Ａ】実施の形態４にかかる可視画像解析装置による撮影中のフレーム特定動作を説明するためのフローチャート
【図１７Ｂ】実施の形態４にかかる赤外線画像解析装置による撮影中のフレーム特定動作を説明するためのフローチャート
【図１８Ａ】実施の形態５にかかる可視画像解析装置による撮影後のフレーム特定動作を説明するためのフローチャート
【図１８Ｂ】実施の形態５にかかる赤外線画像解析装置による撮影後のフレーム特定動作を説明するためのフローチャート
【図１９】実施の形態６にかかる赤外線画像解析装置による複数の方法によるフレーム特定動作を説明するためのフローチャート
【図２０Ａ】他の実施の形態にかかる赤外線画像の一例を示す図
【図２０Ｂ】赤外線画像の一部の領域における温度変化を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１０】
（本開示に至った経緯）
高速道路等の橋梁上を車両が走行することによって橋梁に発生する応力分布を測定する方法として、赤外線カメラを用いた赤外線サーモグラフィ法を用いる方法がある。この方法は、車両が橋梁を走行する際に、橋梁を赤外線カメラで撮影して橋梁の表面の温度に応じた熱画像データを生成する。そして、この方法は、熱画像データに基づいて温度変化量を求め、温度変化量に基づいて応力変化量を算出することによって応力分布を測定する。
【００１１】
この応力分布測定方法では、橋梁の測定領域を含むある区間を車両が通過するときに熱画像データを測定し、この熱画像データに基づいて温度変化量を求めるものであるが、本願発明者は、この方法において、熱画像データを測定するときに車両が通過する区間を変化させた実験をおこなったところ、求めた温度変化量がばらつくことを発見した。
【００１２】
この点に関し、本願発明者は、橋梁における隣接する２つの橋脚間の区間を車両が走行する期間に熱画像データを測定し、この熱画像データに基づいて温度変化量を求めると、求めた温度変化量が最も正しいことを見出した。
【００１３】
この知見に基づき、本開示の応力分布測定方法は、可視光カメラにより隣接する２つの橋脚の間を走行する車両を撮影して、車両が橋脚から橋脚までの区間Ｄを走行する走行期間を求める。そして、本開示の応力分布測定方法は、この走行期間に赤外線カメラにより撮影した熱画像データに基づいて温度変化量を求め、温度変化量に基づいて応力変化量を算出することによって応力分布を測定する。
【００１４】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１にかかる応力分布測定システムを図１〜４を用いて説明する。
【００１５】
［１−１．構成］
［１−１−１．応力分布測定システム］
図１は、実施の形態１にかかる応力分布測定システムの構成を示す図である。図１に示す応力分布測定システム１は、高速道路の橋梁１０１上を車両２０１が走行することによって橋梁１０１に発生する応力分布を測定する。応力分布測定システム１は、可視光カメラ（第１撮影部）１０と、赤外線カメラ（第２撮影部）２０と、応力分布測定装置３０とを備える。
【００１６】
ここで、応力分布測定システム１は、橋梁１０１上の道路における所定の区間（以下「測定区間」という）Ｄを車両２０１が走行する時において熱画像データを測定し、この熱画像データに基づいて応力分布を求める。特に、測定区間Ｄは、橋梁１０１上の道路の隣接する２つの橋脚１１１、１１２間の区間に設定される。
【００１７】
可視光カメラ１０は、橋梁１０１の上方に配置される。可視光カメラ１０は、隣接する２つの橋脚１１１、１１２間における橋梁１０１上の道路を走行する車両２０１を所定のフレームレート（例えば、１００Ｈｚ、１００枚／秒）で撮影して、可視画像データ（第１画像データ）を生成する。
【００１８】
赤外線カメラ２０は、橋梁１０１の下方に配置される。赤外線カメラ２０は、複数の画素を有し、橋脚１１１、１１２間における橋梁１０１の下側表面の所定領域を所定のフレームレート（例えば、１００Ｈｚ、１００枚／秒）で撮影して、橋梁１０１の下側表面の所定領域の温度に応じた熱画像データ（第２画像データ）を生成する。
【００１９】
応力分布測定装置３０は、可視光カメラ１０からの可視画像データに基づいて、車両２０１が橋脚１１１から橋脚１１２までの区間Ｄを走行する期間（移動期間）を特定する。そして、応力分布測定装置３０は、この特定した期間において赤外線カメラ２０により撮影された熱画像データに基づいて、橋梁１０１に発生する応力分布を測定する。応力分布測定装置３０は、測定した応力分布データをインターネット２を介してサーバ等に送信する。以下、応力分布測定装置３０の構成を説明する。
【００２０】
［１−１−２．応力分布測定装置］
図２は、実施の形態１にかかる応力分布測定装置の構成を示す図である。図２に示す応力分布測定装置３０は、例えばコンピュータで構成される。応力分布測定装置３０は、第１〜第３の通信部３１、３２、３３と、格納部３４と、制御部３５と、表示部３６と、操作部３７とを備える。
【００２１】
第１及び第２の通信部３１、３２はそれぞれ、ＵＳＢ、ＨＤＭＩ（登録商標）等の通信インタフェースで構成される。第１の通信部３１は、可視光カメラ１０から、所定のフレームレートで撮影された可視画像データを順次に入力する入力部である。
【００２２】
第２の通信部３２は、赤外線カメラ２０から、所定のフレームレートで撮影された熱画像データを順次に入力する入力部である。また、第２の通信部３２は、赤外線カメラ２０の撮影開始及び撮影終了等の動作に関する制御情報を制御部３５から受信し、受信した制御情報を赤外線カメラ２０に送信する。
【００２３】
第３の通信部３３は、ＩＥＥＥ８０２．１１、３Ｇ、ＬＴＥ等の通信規格に準拠した無線通信インタフェースで構成される。第３の通信部３３は、制御部３５とインターネット２とを接続する。
【００２４】
格納部３４は、記録媒体であり、例えばＨＤＤ、ＳＳＤで構成される。格納部３４は、可視光カメラ１０で撮影され、第１の通信部３１を介して受信した可視画像データを格納する。また、格納部３４は、赤外線カメラ２０で撮影され、第２の通信部３２を介して受信した熱画像データを格納する。また、格納部３４は、後述する操作部３７から入力される基準値であって、車両２０１が各橋脚１１１、１１２上に位置することを検出するために必要な基準値を格納する。また、格納部３４は、制御部３５のための各種プログラムを格納する。
【００２５】
制御部３５は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等で構成され、格納部３４に格納された各種プログラムを実行することにより、応力分布測定装置３０の全体を制御する。制御部３５は、赤外線カメラ２０の撮影開始及び撮影停止等の動作を制御する。制御部３５は、可視光カメラ１０からの可視画像データに基づいて、車両２０１が橋脚１１１から橋脚１１２までの区間Ｄを走行する期間（タイミング）を特定する。そして、制御部３５は、この特定した期間（タイミング）において赤外線カメラ２０により撮影された熱画像データに基づいて、橋梁１０１に発生する応力分布を測定する。制御部３５は、測定した応力分布データをインターネット２を介してサーバ等に送信する。このとき、制御部３５は、第１〜第３の演算部として機能する。これらの機能の詳細については、後述する動作説明において説明する。
【００２６】
表示部３６は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイで構成され、制御部３５で求められた応力分布を例えば色情報又は諧調情報として表示する。
【００２７】
操作部３７は、例えばキーボード、タッチパネル、ボタン等で構成される。操作部３７は、車両２０１が各橋脚１１１、１１２上を通過したことを検出するために必要な基準値を設定する際にユーザにより操作される装置である。
【００２８】
［１−２．動作］
以上のように構成された応力分布測定システム１について、その動作を以下に説明する。以下、本実施の形態１にかかる応力分布測定装置３０の制御部３５による応力分布測定動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。以下の説明では、説明の便宜上、橋梁１０１の下り車線（又は上り車線）の２車線のうちの走行車線において、橋脚１１１から橋脚１１２に向けて測定区間Ｄを１台の車両２０１が通過することを前提としている。
【００２９】
図３に示すように、まず、制御部３５は、車両２０１が各橋脚１１１、１１２上を通過したことを検出するための基準値を取得する（Ｓ１０１）。基準値は、例えば車両２０１が各橋脚１１１、１１２上に位置するときの車両２０１のフロントガラスの大きさを示す値である。基準値とするフロントガラスの大きさは、複数の車種のフロントガラスの大きさの平均値であってもよいし、代表車種のフロントガラスの大きさであってもよい。この基準値は、ユーザによって操作部３７を用いて入力され、格納部３４に予め格納されている。
【００３０】
なお、フロントガラスの大きさは、車種によって大きく異ならない。例えば、大型車両のフロントガラスの大きさは、小型車両のフロントガラスの大きさと比較してもそれほど大きくない。そのため、本実施の形態では、車両２０１が各橋脚１１１、１１２上を通過したことを検出するために、フロントガラスの大きさを用いている。
【００３１】
次に、制御部３５は、可視光カメラ１０から、橋梁１０１上を走行する車両２０１を撮影した可視画像データを取得する（Ｓ１０２）。取得された可視画像データは格納部３４に一時的に格納される。
【００３２】
次に、制御部３５は、可視画像データの画像解析を行い、測定区間Ｄの始点となる橋脚１１１上を車両が通過したか否かの判断を行う（Ｓ１０３）。例えば、制御部３５は、可視画像データの画像解析により、車両検出を行う。車両２０１が検出された場合、制御部３５は、画像解析から求められた車両２０１のフロントガラスの大きさが、フロントガラスの大きさの基準値を中心とする所定の範囲内にあるときに、車両２０１が橋脚１１１上を通過したと判断する。
【００３３】
まだ橋脚１１１上を車両が通過していない場合には、制御部３５は、橋脚１１１上を車両が通過するまで、上記のステップＳ１０２及びＳ１０３の処理を繰り返す。
【００３４】
一方、ステップＳ１０３において、一方の橋脚１１１上を車両２０１が通過したことを検出すると、制御部３５は、赤外線カメラ２０を制御し、橋梁１０１の下側表面の撮影を開始する（Ｓ１０４）。そして、制御部３５は、赤外線カメラ２０から、橋梁１０１の下側表面温度に応じた熱画像データを取得する（Ｓ１０５）。取得された熱画像データは格納部３４に格納される。
【００３５】
次に、制御部３５は、可視光カメラ１０からの可視画像データの画像解析を行い、測定区間Ｄの終点となる橋脚１１２上を車両が通過したか否かの判断を行う（Ｓ１０６）。例えば、制御部３５は、画像解析から求められた車両２０１のフロントガラスの大きさに基づき、車両２０１が橋脚１１２上を通過したか否かの判断を行う。
【００３６】
橋脚１１２上を車両が通過していない場合には、制御部３５は、橋脚１１２上を車両が通過するまで、上記のステップＳ１０５及びＳ１０６の処理を繰り返す。
【００３７】
一方、ステップＳ１０６において、終点の橋脚１１２上を車両２０１が通過したことを検出すると、制御部３５は、赤外線カメラ２０を制御し、橋梁１０１の下側表面の撮影を終了し（Ｓ１０７）、赤外線カメラ２０からの熱画像データの取得を終了する。
【００３８】
このようにして、制御部３５は、車両２０１が橋脚１１１から橋脚１１２までの測定区間Ｄを走行する期間の熱画像データを取得する。
【００３９】
次に、制御部３５は、車両２０１が測定区間Ｄを走行する期間に取得された熱画像データに基づいて、画素ごとに温度の時間変化量を温度変化量として求める（Ｓ１０８）。例えば、制御部３５は、熱画像データをフーリエ変換することによって温度変化量を求める。
【００４０】
次に、制御部３５は、求めた温度変化量に基づいて応力分布を求める（Ｓ１０９）。具体的には、制御部３５は、まず温度変化量に基づいて、画素ごとに応力の時間変化量を応力変化量として算出する。例えば、制御部３５は、熱弾性効果を表す次式を用いて、温度変化量ΔＴから応力変化量Δδを算出する。
ΔＴ＝−ＫＴΔδ・・・（１）
Ｋは熱弾性係数で、Ｋ＝α／（ρＣＰ）であり、Ｔは橋梁の絶対温度である。αは橋梁の線膨張係数であり、ρは橋梁の密度であり、ＣＰは応力一定のもとでの比熱である。
そして、制御部３５は、全画素の応力変化量に基づいて応力分布を求める。
【００４１】
制御部３５は、求めた応力分布データを格納部３４に格納するとともに、表示部３６に表示させる（Ｓ９）。これにより、応力分布測定動作を終了する。制御部３５は、応力分布データを第３の通信部３３及びインターネット２を介してサーバ等に送信してもよい。
【００４２】
図４は、表示部３６に表示される応力分布の測定結果の表示の一例を示す図である。図４には、図１に示すように車両２０１が走行車線と追越車線とのうちの走行車線を走行する際の走行車線の下側表面の応力分布がグレースケールで示されている。部分ａは走行車線の中央付近に位置する桁（鉄骨）に相当し、部分ｂは走行車線と追越車線との間に位置する桁（鉄骨）に相当する。図４において、グレー部分が伸張応力の発生を示し、黒部分が圧縮応力の発生を示す。このように、制御部３５は、応力分布をグレースケール又はカラー等の色情報として表示してもよいし、階調情報として表示してもよい。
【００４３】
［１−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、応力分布測定方法は、橋梁１０１上を車両２０１が走行することによって橋梁１０１に発生する応力分布を測定する方法である。この応力分布測定方法は、可視光カメラ１０により橋脚１１１、１１２間を走行する車両２０１を撮影して可視画像データを生成するステップ（Ｓ１０２）と、可視画像データに基づいて、車両２０１が橋脚１１１、１１２間を走行する期間（タイミング）を求めるステップ（Ｓ１０３、Ｓ１０６）と、赤外線カメラ２０により橋梁１０１の表面を撮影して橋梁１０１の表面の温度に応じた熱画像データを生成するステップ（Ｓ１０５）と、熱画像データにおける上記期間に対応する熱画像データ群に基づいて、温度変化量を求めるステップ（Ｓ１０８）と、温度変化量に基づいて応力変化量を算出し、応力変化量に基づいて、橋梁１０１の表面に生じる応力分布を求めるステップ（Ｓ１０９）とを備える。
【００４４】
また、本実施の形態において、応力分布測定システム１は、橋梁１０１上を車両２０１が走行することによって橋梁１０１に発生する応力分布を測定するシステム１であって、可視光カメラ１０と、赤外線カメラ２０と、制御部（第１〜第３の演算部）３５とを備える。可視光カメラ１０は、橋脚１１１、１１２間を走行する車両２０１を撮影して可視画像データを生成する。赤外線カメラ２０は、橋梁１０１の表面を撮影して橋梁１０１の表面の温度に応じた熱画像データを生成する。制御部３５は、可視画像データに基づいて、車両２０１が橋脚１１１、１１２間を走行する期間（タイミング）を求める。制御部３５は、熱画像データにおける上記期間に対応する熱画像データ群に基づいて、温度変化量を求める。制御部３５は、温度変化量に基づいて応力変化量を算出し、応力変化量に基づいて、橋梁１０１の表面に生じる応力分布を求める。
【００４５】
以上のように、本実施の形態では、可視光カメラ１０により、車両２０１が高速道路等の橋梁１０１における隣接する２つの橋脚１１１、１１２間を走行する期間を求め、この期間に撮影した熱画像データに基づいて温度変化量を求め、温度変化量に基づいて応力変化量を算出することによって応力分布を求める。これにより、橋梁１０１上を車両２０１が走行することによって橋梁１０１に発生する応力分布の測定精度を向上することができる。
【００４６】
（実施の形態２）
実施の形態１では、高速道路等の橋梁上を車両が走行することによって橋梁に発生する応力分布を測定した。実施の形態２では、実施の形態１で測定した応力分布のデータを、車両の重量情報と関連付けて管理する。
【００４７】
以下、実施の形態２にかかる応力分布測定システムについて、図５〜図１０を用いて説明する。
【００４８】
図５は、実施の形態２にかかる応力分布測定システムの構成を示す図である。図５に示す応力分布測定システム１Ａは、図１に示す実施の形態１の応力分布測定システム１の構成に加えて、基地局１５と、料金所端末４０と、サーバ５０とをさらに備える。
【００４９】
基地局１５は、例えば５ＧＨｚ無線アクセスシステムの基地局である。基地局１５は、Ｗｉ−Ｆｉ等の通信方式に従って可視光カメラ１０と通信を行う。また、基地局１５は、ＩＥＥＥ８０２．１１等の通信方式に従ってインターネット２に接続する。基地局１５は、可視光カメラ１０から、高速道路の橋梁１０１上を走行する車両２０１を撮影した可視画像データを受信し、受信した可視画像データをインターネット２を介してサーバ５０に送信する。
【００５０】
料金所端末４０は、高速道路等の料金所に配置される。料金所端末４０は、車両２０１が料金所を通過する際に取得した車両ナンバーと車両重量とが関連付けされた車両重量情報４０ｄを管理する（図７Ａ）。車両ナンバーは、例えば可視光カメラ等により車両を撮影した画像の画像解析を行うことによって識別される。車両重量は、例えば車両軸重計測装置等により計測される。また、料金所端末４０は、ＩＥＥＥ８０２．１１等の通信方式に従ってインターネット２に接続する。
【００５１】
サーバ５０は、例えばクラウドサーバであり、インターネット２に接続する。サーバ５０は、応力分布測定装置３０からインターネット２を介して応力分布データを取得する。また、サーバ５０は、可視光カメラ１０から基地局１５及びインターネット２を介して可視画像データを取得する。また、サーバ５０は、料金所端末４０からインターネット２を介して車両重量情報４０ｄを取得する。サーバ５０は、取得した応力分布データ、可視画像データ、及び、車両重量情報４０ｄに基づいて、応力分布データを測定する際に橋梁１０１における測定区間Ｄを走行していた車両２０１の車両重量と応力分布データとを関連付けて応力分布データベース５０ｄとして管理する（図７Ｂ）。以下、サーバ５０の構成を説明する。
【００５２】
図６は、実施の形態２にかかるサーバ５０の構成を示す図である。図６に示すサーバ５０は、例えばコンピュータで構成される。サーバ５０は、通信部５１と、格納部５２と、制御部５３とを備える。
【００５３】
通信部５１は、ＩＥＥＥ８０２等の通信規格に準拠した通信インタフェースで構成される。通信部５１は、制御部５３とインターネット２とを接続する。
【００５４】
格納部５２は、記録媒体であり、例えばＨＤＤ、ＳＳＤで構成される。格納部５２は、通信部５１で受信した応力分布データ、可視画像データ、及び、車両重量情報４０ｄを一時的に格納する。また、格納部５２は、車両重量と応力分布データとを関連付けされた応力分布データベース５０ｄを格納する。また、格納部５２は、制御部５３のための各種プログラムを格納する。
【００５５】
図７Ａは、格納部５２に格納される車両重量情報４０ｄ、すなわち料金所端末で管理される車両重量情報４０ｄを示す図であり、図７Ｂは、格納部５２に格納される応力分布データベース５０ｄである。車両重量情報４０ｄは、図７Ａに示すように車両ナンバーと車両重量とが関連付けられた情報であり、応力分布データベース５０ｄは、図７Ｂに示すように車両ナンバーと、車両重量と、応力分布データとが関連付けられたデータベースである。
【００５６】
制御部５３は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等で構成され、格納部５２に格納された各種プログラムを実行することにより、サーバ５０の全体を制御する。制御部５３は、可視光カメラ１０からの可視画像データに基づいて、応力分布データを測定する際に橋梁１０１における橋脚間を走行していた車両２０１の車両ナンバーを特定し、料金所端末４０からの車両重量情報に基づいて、識別した車両ナンバーに対応する車両重量を抽出する。制御部５３は、応力分布データと、識別した車両ナンバーと、特定した車両重量とを関連付けて応力分布データベースとして管理する。
【００５７】
以下、実施の形態２にかかるサーバ５０の制御部５３による応力分布データの管理動作について、図８のフローチャートを参照して説明する。
【００５８】
図８に示すように、まず、サーバ５０の制御部５３は、応力分布測定装置３０からインターネット２を介して応力分布データを取得する（Ｓ２０１）。また、制御部５３は、可視光カメラ１０からインターネット２を介して可視画像データを取得する（Ｓ２０１）。また、制御部５３は、料金所端末４０からインターネット２を介して車両重量情報を取得する（Ｓ２０１）。
【００５９】
次に、制御部５３は、応力分布データを測定する際に橋梁１０１における橋脚間を走行していた車両２０１を特定する（Ｓ２０２）。このために、制御部５３は、可視画像データのうちの所定の時間だけ過去の可視画像データを用いて画像解析を行い、車両２０１の車両ナンバーを特定する。
【００６０】
次に、制御部５３は、図７Ａに示す車両ナンバーと車両重量とが関連付けられた車両重量情報に基づいて、特定した車両２０１の車両ナンバーに対応する車両重量を抽出する（Ｓ２０３）。
【００６１】
次に、制御部５３は、図７Ｂに示すように、応力分布データと、抽出した車両重量と、特定した車両ナンバーとを関連付けて応力分布データベースとして格納部５２に格納する（Ｓ２０４）。これにより、応力分布の管理動作を終了する。
【００６２】
以上のように、本実施の形態では、実施の形態１の効果に加えて、次の効果を得ることができる。本実施の形態では、橋梁１０１上を車両２０１が走行することによって橋梁１０１に発生する応力分布データを、その車両２０１の車両重量及び車両ナンバーと関連付けて応力分布データベースに蓄積することができる。この応力分布データベースを用いることにより、応力分布を測定するだけで、この応力分布データを測定する際に橋梁１０１における橋脚間を走行していた車両２０１が過積載車両であるか否かを検出することができる。
【００６３】
以下、応力分布データベースにおける応力分布データと車両重量との関係について、図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、図１０に示す橋梁構造の応力分布の測定結果を示す。
【００６４】
まず、図１０に示す橋梁構造について説明する。高速道路等の橋梁１０１は、下り車線１２０と上り車線１３０とを有する。下り車線１２０は、走行車線１２１と追越車線１２２とを有する。走行車線１２１の略中央の橋梁部分は桁１２３により支持され、走行車線１２１と追越車線１２２との間の橋梁部分は桁１２４により支持され、追越車線１２２の略中央の橋梁部分は桁１２５により支持される。なお、上り車線１３０についても、下り車線１２０と同様であるので説明を省略する。図９Ａ及び図９Ｂには、下り車線１２０の下側表面を赤外線カメラ２０で撮影して求めた応力分布データが示されている。
【００６５】
図９Ａは、車両２０１が走行車線１２１を走行したときに測定された応力分布における応力と車両２０１の重量との関係を示す図である。図９Ｂは、車両２０１が追越車線１２２を走行したときに測定された応力分布における応力と車両２０１の重量との関係を示す図である。図９Ａ及び図９Ｂにおいて、白三角のマークＰ１２３は桁１２３に発生した応力であり、白丸のマークＰ１２４は桁１２４に発生した応力であり、白四角のマークＰ１２５は桁１２５に生じた応力である。
【００６６】
図９Ａ及び図９Ｂによれば、車両重量が重くなると、各桁１２３、１２４、１２５で発生する応力が大きくなることがわかる。よって、応力分布を測定することで、この応力分布データを測定する際に橋梁１０１における橋脚間を走行していた車両２０１の重量を検出することができ、この車両２０１が過積載車両であるか否かを検出することができる。
【００６７】
なお、実施の形態１及び２では、車両が測定区間Ｄを通過する期間だけ赤外線カメラ２０の撮影を行って熱画像データを生成した。本開示はこれに限定されず、常に赤外線カメラ２０の撮影を行って熱画像データを生成し、この熱画像データから、車両が測定区間Ｄを通過する期間に対応する熱画像データを抽出してもよい。この場合、制御部は、可視光カメラからの可視画像データと赤外線カメラからの熱画像データとに同期したタイムスタンプを付与し、可視画像データから測定区間Ｄの始点及び終点の橋脚１１１、１１２を通過するタイミングを求め、このタイミングに基づいて熱画像データを抽出すればよい。
【００６８】
また、実施の形態１及び２では、可視光カメラ１０からの可視画像データに基づいて、車両２０１が橋脚１１１から橋脚１１２までの区間Ｄを走行する期間（タイミング）を特定し、この特定した期間（タイミング）において赤外線カメラ２０による熱画像データの撮影を行った。本開示はこれに限定されず、車両からの合図又は信号に基づいて、車両が橋脚間の区間Ｄを走行する期間（タイミング）の特定、及び、赤外線カメラ２０による熱画像データの撮影を開始してもよい。この場合、図１１に示すように、応力分布測定システムは、車両２０１における信号出力部２０２から出力される合図又は信号を受信する信号検出センサ２５を備え、応力分布測定装置３０は、信号検出センサ２５で受信された信号を制御部３５へ送信する第４の通信部３８を備えればよい。車両２０１からの合図又は信号は、車両の位置を示すＧＰＳ信号、ビーコン信号等であればよく、信号検出センサ２５は、車両２０１からのＧＰＳ信号、ビーコン信号等を受信可能なセンサであればよい。
【００６９】
（実施の形態３）
実施の形態１及び２では、可視光カメラ１０は、図１に示すように、橋梁１０１の上方に配置されたが、可視光カメラ１０の配置位置は橋梁１０１の上方に限定されない。車両２０１が橋脚１１１から橋脚１１２までの測定区間Ｄを走行する期間（移動期間）に対応する熱画像データを可視光カメラ１０が生成する可視画像データから特定できさえすれば、可視光カメラ１０は任意の位置に配置されても良い。例えば、可視光カメラ１０を車両２０１に搭載しても良い。以下、可視光カメラ１０を車両２０１に搭載して、可視光カメラ１０によって生成された可視画像データに基づいて、測定区間Ｄの走行に相当する期間に対応する熱画像データを抽出する方法について説明する。
【００７０】
本実施の形態の応力分布測定システムは、可視光画像の撮影中に画像を解析することによって車両２０１が測定区間Ｄの始点及び終点を通過したときの時刻の情報を特定する。そして、応力分布測定システムは、特定した時刻の情報に基づいて、測定区間Ｄの始点及び終点に相当する熱画像データの開始及び終了フレームを特定する。
【００７１】
［３−１．構成］
図１２は、実施の形態３にかかる応力分布測定システムの構成を示す図である。本実施の形態の応力分布測定システム１は、可視光カメラ１０と、可視光カメラ１０が生成した可視画像データ（第１画像データ）を解析する可視画像解析装置６０と、赤外線カメラ２０と、赤外線カメラ２０が生成した熱画像データ（赤外線画像データ、第２画像データ）を解析する赤外線画像解析装置７０と、を備える。
【００７２】
特に、本実施の形態では、可視光カメラ１０は、可視画像解析装置６０と共に車両２０１に搭載されている。可視光カメラ１０は、例えば、所定の角度で車両２０１に固定される。可視光カメラ１０は、車両２０１の走行中、所定のフレームレート（例えば、６０Ｈｚ、６０枚／秒）で橋梁１０１上の側壁を撮影して、可視画像データを生成する。
【００７３】
可視画像解析装置６０は、可視光カメラ１０が生成した可視画像データを受信する第１の通信部６１と、受信した可視画像データを格納する格納部６２と、操作部６３と、可視画像データを解析する制御部６４（第１演算部）と、赤外線画像解析装置７０と通信接続するための第２の通信部６５と、表示部６６とを備える。
【００７４】
第１の通信部６１は、ＵＳＢ、ＨＤＭＩ等の通信インタフェースで構成される。第１の通信部６１は、可視光カメラ１０の撮影開始及び撮影終了等の動作に関する制御情報を制御部６４から受信し、受信した制御情報を可視光カメラ１０に送信する。また、第１の通信部６１は、可視光カメラ１０が生成した可視画像データを受信する。
【００７５】
格納部６２は、記録媒体であり、例えばＨＤＤ、ＳＳＤで構成される。操作部６３は、ユーザにより操作される装置であり、例えばキーボード、タッチパネル、ボタン等で構成される。例えば、ユーザは、撮影開始指示及び撮影終了指示を操作部６３に入力する。
【００７６】
制御部６４は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等で構成され、格納部６２に格納された各種プログラムを実行することにより、可視画像解析装置６０の全体を制御する。具体的には、制御部６４は、可視光カメラ１０の撮影開始及び撮影停止等の動作を制御する。また、制御部６４は、可視光カメラ１０が生成した可視画像データを解析して、可視画像データを構成する複数のフレームの中から、測定区間Ｄの始点となる橋脚１１１を撮影したフレーム（開始フレーム）と測定区間Ｄの終点となる橋脚１１２を撮影したフレーム（終了フレーム）とを特定する。そして、制御部６４は、特定したフレームから車両２０１が橋脚１１１、１１２を通過した時刻を示す情報を取得する。
【００７７】
第２の通信部６５は、ＩＥＥＥ８０２．１１、３Ｇ、ＬＴＥ等の通信規格に準拠した無線通信インタフェースで構成される。第２の通信部６５は、制御部６４とインターネット２とを接続する。制御部６４は、第２の通信部６５を介して、車両２０１が橋脚１１１、１１２を通過した時刻を示す情報を赤外線画像解析装置７０に送信する。表示部６６は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイで構成される。
【００７８】
赤外線カメラ２０は、実施の形態１と同様に、図１に示すように、橋梁１０１の下方に配置され、橋脚１１１、１１２間における橋梁１０１の下側表面の所定領域を所定のフレームレート（例えば、２００Ｈｚ、２００枚／秒）で撮影して、橋梁１０１の下側表面の所定領域の温度に応じた熱画像データ（赤外線画像データ）を生成する。
【００７９】
赤外線画像解析装置７０は、赤外線カメラ２０が生成した赤外線画像データを受信する第１の通信部７１と、受信した赤外線画像データを格納する格納部７２と、操作部７３と、赤外線画像データを解析する制御部７４（第１〜第３演算部）と、可視画像解析装置６０と通信接続するための第２の通信部７５と、表示部７６とを備える。
【００８０】
第１の通信部７１は、ＵＳＢ、ＨＤＭＩ等の通信インタフェースで構成される。第１の通信部７１は、赤外線カメラ２０の撮影開始及び撮影終了等の動作に関する制御情報を制御部７４から受信し、受信した制御情報を赤外線カメラ２０に送信する。また、第１の通信部７１は、赤外線カメラ２０が生成した赤外線画像データを受信する。
【００８１】
格納部７２は、記録媒体であり、例えばＨＤＤ、ＳＳＤで構成される。操作部７３は、ユーザにより操作される装置であり、例えばキーボード、タッチパネル、ボタン等で構成される。例えば、ユーザは、撮影開始指示及び撮影終了指示を操作部７３に入力する。
【００８２】
制御部７４は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等で構成され、格納部７２に格納された各種プログラムを実行することにより、赤外線画像解析装置７０の全体を制御する。具体的には、制御部７４は、赤外線カメラ２０の撮影開始及び撮影停止等の動作を制御する。また、制御部７４は、可視画像解析装置６０から取得した、車両２０１が橋脚１１１、１１２を通過した時刻を示す情報に基づいて、赤外線画像データにおける測定区間Ｄの開始フレームと終了フレームを特定する。
【００８３】
第２の通信部７５は、ＩＥＥＥ８０２．１１、３Ｇ、ＬＴＥ等の通信規格に準拠した無線通信インタフェースで構成される。第２の通信部７５は、制御部７４とインターネット２とを接続する。制御部７４は、第２の通信部７５を介して、可視画像解析装置６０から車両２０１が橋脚１１１、１１２を通過した時刻を示す情報を受信する。表示部７６は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイで構成される。
【００８４】
本実施の形態の赤外線画像解析装置７０の各構成要素（第１の通信部７１、格納部７２、操作部７３、制御部７４、第２の通信部７５、及び表示部７６）は、実施の形態１の図２に示す応力分布測定装置３０の各構成要素（第２の通信部３２、格納部３４、操作部３７、制御部３５、第３の通信部３３、及び表示部３６）と実質的に同一である。本実施の形態において、赤外線画像解析装置７０は、赤外線画像データにおける測定区間Ｄの開始及び終了フレームを特定して、測定区間Ｄに対応する移動期間を特定した後、実施の形態１の応力分布測定装置３０と同様に、赤外線カメラ２０により撮影された移動期間の赤外線画像データに基づいて、橋梁１０１に発生する応力分布を測定する。
【００８５】
［３−２．動作］
［３−２−１．全体動作］
図１３Ａ〜図１３Ｃは、隣接する橋脚１１１、１１２の間である測定区間Ｄを含む橋梁１０１上を走行する車両２０１の位置を示している。図１３Ａは可視光カメラ１０の撮影開始時刻ｔ０における車両２０１の位置（一つ目の橋脚１１１を通過する前の位置）を示し、図１３Ｂは一つ目の橋脚１１１を通過する時（通過時刻ｔ１）の位置を示し、図１３Ｃは二つ目の橋脚１１２を通過する時（通過時刻ｔ２）の位置を示している。橋梁１０１を支持する橋脚１１１、１１２にはそれぞれ、橋脚１１１、１１２を識別するための橋脚番号Ｋ１，Ｋ２が付与されていて、橋脚番号Ｋ１，Ｋ２が橋脚１１１、１１２の表面に記されている。赤外線画像解析装置７０は、橋脚１１１から橋脚１１２までの測定区間Ｄの応力分布を求めるために、まず、可視画像解析装置６０から通過時刻ｔ１，ｔ２を示す情報を取得して、赤外線画像データの中から、車両２０１が橋脚１１１を通過した時に対応する開始フレームと、車両２０１が橋脚１１２を通過した時に対応する終了フレームを特定する。
【００８６】
図１４は、可視光カメラ１０が撮影する橋脚番号の一例（橋脚１１１の橋脚番号Ｋ１）を示している。橋梁１０１上の側壁１１５には、橋脚１１１、１１２を含む複数の橋脚のそれぞれが配置されている位置に対応させて、橋脚番号を記載したプレート（識別表示物）１１６が取り付けられている。可視光カメラ１０は、走行中の車両２０１から側壁１１５を撮影することによって、このプレート１１６に記載された橋脚番号Ｋ１，Ｋ２を撮影する。
【００８７】
図１５は、応力分布測定システム１による応力分布測定動作の全体動作のフローチャートを示している。応力分布測定システム１は、可視光カメラ１０により車両２０１からプレート１１６に記載された橋脚番号Ｋ１，Ｋ２を撮影する。さらに、赤外線カメラ２０により橋梁１０１の下方から橋梁１０１を撮影する。応力分布測定システム１は、橋脚番号Ｋ１を撮影した可視画像データのフレームに基づいて、赤外線画像データにおける測定区間Ｄの開始フレーム（図１３Ｂに示す目標の橋脚１１１を通過したときのタイミングで撮影されたフレーム）を特定する。さらに、応力分布測定システム１は、橋脚番号Ｋ２を撮影した可視画像データのフレームに基づいて、測定区間Ｄの終了フレーム（図１３Ｃに示す目標の橋脚１１２を通過したときのタイミングで撮影されたフレーム）を特定する（Ｓ１）。応力分布測定システム１は、特定した開始フレームから終了フレームまでのフレームに基づいて、測定区間Ｄに対応する応力分布を測定して出力する（Ｓ２）。ステップＳ２の応力分布の測定及び出力の具体的な処理は、図３のステップＳ１０８〜Ｓ１１０の処理に相当する。本実施の形態においては、ステップＳ１の測定区間Ｄの開始フレームと終了フレームの特定が実施の形態１と異なる。以下、ステップＳ１の詳細について、説明する。
【００８８】
［３−２−２．可視画像データの生成及び解析］
図１６Ａは、可視画像解析装置６０の制御部６４による動作を示し、図１６Ｂは、赤外線画像解析装置７０の制御部７４による動作を示している。図１６Ａの全ステップ及び図１６Ｂの全ステップは、図１５のステップＳ１の詳細を示している。
【００８９】
まず、図１６Ａを参照し、可視画像解析装置６０の動作について説明する。可視画像解析装置６０の制御部６４は、赤外線画像解析装置７０の制御部７４と同期をとる（Ｓ３０１）。例えば、可視画像解析装置６０の制御部６４と赤外線画像解析装置７０の制御部７４がそれぞれ同一のパソコンと同期をとることによって、可視画像解析装置６０と赤外線画像解析装置７０の互いの時刻を一致させる。
【００９０】
可視画像解析装置６０の制御部６４は、測定区間Ｄの始点及び終点となる橋脚１１１、１１２の橋脚番号Ｋ１，Ｋ２を目標橋脚番号として設定する（Ｓ３０２）。例えば、ユーザが操作部６３に橋脚番号Ｋ１，Ｋ２を入力することによって、制御部６４は入力された橋脚番号Ｋ１，Ｋ２を目標橋脚番号として設定する。又は、制御部６４は、格納部６２に予め格納されている橋脚番号Ｋ１，Ｋ２の情報を読み出して、目標橋脚番号として設定する。
【００９１】
制御部６４は、可視光カメラ１０による撮影を開始させる（Ｓ３０３）。例えば、撮影開始時刻ｔ０が予め設定されている場合、制御部６４は可視画像解析装置６０の現在時刻が撮影開始時刻ｔ０に一致したときに、撮影を開始させる。別の例では、制御部６４は、操作部６３を介してユーザからの撮影開始指示を入力した時に、撮影を開始させる。撮影中、制御部６４は可視光カメラ１０が撮影して生成した可視画像データを順次取得し、格納部６２に記録する。このとき、制御部６４は、可視画像データの各フレームを格納部６２に記録するときの時刻（ＪＳＴ時刻）を各フレームに対応付けて記録する。具体的には、例えば、各フレームに記録時刻を示すタイムスタンプを付与する。タイムスタンプは、可視画像データの複数のフレームのそれぞれを識別できる時刻であって、例えば、「時：分：秒：ミリ秒」の単位を含む。なお、可視光カメラ１０が、フレームの撮影時刻（ＪＳＴ時刻）を示すタイムスタンプを各フレームに付与している場合は、制御部６４は記録時刻の記録を省略しても良い。
【００９２】
制御部６４は、可視光カメラ１０による撮影中に、格納部６２に記録した可視画像データを解析し（Ｓ３０４）、目標橋脚番号Ｋ１を認識したかどうかを判断する（Ｓ３０５）。すなわち、制御部６４は、可視画像データのフレームに目標橋脚番号Ｋ１の画像が含まれているかどうかを判断する。目標橋脚番号Ｋ１の画像がフレームに含まれていなければ（Ｓ３０５でＮｏ）、目標橋脚番号Ｋ１を認識するまで、可視画像データの解析を継続する。目標橋脚番号Ｋ１の画像がフレームに含まれている場合（Ｓ３０５でＹｅｓ）、制御部６４は、車両２０１が目標橋脚番号Ｋ１の橋脚１１１を通過したときの時刻ｔ１を示す情報を取得する（Ｓ３０６）。具体的には、目標橋脚番号Ｋ１を通過した時刻ｔ１を示す情報として、例えば、目標橋脚番号Ｋ１の画像が含まれているフレームに対応付けて記録されている記録時刻（タイムスタンプ）を取得する。制御部６４は、目標橋脚番号Ｋ１の橋脚１１１の通過時刻ｔ１を示す情報を第２の通信部６５を介して、赤外線画像解析装置７０に送信する（Ｓ３０７）。
【００９３】
制御部６４は、目標橋脚番号Ｋ１を認識した後、さらに可視画像データの解析を継続し（Ｓ３０８）、目標橋脚番号Ｋ２を認識したかどうかを判断する（Ｓ３０９）。すなわち、制御部６４は、可視画像データのフレームに目標橋脚番号Ｋ２の画像が含まれているかどうかを判断する。目標橋脚番号Ｋ２の画像がフレームに含まれていなければ（Ｓ３０９でＮｏ）、目標橋脚番号Ｋ２を認識するまで、可視画像データの解析を継続する。目標橋脚番号Ｋ２の画像がフレームに含まれている場合（Ｓ３０９でＹｅｓ）、車両２０１が目標橋脚番号Ｋ２の橋脚１１２を通過した時刻ｔ２を示す情報を取得する（Ｓ３１０）。例えば、目標橋脚番号Ｋ２を通過した時刻ｔ２を示す情報として、目標橋脚番号Ｋ２の画像が含まれているフレームに対応付けて記録されている記録時刻（タイムスタンプ）を取得する。制御部６４は、目標橋脚番号Ｋ２の橋脚１１２の通過時刻ｔ２を示す情報を第２の通信部６５を介して、赤外線画像解析装置７０に送信する（Ｓ３１１）。
【００９４】
制御部６４は、制御部６４が目標橋脚番号Ｋ２を認識した後に、可視光カメラ１０による撮影を終了させる（Ｓ３１２）。なお、撮影の終了は、ユーザが撮影終了指示を操作部６３に入力した時に行っても良いし、撮影を開始してから所定時間が経過したときに行っても良い。
【００９５】
［３−２−３．赤外線画像データの生成及び解析］
図１６Ｂを参照し、赤外線画像解析装置７０の動作について説明する。赤外線画像解析装置７０の制御部７４は、可視画像解析装置６０の制御部６４と、同期をとる（Ｓ４０１）。例えば、上述したように、赤外線画像解析装置７０の制御部７４と可視画像解析装置６０の制御部６４とがそれぞれ同一のパソコンと同期をとることによって、赤外線画像解析装置７０と可視画像解析装置６０の互いの時刻を一致させる。
【００９６】
制御部７４は、赤外線カメラ２０による撮影を開始させる（Ｓ４０２）。例えば、撮影開始時刻Ｔ０が予め設定されている場合、制御部７４は赤外線画像解析装置７０の現在時刻が撮影開始時刻Ｔ０に一致したときに、撮影を開始させる。別の例では、制御部７４は、操作部３７を介してユーザからの撮影開始指示を入力した時に、撮影を開始させる。赤外線カメラ２０は、赤外線画像データのフレームを生成する際に、撮影時刻（ＪＳＴ時刻）を各フレームに対応付ける。例えば、各フレームに撮影時刻を示すタイムスタンプを付与する。タイムスタンプは、赤外線画像データの複数のフレームのそれぞれを特定できる時刻であって、例えば、「時：分：秒：ミリ秒」の単位を含む。撮影中、制御部７４は赤外線カメラ２０が撮影して生成した赤外線画像データを順次取得し、格納部７２に格納する。なお、赤外線カメラ２０がフレームの撮影時刻（ＪＳＴ時刻）を示すタイムスタンプを各フレームに付与していない場合は、制御部７４が、赤外線画像データの各フレームを格納部７２に記録するときの時刻（ＪＳＴ時刻）を各フレームに対応付けて記録しても良い。例えば、制御部７４が各フレームに記録時刻を示すタイムスタンプを付与しても良い。
【００９７】
赤外線画像解析装置７０の制御部７４は、第２の通信部７５を介して、目標橋脚番号Ｋ１の橋脚１１１の通過時刻ｔ１を示す情報を受信したかどうかを判断する（Ｓ４０３）。具体的には、制御部７４は、図１６ＡのステップＳ３０７において可視画像解析装置６０から送信された通過時刻ｔ１を示す情報を受信したかどうかを判断する。目標橋脚番号Ｋ１の橋脚１１１の通過時刻ｔ１を示す情報を受信した場合、制御部７４は、計算により、赤外線画像データにおける開始フレームを特定する（Ｓ４０４）。具体的には、まず、赤外線画像データにおける目標橋脚番号Ｋ１の橋脚１１１の通過時刻Ｔ１を、可視画像解析装置６０から取得した通過時刻ｔ１とし、下記式（２）により、開始フレームのフレーム番号を算出する。これによって、開始フレームＰ１を特定する。
Ｐ１＝（Ｔ１−Ｔ０）×Ｒ・・・（２）
ここで、Ｐ１は撮影を開始してからのフレーム番号、Ｔ０は赤外線カメラ２０の撮影開始時刻、Ｒは赤外線カメラ２０のフレームレートである。
【００９８】
その後、赤外線画像解析装置７０の制御部７４は、第２の通信部７５を介して、目標橋脚番号Ｋ２の橋脚１１２の通過時刻ｔ２を示す情報を受信したかどうかを判断する（Ｓ４０５）。具体的には、制御部７４は、図１６ＡのステップＳ３１１において可視画像解析装置６０から送信された通過時刻ｔ２を示す情報を受信したかどうかを判断する。目標橋脚番号Ｋ２の橋脚１１２の通過時刻ｔ２を示す情報を受信した場合、制御部７４は、計算により、赤外線画像データにおける終了フレームを特定する（Ｓ４０６）。具体的には、まず、赤外線画像データにおける目標橋脚番号Ｋ２の橋脚１１２の通過時刻Ｔ２を、可視画像解析装置６０から取得した通過時刻ｔ２とし、下記式（３）により、終了フレームのフレーム番号を算出する。これによって、終了フレームＰ２を特定する。
Ｐ２＝（Ｔ２−Ｔ０）×Ｒ・・・（３）
ここで、Ｐ２は撮影を開始してからのフレーム番号、Ｔ０は赤外線カメラ２０の撮影開始時刻、Ｒは赤外線カメラ２０のフレームレートである。
【００９９】
制御部６４は、終了フレームＰ２を特定した後、赤外線カメラ２０による撮影を終了させる（Ｓ４０７）。なお、撮影の終了は、ユーザが撮影終了指示を操作部７３に入力した時に行っても良いし、撮影を開始してから所定時間が経過したときに行っても良い。
【０１００】
［３−３．効果等］
本開示の応力分布測定方法は、橋脚１１１、１１２（２つの支持部）と橋脚１１１、１１２の間に設けられた橋梁１０１（梁部）とを有する構造物において車両２０１（移動体）が移動することによって橋梁１０１に発生する応力分布を測定する方法であって、可視光カメラ１０（第１撮影部）により、橋梁１０１上の側壁に取り付けられた橋脚番号を記載したプレート１１６（識別表示物）を車両２０１から撮影して可視画像データ（第１画像データ）を生成するステップ（Ｓ３０３）と、可視画像データに基づいて、車両２０１が橋脚１１１、１１２の間を移動する移動期間を求めるステップ（Ｓ３０５〜Ｓ３０７、Ｓ３０９〜Ｓ３１１、Ｓ４０３〜Ｓ４０６）と、赤外線カメラ２０（第２撮影部）により橋梁１０１の表面を撮影して橋梁１０１の表面の温度に応じた熱画像データ（赤外線画像データ、第２画像データ）を生成するステップ（Ｓ４０２）と、熱画像データにおける移動期間に対応する熱画像データ群に基づいて、温度変化量を求めるステップ（Ｓ１０８）と、温度変化量に基づいて応力変化量を算出し、応力変化量に基づいて、橋梁１０１の表面に生じる応力分布を求めるステップ（Ｓ１０９）と、を備える。これにより、赤外線カメラ２０が撮影した赤外線画像データの中から、測定区間Ｄに対応する赤外線画像データを精度良く抽出することができる。よって、橋梁１０１上を車両２０１が走行することによって橋梁１０１に発生する応力分布の測定精度を向上することができる。
【０１０１】
具体的には、可視画像データ（第１画像データ）及び赤外線画像データ（第２画像データ）は、それぞれ、複数のフレームを含み、移動期間を求めるステップでは、可視画像データの複数のフレームの中から、橋脚１１１、１１２（２つの支持部）のそれぞれの目標橋脚番号Ｋ１，Ｋ２の画像（識別表示物の画像）が含まれるフレームを可視画像データにおける移動期間の開始及び終了フレームとして特定し（Ｓ３０５〜Ｓ３０７、Ｓ３０９〜Ｓ３１１）、特定した可視画像データにおける開始及び終了フレームに基づいて、赤外線画像データの複数のフレームの中から、赤外線画像データにおける移動期間の開始及び終了フレームを特定する（Ｓ４０３〜Ｓ４０６）。より具体的には、特定した可視画像データにおける開始及び終了フレームから、車両２０１が橋脚１１１、１１２のそれぞれを通過した時刻ｔ１，ｔ２を特定し、特定した時刻に基づいて、赤外線画像データの複数のフレームの中から、赤外線画像データにおける移動期間の開始及び終了フレームを特定する。これにより、赤外線カメラ２０が撮影した赤外線画像データの中から、測定区間Ｄに対応する赤外線画像データを精度良く抽出することができる。
【０１０２】
本開示の応力分布測定システム１は、橋脚１１１、１１２（２つの支持部）と橋脚１１１、１１２の間に設けられた橋梁１０１（梁部）とを有する構造物において車両２０１（移動体）が移動することによって橋梁１０１に発生する応力分布を測定するシステムであって、橋梁１０１上の側壁に取り付けられた橋脚番号を記載したプレート１１６（識別表示物）を車両２０１から撮影して可視画像データ（第１画像データ）を生成する可視光カメラ１０（第１撮影部）と、橋梁１０１の表面を撮影して橋梁１０１の表面の温度に応じた熱画像データ（赤外線画像データ、第２画像データ）を生成する赤外線カメラ２０（第２撮影部）と、可視画像解析装置６０及び赤外線画像解析装置７０と、を備える。可視画像解析装置６０の制御部６４及び赤外線画像解析装置７０の制御部７４（第１演算部）は、可視画像データに基づいて、車両２０１が橋脚１１１、１１２を移動する移動期間を求める。具体的には、可視画像解析装置６０の制御部６４が、可視画像データから移動期間の始点と終点を特定する情報を取得し、赤外線画像解析装置７０の制御部７４が、移動期間の始点と終点を特定する情報に基づいて、赤外線画像データ（熱画像データ）における移動期間に対応する開始及び終了フレームを求める。赤外線画像解析装置７０の制御部７４（第２演算部）は、熱画像データにおける移動期間に対応する熱画像データ群に基づいて、温度変化量を求める。さらに、赤外線画像解析装置７０の制御部７４（第３演算部）は、温度変化量に基づいて応力変化量を算出し、応力変化量に基づいて、橋梁１０１の表面に生じる応力分布を求める。これにより、赤外線カメラ２０が撮影した赤外線画像データの中から、測定区間Ｄに対応する赤外線画像データを精度良く抽出することができる。よって、橋梁１０１上を車両２０１が走行することによって橋梁１０１に発生する応力分布の測定精度を向上することができる。
【０１０３】
（実施の形態４）
実施の形態３では、可視画像解析装置６０から赤外線画像解析装置７０に、目標橋脚番号Ｋ１，Ｋ２の橋脚１１１、１１２の通過時刻ｔ１，ｔ２を示す情報を送信することによって、赤外線画像データにおける開始フレームと終了フレームを特定した。本実施の形態においては、赤外線画像データにおける開始フレームと終了フレームの特定を別の方法で行う。具体的には、本実施の形態では、可視画像解析装置６０から赤外線画像解析装置７０に、トリガ信号を送信することによって、赤外線画像データにおける開始フレームと終了フレームを特定する。本実施の形態における応力分布測定システム１の構成は、図１２に示す構成と同一である。
【０１０４】
図１７Ａは、可視画像解析装置６０の制御部６４による動作を示し、図１７Ｂは、赤外線画像解析装置７０の制御部７４による動作を示している。図１７Ａの全ステップ及び図１７Ｂの全ステップは、図１５のステップＳ１の詳細を示している。
【０１０５】
図１７ＡのステップＳ５０１〜ステップＳ５０５は、図１６ＡのステップＳ３０１〜ステップＳ３０５と同一である。図１７ＡのステップＳ５０７、Ｓ５０８、Ｓ５１０は、それぞれ、図１６ＡのステップＳ３０８、Ｓ３０９、Ｓ３１２と同一である。本実施の形態では、可視画像解析装置６０の制御部６４は、目標橋脚番号Ｋ１を認識したとき、第２の通信部６５を介して、トリガ信号（例えば、パルス信号）を赤外線画像解析装置７０に送信する（Ｓ５０６）。すなわち、制御部６４は、可視画像データのフレームに目標橋脚番号Ｋ１の画像が含まれていると判断したときに、トリガ信号を赤外線画像解析装置７０に送信する。同様に、制御部６４は、目標橋脚番号Ｋ２を認識したとき（Ｓ５０８でＹｅｓ）、第２の通信部６５を介して、トリガ信号（例えば、パルス信号）を赤外線画像解析装置７０に送信する（Ｓ５０９）。すなわち、制御部６４は、可視画像データのフレームに目標橋脚番号Ｋ２の画像が含まれていると判断したときに、トリガ信号を赤外線画像解析装置７０に送信する。
【０１０６】
図１７ＢのステップＳ６０１、Ｓ６０２、Ｓ６０７は、それぞれ、図１６ＢのステップＳ４０１、Ｓ４０２、Ｓ４０７と同一である。赤外線画像解析装置７０の制御部７４は、赤外線カメラ２０による撮影を開始させた後、トリガ信号（１回目のトリガ信号）を受信したかどうかを判断する（Ｓ６０３）。このトリガ信号は、図１７ＡのステップＳ５０６において、可視画像解析装置６０から送信された信号である。１回目のトリガ信号を受信した場合、赤外線画像解析装置７０の制御部７４は、１回目のトリガ信号を受信した時に赤外線カメラ２０が撮影していたフレーム（すなわち、赤外線カメラ２０から取得したフレーム）を、赤外線画像データにおける開始フレームとして特定する（Ｓ６０４）。その後、さらにトリガ信号（２回目のトリガ信号）を受信したかどうかを判断する（Ｓ６０５）。このトリガ信号は、図１７ＡのステップＳ５０９において、可視画像解析装置６０から送信された信号である。２回目のトリガ信号を受信した場合（Ｓ６０５でＹｅｓ）、赤外線画像解析装置７０の制御部７４は、２回目のトリガ信号を受信した時に赤外線カメラ２０が撮影していたフレーム（すなわち、赤外線カメラ２０から取得したフレーム）を、赤外線画像データにおける終了フレームとして特定する（Ｓ６０４）。
【０１０７】
このように、本実施の形態によれば、可視画像データ（第１画像データ）における開始及び終了フレームをそれぞれ特定した時点で赤外線カメラ２０（第２撮影部）が撮影していたフレームを、赤外線画像データ（第２画像データ）における移動期間の開始及び終了フレームとしてそれぞれ特定する。よって、本実施の形態によれば、実施の形態３と同様に、精度良く、測定区間Ｄに対応する赤外線画像データを特定できる。
【０１０８】
なお、図１７Ａにおいて、可視画像解析装置６０は、トリガ信号を送信することに加えて、目標橋脚番号Ｋ１，Ｋ２の画像が映っているフレームから橋脚１１１、１１２の通過時刻ｔ１，ｔ２を示す情報を取得して格納部６２に保存しておいても良い。この場合、トリガ信号により特定した開始フレーム及び終了フレームが正しいかどうかを、格納部６２に保存した通過時刻ｔ１，ｔ２を示す情報に基づいて、検証することが可能になる。
【０１０９】
（実施の形態５）
実施の形態３及び実施の形態４では、可視光カメラ１０による撮影中に可視画像解析装置６０は取得した可視画像データを解析し、且つ、赤外線カメラ２０による撮影中に赤外線画像解析装置７０は開始フレームと終了フレームを特定した。本実施の形態では、可視画像解析装置６０は、可視光カメラ１０による撮影が終了した後の所定のタイミングで、生成された可視画像データを解析する。さらに、赤外線画像解析装置７０は、赤外線カメラ２０による撮影が終了した後の所定のタイミングで、開始フレームと終了フレームを特定する。本実施の形態における応力分布測定システム１の構成は、図１２に示す構成と同一である。
【０１１０】
［５−１．撮影］
可視画像解析装置６０と赤外線画像解析装置７０は、実施の形態３及び実施の形態４と同様に、同期した後に、それぞれ可視光カメラ１０と赤外線カメラ２０による撮影を開始させる。例えば、可視画像解析装置６０の制御部６４は、予め設定されている撮影開始時刻ｔ０に基づいて可視光カメラ１０に撮影を開始させる。又は、制御部６４は、操作部６３を介してユーザからの撮影開始指示を入力した時に、可視光カメラ１０に撮影を開始させる。制御部６４は、可視光カメラ１０が撮影して生成した可視画像データを格納部６２に格納する。制御部６４は、撮影開始から所定時間が経過した時に、可視光カメラ１０による撮影を終了させる。なお、制御部６４は、予め設定されている撮影終了時刻に基づいて撮影を終了させても良い。又は、制御部６４は、操作部６３を介してユーザからの撮影終了指示を入力した時に、可視光カメラ１０による撮影を終了させても良い。同様に、例えば、赤外線画像解析装置７０の制御部７４は、予め設定されている撮影開始時刻Ｔ０に基づいて、赤外線カメラ２０に撮影を開始させる。又は、制御部７４は、操作部７３を介してユーザからの撮影開始指示を入力した時に、赤外線カメラ２０に撮影を開始させる。制御部７４は、赤外線カメラ２０が撮影して生成した赤外線画像データを格納部７２に格納する。制御部７４は、撮影開始から所定時間が経過した時に、赤外線カメラ２０による撮影を終了させる。なお、制御部７４は、予め設定されている撮影終了時刻に基づいて撮影を終了させても良い。又は、制御部７４は、操作部７３を介してユーザからの撮影終了指示を入力した時に、赤外線カメラ２０による撮影を終了させても良い。
【０１１１】
［５−２．解析］
図１８Ａは、可視画像解析装置６０の制御部６４による動作を示し、図１８Ｂは、赤外線画像解析装置７０の制御部７４による動作を示している。上述した、可視光カメラ１０と赤外線カメラ２０による撮影動作と、図１８Ａの全ステップ及び図１８Ｂの全ステップは、図１５のステップＳ１の詳細を示している。
【０１１２】
まず、図１８Ａを参照し、可視画像解析装置６０の動作について説明する。可視画像解析装置６０の制御部６４は、所定のタイミングで、図１８Ａに示す解析処理を開始する。例えば、予め設定された時刻に又はユーザが解析開始を指示したときに、解析処理を開始する。図１８Ａにおいて、可視画像解析装置６０の制御部６４は、測定区間Ｄの始点及び終点となる橋脚１１１、１１２の橋脚番号Ｋ１，Ｋ２を目標橋脚番号として設定する（Ｓ７０１）。例えば、ユーザが操作部６３に橋脚番号Ｋ１，Ｋ２を入力することによって、制御部６４は入力された橋脚番号Ｋ１，Ｋ２を目標橋脚番号として設定する。又は、格納部６２に格納されている橋脚番号Ｋ１，Ｋ２の情報を読み出して、目標橋脚番号として設定する。
【０１１３】
可視画像解析装置６０の制御部６４は、格納部６２から可視画像データを読み出して画像の解析を行う（Ｓ７０２）。制御部６４は、目標橋脚番号Ｋ１の画像が含まれるフレームを特定すると、特定したフレームに対応付けて記録されている記録時刻（フレームに付与されているタイムスタンプ）を目標橋脚番号Ｋ１の橋脚１１１の通過時刻ｔ１を示す情報として取得する（Ｓ７０３）。制御部６４は、取得した通過時刻ｔ１を示す情報を格納部６２に保存する（Ｓ７０４）。次に、制御部６４は、目標橋脚番号Ｋ２の画像が含まれるフレームを特定すると、目標橋脚番号Ｋ２の画像が含まれるフレームに対応付けて記録されている記録時刻（フレームに付与されているタイムスタンプ）を目標橋脚番号Ｋ２の橋脚１１２の通過時刻ｔ２を示す情報として取得する（Ｓ７０５）。制御部６４は、取得した通過時刻ｔ２を示す情報を格納部６２に保存する（Ｓ７０６）。
【０１１４】
可視画像解析装置６０の制御部６４は、赤外線画像解析装置７０から、目標橋脚番号Ｋ１，Ｋ２の橋脚１１１、１１２の通過時刻ｔ１，ｔ２を示す情報の送信要求を受信したかどうかを判断する（Ｓ７０７）。ここでの送信要求は、図１８ＢのステップＳ８０１で、赤外線画像解析装置７０から送信される送信要求である。目標橋脚番号Ｋ１，Ｋ２の橋脚１１１、１１２の通過時刻ｔ１，ｔ２を示す情報の送信要求を受信した場合、制御部６４は、その通過時刻（ｔ１，ｔ２）を示す情報を格納部６２から読み出して赤外線画像解析装置７０に送信する（Ｓ７０８）。
【０１１５】
次に、図１８Ｂを参照し、赤外線画像解析装置７０の動作について説明する。赤外線画像解析装置７０の制御部７４は、所定のタイミングで、図１８Ｂに示す解析処理を開始する。例えば、予め設定された時刻に又はユーザが解析開始を指示したときに、解析処理を開始する。図１８Ｂにおいて、赤外線画像解析装置７０の制御部７４は、第２の通信部７５を介して、目標橋脚番号Ｋ１，Ｋ２の橋脚１１１、１１２の通過時刻ｔ１，ｔ２を示す情報の送信要求を、可視画像解析装置６０に送信する（Ｓ８０１）。制御部７４は、可視画像解析装置６０から送信された目標橋脚番号Ｋ１，Ｋ２の橋脚１１１、１１２の通過時刻ｔ１，ｔ２を示す情報を受信する（Ｓ８０２）。制御部７４は、取得した通過時刻ｔ１，ｔ２を示す情報に基づいて、計算により、赤外線画像データにおける開始フレーム及び終了フレームを特定する（Ｓ８０３）。開始フレーム及び終了フレームの特定は、実施の形態３における図１６ＢのステップＳ４０４及びＳ４０６と同様に行う。具体的には、例えば、上記式（２）及び（３）を使用して、開始フレーム及び終了フレームのフレーム番号を算出する。これによって、開始フレームＰ１及び終了フレームＰ２を特定する。
【０１１６】
本実施の形態によれば、実施の形態３と同様に、赤外線カメラ２０が撮影した赤外線画像データの中から、測定区間Ｄに対応する赤外線画像データを精度良く抽出することができる。
【０１１７】
（実施の形態６）
本実施の形態は、実施の形態３〜５を組み合わせたものである。具体的には、実施の形態３又は実施の形態５に記載の計算に基づいた開始及び終了フレームの特定と、実施の形態４に記載のトリガ信号に基づいた開始及び終了フレームの特定との両方を行う。本実施の形態における応力分布測定システム１の構成は、図１２に示す構成と同一である。
【０１１８】
図１９に、赤外線画像解析装置７０の制御部７４による動作を示している。制御部７４は、トリガ信号に基づいて、赤外線画像データにおける開始及び終了フレーム（Ａ）を特定する（Ｓ９０１）。ステップＳ９０１は、図１７Ｂの全ステップに対応する。さらに、制御部７４は、目標橋脚番号Ｋ１，Ｋ２の橋脚１１１、１１２の通過時刻ｔ１，ｔ２を示す情報を使用した計算に基づいて、赤外線画像データにおける開始及び終了フレーム（Ｂ）を特定する（Ｓ９０２）。ステップＳ９０２は、図１６Ｂの全ステップ又は図１８Ｂの全ステップに対応する。制御部７４は、トリガ信号に基づいて特定した開始及び終了フレーム（Ａ）と、計算に基づいて特定した開始及び終了フレーム（Ｂ）とが一致しているかどうかを判断する（Ｓ９０３）。一致していれば、トリガ信号に基づいて特定した開始及び終了フレーム（Ａ）を選択する（Ｓ９０４）。一致していなければ、計算に基づいて特定した開始及び終了フレーム（Ｂ）を選択する（Ｓ９０５）。
【０１１９】
このように、２つ以上の方法を利用して、開始及び終了フレームを特定しても良い。
【０１２０】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜６を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜６で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【０１２１】
実施の形態１〜６では、橋梁上を車両が走行する橋梁に発生する応力分布を測定する方法及び装置を説明した。本開示の思想は、モノレールのように構造物の下を移動体が移動する構造物、又は、構造物の横を移動体が移動する構造物の応力分布を測定する方法及び装置にも適用できる。
【０１２２】
また、実施の形態１及び２では、車両が測定区間Ｄを通過する期間を求めるために、車両のフロントガラスの大きさに基づいて橋脚に対する車両の位置を求めた。本開示はこれに限定されず、車種によって大きさが大きく異ならないナンバープレート等の車両の任意の付帯物の大きさに基づいて、橋脚に対する車両の位置を求めてもよい。この場合、車両が各橋脚上に位置するときのナンバープレート等の付帯物の大きさを、橋脚に対する車両の位置を求めるための基準値として用いてもよい。
【０１２３】
さらに、本開示は、実施の形態１及び２において、道路標識等の橋梁の付帯物の大きさに対する車両の付帯物の大きさの比に基づいて、橋脚に対する車両の位置を求めてもよい。この場合、道路標識等の橋梁の付帯物の大きさに対する、車両が各橋脚上に位置するときの車両の付帯物の大きさの比を、橋脚に対する車両の位置を求めるための基準値として用いてもよい。これにより、車両を撮影する可視光カメラの設置位置を換えても、基準値を設定し直すことなく、橋脚に対する車両の位置を求めることができる。
【０１２４】
さらに、本開示は、実施の形態１及び２において、可視光カメラと車両との距離に基づいて、橋脚に対する車両の位置を求めてもよい。この場合、可視光カメラと各橋脚との距離を、橋脚に対する車両の位置を求めるための基準値として用いてもよい。なお、可視光カメラと車両との距離は、２つの可視光カメラからの画像データを画像解析することにより計測可能である。
【０１２５】
さらに、本開示は、実施の形態１及び２において、可視光カメラと道路標識等の橋梁の付帯物との距離に対する、可視光カメラと車両の付帯物との距離の比に基づいて、橋脚に対する車両の位置を求めてもよい。この場合、可視光カメラと道路標識等の橋梁の付帯物との距離に対する、車両が各橋脚上に位置するときの可視光カメラと車両の付帯物との距離の比を、橋脚に対する車両の位置を求めるための基準値として用いてもよい。これにより、車両を撮影する可視光カメラの設置位置を換えても、基準値を設定し直すことなく、橋脚に対する車両の位置を求めることができる。
【０１２６】
また、実施の形態１及び２では、応力分布測定装置３０において、可視光カメラ１０からの可視画像データに基づいて、車両２０１が橋脚１１１から橋脚１１２までの区間Ｄを走行する期間を特定し、この特定した期間において赤外線カメラ２０により撮影された熱画像データに基づいて、橋梁１０１に発生する応力分布を測定し、測定した応力分布データをインターネット２を介してサーバ等に送信した。本開示はこれに限定されず、応力分布測定装置３０は、可視光カメラ１０からの可視画像データと赤外線カメラ２０からの熱画像データとをサーバに送信し、サーバにおいて、可視画像データに基づいて車両２０１が橋脚１１１から橋脚１１２までの区間Ｄを走行する期間を特定し、この特定した期間において赤外線カメラ２０により撮影された熱画像データに基づいて、橋梁１０１に発生する応力分布を測定し、測定した応力分布データを応力分布測定装置３０に送信してもよい。
【０１２７】
また、実施の形態２では、料金所端末４０で管理される車両重量情報４０ｄを用いて、当該車両重量情報４０ｄと車両ナンバーと応力分布データとを関連付けた応力分布データベース５０ｄを作成した。本開示はこれに限定されず、車両重量が既知であり、車両重量が異なる複数台の試験車両をあらかじめ用意し、これらの試験車両を走行させたときの応力分布を測定し、測定した応力分布データと既知の車両重量とを関連付けて図９Ａ及び図９Ｂのような応力分布データベースを作成してもよい。これにより、車両発生時の応力分布を測定するだけで車両重量を算出することができ、当該車両が過積載車両であるか否かを検出することも可能である。
【０１２８】
上記実施の形態３及び５においては、可視画像データの各フレームの記録時刻を、目標橋脚番号Ｋ１，Ｋ２の橋脚１１１、１１２の通過時刻ｔ１，ｔ２を示す情報として利用した。しかし、車両２０１が橋脚１１１、１１２を通過したときに撮影されたフレームを特定する情報であれば、橋脚１１１、１１２の通過時刻ｔ１，ｔ２を示す情報として、任意の情報を利用することができる。すなわち、赤外線画像データにおいて測定区間Ｄの開始フレーム及び終了フレームを特定できるものであれば、任意の情報を利用することができる。例えば、橋脚１１１、１１２の通過時刻ｔ１，ｔ２を示す情報として、可視光カメラ１０の撮影開始時刻ｔ０からの可視画像データのフレーム番号ｐ１，ｐ２を使用しても良い。この場合、赤外線画像解析装置７０は、可視画像解析装置６０から、ステップＳ４０３及びＳ４０５において、可視光カメラ１０の撮影開始時刻ｔ０からのフレーム番号ｐ１，ｐ２を取得する。そして、赤外線画像解析装置７０は、赤外線画像データにおける通過時刻Ｔ１，Ｔ２をそれぞれ下記式（４）及び（５）により、算出する。それから、赤外線画像解析装置７０は、上記式（２）及び（３）により、赤外線画像データにおける開始フレームＰ１及び終了フレームＰ２を特定する。
Ｔ１＝ｔ０＋ｐ１／ｒ・・・（４）
Ｔ２＝ｔ０＋ｐ２／ｒ・・・（５）
ここで、ｒは可視光カメラ１０のフレームレートである。
また、例えば、橋脚１１１、１１２の通過時刻ｔ１，ｔ２を示す情報として、可視光カメラ１０の撮影開始時刻ｔ０からの経過時間を利用しても良いし、複数の情報（記録時刻（又は撮影時刻）、経過時間、及びフレーム番号のうちの２つ以上）の組み合わせを利用しても良い。
【０１２９】
上記実施の形態３及び５において、赤外線画像データのフレーム算出の計算において、可視光カメラ１０の撮影開始時刻ｔ０と赤外線カメラ２０の撮影開始時刻Ｔ０が同一の場合は、上記式（２）及び（３）を使用せずに、Ｔ１＝ｔ１及びＴ２＝ｔ２として、Ｔ１，Ｔ２の撮影時刻のタイムスタンプが付与されているフレームを赤外線画像データの中から抽出しても良い。
【０１３０】
上記実施の形態１〜６に示す、可視画像解析装置６０、赤外線画像解析装置７０、及び応力分布測定装置３０のそれぞれの機能を一つの装置で実現しても良いし、複数の装置で実現しても良い。例えば、赤外線画像解析装置７０は、可視光カメラ１０が生成した可視画像データを、可視光カメラ１０から直接又は可視画像解析装置６０を介して取得し、赤外線画像解析装置７０が可視画像データの解析と赤外線画像データの解析の両方を行っても良い。
【０１３１】
上記実施の形態１においては、図３のフローチャートにおけるステップＳ１０８において、熱画像データ（赤外線画像データ）をフーリエ変換することによって、画素ごとの温度変化量を求めたが、他の方法を使用して温度変化量を求めても良い。図２０Ａは赤外線画像（１フレーム分）を示す。図２０Ｂは、図２０Ａの赤外線画像内の特定範囲８０におけるフレーム毎の温度を示している。例えば、制御部３５は、各フレームの特定範囲８０の温度を求め、時間変化（フレーム変化）に伴う温度変化量ΔＴ（図２０Ｂ参照）を求めても良い。なお、特定範囲８０は１以上の画素を含むように設定される。特定範囲８０の温度は、特定範囲８０に含まれる画素の温度の平均値として求めてもよい。
【０１３２】
上記実施の形態１〜６においては、赤外線画像データに基づいて橋梁１０１に発生する応力分布を測定する場合について説明したが、赤外線画像データを使用した測定の対象は応力分布に限らない。例えば、赤外線カメラ２０が生成した赤外線画像データを使用して、車両の通過頻度（通過台数）を測定しても良い。車両が橋脚上を通過することで、赤外線画像データにおいて温度が変化する。車両が通過している間、図２０Ｂに示すように、車両が通過していないときよりも、温度が低下する。よって、図２０Ｂに示すように、温度波形から温度変化量ΔＴを算出し、温度低下を示す温度変化量ΔＴが得られた回数をカウントすることによって、車両の通過頻度（通過台数）を求めることができる。
【０１３３】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本開示は、高速道路の橋梁等の構造物において車両等の移動体が移動することによって当該構造物に発生する応力分布を測定する応力分布測定方法及び応力分布測定システムに適用可能である。
【符号の説明】
【０１３５】
１、１Ａ  応力分布測定システム
２  インターネット
１０  可視光カメラ
１５  基地局
２０  赤外線カメラ
３０  応力分布測定装置
３１、３２、３３  第１〜第３の通信部
３４  格納部
３５  制御部
３６  表示部
３７  操作部
４０  料金所端末
５０  サーバ
５２  格納部
５３  制御部
６０  可視画像解析装置
６１、７１  第１の通信部
６２、７２  格納部
６３、７３  操作部
６４、７４  制御部
６５、７５  第２の通信部
６６、７６  表示部
７０  赤外線画像解析装置
１０１  橋梁
１１１、１１２  橋脚
１２０  下り車線
１２１  走行車線
１２２  追越車線
１２３、１２４、１２５  桁
１３０  上り車線
２０１  車両
【図１】
2017141294.tif 000003
【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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【図７Ａ】
2017141294.tif 000009
【図７Ｂ】
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【図８】
2017141294.tif 000011
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2017141294.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
2017141294.tif 000015
【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【国際調査報告】
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