JP7740639B2 - Attention point processing system, attention point processing method and program - Google Patents
Attention point processing system, attention point processing method and programInfo
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Description
本発明は、注目点処理システム、注目点処理方法及びプログラムに関し、特に、構造物に貼られた複数の外装材の表面を移動する注目点を用いた処理を行う注目点処理システム等に関する。 The present invention relates to a point of interest processing system, a point of interest processing method, and a program, and in particular to a point of interest processing system that performs processing using points of interest that move on the surface of multiple exterior materials attached to a structure.
構造物に水撃を与えることにより生じた音響を利用して非破壊検査を行うことが提案されている（特許文献１参照）。 It has been proposed to perform non-destructive testing using the sound generated by applying water hammer to a structure (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１では、建造物の表面を一体的に捉えていた。そのため、建造物に複数の外装材（例えばタイルなど）が貼られている場合などに、建造物の表面の特性を十分に活用することが難しかった。 However, in Patent Document 1, the surface of the building was treated as a single unit. As a result, it was difficult to fully utilize the characteristics of the building's surface in cases where the building was covered with multiple exterior materials (such as tiles).
よって、本願発明は、構造物に複数の外装材が貼っている場合に、複数の外装材の表面を移動する注目点について効率よく処理することに適した注目点処理システム等を提供することを目的とする。 The present invention therefore aims to provide a point of interest processing system, etc., that is suitable for efficiently processing points of interest that move across the surfaces of multiple exterior materials when multiple exterior materials are attached to a structure.
本願発明の第１の側面は、構造物に貼られた複数の外装材の表面を移動する注目点を用いた処理を行う注目点処理システムであって、撮影部と、画像処理部を備え、前記画像処理部は、区分処理部と、注目点検出部を備え、前記注目点は、開始時刻から終了時刻までの間にＮ＋１個（Ｎは２以上の自然数）の前記外装材を移動し、前記撮影部は、開始時刻から終了時刻までに、少なくとも前記注目点が存在する外装材及び当該外装材の周辺にある一つ又は複数の周辺外装材を撮影した複数の画像データを得、前記区分処理部は、前記各画像データに撮影された複数の外装材を区別して特定し、前記注目点検出部は、各画像データにおいて注目点が存在する対象外装材の位置を特定して、対象外装材の周辺に位置する周辺外装材を特定し、前記注目点検出部は、開始時刻に撮影された画像データにおける対象外装材Ｔ0を基準外装材とし、対象外装材を共通にする画像データ群において当該対象外装材の周辺外装材が撮影されていることを利用して、注目点が対象外装材Ｔp（ｐは０以上Ｎ－１以下の整数）から次に移動する周辺外装材を特定して新たな対象外装材Ｔp+1を得ることを繰り返して、対象外装材Ｔ1、…、ＴNを特定し、対象外装材Ｔq（ｑはＮ以下の自然数）の位置について、対象外装材Ｔ1、…、Ｔqのそれぞれの位置が直前の対象外装材Ｔ0、…、Ｔq-1に対する位置により特定されていることを利用して、基準外装材Ｔ0との相対的な位置を特定する。 A first aspect of the present invention is a point of interest processing system that performs processing using a point of interest that moves on the surface of a plurality of exterior materials attached to a structure, the system comprising: a photographing unit; an image processing unit; the image processing unit comprising a division processing unit; and a point of interest detection unit; the point of interest moves through N+1 exterior materials (N is a natural number of 2 or more) between a start time and an end time; the photographing unit obtains a plurality of image data images of at least the exterior material where the point of interest is present and one or more peripheral exterior materials located around the exterior material between the start time and the end time; the division processing unit distinguishes and identifies the plurality of exterior materials photographed in each of the image data; the point of interest detection unit specifies the position of a target exterior material where the point of interest is present in each image data, and identifies peripheral exterior materials located around the target exterior material; the point of interest detection unit sets the target exterior material T 0 in the image data photographed at the start time as a reference exterior material, and, utilizing the fact that peripheral exterior materials of the target exterior material are photographed in an image data group that shares a common target exterior material, detects whether the point of interest is a target exterior material T p (p is an integer between 0 and N-1) to identify the next surrounding exterior material to move from and obtain a new target exterior material T p+1 , thereby identifying target exterior materials T 1 , ..., T N , and using the fact that the positions of the target exterior materials T 1 , ..., T q are identified by the positions of the immediately preceding target exterior materials T 0 , ..., T q-1 , the relative position with respect to the reference exterior material T 0 is identified.
本願発明の第２の側面は、第１の側面の注目点処理システムであって、前記注目点は、流体が衝突する位置であり、開始時刻から終了時刻までの間に前記注目点に流体が衝突したことによって生じた音を録音する録音部と、前記録音部により録音された音を処理する音処理部を備え、前記注目点検出部は、対象外装材を共通にする画像データ群に含まれる画像データが撮影された時刻を利用して、注目点がＮ＋１個の対象外装材Ｔr（ｒは０以上Ｎ以下の整数）のそれぞれに存在する時間ｔrを特定し、前記音処理部は、時間ｔrを用いて、前記録音部により録音された音をＮ＋１個の音のグループに分けて、対象外装材を共通にするＮ＋１個の画像データのグループと対応させる。 A second aspect of the present invention is the point of interest processing system of the first aspect, wherein the point of interest is a position where a fluid collides, and the system includes a recording unit that records sounds generated by the fluid colliding with the point of interest between a start time and an end time, and a sound processing unit that processes the sounds recorded by the recording unit, wherein the point of interest detection unit identifies a time t r at which the point of interest exists in each of N+1 target exterior materials Tr (r is an integer greater than or equal to 0 and less than or equal to N) by using the time t r to capture image data included in an image data group that shares a common target exterior material, and the sound processing unit uses the time t r to divide the sounds recorded by the recording unit into N+1 sound groups and associate them with the N+1 image data groups that share a common target exterior material.
本願発明の第３の側面は、第２の側面の注目点処理システムであって、前記音処理部は、時間ｔrに録音された音に対して、全体として又は複数の区間に分けて、周波数領域の成分を計算する。 A third aspect of the present invention is the interest point processing system of the second aspect, wherein the sound processing unit calculates frequency domain components for the sound recorded at time t r as a whole or divided into multiple sections.
本願発明の第４の側面は、第１から第３のいずれかの側面の注目点処理システムであって、レールと、左側上支持部材と、右側上支持部材と、右端下支持部材と、左端下支持部材を備え、前記左側上支持部材は、前記レールの中央と左端との間の位置において前記レールを左上から引っ張る力を与え、前記右側上支持部材は、前記レールの中央と右端との間の位置において前記レールを右上から引っ張る力を与え、前記右端下支持部材は、前記レールの右端において前記レールを右下へと引っ張る力を加え、前記左端下支持部材は、前記レールの左端において前記レールを左下へと引っ張る力を加え、前記左側上支持部材、前記右側上支持部材、前記右端下支持部材及び前記左端下支持部材は、前記レールを水平にした状態を維持して、上下左右に移動させ、前記撮影部は、前記レールを移動する。 A fourth aspect of the present invention is a point-of-interest processing system according to any one of the first to third aspects, comprising a rail, a left-side upper support member, a right-side upper support member, a right-side lower support member, and a left-side lower support member, wherein the left-side upper support member applies a pulling force to the rail from the upper left at a position between the center and left end of the rail, the right-side upper support member applies a pulling force to the rail from the upper right at a position between the center and right end of the rail, the right-side lower support member applies a pulling force to the rail from the right end to the lower right, and the left-side lower support member applies a pulling force to the rail from the left end to the lower left, the left-side upper support member, the right-side upper support member, the right-side lower support member, and the left-side lower support member move the rail up, down, left, and right while maintaining the rail in a horizontal state, and the imaging unit moves the rail.
本願発明の第５の側面は、第４の側面の注目点処理システムであって、前記撮影部は、偶数個存在して、前記レールの中央に対して、対称に位置して移動する。 The fifth aspect of the present invention is the point of interest processing system of the fourth aspect, wherein there is an even number of the imaging units, which are positioned symmetrically and move with respect to the center of the rail.
本願発明の第６の側面は、構造物に貼られた複数の外装材の表面を移動する注目点を用いた処理を行う注目点処理システムにおける注目点処理方法であって、前記注目点処理システムは、撮影部と、画像処理部を備え、前記画像処理部は、区分処理部と、注目点検出部を備え、前記注目点は、開始時刻から終了時刻までの間にＮ＋１個（Ｎは２以上の自然数）の前記外装材を移動し、前記撮影部は、開始時刻から終了時刻までに、少なくとも前記注目点が存在する外装材及び当該外装材の周辺にある一つ又は複数の周辺外装材を撮影した複数の画像データを得、前記区分処理部が、前記各画像データに撮影された複数の外装材を区別して特定し、前記注目点検出部が、各画像データにおいて注目点が存在する対象外装材の位置を特定して、対象外装材の周辺に位置する周辺外装材を特定するステップを含み、前記注目点検出部は、開始時刻に撮影された画像データにおける対象外装材Ｔ0を基準外装材とし、対象外装材を共通にする画像データ群において当該対象外装材の周辺外装材が撮影されていることを利用して、注目点が対象外装材Ｔp（ｐは０以上Ｎ－１以下の整数）から次に移動する周辺外装材を特定して新たな対象外装材Ｔp+1を得ることを繰り返して、対象外装材Ｔ1、…、ＴNを特定し、対象外装材Ｔq（ｑはＮ以下の自然数）の位置について、対象外装材Ｔ1、…、Ｔqのそれぞれの位置が直前の対象外装材Ｔ0、…、Ｔq-1に対する位置により特定されていることを利用して、基準外装材Ｔ0との相対的な位置を特定する。 A sixth aspect of the present invention is a method for processing a point of interest in a point of interest processing system that performs processing using a point of interest that moves on the surface of a plurality of exterior materials attached to a structure, the point of interest processing system comprising: a photographing unit; an image processing unit; the image processing unit comprising: a division processing unit; and a point of interest detection unit; the point of interest moves through N+1 exterior materials (N is a natural number of 2 or more) between a start time and an end time; the photographing unit obtains a plurality of image data images of at least the exterior material where the point of interest is present and one or more peripheral exterior materials around the exterior material between the start time and the end time; the division processing unit distinguishes and identifies the plurality of exterior materials photographed in each of the image data; the point of interest detection unit specifies the position of a target exterior material where the point of interest is present in each image data, and identifies peripheral exterior materials located around the target exterior material; the point of interest detection unit uses the target exterior material T 0 in the image data photographed at the start time as a reference exterior material, and utilizes the fact that peripheral exterior materials of the target exterior material are photographed in an image data group that shares a common target exterior material to determine whether the point of interest is a target exterior material T p (p is an integer between 0 and N-1) to identify the next surrounding exterior material to move from and obtain a new target exterior material T p+1 , thereby identifying target exterior materials T 1 , ..., T N , and using the fact that the positions of the target exterior materials T 1 , ..., T q are identified by the positions of the immediately preceding target exterior materials T 0 , ..., T q-1 , the relative position with respect to the reference exterior material T 0 is identified.
本願発明の第７の側面は、コンピュータを、第１から第５のいずれかの側面の画像処理部として機能させるためのプログラムである。なお、本願発明を、第７の側面のプログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えてもよい。 A seventh aspect of the present invention is a program for causing a computer to function as the image processing unit of any one of the first to fifth aspects. The present invention may also be understood as a computer-readable recording medium on which the program of the seventh aspect is recorded.
本願発明の第８の側面は、第６の側面の注目点処理方法であって、前記注目点は、流体が衝突する位置であり、開始時刻から終了時刻までの間に前記注目点に流体が衝突したことによって生じた音を録音する録音部と、前記録音部により録音された音を処理する音処理部を備え、前記注目点検出部は、対象外装材を共通にする画像データ群に含まれる画像データが撮影された時刻を利用して、注目点がＮ＋１個の対象外装材Ｔr（ｒは０以上Ｎ以下の整数）のそれぞれに存在する時間ｔrを特定し、前記音処理部は、時間ｔrを用いて、前記録音部により録音された音をＮ＋１個の音のグループに分けて、対象外装材を共通にするＮ＋１個の画像データのグループと対応させる。 An eighth aspect of the present invention is the interest point processing method of the sixth aspect, wherein the interest point is a position where a fluid collides, and the method includes a sound recording unit that records sounds generated by the fluid colliding with the interest point between a start time and an end time, and a sound processing unit that processes the sounds recorded by the sound recording unit, wherein the interest point detection unit identifies a time t r at which the interest point exists in each of N+1 target exterior materials Tr (r is an integer greater than or equal to 0 and less than or equal to N) by using the time t r to capture image data included in an image data group that shares a common target exterior material, and the sound processing unit uses the time t r to divide the sounds recorded by the sound recording unit into N+1 sound groups and associate them with the N+1 image data groups that share a common target exterior material.
本願発明の第９の側面は、第８の側面の注目点処理方法であって、前記音処理部は、時間ｔrに録音された音に対して、全体として又は複数の区間に分けて、周波数領域の成分を計算する。 A ninth aspect of the present invention is the interest point processing method of the eighth aspect, in which the sound processing unit calculates frequency domain components for the sound recorded at time t r as a whole or divided into multiple sections.
本願発明の各側面によれば、構造物の表面に張られた外装材（タイルなど）を単位にして分析することにより、撮影部が局所的に注目して撮影しても、外装材によって位置関係を精度よく特定できる。 According to each aspect of the present invention, by analyzing each exterior material (such as tiles) attached to the surface of a structure, it is possible to accurately identify positional relationships based on the exterior material, even if the imaging unit focuses on a local area and takes images.
さらに、第２の側面や第３の側面にあるように、水撃などにより生じた音を、注目点が外装材に存在する時間を単位にして分けて分析することにより、位置関係の特定の精度向上に加えて、非破壊検査などの分析を向上させることができる。 Furthermore, as described in the second and third aspects, by dividing and analyzing sounds generated by water hammer, etc., into units of time during which the point of interest is present on the exterior material, it is possible to improve the accuracy of identifying positional relationships as well as to improve analyses such as non-destructive testing.
以下、図面を参照して、本願発明の実施例について述べる。なお、本願発明の実施の形態は、以下の実施例に限定されるものではない。 The following describes examples of the present invention with reference to the drawings. Please note that the present invention is not limited to the following examples.
図１は、本願発明の実施の形態に係る注目点処理システムの（ａ）構成の一例を示すブロック図と、（ｂ）処理の一例を示すフロー図である。 Figure 1 shows (a) a block diagram illustrating an example of the configuration of a point-of-interest processing system according to an embodiment of the present invention, and (b) a flow diagram illustrating an example of processing.
図１（ａ）を参照して注目点処理システム１の構成の一例を説明する。注目点処理システム１は、情報処理装置３と、複数の外装材（タイルなど）が貼られた構造物５（例えばビルなどの建造物、道路や橋梁、トンネルなどの土木構造物などの大型コンクリート構造物、など。）と、照射装置７と、放水装置９と、録音録画装置１１を備える。 An example of the configuration of the point of interest processing system 1 will be described with reference to Figure 1(a). The point of interest processing system 1 includes an information processing device 3, a structure 5 (e.g., a building or other structure, or a large concrete structure such as a civil engineering structure like a road, bridge, or tunnel) covered with multiple exterior materials (such as tiles), an irradiation device 7, a water discharge device 9, and an audio/video recording device 11.
録音録画装置１１は、録画部１５と、録音部１７を備える。 The recording and recording device 11 includes a recording unit 15 and a recording unit 17.
情報処理装置３は、検出処理部２１と、表示処理部２３を備える。 The information processing device 3 includes a detection processing unit 21 and a display processing unit 23.
検出処理部２１は、放水目標位置設定部２５と、放水制御部２７と、検出制御部２９を備える。検出制御部２９は、画像処理部３１と、音処理部３３を備える。画像処理部３１は、区分処理部３５と、注目点検出部３７を備える。 The detection processing unit 21 includes a water discharge target position setting unit 25, a water discharge control unit 27, and a detection control unit 29. The detection control unit 29 includes an image processing unit 31 and a sound processing unit 33. The image processing unit 31 includes a segmentation processing unit 35 and a focus point detection unit 37.
表示処理部２３は、検出結果記憶部４１と、表示制御部４３と、表示部４５を備える。 The display processing unit 23 includes a detection result storage unit 41, a display control unit 43, and a display unit 45.
図１（ｂ）を参照して注目点処理システム１の動作の一例を説明する。 An example of the operation of the attention point processing system 1 will be described with reference to Figure 1(b).
注目点処理システム１において、前処理を行う（ステップＳＴＡ１）。 Preprocessing is performed in the interest point processing system 1 (step STA1).
放水目標位置設定部２５は、構造物５の表面に放水する目標の位置である放水目標位置群を決定する（ステップＳＴＡ２）。放水目標位置群は、時系列に沿って、構造物５の外装材の一つの表面から開始して、他の外装材の表面を移動させて、最後に位置する外装材の表面まで移動させた位置である。 The water discharge target position setting unit 25 determines a group of water discharge target positions, which are target positions for discharging water onto the surface of the structure 5 (step STA2). The group of water discharge target positions is a group of positions that are reached in chronological order, starting from one surface of the exterior material of the structure 5, moving along the surfaces of other exterior materials, and ending with the surface of the final exterior material.
放水制御部２７は、放水目標を、放水目標位置群における最初の放水目標位置とする（ステップＳＴＡ３）。 The water discharge control unit 27 sets the water discharge target to the first water discharge target position in the group of water discharge target positions (step STA3).
放水制御部２７は、放水目標に対して、照射装置７により光（可視光、レーザー光など）を照射しつつ、放水装置９により水撃を与える（ステップＳＴＡ４）。注目点１３は、放水装置９により水撃が与えられた位置である。注目点１３が存在する外装材を対象外装材という。対象外装材の周辺に位置する外装材を周辺外装材という。周辺外装材は、例えば、対象外装材から他の外装材を経由せずに注目点が移動することができる外装材である。 The water discharge control unit 27 applies water hammer using the water discharge device 9 while irradiating the water discharge target with light (visible light, laser light, etc.) using the irradiation device 7 (step STA4). The attention point 13 is the location where the water hammer is applied by the water discharge device 9. The exterior material where the attention point 13 is located is called the target exterior material. Exterior materials located around the target exterior material are called surrounding exterior materials. Surrounding exterior materials are, for example, exterior materials to which the attention point can move from the target exterior material without passing through other exterior materials.
放水制御部２７は、録音録画装置１１に対して、水撃を与えることに同期させて、録画及び録音をする時刻を記録しつつ、録画部１５により対象外装材及び周辺外装材の一部又は全部を録画させ、録音部１７により水撃により生じた音を録音させる（ステップＳＴＡ５）。 The water discharge control unit 27 synchronizes the application of the water hammer with the recording and video recording device 11, recording the video and the time of recording, while causing the video recording unit 15 to record some or all of the target exterior material and surrounding exterior materials, and causing the audio recording unit 17 to record the sound generated by the water hammer (step STA5).
検出制御部２９は、録音録画装置１１により録音及び録画された情報を分析する（ステップＳＴＡ６）。検出制御部２９は、検出結果記憶部４１に分析結果を記憶する。 The detection control unit 29 analyzes the information recorded and recorded by the recording and recording device 11 (step STA6). The detection control unit 29 stores the analysis results in the detection result storage unit 41.
放水制御部２７は、放水制御部２７が設定した放水目標が、放水目標位置群において最後の位置であるか否かを判断する（ステップＳＴＡ７）。最後の位置であるならば、処理を終了する。最後の位置でないならば、ステップＳＴＡ３に戻り、放水制御部２７は、放水目標を、放水目標位置群において直前に放水目標とした位置の次の位置とし、ステップＳＴＡ４以降の処理を繰り返す。 The water discharge control unit 27 determines whether the water discharge target set by the water discharge control unit 27 is the last position in the group of water discharge target positions (step STA7). If it is the last position, the processing ends. If it is not the last position, the processing returns to step STA3, and the water discharge control unit 27 sets the water discharge target to the position next to the position that was previously set as the water discharge target in the group of water discharge target positions, and repeats the processing from step STA4 onwards.
表示処理部２３において、表示制御部４３は、表示部４５に対して、検出結果記憶部４１に記憶された分析結果を表示する。この処理は、検出処理部２１による処理がすべて終了した後に行ってもよく、検出処理部２１による処理が行われている間に、（リアルタイムに）並行して行ってもよい。 In the display processing unit 23, the display control unit 43 displays the analysis results stored in the detection result storage unit 41 on the display unit 45. This processing may be performed after all processing by the detection processing unit 21 has been completed, or may be performed in parallel (in real time) while processing by the detection processing unit 21 is being performed.
水撃は、連続して与えてもよく、断続的に与えてもよい（特許文献１参照）。断続的に与える場合でも、非破壊検査であることを考慮すれば、外装材を単位として、隣接する外装材に対して順に水撃を与えるものであり、離れた外装材に対してとびとびに水撃を与えるものではないことが望ましい。また、衝撃を与える流体は、水に限らず、他の流体であってもよい。 The water hammer may be applied continuously or intermittently (see Patent Document 1). Even if it is applied intermittently, considering that it is a non-destructive test, it is desirable that the water hammer be applied to adjacent cladding materials in sequence, with each cladding material being treated as a unit, rather than to distant cladding materials in a discrete manner. Furthermore, the fluid that applies the impact is not limited to water, and other fluids may also be used.
ステップＳＴＡ６における検出制御部２９による処理の一例を具体的に説明する。ここで、放水制御部２７が放水を開始する時刻を開始時刻とし、放水を終了する時刻を終了時刻という。注目点１３は、開始時刻から終了時刻までの間にＮ＋１個（Ｎは２以上の自然数）の対象外装材を移動する。Ｎ＋１個の対象外装材は、注目点１３が移動する順に、Ｔ0、…、ＴNとする。 An example of the processing by the detection control unit 29 in step STA6 will now be described in detail. Here, the time when the water discharge control unit 27 starts discharging water is referred to as the start time, and the time when the water discharge ends is referred to as the end time. The attention point 13 moves through N+1 target exterior materials (N is a natural number greater than or equal to 2) between the start time and the end time. The N+1 target exterior materials are designated T 0 , ..., T N in the order in which the attention point 13 moves.
録画部１５は、各対象外装材Ｔ0、…、ＴNに対して、周辺外装材の一部又は全部を含めて撮影して画像データを得る。注目点１３は放水目標に一致するように調整されており、基本的に、注目点１３は放水目標の少なくとも近傍に位置することが期待される。そのため、これは、例えば、放水目標を中心に、外装材を超えるサイズで撮影すれば実現することができる。 The recording unit 15 captures image data for each target exterior material T 0 , ..., T N , including some or all of the surrounding exterior materials. The attention point 13 is adjusted to coincide with the water discharge target, and it is generally expected that the attention point 13 will be located at least in the vicinity of the water discharge target. Therefore, this can be achieved, for example, by capturing an image larger than the exterior material, with the water discharge target as the center.
区分処理部３５は、画像データを分析して、画像データに撮影された複数の外装材の境界を特定して、個々の外装材を区別して特定する。通常、複数の外装材は、似た色彩や形状であることが多く、また、外装材の間にはつなぎ目が設けられている。そのため、例えば色を分析してタイルと目地を区別するなどによって、個々の外装材を区別して特定することができる。 The classification processing unit 35 analyzes the image data, identifies the boundaries between the multiple exterior materials captured in the image data, and distinguishes and identifies each individual exterior material. Typically, multiple exterior materials tend to have similar colors and shapes, and there are joints between the exterior materials. Therefore, it is possible to distinguish and identify each individual exterior material by, for example, analyzing color to distinguish between tiles and grout.
注目点検出部３７は、画像データを分析して、注目点１３の位置を特定する。注目点は、正確には、構造物５の外装材に水撃が与えられた位置である。そのため、注目点検出部３７は、例えば、水撃を与える水の動きを分析して、構造物５の外装材に水撃が与えられた位置によって注目点の位置を特定してもよい。ただし、水の動きそのものは、撮影することが難しい場合も考えられる。照射装置７は、放水目標に光（可視光、レーザー光など）を照射している。注目点１３は放水目標の近傍に位置することが期待される。そのため、注目点検出部３７は、画像データにおいて、この光が当たる位置を分析することによって注目点１３の位置を特定したり、水の動きに加えてこの光が当たる位置を分析することによって注目点１３の位置を特定したりすることによって、注目点１３の位置検出の精度を向上させることが期待される。 The point of interest detection unit 37 analyzes the image data to identify the position of the point of interest 13. More precisely, the point of interest is the location where the water hammer was applied to the exterior material of the structure 5. Therefore, the point of interest detection unit 37 may, for example, analyze the movement of the water that caused the water hammer and identify the location of the point of interest based on the location where the water hammer was applied to the exterior material of the structure 5. However, it may be difficult to photograph the movement of the water itself. The illumination device 7 illuminates the water discharge target with light (visible light, laser light, etc.). The point of interest 13 is expected to be located near the water discharge target. Therefore, the point of interest detection unit 37 is expected to improve the accuracy of detecting the position of the point of interest 13 by analyzing the location where this light hits in the image data, or by analyzing the location where the light hits in addition to the movement of the water to identify the location of the point of interest 13.
注目点検出部３７は、各画像データにおいて注目点が存在する対象外装材の位置を特定して、対象外装材の周辺に位置する周辺外装材を特定する。 The attention point detection unit 37 identifies the position of the target exterior material where the attention point exists in each image data, and identifies surrounding exterior materials located around the target exterior material.
例えば放水目標が中心となるように撮影すれば、注目点１３がある対象外装材から次の対象外装材に移動するときに、移動する直前の画像データには対象外装材の周辺外装材として次の対象外装材が撮影され、移動した直後の画像データには対象外装材の周辺外装材として直前の対象外装材が撮影されていることが期待される。そのため、これらの画像データを分析することにより、移動前の対象外装材に対して、移動後の対象外装材の相対的な位置関係を特定することができる。これを繰り返すことにより、対象外装材Ｔj+1（ｊは０以上Ｎ－１以下の整数）の位置を、対象外装材Ｔjの位置に対する相対的な位置関係により特定することができる。 For example, if the image is taken with the water discharge target at the center, when the focus point 13 moves from one target exterior material to the next, it is expected that the image data immediately before the move will capture the next target exterior material as a peripheral exterior material of the target exterior material, and the image data immediately after the move will capture the previous target exterior material as a peripheral exterior material of the target exterior material. Therefore, by analyzing these image data, it is possible to identify the relative positional relationship of the target exterior material after the move to the target exterior material before the move. By repeating this process, it is possible to identify the position of target exterior material T j+1 (j is an integer between 0 and N-1) based on its relative positional relationship to the position of target exterior material T j .
注目点検出部３７は、対象外装材Ｔ0を基準外装材Ｔ0とする。注目点検出部３７は、各対象外装材Ｔk（ｋはＮ以下の自然数）の位置について、基準外装材Ｔ0との相対的な位置を特定する。ここで、注目点検出部３７は、対象外装材Ｔ1、…、Ｔkのそれぞれの位置が直前の対象外装材Ｔ0、…、Ｔk-1に対する位置により特定されていることを利用する。 The attention point detection unit 37 sets the target exterior material T0 as the reference exterior material T0 . The attention point detection unit 37 identifies the position of each target exterior material Tk (k is a natural number equal to or less than N) relative to the reference exterior material T0 . Here, the attention point detection unit 37 utilizes the fact that the position of each target exterior material T1 , ..., Tk is identified by the position of the immediately preceding target exterior material T0 , ..., Tk-1 .
また、注目点検出部３７は、対象外装材を共通にする画像データ群に含まれる画像データが撮影された時刻を利用して、注目点がＮ＋１個の対象外装材Ｔi（ｉは０以上Ｎ以下の整数）のそれぞれに存在する時間ｔiを特定する。 Furthermore, the focus detection unit 37 uses the time at which image data included in an image data group that shares a common target exterior material was photographed to identify the time t i at which the focus point exists in each of the N+1 target exterior materials T i (i is an integer greater than or equal to 0 and less than or equal to N).
録音部１７は、開始時刻から終了時刻までの間に、注目点１３に水撃が与えられたことによって生じた音を録音する。音処理部３３は、各時間ｔiを用いて録音部１７により録音された音をＮ＋１個の音のグループに分けて、対象外装材を共通にするＮ＋１個の画像データのグループと対応させる。音処理部３３は、非破壊検査のために、それぞれの時間ｔiに録音された音を単位にして、全体として又は複数の区間に分けて周波数領域の成分を計算する。 The sound recording unit 17 records the sound generated by the water hammer being applied to the target point 13 between the start time and the end time. The sound processing unit 33 divides the sounds recorded by the sound recording unit 17 into N+1 sound groups using each time t i and associates them with N+1 groups of image data that share the same target exterior material. For non-destructive testing, the sound processing unit 33 calculates frequency domain components for the sound recorded at each time t i as a whole or for multiple sections.
検出制御部２９は、画像処理部３１により特定された注目点１３の位置、対象外装材の位置、音処理部３３による処理結果などを検出結果記憶部４１に記憶する。 The detection control unit 29 stores the position of the attention point 13 identified by the image processing unit 31, the position of the target exterior material, the processing results by the sound processing unit 33, etc. in the detection result storage unit 41.
図２から図８を参照して、具体的な処理の一例を説明する。 An example of specific processing will be explained with reference to Figures 2 to 8.
この例では、検査対象は、壁面に長方形のタイルを上下に並べて貼ったものとする。 In this example, the object to be inspected is a wall made of rectangular tiles lined up one above the other.
図２は、タイル壁面へ水撃を与えた状況を撮影することを説明するための図である。タイル壁面に対して、レール上を、ウォーターガン５１、レーザーポインタ５３、深度カメラ５５及びマイク５９を載せた検査装置が左右に動く。 Figure 2 is a diagram illustrating the process of photographing the situation when water hammer is applied to a tile wall surface. An inspection device equipped with a water gun 51, laser pointer 53, depth camera 55, and microphone 59 moves left and right on a rail relative to the tile wall surface.
検査装置では、レーザーポインタ５３が水撃を与える目標の位置にレーザー光を照射し、ウォーターガン５１が水撃を与える。マイク５９は、水撃により生じた音を収音する。 In the inspection device, a laser pointer 53 shines a laser beam at the target position where water hammer will be applied, and a water gun 51 applies the water hammer. A microphone 59 picks up the sound produced by the water hammer.
深度カメラ５５は、トラッキングカメラである。深度カメラ５５は、タイル壁面との距離ｄを測定しつつ、レーザーポインタ５３によりレーザー光が照射される位置を中心に、タイルの長方形よりも広い領域５７を録画して、水撃が与えられるタイルと、その周辺に位置するタイルを録画する。 The depth camera 55 is a tracking camera. While measuring the distance d from the tile wall surface, the depth camera 55 records an area 57 wider than the rectangular area of the tile, centered on the position where the laser light is irradiated by the laser pointer 53, and records the tile on which the water hammer is applied and the tiles located around it.
この例では、水撃を与える目標の位置は、図の右へと移動し、ウォーターガン５１、レーザーポインタ５３及び深度カメラ５５が右に移動する。レーザーポインタ５３が照射する位置及びウォーターガン５１が水撃を与える位置は、図の右へと移動する。深度カメラ５５が撮影する領域５７も、図の右へと移動する。 In this example, the position of the target to be hit by the water hammer moves to the right in the illustration, and the water gun 51, laser pointer 53, and depth camera 55 also move to the right. The position where the laser pointer 53 is irradiating and the position where the water gun 51 is hitting by the water hammer also move to the right in the illustration. The area 57 photographed by the depth camera 55 also moves to the right in the illustration.
図３並びに図４及び図５は、画像処理部３１による、深度カメラ５５により撮影された画像データからタイルの位置関係を特定するための手法を説明するための図である。 Figures 3, 4, and 5 are diagrams illustrating a method used by the image processing unit 31 to identify the positional relationship of tiles from image data captured by the depth camera 55.
図３は、局所的な情報から位置を特定するものである。深度カメラ５５により、（ａ）～（ｄ）の４つの画像データが、順番に連続して得られたとする。区分処理部３５は、これらの画像データを分析して、タイルを区別して認識する。 Figure 3 shows how to identify a location using local information. Assume that the depth camera 55 acquires four image data (a) to (d) in succession, in order. The segmentation processing unit 35 analyzes this image data and distinguishes and recognizes tiles.
深度カメラ５５は、水撃を与える目標の位置を中心に撮影している。図３（ａ）において、タイル６１は水撃を与える目標の位置が存在するタイルであり、中心に撮影されている。この図で、次に水撃を与える目標の位置が移動するタイルは、その周辺に撮影されている。次に水撃を与える目標の位置が移動するタイルは、基本的には上下左右に位置するものであることが期待されるが、例外的に、斜め方向（右上、右下、左上、左下）の可能性もある。 The depth camera 55 takes images centered on the position of the target to be hit by the water hammer. In Figure 3(a), tile 61 is the tile where the target to be hit by the water hammer is located, and is photographed at the center. In this figure, the tile to which the target to be hit by the water hammer will move next is photographed on its periphery. The tile to which the target to be hit by the water hammer will move next is generally expected to be located above, below, left, or right, but there is also the possibility of it being diagonally positioned (upper right, lower right, upper left, lower left) as an exception.
図３（ｂ）は、図３（ａ）の次に撮影されたものである。タイル６１は、左に移動していると分析できる。注目点検出部３７は、図３（ａ）及び（ｂ）に撮影されているタイルを重ねることにより、これらの画像データを統合することができる。具体的には、図３（ｂ）を回転してタイルの傾きを図３（ａ）と同じ傾きとし、共通するタイルの画像を重ねることにより、これらの画像データを統合することができる。 Figure 3(b) was captured immediately after Figure 3(a). It can be analyzed that tile 61 has moved to the left. The interest point detection unit 37 can integrate the image data of the tiles captured in Figures 3(a) and 3(b) by overlaying them. Specifically, by rotating Figure 3(b) so that the inclination of the tiles is the same as in Figure 3(a), and overlaying the images of the common tiles, the image data can be integrated.
図３（ｃ）は、図３（ｂ）の次に撮影されたものである。タイル６１は、さらに左に移動していると分析できる。注目点検出部３７は、同様に、図３（ｃ）の撮影データを回転してタイルの傾きを図３（ａ）と同じ傾きとし、図３（ａ）及び（ｂ）を統合したものと共通するタイルの画像を重ねることにより、図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の画像データを統合することができる。 Figure 3(c) was captured immediately after Figure 3(b). It can be analyzed that tile 61 has moved further to the left. Similarly, the focus detection unit 37 rotates the captured data of Figure 3(c) so that the inclination of the tile is the same as that of Figure 3(a), and by overlaying the image of the tile that is common to the combined image of Figures 3(a) and (b), it is possible to combine the image data of Figures 3(a), (b), and (c).
図３（ｄ）は、図３（ｃ）の次に撮影されたものである。タイル６１は、さらに左に移動していると分析できる。注目点検出部３７は、同様に、図３（ｄ）の撮影データを回転してタイルの傾きを図３（ａ）と同じ傾きとし、図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を統合したものと共通するタイルの画像を重ねることにより、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）の画像データを統合することができる。 Figure 3(d) was captured immediately after Figure 3(c). It can be analyzed that tile 61 has moved further to the left. Similarly, the focus detection unit 37 rotates the captured data of Figure 3(d) so that the inclination of the tile is the same as that of Figure 3(a), and by overlaying the image of the tile that is common to the combined image of Figures 3(a), (b), and (c), it is possible to combine the image data of Figures 3(a), (b), (c), and (d).
図３（ｅ）は、注目点検出部３７が図３（ａ）～（ｄ）を統合して得た画像データである。水撃が与えられる位置は、水撃を与える目標の位置の近傍にあるように調整されており、図３（ａ）～（ｄ）において撮影されていると考えられる。そのため、注目点検出部３７は、水撃が与えられた位置を分析して、その位置を用いて統合した画像データを分析することにより、水撃を与えた位置にあるタイルと、次に水撃を与えた位置にあるタイルとの位置関係を得ることができる。 Figure 3(e) is image data obtained by the focus detection unit 37 by integrating Figures 3(a) to (d). The position where the water hammer is applied is adjusted to be near the position of the target to be impacted, and is thought to have been photographed in Figures 3(a) to (d). Therefore, the focus detection unit 37 analyzes the position where the water hammer is applied and uses that position to analyze the integrated image data, thereby obtaining the positional relationship between the tile at the position where the water hammer is applied and the tile at the position where the water hammer is next applied.
図４及び図５は、予め全体的な情報を得ておき、これを使用して局所的な情報を分析するものである。 Figures 4 and 5 show how global information is obtained in advance and then used to analyze local information.
前処理（図１（ｂ）のステップＳＴＡ１参照）において、タイル壁面の全体の画像データを得る。図４（ａ）は、タイル壁面の全体の画像データを示す。区分処理部３５は、この画像データを分析して、タイルを区別して認識する。 In pre-processing (see step STA1 in Figure 1(b)), image data of the entire tile wall surface is obtained. Figure 4(a) shows image data of the entire tile wall surface. The segmentation processing unit 35 analyzes this image data to distinguish and recognize tiles.
図４（ｂ）及び（ｃ）は、深度カメラ５５により順番に連続して得られた画像データである。区分処理部３５は、これらの画像データを分析して、タイルを区別して認識する。 Figures 4(b) and (c) show image data obtained consecutively in order by the depth camera 55. The segmentation processing unit 35 analyzes this image data to distinguish and recognize tiles.
深度カメラ５５は、水撃を与える目標の位置を中心に撮影している。図４（ｂ）において、タイル６３は水撃を与える目標の位置が存在するタイルであり、中心に撮影されている。 The depth camera 55 captures images centered on the position of the target to be subjected to water hammer. In Figure 4(b), tile 63 is the tile where the target to be subjected to water hammer is located, and is captured at the center.
図５（ａ）を参照して、注目点検出部３７は、図４（ｂ）に撮影されているタイルを図４（ａ）のタイルに重ねることにより、図４（ｂ）の各タイルについて、全体との位置関係を得ることができる。この例では、図４（ｂ）は、図５（ａ）の領域６５に重ねることができる。そのため、タイル６３は、全体の画像データにおいて、左から２列目、上から４行目に位置する。 Referring to FIG. 5(a), the focus point detection unit 37 can obtain the positional relationship of each tile in FIG. 4(b) with the entire image by overlaying the tiles photographed in FIG. 4(b) on the tiles in FIG. 4(a). In this example, FIG. 4(b) can be overlaid on area 65 in FIG. 5(a). Therefore, tile 63 is located in the second column from the left and the fourth row from the top in the entire image data.
注目点検出部３７は、領域６５の周囲を中心に分析して、図４（ｃ）に撮影されているタイルを図４（ａ）のタイルに重ねることにより、図４（ｃ）の各タイルについて、全体との位置関係を得ることができる。この例では、図４（ｃ）は、図５（ｂ）の領域６７に重ねることができる。 The focus point detection unit 37 analyzes the area around area 65 and overlays the tiles photographed in FIG. 4(c) on the tiles in FIG. 4(a), thereby obtaining the positional relationship of each tile in FIG. 4(c) with the entire image. In this example, FIG. 4(c) can be overlaid on area 67 in FIG. 5(b).
水撃が与えられる位置は、水撃を与える目標の位置の近傍にあるように調整されており、図４（ｂ）及び（ｃ）において撮影されていると考えられる。そのため、注目点検出部３７は、水撃が与えられた位置を分析して、その位置を用いて統合した画像データを分析することにより、水撃を与えた位置にあるタイルと、次に水撃を与えた位置にあるタイルとの位置関係を得ることができる。 The position where the water hammer is applied is adjusted to be near the position of the target to be hammered, and is thought to have been photographed in Figures 4(b) and (c). Therefore, the focus point detection unit 37 analyzes the position where the water hammer is applied and analyzes the image data integrated using that position, thereby obtaining the positional relationship between the tile at the position where the water hammer is applied and the tile at the position where the water hammer is next applied.
図６は、注目点検出部３７による、水撃が与えられた位置を特定して、水撃が与えられたタイルを特定する処理の一例を説明するための図である。 Figure 6 is a diagram illustrating an example of the process performed by the focus point detection unit 37 to identify the location where water hammer has been applied and to identify the tile where water hammer has been applied.
図６（ａ）～（ｄ）は、深度カメラ５５が順に撮影して得た画像データである。 Figures 6(a) to (d) show image data captured sequentially by the depth camera 55.
図６（ａ）において、ライン７３は、ウォーターガン５１による水撃を示す。注目点検出部３７は、ライン７３では、水は、ウォーターガン５１の先端側からタイルへと動き、タイルに当たった時点で向きを変える。注目点検出部３７は、水が向きを変えた位置によって、図６（ａ）においてタイル外壁に水撃が与えられた位置を特定する。注目点検出部３７は、水撃が与えられた位置が存在するタイル７１を特定する。 In Figure 6(a), line 73 indicates the water hammer caused by the water gun 51. The focus detection unit 37 detects line 73 as the water moves from the tip of the water gun 51 toward the tile and changes direction when it hits the tile. Based on the position where the water changes direction, the focus detection unit 37 identifies the position on the tile outer wall in Figure 6(a) where the water hammer was applied. The focus detection unit 37 identifies the tile 71 where the position where the water hammer was applied is located.
図６（ｂ）において、注目点検出部３７は、ウォーターガン５１による水撃を示すラインにおいて水の移動の向きが変化した位置を分析して、タイル外壁に水撃が与えられた位置を特定する。注目点検出部３７は、水撃が与えられた位置が存在するタイル７１を特定する。 In Figure 6(b), the focus point detection unit 37 analyzes the position where the direction of water movement changes on the line indicating the water hammer caused by the water gun 51, and identifies the position where the water hammer was applied to the tile exterior wall. The focus point detection unit 37 identifies the tile 71 where the position where the water hammer was applied is located.
図６（ｃ）において、注目点検出部３７は、ウォーターガン５１による水撃を示すラインにおいて水の移動の向きが変化した位置を分析して、タイル外壁に水撃が与えられた位置を特定する。注目点検出部３７は、水撃が与えられた位置が存在するタイル７４を特定する。この段階で、水撃が与えられた位置が存在するタイルが変わったことを得ることができる。 In Figure 6(c), the focus point detection unit 37 analyzes the position where the direction of water movement changes on the line indicating the water hammer caused by the water gun 51, and identifies the position where the water hammer was applied to the tile exterior wall. The focus point detection unit 37 identifies the tile 74 where the position where the water hammer was applied is located. At this stage, it is possible to determine that the tile where the position where the water hammer was applied has changed.
図６（ｄ）において、注目点検出部３７は、ウォーターガン５１による水撃を示すラインにおいて水の移動の向きが変化した位置を分析して、タイル外壁に水撃が与えられた位置を特定する。注目点検出部３７は、水撃が与えられた位置が存在するタイル７４を特定する。 In Figure 6 (d), the focus detection unit 37 analyzes the position where the direction of water movement changes on the line indicating the water hammer caused by the water gun 51, and identifies the position where the water hammer was applied to the tile exterior wall. The focus detection unit 37 identifies the tile 74 where the position where the water hammer was applied is located.
注目点検出部３７は、図６（ｂ）及び（ｃ）が撮影された時刻をそれぞれ特定することにより、水撃が与えられた位置が存在するタイルがタイル７１であった最後の時刻及びタイル７４になった最初の時刻を特定することができる。 By identifying the times when images 6(b) and 6(c) were photographed, the focus point detection unit 37 can identify the last time when the tile where the water hammer was applied was tile 71 and the first time when it became tile 74.
図７は、水撃が与えられた位置が各タイルに存在する時間と録音された音との関係、及び、これを利用して音を分析して非破壊検査を行うことを説明するための図である。 Figure 7 is a diagram illustrating the relationship between the time the water hammer was applied to each tile and the recorded sound, and how this can be used to analyze the sound and perform non-destructive testing.
図７（ａ）を参照して、この例でのタイルは、平面状に上下左右に並べて配置されている。そのため、各タイルに、識別情報として、二次元の自然数の座標を付与する。水平方向右側が正になるようにｘ軸を設定し、垂直方向上側が正になるようにｙ軸を設定する。タイル７５の座標を（ｉ，ｊ）とし、タイル７７の座標を（ｉ＋１，ｊ）とする。このようにタイル全体に座標を付与することにより、タイルの位置関係を容易に把握することができる。さらに、各タイルにおいて水撃が与えられた位置の移動が特定されており、基準となるタイルとの関係で、水撃が与えられた位置の変化を把握することが可能である。 Referring to Figure 7(a), the tiles in this example are arranged in a plane, aligned top to bottom, left to right. Therefore, each tile is assigned two-dimensional natural number coordinates as identification information. The x-axis is set so that the right side in the horizontal direction is positive, and the y-axis is set so that the upper side in the vertical direction is positive. The coordinates of tile 75 are (i, j), and the coordinates of tile 77 are (i+1, j). By assigning coordinates to all tiles in this way, the relative positions of the tiles can be easily understood. Furthermore, the movement of the position where the water hammer was applied on each tile is specified, making it possible to understand the change in the position where the water hammer was applied in relation to the reference tile.
タイル７５に水撃が与えられる開始時刻をｔｓ（ｉ，ｊ）とし、終了時刻をｔｅ（ｉ，ｊ）とする。タイル７７に水撃が与えられる開始時刻をｔｓ（ｉ＋１，ｊ）とし、終了時刻をｔｅ（ｉ＋１，ｊ）とする。 Let ts(i,j) be the start time when water hammer is applied to tile 75, and te(i,j) be the end time. Let ts(i+1,j) be the start time when water hammer is applied to tile 77, and te(i+1,j) be the end time.
図７（ｂ）は、マイク５９により録音された音を示す。時間の経過に沿って録音された音の振幅を示している。ｔｓ（ｉ，ｊ）からｔｅ（ｉ，ｊ）までの時間に録音された音は、水撃がタイル７５に与えられて生じたものである。そのため、音処理部３３は、この時間の音を分析することにより、タイル７５の非破壊検査を実現することができる（水撃音響法。特許文献１参照。）。 Figure 7(b) shows the sound recorded by microphone 59. It shows the amplitude of the sound recorded over time. The sound recorded from ts(i,j) to te(i,j) was generated when water hammer was applied to tile 75. Therefore, by analyzing the sound during this period, sound processing unit 33 can perform non-destructive testing of tile 75 (water hammer acoustic method; see Patent Document 1).
図７（ｃ）は、具体的な処理の一例を示す。ｔｓ（ｉ，ｊ）からｔｅ（ｉ，ｊ）までの時間に対して算出した周波数スペクトルを示す。横軸は周波数であり、縦軸は振幅を示す。図７（ｃ）の周波数スペクトルにおいて、第１周波数と第２周波数の間の振幅の大きさを積算し、この値が正常な範囲（例えば基準値未満）にあれば正常と判断し、異常な範囲（例えば基準値以上）となれば異常が生じたと判断する。 Figure 7(c) shows an example of specific processing. It shows the frequency spectrum calculated for the time from ts(i,j) to te(i,j). The horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents amplitude. In the frequency spectrum of Figure 7(c), the magnitude of the amplitude between the first frequency and the second frequency is integrated, and if this value is within the normal range (e.g., less than a reference value), it is determined to be normal, and if it is within an abnormal range (e.g., greater than or equal to the reference value), it is determined that an abnormality has occurred.
図８（ａ）は、具体的なタイル外壁により行った実験結果を示す。二次元的に上下左右に配置されたタイルに対し、水撃を右へと移動しつつ与え、一つ下の段へと移動して左へと移動しつつ与える。ここで、表示制御部４３は、表示部４５に対して、録画部１５が撮影した構造物５の表面に重ねて、水撃を与えた位置において、異常な範囲であるか正常な範囲であるかによって色を変えて表示することにより、実験結果を示している。例えば、正常な範囲（例えば基準値未満）であれば緑色、異常な範囲（例えば基準値以上）であれば赤色で表示する。 Figure 8(a) shows the results of an experiment conducted using a specific tile exterior wall. Water hammer was applied to tiles arranged two-dimensionally, top to bottom, left to right, while moving to the right, then down to the next row, and then to the left. Here, the display control unit 43 displays the experimental results on the display unit 45 by overlaying the surface of the structure 5 photographed by the recording unit 15 with a different color depending on whether the position where the water hammer was applied is within an abnormal or normal range. For example, if it is within the normal range (e.g., below the reference value), it is displayed in green, and if it is within the abnormal range (e.g., above the reference value), it is displayed in red.
なお、位置座標を求めるために、レーザーポインタ５３のレーザー光を利用して、レーザートラッカーを利用してもよい。図８（ｂ）は、レーザートラッカーを用いる場合の一例を示す。投影部・受光部ＢからレーザーをリフレクタＤに投影し、反射光を投影部・受光部Ｂで受光する。三脚Ｃに取り付けられた投影部・受光部Ｂは、パソコンＡで方向が制御され、レーザー光が常にリフレクタに投光される。投影部・受光部Ｂの角度と、レーザー反射光から、リフレクタＤの三次元位置が計測可能である。装置にリフレクタＤを搭載すれば、数十メートルの範囲内で、装置の位置をサブミリ精度で測定可能である。特に水撃が与えられる位置（注目点）の位置情報に関しては、装置の位置と注目点の位置関係が正確にわかっていれば、注目点の位置も装置の位置から計算可能である。このように、水撃を直接分析することに代えてレーザーポインタ５３のレーザー光を利用したり、水撃の分析に加えてレーザーポインタ５３のレーザー光も利用したりしてもよい。 A laser tracker can also be used to determine position coordinates, utilizing the laser light from the laser pointer 53. Figure 8(b) shows an example of using a laser tracker. A laser is projected from the projection/reception unit B onto the reflector D, and the reflected light is received by the projection/reception unit B. The projection/reception unit B is attached to a tripod C, and its direction is controlled by computer A, constantly projecting the laser light onto the reflector. The three-dimensional position of the reflector D can be measured from the angle of the projection/reception unit B and the reflected laser light. By installing the reflector D on the device, the device's position can be measured with submillimeter accuracy within a range of several tens of meters. In particular, with regard to the positional information of the location where water hammer is applied (the focus point), if the positional relationship between the device's position and the focus point is accurately known, the position of the focus point can also be calculated from the device's position. In this way, the laser light from the laser pointer 53 can be used instead of directly analyzing the water hammer, or in addition to analyzing the water hammer.
図９は、本願発明の他の構成及び動作の一例を示す。本願発明では、例えば、照射装置７を省略したり、録音部１７，音処理部３３などを省略して音の分析を行わないようにしたりしてもよい。 Figure 9 shows another example of the configuration and operation of the present invention. In the present invention, for example, the irradiation device 7 may be omitted, or the recording unit 17, sound processing unit 33, etc. may be omitted so that sound analysis is not performed.
図１０は、本願発明の他の実施の形態に係る注目点処理システムの具体的な構成の一例を示す図である。 Figure 10 shows an example of the specific configuration of a point of interest processing system according to another embodiment of the present invention.
図１０（ａ）は、水撃を与える点の軌跡の一例を示す。２組の検査装置を使用する。２組の検査装置は、最初に下の中央側に位置し、それぞれ右の方向Ｃ11及び左Ｃ21に水撃を与えつつ移動する。上の方向Ｃ12及びＣ22に水撃を与えつつ移動する。それぞれ左の方向Ｃ13及び右Ｃ23に水撃を与えつつ移動して、中央に戻る。上の方向Ｃ14及びＣ24に水撃を与えつつ移動する。これを繰り返す。すなわち、２組の検査装置は、それぞれ右の方向Ｃ15及び左Ｃ25に水撃を与えつつ移動する。上の方向Ｃ16及びＣ26に水撃を与えつつ移動する。それぞれ左の方向Ｃ17及び右Ｃ27に水撃を与えつつ移動して、中央に戻る。上の方向Ｃ18及びＣ28に水撃を与えつつ移動する。 Figure 10(a) shows an example of the trajectory of points applying water hammer. Two sets of inspection devices are used. The two sets of inspection devices are initially positioned at the bottom center and move to the right ( C11) and left (C21 ) while applying water hammer. They then move upward ( C12) and C22 while applying water hammer. They then move to the left ( C13) and right (C23 ) while applying water hammer, respectively, before returning to the center. They then move upward ( C14) and C24 while applying water hammer. This process is repeated. That is, the two sets of inspection devices move to the right ( C15) and left (C25 ) while applying water hammer. They then move upward ( C16) and C26 while applying water hammer. They then move to the left ( C17) and right (C27 ) while applying water hammer, respectively, before returning to the center. They then move upward ( C18) and C28 while applying water hammer.
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の水撃を与える点の軌跡を実現するための注目点処理システム１０１の構成の一例を示す。 Figure 10(b) shows an example of the configuration of the attention point processing system 101 for realizing the trajectory of points that cause the water hammer in Figure 10(a).
注目点処理システム１０１は、レール１０３と、検査装置１０５及び１０７と、移動制御装置１０９及び１１１と、流体供給部１１３と、電源１１５と、左側上支持部材１１７と、右側上支持部材１１９と、右端下支持部材１２５と、左端下支持部材１２７を備える。 The target point processing system 101 includes a rail 103, inspection devices 105 and 107, movement control devices 109 and 111, a fluid supply unit 113, a power supply 115, a left-side upper support member 117, a right-side upper support member 119, a right-side lower support member 125, and a left-side lower support member 127.
検査装置１０５は、図１の照射装置７、放水装置９，録音録画装置１１に対応する装置を備える。検査装置１０７も、同様に、図１の照射装置７、放水装置９，録音録画装置１１に対応する装置を備える。 Inspection device 105 is equipped with devices corresponding to irradiation device 7, water discharge device 9, and audio/video recording device 11 in Figure 1. Inspection device 107 is similarly equipped with devices corresponding to irradiation device 7, water discharge device 9, and audio/video recording device 11 in Figure 1.
移動制御装置１０９及び１１１は、それぞれ、検査装置１０５及び１０７に対して、レール１０３上を移動させる制御を行う。 Movement control devices 109 and 111 control the movement of inspection devices 105 and 107, respectively, on rail 103.
流体供給部１１３は、検査装置１０５及び１０７に対して、検査対象に水撃を与えるための水を供給する。 The fluid supply unit 113 supplies water to the testing devices 105 and 107 to apply water hammer to the test object.
電源１１５は、検査装置１０５及び１０７並びに移動制御装置１０９及び１１１が動作するための電力を供給する。 Power supply 115 provides power for the operation of inspection devices 105 and 107 and movement control devices 109 and 111.
左側上支持部材１１７は、レール１０３の中央と左端との間の位置において、ロープ１２３によりレール１０３を左上から引っ張る力を与える。 The left upper support member 117 applies a pulling force from the upper left of the rail 103 using a rope 123 at a position between the center and left end of the rail 103.
右側上支持部材１１９は、レール１０３の中央と右端との間の位置において、ロープ１２１によりレール１０３を右上から引っ張る力を与える。 The right upper support member 119 is located between the center and right end of the rail 103, and applies a pulling force to the rail 103 from the upper right using a rope 121.
右端下支持部材１２５は、レール１０３の右端において、ロープ１２９によりレール１０３を右下へと引っ張る力を加える。 The right-end lower support member 125 applies a force to the right end of the rail 103 using a rope 129 to pull the rail 103 downward and to the right.
左端下支持部材１２７は、レール１０３の左端において、ロープ１３１によりレール１０３を左下へと引っ張る力を加える。 The left-end lower support member 127 applies a force to the left end of the rail 103 using a rope 131 to pull the rail 103 downward and to the left.
なお、ロープ１２１，１２３，１２９及び１３１は、例えば、ワイヤなどの他の索体などであってもよい。 Note that ropes 121, 123, 129, and 131 may also be other ropes, such as wires.
図１０（ａ）の軌跡では、検査装置１０５及び１０７は、レール１０３の中央に対して対称な位置に存在する。そのため、レール１０３において、検査装置１０５及び１０７は、左右に等しい位置に存在する。そして、左側上支持部材１１７及び右側上支持部材１１９並びに右端下支持部材１２５及び左端下支持部材１２７により、レール１０３は、上下左右に安定させて移動させることができる。 In the trajectory shown in Figure 10(a), the inspection devices 105 and 107 are located symmetrically with respect to the center of the rail 103. Therefore, the inspection devices 105 and 107 are located at equal positions on the left and right sides of the rail 103. The left-side upper support member 117, the right-side upper support member 119, the right-side lower support member 125, and the left-side lower support member 127 allow the rail 103 to move stably in all directions.
図１１（ａ）は、検査する現場の一例を示す。レールには、移動制御装置（Driver）及び検査装置（Tester）が存在する。電源は、建造物の上方（例えば屋上）から供給する。水は、建造物の下方（例えば地上）から供給する。レールには、ウインチ（Winch）により右上、右下、左上及び左下から力を加える。 Figure 11(a) shows an example of an inspection site. The rail is equipped with a movement control device (Driver) and a testing device (Tester). Power is supplied from above the building (e.g., the roof). Water is supplied from below the building (e.g., the ground). Force is applied to the rail from the upper right, lower right, upper left, and lower left using winches.
図１１（ｂ）は、検査しているときの動作の一例を示す。 Figure 11(b) shows an example of operation during inspection.
左側上支持部材１１７は、レール１０３に対して、図の手前及び奥には動かず、レール１０３の上にある面において回転できる状態で接続されている。右側上支持部材１１９も、同様である。右端下支持部材１２５及び左端下支持部材１２７も、同様に、レール１０３に対して、図の手前及び奥には動かず、レール１０３よりも下に存在する面において回転できる状態で接続されている。 The left-side upper support member 117 is connected to the rail 103 in a manner that prevents it from moving toward or away from the view of the figure, but allows it to rotate on a plane above the rail 103. The same is true for the right-side upper support member 119. The right-side lower support member 125 and the left-side lower support member 127 are similarly connected to the rail 103 in a manner that prevents it from moving toward or away from the view of the figure, but allows it to rotate on a plane below the rail 103.
検査装置１０５及び１０７は、それぞれ、検査領域１３３及び１３５に水撃を与えつつ移動する。 Inspection devices 105 and 107 move while applying water hammer to inspection areas 133 and 135, respectively.
図１２は、発明者らが実際に作成した具体的な装置の一例を示す。図１２（ａ）は、全体的な構成を示す。図１２（ｂ）は、右側上支持部材を回転できる状態で接続した部分を示す。図１２（ｃ）は、検査装置を撮影したものである。図１２（ｄ）の操作装置の無線通信によって、検査装置は、レール上を左右に移動する。検査装置は、１台であってもよい。 Figure 12 shows an example of a specific device actually created by the inventors. Figure 12(a) shows the overall configuration. Figure 12(b) shows the part where the right upper support member is connected in a rotatable manner. Figure 12(c) is a photograph of the inspection device. The inspection device moves left and right on the rails using wireless communication with the operating device in Figure 12(d). A single inspection device may be used.
図１３は、検査装置が４台の場合の構成の一例を示す。検査装置を偶数台とし、これらをレールの左右で対象に移動させることにより、レールの左右で重さを均一にすることができ、レールを水平に保って検査装置を安定させることができる。 Figure 13 shows an example configuration with four inspection devices. By using an even number of inspection devices and moving them symmetrically on the left and right sides of the rail, the weight can be made uniform on both sides of the rail, keeping the rail horizontal and stabilizing the inspection devices.
本願発明を、次のように捉えてもよい。 The present invention can be understood as follows:
構造物に貼られた複数の外装材の表面を移動する注目点を撮影する注目点処理システムであって、レールと、左側上支持部材と、右側上支持部材と、右端下支持部材と、左端下支持部材を備え、前記左側上支持部材は、前記レールの中央と左端との間の位置において前記レールを左上から引っ張る力を与え、前記右側上支持部材は、前記レールの中央と右端との間の位置において前記レールを右上から引っ張る力を与え、前記右端下支持部材は、前記レールの右端において前記レールを右下へと引っ張る力を加え、前記左端下支持部材は、前記レールの左端において前記レールを左下へと引っ張る力を加え、前記左側上支持部材、前記右側上支持部材、前記右端下支持部材及び前記左端下支持部材は、前記レールを水平にした状態を維持して、上下左右に移動させ、前記注目点を撮影する撮影部は、前記レールを移動する、注目点処理システム。 A point of interest processing system that photographs a point of interest moving on the surface of multiple exterior materials affixed to a structure, comprising a rail, a left-side upper support member, a right-side upper support member, a right-side lower support member, and a left-side lower support member, wherein the left-side upper support member applies a force pulling the rail from the upper left at a position between the center and left end of the rail, the right-side upper support member applies a force pulling the rail from the upper right at a position between the center and right end of the rail, the right-side lower support member applies a force pulling the rail toward the lower right at the right end of the rail, and the left-side lower support member applies a force pulling the rail toward the lower left at the left end of the rail, the left-side upper support member, the right-side upper support member, the right-side lower support member, and the left-side lower support member move the rail up, down, left, and right while maintaining a horizontal state, and a photographing unit that photographs the point of interest moves along the rail.
また、前記注目点は、流体が衝突する位置であってもよい。また、前記撮影部は、偶数個存在して、前記レールの中央に対して、対称に位置して移動するものとして捉えてもよい。 The point of interest may also be the position where the fluid collides. There may also be an even number of the imaging units, which may be positioned symmetrically and move relative to the center of the rail.
１，１０１ 注目点処理システム、３ 情報処理装置、５ 構造物、７ 照射装置、９ 放水装置、１１ 録音録画装置、１３ 注目点、１５ 録画部、１７ 録音部、２１ 検出処理部、２３ 表示処理部、２５ 放水目標位置設定部、２７ 放水制御部、２９ 検出制御部、３１ 画像処理部、３３ 音処理部、３５ 区分処理部、３７ 注目点検出部、４１ 検出結果記憶部、４３ 表示制御部、４５ 表示部、５１ ウォーターガン、５３ レーザーポインタ、５５ 深度カメラ、５７ 領域、５９ マイク、６１，６３，７１，７４，７５，７７ タイル、６５，６７ 領域、７３ ライン、１０３ レール、１０５，１０７ 検査装置、１０９，１１１ 移動制御装置、１１３ 流体供給部、１１５ 電源、１１７，１１９ 支持部材、１２１，１２３，１２９，１３１ ロープ、１２５ 右端下支持部材、１２７ 左端下支持部材、１３３，１３５ 検査領域 1, 101 Attention point processing system, 3 Information processing device, 5 Structure, 7 Irradiation device, 9 Water discharge device, 11 Audio/video recording device, 13 Attention point, 15 Recording unit, 17 Audio recording unit, 21 Detection processing unit, 23 Display processing unit, 25 Water discharge target position setting unit, 27 Water discharge control unit, 29 Detection control unit, 31 Image processing unit, 33 Sound processing unit, 35 Segmentation processing unit, 37 Attention point detection unit, 41 Detection result memory unit, 43 Display control unit, 45 Display unit, 51 Water gun, 53 Laser pointer, 55 Depth camera, 57 Area, 59 Microphone, 61, 63, 71, 74, 75, 77 Tile, 65, 67 Area, 73 Line, 103 Rail, 105, 107 Inspection device, 109, 111 Movement control device, 113 Fluid supply unit, 115 Power supply, 117, 119: Support member, 121, 123, 129, 131: Rope, 125: Right-end lower support member, 127: Left-end lower support member, 133, 135: Inspection area
Claims (7)
撮影部と、画像処理部を備え、
前記画像処理部は、区分処理部と、注目点検出部を備え、
前記注目点は、開始時刻から終了時刻までの間にＮ＋１個（Ｎは２以上の自然数）の前記外装材を移動し、
前記撮影部は、開始時刻から終了時刻までに、少なくとも前記注目点が存在する外装材及び当該外装材の周辺にある一つ又は複数の周辺外装材を撮影した複数の画像データを得、
前記区分処理部は、前記各画像データに撮影された複数の外装材を区別して特定し、
前記注目点検出部は、前記各画像データにおいて衝撃が与えられる位置を用いて前記注目点が存在する対象外装材の位置を特定して、対象外装材の周辺に位置する周辺外装材を特定し、
前記注目点検出部は、
開始時刻に撮影された前記画像データにおける対象外装材Ｔ0を基準外装材とし、
対象外装材を共通にする画像データ群において当該対象外装材の周辺外装材が撮影されていることを利用して、前記注目点が対象外装材Ｔp（ｐは０以上Ｎ－１以下の整数）から次に移動する周辺外装材を特定して新たな対象外装材Ｔp+1を得ることを繰り返して、対象外装材Ｔ1、…、ＴNを特定し、
対象外装材Ｔq（ｑはＮ以下の自然数）の位置について、対象外装材Ｔ1、…、Ｔqのそれぞれの位置が直前の対象外装材Ｔ0、…、Ｔq-1に対する位置により特定されていることを利用して、基準外装材Ｔ0との相対的な位置を特定する、注目点処理システム。 A target point processing system for performing processing for non-destructive testing using sounds generated by applying impacts to target points on the surfaces of multiple exterior materials attached to a structure,
The imaging unit and the image processing unit are provided.
the image processing unit includes a division processing unit and a point of interest detection unit,
The attention point moves N+1 (N is a natural number of 2 or more) exterior materials between the start time and the end time,
the photographing unit obtains a plurality of image data photographed from a start time to an end time of at least an exterior material on which the attention point exists and one or a plurality of peripheral exterior materials around the exterior material;
The classification processing unit distinguishes and identifies the plurality of exterior materials photographed in each of the image data,
the attention point detection unit identifies the position of the target exterior material where the attention point exists using the position where the impact is applied in each of the image data, and identifies surrounding exterior materials located around the target exterior material;
The attention point detection unit
The target exterior material T0 in the image data captured at the start time is set as the reference exterior material,
By utilizing the fact that the peripheral exterior materials of the target exterior material are photographed in the image data group that has the target exterior material in common, the target exterior material T p (p is an integer of 0 to N-1) is identified as the peripheral exterior material to which the attention point moves next, and a new target exterior material T p+1 is obtained by repeating this process, thereby identifying the target exterior materials T 1 , ..., T N ;
A point of interest processing system that determines the relative position of a target exterior material T q (q is a natural number equal to or less than N) with respect to a reference exterior material T 0 by utilizing the fact that the positions of the target exterior materials T 1 , ..., T q are determined by the positions of the immediately preceding target exterior materials T 0 , ..., T q-1.
開始時刻から終了時刻までの間に前記注目点に流体が衝突したことによって生じた音を録音する録音部と、
前記録音部により録音された音を処理する音処理部を備え、
前記注目点検出部は、対象外装材を共通にする画像データ群に含まれる画像データが撮影された時刻を利用して、注目点がＮ＋１個の対象外装材Ｔr（ｒは０以上Ｎ以下の整数）のそれぞれに存在する時間ｔrを特定し、
前記音処理部は、時間ｔrを用いて、前記録音部により録音された音をＮ＋１個の音のグループに分けて、対象外装材を共通にするＮ＋１個の画像データのグループと対応させる、請求項１記載の注目点処理システム。 The point of interest is a position where the fluid collides,
a recording unit that records a sound generated by the fluid colliding with the target point between a start time and an end time;
a sound processing unit that processes the sound recorded by the recording unit,
the attention point detection unit identifies a time t r at which the attention point exists in each of N+1 target exterior materials T r (r is an integer between 0 and N) by using the time at which image data included in an image data group that shares a common target exterior material was captured ;
2. The attention point processing system according to claim 1, wherein the sound processing unit uses time tr to divide the sounds recorded by the sound recording unit into N+1 sound groups and associate them with N+1 groups of image data that share a common target exterior material.
前記左側上支持部材は、前記レールの中央と左端との間の位置において前記レールを左上から引っ張る力を与え、
前記右側上支持部材は、前記レールの中央と右端との間の位置において前記レールを右上から引っ張る力を与え、
前記右端下支持部材は、前記レールの右端において前記レールを右下へと引っ張る力を加え、
前記左端下支持部材は、前記レールの左端において前記レールを左下へと引っ張る力を加え、
前記左側上支持部材、前記右側上支持部材、前記右端下支持部材及び前記左端下支持部材は、前記レールを水平にした状態を維持して、上下左右に移動させ、
前記撮影部は、前記レールを移動する、
請求項１から３のいずれかに記載の注目点処理システム。 a rail, a left upper support member, a right upper support member, a right lower support member, and a left lower support member;
the left upper support member applies a force pulling the rail from the upper left at a position between the center and the left end of the rail;
the right upper support member applies a force pulling the rail from the upper right at a position between the center and the right end of the rail,
the right-end lower support member applies a force to pull the rail downward and to the right at the right end of the rail;
the left end lower support member applies a force to pull the rail downward and to the left at the left end of the rail,
The left upper support member, the right upper support member, the right lower support member, and the left lower support member move up, down, left, and right while maintaining the rail in a horizontal state,
The photographing unit moves on the rail.
A point of interest processing system according to any one of claims 1 to 3.
前記注目点処理システムは、撮影部と、画像処理部を備え、
前記画像処理部は、区分処理部と、注目点検出部を備え、
前記注目点は、開始時刻から終了時刻までの間にＮ＋１個（Ｎは２以上の自然数）の前記外装材を移動し、
前記撮影部は、開始時刻から終了時刻までに、少なくとも前記注目点が存在する外装材及び当該外装材の周辺にある一つ又は複数の周辺外装材を撮影した複数の画像データを得、
前記区分処理部が、前記各画像データに撮影された複数の外装材を区別して特定し、
前記注目点検出部が、前記各画像データにおいて衝撃が与えられる位置を用いて前記注目点が存在する対象外装材の位置を特定して、対象外装材の周辺に位置する周辺外装材を特定するステップを含み、
前記注目点検出部は、
開始時刻に撮影された前記画像データにおける対象外装材Ｔ0を基準外装材とし、
対象外装材を共通にする画像データ群において当該対象外装材の周辺外装材が撮影されていることを利用して、前記注目点が対象外装材Ｔp（ｐは０以上Ｎ－１以下の整数）から次に移動する周辺外装材を特定して新たな対象外装材Ｔp+1を得ることを繰り返して、対象外装材Ｔ1、…、ＴNを特定し、
対象外装材Ｔq（ｑはＮ以下の自然数）の位置について、対象外装材Ｔ1、…、Ｔqのそれぞれの位置が直前の対象外装材Ｔ0、…、Ｔq-1に対する位置により特定されていることを利用して、基準外装材Ｔ0との相対的な位置を特定する、注目点処理方法。 A target point processing method in a target point processing system that performs processing for non-destructive testing using sounds generated by applying impacts to target points on the surfaces of multiple exterior materials attached to a structure,
The attention point processing system includes an imaging unit and an image processing unit,
the image processing unit includes a division processing unit and a point of interest detection unit,
The attention point moves N+1 (N is a natural number of 2 or more) exterior materials between the start time and the end time,
the photographing unit obtains a plurality of image data photographed from a start time to an end time of at least an exterior material on which the attention point exists and one or a plurality of peripheral exterior materials around the exterior material;
The classification processing unit distinguishes and identifies the plurality of exterior materials photographed in each of the image data,
the attention point detection unit specifies the position of the target exterior material where the attention point exists using the position where the impact is applied in each of the image data, and specifies surrounding exterior materials located around the target exterior material,
The attention point detection unit
The target exterior material T0 in the image data captured at the start time is set as the reference exterior material,
By utilizing the fact that the peripheral exterior materials of the target exterior material are photographed in the image data group that has the target exterior material in common, the target exterior material T p (p is an integer of 0 to N-1) is identified as the peripheral exterior material to which the attention point moves next, and a new target exterior material T p+1 is obtained by repeating this process, thereby identifying the target exterior materials T 1 , ..., T N ;
A method for processing points of interest that determines the relative position of a target exterior material T q (q is a natural number equal to or less than N) with respect to a reference exterior material T 0 by utilizing the fact that the positions of the target exterior materials T 1 , ..., T q are determined by the positions of the immediately preceding target exterior materials T 0, ..., T q-1.
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