(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の傾斜角に対応する物理量情報を検出する第１の物理量センサー、第２の物理量センサー及び第３の物理量センサーを含む複数の物理量センサーと、
前記物理量情報の平均化処理を行って、前記構造物の傾斜角情報を求め、前記傾斜角情報又は前記傾斜角情報の時間変化に基づいて、前記構造物の損傷の有無を判定する損傷判定処理を行う処理部と、
を含み、
前記第１の物理量センサー、前記第２の物理量センサー及び前記第３の物理量センサーは、前記構造物の第１の固定点と第２の固定点との間において、前記第１の物理量センサー、前記第２の物理量センサー、前記第３の物理量センサーの順に設けられ、
前記処理部は、
前記第１の物理量センサーからの第１の物理量情報と前記第２の物理量センサーからの第２の物理量情報の差分情報である第１の差分情報に基づいて、前記第１の物理量センサーの取り付け位置と前記第２の物理量センサーの取り付け位置の間に対応する領域に、前記構造物の損傷箇所が存在するか否かを特定し、
前記第２の物理量センサーからの前記第２の物理量情報と前記第３の物理量センサーからの第３の物理量情報の差分情報である第２の差分情報に基づいて、前記第２の物理量センサーの取り付け位置と前記第３の物理量センサーの取り付け位置の間に対応する領域に、前記構造物の損傷箇所が存在するか否かを特定する損傷箇所の特定処理を行うことを特徴とする損傷検出システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数の物理量センサーは、第４の物理量センサー、第５の物理量センサー及び第６の物理量センサーを含み、
前記第１の物理量センサー、前記第２の物理量センサー及び前記第３の物理量センサーは、前記構造物の第１の面に設けられ、
前記第４の物理量センサー、前記第５の物理量センサー及び前記第６の物理量センサーは、前記構造物の前記第１の面の裏側の第２の面において、前記第４の物理量センサー、前記第５の物理量センサー、前記第６の物理量センサーの順に設けられ、
前記処理部は、
前記第４の物理量センサーからの第４の物理量情報と前記第５の物理量センサーからの第５の物理量情報の差分情報である第３の差分情報と、前記第１の差分情報とに基づいて、前記第１の物理量センサー及び前記第４の物量センサーの取り付け位置と前記第２の物理量センサー及び前記第５の物量センサーの取り付け位置の間に対応する領域に、前記構造物の損傷箇所が存在するか否かを特定し、
前記第５の物理量センサーからの前記第５の物理量情報と前記第６の物理量センサーからの第６の物理量情報の差分情報である第４の差分情報と、前記第２の差分情報とに基づいて、前記第２の物理量センサー及び前記第５の物量センサーの取り付け位置と前記第３の物理量センサー及び前記第６の物量センサーの取り付け位置の間に対応する領域に、前記構造物の損傷箇所が存在するか否かを特定することを特徴とする損傷検出システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記処理部は、
前記傾斜角情報が示す前記傾斜角と所与の閾値との比較結果、少なくとも二つの時刻における前記傾斜角の差分値、及び前記傾斜角の時間変化速度のうち、少なくとも一つの情報に基づいて、前記損傷判定処理を行うことを特徴とする損傷検出システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記平均化処理として、前記物理量情報のローパスフィルター処理、または所与の期間において前記物理量センサーから出力される前記物理量情報が示す物理量の平均値を求める処理を行うことを特徴とする損傷検出システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記物理量情報に基づいて、前記傾斜角情報と前記構造物の振動情報とを求め、前記傾斜角情報と前記振動情報とに基づいて前記損傷判定処理を行うことを特徴とする損傷検出システム。
【請求項６】
請求項５において、
前記処理部は、
前記物理量情報に対して、ハイパスフィルター処理を行って前記振動情報を求め、
前記物理量情報に対して、ローパスフィルター処理を行って前記傾斜角情報を求めることを特徴とする損傷検出システム。
【請求項７】
請求項５又は６において、
前記物理量情報を記憶する記憶部を含み、
前記処理部は、
前記傾斜角情報に基づいて、前記構造物に損傷があると判定された場合に、前記記憶部に記憶された前記物理量情報に基づいて、前記振動情報の解析処理を行うことを特徴とする損傷検出システム。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記振動情報が表す振動が所与の条件を満たしたか否かを判定し、前記所与の条件が満たされたと判定した場合に、前記傾斜角情報に基づいて、前記損傷判定処理を行うことを特徴とする損傷検出システム。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記損傷判定処理の結果に基づいて、報知処理を行う報知部を含むことを特徴とする損傷検出システム。
【請求項１０】
構造物の傾斜角に対応する物理量情報を検出する第１の物理量センサー、第２の物理量センサー及び第３の物理量センサーを含む複数の物理量センサーと、
前記複数の物理量センサーから取得される複数の物理量情報の差分情報を求め、前記差分情報に基づいて、前記構造物の損傷の有無を判定する損傷判定処理を行う処理部と、
を含み、
前記第１の物理量センサー、前記第２の物理量センサー及び前記第３の物理量センサーは、前記構造物の第１の固定点と第２の固定点との間において、前記第１の物理量センサー、前記第２の物理量センサー、前記第３の物理量センサーの順に設けられ、
前記処理部は、
前記第１の物理量センサーからの第１の物理量情報と前記第２の物理量センサーからの第２の物理量情報の差分情報である第１の差分情報に基づいて、前記第１の物理量センサーの取り付け位置と前記第２の物理量センサーの取り付け位置の間に対応する領域に、前記構造物の損傷箇所が存在するか否かを特定し、
前記第２の物理量センサーからの前記第２の物理量情報と前記第３の物理量センサーからの第３の物理量情報の差分情報である第２の差分情報に基づいて、前記第２の物理量センサーの取り付け位置と前記第３の物理量センサーの取り付け位置の間に対応する領域に、前記構造物の損傷箇所が存在するか否かを特定する損傷箇所の特定処理を行うことを特徴とする損傷検出システム。
【請求項１１】
構造物に設けられ、第１の物理量センサー、第２の物理量センサー及び第３の物理量センサーを含む複数の物理量センサーから、前記構造物の傾斜角に対応する物理量情報を取得し、前記物理量情報の平均化処理を行って、前記構造物の傾斜角情報を求め、前記傾斜角情報又は前記傾斜角情報の時間変化に基づいて、前記構造物の損傷の有無を判定する損傷判定処理を行う処理部と、
少なくとも前記物理量情報を記憶する記憶部と、
を含み、
前記第１の物理量センサー、前記第２の物理量センサー及び前記第３の物理量センサーは、前記構造物の第１の固定点と第２の固定点との間において、前記第１の物理量センサー、前記第２の物理量センサー、前記第３の物理量センサーの順に設けられ、
前記処理部は、
前記第１の物理量センサーからの第１の物理量情報と前記第２の物理量センサーからの第２の物理量情報の差分情報である第１の差分情報に基づいて、前記第１の物理量センサーの取り付け位置と前記第２の物理量センサーの取り付け位置の間に対応する領域に、前記構造物の損傷箇所が存在するか否かを特定し、
前記第２の物理量センサーからの前記第２の物理量情報と前記第３の物理量センサーからの第３の物理量情報の差分情報である第２の差分情報に基づいて、前記第２の物理量センサーの取り付け位置と前記第３の物理量センサーの取り付け位置の間に対応する領域に、前記構造物の損傷箇所が存在するか否かを特定する損傷箇所の特定処理を行うことを特徴とする損傷検出装置。
【請求項１２】
構造物に設けられ、第１の物理量センサー、第２の物理量センサー及び第３の物理量センサーを含む複数の物理量センサーから、前記構造物の傾斜角に対応する物理量情報を取得することと、
前記物理量情報の平均化処理を行って、前記構造物の傾斜角情報を求めることと、
前記傾斜角情報又は前記傾斜角情報の時間変化に基づいて、前記構造物の損傷の有無を判定する損傷判定処理を行うことと、
を含み、
前記第１の物理量センサー、前記第２の物理量センサー及び前記第３の物理量センサーは、前記構造物の第１の固定点と第２の固定点との間において、前記第１の物理量センサー、前記第２の物理量センサー、前記第３の物理量センサーの順に設けられ、
前記第１の物理量センサーからの第１の物理量情報と前記第２の物理量センサーからの第２の物理量情報の差分情報である第１の差分情報に基づいて、前記第１の物理量センサーの取り付け位置と前記第２の物理量センサーの取り付け位置の間に対応する領域に、前記構造物の損傷箇所が存在するか否かを特定し、
前記第２の物理量センサーからの前記第２の物理量情報と前記第３の物理量センサーからの第３の物理量情報の差分情報である第２の差分情報に基づいて、前記第２の物理量センサーの取り付け位置と前記第３の物理量センサーの取り付け位置の間に対応する領域に、前記構造物の損傷箇所が存在するか否かを特定する損傷箇所の特定処理を行うことを特徴とする損傷検出方法。
【請求項１３】
構造物に設けられ、第１の物理量センサー、第２の物理量センサー及び第３の物理量センサーを含む複数の物理量センサーから、前記構造物の傾斜角に対応する物理量情報を取得し、前記物理量情報の平均化処理を行って、前記構造物の傾斜角情報を求め、前記傾斜角情報又は前記傾斜角情報の時間変化に基づいて、前記構造物の損傷の有無を判定する損傷判定処理を行う処理部として、
コンピューターを機能させ、
前記第１の物理量センサー、前記第２の物理量センサー及び前記第３の物理量センサーは、前記構造物の第１の固定点と第２の固定点との間において、前記第１の物理量センサー、前記第２の物理量センサー、前記第３の物理量センサーの順に設けられ、
前記処理部は、
前記第１の物理量センサーからの第１の物理量情報と前記第２の物理量センサーからの第２の物理量情報の差分情報である第１の差分情報に基づいて、前記第１の物理量センサーの取り付け位置と前記第２の物理量センサーの取り付け位置の間に対応する領域に、前記構造物の損傷箇所が存在するか否かを特定し、
前記第２の物理量センサーからの前記第２の物理量情報と前記第３の物理量センサーからの第３の物理量情報の差分情報である第２の差分情報に基づいて、前記第２の物理量センサーの取り付け位置と前記第３の物理量センサーの取り付け位置の間に対応する領域に、前記構造物の損傷箇所が存在するか否かを特定する損傷箇所の特定処理を行うことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、損傷検出システム、損傷検出装置、損傷検出方法及びプログラム等に関係する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地震等の災害発生時に、建物等の構造物の損壊状況を定量的に把握したいという欲求が高まっている。このように、構造物の損壊状況を把握するために用いられる技術としては、例えば特許文献１に記載される従来技術がある。特許文献１においては、構造物に設置したセンサーの出力信号の絶対値を所定時間内で積分して、振幅絶対値和を算出し、算出した振幅絶対値和に基づいて構造物の損傷有無を判定する損傷検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２００８−３０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１において開示される発明では、ノイズによる累積誤差が生じ、ノイズ除去手段や精度向上のための複雑なデータ処理が必要となり、高価な装置又は多大な消費電力が必要になってしまう。
【０００５】
本発明の幾つかの態様によれば、構造物の損傷検出において、ノイズや異常値による損傷有無の誤判定を抑制することができる損傷検出システム、損傷検出装置、損傷検出方法及びプログラム等を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、構造物の傾斜角に対応する物理量情報を検出する物理量センサーと、前記物理量情報の平均化処理を行って、前記構造物の傾斜角情報を求める処理部と、を含み、前記処理部は、前記傾斜角情報又は前記傾斜角情報の時間変化に基づいて、前記構造物の損傷の有無を判定する損傷判定処理を行う損傷検出システムに関係する。
【０００７】
本発明の一態様では、物理量センサーにより検出される物理量情報の平均化処理を行って、構造物の傾斜角情報を求め、傾斜角情報又は傾斜角情報の時間変化に基づいて、構造物の損傷の有無を判定する損傷判定処理を行う。よって、構造物の損傷検出において、ノイズや異常値による損傷有無の誤判定を抑制することが可能となる。
【０００８】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記傾斜角情報が示す前記傾斜角と所与の閾値との比較結果、少なくとも二つの時刻における前記傾斜角の差分値、及び前記傾斜角の時間変化速度のうち、少なくとも一つの情報に基づいて、前記損傷判定処理を行ってもよい。
【０００９】
これにより、例えば複数の損傷判定方法を組み合わせて、構造物の傾斜角の変化の速さの違いに関わらず、構造物における損傷の有無を判定すること等が可能になる。
【００１０】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記平均化処理として、前記物理量情報のローパスフィルター処理、または所与の期間において前記物理量センサーから出力される前記物理量情報が示す物理量の平均値を求める処理を行ってもよい。
【００１１】
これにより、物理量センサーにより検出される物理量情報から、損傷判定処理においてノイズや異常値になる瞬間的な振動を表す情報を除去すること等が可能になる。
【００１２】
また、本発明の一態様では、前記構造物の前記傾斜角に対応する前記物理量情報を検出する複数の物理量センサーを含み、前記処理部は、前記複数の物理量センサーのうちの第２の物理量センサーから第２の物理量情報を取得し、取得した前記第２の物理量情報に基づいて、第２の傾斜角情報を求め、前記複数の物理量センサーのうちの前記物理量センサーを用いて求められた前記傾斜角情報と、前記第２の傾斜角情報とに基づいて、前記損傷判定処理を行ってもよい。
【００１３】
これにより、少なくとも２つの物理量センサーから得られる物理量情報に基づいて、構造物の損傷の有無を判定すること等が可能になる。
【００１４】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記傾斜角情報と前記損傷判定処理の結果とに基づいて、前記構造物における損傷位置の特定処理を行ってもよい。
【００１５】
これにより、構造物において損傷が発生している箇所を推定すること等が可能になる。
【００１６】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記複数の物理量センサーのうちの第３の物理量センサーから第３の物理量情報を取得し、取得した前記第３の物理量情報に基づいて、第３の傾斜角情報を求め、前記傾斜角情報と、前記第２の傾斜角情報と、前記第３の傾斜角情報とに基づいて、前記損傷判定処理を行ってもよい。
【００１７】
これにより、少なくとも３つの物理量センサーから得られる物理量情報に基づいて、構造物の損傷の有無を判定すること等が可能になる。
【００１８】
また、本発明の一態様では、前記構造物は、第１の固定点と第２の固定点との間に設けられ、前記物理量センサーは、前記構造物の前記第１の固定点側に設けられ、前記第２の物理量センサーは、前記構造物の前記第２の固定点側に設けられてもよい。
【００１９】
これにより、２つの物理量センサーの間の領域における損傷の有無を検出すること等が可能になる。
【００２０】
また、本発明の一態様では、前記物理量センサーは、前記構造物の中央に設けられ、前記第２の物理量センサーは、前記構造物の一端側に設けられ、前記処理部は、前記物理量センサーから取得される第１の物理量情報と、前記第２の物理量センサーから取得される第２の物理量情報との差分情報を求め、前記差分情報に基づいて、前記損傷判定処理を行ってもよい。
【００２１】
これにより、構造物の中央付近における傾斜角と、構造物の一端側における傾斜角とに基づいて、構造物の損傷判定処理を行うこと等が可能になる。
【００２２】
また、本発明の一態様では、前記物理量センサーは、前記構造物において、前記第２の物理量センサーと隣接する位置に設けられ、前記処理部は、前記物理量センサーから取得される第１の物理量情報と、前記第２の物理量センサーから取得される第２の物理量情報との差分情報を求め、前記差分情報に基づいて、前記損傷判定処理を行ってもよい。
【００２３】
これにより、少なくとも２つの物理量センサーの設置位置により分けられる構造物の複数の領域のうち、どの領域に損傷があるのか、又は損傷がないのかを特定すること等が可能になる。
【００２４】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記物理量情報に基づいて、前記傾斜角情報と前記構造物の振動情報とを求め、前記傾斜角情報と前記振動情報とに基づいて前記損傷判定処理を行ってもよい。
【００２５】
これにより、構造物に加わる瞬間的な振動と、構造物の中長期的な傾斜変化との両方を考慮して、損傷判定処理を行うこと等が可能になる。
【００２６】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記物理量情報に対して、ハイパスフィルター処理を行って前記振動情報を求め、前記物理量情報に対して、ローパスフィルター処理を行って前記傾斜角情報を求めてもよい。
【００２７】
これにより、瞬間的な傾斜変化を表す振動情報と、中長期的な傾斜変化を表す傾斜角情報に、物理量情報を分割すること等が可能になる。
【００２８】
また、本発明の一態様では、前記物理量情報を記憶する記憶部を含み、前記処理部は、前記傾斜角情報に基づいて、前記構造物に損傷があると判定された場合に、前記記憶部に記憶された前記物理量情報に基づいて、前記振動情報の解析処理を行ってもよい。
【００２９】
これにより、構造物に損傷が発生した原因を特定すること等が可能になる。
【００３０】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記振動情報が表す振動が所与の条件を満たしたか否かを判定し、前記所与の条件が満たされたと判定した場合に、前記傾斜角情報に基づいて、前記損傷判定処理を行ってもよい。
【００３１】
これにより、損傷判定処理を行う必要がない場合の処理負担を減らすこと等が可能になる。
【００３２】
また、本発明の一態様では、前記損傷判定処理の結果に基づいて、報知処理を行う報知部を含んでいてもよい。
【００３３】
これにより、損傷判定処理の結果をユーザーに報知すること等が可能になる。
【００３４】
また、本発明の他の態様は、構造物の傾斜角に対応する物理量情報を検出する複数の物理量センサーと、前記複数の物理量センサーから取得される複数の物理量情報の差分情報を求め、前記差分情報に基づいて、前記構造物の損傷の有無を判定する損傷判定処理を行う処理部と、を含む損傷検出システムに関係する。
【００３５】
また、本発明の他の態様は、構造物に設けられる物理量センサーから、前記構造物の傾斜角に対応する物理量情報を取得し、前記物理量情報の平均化処理を行って、前記構造物の傾斜角情報を求める処理部と、少なくとも前記物理量情報を記憶する記憶部と、を含み、前記処理部は、前記傾斜角情報又は前記傾斜角情報の時間変化に基づいて、前記構造物の損傷の有無を判定する損傷判定処理を行う損傷検出装置に関係する。
【００３６】
また、本発明の他の態様は、構造物に設けられる物理量センサーから、前記構造物の傾斜角に対応する物理量情報を取得することと、前記物理量情報の平均化処理を行って、前記構造物の傾斜角情報を求めることと、前記傾斜角情報又は前記傾斜角情報の時間変化に基づいて、前記構造物の損傷の有無を判定する損傷判定処理を行うことと、を含む損傷検出方法に関係する。
【００３７】
また、本発明の他の態様では、上記各部としてコンピューターを機能させるプログラムに関係する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態のシステム構成例の説明図。
【図２】物理量センサーの構成例の説明図。
【図３】本実施形態の詳細なシステム構成例の説明図。
【図４】物理量センサーの設置例の説明図。
【図５】２つの物理量センサーの設置例の説明図。
【図６】構造物に損傷が生じた事例の説明図。
【図７】２つの物理量センサーの他の設置例の説明図。
【図８】３つの物理量センサーの設置例の説明図。
【図９】損傷の監視候補がある場合の物理量センサーの設置例の説明図。
【図１０】損傷の監視候補がある場合の物理量センサーの他の設置例の説明図。
【図１１】本実施形態の処理の流れを説明するフローチャート。
【図１２】傾斜角度の説明図。
【図１３】損傷位置の特定処理の説明図。
【図１４】２つの物理量センサー間で検出される傾斜角度の差分値の時系列変化の説明図。
【図１５】構造物の透視図。
【図１６】変形例の処理の流れを説明するフローチャート。
【図１７】イベント発生タイミングの説明図。
【図１８】第２の実施形態のシステム構成例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下で説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４０】
１．損傷検出システム
本実施形態の損傷検出システム１００を図１に示す。図１に示すように、本実施形態の損傷検出システム１００は、物理量センサー１１０と、処理部（プロセッサー）１２０とを含む。物理量センサー１１０は、構造物の傾斜角に対応する物理量情報を検出する。そして、処理部１２０は、物理量情報の平均化処理を行って、構造物の傾斜角情報を求める。さらに処理部１２０は、傾斜角情報又は傾斜角情報の時間変化に基づいて、構造物の損傷の有無を判定する損傷判定処理を行う。なお、損傷検出システム１００は、図１の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加したりするなどの種々の変形実施が可能である。
【００４１】
次に、損傷検出システム１００の各部の構成について説明する。
【００４２】
本実施形態に係る物理量センサー１１０は、構造物の傾斜及び振動の少なくとも一方を検出するセンサーである。物理量センサー１１０は、例えば加速度センサーであり、図２に示すように、加速度検出素子１１１と、検出回路１１２とを含む。例えば加速度検出素子１１１は、音叉型の圧電振動片を用いた力検出素子である。また、検出回路１１２は、加速度検出素子１１１からのセンサー信号から、加速度信号を検出（抽出）し、その加速度信号に対してＡ／Ｄ変換を行い、Ａ／Ｄ変換後のデータを物理量情報として処理部に出力する。圧電振動片を用いた物理量センサー１１０では、力の変化を共振周波数（発振周波数）の変化として検出できるため、センサー信号からは、構造物の加速度を検出できる。また、加速度の変化から振動を検出することができるし、重力加速度を用いることで、構造物の傾斜を検出することも可能である。ただし、本実施形態に係る物理量センサー１１０は、他の構成の傾斜センサー、振動センサーであってもよいし、傾斜、振動以外の物理量を検出するセンサーであってもよい。例えば上記とは異なる構成の加速度センサーを傾斜センサー、振動センサーとして採用してもよい。例えば他の加速度センサーの例としては、加速度に応じて動く可動部に設けられた電極と固定電極との間の容量変化を検出する静電容量方式の加速度センサー等がある。
【００４３】
また、処理部１２０の機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーにより実現される。プロセッサーはＣＰＵに限定されるものではなく、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等、各種プロセッサーを用いることが可能である。また、プロセッサーはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）によるハードウェア回路でもよい。
【００４４】
ここで、構造物とは、例えばビルや家屋等の建物（建築物）や、橋、高速道路、塔、電柱、又はダムなど人工構造物のことを指す。また、構造物は、山や岩、河、木、川、又は崖などの自然構造物であってもよい。
【００４５】
次に、傾斜角とは、例えば物理量センサー１１０が設けられている設置面（設置位置）の傾斜を表す角のことである。そして、設置面とは、構造物の外側の面のうち、物理量センサー１１０が設置されている面のことである。例えば傾斜角は、構造物の表面に物理量センサー１１０が設置されている場合には、第１のタイミングから第２のタイミングにかけての設置面の傾きである。また、構造物の内部に物理量センサー１１０が埋め込まれている場合には、第１のタイミングから第２のタイミングにかけての物理量センサー１１０自体の傾きの変化が、構造物の傾斜角に相当する。
【００４６】
そして、物理量情報は、上記の傾斜角に対応する物理量を表す情報である。物理量センサー１１０により検出される物理量は、構造物の傾斜角の角度（傾斜角度）そのものであってもよいが、傾斜角度以外の物理量であってもよい。例えば、前述したように、物理量センサー１１０として加速度センサーを用いる場合には、検出される物理量は構造物の加速度（構造物に設置された加速度センサーに加わる加速度）となる。
【００４７】
さらに、前述した傾斜角を表す情報のことを傾斜角情報と呼ぶ。傾斜角情報は、例えば傾斜角度を数値で表す角度情報などである。
【００４８】
傾斜角情報は、構造物の損傷の有無を判定する際に参照する情報であり、その場合には構造物の瞬間的な傾斜の変化ではなく、構造物が損傷した結果として変化した構造物の傾斜角度、または構造物を損傷させ得る傾斜角度を参照できることが望ましい。例えば、構造物が橋であり、橋の上を通常の車が通った場合には、車が通っている間、瞬間的に橋が撓み、橋の傾斜角度が変化することがある。しかし、これは一時的なノイズとして考えられるべきであり、橋を損傷させる要因となる傾斜変化ではない。一方で、過積載車が長期間に渡って何度も橋の上を通行した場合には、通行中の短期的な傾斜変化に加えて、長期に渡って、橋の傾斜角度が少しずつ変化していく場合がある。この場合には、過積載車が長期間に渡って何度も通行したことによって、橋が損傷し、橋の傾斜角度が変化していると推定できる。従って、後述する構造物の損傷判定処理では、このような傾斜角度を示す情報を参照できることが望ましい。
【００４９】
そのため、本実施形態では、構造物の中長期的な傾斜角の変化を特定するために、処理部１２０が、物理量センサー１１０から得られた物理量情報の平均化処理を行って、構造物の傾斜角情報を求める。平均化処理は、例えば物理量情報のローパスフィルター処理、または所与の期間において物理量センサー１１０から出力される物理量情報が示す物理量の平均値を求める処理である。上記所与の期間は、モニタリング対象の構造物で想定される傾斜角の一時的又は短期的な変動よりも長い期間である。例えば構造物に生じる振動（例えば車両の通過により生じる振動、地震による震動等）の周期よりも十分に長い期間である。即ち、平均化処理は、振動等の一時的な傾斜角変化に比べて長い期間での平均化処理である。例えば平均化処理をローパスフィルター処理で実現する場合、そのカットオフ周波数を、モニタリング対象の構造物で想定される傾斜角の一時的又は短期的な変動の周波数よりも低い周波数に設定する。
【００５０】
このように、構造物の中長期的な傾斜角の変化を示す傾斜角情報に基づいて、損傷判定処理を行うことにより、構造物の傾斜変化におけるノイズや異常値による損傷有無の誤判定を抑制することができる。つまり、例えば瞬間的に構造物が大きく揺れた場合に、すぐに構造物が損傷しているとは判定せず、構造物が大きく揺れた場合であっても、中長期的には揺れが収まり、構造物の傾斜角が元に戻るような場合には、構造物が損傷していないと判定することができる。一方、瞬間的には構造物があまり振動していなくても、ゆっくりと時間をかけて、構造物の傾斜角が変化しているような場合には、構造物が損傷していると判定することもできる。なお、傾斜角情報の時間変化については、後に具体例を交えて説明する。
【００５１】
また、損傷により変化した傾斜角は、損傷が起きて時間が経った後でも観測することが可能である。即ち、振動等による損傷判定では、振動が収まった後には損傷を判定することは難しくなるが、傾斜角を用いることによって、その損傷を生じさせた事象（地震等）が収まった後であっても損傷を評価することができる。
【００５２】
２．損傷検出システムの詳細な構成
次に、本実施形態の損傷検出システム１００の詳細な構成例について、図３を用いて説明する。本実施形態の損傷検出システム１００は、図３に示すように、複数の物理量センサーと、処理部（プロセッサー）１２０と、物理量情報を記憶する記憶部（メモリー）１３０と、損傷判定処理の結果に基づいて、報知処理を行う報知部１４０とを含む。損傷検出システム１００が報知部１４０を有することで、損傷判定処理の結果をユーザーに報知すること等が可能になる。
【００５３】
また、図３の例では、損傷検出システム１００は、複数の物理量センサーとして、第１の物理量センサー１１０−１と、第２の物理量センサー１１０−２と、第３の物理量センサー１１０−３とを含む。
【００５４】
この場合、処理部１２０は、複数の物理量センサーのうちの第２の物理量センサー１１０−２から第２の物理量情報を取得し、取得した第２の物理量情報に基づいて、第２の傾斜角情報を求める。そして、処理部１２０は、第１の物理量センサー１１０−１を用いて求められた第１の傾斜角情報と、第２の傾斜角情報とに基づいて、損傷判定処理を行う。
【００５５】
ここで、第２の物理量センサー１１０−２は、前述した図１に示す物理量センサー１１０（図３の第１の物理量センサー１１０−１に相当）と同種のセンサーであってもよい。ただし、本実施形態はそれに限定されず、第２の物理量センサー１１０−２は、第１の物理量センサー１１０−１とは別種のセンサーであってもよい。ただし、第２の物理量センサー１１０−２は、後述するように、第１の物理量センサー１１０−１とは構造物における設置位置が異なっている。第３の物理量センサー１１０−３についても同様である。
【００５６】
これにより、少なくとも２つの物理量センサーから得られる物理量情報に基づいて、構造物の損傷の有無を判定すること等が可能になる。
【００５７】
さらに、図３の例などでは、処理部１２０は、複数の物理量センサーのうちの第３の物理量センサー１１０−３から第３の物理量情報を取得し、取得した第３の物理量情報に基づいて、第３の傾斜角情報を求める。そして、処理部１２０は、第１の傾斜角情報と、第２の傾斜角情報と、第３の傾斜角情報とに基づいて、損傷判定処理を行う。
【００５８】
これにより、少なくとも３つの物理量センサーから得られる物理量情報に基づいて、構造物の損傷の有無を判定すること等が可能になる。
【００５９】
次に、構造物における物理量センサーの設置例について、図４〜図１０を用いて説明する。図４〜図９の例では、構造物ＯＢは、第１の固定点ＦＰ１と第２の固定点ＦＰ２との間に設けられる。ここで、固定点は、構造物を所与の位置に固定するために、構造物と接する点である。例えば図４〜図９の例では、構造物ＯＢは橋の主桁であり、第１の固定点ＦＰ１と第２の固定点ＦＰ２は、主桁と橋脚（橋台）との接点である。ただし、構造物の固定点はこれに限定されない。例えば、構造物が吊り橋である場合には、橋の主桁と橋脚との接点の他に、橋を支えるケーブルと主桁との接点も固定点となる。また、図１０の例では、構造物ＯＢはビル（建物）であり、固定点ＦＰ１〜ＦＰ３は、地面に打ち込む杭とビルとの接点である。また、図４〜図９の例のように、構造物ＯＢは、第１の固定点ＦＰ１又は第２の固定点ＦＰ２よりも外側に張り出していてもよい。
【００６０】
図４の例では、構造物ＯＢの中央（付近）に物理量センサーＳＥ１が１つ設置されている。図４の例において、構造物の中央とは、第１の固定点ＦＰ１と第２の固定点ＦＰ２を結ぶ直線の中点である。
【００６１】
例えば、図４に示すように、構造物ＯＢの中央部分に外圧ＰＷがかかる場合には、構造物ＯＢの中央よりも右側又は左側に損傷が生じることが多い。例えば構造物ＯＢの中央よりも右側に損傷が生じた場合には、物理量センサーＳＥ１は右側に傾斜し、構造物ＯＢの中央よりも左側に損傷が生じた場合には、物理量センサーＳＥ１は左側に傾斜する。よって、図４のように、構造物ＯＢの中央に物理量センサーＳＥ１が設けられていれば、構造物ＯＢの右側及び左側のうち、どちらの方向に損傷が生じているかを判定することが可能になる。
【００６２】
また、図５に示す例は、物理量センサーが２つ設けられる例であり、第１の物理量センサーＳＥ１が、構造物ＯＢの第１の固定点ＦＰ１側に設けられ、第２の物理量センサーＳＥ２が、構造物ＯＢの第２の固定点ＦＰ２側に設けられている。ここで、第１の固定点ＦＰ１側とは、構造物ＯＢの中央と第１の固定点ＦＰ１との間の領域のことであり、第２の固定点ＦＰ２側とは、構造物ＯＢの中央と第２の固定点ＦＰ２との間の領域のことである。なお、構造物ＯＢの中央とは、例えば構造物ＯＢの一端と他端とを結ぶ直線の中点である。例えば図Ａ５の例では、第１の固定点ＦＰ１及び第２の固定点ＦＰ２と接する面における、構造物の一端と他端の中点を、構造物ＯＢの中央とする。
【００６３】
これにより、第１の固定点ＦＰ１側の構造物ＯＢの傾斜角と、第２の固定点ＦＰ２側の構造物ＯＢの傾斜角とに基づいて、構造物ＯＢの損傷の有無を判定すること等が可能になる。
【００６４】
例えば、図６の例のように、第１の固定点ＦＰ１と第２の固定点ＦＰ２との間に損傷部分ＤＡＲがある場合には、構造物ＯＢの中央部分が重力方向ＤＲＧに崩れていくように傾くため、第１の物理量センサーＳＥ１と第２の物理量センサーＳＥ２がそれぞれ逆方向に傾く。従って、第１の物理量センサーＳＥ１により検出される第１の物理量情報と、第２の物理量センサーＳＥ２により検出される第２の物理量情報とには有意な差が生じることになる。
【００６５】
そこで本実施形態の処理部１２０は、第１の物理量センサーＳＥ１から取得される第１の物理量情報と、第２の物理量センサーＳＥ２から取得される第２の物理量情報との差分情報を求め、差分情報に基づいて、損傷判定処理を行う。
【００６６】
ここで、差分情報は、少なくとも２つの物理量情報の差分を示す情報であり、例えば物理量情報が加速度を表す場合には、加速度の差分を示す情報である。なお、差分情報は、２つの傾斜角情報の差分を示す情報であってもよい。
【００６７】
例えば、図５の例のような場合には、構造物ＯＢが傾いておらず、第１の物理量センサーＳＥ１から取得される第１の物理量情報と、第２の物理量センサーＳＥ２から取得される第２の物理量情報とには、ほとんど差がない。一方で、図６の例では、第１の物理量センサーＳＥ１と第２の物理量センサーＳＥ２とが逆方向に傾いているため、図５の例に比べて、第１の物理量情報と第２の物理量情報との差が大きい。構造物ＯＢの損傷がさらに大きくなる場合には、第１の物理量情報と第２の物理量情報との差もさらに大きくなる。すなわち、第１の物理量情報と第２の物理量情報との差が大きくなればなるほど、第１の物理量センサーＳＥ１と第２の物理量センサーＳＥ２との間の領域で、構造物ＯＢが損傷している可能性が高くなる。
【００６８】
よって、第１の物理量情報と第２の物理量情報の差分情報に基づいて損傷判定処理を行うことで、第１の物理量センサーＳＥ１と第２の物理量センサーＳＥ２との間の領域における損傷の有無を検出すること等が可能になる。
【００６９】
また、図７の例においては、第１の物理量センサーＳＥ１は、構造物ＯＢの中央に設けられ、第２の物理量センサーＳＥ２は、構造物ＯＢの一端側に設けられている。ここで、構造物ＯＢの一端側とは、前述した第１の固定点ＦＰ１側又は第２の固定点ＦＰ２側のことである。
【００７０】
これにより、構造物ＯＢの中央付近における傾斜角と、構造物ＯＢの一端側における傾斜角とに基づいて、構造物ＯＢの損傷判定処理を行うこと等が可能になる。そして、例えば図７の例では、第１の物理量センサーＳＥ１が右側に傾いていれば、第１の物理量センサーＳＥ１よりも右側に、損傷があると推定でき、第１の物理量センサーＳＥ１が左側に傾いていれば、第１の物理量センサーＳＥ１よりも左側に、損傷があると推定できる。さらに、第１の物理量センサーＳＥ１が左側に傾いており、かつ第２の物理量センサーＳＥ２が右側に傾いている場合には、第１の物理量センサーＳＥ１と第２の物理量センサーＳＥ２との間に損傷があると推定でき、第２の物理量センサーＳＥ２が左側に傾いている場合には、第２の物理量センサーＳＥ２よりも左側に損傷があると推定できる。また、このような判定は、前述した物理量情報の差分情報に基づいて行うことができる。
【００７１】
また、第１の物理量センサーＳＥ１は、構造物ＯＢにおいて、第２の物理量センサーＳＥ２と隣接する位置に設けられており、隣接する位置に設けられた２つの物理量センサーから得られる物理量情報の差分情報を求めて、構造物ＯＢの損傷判定処理を行う。つまり、例えば図８に示すように、構造物ＯＢに第１の物理量センサーＳＥ１〜第３の物理量センサーＳＥ３が設置されている場合には、処理部１２０が、第１の物理量センサーＳＥ１により検出される第１の物理量情報と、第１の物理量センサーＳＥ１と隣接して設置される第２の物理量センサーＳＥ２により検出される第２の物理量情報との差分情報を求める。さらに、処理部１２０は、第１の物理量センサーＳＥ１により検出される第１の物理量情報と、第１の物理量センサーＳＥ１と隣接して設置される第３の物理量センサーＳＥ３により検出される第３の物理量情報との差分情報を求める。そして、図８の例では、求めた二つの差分情報に基づいて、損傷判定処理を行う。なお、第２の物理量センサーＳＥ２と第３の物理量センサーＳＥ３は隣接していないため、第２の物理量情報と第３の物理量情報の差分情報は算出しない。ここで、例えば第１の物理量センサーＳＥ１と第２の物理量センサーＳＥ２が、隣接する位置に設けられる状態とは、構造物ＯＢの一端と他端とを結ぶ方向において、第１の物理量センサーＳＥ１と第２の物理量センサーＳＥ２との間に、他の物理量センサーが設けられていない状態のことである。
【００７２】
これにより、例えば図８に示す４つの領域（ＡＲ１〜ＡＲ４）のうち、どの領域に損傷があるのかを特定すること等が可能になる。
【００７３】
なお、物理量センサーの設置位置は、上記の例には限定されない。例えば、図９及び図１０の例のように、構造物ＯＢにおいて損傷しやすいと推測される箇所が明らかな場合、または損傷しているか否かを監視する必要がある箇所がある場合には、その監視箇所ＣＡＲの両端に物理量センサー（ＳＥ１、ＳＥ２）を配置してもよい。
【００７４】
以上のように、本実施形態の損傷検出システム１００は、構造物の傾斜角に対応する物理量情報を検出する複数の物理量センサーと、複数の物理量センサーから取得される複数の物理量情報の差分情報を求め、差分情報に基づいて、構造物の損傷の有無を判定する損傷判定処理を行う処理部１２０と、を含む。
【００７５】
このように、複数の物理量センサーを設けることで、構造物の複数の位置（設置位置）での傾斜角を検出できる。そして、その複数の物理量情報の差分情報を求めることで、各設置位置の間での傾斜角の差分情報が得られる。このような傾斜角の差分情報に基づいて構造物の損傷の有無を判定することで、例えば傾斜角の差分が生じている２つのセンサーの間で損傷が発生していることを判定できる。また、傾斜角は振動等に比べて長期的に変化する物理量であり、平滑化によりノイズ等を低減することが可能である。即ち、傾斜角の差分情報に基づいて構造物の損傷の有無を判定することで、構造物の損傷検出において、ノイズや異常値による損傷有無の誤判定を抑制することが可能となる。
【００７６】
３．本実施形態の手法
次に、本実施形態の手法について説明する。まず、図１１のフローチャートを用いて、本実施形態の処理の流れについて説明する。始めに、物理量センサー１１０が、物理量情報を検出する（Ｓ１０１）。次に、処理部１２０が、検出された物理量情報の平均化処理を行って、傾斜角情報を特定し（Ｓ１０２）、特定した傾斜角情報に基づいて、構造物の損傷判定処理を行う（Ｓ１０３）。
【００７７】
次に、各ステップの処理について説明する。本実施形態では、処理部１２０は、物理量情報の平均化処理として、物理量情報のローパスフィルター処理、または所与の期間において物理量センサー１１０から出力される物理量情報が示す物理量の平均値を求める処理を行う。
【００７８】
ローパスフィルター処理は、物理量センサーにより検出される物理量情報のうち、所与の閾値よりも低い周波数成分の情報を抽出する処理である。すなわち、ローパスフィルター処理では、瞬間的に加速度や傾斜角が変化し、すぐに元に戻るような、高周波数成分を、検出された物理量情報から除去する。
【００７９】
また、物理量の平均値を算出する場合には、例えば任意の解析区間毎に移動平均値を算出する。なお、この場合には、物理量センサーは、例えば任意の解析区間に合わせて、物理量の間欠測定を行ってもよい。
【００８０】
これにより、物理量センサーにより検出される物理量情報から、損傷判定処理においてノイズや異常値になる瞬間的な振動を表す情報を除去すること等が可能になる。その結果、中長期的な傾斜角の変化に基づいて、損傷判定処理を行うこと等が可能になる。また、平均化処理を行う場合に、平均化処理後のデータだけを記憶部１３０に記憶させるようにすれば、記憶部１３０に記憶させるデータ量を圧縮することができる。
【００８１】
そして、処理部１２０は、ローパスフィルター処理の結果、または物理量の平均値に基づいて、前述した構造物の傾斜角情報を求める。例えば傾斜角情報としては、図１２に示すように、重力加速度ｇ０方向に対する加速度センサーＳＥのｙ軸（水平軸）の角度θｙを算出する。
【００８２】
さらに、処理部１２０は、傾斜角情報が示す傾斜角と所与の閾値との比較結果、少なくとも二つの時刻における傾斜角の差分値、及び傾斜角の時間変化速度のうち、少なくとも一つの情報に基づいて、損傷判定処理を行う。
【００８３】
損傷判定処理は、構造物に損傷があるか否か、又は構造物に損傷がある可能性を判定する処理である。
【００８４】
例えば傾斜角情報が示す傾斜角と所与の閾値との比較結果に基づいて、損傷判定処理を行う場合には、傾斜角が所与の閾値よりも大きくなった場合に、損傷が生じたと判定し、傾斜角が所与の閾値未満である場合には、損傷が生じていないと判定する。この処理は、明らかに構造物に損傷を与えるほど大きな地震や事故等が発生した場合に有効である。そのため、所与の閾値は、頻繁には起こりえないが、地震や事故等の非常時には取り得る傾斜角度に設定しておくことが望ましい。例えば、所与の閾値は、環境ノイズや常時微動による傾斜角バラつきの３倍以上の傾斜角度にすることが望ましい。
【００８５】
また、少なくとも二つの時刻における傾斜角の差分値に基づいて、損傷判定処理を行う場合には、差分値が所与の閾値よりも大きくなった場合に、損傷が生じたと判定し、差分値が所与の閾値未満である場合には、損傷が生じていないと判定する。この処理は、損傷が発生しているが、ゆっくりと時間をかけて、少しずつ傾斜角が大きくなるような場合に、特に有効である。
【００８６】
さらに、傾斜角の時間変化速度に基づいて、損傷判定処理を行う場合には、時間変化速度が所与の閾値よりも大きくなった場合に、損傷が生じたと判定し、時間変化速度が所与の閾値未満である場合には、損傷が生じていないと判定する。傾斜角の時間変化速度は、単位時間当たりの傾斜角度の変化の割合（変化率）である。この処理は、構造物に損傷が生じて、構造物が非弾性変形をし始めた場合などに、特に有効である。
【００８７】
このような複数の損傷判定方法を組み合わせることにより、様々な原因で構造物に生じる損傷の有無を判定すること等が可能になる。また、構造物の傾斜角の変化の速さの違いに関わらず、構造物における損傷の有無を判定すること等が可能になる。なお、前述した傾斜角情報の時間変化は、上記の、二つの時刻における傾斜角の差分値、及び傾斜角の時間変化速度等に相当する。
【００８８】
また、２つの物理量センサーを構造物に設置している場合には、前述したように、検出される２つの物理量情報の差分情報、または２つの傾斜角情報の差分情報に基づいて、上記の損傷判定処理を行ってもよい。すなわち、処理部１２０は、差分情報が示す差分値と所与の閾値との比較結果、少なくとも二つの時刻における差分情報のさらなる差分、及び差分値の時間変化速度のうち、少なくとも一つの情報に基づいて、損傷判定処理を行ってもよい。
【００８９】
また、処理部１２０は、傾斜角情報と損傷判定処理の結果とに基づいて、構造物における損傷位置の特定処理を行ってもよい。例えば、処理部１２０は、差分情報が示す差分が最大となる物理量センサーの組み合わせを特定し、特定した２つの物理量センサーの取り付け位置の間の領域に損傷個所が存在すると推定する。
【００９０】
これにより、図４〜図８を用いて前述したように、構造物において損傷が発生している箇所を推定すること等が可能になる。そして、推定した損傷予測箇所を報知部１４０がユーザーに報知すれば、ユーザーが損傷予測箇所を確認し、その損傷予測箇所の周辺を重点的に検査すること等が可能になる。
【００９１】
例えば図１３〜図１５を用いて具体例を説明する。図１３〜図１５の例では、構造物ＯＢに対して、７つの物理量センサー（ＳＥ１〜ＳＥ７）を設置し、構造物ＯＢの中央部分に外圧ＰＷを加えて、その時の構造物ＯＢについて損傷判定処理と、損傷位置の特定処理を行っている。また、図１４のグラフは、縦軸を、図１３の例において隣接する物理量センサーの傾斜角の差分値とし、横軸を時刻とするグラフである。図１４に示すように本例では、１３時〜１６時までの３時間に渡って、構造物ＯＢに外圧ＰＷを加えている。また、図１４のグラフのθＡＲ１は、図１３の物理量センサーＳＥ１によって検出された傾斜角と、物理量センサーＳＥ２によって検出された傾斜角との差分値であり、図１３のＡＲ１で示す範囲の捻れ具合を表している。なお、その他のθＡＲ１〜θＡＲ７についても同様である。
【００９２】
その結果、図１４に示すように、１５時以降において、θＡＲ２と、θＡＲ４の絶対値が他の値に比べて大きくなっている。一方、他の値（θＡＲ１、θＡＲ３、θＡＲ５〜θＡＲ７）は、１４時半くらいまでは時間と共に徐々に大きくなっているものの、１５時以降は徐々に値が小さくなり、外圧ＰＷを加えるのを辞めた１６時には、ほぼ０度に戻っている。これは、図１３のＡＲ１、ＡＲ３、ＡＲ５〜ＡＲ７の範囲では、構造物ＯＢが弾性変形をしていることを表している。しかし、前述したθＡＲ２とθＡＲ４は、１６時になっても０度に戻っていないため、ＡＲ２とＡＲ４の範囲では、非弾性変形が生じていると推定できる。よって、本実施形態の損傷位置の判定処理では、図１３に示すように、範囲ＡＲ２と範囲ＡＲ４を繋ぐ領域ＣＡＲに損傷が発生していると推測できる。
【００９３】
そして、この実験の後の構造物ＯＢの断面を透視してみると、図１５に示すようになっており、細かなヒビが入っていることに加えて、ＤＡＲで示す領域に、大規模な損傷が発生していることが分かる。図１５の領域ＤＡＲは、図１３に示す候補領域ＣＡＲ内に含まれており、本実施形態の予測通りになっている。
【００９４】
以上のように、本実施形態では、平均化処理により傾斜角情報が算出されるため、一時の環境影響（車が通行したなど）や外的要因が、損傷判定処理の結果に及ぼす影響が、相対的に小さくなり、振動解析と比較して、誤判定を抑制することができる。また、構造物の長期的な劣化を検出するものであるため、傾斜角情報は数十秒に１回程度、特定されればよい。さらに、数十秒に１回程度、実行する処理も物理量情報の平均化処理のみであるため、システムの小型化や間欠動作が可能であり、省電力化を図ることもできる。
【００９５】
４．変形例
次に、本実施形態の変形例について説明する。
【００９６】
本変形例では、処理部１２０は、物理量情報に基づいて、傾斜角情報と構造物の振動情報とを求め、傾斜角情報と振動情報とに基づいて損傷判定処理を行う。
【００９７】
これにより、構造物に加わる瞬間的な振動と、構造物の中長期的な傾斜変化との両方を考慮して、損傷判定処理を行うこと等が可能になる。
【００９８】
ここで、振動情報は、構造物の振動を表す情報である。振動情報は、物理量情報の高周波数成分と言うこともできる。一方で、前述した傾斜角情報は、物理量情報の低周波数成分と言える。そのため、処理部１２０は、物理量情報に対して、ハイパスフィルター処理を行って振動情報を求め、物理量情報に対して、ローパスフィルター処理を行って傾斜角情報を求める。ハイパスフィルター処理は、物理量センサーにより検出される物理量情報のうち、所与の閾値よりも高い周波数成分の情報を抽出する処理である。ハイパスフィルター処理では、前述したローパスフィルター処理とは逆に、物理量情報から、瞬間的な加速度や傾斜角の変化に対応する情報を抜き出す。具体的には、１ｍｓの期間で、１００Ｈｚよりも大きい周波数の傾斜角変化である場合には、振動であると判定し、１ｍｓの期間で、０．１Ｈｚよりも小さい周波数の傾斜角変化を、構造物がゆっくりと傾いていると判定する。
【００９９】
これにより、瞬間的な傾斜変化を表す振動情報と、中長期的な傾斜変化を表す傾斜角情報に、物理量情報を分割すること等が可能になる。
【０１００】
次に、本変形例の処理の流れを図１６のフローチャートを用いて説明する。まず、物理量センサーが物理量情報を検出する（Ｓ２０１）。次に、処理部１２０が、物理量情報に基づいて、振動情報及び傾斜角情報を特定する（Ｓ２０２）。
【０１０１】
そして、処理部１２０は、振動情報が表す振動が所与の条件を満たしたか否かを判定し（Ｓ２０３）、所与の条件が満たされたと判定した場合に、傾斜角情報に基づいて、損傷判定処理を行う（Ｓ２０４）。所与の条件は、例えば所与の閾値よりも振動が大きいことなどである。
【０１０２】
これにより、損傷判定処理を行う必要がない場合の処理負担を減らすこと等が可能になる。
【０１０３】
次に、処理部１２０は、構造物に損傷があるか否かを判定し（Ｓ２０５）、構造物に損傷があると判定した場合に、記憶部１３０に記憶された物理量情報に基づいて、振動情報の解析処理を行う（Ｓ２０６）。そして、報知部１４０が、解析処理の結果をユーザーに報知する（Ｓ２０７）。
【０１０４】
振動情報の解析処理は、例えば構造物に損傷が発生した時刻や、その時刻における構造物の振動を特定し、特定した情報に基づいて、構造物が損傷する原因となる事象を特定する処理などである。例えば地震が原因で構造物が損傷した場合には、構造物に損傷が発生した時刻を特定し、特定した時刻の前後で構造物が激しく振動していないかを判定する。そして、構造物が振動していた時間と、振動の大きさにより、構造物が振動した原因が地震であると特定する。
【０１０５】
これにより、構造物に損傷が発生した原因を特定すること等が可能になる。また、地震などのイベントを、物理量情報の測定間隔レベルで同定することができる。
【０１０６】
また、ステップＳ２０３において、処理部１２０が、損傷判定処理を行わないと判定した場合には、構造物に損傷が発生している可能性が極めて低く、損傷判定処理を行う必要が無い旨を、報知部１４０に報知させる。
【０１０７】
さらに、ステップＳ２０５において、処理部１２０が、損傷判定処理において、構造物に損傷がないと判定した場合には、構造物に損傷がない旨を、報知部１４０に報知させる。
【０１０８】
なお、前述した振動情報の解析処理では、各物理量センサーの出力の大きさや、振動の伝搬速度を調べることにより、ヒビや破壊の発生位置を同定することができる。またＦＦＴ解析により周波数等を調べることにより、構造物の劣化の度合いを特定することもできる。
【０１０９】
また、振動解析により地震等のイベントを検出した場合には、イベント検出後の構造物において、傾斜角に不連続点があるか否かを判定することで、構造物に損傷が発生しているか否かを判定してもよい。
【０１１０】
例えば、図１７に振動及び傾斜の解析処理の結果の一例を示す。図１７の例では、構造物に設置された８つの物理量センサーにおいて、所与の閾値よりも大きな振動が発生したり、大きく傾斜したりした場合に、イベントが発生したと判定して、時系列順にグラフにドットをプロットしている。この例では、１３時〜１７時半くらいにかけて、イベントが多く発生しており、この期間に構造物に損傷が発生したと推定することができる。
【０１１１】
５．第２の実施形態
次に、第２の実施形態のシステム構成例を図１８に示す。第２の実施形態では、物理量センサー１１０と、損傷検出装置２００とが別体として構成されている。この場合には、損傷検出装置２００は、処理部１２０と、少なくとも物理量情報を記憶する記憶部１３０とを含む。そして、処理部１２０は、構造物に設けられる物理量センサー１１０から、構造物の傾斜角に対応する物理量情報を取得し、物理量情報の平均化処理を行って、構造物の傾斜角情報を求める。さらに処理部１２０は、傾斜角情報又は傾斜角情報の時間変化に基づいて、構造物の損傷の有無を判定する損傷判定処理を行う。処理部１２０が行う処理内容については、前述した内容を適用可能である。
【０１１２】
なお、本実施形態の手法を損傷検出方法として実施することも可能である。即ち、損傷検出方法は、構造物に設けられる物理量センサーから、構造物の傾斜角に対応する物理量情報を取得することと、物理量情報の平均化処理を行って、構造物の傾斜角情報を求めることと、傾斜角情報又は傾斜角情報の時間変化に基づいて、構造物の損傷の有無を判定する損傷判定処理を行うことと、を含む。
【０１１３】
なお、本実施形態の損傷検出システム及び損傷検出装置等は、その処理の一部または大部分をプログラムにより実現してもよい。この場合には、ＣＰＵ等のプロセッサーがプログラムを実行することで、本実施形態の損傷検出システム及び損傷検出装置等が実現される。具体的には、非一時的な情報記憶装置に記憶されたプログラムが読み出され、読み出されたプログラムをＣＰＵ等のプロセッサーが実行する。ここで、情報記憶装置（コンピューターにより読み取り可能な装置）は、プログラムやデータなどを格納するものであり、その機能は、光ディスク（ＤＶＤ、ＣＤ等）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、或いはメモリー（カード型メモリー、ＲＯＭ等）などにより実現できる。そして、ＣＰＵ等のプロセッサーは、情報記憶装置に格納されるプログラム（データ）に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。即ち、情報記憶装置には、本実施形態の各部としてコンピューター（操作部、処理部、記憶部、出力部を備える装置）を機能させるためのプログラム（各部の処理をコンピューターに実行させるためのプログラム）が記憶される。
【０１１４】
また、本実施形態の損傷検出システム及び損傷検出装置等は、プロセッサーとメモリーを含んでも良い。ここでのプロセッサーは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよい。ただし、プロセッサーはＣＰＵに限定されるものではなく、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等、各種プロセッサーを用いることが可能である。また、プロセッサーはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）によるハードウェア回路でもよい。また、メモリーはコンピューターにより読み取り可能な命令を格納するものであり、当該命令がプロセッサーにより実行されることで、本実施形態に係る損傷検出システム及び損傷検出装置等の各部が実現されることになる。ここでのメモリーは、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの半導体メモリーであってもよいし、レジスターやハードディスク等でもよい。また、ここでの命令は、プログラムを構成する命令セットの命令でもよいし、プロセッサーのハードウェア回路に対して操作を指示する命令であってもよい。
【０１１５】
以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、損傷検出システム、損傷検出装置及びプログラムの構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
１００…損傷検出システム、１１０…物理量センサー、
１１０―１…第１の物理量センサー、１１０―２…第２の物理量センサー、
１１０―３…第３の物理量センサー、１１１…加速度検出素子、１１２…検出回路、
１２０…処理部、１３０…記憶部、１４０…報知部、２００…損傷検出装置
【図１】
0006801216.tif 000002
【図２】
0006801216.tif 000003
【図３】
0006801216.tif 000004
【図４】
0006801216.tif 000005
【図５】
0006801216.tif 000006
【図６】
0006801216.tif 000007
【図７】
0006801216.tif 000008
【図８】
0006801216.tif 000009
【図９】
0006801216.tif 000010
【図１０】
0006801216.tif 000011
【図１１】
0006801216.tif 000012
【図１２】
0006801216.tif 000013
【図１３】
0006801216.tif 000014
【図１４】
0006801216.tif 000015
【図１５】
0006801216.tif 000016
【図１６】
0006801216.tif 000017
【図１７】
0006801216.tif 000018
【図１８】
0006801216.tif 000019