特許 7315159 構造物点検システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-18

(45)【発行日】2023-07-26

(54)【発明の名称】構造物点検システム

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20230719BHJP

   B64C 27/08 20230101ALI20230719BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20230719BHJP

   B64D 47/08 20060101ALI20230719BHJP

   E01D 22/00 20060101ALN20230719BHJP

【ＦＩ】

E04G23/02 A

B64C27/08

B64C39/02

B64D47/08

E01D22/00 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018213283

(22)【出願日】2018-11-13

(65)【公開番号】P2020079526

(43)【公開日】2020-05-28

【審査請求日】2021-10-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000103769

【氏名又は名称】オリエンタル白石株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】501165628

【氏名又は名称】株式会社ティ・エス・プランニング

(74)【代理人】

【識別番号】100120868

【弁理士】

【氏名又は名称】安彦 元

(74)【代理人】

【識別番号】100198214

【弁理士】

【氏名又は名称】眞榮城 繁樹

(72)【発明者】

【氏名】井上 文宏

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 紳一郎

(72)【発明者】

【氏名】野島 昭二

(72)【発明者】

【氏名】正司 明夫

(72)【発明者】

【氏名】渡瀬 博

(72)【発明者】

【氏名】高橋 謙一

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 智

【審査官】荒井 隆一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０３４４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６３７４６２８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１７－２１９３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２８２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０８８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６６２４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

Ｂ６４Ｃ ２７／０８

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｄ ４７／０８

Ｅ０１Ｄ ２２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像手段と、
上記撮像手段により撮像された構造物の画像が入力される入力手段と、
過去の構造物の画像と、当該過去の構造物の画像に対する構造物の変状状況との３段階以上の連関度が予め記憶されているデータベースと、
上記データベースに記憶された連関度を参照し、上記入力手段を介して入力された上記構造物の画像に基づいて、構造物の変状状況を判別する判別手段と、
上記判別手段により判別した上記構造物の変状状況に基づいて、構造物の変状箇所を特定する特定手段と、
上記特定手段により特定した上記構造物の変状箇所に対して、検査を行う検査手段と、
を備え、
上記特定手段は、上記入力された構造物の画像上でマーキング処理をすることにより、上記構造物の変状箇所を特定し、
少なくとも上記検査手段が設けられた飛行ロボットを更に備え、
上記検査手段は、構造物を打診する打診棒式打音検査ツールと、上記打診棒式打音検査ツールにより発せられた音を集音する集音ツールと、を有し、
上記飛行ロボットは、上記打診棒式打音検査ツールを可動させるための可動部を有し、
上記打診棒式打音検査ツールは、
上記可動部に後端が連結されるシャフトと、
上記シャフトの先端に設けられる打診子と、を有し、
上記打診棒式打音検査ツールは、上記飛行ロボットが所定の位置に留まった状態で上記可動部を基点として上記シャフトを可動させて前記構造物上を撫でるように前記打診子を動かすことにより、構造物を打診するものとなること
を特徴とする構造物点検システム。

【請求項2】

上記入力手段は、更に構造物の付帯情報が入力され、
上記データベースは、過去の構造物の画像と過去の構造物の付帯情報との組み合わせと、当該組み合わせに対する構造物の変状状況との３段階以上の連関度が予め記憶され、
上記付帯情報は、構造物の設置に関する設置情報、構造物の断面に関する断面情報、及び、構造物の維持管理に関する管理情報、の少なくとも何れかを有すること
を特徴とする請求項１記載の構造物点検システム。

【請求項3】

上記打診棒式打音検査ツールは、上記飛行ロボットが移動することにより、構造物を打診するものとなること
を特徴とする請求項１又は２記載の構造物点検システム。

【請求項4】

上記飛行ロボットは、構造物の表面上を、全方向に移動させることが可能な少なくとも３つの全方向移動車輪と、上記全方向移動車輪を駆動させるための車輪駆動機構と、前記全方向移動車輪の位置を変位させるための車輪変位機構と、を有すること
を特徴とする請求項１～３の何れか１項記載の構造物点検システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造物点検システムに関する。

【背景技術】

【0002】

構造物には、安全性を維持するために定期的な点検が実施される。例えば、コンクリート構造物では、打診棒やハンマー等を使用し、打音検査を実施することによって、コンクリート内部にひび割れや浮きなどの異常部位がないかが調べられる（特許文献１、２）。異常部位が発見された構造物には補修工事が速やかになされる。このような定期的な点検によって、構造物の安全性が維持されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１６６８１９号公報

【文献】特開２０１７－１５０８８３号公報

【文献】特開２０１７－２２７６３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、構造物の経年により点検が必要な構造物は多く、点検が必要な構造物の全領域を検査するのは、膨大な時間を要してしまう。

【0005】

構造物等の点検に関する技術として、特許文献３の点検システムが提案されている。特許文献３に開示された点検システムは、点検箇所を指定するための入力をユーザインタフェース装置にて受け付け、ユーザインタフェース装置での入力及びその現在位置に基づいて、移動ロボット装置が自律的に飛行して点検箇所に移動し、移動ロボット装置は打診手段等の点検手段を用いて点検箇所を点検する。しかしながら、特許文献３の点検システムでは、点検箇所の指定がユーザの勘や経験に依存する虞がある。このため、特許文献３の点検システムでは、点検の漏れや無駄が生じてしまい、構造物を効率良く点検することができないという問題点がある。

【0006】

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、構造物を効率良く点検することが可能な構造物点検システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る構造物点検システムは、撮像手段と、上記撮像手段により撮像された構造物の画像が入力される入力手段と、過去の構造物の画像と、当該過去の構造物の画像に対する構造物の変状状況との３段階以上の連関度が予め記憶されているデータベースと、上記データベースに記憶された連関度を参照し、上記入力手段を介して入力された上記構造物の画像に基づいて、構造物の変状状況を判別する判別手段と、上記判別手段により判別した上記構造物の変状状況に基づいて、構造物の変状箇所を特定する特定手段と、上記特定手段により特定した上記構造物の変状箇所に対して、検査を行う検査手段と、を備え、上記特定手段は、上記入力された構造物の画像上でマーキング処理をすることにより、上記構造物の変状箇所を特定し、少なくとも上記検査手段が設けられた飛行ロボットを更に備え、上記検査手段は、構造物を打診する打診棒式打音検査ツールと、上記打診棒式打音検査ツールにより発せられた音を集音する集音ツールと、を有し、上記飛行ロボットは、上記打診棒式打音検査ツールを可動させるための可動部を有し、上記打診棒式打音検査ツールは、上記可動部に後端が連結されるシャフトと、上記シャフトの先端に設けられる打診子と、を有し、上記打診棒式打音検査ツールは、上記飛行ロボットが所定の位置に留まった状態で上記可動部を基点として上記シャフトを可動させて前記構造物上を撫でるように前記打診子を動かすことにより、構造物を打診するものとなることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

上述した構成からなる本発明によれば、構造物を効率良く点検することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態に係る構造物点検システムの一例を示す模式図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る飛行ロボットの一例を示す模式図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る飛行ロボットの一例を示すブロック図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係る端末装置の一例を示すブロック図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係るデータベースの一例を示す模式図である。

【図6】本発明の第１実施形態に係る構造物点検システムの動作の一例を示すフローチャートである。

【図7】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る飛行ロボットを構造物の下方で飛行させた状態を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す構造物を図中矢印Ｄ方向から見た図である。

【図8】表示部に表示させた構造物の変状箇所の一例を示す図である。

【図9】本発明の第１実施形態に係る検査装置による検査の一例を示す模式図である。

【図10】本発明の第１実施形態に係る検査装置による検査の一例を示す模式図である。

【図11】本発明の第１実施形態に係るデータベースの第１変形例を示す模式図である。

【図12】本発明の第１実施形態に係る飛行ロボットの第１変形例を示す模式図である。

【図13】本発明の第２実施形態に係る構造物点検システムを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を適用した構造物点検システムついて、図面を参照しながら詳細に説明をする。

【0011】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る構造物点検システム２００の一例を示す模式図である。

【0012】

構造物点検システム２００は、飛行ロボット１００と、端末装置１５０と、データベース４００と、を備える。構造物３００の点検者Ａは、端末装置１５０を操作し、飛行ロボット１００を遠隔制御する。また、端末装置１５０は、データベース４００に有線又は無線で接続される。構造物３００は、例えば、コンクリート構造物である。構造物３００は、例えば、床版橋等の橋梁である。

【0013】

図２は、本発明の第１実施形態に係る飛行ロボット１００の一例を示す模式図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る飛行ロボット１００の一例を示すブロック図である。

【0014】

飛行ロボット１００は、例えば、ドローンが用いられる。飛行ロボット１００は、機体１と、着陸ギア２と、回転翼１１と、検査装置２０と、撮像装置２３と、制御装置６０と、通信装置７０と、が設けられる。

【0015】

着陸ギア２は、機体１に設けられている。着陸ギア２は、例えば、機体１の下部に取り付けられている。着陸ギア２は、着陸状態における飛行ロボット１００を、接地面、例えば大地の上で支える。

【0016】

回転翼１１は、機体１に設けられている。回転翼１１は、機体１に浮力を与え、機体１を飛行させる。回転翼１１は、例えば、プロペラ、ローター、ダクトファンが用いられる。

【0017】

検査装置２０は、機体１に設けられている。検査装置２０は、構造物３００の変状箇所を検査する。検査装置２０の１つの例は、打音検査装置である。打音検査装置は、例えば、打音検査ツール２１、及び打音検査ツール２１から発せられる音を集音する集音ツール２２を含む。

【0018】

打音検査ツール２１の１つの例としては、例えば、打診棒式打音検査ツールを挙げることができる。打診棒式打音検査ツールは、シャフト２１ａと、シャフト２１ａを、機体１に連結する可動部２１ｂと、シャフト２１ａの先端に設けられた打診子２１ｃと、シャフト２１ａを、上下動させる弾性機構２１ｄと、を含む。可動部２１ｂは、シャフト２１ａの端部を基点として、シャフト２１ａを可動させるものとなる。これにより、打診棒式打音検査ツールは、シャフト２１ａの先端の打診子２１ｃを動かして、構造物を打診することができる。弾性機構２１ｄは、例えば、ばね材を含む。ばね材を縮めると、シャフト２１ａは、機体１側へたたまれる。ばね材の縮みを開放すると、シャフト２１ａが上がる。打診子２１ｃは、構造物３００上を、撫でるように動かすことで“音”を出す。この“音”から、構造物３００の内部にひび割れや浮きなどの異常部位ないかが判断される。集音ツール２２は、この“音”を拾う。打診子２１ｃの例として、例えば、鋼球を示しているが、打診子２１ｃには、いかなる打診子でも使うことができる。

【0019】

打音検査ツール２１の別の例としては、例えば、打撃式打音検査ツールを挙げることができる。打撃式打音検査ツールでは、打診子２１ｃの代わりに、打撃ヘッドが用いられる。打撃ヘッドは、変状箇所を叩くことで“音”を出す。この“音”から、構造物３００の内部に異常部位ないかが判断される。また、シャルピー衝撃試験のような試験を行うことも可能であるので、構造物３００の強度を調べることもできる。

【0020】

撮像装置２３は、例えば、静止画像及び動画像のそれぞれの撮像が可能なカメラである。カメラは、例えば、打診子２１ｃの構造物の表面との接触点近傍を撮像する。また、カメラの向きを制御することで、飛行ロボット１００の、例えば、前方や周囲、さらには後方を撮像することもできる。撮像装置２３は、撮像した画像を通信装置７０を介して端末装置１５０に送信できる。さらに、カメラは、例えば、前方等の映像情報を、通信装置７０を介して端末装置１５０に送信し、端末装置１５０の表示部１６１にライブで映すことも可能である。飛行ロボット１００が、例えば、点検者Ａの視認困難な箇所に移動したとき、点検者Ａは、モニターの映像を見ながら、飛行ロボット１００を操作することもできる。

【0021】

撮像装置２３は、更に、位置情報を取得する位置情報取得部２３ａと、被写体までの距離を測定する距離センサ２３ｂと、を有していてもよい。位置情報取得部２３ａは、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning system）が用いられる。位置情報取得部２３ａは、例えば、予め定められた原点を基準としたときの撮像装置２３の絶対的な位置を計測するための装置が用いられる。距離センサ２３ｂは、例えば、赤外線センサや、超音波センサ等が用いられる。

【0022】

制御装置６０は、機体１に設けられている。制御装置６０は、回転翼１１、検査装置２０、撮像装置２３のそれぞれを制御する。

【0023】

通信装置７０は、機体１に設けられている。通信装置７０は、制御装置６０と、端末装置１５０とを、有線通信又は無線通信によって接続する。通信装置７０は、検査装置２０及び撮像装置２３により取得される情報を端末装置１５０及びデータベース４００に送信できる。

【0024】

端末装置１５０は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等を始めとした電子機器で構成されているが、ＰＣ以外に、携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末、ウェアラブル端末等、他のあらゆる電子機器で具現化されるものであってもよい。

【0025】

図４は、本発明の第１実施形態に係る端末装置１５０の一例を示すブロック図である。端末装置１５０は、端末装置１５０全体を制御するための制御部１５４と、各種制御用の指令を入力するための入力部１５５と、飛行ロボット１００の通信装置７０やデータベース４００と有線通信又は無線通信を行うための通信部１５６と、最適な検出アルゴリズム情報を判別する判別部１５７と、ハードディスク等に代表され、実行すべき検索を行うためのプログラムを格納するための記憶部１５８と、判別部１５７による判別結果から構造物の変状箇所を特定する特定部１５９と、が内部バス１６０にそれぞれ接続されている。さらに、この内部バス１６０には、実際に情報を表示するモニタとしての表示部１６１が接続されている。

【0026】

制御部１５４は、内部バス１６０を介して制御信号を送信することにより、端末装置１５０内に実装された各構成要素を制御するためのいわゆる中央制御ユニットである。また、制御部１５４は、入力部１５５を介した入力に応じて各種制御用の指令を内部バス１６０を介して伝達する。

【0027】

入力部１５５は、プログラムを実行するための実行命令がユーザから入力される。入力部１５５は、上記実行命令がユーザから入力された場合には、これを制御部１５４に通知する。この通知を受けた制御部１５４は、判別部１５７を始め、各構成要素と協調させて所望の処理動作を実行していくこととなる。入力部１５５は、キーボードやタッチパネル等に接続され、キーボード等をユーザが操作することにより、各種情報が入力されてもよい。入力部１５５は、構造物の画像や構造物の付帯情報等の各種情報が入力される。

【0028】

判別部１５７は、入力部１５５を介して入力された情報から構造物の変状箇所を判別する。判別部１５７は、判別動作を実行するに当たり、必要な情報として記憶部１５８に記憶されている各種情報を読み出す。判別部１５７は、人工知能により制御されるものであってもよい。この人工知能はいかなる周知の人工知能技術に基づくものであってもよい。

【0029】

記憶部１５８は、ハードディスクで構成される場合において、制御部１５４による制御に基づき、各アドレスに対して所定の情報が書き込まれるとともに、必要に応じてこれが読み出される。また、この記憶部１５８には、本発明を実行するためのプログラムが格納されている。このプログラムは制御部１５４により読み出されて実行されることになる。

【0030】

特定部１５９は、判別部１５７による判別結果から構造物の変状箇所を特定する。

【0031】

表示部１６１は、制御部１５４による制御に基づいて表示画像を作り出すグラフィックコントローラにより構成されている。この表示部１６１は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等によって実現される。

【0032】

データベース４００は、提供すべき構造物の変状状況の判別条件に関するデータベースが構築されている。このデータベース４００には、公衆通信網を介して送られてきた情報、或いは本システムのユーザによって入力された情報が蓄積される。またデータベース４００は、端末装置１５０からの要求に基づいて、この蓄積した情報を端末装置１５０へと送信する。なお、データベース４００は、飛行ロボット１００に設けられてもよいし、端末装置１５０に設けられてもよい。データベース４００は、人工知能により制御されるものであってもよい。この人工知能はいかなる周知の人工知能技術に基づくものであってもよい。

【0033】

図５は、本発明の第１実施形態に係るデータベース４００の一例を示す模式図である。データベース４００には、図５に示すように、参照用入力パラメータとしての過去の構造物の画像と、過去の構造物の画像に対する出力解としての構造物の変状状況との３段階以上の連関度が予め記憶されている。連関度は、過去の構造物の画像と、構造物の変状状況とが紐づく度合いを示しており、例えば百分率、１０段階、又は５段階等の３段階以上で示される。この連関度は、構造物の画像が、いかなる構造物の変状状況に紐付けられる可能性が高いかを示す指標であり、構造物の画像から最適な構造物の変状状況を判別する上での的確性を示すものである。

【0034】

例えば図５では、過去の構造物の画像Ｊ１は、構造物の変状状況「ひび割れ」との間における連関度「８０％」を示し、構造物の変状状況「変色」との間における連関度「６０％」を示す。この場合、「ひび割れ」は「変色」に比べて画像Ｊ１との繋がりが強いことを示す。

【0035】

なお連関度は、いわゆる機械学習を通じて更新が可能なモデルで構成されていてもよく、ニューラルネットワークで構成されていてもよい。このとき、連関度は隠れ層及び重み変数で示されてもよい。また連関度は、深層学習がなされることを前提としたネットワークで構成されていてもよい。

【0036】

（構造物点検システム２００の動作の一例）
次に、本実施形態における構造物点検システム２００の動作の一例について説明する。図６は、本実施形態における構造物点検システム２００の動作の一例を示すフローチャートである。図７（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る飛行ロボットを構造物の下方で飛行させた状態を示す図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す構造物を図中矢印Ｄ方向から見た図である。

【0037】

図７に示すように、点検対象となる構造物の一例は、橋梁３５０である。橋梁３５０は、例えば、床版橋である。

【0038】

先ず、撮像ステップＳ１１は、構造物３００の画像を撮像する。点検者Ａは、図７（ａ）に示すように、端末装置１５０を制御して、飛行ロボット１００を飛行させて橋梁３５０の下面３５０ａに配置する。飛行ロボット１００に設けられた撮像装置２３は、図７（ｂ）に示すように、橋梁３５０の下面３５０ａにおける、撮像領域Ｒ、を撮像する。撮像した際に、位置情報取得部２３ａは、撮像装置２３の位置を取得するとともに、距離センサ２３ｂは、橋梁３５０の下面３５０ａまでの距離を測定してもよい。

【0039】

次に、入力ステップＳ１２は、撮像ステップＳ１１において撮像した画像を入力する。撮像装置２３は、撮像した画像を端末装置１５０に送信する。端末装置１５０は、撮像装置２３により撮像された画像が入力パラメータとして、入力部１５５に入力される。

【0040】

次に、連関度取得ステップＳ１３は、過去の構造物の画像と、当該過去の構造物の画像に対する構造物の劣化状況との３段階以上の連関度を予め取得する。データベース４００には、参照用入力パラメータとしての過去の構造物の画像と、出力解としての構造物の変状状況との３段階以上の連関度が、記憶される。

【0041】

図５の例によれば、過去の構造物の画像Ｊ１である場合に、構造物の変状状況「ひび割れ」が連関度８０％、構造物の変状状況「変色」が連関度６０％で設定されている。また過去の構造物の画像Ｊ２である場合に、構造物の変状状況「ひび割れ」が連関度９０％、構造物の変状状況「変色」が連関度２０％、構造物の変状状況「表面の剥離」が連関度５０％で設定されている。

【0042】

これらの連関度は、過去の構造物の画像と、その判別結果としての構造物の変状状況をデータベース４００内に予め蓄積しておき、それらに基づいて設定するようにしてもよい。この連関度は、いわゆるニューラルネットワークにより構成されていてもよい。この連関度は、過去の構造物の画像に基づいて、実際の構造物の変状状況を判別する上での的確性を示すものである。例えば過去の構造物の画像Ｊ１に対しては、連関度８０％の「ひび割れ」が最も的確な判断に近く、連関度６０％の「変色」がこれに続く的確な判断ということになる。同様に過去の構造物の画像Ｊ２に対しては、連関度９０％の「ひび割れ」が最も的確な判断に近く、連関度５０％の「表面の剥離」がこれに続き、連関度２０％の「変色」がこれに続く的確な判断ということになる。

【0043】

次に、判別ステップＳ１４は、連関度取得ステップＳ１３において取得した連関度を参照し、入力ステップＳ１２において入力した画像に基づいて、構造物の変状状況を判別する。

【0044】

この構造物の変状状況を判別する際には、連関度取得ステップＳ１３において予め取得した図５に示す連関度を参照する。例えば、入力ステップＳ１２において入力した構造物の画像が、過去の構造物の画像Ｊ１か、又はこれに近似するものである場合には、上述した連関度を参照し、連関度の最も高い「ひび割れ」を最適解として選択する。但し、最も連関度の高いものを最適解として選択することは必須ではなく、連関度は低いものの連関性そのものは認められる「変色」や「表面の剥離」を最適解として選択するようにしてもよい。また、これ以外に矢印が繋がっていない出力解を選択してもよいことは勿論である。即ち、構造物の変状状況の選択は、連関度が高いものから順に選択される場合に限定されるものではなく、ケースに応じて連関度が低いものから順に選択されるものであってもよいし、その他いかなる優先順位で選択されるものであってもよい。

【0045】

また、構造物の画像が、過去の構造物の画像Ｊ２にも一部類似しているが、過去の構造物の画像Ｊ３にも一部類似し、何れに割り当ててよいか分からない場合については、例えば、画像上の特徴量に基づき、何れの参照用入力パラメータ（過去の構造物の画像）に割り当てるかを判別するようにしてもよい。このとき、ディープラーニングを通じて画像上の特徴量に基づき、何れの参照用入力パラメータに割り当てるかを判別するようにしてもよい。

【0046】

このようにして、入力パラメータとしての構造物の画像を参照用入力パラメータとしての過去の構造物の画像に割り当てた後、当該参照用入力パラメータに設定された連関度に基づいて出力解としての構造物の変状状況を選択することになる。

【0047】

そして、出力解としての構造物の変状状況を、表示部１６１に表示させる。これによりユーザは、表示部１６１を視認することにより、構造物の変状状況の判別結果を即座に把握することが可能となる。

【0048】

判別ステップＳ１４において変状状況を判別した結果、構造物に変状があった場合には、特定ステップＳ１５に進む。なお、判別ステップＳ１４において変状状況を判別した結果、構造物に変状がなかった場合には、撮像ステップＳ１１に戻り、撮像領域Ｒとは異なる他の領域を撮像すればよい。

【0049】

次に、特定ステップＳ１５は、判別ステップＳ１４において判別した構造物の変状状況に基づいて、構造物の変状箇所を特定する。特定した構造物の変状箇所は、端末装置１５０に記憶される。特定した構造物の変状箇所は、表示部１６１に表示されてもよい。これによりユーザは、表示部１６１を視認することにより、構造物の変状箇所を即座に把握することが可能となる。

【0050】

図８は、表示部１６１に表示させた構造物の変状箇所の一例を示す。例えば、図８（ａ）に示すように、特定部１５９は、入力部１５５により入力された構造物の画像上で構造物の変状が発生している一部の箇所をマーキング等の画像処理をすることにより、構造物の変状箇所Ｓを特定する。或いは、図８（ｂ）に示すように、特定部１５９は、入力部１５５により入力された構造物の画像上の全部の箇所をマーキング等の画像処理をすることにより、構造物の変状箇所Ｓを特定してもよい。

【0051】

このようにして、特定部１５９は、判別部１５７により判別した構造物の劣化状況と、入力部１５５に入力された構造物の画像と、に基づいて、構造物の変状箇所として特定してもよい。

【0052】

例えば、特定部１５９は、位置情報取得部２３ａにより取得された構造物の画像を撮像した撮像装置２３の位置と、距離センサ２３ｂにより測定された橋梁３５０の下面３５０ａまでの距離とから、構造物の変状が発生している位置を演算することにより、構造物の変状箇所を特定してもよい。

【0053】

このようにして、特定部１５９は、判別部１５７により判別した構造物の劣化状況と、位置情報取得部２３ａと、距離センサ２３ｂと、に基づいて、構造物の変状箇所として特定してもよい。

【0054】

次に、検査ステップＳ１６は、特定ステップＳ１５において特定した構造物の変状箇所に対して、検査装置２０が検査を行う。

【0055】

点検者Ａは、表示部１６１に表示された構造物の変状箇所を視認しながら、端末装置１５０を制御して、構造物の変状箇所に対して検査装置２０による検査を行う。

【0056】

また、点検者Ａが端末装置１５０を制御することなく、特定ステップＳ１５において特定した構造物の変状箇所に対して、自律的に検査装置２０が検査するように、制御装置６０を制御してもよい。

【0057】

検査を行う際には、図９に示すように、例えば、図中矢印Ｐ方向に向けて、飛行ロボット１００を移動させることにより、検査装置２０による検査、例えば、打診棒式打音検査ツールによる打音検査、を行ってもよい。これにより、打診子２１ｃは、橋梁３５０の下面３５０ａを、撫でるように動かすことができる。

【0058】

また、検査を行う際には、図１０に示すように、飛行ロボット１００を所定の位置に留めた状態で、可動部２１ｂを図中矢印Ｑ方向に可動させることにより、検査装置２０による検査、例えば、打診棒式打音検査ツールによる打音検査、を行ってもよい。これにより、打診子２１ｃは、橋梁３５０の下面３５０ａを、撫でるように動かすことができる。

【0059】

そして、集音ツール２２は、打診子２２ｃによる音を集音し、検査が完了する。

【0060】

検査が完了したら、再度、撮像ステップＳ１１に戻り、撮像領域Ｒとは異なる他の撮像領域を撮像し、上述した手順を繰り返す。

【0061】

なお、上述した手順では、撮像ステップＳ１１において、撮像領域Ｒを１回撮像してから入力ステップＳ１２を行う態様を説明したが、他の実施態様であってもよい。例えば、撮像ステップＳ１１において、橋梁３５０の下面３５０ａの全領域を、異なる撮像領域に分けて複数回してから入力ステップＳ１２を行ってもよい。

【0062】

本実施形態によれば、データベース４００に記憶された連関度を参照し、入力部１５５を介して入力された画像に基づいて、構造物の変状状況を判別する判別部１５７と、判別部１５７により判別した劣化状況に基づいて、構造物の変状箇所を特定する特定部１５９と、特定部１５９により特定した変状箇所に対して、検査を行う検査装置２０とを備える。これにより、変状状況を判別した構造物の変状箇所に対して、更に検査を行うことができる。このため、構造物の点検を高精度に行うことが可能となる。

【0063】

また、本実施形態によれば、データベース４００に記憶された連関度を参照し、入力部１５５を介して入力された画像に基づいて、構造物の変状状況を判別する判別部１５７と、判別部１５７により判別した劣化状況に基づいて、構造物の変状箇所を特定する特定部１５９と、特定部１５９により特定した変状箇所に対して、検査を行う検査装置２０とを備える。即ち、変状箇所と特定されなかった箇所については、検査装置２０による検査を省略することができる。これにより、構造物を検査する際に、点検の漏れや無駄をなくすことができる。このため、構造物を効率良く点検することが可能となる。

【0064】

特に、本実施形態によれば、構造物の変状状況の把握を、特段の熟練を要することなく容易に行うことが可能となる。更に、上述した連関度を人工知能で構成することにより、これを学習させることでその判別精度を更に向上させることが可能となる。

【0065】

また、本実施形態によれば、３段階以上に設定されている連関度を介して最適な構造物の変状状況の判別結果の判別を行う点に特徴がある。連関度は、例えば０～１００％までの数値で記述することができるが、これに限定されるものではなく３段階以上の数値で記述できるものであればいかなる段階で構成されていてもよい。

【0066】

このような３段階以上の数値で表される連関度に基づいて探索することで、複数の構造物の変状状況の判別結果が選ばれる状況下において、当該連関度の高い順に探索して表示することも可能となる。このように連関度の高い順にユーザに表示できれば、より可能性の高い構造物の変状状況の判別結果を優先的に選択することを促すこともできる。一方、連関度の低い構造物の変状状況の判別結果であってもセカンドオピニオンという意味で表示することができ、ファーストオピニオンで上手く分析ができない場合において有用性を発揮することができる。

【0067】

これに加えて、本実施形態によれば、連関度が１％のような極めて低い構造物の変状状況の判別結果も見逃すことなく判断することができる。連関度が極めて低い構造物の変状状況の判別結果であっても僅かな兆候として繋がっているものであり、何十回、何百回に一度は、構造物の変状状況の判別結果として役に立つ場合もあることをユーザに対して注意喚起することができる。

【0068】

更に本実施形態によれば、このような３段階以上の連関度に基づいて探索を行うことにより、閾値の設定の仕方で、探索方針を決めることができるメリットがある。閾値を低くすれば、上述した連関度が１％のものであっても漏れなく拾うことができる反面、構造物の変状状況の判別結果を好適に検出できる可能性が低く、ノイズを沢山拾ってしまう場合もある。一方、閾値を高くすれば、最適な構造物の変状状況の判別結果を高確率で検出できる可能性が高い反面、通常は連関度は低くてスルーされるものの何十回、何百回に一度は出てくる好適な解を見落としてしまう場合もある。いずれに重きを置くかは、ユーザ側、システム側の考え方に基づいて決めることが可能となるが、このような重点を置くポイントを選ぶ自由度を高くすることが可能となる。

【0069】

更に本実施形態では、上述した連関度を更新させるようにしてもよい。この更新は、例えばインターネットを始めとした公衆通信網を介して提供された情報を反映させるようにしてもよい。公衆通信網から取得可能なサイト情報や書き込み等を通じて、入力パラメータと、出力解（構造物の変状状況の判別結果）との関係性について新たな知見が発見された場合には、当該知見に応じて連関度を上昇させ、或いは下降させる。

【0070】

この連関度の更新は、公衆通信網から取得可能な情報に基づく場合以外に、専門家による研究データや論文、学会発表や、新聞記事、書籍等の内容に基づいてシステム側又はユーザ側が人為的に、又は自動的に更新するようにしてもよい。これらの更新処理においては人工知能を活用するようにしてもよい。

【0071】

本実施形態によれば、少なくとも打診棒式打音検査ツールが設けられた飛行ロボット１００を更に備え、打診棒式打音検査ツールは、飛行ロボット１００が移動することにより、構造物３００を打診するものとなる。これにより、飛行ロボット１００を飛行させながら打診検査ができる。このため、点検時間を短縮することができる。

【0072】

本実施形態によれば、少なくとも打診棒式打音検査ツールが設けられた飛行ロボット１００を更に備え、飛行ロボット１００は、打診棒式打音検査ツールを可動させるための可動部２１ｂを有し、打診棒式打音検査ツールは、飛行ロボット１００が所定の位置に留まった状態で可動部２１ｂを可動させることにより、構造物を打診するものとなる。これにより、飛行ロボット１００が安定した状態で、打診検査を行うことができる。このため、検査の精度を向上させることができる。

【0073】

図１１は、本発明の第１実施形態に係るデータベースの第１変形例を示す模式図である。図１１の例では、過去の構造物の画像と構造物の付帯情報との組み合わせと、当該組み合わせに対する構造物の劣化状況の判別結果との３段階以上の連関度が設定されている例を示している。

【0074】

構造物の付帯情報は、構造物の設置に関する設置情報と、構造物の断面に関する断面情報と、構造物の維持管理に関する管理情報と、が含まれる。なお、過去の構造物の付帯情報は、これらの過去の情報である。

【0075】

設置情報には、山岳部、港湾部、海上大気部、飛沫帯、干満帯、海水部、海底土中部等の構造物が設置される場所に関する場所情報と、温度、湿度等の環境情報と、構造物を走行する車両や車両の走行頻度等に関する車両情報とが含まれる。

【0076】

断面情報には、構造物の断面寸法、コンクリートのかぶり厚、鉄筋の配設量、構造物表面の湿潤状況等に関する情報が含まれる。

【0077】

管理情報には、構造物の補修履歴、構造物が構築されてからの供用期間等が含まれる。

【0078】

例えば、データベース４００には、過去の構造物の画像Ｊ１と過去の設置情報との組み合わせがノードＮ１として表され、ノードＮ１とノードＮ１に対する構造物の劣化状況との３段階以上の連関度が記憶されている。同様に、データベース４００には、過去の構造物の画像Ｊ１と過去の断面情報との組み合わせがノードＮ２として表され、ノードＮ２とノードＮ２に対する構造物の劣化状況との３段階以上の連関度が記憶されている。データベース４００には、過去の構造物の画像Ｊ２と過去の設置情報と過去の管理情報との組み合わせがノードＮ３として表され、ノードＮ３とノードＮ３に対する構造物の劣化状況との３段階以上の連関度が記憶されている。データベース４００には、過去の構造物の画像Ｊ３と過去の断面情報との組み合わせがノードＮ４として表され、ノードＮ４とノードＮ４に対する構造物の劣化状況との３段階以上の連関度が記憶されている。

【0079】

ノードＮ１は、「ひび割れ」の連関度が８０％、「変色」の連関度が６０％で設定されている。同様に、ノードＮ２は、「ひび割れ」の連関度が７０％、「表面の剥離」の連関度が３０％、で設定されている。ノードＮ３は、「変色」の連関度が５０％、「表面の剥離」の連関度が２０％、で設定されている。ノードＮ４は、「変色」の連関度が８０％、「表面の剥離」の連関度が４０％、で設定されている。

【0080】

このような組み合わせの連関度を予め取得しておく。次に判別部１５７は、このような連関度を参照し、入力部１５５を介して新たに入力された構造物の画像と構造物の付帯情報との組み合わせが、連関度の左側に配列された過去の構造物の画像と過去の構造物の付帯情報の組み合わせの何れに該当するかを判別する。仮に入力部１５５を介して過去の構造物の画像Ｊ１と過去の設置情報との組み合わせが新たに入力された場合、ノードＮ１に該当する。このため、かかるノードＮ１の連関度が８０％である「ひび割れ」や、連関度が６０％である「変色」等を選択することとなる。

【0081】

本実施形態によれば、データベース４００には、過去の構造物の画像と過去の構造物の付帯情報との組み合わせと、当該組み合わせに対する構造物の劣化状況との３段階以上の連関度が記憶され、付帯情報は、設置情報、断面情報、及び管理情報の少なくとも何れかを有する。これにより、設置情報、断面情報、管理情報を踏まえて、構造物の変状状況を判別することができる。このため、構造物の変状状況を判別する精度をさらに向上させることが可能となる。

【0082】

図１２は、本発明の第１実施形態に係る飛行ロボット１００の第１変形例を示す。飛行ロボット１００は、更に、少なくとも３つの全方向移動車輪３１と、全方向移動車輪３１に取り付けられる車輪駆動機構４１と、車輪駆動機構４１に取り付けられる車輪変位機構５１とを有する。なお、図１２では、３つの全方向移動車輪３１のうち、１つの全方向移動車輪３１の図示を省略し、２つの全方向移動車輪３１のみを図示する。

【0083】

全方向移動車輪３１は、機体１を、構造物３００の表面上において、全方向に移動させることが可能である。全方向移動車輪３１は、車輪駆動機構４１によって駆動される。車輪駆動機構４１は、全方向移動車輪３１を、独立して駆動することが可能である。

【0084】

全方向移動車輪３１は、ベースローラー３２と、フリーローラー３３と、を含む。ベースローラー３２は、車輪駆動機構４１によって回転駆動される。

【0085】

フリーローラー３３は、ベースローラー３２に、ベースローラー３２の回転軸方向と直交する軸方向に自由回転可能に取り付けられている。

【0086】

車輪変位機構５１は、機体１に設けられている。車輪変位機構５１は、全方向移動車輪３１の位置を、図中矢印ｙ方向に、互いに独立して変位させることが可能である。例えば、車輪変位機構５１は、図中矢印ｙ方向に伸縮し、全方向移動車輪３１の図中矢印ｙ方向おける位置を変位させる。車輪変位機構５１が最も縮んだ状態において、全方向移動車輪３１の図中矢印ｙ方向の位置を、回転翼１１の図中矢印ｙ方向の位置よりも高くなる。これにより、全方向移動車輪３１は、回転翼１１によって干渉されることなく、構造物３００の表面に押しつけることが可能な状態にできる。

【0087】

制御装置６０は、更に、車輪駆動機構４１、及び車輪変位機構５１のそれぞれを制御するものとなる。

【0088】

このように、飛行ロボット１００は、構造物３００の表面上を、全方向に移動させることが可能な少なくとも３つの全方向移動車輪３１と、全方向移動車輪３１を駆動させるための車輪駆動機構４１と、全方向移動車輪３１の位置を変位させるための車輪変位機構５１と、を有する。

【0089】

撮像を行う際、点検者Ａは、回転翼１１の推力を使って、３つの全方向移動車輪３１のそれぞれを、橋梁３５０の下面３５０ａに押しつける。このとき、飛行ロボット１００は、機体１を安定させることができる。このため、撮像装置２３による撮像を、高精度に行うことができる。

【0090】

検査を行う際、点検者Ａは、回転翼１１の推力を使って、３つの全方向移動車輪３１のそれぞれを、橋梁３５０の下面３５０ａに押しつける。このとき、打診子２１ｃは、橋梁３５０の下面３５０ａと接触する。次に、点検者Ａは、飛行ロボット１００を、制御装置６０を用いて全方向移動車輪３１を制御しつつ、全方向移動車輪３１の駆動力を使って、橋梁３５０の下面３５０ａ上で走行させる。これにより、打診子２１ｃは、橋梁３５０の下面３５０ａにおける変状箇所を撫でるように移動する。

【0091】

これにより、打診子２１ｃが変状箇所を移動している間、機体１から変状箇所までの図中矢印ｙ方向の高さ（＝打診子２１ｃの高さ）を、車輪変位機構５１によって一定に保つことができる。このため、例えば、機体１から変状箇所までの図中矢印ｙ方向の高さが安定しにくい場合と比較して、検査装置２０、例えば、打音検査ツール２１による検査を、より精度よく実施することができる。

【0092】

（第２実施形態）
図１３は、本発明の第２実施形態に係る構造物点検システム６００の一例を示す模式図である。第１実施形態と同様の構成については、以下での詳細な説明を省略する。

【0093】

構造物点検システム６００は、構造物３００としての橋梁３５０を点検する際に用いられる。構造物点検システム６００は、吊下装置７００と、端末装置１５０と、データベース４００と、を備える。構造物３００の点検者Ａは、端末装置１５０を操作し、吊下装置７００を遠隔制御する。

【0094】

吊下装置７００は、橋梁３５０の高欄等の側部から吊り下げられる吊下部材７０１と、橋梁３５０の下面３５０ａから下方に離間されて、吊下部材７０１に設けられる支持部材７０２と、検査装置２０と、撮像装置２３と、制御装置６０と、通信装置７０と、を備える。

【0095】

吊下部材７０１は、例えば、鋼材、ロープ等が用いられる。吊下部材７０１の上端部は、橋梁３５０に固定され、吊下部材７０１の下端部に、支持部材７０２が固定される。

【0096】

支持部材７０２は、例えば、鋼材等が用いられる。支持部材７０２は、検査装置２０と、撮像装置２３と、制御装置６０と、通信装置７０とが設けられる。支持部材７０２は、棒状に形成され、略水平方向に延びる。支持部材７０２の両端に、それぞれ吊下部材７０１が固定される。支持部材７０２は、撮像装置２３が複数設けられてもよい。また、支持部材７０２は、検査装置２０が複数設けられてもよい。

【0097】

本実施形態であっても、データベース４００に記憶された連関度を参照し、入力部１５５を介して入力された画像に基づき、構造物の変状状況を判別する判別部１５７と、判別部１５７により判別した劣化状況に基づいて、構造物の変状箇所を特定する特定部１５９と、特定部１５９により特定した変状箇所に対して、検査を行う検査装置２０とを備える。即ち、変状箇所と特定されなかった箇所については、検査装置２０による検査を省略することができる。これにより、構造物を検査する際に、点検の漏れや無駄をなくすことができる。このため、構造物を効率良く点検することが可能となる。

【符号の説明】

【0098】

２００ ：構造物点検システム
１００ ：飛行ロボット
１ ：機体
２ ：着陸ギア
１１ ：回転翼
２０ ：検査装置
２１ ：打音検査ツール
２１ａ ：シャフト
２１ｂ ：可動部
２１ｃ ：打診子
２１ｄ ：弾性機構
２２ ：集音ツール
２２ｃ ：打診子
２３ ：撮像装置
２３ａ ：位置情報取得部
２３ｂ ：距離センサ
３１ ：全方向移動車輪
３２ ：ベースローラー
３３ ：フリーローラー
４１ ：車輪駆動機構
５１ ：車輪変位機構
６０ ：制御装置
７０ ：通信装置
１５０ ：端末装置
１５４ ：制御部
１５５ ：入力部
１５６ ：通信部
１５７ ：判別部
１５８ ：記憶部
１５９ ：特定部
１６０ ：内部バス
１６１ ：表示部
３００ ：構造物
３５０ ：橋梁
３５０ａ ：下面
４００ ：データベース
６００ ：構造物点検システム
７００ ：吊下装置
７０１ ：吊下部材
７０２ ：支持部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】