(57)【要約】【課題】塗装された鋼材で構成された大型構造物やプラント類の錆びの発生、塗膜のはがれ等、塗膜劣化の程度を簡便な方法で定量的に把握し、総合的かつ的確に、補修塗装実施時期および適切な塗装工事の実施を判定し、実行してゆくことができる塗装管理システムを構築すること。【解決手段】以下のステップよりなる、塗装された鋼材で構成された大型構造物もしくはプラント設備類の、一以上のエリアの塗装状態を管理するシステム：（１）定期的に、構造物もしくは設備における定点観測部分を白色カラーサンプルとともにデジタル写真撮影を行う；（２）当該デジタル画像を画像処理機能を備えたコンピュータに取り込み、色調修正メニューを用いて画像調整を行った後、画像解析を行い、定点観測部分の塗装劣化面積率を求める；（３）当該定点観測部分の塗装劣化面積率に基づいて、構造物もしくは設備の補修塗装の時期を管理する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のステップよりなる、塗装された鋼材で構成された大型構造物もしくはプラント設備類の、一以上のエリアの塗装状態を管理するシステム：
（１）定期的に、構造物もしくは設備における定点観測部分を白色カラーサンプルとともにデジタル写真撮影を行う；（２）当該デジタル画像を画像処理機能を備えたコンピュータに取り込み、色調修正メニューを用いて画像調整を行った後、画像解析を行い、定点観測部分の塗装劣化面積率を求める；（３）当該定点観測部分の塗装劣化面積率に基づいて、構造物もしくは設備の補修塗装の時期を管理する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場、地方自治体等において、複数の塗装された鋼材を中心に構成された大型構造物やプラント設備類の保守管理、特に塗膜はがれや腐食についての管理を総合的、計画的に行うための塗装管理システムに関する。また、本発明は、特に、広域にわたる多数かつ複雑な形状の構造物、プラント設備類の塗装状態の管理を行ってゆく上で有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種工場や地方自治体等において、大型構造物やプラント設備類の補修塗装を実施するにあたっては、従来は、個々の設備について、塗装の劣化度や剥離錆びの発生程度を点検者が目視で判定を行い、それに過去の補修塗装実績等を勘案し計画を立てて、順次、補修塗装を実施していた。
【０００３】
しかし、これら従来のやり方は、個々の構造物、設備についての異なる点検者の目視による判定であり、定量的なものではないため、その評価にばらつきが出る。特に管理対象設備の数が多くなったり、あるいは管理対象設備の分布が広域にわたったりすると、その評価のばらつきは一層大きくなってくる。そうすると、数多い構造物、設備のうち、補修の緊急性からくる優先順位が正確につかなくなり、最悪の場合、補修時期のリミットを逃す設備が出ることにもなりかねない。
【０００４】
このように、管理対象の構造物や設備の数が多くなっても、また、その分布が広域にわたっても、その全体で設備等の補修必要度ができるだけ正確に把握でき、総合的、計画的、かつ的確な補修実施計画が遂行してゆけるような塗装管理システムの必要性は大きい。
【０００５】
塗装された鋼材の塗装劣化を正確かつ詳細に診断する方法として、鋼材とカラーサンプルを同時に撮影し、撮影した画像を画像処理機能を備えたコンピュータに取り込み、カラー画像解析により腐食箇所の色彩情報（色の明度・彩度・色相など）から腐食箇所（薄錆び・赤錆び・鉄錆び等）の検出と腐食状態の判定を行い、一般的な画像処理により塗膜欠陥（膨れ，割れ，剥離等）の検出と塗膜欠陥状態の判定を行い、これら判定結果から塗装の劣化度合を評価するという方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
この診断方法は、鋼材と同時に撮影するカラーサンプルは対象に適した複数を選択する必要があり、さらに、カラー画像処理および解析が専門的知識を要する複数の工程からなる。すなわち、専門的知識と手数・時間を要し、特に詳細解析が必要な少数の診断対象に適した専門的な精度の高い診断方法といえる。
しかしながら、複数、広域あるいは複雑な構造の大型構造物等の塗装管理システムは、観測対象箇所が多数かつ広域にわたり、専門的な知識を持たない多数の作業者であっても容易に実施可能なことが必要なため、専門性を要し、簡便性に欠ける上記特許文献１の塗装劣化診断方法は、このような塗装管理システムに使用するには適さない。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２６６１２１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した実情に鑑み、本発明の目的は、複数、広域あるいは複雑な構造の、塗装された鋼材で構成された大型構造物やプラント設備類の錆びの発生、塗膜のはがれ等、塗膜劣化の程度を簡便な方法で定量的に把握し、総合的かつ的確に、補修塗装実施時期および適切な塗装工事の実施を判定し、実行してゆくことができる塗装管理システムを構築することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を達成するために種々検討の結果、複数、広域あるいは複雑な構造の、大型構造物、プラント設備類の塗装管理を行うために、当該構造物等の定期的な定点観測を行うこと；および、その定点のデジタル写真撮影を行いこれを簡便かつ的確な画像解析方法によって、塗装鋼材の錆びの発生、塗膜のはがれ等、塗膜劣化の程度の定量的な数値を出すこと；により、それら複数、広域あるいは複雑な構造の、大型構造物等の塗装管理を総合的かつ的確に、計画的に行ってゆくことができる塗装管理システムが構築できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、以下のステップ；
（１）定期的に、構造物もしくは設備における定点観測部分を白色カラーサンプルとともにデジタル写真撮影を行う；（２）当該デジタル画像を画像処理機能を備えたコンピュータに取り込み、色調修正メニューを用いて画像調整を行った後、画像解析を行い、定点観測部分の塗膜劣化面積率を求める；（３）当該定点観測部分の塗膜劣化面積率に基づいて、構造物もしくは設備の補修塗装の時期を管理する；よりなる、塗装された鋼材で構成された大型構造物もしくはプラント設備類の、一以上のエリアの塗装状態を管理するシステムを提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の、大型構造物もしくはプラント設備類の塗装状態を管理するシステムを詳細に説明する。
【００１２】
本発明の塗装状態管理システムを適用する前提として、まず、当該工場、地方自治体等が、保守管理対象としている、錆びの発生、塗膜のはがれ等、塗膜劣化が懸念される、塗装された鋼材を中心に構成された大型構造物やプラント設備類がリストアップされる。
そして、それら大型構造物やプラント設備類のそれぞれについて、塗装状態を経時的に観測してゆくのに適当な定点観測部分、例えば塗装劣化が起こり易そうな箇所を１箇所以上設定する。
それら定点観測部分について、以下のステップにより、塗装劣化状態を定期的に観測してゆく。
【００１３】
（１）定期的に、構造物もしくは設備における定点観測部分を白色カラーサンプルとともにデジタル写真撮影を行う；
本発明における塗装劣化度合を定量する方法は、観測部分をデジタル写真撮影してコンピュータに取り込み、画像解析を行うものであるが、デジタル写真から錆び色等の劣化部分を的確にとらえる必要がある。
しかしながら、同じ被写体でもカラー写真の色は、天候、時刻、逆光等、環境により変化する。そのようなカラー写真の中では、画像解析処理においていずれを錆び色等劣化部分のしきい値とするかが非常に難しい。
そこで、本発明では、定点観測部分を白色カラーサンプルとともにデジタル写真撮影し、画像解析処理の際、カラー写真に写された当該サンプルの白色を基準として色調修正することにより、それら天候等撮影環境の影響をできるだけ除去することとした。
【００１４】
前記特許文献１の塗装劣化の詳細診断方法では、撮影環境の影響を除去して錆び部分等を正確に判定するために、診断用被写体とともに被写体の色に適した複数のカラーサンプルを同時にデジタル写真撮影する。しかしながら、後述するように、画像解析処理の工程が複雑となり、専門的知識と熟練を要し、本発明が対象とする複数、広域あるいは複雑な構造の構造物等の塗装管理を行ってゆくには適切ではない。
本発明の白色カラーサンプルのみの写し込みであっても、画像の色調調整機能を備えたコンピュータをもちいて、白色カラーサンプルの部分を本来の白色とする色調調整を行えば、画像解析処理の工程において、天候等撮影環境の影響の除去には実用的に充分な程度に行うことが可能である。
【００１５】
なお、白色カラーサンプルを写し込むことで画像解析処理工程において撮影環境の影響がかなり除去できるとしても、写真撮影の時点で、全体的にできるだけ撮影環境の影響を除去しておくことが望ましい。
そのような画像解析に適した写真をとるには、デジタルカメラの設定を次のようにすることが好ましい。
「ホワイトバランス」：オートではなく、晴れ又は曇りと天候に合わせて設定する（プラント内等光量が少ない部分の撮影は曇りに設定；朝夕の赤みを帯びた光線の中では晴れに設定）。
「測光」：ＥＳＰ（全体測光）ではなく、スポットを選択し、撮影したい部分を写真中央に合わせる。
「露出補正」：一般に０を選択（直射日光が当たるときは−０．５又は−１；曇天、雨天、暗所では＋０．５又は＋１）。
【００１６】
（２）当該デジタル画像を画像処理機能を備えたコンピュータに取り込み、色調修正メニューを用いて画像調整を行った後、画像解析を行い、定点観測部分の塗膜劣化面積率を求める；
定点観測部分を白色カラーサンプルとともに撮影したデジタル写真の画像を、画像処理機能を備えたコンピュータに取り込む。そして、一般的なパソコンソフトの色調修正メニューを用いて白色カラーサンプル部分が白色となるように色調調整を行うことで、それに付随して全体の色調を調整することができるため、撮影環境の影響を除去して、撮影時間や天候の異なる同じ部分を写した写真を同じ色調の写真とすることができる。
【００１７】
画像調整は、具体的には次のようにして行う。
画像解析ソフトで白色部についてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各濃度測定を行う。次に各測定値が、白色部の基本的な濃度特徴となる、Ｒ；２５５、Ｇ；２５５、Ｂ；２５５となるように色調修正メニューにより色調を調整する。
白色カラーサンプルのみを写し込む本発明の方法は、この画像調整の際の補正作業が極めて簡便となり、格別な専門知識を要しないという利点がある。
【００１８】
続く画像解析は、具体的には次のようにして行う。
画像調整したファイルを開き、ポインタでドラッグすることにより、測定範囲の設定を行う。測定範囲の中で特定の色の部分を抽出する色抽出機能で、錆等の特徴を示す色のＨ（色相）、Ｌ（明度）、Ｃ（彩度）の上下のしきい値を設定し実行することでしきい値範囲の値を持つ色の部分を抽出する。
測定範囲の面積に対して抽出した錆等の部分の面積を画像解析ソフトの面積測定機能で面積率を測定することで塗膜劣化面積率が算出される。
設定すべきしきい値範囲は、塗膜はがれ（錆び発生の前段階あるいは錆び発生と同時進行）、錆び発生、錆びでも薄錆、赤錆、黒錆により異なる。各々に対応するしきい値範囲を設定してそれぞれの面積率を求めることで塗装劣化の進行度を判定することが出来る。
【００１９】
本発明の塗装管理システムにおいては、極めて多数の定点観測部分を対象とすることが多く、定期的、継続的な観測によって補修必要箇所の優先順位づけ、補修期限管理を行うことが主目的である。そのためには、一観測定点における塗膜劣化面積指標はできるだけ少なく、できれば定量性が高く精度のある一つの指標を管理値とするのが望ましい。
塗膜劣化面積指標をどの劣化状態のしきい値範囲（できれば一つ）に設定するのがよいかは、管理対象構造物・設備の状況により異なる。塗装の初期的な劣化や美観を重視するような場合は、塗膜はがれや薄錆を中心に管理するのが好ましく、塗装管理対象の数的・地域的な規模が大きくて設備の損傷が発生しない程度に腐食が進行しない時期の補修を管理目標とする場合には、赤錆や黒錆（あるいは、それらを含むしきい値範囲一つ）での管理が好ましい。
【００２０】
（３）当該定点観測部分の塗膜劣化面積率に基づいて、構造物もしくは設備の補修塗装の時期を管理する；
上記のようにして求めた定点観測部分の塗膜劣化面積率に基づいて、構造物もしくは設備の補修塗装の時期を継続的に管理してゆく。すなわち、定点観測部分の塗膜劣化面積率の入った構造物もしくは設備リストから補修の優先順位等が明らかとなり、総合的、中長期的な補修計画を策定することができる。
そして、継続的な定点観測であるので、優先順位等の入れ替わりにも対応できる。
さらに、もとの画像データは電子ファイルで保存されるため、蓄積・保管が容易であり、必要があれば原画像データについて劣化状況のより詳細な解析も可能である。また、電子ファイル保存ゆえに広域でのデータ交換や閲覧も可能な、総合的な塗装管理システムが構築される。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、定期的に、構造物もしくは設備における定点観測部分を白色カラーサンプルとともにデジタル写真撮影を行ってこれを簡単な画像解析処理を行うことで、錆びの発生、塗膜のはがれ等、塗膜劣化の程度についての定量的数値を得る。この数値により、また、保管された画像データの電子ファイルにより、複数、広域あるいは複雑な構造の、大型構造物、プラント設備類の塗装状態の保守管理を総合的、計画的かつ継続的に行ってゆくことができる。