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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024151460
(43)【公開日】2024-10-25
(54)【発明の名称】検査支援システム及び、検査支援方法
(51)【国際特許分類】
G01N 29/24 20060101AFI20241018BHJP
E04G 23/02 20060101ALI20241018BHJP
E02B 7/00 20060101ALI20241018BHJP
【ＦＩ】
G01N29/24
E04G23/02 A
E02B7/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023064801
(22)【出願日】2023-04-12
(71)【出願人】
【識別番号】000000549
【氏名又は名称】株式会社大林組
(71)【出願人】
【識別番号】591114803
【氏名又は名称】公益財団法人レーザー技術総合研究所
(74)【代理人】
【識別番号】110000213
【氏名又は名称】弁理士法人プロスペック特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100171619
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 顕雄
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 健一郎
(72)【発明者】
【氏名】新村 亮
(72)【発明者】
【氏名】坪倉 正和
(72)【発明者】
【氏名】倉橋 慎理
(72)【発明者】
【氏名】染川 智弘
【テーマコード（参考）】
2E176
2G047
【Ｆターム（参考）】
2E176AA01
2E176BB38
2G047AA10
2G047BC07
2G047CA04
2G047GA19
2G047GA21
2G047GG47
(57)【要約】
【課題】物体に含まれる検査対象物が特定状態にあるかを効率的且つ安全に検査する。
【解決手段】物体２１０に含まれる検査対象物ＡＧが物体２１０から少なくとも部分的に剥離した特定状態にあるかを検査する検査支援システム１であって、検査対象物ＡＧの位置情報を取得する取得ユニット１０，１１と、取得される位置情報に基づき、検査対象物ＡＧに振動を発生させる加振用レーザＬ１を検査対象物ＡＧに向けて照射する加振装置４０と、取得される位置情報に基づき、検査対象物ＡＧに向けて計測用レーザＬ２を照射するとともに、検査対象物ＡＧにて反射された計測用レーザＬ２を受信することにより、検査対象物ＡＧの振動情報を取得する振動計測装置５０と、取得される振動情報に基づき、検査対象物ＡＧが特定条件にあるかを判定する判定部６０，１７０と、を備えた。
【選択図】図２
【解決手段】物体２１０に含まれる検査対象物ＡＧが物体２１０から少なくとも部分的に剥離した特定状態にあるかを検査する検査支援システム１であって、検査対象物ＡＧの位置情報を取得する取得ユニット１０，１１と、取得される位置情報に基づき、検査対象物ＡＧに振動を発生させる加振用レーザＬ１を検査対象物ＡＧに向けて照射する加振装置４０と、取得される位置情報に基づき、検査対象物ＡＧに向けて計測用レーザＬ２を照射するとともに、検査対象物ＡＧにて反射された計測用レーザＬ２を受信することにより、検査対象物ＡＧの振動情報を取得する振動計測装置５０と、取得される振動情報に基づき、検査対象物ＡＧが特定条件にあるかを判定する判定部６０，１７０と、を備えた。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体に含まれる検査対象物が前記物体から少なくとも部分的に剥離した特定状態にあるかを検査する検査支援システムであって、
前記検査対象物の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記位置情報取得手段によって取得される前記位置情報に基づき、前記検査対象物に振動を発生させる加振用レーザを前記検査対象物に向けて照射する加振手段と、
前記位置情報取得手段によって取得される前記位置情報に基づき、前記検査対象物に向けて計測用レーザを照射するとともに、前記検査対象物にて反射された前記計測用レーザを受信することにより、前記検査対象物の振動情報を取得する振動計測手段と、
前記振動計測手段によって取得される前記振動情報に基づき、前記検査対象物が前記特定条件にあるかを判定する判定手段と、を備える
ことを特徴とする検査支援システム。
前記検査対象物の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記位置情報取得手段によって取得される前記位置情報に基づき、前記検査対象物に振動を発生させる加振用レーザを前記検査対象物に向けて照射する加振手段と、
前記位置情報取得手段によって取得される前記位置情報に基づき、前記検査対象物に向けて計測用レーザを照射するとともに、前記検査対象物にて反射された前記計測用レーザを受信することにより、前記検査対象物の振動情報を取得する振動計測手段と、
前記振動計測手段によって取得される前記振動情報に基づき、前記検査対象物が前記特定条件にあるかを判定する判定手段と、を備える
ことを特徴とする検査支援システム。
【請求項2】
請求項１に記載の検査支援システムであって、
前記振動計測手段は、前記振動情報として、少なくとも前記検査対象物の卓越周波数、振幅及び、振動開始後収束するまでの収束時間の何れかを取得し、
前記判定手段は、前記振動計測手段によって取得される前記卓越周波数、前記振幅及び、前記収束時間のうち、少なくとも何れか一つが所定条件を満たす場合に、前記検査対象物を前記特定状態にあると判定する
検査支援システム。
前記振動計測手段は、前記振動情報として、少なくとも前記検査対象物の卓越周波数、振幅及び、振動開始後収束するまでの収束時間の何れかを取得し、
前記判定手段は、前記振動計測手段によって取得される前記卓越周波数、前記振幅及び、前記収束時間のうち、少なくとも何れか一つが所定条件を満たす場合に、前記検査対象物を前記特定状態にあると判定する
検査支援システム。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の検査支援システムであって、
前記物体は、コンクリート構造物であり、
前記検査対象物は、前記コンクリート構造物に含まれる骨材であり、
前記位置情報取得手段は、前記コンクリート構造物のコンクリート面に露出した骨材の位置情報を取得し、
前記判定手段は、前記特定状態として、前記骨材が前記コンクリート構造物のモルタルから浮いているかを判定する
検査支援システム。
前記物体は、コンクリート構造物であり、
前記検査対象物は、前記コンクリート構造物に含まれる骨材であり、
前記位置情報取得手段は、前記コンクリート構造物のコンクリート面に露出した骨材の位置情報を取得し、
前記判定手段は、前記特定状態として、前記骨材が前記コンクリート構造物のモルタルから浮いているかを判定する
検査支援システム。
【請求項4】
請求項３に記載の検査支援システムであって、
前記コンクリート構造物は、ダム堤体であり、
前記位置情報取得手段は、前記ダム堤体のコンクリート面を撮影するカメラを飛行体又は、走行体又は、船体の何れかの移動体に搭載するか、或は、前記カメラを地上に設置することにより構成されており、
前記カメラによって撮影された画像の特徴点の特徴量に基づき、前記画像から前記骨材を判別する判別手段をさらに備え、
前記加振手段は、前記判別手段によって判別された前記骨材に向けて前記振動用レーザを照射し、
前記振動計測手段は、前記判別手段によって判別された前記骨材に向けて前記計測用レーザを照射する
検査支援システム。
前記コンクリート構造物は、ダム堤体であり、
前記位置情報取得手段は、前記ダム堤体のコンクリート面を撮影するカメラを飛行体又は、走行体又は、船体の何れかの移動体に搭載するか、或は、前記カメラを地上に設置することにより構成されており、
前記カメラによって撮影された画像の特徴点の特徴量に基づき、前記画像から前記骨材を判別する判別手段をさらに備え、
前記加振手段は、前記判別手段によって判別された前記骨材に向けて前記振動用レーザを照射し、
前記振動計測手段は、前記判別手段によって判別された前記骨材に向けて前記計測用レーザを照射する
検査支援システム。
【請求項5】
請求項４に記載の検査支援システムであって、
前記カメラは、前記ダム堤体の嵩上げ工事にて、既設堤体のコンクリートを斫った旧コンクリート面を撮影し、
前記加振手段は、前記旧コンクリート面に新たなコンクリートを打設するよりも前に、前記骨材に向けて前記振動用レーザを照射し、
前記振動計測手段は、前記旧コンクリートに新たなコンクリートを打設するよりも前に、前記骨材に向けて前記計測用レーザを照射する
検査支援システム。
前記カメラは、前記ダム堤体の嵩上げ工事にて、既設堤体のコンクリートを斫った旧コンクリート面を撮影し、
前記加振手段は、前記旧コンクリート面に新たなコンクリートを打設するよりも前に、前記骨材に向けて前記振動用レーザを照射し、
前記振動計測手段は、前記旧コンクリートに新たなコンクリートを打設するよりも前に、前記骨材に向けて前記計測用レーザを照射する
検査支援システム。
【請求項6】
請求項４に記載の検査支援システムであって、
前記カメラによって撮影された少なくとも２以上の画像及び、前記判定手段の判定結果に基づき、前記特定状態にあると判定した骨材の位置情報を含む３次元点群データを生成する３次元点群データ生成手段をさらに備える
検査支援システム。
前記カメラによって撮影された少なくとも２以上の画像及び、前記判定手段の判定結果に基づき、前記特定状態にあると判定した骨材の位置情報を含む３次元点群データを生成する３次元点群データ生成手段をさらに備える
検査支援システム。
【請求項7】
物体に含まれる検査対象物が前記物体から少なくとも部分的に剥離した特定状態にあるかを検査する検査支援方法であって、
前記検査対象物の位置情報を取得し、
取得した前記位置情報に基づき、前記検査対象物に振動を発生させる加振用レーザを前記検査対象物に向けて照射し、
取得した前記位置情報に基づき、前記検査対象物に向けて計測用レーザを照射するとともに、前記検査対象物にて反射された前記計測用レーザを受信することにより、前記検査対象物の振動情報を取得し、
取得した前記振動情報に基づき、前記検査対象物が前記特定条件にあるかを判定する
ことを特徴とする検査支援方法。
前記検査対象物の位置情報を取得し、
取得した前記位置情報に基づき、前記検査対象物に振動を発生させる加振用レーザを前記検査対象物に向けて照射し、
取得した前記位置情報に基づき、前記検査対象物に向けて計測用レーザを照射するとともに、前記検査対象物にて反射された前記計測用レーザを受信することにより、前記検査対象物の振動情報を取得し、
取得した前記振動情報に基づき、前記検査対象物が前記特定条件にあるかを判定する
ことを特徴とする検査支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、検査支援システム及び、検査支援方法に関し、物体に含まれる検査対象物が少なくとも部分的に剥離した特定状態にあるかを検査する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電力需要の増加や化石燃料を用いる火力発電の削減等を背景に、既存の水力発電用ダムの嵩上げや放水設備の増設による再開発の要請が高まっている。また、地球温暖化による気候変動に対応するために、治水を目的としたダムの嵩上げも増加している。また、治水・利水、砂防、その他擁壁等といったコンクリート構造物のリニューアル工事の要請も高まっている。
【0003】
ダムの嵩上げ工事では、ダム堤体の天端上に新たなコンクリートを打設するとともに、ダム堤体の法面にも新たなコンクリートを打設する。新たなコンクリートの打設は、ブレーカやロードヘッダ等を用いて旧コンクリートを斫った後に行う。この際、旧コンクリートにモルタルから剥離した浮いた骨材が存在する場合には、浮いた骨材を検知して予め除去する必要がある。このような骨材の浮き検知は、堤体の嵩上げ工事以外においても、例えば、既設堤体に放流能力を確保する放流設備を増設改修する際に、堤体に削孔した放流用の穴の内面においても行う必要がある。
【0004】
従来、骨材の浮き検知は、作業員の目視検査や打音検査によって実施されている。しかしながら、ダム堤体の検査は高所での作業になるため、作業員の安全性を十分に確保できない課題がある。また、作業員の人員確保が難しく、検査に時間を要することから、工期や工費が増加するといった課題もある。このため、骨材の浮きを安全且つ容易に検査できるシステムの開発が求められている。
【0005】
物体から剥離した検査対象物を検査する技術が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１記載の技術は、トンネルの切羽に打撃を与えるコソク作業時に、切羽面に対してレーザ光を照射するとともに、切羽面にて反射されたレーザ光の周波数変化を取得し、取得した周波数変化に基づいて切羽に存在する浮石の有無を検査する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０２１－１６７５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１記載の技術を、ダム堤体の検査に適用する場合を考える。特許文献１記載の技術では、予め作業員が目視によって浮石を打撃するための打撃位置を決定するとともに、打撃位置近傍に評価対象エリアを設定し、設定した評価対象エリア内にてレーザ光を走査する。このような目視作業やレーザ光の走査を高所且つ面積が大きいダム堤体の法面等で行おうとすると、作業に多大な労力を費やすことになり、検査に時間が掛かるといった課題が生じる。また、打撃位置を決定する際は、作業員が法面等の高所に近づかなければならず、安全性を十分に確保できない課題も生じる。また、計測と並行してダム堤体に重機などを用いて打撃を与えることになるが、重機のアクセスが困難な法面等の高所に対しては、十分な検査を行えない課題も生じる。
【0008】
本開示の技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、物体に含まれる検査対象物が少なくとも部分的に剥離した特定状態にあるかを効率的且つ安全に検査することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示のシステムは、
物体（２１０）に含まれる検査対象物（ＡＧ）が前記物体（２１０）から少なくとも部分的に剥離した特定状態にあるかを検査する検査支援システム（１）であって、
前記検査対象物（ＡＧ）の位置情報を取得する位置情報取得手段（１０，１１）と、
前記位置情報取得手段（１０，１１）によって取得される前記位置情報に基づき、前記検査対象物（ＡＧ）に振動を発生させる加振用レーザ（Ｌ１）を前記検査対象物（ＡＧ）に向けて照射する加振手段（４０）と、
前記位置情報取得手段（１０，１１）によって取得される前記位置情報に基づき、前記検査対象物（ＡＧ）に向けて計測用レーザ（Ｌ２）を照射するとともに、前記検査対象物（ＡＧ）にて反射された前記計測用レーザ（Ｌ２）を受信することにより、前記検査対象物（ＡＧ）の振動情報を取得する振動計測手段（５０）と、
前記振動計測手段（５０）によって取得される前記振動情報に基づき、前記検査対象物（ＡＧ）が前記特定条件にあるかを判定する判定手段（６０，１７０）と、を備える
ことを特徴とする。
物体（２１０）に含まれる検査対象物（ＡＧ）が前記物体（２１０）から少なくとも部分的に剥離した特定状態にあるかを検査する検査支援システム（１）であって、
前記検査対象物（ＡＧ）の位置情報を取得する位置情報取得手段（１０，１１）と、
前記位置情報取得手段（１０，１１）によって取得される前記位置情報に基づき、前記検査対象物（ＡＧ）に振動を発生させる加振用レーザ（Ｌ１）を前記検査対象物（ＡＧ）に向けて照射する加振手段（４０）と、
前記位置情報取得手段（１０，１１）によって取得される前記位置情報に基づき、前記検査対象物（ＡＧ）に向けて計測用レーザ（Ｌ２）を照射するとともに、前記検査対象物（ＡＧ）にて反射された前記計測用レーザ（Ｌ２）を受信することにより、前記検査対象物（ＡＧ）の振動情報を取得する振動計測手段（５０）と、
前記振動計測手段（５０）によって取得される前記振動情報に基づき、前記検査対象物（ＡＧ）が前記特定条件にあるかを判定する判定手段（６０，１７０）と、を備える
ことを特徴とする。
【0010】
本開示の他の態様の検査支援システム（１）において、
前記振動計測手段（５０）は、前記振動情報として、少なくとも前記検査対象物（ＡＧ）の卓越周波数、振幅及び、振動開始後収束するまでの収束時間の何れかを取得し、
前記判定手段（６０，１７０）は、前記振動計測手段（５０）によって取得される前記卓越周波数、前記振幅及び、前記収束時間のうち、少なくとも何れか一つが所定条件を満たす場合に、前記検査対象物（ＡＧ）を前記特定状態にあると判定する。
前記振動計測手段（５０）は、前記振動情報として、少なくとも前記検査対象物（ＡＧ）の卓越周波数、振幅及び、振動開始後収束するまでの収束時間の何れかを取得し、
前記判定手段（６０，１７０）は、前記振動計測手段（５０）によって取得される前記卓越周波数、前記振幅及び、前記収束時間のうち、少なくとも何れか一つが所定条件を満たす場合に、前記検査対象物（ＡＧ）を前記特定状態にあると判定する。
【0011】
本開示の他の態様の検査支援システム（１）において、
前記物体は、コンクリート構造物（２１０）であり、
前記検査対象物は、前記コンクリート構造物（２１０）に含まれる骨材（ＡＧ）であり、
前記位置情報取得手段（１０，１１）は、前記コンクリート構造物（２１０）のコンクリート面に露出した骨材（ＡＧ）の位置情報を取得し、
前記判定手段（６０，１７０）は、前記特定状態として、前記骨材（ＡＧ）が前記コンクリート構造物（２１０）のモルタル（Ｃ）から浮いているかを判定する。
前記物体は、コンクリート構造物（２１０）であり、
前記検査対象物は、前記コンクリート構造物（２１０）に含まれる骨材（ＡＧ）であり、
前記位置情報取得手段（１０，１１）は、前記コンクリート構造物（２１０）のコンクリート面に露出した骨材（ＡＧ）の位置情報を取得し、
前記判定手段（６０，１７０）は、前記特定状態として、前記骨材（ＡＧ）が前記コンクリート構造物（２１０）のモルタル（Ｃ）から浮いているかを判定する。
【0012】
本開示の他の態様の検査支援システム（１）において、
前記コンクリート構造物は、ダム堤体（２１０）であり、
前記位置情報取得手段（１０）は、前記ダム堤体（２１０）のコンクリート面を撮影するカメラ（１２）を飛行体（１１）又は、走行体又は、船体の何れかの移動体に搭載するか、或は、前記カメラ（１２）を地上に設置することにより構成されており、
前記カメラ（１２）によって撮影された画像（Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎ）の特徴点（Ｆ）の特徴量（Ｆｎ）に基づき、前記画像（Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎ）から前記骨材（ＡＧ）を判別する判別手段（６０，１２０）をさらに備え、
前記加振手段（４０）は、前記判別手段（６０，１２０）によって判別された前記骨材（ＡＧ）に向けて前記振動用レーザ（Ｌ１）を照射し、
前記振動計測手段（５０）は、前記判別手段（６０，１２０）によって判別された前記骨材（ＡＧ）に向けて前記計測用レーザ（Ｌ２）を照射する。
前記コンクリート構造物は、ダム堤体（２１０）であり、
前記位置情報取得手段（１０）は、前記ダム堤体（２１０）のコンクリート面を撮影するカメラ（１２）を飛行体（１１）又は、走行体又は、船体の何れかの移動体に搭載するか、或は、前記カメラ（１２）を地上に設置することにより構成されており、
前記カメラ（１２）によって撮影された画像（Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎ）の特徴点（Ｆ）の特徴量（Ｆｎ）に基づき、前記画像（Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎ）から前記骨材（ＡＧ）を判別する判別手段（６０，１２０）をさらに備え、
前記加振手段（４０）は、前記判別手段（６０，１２０）によって判別された前記骨材（ＡＧ）に向けて前記振動用レーザ（Ｌ１）を照射し、
前記振動計測手段（５０）は、前記判別手段（６０，１２０）によって判別された前記骨材（ＡＧ）に向けて前記計測用レーザ（Ｌ２）を照射する。
【0013】
本開示の他の態様の検査支援システム（１）において、
前記カメラ（１２）は、前記ダム堤体（２１０）の嵩上げ工事にて、既設堤体（２１０）のコンクリートを斫った旧コンクリート面を撮影し、
前記加振手段（４０）は、前記旧コンクリート面に新たなコンクリートを打設するよりも前に、前記骨材（ＡＧ）に向けて前記振動用レーザ（Ｌ１）を照射し、
前記振動計測手段（５０）は、前記旧コンクリートに新たなコンクリートを打設するよりも前に、前記骨材（ＡＧ）に向けて前記計測用レーザ（Ｌ２）を照射する。
前記カメラ（１２）は、前記ダム堤体（２１０）の嵩上げ工事にて、既設堤体（２１０）のコンクリートを斫った旧コンクリート面を撮影し、
前記加振手段（４０）は、前記旧コンクリート面に新たなコンクリートを打設するよりも前に、前記骨材（ＡＧ）に向けて前記振動用レーザ（Ｌ１）を照射し、
前記振動計測手段（５０）は、前記旧コンクリートに新たなコンクリートを打設するよりも前に、前記骨材（ＡＧ）に向けて前記計測用レーザ（Ｌ２）を照射する。
【0014】
本開示の他の態様の検査支援システム（１）において、
前記カメラ（１２）によって撮影された少なくとも２以上の画像（Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎ）及び、前記判定手段（６０，１７０）の判定結果に基づき、前記特定状態にあると判定した骨材（ＡＧ）の位置情報を含む３次元点群データを生成する３次元点群データ生成手段（６０，１３０）をさらに備える。
前記カメラ（１２）によって撮影された少なくとも２以上の画像（Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎ）及び、前記判定手段（６０，１７０）の判定結果に基づき、前記特定状態にあると判定した骨材（ＡＧ）の位置情報を含む３次元点群データを生成する３次元点群データ生成手段（６０，１３０）をさらに備える。
【0015】
本開示の方法は、
物体（２１０）に含まれる検査対象物（ＡＧ）が前記物体（２１０）から少なくとも部分的に剥離した特定状態にあるかを検査する検査支援方法であって、
前記検査対象物（ＡＧ）の位置情報を取得し、
取得した前記位置情報に基づき、前記検査対象物（ＡＧ）に振動を発生させる加振用レーザ（Ｌ１）を前記検査対象物（ＡＧ）に向けて照射し、
取得した前記位置情報に基づき、前記検査対象物（ＡＧ）に向けて計測用レーザ（Ｌ２）を照射するとともに、前記検査対象物（ＡＧ）にて反射された前記計測用レーザ（Ｌ２）を受信することにより、前記検査対象物（ＡＧ）の振動情報を取得し、
取得した前記振動情報に基づき、前記検査対象物（ＡＧ）が前記特定条件にあるかを判定する
ことを特徴とする。
物体（２１０）に含まれる検査対象物（ＡＧ）が前記物体（２１０）から少なくとも部分的に剥離した特定状態にあるかを検査する検査支援方法であって、
前記検査対象物（ＡＧ）の位置情報を取得し、
取得した前記位置情報に基づき、前記検査対象物（ＡＧ）に振動を発生させる加振用レーザ（Ｌ１）を前記検査対象物（ＡＧ）に向けて照射し、
取得した前記位置情報に基づき、前記検査対象物（ＡＧ）に向けて計測用レーザ（Ｌ２）を照射するとともに、前記検査対象物（ＡＧ）にて反射された前記計測用レーザ（Ｌ２）を受信することにより、前記検査対象物（ＡＧ）の振動情報を取得し、
取得した前記振動情報に基づき、前記検査対象物（ＡＧ）が前記特定条件にあるかを判定する
ことを特徴とする。
【0016】
上記説明においては、本開示の理解を助けるために、実施形態に対応する構成要件に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【0017】
本開示の技術によれば、物体に含まれる検査対象物が少なくとも部分的に剥離した特定状態にあるかを効率的且つ安全に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本実施形態に係る検査支援システムを示す模式的な全体構成図である。
【図2】本実施形態に係る検査支援システムが備える測定ユニットを示す模式図である。
【図3】本実施形態に係る検査支援システムが備える情報処理端末のソフトウェア構成の一例を示す模式図である。
【図4】カメラによって撮影された画像の一例を示す模式図である。
【図5】本実施形態に係る検査支援システムが実施する検査対象物の画像取得処理のルーチンを説明するフローチャートである。
【図6】本実施形態に係る検知支援システムが実施する骨材判別処理、加振点設定処理のルーチンを説明するフローチャートである。
【図7】本実施形態に係る検知支援システムが実施する振動計測処理、浮き判定処理のルーチンを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る検査支援システム及び、検査支援方法について説明する。
【0020】
［全体構成］
図１は、本実施形態に係る検査支援システム１を示す模式的な全体構成図である。
図１は、本実施形態に係る検査支援システム１を示す模式的な全体構成図である。
【0021】
検査支援システム１は、例えば、コンクリートダム２００の嵩上げ工事に適用される。嵩上げ工事は、既設堤体２１０の天端２１２及び法面２１４のコンクリート（以下、旧コンクリートと称する）をブレーカやロードヘッダ等によって斫った後、新たなコンクリートを打設することにより、新設堤体３００（破線参照）を構築する。なお、図中の符号２０１は地表、図中の符号２０２は堰き止められた水を示している。
【0022】
嵩上げ工事においては、旧コンクリートを斫った後、新たなコンクリートを打設するよりも前に、旧コンクリートに含まれる浮いた骨材ＡＧを除去する必要がある。本実施形態の検査支援システム１は、コンクリートダム２００の嵩上げ工事において、旧コンクリートに存在する骨材ＡＧの浮きを検知する。具体的には、検査支援システム１は、骨材情報取得ユニット１０と、測定ユニット２０とを備えている。
【0023】
骨材情報取得ユニット１０は、例えば、既設堤体２１０の周囲を飛行可能なドローン１１である。図１において、ドローン１１は回転翼型（マルチコプター）で示されているが、固定翼型のＵＡＶであってもよい。なお、骨材情報取得ユニット１０は、ドローン１１に限定されず、既設堤体２１０の高さや幅等に応じて、地表２０１等を走行可能な走行車（例えば、自動車、移動台車等）を用いてもよく、或いは、地表２０１等の所定位置に三脚等を用いて設置してもよい。また、工事を行う場所によっては、ダムの貯水池を航行可能な船体等であってもよい。以下では、骨材情報取得ユニット１０は、ドローン１１を一例に説明する。
【0024】
ドローン１１は、カメラ１２、ＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System)受信機１３、挙動センサ１４、送受信機（図示せず）等を備えている。
【0025】
カメラ１２は、既設堤体２１０の天端２１２や法面２１４等を撮影する。ＧＮＳＳ受信機１３は、ドローン１１の現在の位置情報（ワールド座標系の３次元位置座標）を取得する。挙動センサ１４は、ドローン１１の挙動を検出するセンサであって、例えば、３軸加速度センサ、３軸ジャイロセンサ、３軸地磁気センサ等によって構成される。送受信機は、ドローン１１が測定ユニット２０と無線通信を行うための通信デバイスである。
【0026】
ドローン１１は、自律飛行又は遠隔操作飛行により、既設堤体２１０の周囲を飛行する。ドローン１１の飛行中、カメラ１２は旧コンクリートが斫られた既設堤体２１０の天端２１２や法面２１４等を連続的に撮影する。カメラ１２が撮影する画像は、ドローン１１が飛行し終えた後に測定ユニット２０に送信してもよく、或は、ドローン１１の飛行中に測定ユニット２０に逐次送信してもよい。
【0027】
測定ユニット２０は、位置情報取得装置３０と、加振装置４０と、振動計測装置５０と、情報処理端末６０とを備えている。これら位置情報取得装置３０、加振装置４０、振動計測装置５０、情報処理端末６０は、有線通信又は無線通信を介して互いに通信可能に接続されている。
【0028】
本実施形態において、測定ユニット２０は、例えば、移動体Ｖに搭載される。移動体Ｖは、運転者が運転操作を行う自動車等の有人走行車でもよく、或いは、自律走行が可能な無人走行車であってもよい。測定ユニット２０を移動体Ｖに搭載すれば、天端２１２や法面２１４の測定に適した適宜の位置に移動することができる。なお、測定ユニット２０は、既設堤体２１０の高さや幅に応じて地表２０１の所定位置に設置することも可能である。また、測定ユニット２０の加振装置４０及び、振動計測装置５０は、装置全体の重量等によってはドローン１１に搭載することも可能である。この場合、ドローン１１が備えるＧＮＳＳ受信機１３を併用することにより、位置情報取得装置３０は省略すればよい。
【0029】
位置情報取得装置３０は、測定ユニット２０又は、移動体Ｖの現在の位置情報を取得する。本実施形態において、測定ユニット２０又は、移動体Ｖの位置情報には、ワールド座標系の３次元位置座標及び、方向が含まれる。３次元位置座標を取得する位置情報取得装置３０としては、例えば、ＧＮＳＳ受信機やＧＰＳ（Global Positioning System）受信機等が挙げられる。方向を取得する位置情報取得装置３０としては、例えば、方位角を検出するジャイロセンサ等が挙げられる。位置情報取得装置３０は、取得した測定ユニット２０の位置情報を情報処理端末６０に所定の周期で送信する。
【0030】
図２に示すように、加振装置４０は、加振用レーザ発振器４１と、加振用スキャナ４２と、加振用コントローラ４４とを備える。
【0031】
加振用レーザ発振器４１は、既設堤体２１０の加振点Ｐ（又は、近傍）に向けて照射する加振用レーザ光Ｌ１を発振する。ここで、加振点Ｐは、旧コンクリートを斫ることにより露出する骨材ＡＧの位置である。骨材ＡＧの位置情報の取得については後述する。加振用レーザ光Ｌ１の種類は特に制限されないが、例えば、高出力のパルスレーザ（Ｎｄ：ＹＡＧレーザ）、ＣＯ２レーザ等を用いることができる。
【0032】
加振用スキャナ４２は、例えばガルバノスキャナであって、加振用レーザ発振器４１から入射する加振用レーザ光Ｌ１を加振点Ｐに向けさせる加振用反射鏡４３を備えている。加振用コントローラ４４は、情報処理端末６０からの指令に応じて加振用レーザ発振器４１から加振用レーザ光Ｌ１を発振させるとともに、加振用反射鏡４３を所望の角度に回転させる。加振用レーザ光Ｌ１を加振点Ｐに照射すると、その衝撃によって骨材ＡＧに超音波が発生する。骨材ＡＧに超音波が発生すると、骨材ＡＧは所定の振幅で振動する。
【0033】
振動計測装置５０は、レーザ振動計５１と、計測用スキャナ５２と、計測用コントローラ５４とを備える。
【0034】
レーザ振動計５１は、加振点Ｐ（又は、近傍）に照射する計測用レーザ光Ｌ２を発振する発振器と、反射された計測用レーザ光Ｌ２を受信する受信機とを含む。計測用スキャナ５２は、例えばガルバノスキャナであって、計測用レーザ光Ｌ２を加振点Ｐに向けさせる計測用反射鏡５３を備えている。計測用コントローラ５４は、情報処理端末６０からの指令に応じてレーザ振動計５１から計測用レーザ光Ｌ２を発振させるとともに、計測用反射鏡５４を所望の角度に回転させる。
【0035】
レーザ振動計５１の発振器から発振された計測用レーザ光Ｌ２は、不図示のビームスプリッタによって入射光と参照光とに分岐される。入射光は、加振点Ｐに照射され、反射された反射光がレーザ振動計５１の受信機に入射する。一方、参照光は、加振点Ｐに照射されることなく受信機に入射する。加振用レーザ光Ｌ１の照射により、骨材ＡＧに振動が生じると、骨材ＡＧに照射された計測用レーザ光Ｌ２の周波数が変化、すなわち、参照光に対して位相にずれが生じる。
【0036】
レーザ振動計５１は、骨材ＡＧで反射された計測用レーザ光Ｌ２の周波数の変化を検知し、骨材ＧＡの振動の速度と変位等の振動情報を取得する、いわゆるレーザドップラ振動計である。レーザ振動計５１の性能は、特に制限されないが、骨材ＡＧの浮きを検知するにあたり、振動計コントローラ５４を利用して、１０～２０μｍ程度の変位及び、２ＫＨｚ以下程度の振動速度を測定できる性能を具備することが望ましい。レーザ振動計５１は、取得した骨材ＧＡの振動情報を情報処理端末６０に送信する。
【0037】
情報処理端末６０は、ＣＰＵ６１などの処理部、ＲＯＭ６２やＲＡＭ６３などの記憶部、入出力用のインターフェイス６４、補助記憶装置６５を備えるコンピュータ等の情報処理装置によって構成される。また、情報処理端末６０は、ディスプレイなどの表示装置６６、キーボードやマウスなどの入力装置６７を備えている。情報処理端末６０は、ドローン１１との連携、骨材ＡＧの浮き判定、３次元点群データの生成、表示装置６６への表示処理等を実行する。表示装置６６には、判定結果や３次元点群データ等が表示される。作業員は、表示装置６６の画面表示に基づき、骨材ＡＧの浮きを検知した場所等を把握することができる。作業員は、入力装置６７を操作することにより、検査支援システム１に対する入力指示や設定操作を行うことができる。なお、情報処理端末６０を設置する場所は、移動体Ｖに限定されず、管理事務所等に設置することもできる。また、情報処理端末６０は、作業員が携帯するタブレットやスマートフォンなどによって構成することもできる。
【0038】
［ソフトウェア構成］
図３は、情報処理端末６０のソフトウェア構成の一例を示す模式図である。
図３は、情報処理端末６０のソフトウェア構成の一例を示す模式図である。
【0039】
図３に示すように、情報処理端末６０は、撮影制御部１００、画像情報受信部１１０、骨材判別部１２０、３次元点群データ生成部１３０、加振点設定部１４０、加振制御部１５０、計測制御部１６０、骨材浮き判定部１７０、表示制御部１８０を備える。これら各機能要素１００～１８０は、情報処理端末６０のＣＰＵ６１がＲＯＭ６２又は補助記憶装置６５に格納されているプログラムをＲＡＭ６３に読み出して実行することにより実現される。なお、各機能要素１００～１８０の全部又は一部は、情報処理端末６０とネットワークを介して通信可能な他の情報処理端末に設けることもできる。
【0040】
撮影制御部１００は、ドローン１１に搭載されたカメラ１２の撮影を制御する。撮影制御部１００は、ドローン１１が飛行を開始すると、ドローン１１に対して撮影指令を送信する。ドローン１１のコントローラは、撮影指令を受信すると、カメラ１２を作動させ、ドローン１１の飛行中に既設堤体２１０の旧コンクリート面を連続撮影することにより、複数の画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎを取得する。各画像Ｎ１，Ｎ２・・Ｎｎは、静止画を撮影することにより取得してもよく、或は、動画を撮影し、動画から静止画を切り取ることにより取得してもよい。ドローン１１の飛行は、予めＲＯＭ６２又は補助記憶装置６５に格納した自律飛行プログラムを用いる自律飛行でもよく、或は、作業員による遠隔操作飛行であってもよい。
【0041】
撮影制御部１００がドローン１１に送信する撮影指令には、撮影タイミングや撮影角等が含まれる。撮影角は、カメラ１２の光軸の傾きである。撮影タイミングは、ドローン１１の飛行中にカメラ１２が旧コンクリート面を撮影するタイミングであって、各画像の画角に所定のオーバラップ領域が生じるインターバル（距離間隔又は時間間隔）で設定される。撮影タイミングは、好ましくは、オーバラップ領域が後述するＳｆＭ（Structure from Motion）処理に適した値となるように設定される。
【0042】
画像情報受信部１１０は、ドローン１１から各画像Ｎ１，Ｎ２・・Ｎｎを受信する。また、画像情報受信部１１０は、ドローン１１から各画像Ｎ１，Ｎ２・・Ｎｎに付帯する付帯情報を受信する。付帯情報には、各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎの撮影位置及び、撮影姿勢等の撮影条件が含まれる。画像情報受信部１１０は、各画像Ｎ１，Ｎ２・・Ｎｎや付帯情報を、ドローン１１が飛行を終えてから受信してもよく、或いは、ドローン１１の飛行中に逐次受信してもよい。各画像Ｎ１，Ｎ２・・Ｎｎや付帯情報を逐次受信すれば、後述する加振制御、計測制御、浮き判定等をドローン１１の飛行と並行して実施することが可能になる。
【0043】
撮影位置は、各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎを撮影したときのカメラ１２（すなわち、ドローン１１）の３次元座標位置であって、ＧＮＳＳ受信機１３の検出結果に基づいて取得することができる。撮影姿勢は、各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎを撮影したときのカメラ１２（すなわち、ドローン１１）の姿勢であって、挙動センサ１４の検出結果に基づいて取得することができる。画像情報受信部１１０は、ドローン１１から受信した各画像Ｎ１，Ｎ２・・Ｎｎを付帯情報と対応付けて補助記憶装置６５に格納する。
【0044】
骨材判別部１２０は、補助記憶装置６５に格納された各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎから骨材ＡＧを判別する。図４は、カメラ１２によって撮影された画像Ｎｎの一例を示す模式図である。図４に示すように、既設堤体２１０の旧コンクリートを斫った面をカメラ１２により撮影すると、画像ＮｎにはモルタルＣ及び、骨材ＡＧが写り込む。骨材判別部１２０は、各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎにエッジ検出フィルタ（例えば、方向が異なる複数の微分フィルタ等）を適用することにより特徴点Ｆを抽出する。特徴点Ｆは、各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎにおいてエッジ部分等の周囲と輝度が明確に異なる箇所である。図４に示す例では、輝度が比較的高いモルタルＣと、輝度が比較的低い骨材ＡＧとの境界部分が特徴点Ｆとして抽出される。
【0045】
骨材判別部１２０は、各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎから特徴点Ｆを抽出すると、特徴点Ｆの特徴量Ｆｎ（特徴点の特徴を表す指標）を算出する。特徴量Ｆｎは、例えば、ＳＩＦＴ（Scale-Invariant Feature Transform）、ＳＵＲＦ（Speeded-Up Robust Features）等の公知の特徴量抽出アルゴリズムを用いて算出すればよい。骨材判別部１２０は、算出した特徴量Ｆｎに基づき、各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎから骨材ＡＧを判別するとともに、判別した骨材ＡＧの位置情報（３次元座標位置）を取得する。骨材ＡＧの判別は、例えばパターンマッチング等の機械学習に基づいて行えばよい。骨材ＡＧの位置情報は、各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎの付帯情報に基づいて取得すればよい。骨材判別部１２０は、骨材ＡＧの判別結果及び、位置情報を各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎに紐づけて補助記憶装置６５に格納する。
【0046】
３次元点群データ生成部１３０は、補助記憶装置６５に格納された各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎ等に基づき、公知のＳｆＭ処理を用いることにより３次元点群データを生成する。３次元点群データは、各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎ間のオーバラップ領域内で共通する特徴点を抽出し、付帯情報に含まれる撮影位置や撮影姿勢等に基づいて各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎから抽出した特徴点の対応付けを行ことにより生成される。本実施形態において、３次元点群データ生成部１３０は、骨材判別部１２０によって判別された各骨材ＡＧの位置情報を含む３次元点群データを生成する。３次元点群データ生成部１３０は、生成した３次元点群データを補助記憶装置６５に格納する。
【0047】
加振点設定部１４０は、補助記憶装置６５に格納された３次元点群データ等に基づき、加振用レーザ光Ｌ１を照射する加振点Ｐを設定する。具体的には、加振点設定部１４０は、３次元点群データに含まれる各骨材ＡＧの位置情報を加振点Ｐの位置情報（３次元座標位置）として設定する。加振点設定部１４０は、設定した加振点Ｐの位置情報を補助記憶装置６５に格納する。
【0048】
加振制御部１５０は、加振用レーザ光Ｌ１を加振点Ｐに照射させることにより、骨材ＡＧを振動させる加振制御を実行する。具体的には、加振制御部１５０は、加振用レーザ発振器４１から加振用レーザ光Ｌ１を発振させる指令を加振用コントローラ４４に送信する。また、加振制御部１５０は、補助記憶装置６５に格納された加振点Ｐの位置情報と、位置情報取得装置３０によって取得される測定ユニット２０の現在の位置情報とに基づき、測定ユニット２０の加振点Ｐに対する相対位置を算出するとともに、相対位置に応じた指令を加振用コントローラ４２に送信する。これにより、加振用反射鏡４３が所望の角度に回転され、加振用レーザ発振器４１から加振点Ｐに加振用レーザ光Ｌ１が照射される。
【0049】
加振制御部１５０は、一つの加振点Ｐに対して加振用レーザ光Ｌ１を照射した後、後述する計測制御が終了すると、次の加振点Ｐに向けて加振用レーザ光Ｌ１を照射する。加振制御部１５０は、加振点設定部１４０によって設定された全ての加振点Ｐに対して加振用レーザ光Ｌ１の照射をし終えると、加振制御を終了する。
【0050】
計測制御部１６０は、加振制御と並行し、計測用レーザ光Ｌ２を加振点Ｐに照射させることにより、骨材ＡＧにて反射した計測用レーザ光Ｌ２の周波数の変化を検知し、加振点Ｐの振動の速度や変位等の振動情報を実振動情報Ｒとして取得する計測制御を実行する。具体的には、計測制御部１６０は、計測用レーザ発振器５１から計測用レーザ光Ｌ２を発振させる指令を計測用コントローラ５４に送信する。また、計測制御部１６０は、測定ユニット２０の加振点Ｐに対する相対位置に応じた指令を加振用コントローラ４２に送信する。これにより、計測用反射鏡５３が所望の角度に回転され、レーザ振動計５１から加振点Ｐに計測用レーザ光Ｌ２が照射される。測定ユニット２０の加振点Ｐに対する相対位置は、加振制御部１５０が算出する値を用いてもよく、或は、計測制御部１６０が算出してもよい。
【0051】
計測制御部１６０は、一つの加振点Ｐに対して計測用レーザ光Ｌ２を照射した後、当該加振点Ｐの実振動情報Ｒを取得し終えると、次の加振点Ｐに向けて計測用レーザ光Ｌ２を照射する。計測制御部１６０は、加振点設定部１４０によって設定された全ての加振点Ｐに対して実振動情報Ｒを取得し終えると、計測制御を終了する。計測制御部１６０は、取得した実振動情報Ｒを加振点Ｐの位置情報、すなわち、各骨材ＡＧの位置情報と対応付けて補助記憶装置６５に格納する。実振動情報Ｒを補助記憶装置６５に格納するタイミングは、全ての加振点Ｐの計測を終えた後であってもよく、或は、一つの加振点Ｐにて計測が終了する毎であってもよい。
【0052】
骨材浮き判定部１７０は、補助記憶装置６５に格納された各加振点Ｐの実振動情報Ｒと基準振動情報Ｓとを比較することにより、当該加振点Ｐに位置する骨材ＡＧがモルタルＣから浮いているか否かを判定する骨材浮き判定を実行する。ここで、骨材ＡＧが浮いているとは、骨材ＡＧのモルタルＣに固着すべき部分の少なくとも一部が、モルタルＣから剥離している状態をいう。骨材ＧＡがモルタルＣから剥離している状態は、本開示の特定状態の一例である。
【0053】
本実施形態において、実振動情報Ｒと基準振動情報Ｓとの比較は、（１）卓越周波数、（２）振幅、（３）収束時間の３つの評価指標に基づいて行われる。収束時間とは、振動開始から振動が収束するまでの時間である。基準振動情報Ｓとは、モルタルＣに固着した健全な骨材ＡＧの振動情報であって、予めＲＯＭ６２又は補助記憶装置６５に格納されている。基準振動情報Ｓは、実験やシミュレーションシ等によって取得してもよく、或は、ネットワークで接続された管理サーバ装置等に蓄積される複数のダム現場の実績情報に基づいて取得してもよい。或は、現在の施工現場にて、測定エリア内で健全な骨材を確認するとともに、当該健全な骨材の振動情報（波形）を測定ユニット２０によって測定し、測定して得た結果を基準振動情報Ｓにすることも可能である。
【0054】
ここで、浮いた骨材ＡＧの振動情報は、健全な骨材ＡＧに対して、（１）卓越周波数が低い、（２）振幅が大きい、（３）収束時間が長いといった特徴がある。骨材浮き判定部１７０は、以下の何れかの条件１～条件３が満たされる場合、該当する加振点Ｐの骨材ＡＧに「浮きあり」と判定する。
条件１：実振動情報Ｒの卓越周波数が、基準振動情報Ｓの卓越周波数よりも所定の第１閾値以上低い。
条件２：実振動情報Ｒの振幅が、基準振動情報Ｓの振幅よりも所定の第２閾値以上大きい。
条件３：実振動情報Ｒの収束時間が、基準振動情報Ｓの収束時間よりも所定の第３閾値以上長い。
条件１：実振動情報Ｒの卓越周波数が、基準振動情報Ｓの卓越周波数よりも所定の第１閾値以上低い。
条件２：実振動情報Ｒの振幅が、基準振動情報Ｓの振幅よりも所定の第２閾値以上大きい。
条件３：実振動情報Ｒの収束時間が、基準振動情報Ｓの収束時間よりも所定の第３閾値以上長い。
【0055】
第１～第３閾値は、特に限定されず、実際の現場で使用されている骨材ＡＧの種類や大きさ、モルタルＣの種類、既設堤体２１０の経年などに応じて適宜の値を設定すればよい。また、第１～第３閾値は、固定値でもよく、計測を実施した際の気象条件等に応じた可変値としてもよい。骨材浮き判定部１７０は、条件１～条件３が何れも満たされない場合、該当する加振点Ｐの骨材ＡＧに「浮きなし」（健全）と判定する。骨材浮き判定部１７０は、「浮きあり」、「浮きなし」の判定結果を、各骨材ＡＧの位置情報と対応付けて補助記憶装置６５に格納する。
【0056】
表示制御部１８０は、骨材浮き判定部１７０による判定結果を情報処理端末６０の表示装置６１に表示する表示制御を実施する。判定結果は、例えば、３次元点群データ生成部１３０が生成した３次元点群データに、各骨材ＡＧの浮き判定結果を重ね合わせて表示してもよく、或は、３次元点群データの各骨材ＡＧの位置を判定結果に応じて異なる色（例えば、浮きあり：赤、浮き無し：青）で表示してもよい。このように、３次元点群データに、判定結果を合わせて表示することで、作業員は骨材の浮き位置を容易に把握することが可能になる。これにより、旧コンクリートから浮いた骨材を除去する除去作業の効率化が図られるようになる。なお、判定結果の表示は、「浮きあり」と判定した骨材ＡＧの位置に対してレーザポインタを直接照射する、或はプロジェクションマッピング手法を採用してもよく、或は、現場の作業員が装着するＭＲグラス等に出力することも可能である。
【0057】
［画像取得処理］
次に、図５に示すフローに基づき、本実施形態に係る検査支援システム１（ドローン１１）が実施する検査対象物の画像取得処理のルーチンを説明する。本ルーチンは、既設堤体２１０の旧コンクリートをブレーカやロードヘッダ等によって斫った後に実行される。なお、本ルーチンにおいて、ドローン１１は自律飛行するものとして説明する。
次に、図５に示すフローに基づき、本実施形態に係る検査支援システム１（ドローン１１）が実施する検査対象物の画像取得処理のルーチンを説明する。本ルーチンは、既設堤体２１０の旧コンクリートをブレーカやロードヘッダ等によって斫った後に実行される。なお、本ルーチンにおいて、ドローン１１は自律飛行するものとして説明する。
【0058】
ステップＳ１００では、ドローン１１は、情報処理端末６０から飛行指令を受信したか否かを判定する。飛行指令を受信した場合（Ｙｅｓ）、ドローン１１は、ステップＳ１１０の処理に進み、既設堤体２１０の周囲を所定の目標飛行ルートに沿って飛行する自律飛行を開始する。一方、飛行指令を受信しない場合（Ｎｏ）、ドローン１１は、本ルーチンを終了する。
【0059】
ステップＳ１１０にて自律飛行を開始すると、ステップＳ１２０では、ドローン１１は、情報処理端末６０から受信した撮影指令（撮影タイミング、撮影角等）に基づいて既設堤体２１０の旧コンクリート面を連続撮影することにより、複数の画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎを取得する。
【0060】
次いで、ステップＳ１３０では、ドローン１１は、対象となる既設堤体２１０の旧コンクリート面を全て撮影したか否かを判定する。旧コンクリート面を全て撮影した場合（Ｙｅｓ）、ドローン１１は、ステップＳ１４０の処理に進み、自律飛行を終了する。一方、旧コンクリート面を全て撮影できていない場合（Ｎｏ）、ドローン１１は、ステップＳ１２０の処理に戻り、自律飛行及び、撮影を継続する。
【0061】
ステップＳ１５０では、ドローン１１は、飛行中に取得した各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎ及び、付帯情報（撮影位置，撮影姿勢等）を情報処理端末６０に送信し、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ１５０の処理は、ドローン１１の飛行中に逐次実行することも可能である。
【0062】
［骨材判別処理、加振点設定処理］
次に、図６に示すフローに基づき、本実施形態に係る検査支援システム１（情報処理端末６０）が実施する骨材判別処理、加振点設定処理のルーチンを説明する。本ルーチンのステップＳ２００～Ｓ２４０の各処理は、情報処理端末６０がドローン１１から少なくとも一以上の画像を受信すると実行可能となる。
次に、図６に示すフローに基づき、本実施形態に係る検査支援システム１（情報処理端末６０）が実施する骨材判別処理、加振点設定処理のルーチンを説明する。本ルーチンのステップＳ２００～Ｓ２４０の各処理は、情報処理端末６０がドローン１１から少なくとも一以上の画像を受信すると実行可能となる。
【0063】
ステップＳ２００では、情報処理端末６０（以下、ＣＰＵ６１）は、ドローン１１から受信した各画像Ｎ１，Ｎ２・・Ｎｎを付帯情報と対応付けて補助記憶装置６５に格納する。次いで、ステップＳ２１０では、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２００で格納した各画像Ｎ１，Ｎ２・・Ｎｎから特徴点Ｆを抽出する。ステップＳ２２０では、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２１０で抽出した各特徴点Ｆの特徴量Ｆｎを算出する。
【0064】
ステップＳ２３０では、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２２０で算出した特徴量Ｆｎに基づき、各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎから骨材ＡＧを判別する。次いで、ステップＳ２４０では、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２３０の判別結果及び、骨材ＡＧの位置情報を各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎに紐づけて補助記憶装置６５に格納する。
【0065】
ステップＳ２５０では、ステップＳ２４０で格納した判別結果及び、各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎに基づき、各骨材ＡＧの位置情報を含む３次元点群データを生成する。ステップＳ２６０では、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２５０で生成した３次元点群データに基づき、加振用レーザ光Ｌ１を照射する加振点Ｐを設定する。ステップＳ２７０では、ステップＳ２６０で設定した加振点Ｐの位置情報を補助記憶装置６５に格納し、その後、本ルーチンを終了する。
【0066】
［振動計測処理、浮き判定処理］
次に、図７に示すフローに基づき、本実施形態に係る検査支援システム１（測定ユニット２０）が実施する振動計測処理、浮き判定処理のルーチンを説明する。本ルーチンは、図６に示す加振点設定処理により、少なくとも一つ以上の加振点Ｐが設定されると実行可能となる。
次に、図７に示すフローに基づき、本実施形態に係る検査支援システム１（測定ユニット２０）が実施する振動計測処理、浮き判定処理のルーチンを説明する。本ルーチンは、図６に示す加振点設定処理により、少なくとも一つ以上の加振点Ｐが設定されると実行可能となる。
【0067】
ステップＳ３００では、ＣＰＵ６１は、加振用レーザ光Ｌ１を加振点Ｐに照射させる加振制御を実行する。具体的には、ＣＰＵ６１は、加振用レーザ発振器４１から加振用レーザ光Ｌ１を発振させる指令を加振用コントローラ４２に送信する。また、ＣＰＵ６１は、測定ユニット２０の加振点Ｐに対する相対位置を算出し、相対位置に応じた指令を加振用コントローラ４２に送信することにより、加振用反射鏡４３を所望の角度に回転させる。
【0068】
ステップＳ３１０では、ＣＰＵ６１は、計測用レーザ光Ｌ２を加振点Ｐに照射させる計測制御を実行する。具体的には、ＣＰＵ６１は、レーザ振動計５１から計測用レーザ光Ｌ２を発振させる指令を計測用コントローラ５４に送信する。また、ＣＰＵ６１は、測定ユニット２０の加振点Ｐに対する相対位置に応じた指令を計測用コントローラ５２に送信することにより、計測用反射鏡５３を所望の角度に回転させる。なお、ステップＳ３００及び、ステップＳ３１０の各処理は、順不同であり、同時であってもよい。
【0069】
ステップＳ３２０では、ＣＰＵ６１は、ステップＳ３００及び、Ｓ３１０の処理により加振用レーザ光Ｌ１、計測用レーザ光Ｌ２が照射されている加振点Ｐの実振動情報Ｒを取得する。
【0070】
次いで、ステップＳ３３０では、ＣＰＵ６１は、加振点Ｐの実振動情報Ｒと基準振動情報Ｓとを比較することにより、当該加振点Ｐに位置する骨材ＡＧが浮いているか否かを判定する骨材浮き判定を実行する。前述の条件１～条件３の少なくとも何れかが満たされる場合（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、ステップＳ３４０の処理に進み、当該加振点Ｐに位置する骨材ＡＧに「浮きあり」と判定する。一方、前述の条件１～条件３が何れも満たされない場合（Ｎｏ）、ＣＰＵ６１は、ステップＳ３５０の処理に進み、当該加振点Ｐに位置する骨材ＡＧに「浮きなし」（健全）と判定する。
【0071】
ステップＳ３６０では、ＣＰＵ６１は、図６に示すフローのステップＳ２６０で設定した全ての加振点Ｐのうち、実振動情報Ｒを取得していない未計測の加振点Ｐが存在するかを判定する。未計測の加振点Ｐが存在する場合（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、ステップＳ３００の処理に戻る。一方、未計測の加振点Ｐが存在しない場合（Ｎｏ）、ＣＰＵ６１は、ステップＳ３７０の処理に進む。
【0072】
ステップＳ３７０では、ＣＰＵ６１は、図６に示すフローのステップＳ２５０で生成した３次元点群データに、ステップＳ３４０及び、ステップＳ３５０の判定結果を重ね合わせて表示装置６６に表示し、その後、本ルーチンを終了する。
【0073】
以上詳述した本実施形態によれば、骨材情報取得ユニット１０は、既設堤体２１０の斫られた旧コンクリート面を連続撮影するカメラ１２を搭載したドローン１１を備える。測定ユニット２０は、ドローン１１の飛行中にカメラ１２が撮影した画像Ｎ１，Ｎ２・・Ｎｎから骨材ＡＧを判別するとともに、判別した骨材ＡＧの位置を加振点Ｐに設定する。また、測定ユニット２０は、設定した加振点Ｐに向けて加振用レーザ光Ｌ１及び、計測用レーザ光Ｌ２を照射し、骨材ＡＧの振動情報を取得することにより、骨材ＡＧがモルタルＣから浮いている特定状態にあるかを判定する。
【0074】
すなわち、骨材ＡＧの位置情報の取得、骨材ＡＧの振動情報の取得及び、骨材ＡＧの浮き判定の一連の工程を、既設堤体２１０から離れた場所にて実施できるように構成されている。これにより、作業員が法面２１４等の高所に近づく必要がなくなり、安全性を確実に向上することが可能になる。また、作業員の目視作業等が不要になることから、検査の省人化を図ることも可能になる。
【0075】
また、測定ユニット２０は、加振用レーザ光Ｌ１や計測用レーザ光Ｌ２を、画像Ｎ１，Ｎ２・・Ｎｎ等から特定した各骨材ＡＧの位置に向けてピンポイントで照射する。すなわち、加振用レーザ光Ｌ１や計測用レーザ光Ｌ２を既設堤体２１０の旧コンクリート面上で走査することなく、各骨材ＡＧの振動情報を効率的に取得できるように構成されている。これにより、ダム堤体等、検査範囲が広範囲になる現場においても、検査に要する期間を確実に短縮することができ、工期や工費の増加を効果的に抑えることが可能になる。
【0076】
［その他］
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【0077】
例えば、上記実施形態において、骨材情報取得ユニット１０は、カメラ１２によって骨材ＡＧの位置情報を取得するものとして説明したが、ライダ（ＬｉＤＡＲ）やミリ波レーダ、３次元レーザスキャナ等を用いることも可能である。この場合、点群データを公知の手法を用いて処理することにより、骨材ＡＧの形状等を特定し、位置情報を取得すればよい。この場合、点群データから把握することができる凸部を骨材として見做すことも可能である。
【0078】
また、上記実施形態において、骨材判別部１２０は、各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎから骨材ＡＧを判別するものとして説明したが、各画像Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎｎの特徴量から骨材ＡＧ以外の異物を含めて判別してもよい。この場合、異物の種別は特定してもよく、或は、特定しなくてもよい。
【0079】
また、本開示は、ダム堤体に限定されず、擁壁やＰＣタンク、橋梁、塔等のコンクリート構造物、トンネルの覆工コンクリート、ビル等の建築物にも広く適用することが可能である。この場合、コンクリート面は、斫られていないものであってもよい。また、対象はコンクリートに限定されず、トンネルの切羽、切土や盛土の法面等にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【0080】
１…検査支援システム，１０…骨材情報取得ユニット，１１…ドローン，１２…カメラ，１３…ＧＮＳＳ受信機，１４…挙動センサ，２０…測定ユニット，３０…位置情報取得装置，４０…加振装置，４１…加振用レーザ発振器，４２…加振用スキャナ，４３…加振用反射鏡，４４…加振用コントローラ，５０…振動計測装置，５１…レーザ振動計，５２…計測用スキャナ，５３…計測用反射鏡，５４…計測用コントローラ，６０…情報処理端末，６１…ＣＰＵ，６２…ＲＯＭ，６３…ＲＡＭ，６４…インターフェイス，６５…補助記憶装置，６６…表示装置，６７…入力装置，１００…撮影制御部，１１０…画像情報受信部，１２０…骨材判別部，１３０…３次元点群データ生成部，１４０…加振点設定部，１５０…加振制御部，１６０…計測制御部，１７０…骨材浮き判定部，１８０…表示制御部，２００…コンクリートダム，２１０…既設堤体，２１２…天端，２１４…法面，３００…新設堤体，ＡＧ…骨材，Ｃ…モルタル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】