(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱赤外線映像装置によって吹付のり面の所定領域の熱画像を得、当該熱赤外線映像装置を移動して前記吹付のり面の別の領域の熱画像を得る作業を、少なくとも２時刻において行い、
得られた熱画像に基づいて前記各時刻間の温度差分布を得、この温度差分布に基づいて前記吹付のり面の老朽化を診断する方法であって、
前記各熱画像から最高温度情報及び最低温度情報を得、
当該各熱画像を、濃度値が前記最低温度情報から前記最高温度情報までの必要温度情報と下記式（１）に示す相関性を有し、かつ当該熱画像と重なり、かつ濃淡の階調で表現される白黒の別画像に変換し、
この各別画像を、前記熱画像を基準に相対的位置関係が合うように繋げて、前記時刻ごとの広域画像とし、
この各広域画像を、前記熱画像を基準に相対的位置関係が合うように重ねたうえで、各濃度値に相対的位置情報を付与して前記各広域画像の濃度値分布を得、これら濃度値分布から下記式（４）によって温度差情報を得、更にこの温度差情報に相対的位置情報を付与して前記温度差分布を得る、
ことを特徴とする吹付のり面の老朽化診断方法。
前記必要温度情報＝（（前記最高温度情報−前記最低温度情報）／（前記濃淡の階調数−１））×前記濃度値＋前記最低温度情報・・・式（１）
前記温度差情報＝（（（「一の時刻」における前記最高温度情報−「一の時刻」における前記最低温度情報）／（前記濃淡の階調数−１））×「一の時刻」における前記濃度値＋「一の時刻」における前記最低温度情報）−（（（「他の時刻」における前記最高温度情報−「他の時刻」における前記最低温度情報）／（前記濃淡の階調数−１））×「他の時刻」における前記濃度値＋「他の時刻」における前記最低温度情報）・・・式（４）
【請求項２】
前記各熱画像は、濃淡の階調で表現される赤、緑及び青の別画像に変換する、
請求項１記載の吹付のり面の老朽化診断方法。
【請求項３】
前記各熱画像を得るにあたり当該各熱画像と重なる可視画像も得、この可視画像を基準に前記相対的位置関係を合わせる、
請求項１又は請求項２記載の吹付のり面の老朽化診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吹付のり面の老朽化診断方法に関するものである。より詳しくは、道路周辺等におけるコンクリートやモルタル吹付のり面の背後空洞等の状態を診断する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
吹付のり面の老朽化診断方法は、熱赤外線映像装置によって吹付のり面の熱画像を得る作業を、例えば、朝方及び昼間の２時刻において行い、得られた熱画像に基づいて２時刻間の温度差分布を得、この温度差分布に基づいて吹付のり面の背後空洞やコンクリート、モルタル等からなる吹付け材のひび割れ、崩落等の進行（老朽化）を診断するものである。この診断方法は、建設省土木研究所が発行する「熱赤外線映像法による吹付のり面老朽化診断マニュアル」としてまとめられている（非特許文献１）。
【０００３】
この診断方法においては、吹付のり面から熱赤外線映像装置までの距離が判別精度にあまり影響しないとされ、例えば、高所や広域を診断対象とする場合は、ヘリコプター等の利用も考えられるとされている（同文献の２頁右欄参照）。
【０００４】
しかしながら、ヘリコプター等を利用する場合は、例えば、朝方にヘリコプター等を飛ばし、飛行中に撮像（熱画像を得る作業）を繰り返し行い（つまり、熱赤外線映像装置によって吹付のり面の所定領域の熱画像を得、当該熱赤外線映像装置を移動して吹付のり面の別の領域の熱画像を得る作業を繰り返し行い）、昼間に再度ヘリコプター等を飛ばし、飛行中に熱画像を得る作業を繰り返し行うことになる。したがって、朝方の熱画像と昼間の熱画像とで対象領域が（地理的に）ずれてしまい、２時刻間の温度差分布に誤差が生じ、診断精度が低下しまうとの問題がある。この問題は、例えば、地面に熱赤外線映像装置を固定して診断を行う場合においても、広域を診断対象とする場合は、同様である。広域を診断対象とする場合は、ヘリコプター等を利用する場合と同様に、吹付のり面の所定領域の熱画像を得た後、当該熱赤外線映像装置を移動して吹付のり面の別の領域の熱画像を得る作業を繰り返し行うことになるためである。
【０００５】
現在市販化されている熱赤外線映像装置や、この装置によって得られた熱画像に基づいて２時刻間の温度差分布を得る装置等によって構成される設備は、当然、購入者側において自由に仕様変更することはできない。そして、この設備は、朝方、熱画像を得た後、熱赤外線映像装置を移動せずに、夕方、再度熱画像を得ることを前提とする。したがって、２時刻における熱画像の対象領域がずれてしまう場合に対応することができない。もちろん、新たな装置を開発し、この装置をシステムに組み込むことにより、熱画像の対象領域がずれてしまう場合にも対応することができるようにすることも考えられるが、新たな装置の開発はコストがかかるほか、装置開発のための技術力も必要になり、既存の装置を利用して診断精度を向上する方法の提案が望まれている。
【非特許文献１】熱赤外線映像法による吹付のり面老朽化診断マニュアル（平成８年１月  建設省  土木研究所）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする主たる課題は、既存の装置を利用しながら診断精度を向上することができる吹付のり面の老朽化診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
熱赤外線映像装置によって吹付のり面の所定領域の熱画像を得、当該熱赤外線映像装置を移動して前記吹付のり面の別の領域の熱画像を得る作業を、少なくとも２時刻において行い、
得られた熱画像に基づいて前記各時刻間の温度差分布を得、この温度差分布に基づいて前記吹付のり面の老朽化を診断する方法であって、
前記各熱画像から最高温度情報及び最低温度情報を得、
当該各熱画像を、濃度値が前記最低温度情報から前記最高温度情報までの必要温度情報と下記式（１）に示す相関性を有し、かつ当該熱画像と重なり、かつ濃淡の階調で表現される白黒の別画像に変換し、
この各別画像を、前記熱画像を基準に相対的位置関係が合うように繋げて、前記時刻ごとの広域画像とし、
この各広域画像を、前記熱画像を基準に相対的位置関係が合うように重ねたうえで、各濃度値に相対的位置情報を付与して前記各広域画像の濃度値分布を得、これら濃度値分布から下記式（４）によって温度差情報を得、更にこの温度差情報に相対的位置情報を付与して前記温度差分布を得る、
ことを特徴とする吹付のり面の老朽化診断方法。
前記必要温度情報＝（（前記最高温度情報−前記最低温度情報）／（前記濃淡の階調数−１））×前記濃度値＋前記最低温度情報・・・式（１）
前記温度差情報＝（（（「一の時刻」における前記最高温度情報−「一の時刻」における前記最低温度情報）／（前記濃淡の階調数−１））×「一の時刻」における前記濃度値＋「一の時刻」における前記最低温度情報）−（（（「他の時刻」における前記最高温度情報−「他の時刻」における前記最低温度情報）／（前記濃淡の階調数−１））×「他の時刻」における前記濃度値＋「他の時刻」における前記最低温度情報）・・・式（４）
【０００８】
〔請求項２記載の発明〕
前記各熱画像は、濃淡の階調で表現される赤、緑及び青の別画像に変換する、
請求項１記載の吹付のり面の老朽化診断方法。
【０００９】
〔請求項３記載の発明〕
前記各熱画像を得るにあたり当該各熱画像と重なる可視画像も得、この可視画像を基準に前記相対的位置関係を合わせる、
請求項１又は請求項２記載の吹付のり面の老朽化診断方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、既存の装置を利用しながら診断精度を向上することができる吹付のり面の老朽化診断方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
本形態の「吹付のり面の老朽化診断方法」は、前述「非特許文献１」に開示される方法を応用したものである。
すなわち、本形態の方法においては、まず、図１に示すように、熱赤外線映像装置Ｓによって吹付のり面Ｎの所定領域Ｘ１の熱画像を得、当該熱赤外線映像装置Ｓを例えば位置Ａ１から位置Ａ２に移動して吹付のり面Ｎの別の領域Ｘ２の熱画像を得る作業を行う。
【００１２】
本形態において使用することができる熱赤外線映像装置Ｓは、特に限定されず、赤外線サーモグラフィなどと呼ばれて市販化されている既存の装置を、例えばＮＥＣ三栄株式会社製のＴＨ９２６０や、ＴＨ９１００などを、使用することができる。
【００１３】
本形態において熱画像を得る作業を何回繰り返すかは、特に限定されず、診断対象となる吹付のり面Ｎの広さなどに応じて、２回、３回、４回又はそれ以上の複数回、繰り返すことができる。図示例では、熱赤外線映像装置Ｓによって位置Ａ１から所定領域Ｘ１を撮像して熱画像を得、熱赤外線映像装置Ｓを位置Ａ１から位置Ａ２に移動し、熱赤外線映像装置Ｓによって位置Ａ２から別の領域Ｘ２を撮像して熱画像を得、熱赤外線映像装置Ｓを位置Ａ２から位置Ａ３に移動し、熱赤外線映像装置Ｓによって位置Ａ３から更に別の領域Ｘ３を撮像して熱画像を得る、というように、３回繰り返して、診断対象となる吹付のり面Ｎの全領域の熱画像を得る。
【００１４】
熱赤外線映像装置Ｓは、例えば地面に固定した熱赤外線映像装置Ｓを別の位置に移動する場合もあるが、本形態の方法は、ヘリコプターや飛行機等で移動している最中に撮像する（熱画像を得る）場合に有用である。移動中に熱画像を得る場合、撮像した領域（熱画像の領域）が各時刻間において通常ずれるためである。
【００１５】
なお、熱赤外線映像装置Ｓを全く移動せずに作業が終了する場合、つまり熱赤外線映像装置Ｓを所定の位置に固定し、１回で診断対象となる吹付のり面Ｎの全域の熱画像を得ることができる場合は、各時刻間において撮像した領域（熱画像の領域）のずれが通常生じないため、本発明による効果が発揮されにくい。
【００１６】
以上の熱画像を得る作業は、少なくとも２時刻において行い、得られた熱画像に基づいて各時刻間の温度差分布を得、この温度差分布に基づいて吹付のり面Ｎの老朽化を診断する。当該時刻は特に限定されないが、通常は朝方及び昼間、又は昼間及び夕方の２時刻である。例えば、空洞部は正常部に比べて、午前中に急激な温度上昇を示し、午後は逆に急激な温度下降を示し、これら上昇下降の過程で空洞部は正常部と温度逆転現象を起こすことが多い。そこで、温度変化の大小で空洞部と正常部とを判別するのが本形態の診断方法であり、したがって温度変化が大きくなり易いよう朝方及び昼間、又は昼間及び夕方の２時刻において作業を行うと、好ましいものとなる。もちろん、１時間おきに２時刻、３時刻、４時刻等の複数時刻に行う、などもできる。
【００１７】
次に、本形態の特徴について、説明する。
まず、本形態の方法においては、各熱画像を得るにあたり当該各熱画像と重なる可視画像も得る。この可視画像は、前述した現在市販化されている赤外線サーモグラフィ（既存の装置）等によって得ることができる。本形態の方法は、この可視画像を得ない方法に改良することもできるが、可視画像を得る方法の方が好ましい。
【００１８】
このように熱画像及び可視画像を得たら、各熱画像から最高温度情報及び最低温度情報を得るとともに、先に得た各熱画像を、濃度値が最低温度情報から最高温度情報までの必要温度情報と相関性を有し、かつ可視画像（「可視画像」を得ない方法による場合は「熱画像」）と重なる別画像に変換する。
【００１９】
具体的には、例えば、熱画像を、濃淡が２５６階調で表現される白黒の別画像に変換する場合、熱画像から得られた最高温度情報がＴ１、最低温度情報がＴ２であるとすると、最低温度情報Ｔ２から最高温度情報Ｔ１までの必要温度情報Ｔ（最低温度情報Ｔ２未満及び最高温度情報Ｔ１超の温度情報は必要がないので、最低温度情報Ｔ２から最高温度情報Ｔ１までを必要温度情報と表現する。）と濃度値Ｘとの間には、次式（１）のような相関関係（相関性）をもたせることができる。
Ｔ＝（（Ｔ１−Ｔ２）／２５５）×Ｘ＋Ｔ２  …（式１）
また、例えば、熱画像を、それぞれの濃淡が２５６階調で表現される赤（高温）、緑及び青（低温）の別画像に変換する場合は、平均温度がＴ３＝（Ｔ１−Ｔ２）／２であるとすると、必要温度情報Ｔと赤の濃度値Ｘｒ、緑の濃度値Ｘｇとの間には、次式（２）及び（３）のような相関関係をもたせることができる。
Ｔ＝（（Ｔ１−Ｔ３）／２５５）×Ｘｒ＋Ｔ３  …（式２）
【００２０】
Ｔ＝（（Ｔ３−Ｔ２）／２５５）×Ｘｇ＋Ｔ２  …（式３）
【００２１】
このようにして、各熱画像を、前記条件を満たす別画像に変換したら、各別画像を、この各別画像と重なる可視画像（「可視画像」を得ない方法による場合は「熱画像」。以下、同様である。）を基準に相対的位置関係（地理的位置関係）が合うように繋げて、別画像の数よりも少数の、通常１つの広域画像とする。別画像を広域画像とすることにより、総合的な評価（診断）を行い易くなる。
【００２２】
ここで、別画像の相対的位置関係を合わせる作業は、可視画像を目視しながら人（オペレーター）の手によって行うこともできるが、既存の装置（２つの可視画像の位置合わせを行う装置であり、例えば、通常の写真を合成してパノラマ写真を作成する場合などに使用される装置）を使用して行うのが好ましい。
【００２３】
なお、本形態において別画像の位置合わせとは、図１を例に説明すると、所定領域Ｘ１の重畳部Ｘａにおける可視画像と、別の領域Ｘ２の重畳部Ｘａにおける可視画像とが重なるように各別画像の相対的位置関係を合わせることや、別の領域Ｘ２の重畳部Ｘｂにおける可視画像と、更に別の領域Ｘ３の重畳部Ｘｂにおける可視画像とが重なるように各別画像の相対的位置関係を合わせること、を意味する。
【００２４】
以上の広域画像は、時刻ごとに得る。つまり、本形態においては、朝方の広域画像と、昼間の広域画像とを得る。そして、時刻ごとの広域画像を得たら、更に各広域画像を、この広域画像と重なる可視画像（「可視画像」を得ない方法による場合は「熱画像」）を基準に相対的位置関係（地理的位置関係）が合うように重ねる。ここでの位置合わせも、前述した各別画像の位置合わせと同様に行うことができる。
【００２５】
広域画像の位置合わせが終了したら、各広域画像の濃度値分布、つまり各濃度値に相対的位置情報（地理的位置情報）が付与されたものを得、この濃度値分布から温度差分布を得る。この濃度値分布から温度差分布を得る方法は、以下に示すとおりである。
【００２６】
まず、広域画像が、濃淡２５６階調で表現される白黒の画像である場合は、ある位置の濃度値が午前Ｘａ、午後Ｘｐであるとすると、当該ある位置における温度差情報Ｙは次式（４）によって計算される。
Ｙ＝Ｙｐ−Ｙａ＝（（（Ｔ１ｐ−Ｔ２ｐ）／２５５）×Ｘｐ＋Ｔ２ｐ）−（（（Ｔ１ａ−Ｔ２ａ）／２５５）×Ｘａ＋Ｔ２ａ）  …（４）
ここで、
Ｙａ  ：朝方の温度情報
Ｙｐ  ：昼間の温度情報
Ｔ１ａ：朝方の最高温度情報
Ｔ１ｐ：昼間の最高温度情報
Ｔ２ａ：朝方の最低温度情報
Ｔ２ｐ：昼間の最低温度情報
である。
また、各濃度値Ｘａ，Ｘｐは相対的位置情報（地理的位置情報）が付与されているため、式（４）によって計算された温度差情報Ｙにも相対的位置情報（地理的位置情報）を付与することができる。したがって、以上の温度差情報を得る作業及びこれに相対的位置情報を付与する作業を、対象位置（前述「ある位置」）を変えながら繰り返し行うことにより、温度差分布を得ることができる。そして、この温度差分布に基づいて、前述したように、吹付のり面Ｎの老朽化を診断することができる。なお、広域画像が、それぞれの濃淡が２５６階調で表現される赤（高温）、緑及び青（低温）である場合も、前述式（２）及び式（３）に基づいて式（４）を修正して、計算することができる。
【００２７】
本形態において、当該温度差分布をモニター等の画面で認識可能な画像にすることは、必須の作業ではないが、画像にすれば、視覚的に老朽化の診断を行うことができる。以上のように、本形態においては、全て既存の装置を利用するのみであるが、位置の補正を行っているので、診断精度を向上することができる吹付のり面の老朽化診断方法となる。
【実施例】
【００２８】
次に、本発明の実施例を説明する。
本発明者らは、道路沿いに形成された吹付のり面を診断対象とする試験を行った。試験にあたっては、朝方及び昼間の２回にわたって、ヘリコプターを飛ばし、それぞれ飛行中に赤外線サーモグラフィ（ＮＥＣ三栄株式会社製のＴＨ９１００）によって撮像を繰り返し、複数枚の熱画像を得た。その後、得られた各熱画像から、最低温度情報及び最高温度情報を取得し、また、各熱画像を濃淡が２５６階調で表現される白黒の別画像に変換した。図２に、朝方の別画像２枚を、図３に昼間の別画像２枚を、それぞれ例示した。なお、朝方の最低温度情報は７．０℃、最高温度情報は２１．５℃であり、昼間の最低温度情報は１２．５℃、最高温度情報は２７．５℃であった。このようにして得られた各別画像は、各別画像と重なる可視画像を基準に相対的位置関係（地理的位置関係）が合うように繋げて、１枚の広域画像とした。図４に、朝方の広域画像を、図５に、昼間の広域画像を、それぞれ示した。なお、当然、これらの広域画像は、濃淡が２５６階調で表現される白黒画像である。別画像を１枚の広域画像とするにあたっては、市販の合成ソフト（例えば、ＰｈｏｔｏｓｈｏｐＣＳ３（ａｄｏｂｅ製）など。）を使用することも可能であるが、今回の試験においては、可視画像を目視しながら人（オペレーター）の手によって行った。さらに、朝方及び昼間の広域画像を、可視画像を基準に相対的位置関係が合うように重ねたうえで、各広域画像の濃度値分布を得、これら濃度値分布から温度差分布を得た。この温度差分布を画像としたものを、図６に示した。このように、以上の方法によると、何ら新たな装置を必要とせずに、位置ずれが解消された温度差分布（温度差分布画像）を得ることができる。したがって、本発明の方法は、既存の装置を利用しながら診断精度を向上することができる吹付のり面の老朽化診断方法となることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、道路周辺等におけるコンクリートやモルタル吹付のり面の背後空洞等の状態を診断する方法として、適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】熱画像を得る作業を説明するための図である。
【図２】朝方の別画像例である。
【図３】昼間の別画像例である。
【図４】朝方の広域画像である。
【図５】昼間の広域画像である。
【図６】温度差分布画像である。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ１〜３…撮像位置、Ｎ…のり面、Ｓ…熱赤外線映像装置、Ｘ１〜Ｘ３…領域。
【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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