(57)【要約】  柱状構造物診断装置は、柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得する画像取得手段と、複数の画像それぞれから柱状構造物の支点方向を算出する支点方向算出手段と、算出された複数の支点方向から柱状構造物の支点を算出する支点算出手段と、算出された支点に基づいて、柱状構造物の健全度を判定する判定手段とを有する。
2020090113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得する画像取得手段と、
前記複数の画像それぞれから前記柱状構造物の支点方向を算出する支点方向算出手段と、
前記算出された複数の支点方向から前記柱状構造物の支点を算出する支点算出手段と、
前記算出された支点に基づいて、前記柱状構造物の健全度を判定する判定手段と、
を含む柱状構造物診断装置。
【請求項２】
前記支点方向算出手段は、前記複数の画像それぞれについて前記柱状構造物の変位を検出し、該検出した変位と前記柱状構造物の基準となる支点方向とに基づいて、前記複数の画像それぞれに対応する前記支点方向を算出するように構成されている、
請求項１に記載の柱状構造物診断装置。
【請求項３】
前記支点方向算出手段は、前記複数の画像それぞれについて前記柱状構造物に事前に設定された複数の基準点を検出し、該検出した複数の基準点を通る線の方向を前記複数の画像それぞれに対応する前記支点方向として算出するように構成されている、
請求項１に記載の柱状構造物診断装置。
【請求項４】
前記支点算出手段は、前記複数の支点方向を示す複数の線との二乗距離の合計を最小にする点を前記支点として算出するように構成されている、
請求項１乃至３の何れかに記載の柱状構造物診断装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記支点の最小二乗誤差と一定値とを比較して、前記柱状構造物の健全度を判定するように構成されている、
請求項４に記載の柱状構造物診断装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記支点の位置と前記柱状構造物が接する基盤面の位置とを比較して、前記柱状構造物の健全度を判定するように構成されている、
請求項１乃至５の何れかに記載の柱状構造物診断装置。
【請求項７】
柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得し、
前記複数の画像それぞれから前記柱状構造物の支点方向を算出し、
前記算出された複数の支点方向から前記柱状構造物の支点を算出し、
前記算出された支点に基づいて、前記柱状構造物の健全度を判定する、
柱状構造物診断方法。
【請求項８】
前記支点方向の算出では、前記複数の画像それぞれについて前記柱状構造物の変位を検出し、該検出した変位と前記柱状構造物の基準となる支点方向とに基づいて、前記複数の画像それぞれに対応する前記支点方向を算出する、
請求項７に記載の柱状構造物診断方法。
【請求項９】
前記支点方向の算出では、前記複数の画像それぞれについて前記柱状構造物に事前に設定された複数の基準点を検出し、該検出した複数の基準点を通る線の方向を前記複数の画像それぞれに対応する前記支点方向として算出する、
請求項７に記載の柱状構造物診断方法。
【請求項１０】
前記支点の算出では、前記複数の支点方向を示す複数の線との二乗距離の合計を最小にする点を前記支点として算出する、
請求項７乃至９の何れかに記載の柱状構造物診断方法。
【請求項１１】
前記判定では、前記支点の最小二乗誤差と一定値とを比較して、前記柱状構造物の健全度を判定する、
請求項１０に記載の柱状構造物診断方法。
【請求項１２】
前記判定では、前記支点の位置と前記柱状構造物が接する基盤面の位置とを比較して、前記柱状構造物の健全度を判定する、
請求項７乃至１１の何れかに記載の柱状構造物診断方法。
【請求項１３】
コンピュータに、
柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得する処理と、
前記複数の画像それぞれから前記柱状構造物の支点方向を算出する処理と、
前記算出された複数の支点方向から前記柱状構造物の支点を算出する処理と、
前記算出された支点に基づいて、前記柱状構造物の健全度を判定する処理と、
を行わせるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱状構造物の診断装置、診断方法、および記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、電柱および電話柱などの柱状構造物の点検は目視によって行われている。しかし、目視による点検では、支持基盤の状態までは把握できず、劣化を見逃してしまう恐れがある。そこで、目視に頼らない柱状構造物の診断手法が幾つか提案されている。【０００３】
例えば、特許文献１では、柱状構造物を水平多方向毎に振動させ、損傷により生じる卓越振動数の変化により、損傷の有無、損傷の程度および損傷方向を検知している。また、特許文献２では、柱状構造物の自由振動の時系列波形を解析し、二次モード以上の振動の継続時間または一次モードの振動数が乱れ始めるまでの時間に基づいて、柱状構造物の損傷の有無を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２５７２６１号公報
【特許文献２】特開２００６−２２６７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、柱状構造物を加振してから振動が収束するまでには一定の時間を要する。そのため、振動数や振動の継続時間に基づいて柱状構造物の健全性を診断する手法では、迅速な診断が困難である。【０００６】
本発明の目的は、上述した課題を解決する柱状構造物診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係る柱状構造物診断装置は、
柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得する画像取得手段と、
前記複数の画像それぞれから前記柱状構造物の支点方向を算出する支点方向算出手段と、
前記算出された複数の支点方向から前記柱状構造物の支点を算出する支点算出手段と、
前記算出された支点に基づいて、前記柱状構造物の健全度を判定する判定手段と、
を含む。【０００８】
また、本発明の他の形態に係る柱状構造物診断方法は、
柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得し、
前記複数の画像それぞれから前記柱状構造物の支点方向を算出し、
前記算出された複数の支点方向から前記柱状構造物の支点を算出し、
前記算出された支点に基づいて、前記柱状構造物の健全度を判定する。【０００９】
また、本発明の他の形態に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得する処理と、
前記複数の画像それぞれから前記柱状構造物の支点方向を算出する処理と、
前記算出された複数の支点方向から前記柱状構造物の支点を算出する処理と、
前記算出された支点に基づいて、前記柱状構造物の健全度を判定する処理と、
を行わせるためのプログラムを記録する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、上述した構成を有することにより、柱状構造物の健全度を迅速に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による柱状構造物診断の原理を説明する図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による柱状構造物診断の原理を説明する図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態による柱状構造物診断の原理を説明する図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による支点位置算出原理を説明する図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による支点位置算出原理を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態による柱状構造物診断装置の構成例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による柱状構造物診断装置におけるコンピュータのブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による柱状構造物診断装置における画像データの例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による柱状構造物診断装置における支点方向データの例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による柱状構造物診断装置における支点データの例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態による柱状構造物診断装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の別の実施形態による柱状構造物診断装置の構成例を示す図である。
【図１０】本発明の更に別の実施形態による柱状構造物診断装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
［第１の実施形態］
図１Ａ乃至図１Ｃは、本実施形態による柱状構造物診断の原理を説明する図である。図１Ａに示すように、電柱などの柱状構造物１は、その一部分を地盤２に埋設することにより地盤２に固定される。力学的には、柱状構造物１は地盤２に剛結している片持ち梁としてモデル化される。本実施形態では、柱状構造物１が地盤２の地表面で固定されている状態を健全であるとする。この健全な状態においては柱状構造物１の支点は、地表面近傍にある。
【００１４】
一方、地震や降雨などの影響により、柱状構造物１と地盤２との間に隙間や弛みが発生すると、地盤２の柱状構造物１に対する支持能力が低下する。この支持能力の低下は、図１Ｂに示すように、地盤２に埋設される柱状構造物１の長さが見かけ上、ΔＬだけ減少したことに相当する。本実施形態では、このように柱状構造物１の埋設長が見かけ上減少した状態を健全でない、即ち劣化しているとする。この劣化状態においては、柱状構造物１の支点は、地表面からΔＬだけ低い位置にある。
【００１５】
また、図１Ｃに示すように、柱状構造物１に亀裂などの損傷７が存在すると、損傷７の箇所が支点となって柱状構造物１が折れ曲がりやすくなる。即ち、柱状構造物１の地表に露出している部分の損傷７は、柱状構造物１の支点を実際より高める効果がある。
【００１６】
以上により、柱状構造物１の支点の位置から健全度を検出することができる。
【００１７】
図２Ａは、柱状構造物１の支点の位置を算出する原理を説明する図である。図２Ａにおいて、符号５は、屈曲されていない状態にある柱状構造物１の中心軸を示している。柱状構造物１の中心軸は、柱状構造物１の支点方向を示す線とも言える。また、符号６は、柱状構造物１の表面に存在する部分領域を表す。Ｘ軸を鉛直方向とし、互いに直交するＹ軸、Ｚ軸を鉛直方向（Ｘ軸方向）に対して直交する方向として定義する。柱状構造物１に対してＹ軸方向に力を加えると、近似的に柱状構造物１はＸＹ平面に沿って屈曲する。図２Ａの符号１ａは、そのようにして屈曲した柱状構造物１の或る時点の状態を模式的に示している。このとき、柱状構造物１の屈曲の程度に応じて部分領域６は部分領域６ａのように変位する。本実施形態では、柱状構造物１が屈曲するとき、その中心軸５の変位は、部分領域６の変位と同様であると考える。そこで、本実施形態では、部分領域６から部分領域６ａへの変位を検出し、この検出した変位と同じ変位を中心軸５に施すことにより、屈曲した柱状構造物１ａの中心軸５ａ、即ち支点方向を示す線を算出する。また、このような屈曲した電柱の支点方向を示す線の算出を、屈曲状態が相違する複数のケースで実施する。そして、算出した複数の支点方向を示す線に基づいて柱状構造物１の支点を算出する。
【００１８】
また、一般的に複数の支点方向を示す線の交点は、図２Ｂに模式的に示すように定まらない。そのため、本実施形態では、複数の支点方向を示す線との二乗距離の合計を最小にする点を支点として算出する。また、このときの最小二乗誤差は、地盤２の柱状構造物１に対する支持能力が低下していると大きくなる傾向を示す。また、最小二乗誤差は、柱状構造物１に亀裂などの損傷があると大きくなる傾向を示す。そのため、最小二乗誤差から柱状構造物１の健全度を検出することができる。
【００１９】
以下、本実施形態に係る柱状構造物診断装置の構成および動作について詳細に説明する。
【００２０】
図３は、本実施形態に係る柱状構造物診断装置１００の構成の一例を示す図である。図３を参照すると、柱状構造物診断装置１００は、コンピュータ１１０とこれにケーブル１２０を介して接続されたカメラ１３０とから構成されている。
【００２１】
カメラ１３０は、診断対象物である電柱１４０の表面に存在する部分領域１５０の画像を所定のフレームレートで撮影する撮像装置である。地表面から部分領域１５０までの距離は、例えば１ｍ程度である。カメラ１３０は、例えば三脚などを使用して、部分領域１５０を真横から撮像するように高さ調整されている。カメラ１３０による撮影は、電柱１４０が屈曲されていない状態、および屈曲されている状態で行う。カメラ１３０は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ＭＯＳ）カメラが使用できる。
【００２２】
コンピュータ１１０は、カメラ１３０によって撮像された電柱１４０の画像を取り込み、所定の画像処理を行って電柱１４０の健全度を判定し、その判定結果を出力するように構成されている。
【００２３】
図４は、コンピュータ１１０の構成の一例を示すブロック図である。図４を参照すると、コンピュータ１１０は、カメラＩ／Ｆ（インターフェース）部１１１と、通信Ｉ／Ｆ部１１２と、操作入力部１１３と、画面表示部１１４と、記憶部１１５と、演算処理部１１６とから構成されている。
【００２４】
カメラＩ／Ｆ部１１１は、ケーブル１２０を通じてカメラ１３０に接続され、カメラ１３０と演算処理部１１６との間でデータの送受信を行うように構成されている。通信Ｉ／Ｆ部１１２は、データ通信回路から構成され、有線または無線を介して接続された図示しない外部装置との間でデータ通信を行うように構成されている。操作入力部１１３は、キーボードやマウスなどの操作入力装置から構成され、オペレータの操作を検出して演算処理部１１６に出力するように構成されている。画面表示部１１４は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などの画面表示装置から構成され、演算処理部１１６からの指示に応じて、判定結果などの各種情報を画面表示するように構成されている。
【００２５】
記憶部１１５は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置から構成され、演算処理部１１６における各種処理に必要な処理情報およびプログラム１１５１を記憶するように構成されている。プログラム１１５１は、演算処理部１１６に読み込まれて実行されることにより各種処理部を実現するプログラムであり、通信Ｉ／Ｆ部１１２などのデータ入出力機能を介して図示しない外部装置や記憶媒体から予め読み込まれて記憶部１１５に保存される。記憶部１１５に記憶される主な処理情報には、画像データ１１５２、支点方向データ１１５３、支点データ１１５４、判定結果データ１１５５がある。
【００２６】
画像データ１１５２は、カメラ１３０で撮像して得られた電柱１４０の部分領域１５０の画像データである。図５は、画像データ１１５２の例を示す。この例では、画像ＩＤと画像データとの組がｎ個登録されている。画像ＩＤは、画像データの識別情報であり、例えば画像の撮影時刻あるいはフレーム番号である。複数の画像のうち、画像Ｇ１は、静止状態の電柱１４０を撮像して得られた画像である。これに対して画像Ｇ２〜Ｇｎは、加振するなどして電柱１４０を屈曲させた状態にして撮像して得られた画像である。カメラ１３０の位置、カメラ１３０の画角、画像解像度、カメラ１３０と電柱１４０との位置関係が既知である場合、画像Ｇ１〜Ｇｎの各画素のＸＹＺ座標系による座標値は一意に決定される。
【００２７】
支点方向データ１１５３は、電柱１４０の支点方向を表す複数の線に関するデータである。図６は、支点方向データ１１５３の例を示す。この例では、画像ＩＤと変位と支点方向線データとの組がｎ個登録されている。画像ＩＤは、図５の画像データ１１５２における画像ＩＤと同じである。変位Ｖ１２〜Ｖ１ｎは、画像ＩＤ＝１の画像Ｇ１中の部分領域１５０に対する、画像ＩＤ＝２〜ｎの画像Ｇ２〜Ｇｎ中の部分領域１５０の変位を表すデータである。例えば、画像Ｇ１中の部分領域１５０をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿ってそれぞれｘ２、ｙ２、ｚ２だけ平行移動させ、且つ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿ってそれぞれα２、β２、γ２だけ回転させると、画像Ｇ２中の部分領域１５０に近似的にマッチングする場合、上記平行移動量および回転量が変位Ｖ１２として記録される。また、複数の支点方向データのうち、支点方向線データＬ１は、屈曲されていない状態の電柱１４０の中心軸を表す線の方程式である。これに対して、支点方向線データＬ２〜Ｌｎは、屈曲状態の電柱１４０における支点方向を表す線の方程式である。
【００２８】
支点データ１１５４は、複数の支点方向データ１１５３から算出された電柱１４０の支点に関するデータである。図７は、支点データ１１５４の例を示す。この例では、支点データ１１５４は、支点の座標値、地表面からの距離、および、最小二乗誤差の組から構成されている。
【００２９】
判定結果データ１１５５は、支点データ１１５４に基づいて算出された電柱１４０の健全度の程度を表すデータである。
【００３０】
演算処理部１１６は、ＭＰＵなどのプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部１１５からプログラム１１５１を読み込んで実行することにより、上記ハードウェアとプログラム１１５１とを協働させて各種処理部を実現するように構成されている。演算処理部１１６で実現される主な処理部は、画像取得部１１６１、支点方向算出部１１６２、支点算出部１１６３、および判定部１１６４である。
【００３１】
画像取得部１１６１は、カメラＩ／Ｆ部１１１を通じてコマンドを送信することによりカメラ１３０を制御するように構成されている。また、画像取得部１１６１は、屈曲されていない状態の電柱１４０をカメラ１３０で撮像して得られた画像データをカメラＩ／Ｆ部１１１を通じて受信し、画像データ１１５２の一部として記憶部１１５に記録するように構成されている。また、画像取得部１１６１は、電柱１４０を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影して得られた複数の画像データをカメラＩ／Ｆ部１１１を通じて受信し、画像データ１１５２の一部として記憶部１１５に記録するように構成されている。
【００３２】
支点方向算出部１１６２は、記憶部１１５から画像データ１１５２を読み込み、所定の画像処理を行うことにより、複数の屈曲状態の電柱１４０における支点の方向を示す支点方向データを算出し、支点方向データ１１５３として記憶部１１５に記録するように構成されている。
【００３３】
支点算出部１１６３は、記憶部１１５から複数の支点方向データ１１５３を読み込み、それら複数の支点方向データ１１５３が指し示す複数の線の交点を算出し、支点データ１１５４として記憶部１１５に記録するように構成されている。
【００３４】
判定部１１６４は、記憶部１１５から支点データ１１５４を読み込み、支点データ１１５４に従って電柱１４０の健全度を判定し、判定結果データ１１５５を記憶部１１５に記録するように構成されている。
【００３５】
図８は、本実施形態に係る柱状構造物診断装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。カメラ１３０を診断対象となる電柱１４０に対して所定の場所に設置し、診断の準備が全て整った後、コンピュータ１１０の操作入力部１１３から診断開始の指示がオペレータから入力されると、図８に示される動作が開始される。
【００３６】
最初に、コンピュータ１１０の画像取得部１１６１は、屈曲されていない状態の電柱１４０をカメラ１３０で撮像した画像Ｇ１をカメラＩ／Ｆ部１１１を通じてカメラ１３０から取得する（ステップＳ１）。次に、画像取得部１１６１は、取得した画像Ｇ１に画像ＩＤ＝１を付与して画像データ１１５２の一部として記憶部１１５に記録する（ステップＳ２）。
【００３７】
以下、オペレータおよびコンピュータ１１０は、ステップＳ４からステップＳ６を規定回数繰り返す（ステップＳ３、Ｓ７）。規定回数は、１以上であれば任意である。ステップＳ４では、オペレータは、電柱１４０を人手あるいは機械を使用して押す或いは引っ張るなどして屈曲させる。ステップＳ４では、電柱１４０を以前のループ時とは異なる屈曲状態に屈曲させたまま維持するようにしてもよいし、電柱１４０を揺れ動かすように加振してもよい。ステップＳ５では、コンピュータ１１０の画像取得部１１６１は、屈曲されている電柱１４０の画像を所定のフレームレートで撮像して取得する。所定のフレームレートは、例えば３０〜６０ＦＰＳとすることができるが、それに限定されない。ステップＳ６では、画像取得部１１６１は、取得した画像Ｇ２等に画像ＩＤ＝２等を付与して画像データ１１５２の一部として記憶部１１５に記録する。
【００３８】
次に、コンピュータ１１０の支点方向算出部１１６２は、画像ＩＤと画像の組を１組ずつ順番に記憶部１１５から読み出し、組毎に、画像ＩＤと変位と支点方向線データとの組を作成し、支点方向データ１１５３として記憶部１１５に記録する（ステップＳ８）。支点方向算出部１１６２は、画像ＩＤ＝１と画像Ｇ１の組については、読み出した画像ＩＤ＝１および画像Ｇ１を、支点方向データ１１５３の最初のエントリの画像ＩＤおよび変位に記録し、支点方向線データＬ１は、操作入力部１１３あるいは通信Ｉ／Ｆ部１１２を通じてオペレータから入力して記録する。支点方向線データＬ１は、座標系および電柱１４０の仕様が固定されていれば一定であるため、定数として保持するようにしておいてもよい。支点方向算出部１１６２は、残りの画像ＩＤ＝２〜ｎと画像Ｇ２〜Ｇｎの組については、読み出した画像ＩＤ＝２〜ｎを支点方向データ１１５３の２番目以降のエントリの画像ＩＤに記録し、変位Ｖ１２〜Ｖ１ｎに、画像Ｇ１に対する画像Ｇ２〜Ｇｎの変位を算出して記録し、支点方向線データＬ２〜Ｌｎに、支点方向線データＬ１に変位Ｖ１２〜Ｖ１ｎを適用して算出した線の方程式を記録する。
【００３９】
次に、コンピュータ１１０の支点算出部１１６３は、全ての支点方向データ１１５３の支点方向線データＬ１〜Ｌｎを記憶部１１５から読み出し、それらの支点方向線データＬ１〜Ｌｎで特定されるｎ本の線の尤もらしい交点の位置を最小二乗法により算出する（ステップＳ９）。また、支点算出部１１６３は、ステップＳ９では、さらに、算出した支点の位置と地表面との距離を算出する。そして、支点算出部１１６３は、ステップＳ９では、さらに、算出した交点の位置、支点の地表面からの距離、および最小二乗誤差の組を支点データ１１５４として記憶部１１５に記録する。
【００４０】
次に、コンピュータ１１０の判定部１１６４は、支点データ１１５４を記憶部１１５から読み出し、最小二乗誤差の値が予め定められた一定値以下か否かを判定する（ステップＳ１０）。判定部１１６４は、最小二乗誤差が一定値以下でなければ、電柱１４０は不健全であると判断し（ステップＳ１１）、ステップＳ１４へと進む。また、判定部１１６４は、最小二乗誤差が一定値未満であれば、支点と地表面との距離が予め定められた許容値以下か否かを判定する（ステップＳ１２）。判定部１１６４は、支点と地表面との距離が許容値以下でなければ、電柱１４０は不健全であると判断し（ステップＳ１１）、ステップＳ１４へと進む。また、判定部１１６４は、支点と地表面との距離が許容値以下であれば、電柱１４０は健全であると判断し（ステップＳ１３）、ステップＳ１４へと進む。
【００４１】
判定部１１６４は、ステップＳ１４では、判断結果を示す判定結果データ１１５５を作成し、記憶部１１５に記憶すると共に、画面表示部１１４に判定結果データ１１５５を出力し、または／および、通信Ｉ／Ｆ部１１２を通じて外部の端末に判定結果データ１１５５を送信する。そして、コンピュータ１１０は、図８に示し処理を終了する。
【００４２】
上記ステップＳ１２では、判定部１１６４は、支点と地表面との距離が予め定められた許容値以下か否かを判定した。しかし、上記ステップＳ１２の代わりに、判定部１１６４は、支点が地表面から一定長以上低いか否か、支点が地表面から一定長以上高いか否かを判定するようにしてもよい。また、その場合、判定部１１６４は、支点が地表面から一定長以上低くなく、且つ、支点が地表面から一定長以上高くない場合、電柱１４０は健全であると判断するようにしてよい。また、判定部１１６４は、支点が地表面から一定長以上低い場合、電柱１４０は不健全であると判断し、その原因が基礎の損傷である旨を判定結果データ１１５５に記録するようにしてよい。また、判定部１１６４は、支点が地表面から一定長以上高い場合、電柱１４０は不健全であると判断し、その原因が柱の損傷（亀裂など）である旨を判定結果データ１１５５に記録するようにしてよい。
【００４３】
以上説明したように本実施形態によれば、柱状構造物の健全度を迅速に判定することができる。その理由は、柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得し、その複数の画像それぞれから柱状構造物の支点方向を算出し、その算出した複数の支点方向から柱状構造物の支点を算出し、その算出した支点に基づいて柱状構造物の健全度を判定しているためである。すなわち、上述のような柱状構造物の支点の算出は、柱状構造物を複数の屈曲状態にして行えばよく、柱状構造物の振動数、振動継続時間とは無関係に行えるためである。例えば、柱状構造物を加振して屈曲させる場合、最初の振動の１周期以内に判定を行うことも可能である。
【００４４】
［第２の実施の形態］
図９を参照すると、本発明の第２の実施形態に係る柱状構造物診断装置２００は、画像取得部２０１と、支点方向算出部２０２と、支点算出部２０３と、判定部２０４とから構成されている。
【００４５】
画像取得部２０１は、柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得するように構成されている。画像取得部２０１は、例えば図４の画像取得部１１６１と同様に構成することができるが、それに限定されない。支点方向算出部２０２は、画像取得部２０１によって取得された複数の画像それぞれから柱状構造物の支点方向を算出するように構成されている。支点方向算出部２０２は、例えば図４の支点方向算出部１１６２と同様に構成することができるが、それに限定されない。支点算出部２０３は、支点方向算出部２０２によって算出された複数の支点方向から柱状構造物の支点を算出するように構成されている。支点算出部２０３は、例えば図４の支点算出部１１６３と同様に構成することができるが、それに限定されない。判定部２０４は、支点算出部２０３によって算出された支点に基づいて、柱状構造物の健全度を判定するように構成されている。判定部２０４は、例えば図４の判定部１１６４と同様に構成することができるが、それに限定されない。
【００４６】
このように構成された柱状構造物診断装置２００は、以下のように動作する。即ち、画像取得部２０１は、柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得する。次に、支点方向算出部２０２は、画像取得部２０１によって取得された複数の画像それぞれから柱状構造物の支点方向を算出する。次に、支点算出部２０３は、支点方向算出部２０２によって算出された複数の支点方向から柱状構造物の支点を算出する。次に、判定部２０４は、支点算出部２０３によって算出された支点に基づいて、柱状構造物の健全度を判定する。
【００４７】
このように本実施形態に係る柱状構造物診断装置２００は、柱状構造物を支持する基盤が劣化し、或いは柱状構造物自体に亀裂などの損傷がある場合、柱状構造物の支点が変化するという現象を利用して健全度を判定する。柱状構造物の支点の算出は、柱状構造物を屈曲させれば、柱状構造物の振動数、振動継続時間とは無関係に行える。そのため、柱状構造物の健全度を迅速に判定することができる。
【００４８】
［その他の実施形態］
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【００４９】
例えば、上記各実施形態では、柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像それぞれについて柱状構造物の部分領域の変位を検出し、その検出した変位と柱状構造物の基準となる支点方向とに基づいて、複数の画像それぞれに対応する支点方向を算出した。しかし、複数の画像それぞれに対応する支点方向を以下のように算出してもよい。
【００５０】
図１０に示すように、電柱１４０などの柱状構造物の表面に２つの基準点１４１、１４２を予め設定する。基準点１４１、１４２は、柱状構造物にペイントした点であってもよいし、ボルト等を埋め込んだものであってもよいし、柱状構造物本来の紋様の一部を利用したものであってもよい。このとき、基準点１４１と基準点１４２とを結ぶ線は、柱状構造物の長尺方向と並行であることが望ましい。カメラ１３０は、基準点１４１、１４２を含む部分領域を撮像するように設定する。支点方向算出部１１６２は、画像取得部１１６１で撮像された画像Ｇ１〜Ｇｎ毎に、それらの画像中から基準点１４１、１４２の位置を検出し、基準点１４１と基準点１４２とを結ぶ線を、支点方向を示す線として検出する。なお、基準点は少なくとも２つあればよいが、３つ以上あってもよい。また、点の繋がりである所定長の線分を基準とすることもできる。さらに、ＱＲコードのような方向性のある目印を基準とすることもできる。
【００５１】
また、上記各実施形態では、電柱を主として診断対象とした。しかし、診断対象となる柱状構造物は電柱に限定されない。例えば、交通信号機に使用される信号柱、風力発電のタワーやブレード（回転翼）なども診断対象とすることができる。ここで、１つの風力発電のタワーの上部には複数枚のブレードがあり、各ブレードはその付け根がハブによってロータ軸に連結されている。そのため、１枚１枚のブレードを上記各実施形態の１つの柱状構造物に見立てて診断を行うことができる。また、本発明は、柱状構造物の固有振動数に基づいて柱状構造物の健全性を判定する既存の手法と組み合わせることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、電柱などの柱状構造物の健全度を判定する分野全般に利用できる。【００５３】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
［付記１］
柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得する画像取得手段と、
前記複数の画像それぞれから前記柱状構造物の支点方向を算出する支点方向算出手段と、
前記算出された複数の支点方向から前記柱状構造物の支点を算出する支点算出手段と、
前記算出された支点に基づいて、前記柱状構造物の健全度を判定する判定手段と、
を含む柱状構造物診断装置。
［付記２］
前記支点方向算出手段は、前記複数の画像それぞれについて前記柱状構造物の変位を検出し、該検出した変位と前記柱状構造物の基準となる支点方向とに基づいて、前記複数の画像それぞれに対応する前記支点方向を算出するように構成されている、
付記１に記載の柱状構造物診断装置。
［付記３］
前記支点方向算出手段は、前記複数の画像それぞれについて前記柱状構造物に事前に設定された複数の基準点を検出し、該検出した複数の基準点を通る線の方向を前記複数の画像それぞれに対応する前記支点方向として算出するように構成されている、
付記１に記載の柱状構造物診断装置。
［付記４］
前記支点算出手段は、前記複数の支点方向を示す複数の線との二乗距離の合計を最小にする点を前記支点として算出するように構成されている、
付記１乃至３の何れかに記載の柱状構造物診断装置。
［付記５］
前記判定手段は、前記支点の最小二乗誤差と一定値とを比較して、前記柱状構造物の健全度を判定するように構成されている、
付記４に記載の柱状構造物診断装置。
［付記６］
前記判定手段は、前記支点の位置と前記柱状構造物が接する基盤面の位置とを比較して、前記柱状構造物の健全度を判定するように構成されている、
付記１乃至５の何れかに記載の柱状構造物診断装置。
［付記７］
柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得し、
前記複数の画像それぞれから前記柱状構造物の支点方向を算出し、
前記算出された複数の支点方向から前記柱状構造物の支点を算出し、
前記算出された支点に基づいて、前記柱状構造物の健全度を判定する、
柱状構造物診断方法。
［付記８］
前記支点方向の算出では、前記複数の画像それぞれについて前記柱状構造物の変位を検出し、該検出した変位と前記柱状構造物の基準となる支点方向とに基づいて、前記複数の画像それぞれに対応する前記支点方向を算出する、
付記７に記載の柱状構造物診断方法。
［付記９］
前記支点方向の算出では、前記複数の画像それぞれについて前記柱状構造物に事前に設定された複数の基準点を検出し、該検出した複数の基準点を通る線の方向を前記複数の画像それぞれに対応する前記支点方向として算出する、
付記７に記載の柱状構造物診断方法。
［付記１０］
前記支点の算出では、前記複数の支点方向を示す複数の線との二乗距離の合計を最小にする点を前記支点として算出する、
付記７乃至９の何れかに記載の柱状構造物診断方法。
［付記１１］
前記判定では、前記支点の最小二乗誤差と一定値とを比較して、前記柱状構造物の健全度を判定する、
付記１０に記載の柱状構造物診断方法。
［付記１２］
前記判定では、前記支点の位置と前記柱状構造物が接する基盤面の位置とを比較して、前記柱状構造物の健全度を判定する、
付記７乃至１１の何れかに記載の柱状構造物診断方法。
［付記１３］
コンピュータに、
柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得する処理と、
前記複数の画像それぞれから前記柱状構造物の支点方向を算出する処理と、
前記算出された複数の支点方向から前記柱状構造物の支点を算出する処理と、
前記算出された支点に基づいて、前記柱状構造物の健全度を判定する処理と、
を行わせるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【符号の説明】
【００５４】
１…柱状構造物
１ａ…柱状構造物
２…地盤
３…支点
４…支点
５…中心軸
５ａ…中心軸
６…部分領域
７…損傷
１００…柱状構造物診断装置
１１０…コンピュータ
１１１…カメラＩ／Ｆ部
１１２…通信Ｉ／Ｆ部
１１３…操作入力部
１１４…画面表示部
１１５…記憶部
１１６…演算処理部
１２０…ケーブル
１３０…カメラ
１４０…電柱
１４１…基準点
１４２…基準点
１５０…部分領域
２００…柱状構造物診断装置
２０１…画像取得部
２０２…支点方向算出部
２０３…支点算出部
２０４…判定部
１１５１…プログラム
１１５２…画像データ
１１５３…支点方向データ
１１５４…支点データ
１１５５…判定結果データ
１１６１…画像取得部
１１６２…支点方向算出部
１１６３…支点算出部
１１６４…判定部
【図１Ａ】
2020090113.tif 000003
【図１Ｂ】
2020090113.tif 000004
【図１Ｃ】
2020090113.tif 000005
【図２Ａ】
2020090113.tif 000006
【図２Ｂ】
2020090113.tif 000007
【図３】
2020090113.tif 000008
【図４】
2020090113.tif 000009
【図５】
2020090113.tif 000010
【図６】
2020090113.tif 000011
【図７】
2020090113.tif 000012
【図８】
2020090113.tif 000013
【図９】
2020090113.tif 000014
【図１０】
2020090113.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和3年4月1日(2021.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得する画像取得手段と、
前記複数の画像それぞれから前記柱状構造物の支点方向を算出する支点方向算出手段と、
前記算出された複数の支点方向から前記柱状構造物の支点を算出する支点算出手段と、
前記算出された支点に基づいて、前記柱状構造物の健全度を判定する判定手段と、
を含む柱状構造物診断装置。
【請求項２】
前記支点方向算出手段は、前記複数の画像それぞれについて前記柱状構造物の変位を検出し、該検出した変位と前記柱状構造物の基準となる支点方向とに基づいて、前記複数の画像それぞれに対応する前記支点方向を算出するように構成されている、
請求項１に記載の柱状構造物診断装置。
【請求項３】
前記支点方向算出手段は、前記複数の画像それぞれについて前記柱状構造物に事前に設定された複数の基準点を検出し、該検出した複数の基準点を通る線の方向を前記複数の画像それぞれに対応する前記支点方向として算出するように構成されている、
請求項１に記載の柱状構造物診断装置。
【請求項４】
前記支点算出手段は、前記複数の支点方向を示す複数の線との二乗距離の合計を最小にする点を前記支点として算出するように構成されている、
請求項１乃至３の何れかに記載の柱状構造物診断装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記支点の最小二乗誤差と一定値とを比較して、前記柱状構造物の健全度を判定するように構成されている、
請求項４に記載の柱状構造物診断装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記支点の位置と前記柱状構造物が接する基盤面の位置とを比較して、前記柱状構造物の健全度を判定するように構成されている、
請求項１乃至５の何れかに記載の柱状構造物診断装置。
【請求項７】
柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得し、
前記複数の画像それぞれから前記柱状構造物の支点方向を算出し、
前記算出された複数の支点方向から前記柱状構造物の支点を算出し、
前記算出された支点に基づいて、前記柱状構造物の健全度を判定する、
柱状構造物診断方法。
【請求項８】
前記支点方向の算出では、前記複数の画像それぞれについて前記柱状構造物の変位を検出し、該検出した変位と前記柱状構造物の基準となる支点方向とに基づいて、前記複数の画像それぞれに対応する前記支点方向を算出する、
請求項７に記載の柱状構造物診断方法。
【請求項９】
前記支点方向の算出では、前記複数の画像それぞれについて前記柱状構造物に事前に設定された複数の基準点を検出し、該検出した複数の基準点を通る線の方向を前記複数の画像それぞれに対応する前記支点方向として算出する、
請求項７に記載の柱状構造物診断方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
柱状構造物を屈曲の程度が相違する複数の状態それぞれで撮影した複数の画像を取得する処理と、
前記複数の画像それぞれから前記柱状構造物の支点方向を算出する処理と、
前記算出された複数の支点方向から前記柱状構造物の支点を算出する処理と、
前記算出された支点に基づいて、前記柱状構造物の健全度を判定する処理と、
を行わせるためのプログラム。
【国際調査報告】
2020090113.tif 000016
2020090113.tif 000017
2020090113.tif 000018
2020090113.tif 000019