JP6450631B2 - 層間変位計測システム、層間変位計測方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、層間変位計測システム、層間変位計測方法、及びプログラムに関する。

地震発生時等に建物の変形が生じることが知られている。地震発生後の建物の健全性を評価する指標として、各層間の水平方向の変位差をフロアの高さで除した値（層間変形角）が用いられることが多い。
また、地震発生時のエレベータの健全性を評価するために、エレベータの昇降路内にＣＣＤカメラ等の光学的な計測機器を設置し、エレベータの昇降路の歪を計測する地震損傷計測システムがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２８１４３５号公報

しかしながら、特許文献１のようにエレベータの昇降路の歪を検出しても、エレベータの昇降路等が設けられたコア部の変形量は、必ずしも建物の変形量に一致するとは限らない。また、エレベータの昇降路等のコア部以外の場所には床があり、建物の各層を貫通して設けられているエレベータの昇降路等に適用する測定方法をコア部以外の場所に適用することは困難である。このように特許文献１等の方法では、建物の層間変形を精度良く計測できない場合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、建物の層間変形を精度良く計測する層間変位計測システム、層間変位計測方法、及びプログラムを提供する。

上述した課題を解決するための本発明の一態様は、複数の層からなる建物の第１の層に設けられた撮像部によって第２の層に設けられた被写体を撮影した映像データから、前記被写体の撮像画像内の位置に基づいて前記第１の層と前記第２の層との間の層間変位を得る層間変位計測部を備え、前記層間変位計測部は、地震発生前の建物の振動特性に応じて定められた信号帯域の信号成分を、当該地震による水平方向の振動の成分から抽出することを特徴とする層間変位計測システムである。

また、上記の層間変位計測システムは、地震の発生を検知する加速度計測部を備え、前記層間変位計測部は、前記加速度計測部によって検知された地震の振動が収まった後に前記映像データから前記信号成分を抽出し、前記抽出した信号成分を用いて前記層間変位を得ることを特徴とする。

また、上記の層間変位計測システムにおいて、前記加速度計測部は、前記地震発生前の建物の振動を検出し、前記検出された前記地震発生前の建物の振動から前記信号帯域を定め、前記層間変位計測部は、前記定められた信号帯域に含まれている信号成分を前記映像データから抽出することを特徴とする。

また、上記の層間変位計測システムにおいて、前記加速度計測部は、前記検出された前記地震発生前の建物の振動から当該建物の固有振動数を求め、前記求めた固有振動数の信号成分が含まれるように前記信号帯域を定め、前記層間変位計測部は、前記求めた固有振動数の信号成分が含まれるように前記定められた信号帯域に含まれている信号成分を前記映像データから抽出することを特徴とする。

また、上記の層間変位計測システムにおいて、前記加速度計測部は、前記建物の主たる振動成分までが含まれるように前記信号帯域を定め、前記層間変位計測部は、前記主たる振動成分までが含まれるように前記定められた信号帯域に含まれている信号成分を前記映像データから抽出することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様は、複数の層からなる建物の第１の層に設けられた撮像部によって前記建物の層間変形を撮影した映像データから、当該映像データによって示された前記建物の層間変形を第１の層と第２の層との間の層間変位に変換するステップと、地震発生前の建物の振動特性に応じて定められた信号帯域の信号成分を、当該地震による水平方向の振動の成分として前記映像データから抽出するステップとを含むことを特徴とする層間変位計測方法である。

また、本発明の他の一態様は、複数の層からなる建物の第１の層に設けられた撮像部によって前記建物の層間変形を撮影した映像データから、当該映像データによって示された前記建物の層間変形を第１の層と第２の層との間の層間変位に変換するステップと、地震発生前の建物の振動特性に応じて定められた信号帯域の信号成分を、当該地震による水平方向の振動の成分として前記映像データから抽出するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

以上説明したように、本発明によれば、建物の層間変形を精度良く計測する層間変位計測システム、層間変位計測方法、及びプログラムを提供することができる。

本発明の第１の実施形態による層間変位計測システムの構成例を表す概念図である。 本実施形態による特定の階の撮像部の配置を示す断面図である。 本実施形態による層間変位計測システムの概略構成を示す構成図である。 本実施形態による建物の常時微振動を示す説明図である。 本実施形態による層間変位計測システムの原理を示す説明図である。 本実施形態による層間変位計測システムにおける処理の手順を示すフローチャートである。 図６のステップＳａ３０における処理の手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態による特定の階の撮像部の配置を示す断面図である。 本実施形態による層間変位計測システムの概略構成を示す構成図である。 本実施形態による撮像部の取付角度が変化した場合の層間変位に対する影響について示す説明図である。 第３の実施形態による解析の単位期間を示すデータ区間の規定方法を示す説明図である。 図６のステップＳａ３０における第３の実施形態による処理の手順を示すフローチャートである。

本発明の実施形態における層間変位計測システムの概要について説明する。
本発明の実施形態における層間変位計測システムは、複数の層からなる建物の第１の層に設けられた撮像部によって第２の層に設けられた被写体を撮影した映像データから、前記被写体の撮像画像内の位置に基づいて前記第１の層と前記第２の層との間の層間変位を得る変換部を備える。前記変換部は、地震発生前の建物の振動特性に応じて定められた信号帯域の信号成分を、当該地震による水平方向の振動の成分から抽出する。
このような層間変位計測システムは、建物の層間変形を精度良く計測することができる。

［第１の実施形態］
以下、図を用いて本発明の第１の実施形態の層間変位計測システムの説明を行う。図１は、本発明の第１の実施形態による層間変位計測システムの構成例を表す概念図である。
図１において、層間変位計測システム１は、建物１００に設けられている撮像部１５_１から１５_ｎ（１からｎまでは建物の階数）の各々から地震時に撮像した画像データを取得する。撮像部１５_１から１５_ｎの各々は、それぞれ設けられた階の層（上層階）に近接する階の層（下層階）に設けられた被写体を撮像した映像データを出力する。ここで、撮像部１５は、図１に示すように、建物１００のそれぞれの階に配置されている。図１の建物１００が６階立ての建物である場合、１階１００_１に撮像部１５_１が配置され、２階１００_２に撮像部１５_２が配置され、３階１００_３に撮像部１５_３が配置され、４階１００_４に撮像部１５_４が配置され、５階１００_５に撮像部１５_５が配置され、６階１００_６に撮像部１５_６が配置されている。
また、撮像部１５_１から１５_ｎに対応するように、層間変位計測部１１_１から１１_ｎが各階に設けられている。層間変位計測部１１_１から１１_ｎは、撮像部１５_１から１５_ｎによってそれぞれ撮像された結果の映像データに基づいて、撮像部１５_１から１５_ｎの何れかの撮像部が設けられている第１の層と当該撮像部の被写体に当たる第２の層との間の層間変位を得る。
また、建物１００の屋上１００_Ｒには、加速度計測部１６が配置されている。また、この加速度計測部１６は、屋上１００_Ｒでなくとも、屋上１００_Ｒ近傍の最上階または建物１００の上層部に配置しても良い。
また、層間変位計測システム１は、上記の構成の他に、固有周期計測部１２、建物安全性評価部１３、データベース１４を含めて構成してもよい。

図２は、特定の階の撮像部の配置を示す断面図である。例えば、撮像部１５_１は、１階１００_１の天井側に配されている。撮像部１５_１は、上層階のスラブ又は梁下、柱梁接合部等の地震により変形が生じにくい場所に設置されている。撮像部１５_１は、光軸Ｌが鉛直になるように、光軸Ｌの方向を床面に向けて固定され、１階の床にある被写体を撮像する。同図において撮像部１５_１の下方側の二等辺三角形Ｄ１とＤ２は、撮像部１５_１の撮像可能な範囲を模擬的に示す。なお、撮像部１５_１の光軸Ｌの方向は、鉛直又は斜め下向きであってもよい。また、被写体は、地震等の振動で移動しないように床に固定して下層階の床上に据え置くものに限らず、床面に描かれた図形等であってもよい。
同図は、平常時の建物１００に歪が生じていない状態（実線）と、地震による歪が生じた状態（点線）とを示している。歪が生じた状態では、１階１００_１の階高ｈ１に対して、天井と床とが水平方向にΔｘ変位した状態が示されている。式（１）に示すように、この場合の層間変位はΔｘであり、φが層間変形角になる。

Δｘ＝（ｈ１）ｔａｎφ ・・・（１）

図３を参照して、層間変位計測システム１の概略構成について説明する。同図は、層間変位計測システム１の概略構成を示す構成図である。同図には、１階高分の層間変位を得る構成が示されている。
同図に示される層間変位計測システム１は、撮像部１５、加速度計測部１６、及び、層間変位計測部１１を備える。
撮像部１５は、複数の層からなる建物の第１の層に設けられている。撮像部１５は、第２の層に設けられた被写体を撮像して、被写体の像Ｘｐを示す映像データを出力する。地震による振動が無い状態の画像には、振動の影響を受けていない被写体の像（Ｘｐ）が映る。一方で、地震による振動ｇが有る状態の画像には、振動ｇの影響を受けた被写体の像（Ｘｐ）が映る。ここで、振動ｇの影響を受けた被写体の像（Ｘｐ）を示す映像データには、振動ｇによる揺れＸｇにより揺れた被写体の像の信号成分（Ｘｐ＋Ｘｇ）が含まれる。

層間変位計測部１１は、撮像部１５から出力された映像データから、前記被写体の撮像画像内の位置に基づいて、撮像部１５が設けられた層（第１の層）と撮像部１５の被写体になる層（第２の層）の間の層間変位を得る。例えば、層間変位計測部１１は、画素の大きさを基準にして、前記被写体の撮像画像内の位置の移動量を移動量に応じた画素数として算出する。層間変位計測部１１は、地震発生前の建物１００の振動特性に応じて定められた信号帯域の信号成分を、地震の振動が収まった後に当該地震による水平方向の振動の成分から抽出し、上記の層間変位を得る。

加速度計測部１６は、地震の発生前の建物１００の振動を検出し、前記検出された前記地震の発生前の建物１００の振動（常時微動や人力加振による強制振動による振動等）から、建物１００の振動特性に応じて信号帯域を定める。加速度計測部１６は、地震の発生時には、地震による振動が建物に到来している期間を検出する。

図４と図５を参照して、層間変位計測システム１の原理について説明する。図４は、建物の常時微振動を示す説明図である。同図に、加速度計測部１６が検出する建物１００の常時微振動Ｓｔの波形の一例を示す。図５は、層間変位計測システム１の原理を示す説明図である。同図に、地震時の建物１００の振動のエネルギー分布をスペクトルにして示す。
加速度計測部１６は、図４に示すような常時微振動Ｓｔを検出して、その常時微振動Ｓｔを周波数成分に変換することにより、図５に示すようなスペクトルＳｆを得る。ここで、ｆ０は建物１００の１次固有振動数(固有周期)を示す。スペクトルＳｆには、１次固有振動数ｆ０の成分の他、建物１００の高次の振動数成分や、建物１００以外の様々な外的要因によるノイズの振動数成分が併せて観測されている。同図の例では、スペクトルＳｆの３次固有振動数成分までのエネルギーが、４次固有振動数成分以上の周波数成分のエネルギーより大きく観測されている。ここで、１次固有振動数ｆ０より周波数が低い低周波領域から３次固有振動数成分までの成分を透過するようなローパスフィルタ型のフィルタを定め、そのフィルタのカットオフ周波数ｆｃを選択する。層間変位計測システム１は、上記の範囲の周波数成分から、建物１００の地震時の代表的な挙動を検出することができる。
なお、撮像部１５の撮像デバイスの大きさと、その解像度と、撮像部１５の光学系の焦点距離と、被写体から撮像部１５までの距離とから、撮像デバイスの１画素当たりの被写体の大きさを算出する。例えば、式（２）と式（３）に示すように、撮像デバイスの大きさ（横幅ＤＥＶＸｘ縦幅ＤＥＶＹ）と解像度（構成画素数：横ＮＸ画素ｘ縦ＮＹ画素）から１画素の幅ＰＩＣＷと高さＰＩＣＨが定まる。

ＰＩＣＷ＝ＤＥＶＸ／ＮＸ ・・・（２）

ＰＩＣＨ＝ＤＥＶＹ／ＮＹ ・・・（３）

被写体から撮像部１５までの距離Ｌと撮像部１５の光学系の焦点距離ｆとの比に基づいて、１画素の幅ＰＩＣＷと高さＰＩＣＨが、実際の被写体の移動量（横方向ΔＸｐｉｃ、縦方向ΔＹｐｉｃ）でそれぞれ何ｍｍ（ミリメートル）に対応するかを式（４）と式（５）により算出する。

ΔＸｐｉｃ＝ＰＩＣＷｘＬ／ｆ ・・・（４）

ΔＹｐｉｃ＝ＰＩＣＨｘＬ／ｆ ・・・（５）

被写体の像が撮像デバイスの撮像面上で何画素（横：ＭＸ画素、縦：ＭＹ画素）分移動したかにより、移動した画素数に応じた実空間の距離（実空間のＸ軸方向の距離：ΔＸ、Ｙ軸方向の距離：ΔＹ）を被写体が移動したものとして、式（６）と式（７）とから算出する。

ΔＸ＝（Ｘｐｉｃ）ｘ（ＭＸ）
＝（ＰＩＣＷｘＬ／ｆ）ｘ（ＭＸ） ・・・（６）

ΔＹ＝（Ｙｐｉｃ）ｘ（ＭＹ）
＝（ＰＩＣＨｘＬ／ｆ）ｘ（ＭＹ） ・・・（７）

以上の換算により、層間変位の変位量（ΔＸとΔＹ）を画素数から換算して得ることができる。

図６を参照して、層間変位計測システム１における処理について説明する。同図は、層間変位計測システム１における処理の手順を示すフローチャートである。
層間変位計測システム１は、平常時に加速度計測部１６が建物１００の固有振動数(固有周期)を検出する（ステップＳａ１０）。加速度計測部１６は、固有振動数(固有周期)を基準に１次固有振動数（ｆ０）より低周波成分から３次固有振動数成分までの成分を透過するようなカットオフ周波数ｆｃを選択して、振動の主成分を含む周波数領域を特定する（ステップＳａ２０）。
平常時に特定しておいた周波数領域の画像信号から、層間変位計測部１１は、地震時に撮像部１５によって得られた画像データに基づいて、被写体の変位量を抽出する（ステップＳａ３０）。層間変位計測部１１は、抽出した変位量から算出した推定変位量を出力する（ステップＳａ４０）。

図７を参照して、層間変位計測システム１における処理の詳細について説明する。同図は、図６のステップＳａ３０における層間変位計測システム１の処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
加速度計測部１６は、加速度を検出し（ステップＳａ３１）、検出した加速度の大きさから地震の発生を判定する（ステップＳａ３２）。地震の発生を検出しない場合（ステップＳａ３２：Ｎｏ）は、地震の発生の検出を繰り返し行う。
地震の発生を検出した場合（ステップＳａ３２：Ｙｅｓ）、層間変位計測部１１は、撮像部１５が撮像した映像データを記録する（ステップＳａ３３）。
加速度計測部１６は、検出した加速度から地震の終了を判定する（ステップＳａ３４）。地震の終了を検出しない場合（ステップＳａ３４：Ｎｏ）は、映像データの記録を継続して行わせる。
地震の終了を検出した場合（ステップＳａ３４：Ｙｅｓ）は、層間変位計測部１１は、記録されている映像データによって示される画像から特徴点を抽出する（ステップＳａ３５）。層間変位計測部１１は、記録されている映像データによって示される画像から抽出した特徴点が画像内で何画素移動したかの特徴点の移動量から推定変位量を算出する（ステップＳａ３６）。

以上に示したように、層間変位計測システム１は、撮像部１５によって得られた映像データから、建物１００の層間変形を精度良く計測することができる。

（第１の実施形態の変形例）
図１に示したように、層間変位計測システム１は、固有周期計測部１２、建物安全性評価部１３、データベース１４を含めて構成してもよい。
固有周期計測部１２は、加速度計測部１６から、地震発生後に供給される微振動データに対し、信号処理を行う。すなわち、固有周期計測部１２は、微振動データのフーリエ解析を行い、固有振動数を推定する。そして、建物安全性評価部１３は、抽出した固有振動数の周期を求め、この周期を固有周期Ｔとする。

建物安全性評価部１３は、建物１００における１階からｎ階までの全ての階又は撮像部１５の設置階における損傷程度の判定を行う。建物安全性評価部１３は、地震発生前後に算出した固有周期と固有周期の変動閾値とを比較し、地震発生後の固有周期Ｔ’が地震発生前の固有周期Ｔと比較して、変動閾値の範囲内であるか否かの判定を行う。このとき、建物安全性評価部１３は、固有周期Ｔ’が変動閾値の範囲外である場合、建物１００に不安全な状態が生じていると判定し、一方、固有周期Ｔ’が変動閾値の範囲内である場合、建物１００に不安全な状態といえる損傷は生じていない可能性が高いと判定する。建物安全性評価部１３における判定処理の詳細は、特開２０１４−１３４４３６号公報等に記載の方法を適用してもよい。

データベース１４は、各種判定に用いる判定条件、過去に検出された加速度の時刻歴を記憶する。

上記のように構成した層間変位計測システム１を、建物安全性評価システムとして機能させることができる。層間変位計測システム１を、建物安全性評価システムとして機能させる場合には、建物安全性評価部１３は、固有周期計測部１２により計測された固有周期の変化、各層間変位計測部１１により検出された層間変位の大きさ等に基づいて、建物１００の安全性を評価することができる。

［第２の実施形態］
以下、図８を用いて本発明の第２の実施形態の層間変位計測システムについて説明する。
図８は、特定の階の撮像部の配置を示す断面図である。例えば、層間変位計測システム１Ａにおいて、撮像部１５Ａ_１は、１階１００_１の天井側に配されている。撮像部１５Ａ_１の光軸Ｌが鉛直に対して所定の角度θを成すように、光軸Ｌの方向を床面に向けて撮像部１５Ａ_１が天井に固定されており、撮像部１５Ａ_１は、１階１００_１の床にある被写体を撮像する。同図において撮像部１５Ａ_１の下方側の三角形Ｄ３とＤ４は、撮像部１５Ａ_１の撮像可能な範囲を模擬的に示す。また、被写体は、前述した場合と同様に、床に移動しないように固定して床上に据え置くものに限らず、床面に描かれた図形等でもよい。
なお、撮像部１５Ａ_１には、撮像部１５Ａ_１の取付角度を検出する角度検出部１７が設けられている。
同図は、平常時の建物１００に歪が生じていない状態（実線）と、地震による歪が生じた状態（点線）とを示している。建物１００に歪が生じた状態では、１階１００_１の階高ｈ１に対して、天井と床とが水平方向にΔｘ変位した状態が示されている。前述の式（１）に示した通り、この場合の層間変位はΔｘであり、φが層間変形角になる。

ところで、同図に示されるように、撮像部１５Ａ_１の光軸Ｌが鉛直に対して所定の角度θを成すように設けられており、その角度θが角度検出部１７によって検出される。初期の取付角度が角度θの場合には、光軸Ｌは、撮像部１５Ａ_１の真下の位置からｈｔａｎθ離れた場所に向けられている。ｈは、床面から撮像部１５までの距離を示す。
また、同図には、地震により、地震中に撮像部１５Ａ_１の取付角度が変化して、撮像部１５Ａ_１の光軸Ｌ’が鉛直に対して所定の角度（θ＋α）を成す状態になり、その角度（θ＋α）が角度検出部１７によって検出される。

図９を参照して、層間変位計測システム１Ａの概略構成について説明する。同図は、層間変位計測システム１Ａの概略構成を示す構成図である。同図には、１階高分の層間変位を得る構成が示されている。同図に示される層間変位計測システム１Ａは、撮像部１５Ａ、加速度計測部１６、角度検出部１７、及び、層間変位計測部１１Ａを備える。
前述の構成と同じ構成には、同じ符号を附す。
撮像部１５Ａは、前述の撮像部１５に相当し、角度検出部１７が付帯する点が異なる。
角度検出部１７は、撮像部１５Ａの取付角度を検出する。例えば、角度検出部１７は、撮像部１５Ａの取付角度を、撮像部１５Ａ_１の光軸Ｌが鉛直に対して成す角度θで示す。
層間変位計測部１１Ａは、前述の層間変位計測部１１に相当し、撮像部１５Ａから出力された映像データから、前記被写体の撮像画像内の位置に基づいて、撮像部１５Ａが設けられた層（第１の層）と撮像部１５Ａの被写体になる層（第２の層）の間の層間変位を得る。層間変位計測部１１Ａは、角度検出部１７から撮像部１５Ａの取付角度を得て、撮像部１５Ａの取付角度の変化に応じて生じる偏差を補正する。

図１０を参照して、撮像部１５Ａの取付角度が変化した場合の層間変位に対する影響ついて説明する。図１０は、撮像部１５Ａの取付角度が変化した場合の層間変位に対する影響について示す説明図である。図１０（ａ）に、撮像部１５Ａの取付角度が変化した場合の層間変位を示し、図１０（ｂ）に、撮像部１５Ａの取付角度が変化した場合の層間変位に対する影響を打ち消すように補正した結果を示す。
地震により、撮像部１５Ａの取付角度が角度θから角度（θ＋α）に変化した場合について検討する。
振動の衝撃等の影響を受け、撮像部１５Ａ_１の取付角度が変化してしまう場合がある。このような取付角度の変化が生じた場合には、変位量Δｘに取付角度の変化に起因する誤差が検出される。この誤差は、振動によって値が変化せずに、地震後の値に恒常的な偏差として現れる。偏差εの大きさは、下記の式（８）から計算できる。

ε＝ｈ｛ｔａｎ（θ＋α）−ｔａｎθ｝ ・・・（８）

そこで、撮像部１５Ａ_１の取付角度の恒常的な変化分を打ち消すように上記の偏差の値を減算して補正することにより、撮像部１５Ａ_１の取付角度の恒常的な変化に影響されることなく、上記の偏差を低減した層間変位を得ることができる。
なお、衝撃によって同じ地震内で度々取付角度が変化した場合には、角度変化が計測される度にデータを補正するとよい。また、撮像部１５Ａ_１を取り付けている雲台等の部材の弾性変形等により時々刻々と取付け角度が変化する場合がある。上記の場合には、偏差は、「恒常的な偏差」として発生するだけでなく「経時的に値が変化する偏差」として発生する。例えば、上記の式（８）により算出される偏差εを「恒常的な偏差」として扱わず、上記の式（８）により時事刻々と算出される偏差εを計測データから差し引く補正方法を適用することにより、上記のような「経時的に値が変化する偏差」についても補正することができる。

以上に示したように、層間変位計測システム１Ａによれば、建物の層間変形を精度良く計測することができる。

［第３の実施形態］
以下、図１から図６と図１１と図１２を用いて本発明の第３の実施形態の層間変位計測システムについて説明する。

また、上記の実施形態の説明において、層間変位計測システム１（１Ａ）は、地震の揺れが治まった後に、建物１００の層間変位の解析や安全性の評価を実施するものとして説明したが、地震による振動を受けて揺れが継続している最中に、層間変位計測システム１（１Ａ）は、建物１００の層間変位の解析やその安全性を評価してもよい。地震による振動を受けて揺れが継続している最中に建物１００の層間変位の解析やその安全性を評価する場合には、適当な長さの期間に対応するデータ区間ごとに振動の分析を行って、層間変位を得ても良い。例えば、図１１に示すように、複数のデータ区間を定義する。同図は、解析の単位期間を示すデータ区間の規定方法を示す説明図である。それぞれのデータ区間は、当該データ区間の前後のデータ区間に一部が重畳するように期間を重ねて定められている。例えば、加速度計測部１６は、区間１で示されるデータ区間のデータから、区間１に対応するスペクトルＳｆを得る。層間変位計測部１１は、区間１に対応するスペクトルＳｆに対してリアルタイムでノイズを低減する処理を実施して、層間変位を得る。層間変位計測システム１（１Ａ）の建物安全性評価部１３は、ノイズを低減した後のスペクトルＳｆに基づいて建物１００の安全性評価を実施する。
層間変位計測システム１（１Ａ）は、区間１の処理に続き、区間２、区間３、・・・、区間ｎの各区間についても同様に、区間ごとにフーリエ変換を実施して、区間２、区間３、・・・、区間ｎの各区間に対応するスペクトルＳｆをそれぞれ得る。層間変位計測部１１は、区間２、区間３、・・・、区間ｎの各区間に対応するスペクトルＳｆに対してリアルタイムでノイズを低減する処理を実施して、各区間における層間変位を得る。層間変位計測システム１（１Ａ）の建物安全性評価部１３は、ノイズを低減した後のスペクトルＳｆに基づいて建物１００の安全性評価を実施する。
また、層間変位計測システム１（１Ａ）は、このようにして得られた各区間のスペクトルＳｆを建物１００に設けられている表示部に順次表示させるようにしてもよい。

図１２を参照して、図１１に示す処理の手順について説明する。同図は、図１１に示す処理の手順を示すフローチャートである。同図に示されるステップＳ３１からステップＳ３３の処理は、前述の図７のステップＳ３１からステップＳ３３の処理に対応する。
ステップＳ３３の処理を終えた後、層間変位計測部１１は、記録されている映像データを区間毎に読み出して、区間毎の映像データによって示される画像から特徴点を抽出する（ステップＳａ３５Ａ）。層間変位計測部１１は、区間毎に読み出した映像データの画像から抽出した特徴点の移動量から、各区間に対応するスペクトルＳｆを得て、各区間に対応するスペクトルＳｆに対してリアルタイムでノイズを低減する。層間変位計測部１１は、上記の処理を実施して、層間変位（推定変位量）を算出する。
さらに、層間変位計測部１１は、地震による振動を受けて揺れが継続している間に算出した推定変位量を、建物１００に設けられている表示部に表示させてもよい。建物安全性評価部１３は、ノイズを低減した後のスペクトルＳｆに基づいて建物１００の安全性評価を実施してもよい（ステップＳａ３６Ａ）。

加速度計測部１６は、検出した加速度から地震の終了を判定する（ステップＳａ３７）。地震の終了を検出しない場合（ステップＳａ３７：Ｎｏ）は、映像データの記録を継続して行わせる。
地震の終了を検出した場合（ステップＳａ３７：Ｙｅｓ）は、同図に示す処理を終える。

このように、層間変位計測システム１（１Ａ）は、建物１００の状態を逐次表示することができ、速やかに建物１００の状態を建物１００を利用している利用者に表示することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、層間変位計測システム１（１Ａ）は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した処理に関する一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。また、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ等も含むものとする。

そして、層間変位計測システム１（１Ａ）における層間変位計測部１１、加速度計測部１６、及び建物安全性評価部１３における各処理の全部又は一部の処理は、ＣＰＵ等の中央演算処理装置がＲＯＭやＲＡＭ等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工、演算処理を実行することにより、実現されるものである。勿論、層間変位計測システム１（１Ａ）を構成する各処理部は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよい。

なお、ここで、本発明と上記実施形態との対応関係について補足して説明する。
上記実施形態において、本発明における層間変位計測システムが層間変位計測システム１（１Ａ）に対応し、層間変位計測部が層間変位計測部１１に対応し、加速度計測部が加速度計測部１６に対応する。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の層間変位計測システム１（１Ａ）は、上述の図示例にのみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、層間変位計測システム１（１Ａ）において計測された層間変位のデータ（変位データ）を、層間変位計測部１１から建物安全性評価部１３にリアルタイムで転送して、変位データをデータベース１４に逐次記録してもよい。このような変位データを時系列情報として記録することにより、地震時の建物１００の挙動を示すデータをデータベース１４に残すことができる。

また、建物安全性評価部１３は、層間変位計測システム１（１Ａ）において計測された層間変位のデータ（変位データ）を解析して、解析の結果である建物１００の安全性に関する情報を出力するように構成してもよい。建物安全性評価部１３は、上記の情報の出力先である表示部を建物１００の各階に設けておき、当該表示部に建物１００の安全性に関する情報を逐次表示させるようにしてもよい。また、層間変位計測システム１（１Ａ）は、建物１００の利用者が携帯する端末装置の表示部を利用して、建物１００の安全性に関する情報を逐次表示させるように構成してもよい。

また、特に、建物１００において、コア部が偏心し、建物１００の剛性が平面的に偏っている場合等は、捩れ振動等が励起され、建物１００の外周部の変形量がコア部の変形量と比較して大きくなる場合がある。このような場合、層間変位計測システム１（１Ａ）は、建物１００の外周部の変形量に基づいて建物１００の安全性を評価することにより、建物１００の変形の大きさに応じた安全性を適切に評価することができる。

（１）なお、本実施形態に示す層間変位計測システム１は、複数の層からなる建物の第１の層に設けられた撮像部によって第２の層に設けられた被写体を撮影した映像データから、前記被写体の撮像画像内の位置に基づいて前記第１の層と前記第２の層との間の層間変位を得る層間変位計測部１１を備える。層間変位計測部１１が、地震発生前の建物の振動特性に応じて定められた信号帯域の信号成分を、当該地震による水平方向の振動の成分から抽出することにより、層間変位計測システム１は、ノイズ成分を低減させた振動の成分を得る。これにより、層間変位計測システム１は、建物１００の層間変形を精度良く計測することができる。

（２）層間変位計測システム１は、地震の発生を検知する加速度計測部１６を備える。
層間変位計測部１１は、加速度計測部１６によって検知された地震の振動が収まった後に前記映像データから前記信号成分を抽出し、前記抽出した信号成分を用いて前記層間変位を得る。これにより、地震の発生と地震による振動が収まったことを検出することができ、地震がおさまってから速やかに建物１００の層間変位を算定することができる。

（３）加速度計測部１６は、前記地震発生前の建物の振動を検出し、前記検出された前記地震発生前の建物の振動から前記信号帯域を定める。
層間変位計測部１１は、前記定められた信号帯域に含まれている信号成分を前記映像データから抽出する。これにより、実際の建物１００の常時微振動から建物１００固有の信号帯域を特定することができ、ノイズの影響を低減して地震による層間変位を得ることができる。

（４）加速度計測部１６は、前記検出された前記地震発生前の建物の振動から当該建物の固有振動数を求め、前記求めた固有振動数の信号成分が含まれるように前記信号帯域を定める。
層間変位計測部１１は、前記求めた固有振動数の信号成分が含まれるように前記定められた信号帯域に含まれている信号成分を前記映像データから抽出する。
これにより、実際の建物１００の常時微振動から建物１００の固有振動数（固有周期）を得ることができ、固有振動数（固有周期）に基づいて有効な信号成分の信号帯域を特定することができ、ノイズの影響を低減して地震による層間変位を得ることができる。

（５）加速度計測部１６は、建物１００の主たる振動成分までが含まれるように前記信号帯域を定める。層間変位計測部１１は、前記主たる振動成分までが含まれるように前記定められた信号帯域に含まれている信号成分を前記映像データから抽出する。
これにより、実際の建物１００の常時微振動等から建物１００の主たる振動成分を得るように、所望の固有振動数（固有周期）成分を含む有効な信号成分の信号帯域を特定する。これにより、層間変位計測システム１（１Ａ）は、ノイズの影響を低減して地震による層間変位を得ることができる。

１、１Ａ 層間変位計測システム、
１１、１１Ａ 層間変位計測部、１５ 撮像部、１６ 加速度計測部、１７ 角度検出部

Claims (7)

1. 複数の層からなる建物の第１の層に設けられた撮像部によって第２の層に設けられた被写体を撮影した映像データから、前記被写体の撮像画像内の位置に基づいて前記第１の層と前記第２の層との間の層間変位を得る層間変位計測部
   を備え、
   前記層間変位計測部は、
   地震発生前の建物の振動特性に応じて定められた信号帯域の信号成分を、当該地震による水平方向の振動の成分から抽出する
   ことを特徴とする層間変位計測システム。
2. 地震の発生を検知する加速度計測部
   を備え、
   前記層間変位計測部は、
   前記加速度計測部によって検知された地震の振動が収まった後に前記映像データから前記信号成分を抽出し、前記抽出した信号成分を用いて前記層間変位を得る
   ことを特徴とする請求項１に記載の層間変位計測システム。
3. 前記加速度計測部は、
   前記地震発生前の建物の振動を検出し、前記検出された前記地震発生前の建物の振動から前記信号帯域を定め、
   前記層間変位計測部は、
   前記定められた信号帯域に含まれている信号成分を前記映像データから抽出する
   ことを特徴とする請求項２に記載の層間変位計測システム。
4. 前記加速度計測部は、
   前記検出された前記地震発生前の建物の振動から当該建物の固有振動数を求め、前記求めた固有振動数の信号成分が含まれるように前記信号帯域を定め、
   前記層間変位計測部は、
   前記求めた固有振動数の信号成分が含まれるように前記定められた信号帯域に含まれている信号成分を前記映像データから抽出する
   ことを特徴とする請求項３に記載の層間変位計測システム。
5. 前記加速度計測部は、
   前記建物の主たる振動成分までが含まれるように前記信号帯域を定め、
   前記層間変位計測部は、
   前記主たる振動成分までが含まれるように前記定められた信号帯域に含まれている信号成分を前記映像データから抽出する
   ことを特徴とする請求項４に記載の層間変位計測システム。
6. 複数の層からなる建物の第１の層に設けられた撮像部によって前記建物の層間変形を撮影した映像データから、当該映像データによって示された前記建物の層間変形を第１の層と第２の層との間の層間変位に変換するステップと、
   地震発生前の建物の振動特性に応じて定められた信号帯域の信号成分を、当該地震による水平方向の振動の成分として前記映像データから抽出するステップと
   を含むことを特徴とする層間変位計測方法。
7. 複数の層からなる建物の第１の層に設けられた撮像部によって前記建物の層間変形を撮影した映像データから、当該映像データによって示された前記建物の層間変形を第１の層と第２の層との間の層間変位に変換するステップと、
   地震発生前の建物の振動特性に応じて定められた信号帯域の信号成分を、当該地震による水平方向の振動の成分として前記映像データから抽出するステップと
   をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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