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JP6937642B2 - Surface evaluation method and surface evaluation device - Google Patents
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Description

本発明は、構造物の表面状態を評価する表面評価方法及び表面評価装置に関する。 The present invention relates to a surface evaluation method and a surface evaluation device for evaluating the surface state of a structure.

コンクリート構造物のひび割れを計測する場合、クラックゲージやスケールを用いてコンクリート表面上で直接計測することが多い。
また、写真等の画像中のひび割れ等を計測する場合、計測対象と同一画像中にスケールやゲージを計測できる位置に映り込ませる必要があった(例えば、特許文献1、非特許文献1参照。)。近接して撮影が可能な場合は、計測対象と正対して撮影し、画像を取得する。そして、特許文献1、非特許文献1に記載された技術においては、画像のシェーディング補正、2値化処理を行ない、ひび割れ領域を抽出する。次に、ひび割れであると判断された領域において、各ピクセルの輝度値を加算した輝度値合計を求めた見掛面積に補正係数を乗算して、ひび割れの面積を算出する。これにより、サブピクセル精度で計測基準である0.2mmのひび割れ幅を計測することが原理的には可能である。
When measuring cracks in concrete structures, it is often measured directly on the concrete surface using a crack gauge or scale.
Further, when measuring cracks or the like in an image such as a photograph, it is necessary to reflect the scale or gauge in the same image as the measurement target at a position where the scale or gauge can be measured (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). ). If it is possible to shoot in close proximity, shoot in front of the measurement target and acquire the image. Then, in the techniques described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, shading correction and binarization processing of the image are performed to extract the cracked region. Next, in the region determined to be a crack, the area of the crack is calculated by multiplying the apparent area obtained by adding the brightness values of each pixel to the total luminance value obtained by the correction coefficient. As a result, it is possible in principle to measure the crack width of 0.2 mm, which is a measurement standard, with sub-pixel accuracy.

また、数点のレーザ光点間の距離、左右角、上下角、対物距離、縮尺等を求め、これらのパラメータで正規化して、コンクリート構造物の全体の画像を得ると共に、構造物の状況を数値で知らせる技術も検討されている(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, the distance between several laser beam points, left-right angle, vertical angle, objective distance, scale, etc. are obtained and normalized by these parameters to obtain an entire image of the concrete structure and the status of the structure. A technique for informing numerical values is also being studied (see, for example, Patent Document 2).

特開2003−214827号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-214827 特開2004−69434号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-69434

竹田宣典 他、「画像処理によるコンクリート構造物のひび割れ計測」、株式会社大林組、大林組技術研究所報、No.79、2015、[online]、[平成29年8月28日検索]、インターネット、<URL:https://www.obayashi.co.jp/technology/shoho/079/2015_079_36.pdf>Nobunori Takeda et al., "Measurement of cracks in concrete structures by image processing", Obayashi Corporation, Obayashi Technical Research Institute Bulletin, No.79, 2015, [online], [Search on August 28, 2017], Internet, <URL: https://www.obayashi.co.jp/technology/shoho/079/2015_079_36.pdf>

コンクリート構造物のひび割れ等の表面状態をサブピクセル精度で計測するためには、評価対象物までの距離を的確に計測する必要がある。例えば、レーザ距離計測により、評価対象物とカメラとの距離を求めることが多い。この手法では、壁面等の評価対象物とカメラとが正対していることが条件となる。しかしながら、評価現場では、正対して撮影することが困難な場合が多い。特に、カメラの移動が困難な場合は、カメラを上下左右に振って撮影するため、カメラと評価対象物との幾何関係は画像毎に変化し、正確な評価を行なうことが困難である。 In order to measure the surface condition such as cracks in a concrete structure with sub-pixel accuracy, it is necessary to accurately measure the distance to the evaluation target. For example, the distance between the evaluation object and the camera is often obtained by measuring the laser distance. In this method, it is a condition that the evaluation object such as a wall surface and the camera face each other. However, at the evaluation site, it is often difficult to shoot face-to-face. In particular, when it is difficult to move the camera, the camera is shaken up, down, left, and right to take a picture, so that the geometric relationship between the camera and the evaluation object changes for each image, and it is difficult to perform accurate evaluation.

また、撮影深度を計測可能な距離カメラを用いれば、全画素の距離を測定することが可能である。しかしながら、LiDAR(Light Detection and Ranging)技術を用いても精度向上は難しく、例えば、ひび割れ幅計測に必要な0.2mm/pixelでの精度で計測することは困難である。 Further, if a distance camera capable of measuring the shooting depth is used, it is possible to measure the distance of all pixels. However, it is difficult to improve the accuracy even by using LiDAR (Light Detection and Ranging) technology, and it is difficult to measure with the accuracy of 0.2 mm / pixel required for crack width measurement, for example.

・上記課題を解決する表面評価方法は、評価対象面の撮影画像を用いて、前記評価対象面の表面状態を評価する。この場合、評価モデル記憶装置に、分解能及び画素の光特徴量に関連付けて表面状態を記録し、前記評価対象面に、撮影面を特定するための基準画像を投影し、前記基準画像を含めた評価対象面の撮影画像を取得し、前記撮影画像に含まれる基準画像の配置に基づいて、前記撮影画像に含まれる画素の分解能を算出し、前記評価モデル記憶装置を用いて、前記分解能と前記撮影画像に含まれる画素の光特徴量に基づいて、前記評価対象面の表面状態を評価する。 -The surface evaluation method for solving the above problems evaluates the surface state of the evaluation target surface using a photographed image of the evaluation target surface. In this case, the surface state is recorded in the evaluation model storage device in relation to the resolution and the optical feature amount of the pixel, a reference image for specifying the imaging surface is projected on the evaluation target surface, and the reference image is included. acquires a photographed image of the evaluation target surface, based on the arrangement of the reference image included in the captured image, calculates the resolution of the pixels included in the captured image, using the evaluation model store, the said resolution The surface state of the surface to be evaluated is evaluated based on the amount of optical features of the pixels included in the captured image.

本発明によれば、撮影画像を用いて、遠方から構造物の表面状態を評価することができる。 According to the present invention, the surface state of a structure can be evaluated from a distance using a photographed image.

本実施形態における表面評価システムの構成を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the structure of the surface evaluation system in this embodiment. 本実施形態におけるクラックスケール情報記憶部に記録されたクラックスケールモデルの説明図。Explanatory drawing of the crack scale model recorded in the crack scale information storage part in this embodiment. 本実施形態における処理手順の流れ図。The flow chart of the processing procedure in this embodiment. 本実施形態における処理手順の説明図であって、(a)は壁面とカメラとの位置関係、(b)は撮影画像の説明図。It is explanatory drawing of the processing procedure in this embodiment, (a) is a positional relationship between a wall surface and a camera, (b) is an explanatory view of a photographed image.

以下、図1〜図4を用いて、表面評価方法及び表面評価装置を具体化した一実施形態を説明する。本実施形態では、評価対象面としてコンクリート構造物の表面状態(ひび割れ)を計測する場合を想定する。 Hereinafter, an embodiment in which the surface evaluation method and the surface evaluation device are embodied will be described with reference to FIGS. 1 to 4. In this embodiment, it is assumed that the surface condition (crack) of the concrete structure is measured as the surface to be evaluated.

図1に示すように、本実施形態では、カメラ10、レーザ照射装置15、評価装置20を用いて、コンクリート構造物の壁面30に生じたひび割れ31の幅(ひび割れ幅)を計測する。 As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the width (crack width) of the crack 31 generated on the wall surface 30 of the concrete structure is measured by using the camera 10, the laser irradiation device 15, and the evaluation device 20.

カメラ10は、被写体を撮影し、撮影画像(カラー画像)を生成する撮影手段である。
レーザ照射装置15は、カメラ10の撮影範囲に、3本のレーザ光を照射する。3本のレーザ光は、基準画像として既知の形状(本実施形態では正三角形)の頂点に配置されている。
The camera 10 is a photographing means for photographing a subject and generating a photographed image (color image).
The laser irradiation device 15 irradiates the imaging range of the camera 10 with three laser beams. The three laser beams are arranged at the vertices of a shape known as a reference image (an equilateral triangle in this embodiment).

評価装置20は、撮影画像に基づいて、ひび割れ幅を算出するコンピュータシステムである。この評価装置20は、制御部21、クラックスケール情報記憶部22を備えている。 The evaluation device 20 is a computer system that calculates the crack width based on the captured image. The evaluation device 20 includes a control unit 21 and a crack scale information storage unit 22.

制御部21は、制御手段(CPU、RAM、ROM等)を備え、後述する処理(画像取得段階、分解能評価段階、表面評価段階等の各処理等)を行なう。そのための評価プログラムを実行することにより、制御部21は、画像取得部211、分解能評価部212、表面評価部213として機能する。 The control unit 21 includes control means (CPU, RAM, ROM, etc.) and performs processes described later ( each process such as an image acquisition step, a resolution evaluation step, a surface evaluation step, etc.). By executing the evaluation program for that purpose, the control unit 21 functions as an image acquisition unit 211, a resolution evaluation unit 212, and a surface evaluation unit 213.

画像取得部211は、カメラ10で撮影した撮影画像を取得する処理を実行する。
分解能評価部212は、撮影画像に含まれる各ピクセルの分解能を算出する処理を実行する。分解能の算出方法については、後述する。
表面評価部213は、撮影画像に含まれるひび割れ状態を評価する処理を実行する。
The image acquisition unit 211 executes a process of acquiring a captured image captured by the camera 10.
The resolution evaluation unit 212 executes a process of calculating the resolution of each pixel included in the captured image. The method of calculating the resolution will be described later.
The surface evaluation unit 213 executes a process of evaluating the cracked state included in the captured image.

クラックスケール情報記憶部22には、ひび割れ幅を算出するための情報としてクラックスケールモデル220が記録されている。このクラックスケールモデル220には、分解能毎に、ひび割れ幅に対して、輝度特徴量(光特徴量)が記録されている。 The crack scale model 220 is recorded in the crack scale information storage unit 22 as information for calculating the crack width. In this crack scale model 220, a luminance feature amount (optical feature amount) is recorded for each crack width for each resolution.

図2に示すように、クラックスケールモデル220は、同じクラックスケールを異なる焦点距離で撮影した複数の画像を用いて作成する。具体的には、焦点距離によって決まる分解能に応じて、撮影したクラックスケールを用いて、輝度特徴量、ひび割れ幅との関係を算出する。そして、異なる分解能で撮影したクラックスケールに対して、分解能を補間したキャリブレーション直線を算出してクラックスケールモデル220を作成する。 As shown in FIG. 2, the crack scale model 220 is created by using a plurality of images of the same crack scale taken at different focal lengths. Specifically, the relationship between the luminance feature amount and the crack width is calculated using the captured crack scale according to the resolution determined by the focal length. Then, a calibration straight line with the resolution interpolated is calculated for the crack scales taken with different resolutions to create the crack scale model 220.

分解能の算出処理)
次に、分解能の算出処理を説明する。この処理は、制御部21の分解能評価部212において実行される。壁面30上に投影されたレーザ光(頂点A,B,C)を用いて、カメラ10と壁面30(コンクリート平面)との幾何関係を導出し、画素毎に分解能の算出を行なう。この場合、以下の条件を満たすことを前提とする。
・壁面30は2次元平面であること。
・レンズ収差は補正済みであること。
・カメラ10とレーザ光の照射位置、及び焦点距離が既知であること。
( Resolution calculation process)
Next, the resolution calculation process will be described. This process is executed by the resolution evaluation unit 212 of the control unit 21. Using the laser beam (vertices A, B, C) projected on the wall surface 30, the geometric relationship between the camera 10 and the wall surface 30 (concrete plane) is derived, and the resolution is calculated for each pixel. In this case, it is assumed that the following conditions are met.
-The wall surface 30 is a two-dimensional plane.
-Lens aberration has been corrected.
-The camera 10, the irradiation position of the laser beam, and the focal length are known.

壁面30とカメラ10とが正確に正対している場合には、投影されたレーザ光が1辺の長さLtが既知である正三角形の配置を形成する。一方、壁面30とカメラ10とが正対していない場合、正三角形の配置を形成せずに歪んだ形となる。本実施形態では、この歪みをカメラ10と壁面30の幾何関係として算出する。 When the wall surface 30 and the camera 10 are exactly facing each other, the projected laser beam forms an equilateral triangle arrangement in which the length Lt of one side is known. On the other hand, when the wall surface 30 and the camera 10 do not face each other, the shape is distorted without forming an equilateral triangular arrangement. In this embodiment, this distortion is calculated as the geometric relationship between the camera 10 and the wall surface 30.

まず、図4に示すように、カメラ座標系(x−y−z)と画像座標系(u−v)を考える。
レーザ光は、カメラ座標系のz方向に、平行光線で出力されるため、三角形の各頂点A,B,Cのx成分XA,XB,XCとy成分YA,YB,YCは既知の値である。未知のパラメータZA,ZB,ZCを画像上での各頂点A,B,Cのu−v平面の座標値PA(uA,vA),PB(uB,vB),PC(uC,vC)を用いて算出する。
First, as shown in FIG. 4, consider the camera coordinate system (xyz) and the image coordinate system (uv).
Since the laser beam is output as parallel rays in the z direction of the camera coordinate system, the x components XA, XB, XC and y components YA, YB, YC of the vertices A, B, and C of the triangle are known values. be. The unknown parameters ZA, ZB, ZC are used as the coordinate values PA (uA, vA), PB (uB, vB), PC (uC, vC) of the uv plane of each vertex A, B, C on the image. To calculate.

Figure 0006937642
ここで、fは焦点距離である。式(1)より、三角形の頂点座標の3成分を導出することができる。
Figure 0006937642
Here, f is the focal length. From equation (1), the three components of the coordinates of the vertices of the triangle can be derived.

次に、画像内の各画素Piにおける3次元座標をそれぞれ算出する。壁面30と原点OとU−V平面内の各Piを結ぶ3次元直線との交点を算出することで、3次元座標を決定できる。壁面30の平面は、頂点A,B,Cの座標値により算出できる。まず、ベクトルAB,ACは、以下のようになる。 Next, the three-dimensional coordinates of each pixel Pi in the image are calculated. The three-dimensional coordinates can be determined by calculating the intersection of the wall surface 30, the origin O, and the three-dimensional straight line connecting each Pi in the UV plane. The plane of the wall surface 30 can be calculated from the coordinate values of the vertices A, B, and C. First, the vectors AB and AC are as follows.

Figure 0006937642
Figure 0006937642

これにより、ベクトルABとACの外積から、平面の法線ベクトルが求められる。頂点Aを通る平面式は、式(2)で求めた法線ベクトルをn(l,m,n)とすると以下のようになる。 As a result, the normal vector of the plane can be obtained from the outer product of the vectors AB and AC. The plane equation passing through the vertex A is as follows, where n (l, m, n) is the normal vector obtained by the equation (2).

Figure 0006937642
Figure 0006937642

次に、3次元直線について考える。例えば、直線O-PBの式は、原点Oを通る。単位ベクトルにするため、直線の単位ベクトルの長さLを算出すると以下となる。

Figure 0006937642
Next, consider a three-dimensional straight line. For example, the equation for the straight line O-PB passes through the origin O. In order to make it a unit vector, the length L of the unit vector of a straight line is calculated as follows.
Figure 0006937642

長さLを用いて、直線式は、以下のようになる。 Using the length L, the linear equation is as follows.

Figure 0006937642
Figure 0006937642

交点を求めるために、式(5)にtを置くと、以下のようになる。 Putting t in equation (5) to find the intersection gives:

Figure 0006937642
Figure 0006937642

x,y,zで分解すると、以下のようになる。 When decomposed by x, y, z, it becomes as follows.

Figure 0006937642
Figure 0006937642

式(7)を式(3)の平面式に代入すると、以下のようになる。 Substituting equation (7) into the planar equation of equation (3) gives the following.

Figure 0006937642
Figure 0006937642

ここで、tについて解くと、以下のようになる。 Here, the solution for t is as follows.

Figure 0006937642
Figure 0006937642

式(9)を式(7)に代入すると、交点x,y,zを求めることができる。 By substituting Eq. (9) into Eq. (7), the intersections x, y, and z can be obtained.

Figure 0006937642
Figure 0006937642

式(10)より,uBに関する交点は求められた。同様に各Piに関しても同じ手順で交点、つまり3次元座標を算出することができる。
各画素の3次元座標を求めることができたので、各画素の分解能(mm/pixel)を算出することが可能である。各Piは1ピクセルに相当する。そこで、Piの両側で隣接する2点(Pi-1,Pi+1)の3次元座標を用いて、Piの分解能Riを算出する。ただし、縦と横で分解能が異なる可能性があるので、分解能は縦横の平均値とする。
From equation (10), the intersection for uB was obtained. Similarly, for each Pi, the intersection, that is, the three-dimensional coordinates can be calculated by the same procedure.
Since the three-dimensional coordinates of each pixel can be obtained, the resolution (mm / pixel) of each pixel can be calculated. Each Pi corresponds to one pixel. Therefore, the resolution Ri of Pi is calculated using the three-dimensional coordinates of two points (Pi-1, Pi + 1) adjacent to each other on both sides of Pi. However, since the resolution may differ between the vertical and horizontal directions, the resolution is the average value of the vertical and horizontal values.

Figure 0006937642
Figure 0006937642

以上により、カメラと壁面までの距離を決定でき、1枚の画像のすべての画素の分解能を算出することができる。 From the above, the distance between the camera and the wall surface can be determined, and the resolutions of all the pixels of one image can be calculated.

(ひび割れの評価処理)
次に、図3を用いて、ひび割れの評価処理の処理手順を説明する。
まず、評価装置20の制御部21は、画像の取得処理を実行する(ステップS1−1)。
(Evaluation processing of cracks)
Next, the processing procedure of the crack evaluation process will be described with reference to FIG.
First, the control unit 21 of the evaluation device 20 executes an image acquisition process (step S1-1).

図4(a)に示すように、コンクリート構造体の壁面30のひび割れ31の評価を行なう場合を想定する。この場合、まず、レーザ照射装置15を用いて、壁面30に予め定められた配置(本実施形態では、正三角形)で3本のレーザ光を照射する。この場合、壁面30には、頂点A,B,Cの三角形状でレーザ光の輝点(レーザスポット)が生成される。 As shown in FIG. 4A, it is assumed that the crack 31 of the wall surface 30 of the concrete structure is evaluated. In this case, first, the laser irradiation device 15 is used to irradiate the wall surface 30 with three laser beams in a predetermined arrangement (in this embodiment, an equilateral triangle). In this case, bright spots (laser spots) of laser light are generated on the wall surface 30 in the shape of triangles of vertices A, B, and C.

そして、カメラ10を用いてコンクリート構造体の壁面30を撮影する。
この場合、図4(b)に示すように、画像中に、ひび割れ31及び頂点A,B,Cが含まれるようにカラー撮影を行なう。そして、評価装置20に撮影画像500を入力する。この場合、制御部21の画像取得部211は、撮影画像500を取得する。
Then, the wall surface 30 of the concrete structure is photographed using the camera 10.
In this case, as shown in FIG. 4B, color photography is performed so that the image includes the crack 31 and the vertices A, B, and C. Then, the captured image 500 is input to the evaluation device 20. In this case, the image acquisition unit 211 of the control unit 21 acquires the captured image 500.

次に、評価装置20の制御部21は、ひび割れ領域の特定処理を実行する(ステップS1−2)。具体的には、表面評価部213は、撮影画像500において、ひび割れが含まれるすべてのピクセルを特定する。ここでは、例えば、非特許文献1に記載されたパーコレーション法を用いた2値化処理によるひび割れ検出、細線化処理によるひび割れ位置の確定処理を行なう。 Next, the control unit 21 of the evaluation device 20 executes the process of identifying the cracked region (step S1-2). Specifically, the surface evaluation unit 213 identifies all pixels including cracks in the captured image 500. Here, for example, crack detection is performed by binarization processing using the percolation method described in Non-Patent Document 1, and crack position determination processing is performed by thinning processing.

次に、ステップS1−2において特定したピクセルを、順次、評価対象ピクセルとし、評価対象ピクセル毎に以下の処理を繰り返す。
ここでは、評価装置20の制御部21は、分解能の算出処理を実行する(ステップS1−3)。具体的には、制御部21の分解能評価部212は、前述した式(11)を用いて、評価対象ピクセルの分解能を算出する。
Next, the pixels specified in step S1-2 are sequentially set as evaluation target pixels, and the following processing is repeated for each evaluation target pixel.
Here, the control unit 21 of the evaluation device 20 executes the resolution calculation process (step S1-3). Specifically, the resolution evaluation unit 212 of the control unit 21 calculates the resolution of the pixel to be evaluated using the above-mentioned equation (11).

次に、評価装置20の制御部21は、ひび割れ幅の算出処理を実行する(ステップS1−4)。具体的には、制御部21の表面評価部213は、評価対象ピクセルの輝度を算出する。次に、表面評価部213は、クラックスケール情報記憶部22において、評価対象ピクセルの分解能及びピクセルの輝度に基づき、キャリブレーション直線からひび割れ幅を算出する。
以上の処理を、ひび割れが含まれるすべてのピクセルについて繰り返す。
Next, the control unit 21 of the evaluation device 20 executes the crack width calculation process (step S1-4). Specifically, the surface evaluation unit 213 of the control unit 21 calculates the brightness of the evaluation target pixel. Next, the surface evaluation unit 213 calculates the crack width from the calibration straight line in the crack scale information storage unit 22 based on the resolution of the pixel to be evaluated and the brightness of the pixel.
The above process is repeated for all pixels containing cracks.

そして、評価装置20の制御部21は、評価結果の出力処理を実行する(ステップS1−5)。具体的には、制御部21の表面評価部213は、撮影画像500において、ピクセル毎に算出したひび割れ幅を出力する。 Then, the control unit 21 of the evaluation device 20 executes the output processing of the evaluation result (step S1-5). Specifically, the surface evaluation unit 213 of the control unit 21 outputs the crack width calculated for each pixel in the captured image 500.

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、クラックスケール情報記憶部22には、ひび割れ幅を算出するためのクラックスケールモデル220が記録されている。このクラックスケールモデル2
20は、分解能毎に記録されている。ひび割れをサブピクセルで評価する場合、ひび割れ領域及び周辺領域が1ピクセルの中に含まれることになる。この場合、分解能に応じて、同じ幅のひび割れであっても、ひび割れ領域と周辺領域との割合が異なるため、ひび割れを含むピクセルの輝度が変化する。ここで、分解能に応じたクラックスケールモデルを用いることにより、的確な表面状態を評価することができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, the crack scale model 220 for calculating the crack width is recorded in the crack scale information storage unit 22. This crack scale model 2
20 is recorded for each resolution. When the crack is evaluated by the sub-pixel, the crack region and the peripheral region are included in one pixel. In this case, depending on the resolution , even if the cracks have the same width, the ratio of the cracked region to the peripheral region is different, so that the brightness of the pixel including the cracks changes. Here, by using a crack scale model according to the resolution , an accurate surface state can be evaluated.

(2)本実施形態では、評価装置20の制御部21は、ひび割れ領域の特定処理(ステップS1−2)、分解能の算出処理(ステップS1−3)、ひび割れ幅の算出処理(ステップS1−4)を実行する。撮影画像に含まれる各ピクセルについて、壁面30とカメラ10との距離に応じて、分解能は異なる。この分解能の違いを考慮して、ひび割れが含まれるピクセル毎に、的確に状態を評価することができる。 (2) In the present embodiment, the control unit 21 of the evaluation device 20 identifies the crack region (step S1-2), calculates the resolution (step S1-3), and calculates the crack width (step S1-4). ) Is executed. For each pixel included in the captured image, in accordance with the distance between the wall 30 and the camera 10, the resolution is different. In consideration of this difference in resolution , the state can be accurately evaluated for each pixel containing cracks.

(3)本実施形態では、画像中に、ひび割れ31及び頂点A,B,Cが含まれるようにカラー撮影を行なう。レーザ光照射によって生成した頂点A,B,Cを撮影画像の中に映り込ませることにより、壁面30とカメラ10との位置関係を把握し、一枚の撮影画像において、ひび割れ等の大きさ等の表面状態を効率的に評価することができる。 (3) In the present embodiment, color photography is performed so that the image includes the crack 31 and the vertices A, B, and C. By reflecting the vertices A, B, and C generated by laser light irradiation in the captured image, the positional relationship between the wall surface 30 and the camera 10 can be grasped, and the size of cracks, etc. in one captured image can be grasped. The surface condition of the surface can be evaluated efficiently.

また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態においては、評価装置20を用いてひび割れ幅を算出する。すべてをコンピュータ処理によって行なう必要はなく、計算の一部を手計算等により行なうようにしてもよい。
Moreover, the said embodiment may be changed as follows.
-In the above embodiment, the crack width is calculated using the evaluation device 20. It is not necessary to perform all by computer processing, and a part of the calculation may be performed by manual calculation or the like.

・上記実施形態においては、構造物の壁面のひび割れ幅の算出に適用した。適用対象は、表面状態によって、輝度等の光特徴量の変化が生じるものであれば、壁面のひび割れの評価に限定されるものではない。例えば、評価対象面における傷等の評価にも用いることができる。 -In the above embodiment, it was applied to the calculation of the crack width of the wall surface of the structure. The application target is not limited to the evaluation of cracks on the wall surface as long as the amount of optical features such as brightness changes depending on the surface condition. For example, it can also be used for evaluation of scratches and the like on the surface to be evaluated.

・上記実施形態においては、輝度特徴量、ひび割れ幅、分解能を変数とするクラックスケールモデルを用いる。クラックスケールモデルに用いる変数はこれらに限定されるものではない。例えば、更に、環境光の明るさを、変数として用いてもよい。この場合には、環境光の照度を変更して、クラックスケールを撮影した画像を用いて、クラックスケールモデルを生成し、クラックスケール情報記憶部に記録する。そして、ひび割れの評価時には、環境光の明るさを照度計等により取得する。そして、この照度に対応するクラックスケールモデルを用いて、分解能、輝度特徴量からひび割れ幅を算出する。 -In the above embodiment, a crack scale model in which the luminance feature amount, the crack width, and the resolution are variables is used. The variables used in the crack scale model are not limited to these. For example, the brightness of the ambient light may be further used as a variable. In this case, the illuminance of the ambient light is changed, a crack scale model is generated using the captured image of the crack scale, and the crack scale information is recorded in the crack scale information storage unit. Then, at the time of evaluation of cracks, the brightness of the ambient light is acquired by an illuminance meter or the like. Then, using the crack scale model corresponding to this illuminance, the crack width is calculated from the resolution and the luminance feature amount.

・上記実施形態においては、多角形として正三角形に配置されたレーザ光を用いて、壁面30とカメラ10との位置関係を算出する。2次元平面を特定できる複数点のレーザ光の輝点の配置であれば、正三角形に限定されるものではない。他の形状の多角形や、十字配置等を用いることも可能である。 -In the above embodiment, the positional relationship between the wall surface 30 and the camera 10 is calculated using the laser light arranged in an equilateral triangle as a polygon. The arrangement of bright spots of a plurality of laser beams that can specify a two-dimensional plane is not limited to an equilateral triangle. It is also possible to use polygons of other shapes, cross arrangements, and the like.

また、壁面30が曲面の場合には、格子状のように、複数の多角形により形成した分割領域(例えば、メッシュ状の投影)を用いてもよい。この場合には、ひび割れが含まれる多角形(分割領域)を用いて、壁面30とカメラ10との位置関係を算出する。 Further, when the wall surface 30 is a curved surface, a divided region (for example, a mesh-like projection) formed by a plurality of polygons may be used as in a grid pattern. In this case, the positional relationship between the wall surface 30 and the camera 10 is calculated using a polygon (divided region) including cracks.

10…カメラ、15…レーザ照射装置、20…評価装置、21…制御部、22…クラックスケール情報記憶部、211…画像取得部、212…分解能評価部、213…表面評価部、30…壁面、500…撮影画像。 10 ... camera, 15 ... laser irradiation device, 20 ... evaluation device, 21 ... control unit, 22 ... crack scale information storage unit, 211 ... image acquisition unit, 212 ... resolution evaluation unit, 213 ... surface evaluation unit, 30 ... wall surface, 500 ... Photographed image.

Claims (4)

評価対象面の撮影画像を用いて、前記評価対象面の表面状態を評価する方法であって、
同じクラックスケールを異なる焦点距離で撮影した複数の画像を用いて、前記焦点距離に応じた分解能及び画素の光特徴量に表面状態を関連付けたクラックスケールモデルを作成し、
前記評価対象面に、撮影面を特定するための基準画像を投影し、
前記基準画像を含めた評価対象面の撮影画像を取得して、ひび割れ領域を特定し
前記撮影画像に含まれる基準画像の配置に基づいて、前記撮影画像に含まれる画素の分解能を算出し、
前記撮影画像に含まれる基準画像の配置に基づいて、前記ひび割れ領域の画素毎に、前記撮影画像に含まれる前記ひび割れ領域の各画素の分解能を算出し、
前記ひび割れ領域の画素毎に、前記クラックスケールモデルを用いて、各画素の分解能と、前記各画素の光特徴量に基づいて、前記ひび割れ領域の表面状態の評価を繰り返すことを特徴とする表面評価方法。
It is a method of evaluating the surface state of the evaluation target surface by using a photographed image of the evaluation target surface.
Using a plurality of images of the same crack scale taken at different focal lengths, a crack scale model was created in which the surface state was associated with the resolution and the optical features of the pixels according to the focal length.
A reference image for identifying the photographing surface is projected onto the evaluation target surface, and the image is projected.
The photographed image of the evaluation target surface including the reference image is acquired , the cracked region is specified, and the cracked region is identified .
Based on the arrangement of the reference image included in the captured image, the resolution of the pixels included in the captured image is calculated.
On the basis of the position of the reference image included in the captured image, for each pixel of the cracked area, it calculates the resolution of each pixel of the crack region included in the captured image,
For each pixel of the cracked region using the crack scale model, and resolution of each pixel, on the basis of the optical characteristic of each pixel, a surface assessment and repeating the evaluation of the surface condition of the cracked region Method.
前記基準画像を、レーザ光照射によって生成した多角形の頂点により構成することを特徴とする請求項1に記載の表面評価方法。 The surface evaluation method according to claim 1, wherein the reference image is composed of polygonal vertices generated by laser light irradiation. 記ひび割れの光特徴量に基づいて、前記表面状態としてのひび割れ幅を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の表面評価方法。 Based on the light feature amount before Symbol cracking, surface evaluation method according to claim 1 or 2, characterized in that calculating the crack width as the surface state. 同じクラックスケールを異なる焦点距離で撮影した複数の画像を用いて、前記焦点距離に応じた分解能及び画素の光特徴量に表面状態を関連付けたクラックスケールモデルを記録した評価モデル記憶装置と、
評価対象面の撮影画像を用いて、前記評価対象面の表面状態を評価する制御部とを備えた評価装置であって、
前記制御部が、
前記評価対象面に、撮影面を特定するための基準画像を投影した撮影画像を取得して、ひび割れ領域を特定し
前記撮影画像に含まれる基準画像の配置に基づいて、前記撮影画像に含まれる画素の分解能を算出し、
前記撮影画像に含まれる基準画像の配置に基づいて、前記ひび割れ領域の画素毎に、前記撮影画像に含まれる前記ひび割れ領域の各画素の分解能を算出し、
前記ひび割れ領域の画素毎に、前記クラックスケールモデルを用いて、各画素の分解能と、前記各画素の光特徴量に基づいて、前記ひび割れ領域の表面状態の評価を繰り返すことを特徴とする表面評価装置。
An evaluation model storage device that records a crack scale model in which the surface state is associated with the resolution according to the focal length and the optical feature amount of the pixel using a plurality of images of the same crack scale taken at different focal lengths.
An evaluation device including a control unit that evaluates the surface state of the evaluation target surface using a photographed image of the evaluation target surface.
The control unit
A photographed image obtained by projecting a reference image for specifying the imaged surface on the evaluation target surface is acquired, and a cracked region is specified .
Based on the arrangement of the reference image included in the captured image, the resolution of the pixels included in the captured image is calculated.
On the basis of the position of the reference image included in the captured image, for each pixel of the cracked area, it calculates the resolution of each pixel of the crack region included in the captured image,
For each pixel of the cracked region using the crack scale model, and resolution of each pixel, on the basis of the optical characteristic of each pixel, a surface assessment and repeating the evaluation of the surface condition of the cracked region Device.
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