(57)【要約】【課題】本発明は橋梁の維持管理を行うために錆の発生状況、コンクリートのひび割れやペンキのはがれなどを目視観察する点検装置および点検方法に関する。【解決手段】▲１▼撮像手段、▲２▼前記撮像手段を移動させる移動手段、▲３▼前記撮像手段の撮影位置および／または前記移動手段の移動条件を制御する制御手段を備え、取りつけた撮影装置が所望の画像を撮影できるように移動する際に手摺を利用しない場合は、橋梁の橋軸方向と平行でＩ主桁の下部に配置したケーブル、棒状部材、レールなどのガイド部材上を移動し、移動する際に手摺を利用する場合は、手摺に沿って橋梁の橋軸方向に移動する。制御手段は、点検作業に先だって、撮像手段の撮影位置および／または移動手段の移動条件を橋梁の設計図をもとにプリセットするプリセット制御を行い、好ましくはマイクロコンピュータを用いて制御系を構成する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の手段を備えたことを特徴とする橋梁の点検装置。
▲１▼撮像手段
▲２▼前記撮像手段を移動させる移動手段
▲３▼前記撮像手段の撮影位置および／または前記移動手段の移動条件を橋梁の設計図を基にプリセット設定する制御手段
【請求項２】
撮像手段の撮影位置および／または前記移動手段の移動条件を橋梁の設計図を基にプリセット設定することを特徴とする橋梁の点検方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は橋梁の維持管理のための点検装置およびそれを用いた橋梁の点検方法に関し、特に溶接やコンクリートのひび割れ、塗装の劣化状況などを目視検査するために画像を取りこむ装置およびそれを用いた橋梁の点検方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】橋梁を通過する交通量の増大や、一台当たりの積載量の増加により、橋梁を供用後の維持管理が重要となっている。維持管理では目視により溶接のひび割れ、コンクリートのひび割れ、塗装の劣化状況を検査することが基本で、橋梁の下から双眼鏡などを用いて観察することが多い。
【０００３】
目視検査のため検査路を設けたり、橋梁の下が河川、海岸、鉄道などの場合は、足場をかけて至近距離から観察し、写真撮影を行い目視検査を行う。目視検査の場合、検査頻度は半年もしくは一年に一度の点検を実施することが多く、震災後などは直ちに実施する。
【０００４】
最近は、目視検査を自動化する試みが多くなされ、ロボット、桁上から桁下を観察するための点検装置やカメラなどで取りこんだ画像から損傷状況を判定する方法などが開発されている。
【０００５】
非特許文献１は、橋梁の維持管理に用いる桁下診断システムに関し、橋上から桁下の状況をデジタルカメラで撮影する点検装置と、撮影したデジタル画像を解析するシステムから構成される桁下診断システムを用いて、ひび割れ長さや分布を自動計測し損傷状況を定量的に把握することが記載されている。
【０００６】
特許文献１は、橋梁の床板のひび割れ検出方法およびその表示方法に関し、床板のように広い範囲を示す画像において、小さいひび割れ、疵などの画像が不鮮明になることを改善するため、画像を小さく分割し、小区分毎にこれらの信号を抽出、定量化処理を行うことが記載されている。
【０００７】
【非特許文献１】住友重機械工業  荒井ら：桁下診断システムの開発、土木学会第５７回年次学術講演会、ｖｏｌ．２３１，ｐ．４６１−４６２，平成１４年９月
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−９９７８４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
橋梁の維持管理のための点検を目視で行うと橋梁の桁、接合部、床版下部などに検査員が近づけるように足場を複数架ける必要があり、手間が多く、検査費も高額となる。
【００１０】
非特許文献１に記載されているような橋上から桁下の状況をデジタルカメラで撮影する点検装置は、橋梁の下方で橋軸直角方向に伸びた水平アーム上を撮影ユニットが移動して撮影を行うが、撮影位置の設定や、橋の上から水平アームをおろす位置を橋軸方向に変更設定する際に人力が必要であり、十分自動化されているとは言い難い。
【００１１】
また、特許文献１に記載されているひび割れ検出方法に用いられるひび割れ検出装置は、道路橋下に配置され、ＸＹ方向に移動する台車上に上向きにカメラが配置されているものであり、複雑な個所の撮影に適したものとは言い難い。
【００１２】
そこで本発明は、カメラにより橋梁を下方から種々の方向に自動的に撮影することが可能で、橋軸方向への移動も容易な橋梁の点検装置及びその装置を用いた橋梁点検方法を提案する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は以下の手段により達成できる。
１．以下の手段を備えたことを特徴とする橋梁の点検装置。
▲１▼撮像手段
▲２▼前記撮像手段を移動させる移動手段
▲３▼前記撮像手段の撮影位置および／または前記移動手段の移動条件を橋梁の設計図を基にプリセット設定する制御手段
２．撮像手段の撮影位置および／または前記移動手段の移動条件を橋梁の設計図を基にプリセット設定することを特徴とする橋梁の点検方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。本発明に係る点検装置は点検装置の移動に手摺を利用する場合と、利用しない場合によってその実施態様が異なる。
１．手摺を利用する場合
図１はＲＣ床版とＩ主桁を備えた橋梁に、本発明に係る点検装置を取り付けた場合の実施態様の一例を模式的に示し、（ａ）は正面外観図、（ｂ）は側面外観図を示す。
【００１５】
図において、１は橋梁、２はＲＣ床版、３はＩ主桁、４，４ａはガイド部材、５は撮影装置、６は点検装置を示す。
【００１６】
点検装置６は橋梁の橋軸方向と平行でＩ主桁３の下方に配置したガイド部材４，４ａのいずれかに（図では４ａ）取りつけられ、橋軸方向に移動する。また、点検装置６に取りつけられた撮影装置５はガイド部材の任意の円周方向に回転する。
【００１７】
図２は点検装置の概略構造を示す図で（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示す。
【００１８】
図において、５は撮影装置、６は点検装置、７はケーブル（ガイド部材）、８は走行用ローラ、９は撮影装置用ガイドレール、１０は筒状部材を示す。
【００１９】
点検装置６は移動手段としてケーブル（ガイド部材）７をその内部に挿通させる筒状部材１０と前記筒状部材１０に取りつけられた走行用ローラ８を備え、駆動用モータ（図示しない）により、ケーブル（ガイド部材）７上を移動する。
【００２０】
筒状部材１０には、撮影装置５が円周方向に移動できるように撮影装置用ガイドレール９が取りつけられている。撮影装置５は駆動用モータを有する走行台車（図示しない）に取りつけられてガイドレール９上を移動する。また、撮影装置５には所望の画像が得られるように撮影方向を調整する機構を設ける。
【００２１】
本点検装置の場合、撮影装置５が所望の位置を撮影できるように、点検装置６がケーブル（ガイド部材）７上を移動し、撮影装置５が筒状部材１０に取りつけられたガイドレール９上を回転移動する。
【００２２】
ガイド部材４，４ａは、常時、橋梁１に取りつけても、点検の際にのみ取りつけても良い。ガイド部材４、４ａとしてケーブルの外に、棒状の部材やレールを用いても良い。
撮像手段は被写体を撮像し映像信号を出力するカメラなどの撮影装置であれば良く、画像処理が容易なデジタルカメラ、デジタルビデオカメラを使用することが好ましい。
【００２３】
図３は上述した点検装置を用いた作業を説明する図で、ガイドレール９上の撮影装置５が制御系からの指示により（ａ）の場合、Ｉ主桁３とＲＣ床版２の接続部Ａ１点を撮影し、（ｂ）の場合、Ｉ主桁３の塗装状況を点検するため、Ｉ主桁３の側方Ａ２点を撮影し、（ｃ）の場合は、ＲＣ床版２の下面側Ａ３点を撮影する。
【００２４】
制御手段は、点検作業に先だって、撮像手段の撮影位置および／または移動手段の移動条件をプリセットするプリセット制御を行う。橋梁の場合、設計図を基にして誤差が数ｍｍ以下で製作され、その点検が必要とされる個所も、接合部、コンクリート床版部、排水部分、支承などの取りつけ部などほぼ決まっているため、撮影位置を点検対象の橋梁の設計図において特定し、プリセット方式で設定することが可能である。
【００２５】
撮影位置をプリセット方式で設定した場合は、その設定値から撮像装置の移動手段の移動条件を求めるようにする。または所望の画像が得られるように撮像装置の、移動手段における移動条件として位置、例えばガイド部材４、４ａやガイドレール９における位置をプリセットしても良い。更に両者を併用しても良い。
【００２６】
制御手段をマイクロコンピュータを用いて構成すると点検毎に橋梁の構造が異なったり、撮影位置を変更する場合も容易に対応でき、且つ撮影した画像を処理し、維持管理に必要なデータも蓄積でき好ましい。
【００２７】
制御手段を構成する制御系に用いる駆動源や位置検出器等の種類は特に規定しない。本発明では撮像手段の撮影位置および／または移動手段の移動条件の他に、撮像装置に、目視点検に必要な指令値をプリセットすることも可能である。
【００２８】
次に、手摺を利用しない場合における本発明に係る点検装置の他の実施態様を示す。図４は他の実施態様に係る点検装置を説明する図で、橋梁に取り付けた状態を示す。（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図で、図において３ａはＩ主桁３の下フランジを示し、点検装置６ａは下フランジ３ａに吊り下がりながら橋軸方向に移動する。
【００２９】
図５は点検装置の構成を模式的に示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図を示す。図において１１、１１ａは吊り下げ用部材、１２、１２ａは撮影装置支持部材を示す。
【００３０】
吊り下げ用部材１１、１１ａは点検装置６ａを磁力により下フランジ３ａに吊り下げるための部材で、磁力を発生（オン）したり、消滅（オフ）したりすることが可能な構造で、１１ａは点検装置６ａに対し、橋軸方向の前後に駆動用モータ（図示しない）などで移動可能となっている。
【００３１】
点検装置６ａを移動させる場合、部材１１の磁力を発生（オン）させ、一方部材１１ａの磁力を消滅（オフ）させ、部材１１をその磁力で下フランジ３ａに固着させ、点検装置６ａを下フランジ３ａに吊り下げた状態とする。次に、可動可能な部材１１ａを所望する方向に移動させる。
【００３２】
その後、部材１１ａの磁力を発生させ、部材１１の磁力を消滅（オフ）し、部材１１ａを下フランジ３ａに固着させ、点検装置６ａを部材１１ａの磁力で部材下フランジ３ａに吊り下げた状態とする。この状態において１１ａを可動させる制御を行うと磁力で下フランジ３ａに固着している１１ａに代わり、点検装置６ａが移動する
撮影装置支持部材１２（１２ａ）は一方の端部に撮影装置５ａ（５ｂ）が取り付けられ、他方の端部は撮影装置が橋梁の下方を撮影できるように点検装置６ａに取りつけられる。撮影装置５ａ（５ｂ）は所望の方向を向けるような架台（図では省略）を介して撮影装置支持部材１２（１２ａ）の先端に取り付ける。図６に本点検装置を用いて橋梁の各部を撮影する様子を模式的に示す。
２．手摺を利用する場合
次に点検装置の移動に手摺を利用する場合における本発明に係る点検装置の実施形態を説明する。制御系はプリセット型制御とするため、以下の説明では制御系に関する説明は省略する。
【００３３】
図７はＲＣ床版に手摺がつけられた橋梁で（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。図において１ａはＲＣ床版に手摺がつけられた橋梁、１３は手摺を示す。
【００３４】
図８は本発明に係る点検装置を橋梁１ａに適用した場合の実施形態の一例を示し、（ａ）は正面外観図、（ｂ）は点検装置の機能を説明する上面外観図を示す。図において、６ｂは点検装置、１４はアーム部材１、１５はアーム部材２、１６は走行台車、５ｃはカメラを示す。
【００３５】
点検装置６ｂは走行台車１６、アーム部材１（１４）、アーム部材２（１５）、カメラ５ｃを有する。走行台車１６は手摺１３をガイド部材とし、橋軸方向に移動する。走行台車１６には、橋軸方向に対しほぼ鉛直方向となるようにアーム部材２（１５）が取りつけられる。
【００３６】
アーム部材２（１５）には、アーム部材１（１４）が略直角方向で、上下に昇降可能なように、且つアーム部材２（１５）を軸に回転可能なように取りつけられる。アーム部材１（１４）はその先端部にカメラ５ｃが橋梁を下方から撮影するように取りつけられる。アーム部材１（１４）とアーム部材２（１５）はカメラ５ｃが橋梁を所望の位置で下方から撮影できるように十分な長さを有するものとし、アーム部材１（１４）は伸縮可能な構造とする。走行台車、アーム部材はそれぞれ駆動源（図示しない）を有し、プリセットされた撮影位置に撮影装置を移動させる。
【００３７】
図９は上述した点検装置を用いた場合の作業内容を模式的に説明する図で、（ａ）は橋軸方向に点検装置を橋梁端部Ｂ１から橋梁端部Ｂ２に向けて移動させる様子を示し、（ｂ）（ｃ）はアーム部材１（１４）を伸縮して所望の位置を撮影する状況を示す。
【００３８】
図１０は図９の点検装置において、走行台車１６ｂをＲＣ床版２上に配置し、手摺１３に沿って移動させる場合を示す。
【００３９】
図９、図１０に示した点検装置のいずれの場合であっても、撮影位置がプリセットされるので作業者１７は点検装置を橋梁上に設定するだけで良い。
【００４０】
本発明における撮像手段を、ペンキや錆などのハツリ手段や、ペンキ塗装手段とすれば、維持作業にも適用可能である。また、点検作業から維持作業まで連続して行えるように撮像手段とこれらの手段を交換可能としても良い。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば足場などを設けることなく低廉に橋梁の点検作業が実施でき、また撮影位置をプリセットできるため、作業中の作業員の負担が減り高精度な点検作業が可能となる。また、点検作業用制御プログラムの変更のみで多様な橋梁の点検作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】手摺を利用しない場合における本発明に係る点検装置の一実施形態を示す図。
【図２】図１の点検装置の概略構成を示す図。
【図３】図１の点検装置を用いて橋梁を点検作業する際の点検装置の動きを示す図。
【図４】手摺を利用しない場合における本発明に係る点検装置の他の実施形態を示す図。
【図５】図４の点検装置の概略構成を示す図。
【図６】図４の点検装置を用いて橋梁を点検作業する際の点検装置の動きを示す図。
【図７】手摺のある橋梁の構造を示す図。
【図８】手摺を利用する場合における本発明に係る点検装置の一実施形態を示す図。
【図９】手摺を利用する場合における本発明に係る点検装置の他の実施形態を示す図。
【図１０】手摺を利用する場合における本発明に係る点検装置の他の実施形態を示す図。
【符号の説明】
１  、１ａ                  橋梁
２                          ＲＣ床版
３                          Ｉ主桁
３１                        Ｉ主桁の下フランジ
４，４ａ                    ガイド部材
５、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ  撮影装置
６、６ａ，６ｂ，６ｃ        点検装置
７                          ケーブル（ガイド部材）
８                          走行用ローラ
９                          撮影装置用ガイドレール
１０                        筒状部材
１１、１１ａ                吊り下げ用部材
１２、１２ａ                撮影装置支持部材
１３                        手摺
１４                        アーム部材１
１５                        アーム部材２
１６、１６ａ                走行台車
１７                        作業者
【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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【図７】
2004294318.tif 000009
【図８】
2004294318.tif 000010
【図９】
2004294318.tif 000011
【図１０】
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