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JP7765010B2 - Hammering inspection system and program - Google Patents
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JP7765010B2 - Hammering inspection system and program - Google Patents

Hammering inspection system and program

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JP7765010B2 JP2022053628A JP2022053628A JP7765010B2 JP 7765010 B2 JP7765010 B2 JP 7765010B2 JP 2022053628 A JP2022053628 A JP 2022053628A JP 2022053628 A JP2022053628 A JP 2022053628A JP 7765010 B2 JP7765010 B2 JP 7765010B2
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Description

本発明は、構造物を打撃することで生じる打撃音に基づき構造物の状態を判定する打音検査システムおよびプログラムに関する。 The present invention relates to a hammering inspection system and program that determines the condition of a structure based on the hammering sounds produced by striking the structure.

従来、構造物の検査を行う際には、熟練した作業員がハンマー等を用いて構造物の表面を打撃し、生じる打撃音に基づき以上の有無を確認していた。 Traditionally, when inspecting a structure, a skilled worker would hit the surface of the structure with a hammer or similar tool and check for any abnormalities based on the sound produced.

しかし、近年の社会の少子高齢化と労働人口の減少により、こうした作業員が不足しているため、検査に要する人員の確保が困難になったり、検査精度が低下したりすることが懸念されていた。 However, in recent years, due to the declining birthrate, aging population, and shrinking working population, there has been a shortage of such workers, which has raised concerns that it may become difficult to secure the necessary personnel for testing and that testing accuracy may decline.

そこで、構造物の打撃音の解析を補助するための検査装置が開発されている(特許文献1参照)。この検査装置は、構造物の打音の周波数分布に対して特定の部分の音圧レベルが高くなっている箇所を特定し可視化するものであり、この検査装置を用いることで、打撃音に基づく構造物の異常の検出を行いやすくすることができる。 In response, an inspection device has been developed to assist in the analysis of impact sounds from structures (see Patent Document 1). This inspection device identifies and visualizes specific areas where the sound pressure level is high relative to the frequency distribution of impact sounds from the structure, making it easier to detect abnormalities in structures based on impact sounds.

特開2013-253947号公報JP 2013-253947 A

しかし、上述した特許文献1に係る検査装置は打撃音の周波数分布を可視化することができ検査の一助にはなるものの、可視化された周波数分布に基づき異常の判定を行うのは作業員であるため、やはり熟練した作業員が必要になるという状況に変わりはなかった。また、特許文献1には検査の自動化への言及があるものの、具体的にどのようにして検査を自動化するかについては一切考察がなされていなかった。 However, although the inspection device described in Patent Document 1 can visualize the frequency distribution of impact sounds and is therefore useful for inspections, it is still the worker who must determine whether there are any abnormalities based on the visualized frequency distribution, so the situation remains one in which skilled workers are still required. Furthermore, while Patent Document 1 mentions the automation of inspections, it does not consider at all how to specifically automate inspections.

本発明はこのような問題を解決することを課題とするものであって、構造物の状態を自動的かつ高精度に検査することができる打音検査システムおよびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention aims to solve these problems and provide a hammering inspection system and program that can automatically and accurately inspect the condition of a structure.

本発明は、正常であることが判明している構造物の基準正常打撃音に基づき作成された正常教師データおよび異常が生じていることが判明している構造物の基準異常打撃音に基づき作成された異常教師データを学習する教師データ学習部と、検査対象構造物の検査打撃音に基づき検査データを取得する検査データ取得部と、前記検査データを前記正常教師データおよび前記異常教師データに基づき解析し、前記検査打撃音が正常な状態の構造物の打撃音である確率を取得する確率取得部と、前記確率が第1閾値以上であれば正常と判定し、第2閾値以下であれば異常と判定し、前記第2閾値より大きく前記第1閾値よりも小さければ注意と判定する判定部と、を備えることを特徴とする。 The present invention is characterized by comprising a teacher data learning unit that learns normal teacher data created based on reference normal impact sounds of structures known to be normal and abnormal teacher data created based on reference abnormal impact sounds of structures known to be abnormal; an inspection data acquisition unit that acquires inspection data based on the inspection impact sounds of the structure being inspected; a probability acquisition unit that analyzes the inspection data based on the normal teacher data and the abnormal teacher data and acquires the probability that the inspection impact sound is an impact sound of a structure in a normal state; and a judgment unit that determines the probability as normal if the probability is equal to or greater than a first threshold, determines the probability as abnormal if the probability is equal to or less than a second threshold, and judges the probability to be abnormal if the probability is greater than the second threshold and less than the first threshold.

上記打音検査システムについて、前記正常教師データは、前記基準正常打撃音にHann窓を適用して時間をX軸、周波数をY軸とする基準正常スペクトログラムを作成し、前記基準正常スペクトログラムから基準正常行列を作成し、前記基準正常行列の各要素を正規化して得られ、前記異常教師データは、前記基準異常打撃音にHann窓を適用して時間をX軸、周波数をY軸とする基準異常スペクトログラムを作成し、前記基準異常スペクトログラムから基準異常行列を作成し、前記基準異常行列の各要素を正規化して得られ、前記検査データは、前記検査打撃音にHann窓を適用して時間をX軸、周波数をY軸とする検査スペクトログラムを作成し、前記検査スペクトログラムから検査行列を作成し、前記検査行列の各要素を正規化して得られることが好ましい。 In the above-mentioned hammering sound inspection system, it is preferable that the normal teacher data is obtained by applying a Hann window to the reference normal impact sound to create a reference normal spectrogram with time on the X axis and frequency on the Y axis, creating a reference normal matrix from the reference normal spectrogram, and normalizing each element of the reference normal matrix; the abnormal teacher data is obtained by applying a Hann window to the reference abnormal impact sound to create a reference abnormal spectrogram with time on the X axis and frequency on the Y axis, creating a reference abnormal matrix from the reference abnormal spectrogram, and normalizing each element of the reference abnormal matrix; and the inspection data is obtained by applying a Hann window to the inspection impact sound to create an inspection spectrogram with time on the X axis and frequency on the Y axis, creating a check matrix from the inspection spectrogram, and normalizing each element of the check matrix.

また、上記打音検査システムについて、前記教師データ学習部は、前記正常教師データについて前記基準正常打撃音に対応する前記基準正常行列の要素を1とするとともに、前記異常教師データについて前記基準異常打撃音に対応する前記基準異常行列の要素を0として学習することが好ましい。 Furthermore, in the above-mentioned hammering sound inspection system, it is preferable that the teacher data learning unit learns by setting the elements of the reference normal matrix corresponding to the reference normal impact sound for the normal teacher data to 1, and setting the elements of the reference abnormal matrix corresponding to the reference abnormal impact sound for the abnormal teacher data to 0.

また、上記打音検査システムについて、前記正常教師データ、前記異常教師データおよび前記検査データは、それぞれ前記基準正常行列、前記基準異常行列および前記検査行列の各要素を正規化した後、さらに前記異常打撃音に特徴的な所定周波数に対応する重み付け行列を乗じることで得られることが好ましい。 Furthermore, with regard to the above-mentioned hammering sound inspection system, it is preferable that the normal training data, the abnormal training data, and the inspection data are obtained by normalizing each element of the reference normal matrix, the reference abnormal matrix, and the inspection matrix, respectively, and then multiplying them by a weighting matrix corresponding to a predetermined frequency characteristic of the abnormal impact sound.

また、上記打音検査システムについて、前記重み付け行列は、前記所定周波数に対応する列の各要素の値が1であり、他の列の要素が1以下の行列であることが好ましい。 Furthermore, with regard to the above-mentioned hammering inspection system, it is preferable that the weighting matrix is a matrix in which the value of each element in the column corresponding to the predetermined frequency is 1, and the elements in other columns are 1 or less.

また、上記打音検査システムについて、前記教師データ学習部、前記確率取得部および前記判定部はニューラルネットワークにより実現されることが好ましい。 Furthermore, in the above-mentioned hammering inspection system, it is preferable that the teacher data learning unit, the probability acquisition unit, and the judgment unit are realized by a neural network.

また、上記打音検査システムについて、前記教師データ学習部、前記確率取得部および前記判定部はクラウドサービスにより実現されることが好ましい。 Furthermore, in the above-mentioned hammering inspection system, it is preferable that the teacher data learning unit, the probability acquisition unit, and the judgment unit are realized by a cloud service.

また、本発明は、打音検査システムをコンピュータに実行させるプログラムであって、正常であることが判明している構造物の基準正常打撃音に基づき作成された正常教師データおよび異常が生じていることが判明している構造物の基準異常打撃音に基づき作成された異常教師データを学習する教師データ学習工程と、検査対象構造物の検査打撃音に基づき検査データを取得する検査データ取得工程と、前記検査データを前記正常教師データおよび前記異常教師データに基づき解析し、前記検査打撃音が前記基準正常打撃音である確率を取得する確率取得工程と、前記確率が第1閾値以上であれば正常と判定し、第2閾値以下であれば異常と判定し、前記第2閾値より大きく前記第1閾値よりも小さければ注意と判定する判定工程と、を備えることを特徴とする。 The present invention also provides a program for causing a computer to execute a hammering inspection system, comprising: a teacher data learning process for learning normal teacher data created based on standard normal hammering sounds of structures known to be normal and abnormal teacher data created based on standard abnormal hammering sounds of structures known to be abnormal; an inspection data acquisition process for acquiring inspection data based on the inspection impact sounds of the inspected structure; a probability acquisition process for analyzing the inspection data based on the normal teacher data and the abnormal teacher data to acquire the probability that the inspection impact sound is the standard normal hammering sound; and a judgment process for determining the sound as normal if the probability is equal to or greater than a first threshold, determining the sound as abnormal if the probability is equal to or less than a second threshold, and determining that caution is required if the probability is greater than the second threshold and less than the first threshold.

本発明の打音検査システムおよびプログラムによれば、構造物の状態を自動的かつ高精度に検査することができる。 The hammering inspection system and program of the present invention enable the condition of a structure to be inspected automatically and with high accuracy.

本発明の実施形態に係る打音検査システムを使用する様子の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of how a hammering inspection system according to an embodiment of the present invention is used. 本発明の実施形態に係る打音検査システムに用いられるシステム管理サーバの機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of a system management server used in the hammering inspection system according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る打音検査システムによる構造物の状態を判定する処理を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing a process for determining the state of a structure by the hammering inspection system according to the embodiment of the present invention. 構造物の打撃により得られる打撃音の波形を示すグラフである。10 is a graph showing a waveform of an impact sound obtained by striking a structure. 図4の打撃音のグラフのうち1つの波について所定時間経過後に波長が最大になるように切り出したグラフである。This is a graph in which one wave of the impact sound graph in FIG. 4 is cut out so that the wavelength becomes maximum after a predetermined time has elapsed. 図4の打撃音のグラフのうち他の波について図5と同じ条件で切り出したグラフである。6 is a graph showing other waves of the impact sound graph in FIG. 4 cut out under the same conditions as FIG. 5. 正常教師データから得られるスペクトログラムである。This is a spectrogram obtained from normal training data. 異常教師データから得られるスペクトログラムである。This is a spectrogram obtained from abnormal training data. 本発明の実施形態に係る打音検査システムの教師データ学習部において用いられるニューラルネットワークを示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a neural network used in a teacher data learning unit of a hammering inspection system according to an embodiment of the present invention. 正常な状態の構造物の部位を打撃した際に生じる打撃音について確率取得部が算出した正常な確率および異常な確率を示すグラフである。10 is a graph showing the normal probability and the abnormal probability calculated by a probability acquisition unit for an impact sound generated when a part of a structure in a normal state is struck. 異常が生じている構造物の部位を打撃した際に生じる打撃音について確率取得部が算出した正常な確率および異常な確率を示すグラフである。10 is a graph showing the normal probability and abnormal probability calculated by a probability acquisition unit for an impact sound generated when a part of a structure in which an abnormality has occurred is struck. 実際の構造物を打撃した際に生じる打撃音について確率取得部が算出した正常な確率および異常な確率の示すグラフの一例である。10 is an example of a graph showing the normal probability and the abnormal probability calculated by a probability acquisition unit for an impact sound generated when an actual structure is struck. 実際の構造物を打撃した際に生じる打撃音について確率取得部が算出した正常な確率および異常な確率を示すグラフの他の例である。10 is another example of a graph showing the normal probability and the abnormal probability calculated by the probability acquisition unit for the impact sound generated when an actual structure is struck.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明に従う打音検査システムの実施形態について説明する。 An embodiment of a hammering inspection system according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る打音検査システム1を示す模式図である。図1に示すように、打音検査システム1は、コンクリート等により形成されている構造物Sの表面を打撃装置4により打撃した際に生じる打撃音を収音する収音端末2と、収音端末2からネットワークNを介して提供される打撃音データに基づき構造物の状態を検査するシステム管理サーバ3とを備えて構成されている。 Figure 1 is a schematic diagram showing a hammering inspection system 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 1, the hammering inspection system 1 is configured to include a sound collection terminal 2 that collects impact sounds generated when an impact device 4 strikes the surface of a structure S made of concrete or the like, and a system management server 3 that inspects the condition of the structure based on the impact sound data provided from the sound collection terminal 2 via a network N.

収音端末2は、収音を行う収音部、収音した音声を所定の形式のデータにしてネットワークNを介してシステム管理サーバ3に送信するとともにシステム管理サーバ3による検査結果を示す所定のデータをネットワークNを介して受信する送受信部、および受信した検査結果を表示する表示部を備えている。このような収音端末2として、専用の端末機の他、市販のスマートフォン、携帯電話、タブレット端末等を利用してもよく、本実施形態においてはスマートフォンを採用した態様を例に説明を行う。 The sound collection terminal 2 includes a sound collection unit that collects sound, a transceiver unit that converts the collected sound into data in a predetermined format and transmits it to the system management server 3 via the network N, and receives predetermined data indicating the test results from the system management server 3 via the network N, and a display unit that displays the received test results. In addition to dedicated terminals, commercially available smartphones, mobile phones, tablet terminals, etc. may also be used as this sound collection terminal 2; this embodiment will be described using a smartphone as an example.

システム管理サーバ3は、クラウドサーバにより構成されていて、システム全体を制御するCPU(Central processing unit)31と、CPU31上で動作する制御プログラム等を格納したROM(Read-only memory)32と、各種データを一時的に格納するためのRAM(Random access memory)33と、収音端末2から送信される打撃音のデータや打音検査システム1により生成される各種データ等を記憶するための記憶部34とを備えて構成されている。 The system management server 3 is configured as a cloud server and includes a CPU (Central Processing Unit) 31 that controls the entire system, a ROM (Read-Only Memory) 32 that stores control programs and the like that run on the CPU 31, a RAM (Random Access Memory) 33 for temporarily storing various data, and a storage unit 34 for storing data on impact sounds transmitted from the sound collection terminal 2 and various data generated by the impact sound inspection system 1.

図2は、本発明の実施形態に係る打音検査システム1に用いられるシステム管理サーバ3の機能ブロック図である。図2に示すように、システム管理サーバ3は、CPU31がROM32に格納されている制御プログラムをRAM33に展開して実行することにより、教師データ学習部311、検査データ取得部312、確率取得部313および判定部314として機能する。 Figure 2 is a functional block diagram of the system management server 3 used in the hammering inspection system 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 2, the system management server 3 functions as a teacher data learning unit 311, an inspection data acquisition unit 312, a probability acquisition unit 313, and a judgment unit 314 by the CPU 31 expanding a control program stored in the ROM 32 into the RAM 33 and executing it.

教師データ学習部311は、正常であることが判明している構造物の基準正常打撃音に基づき作成された正常教師データおよび異常が生じていることが判明している構造物の基準異常打撃音に基づき作成された異常教師データを学習する。正常教師データと異常教師データの学習の詳細については後述する。 The teacher data learning unit 311 learns normal teacher data created based on reference normal impact sounds of structures that are known to be normal, and abnormal teacher data created based on reference abnormal impact sounds of structures that are known to be abnormal. Details of learning normal teacher data and abnormal teacher data will be described later.

検査データ取得部312は、検査対象構造物の検査打撃音に基づき検査データを取得する。検査データの取得の詳細については後述する。 The inspection data acquisition unit 312 acquires inspection data based on the inspection impact sound of the inspected structure. Details of the acquisition of inspection data will be described later.

確率取得部313は、検査データを正常教師データおよび異常教師データに基づき解析し、検査打撃音が基準正常打撃音である確率を取得する。この基準正常打撃音である確率の取得の詳細については後述する。 The probability acquisition unit 313 analyzes the test data based on the normal teacher data and abnormal teacher data, and acquires the probability that the test impact sound is a reference normal impact sound. Details of acquiring the probability that the test impact sound is a reference normal impact sound will be described later.

判定部314は、検査打撃音が基準正常打撃音である確率が第1閾値以上であれば正常と判定し、第2閾値以下であれば異常と判定し、第2閾値より大きく第1閾値よりも小さければ注意と判定する。 The judgment unit 314 judges the test impact sound to be normal if the probability that it is a reference normal impact sound is equal to or greater than a first threshold, judges it to be abnormal if it is equal to or less than a second threshold, and judges it to require caution if it is greater than the second threshold and less than the first threshold.

打撃装置4は、電源、制御部、駆動装置等(何れも不図示)が内蔵されている本体部41と、本体部41に対して進退可能に設けられ一定の打力で構造物を打撃することができるハンマー部42を備えて構成されている。打撃装置4を用いて構造物の打撃を自動化することで、打撃の際の打力のばらつきを抑制し、精度良い検査を行うことが可能になる。ただし、打撃装置4は本発明においては必須の構成ではなく、これを省略して作業者がハンマーを用いて手作業により構造物Sの打撃を行ってもよい。 The impact device 4 is composed of a main body 41 that houses a power supply, control unit, drive unit, etc. (none of which are shown), and a hammer unit 42 that is movable forward and backward relative to the main body 41 and can strike a structure with a constant impact force. By using the impact device 4 to automate the impact on a structure, it is possible to reduce variation in impact force during impact and perform highly accurate inspections. However, the impact device 4 is not a required component of the present invention, and it may be omitted so that an operator can manually strike the structure S using a hammer.

次に、上述した構成を有する打音検査システム1の動作の詳細について説明する。図3は、本発明の実施形態に係る打音検査システム1による構造物Sの状態を判定する処理を示すフローチャートである。 Next, we will explain in detail the operation of the hammering inspection system 1 configured as described above. Figure 3 is a flowchart showing the process of determining the condition of a structure S using the hammering inspection system 1 according to an embodiment of the present invention.

図3に示すように、まず、教師データ学習部311により教師データの学習が行われる(ステップS1)。具体的には、教師データ学習部311は、正常であることが判明している構造物の打撃音である基準正常打撃音に基づき正常教師データを作成するとともに、異常が生じていることが判明している構造物の打撃音である基準異常打撃音に基づき異常教師データを作成し、これらの学習を行う。この教師データ学習部311による教師データの学習は、実際に構造物Sの検査を行う前にあらかじめ行われている。この教師データの学習の詳細について以下に説明する。 As shown in FIG. 3, first, the teacher data learning unit 311 learns the teacher data (step S1). Specifically, the teacher data learning unit 311 creates normal teacher data based on reference normal impact sounds, which are impact sounds of structures that are known to be normal, and creates abnormal teacher data based on reference abnormal impact sounds, which are impact sounds of structures that are known to be abnormal, and then learns these. The teacher data learning unit 311 learns the teacher data in advance, before actually inspecting the structure S. Details of this teacher data learning are described below.

図4は、構造物Sの打撃により得られる打撃音の波形を示すグラフである。構造物Sを所定の時間間隔、所定の打力で繰り返し打撃することで発生する打撃音について、X軸を時間(秒)、Y軸を音の強度(bit)としてグラフ化すると、図4に示すように打撃毎に波が表れるグラフが得られる。 Figure 4 is a graph showing the waveform of the impact sound obtained by striking structure S. When the impact sound generated by repeatedly striking structure S with a predetermined striking force at a predetermined time interval is graphed with time (seconds) on the X axis and sound intensity (bits) on the Y axis, a wave appears for each strike, as shown in Figure 4.

図5は、図4の打撃音のグラフのうち1つの波について所定時間経過後に波長が最大になるように切り出したグラフである。図6は、図4の打撃音のグラフのうち他の波について図5と同じ条件で切り出したグラフである。図4に示すグラフの各波について、図5および図6に示すようにピーク毎に所定の時間範囲で切り出しを行う。この切り出された波は、それぞれ1回の打撃に対応する打撃音を表している。なお、図5および図6についても、X軸の単位は秒、Y軸の単位はbitである。 Figure 5 is a graph of one wave from the impact sound graph in Figure 4, cut out so that the wavelength reaches its maximum after a predetermined time has elapsed. Figure 6 is a graph of another wave from the impact sound graph in Figure 4, cut out under the same conditions as Figure 5. For each wave in the graph shown in Figure 4, a predetermined time range is cut out for each peak, as shown in Figures 5 and 6. Each of these cut-out waves represents the impact sound corresponding to one hit. Note that in Figures 5 and 6, the X-axis is in seconds and the Y-axis is in bits.

そして、切り出されたそれぞれの波について、X軸を時間、Y軸を周波数としてHann窓を適用してスペクトログラムを作成し、そのスペクトログラムから数1に例示するような行列を取得する。この数1に示す行列を基準行列という。なお、ここでは便宜上基準行列を3行3列の行列としているが、実際の教師データの学習や、後述する検査データの取得に際しては、より多くの任意の行および列により構成される行列を用いることができる。 For each extracted wave, a spectrogram is created by applying a Hann window with the X axis representing time and the Y axis representing frequency, and a matrix such as that shown in Equation 1 is obtained from this spectrogram. The matrix shown in Equation 1 is called the reference matrix. Note that for convenience, the reference matrix is assumed to be a 3-row, 3-column matrix here, but when learning actual training data or acquiring test data, as described below, a matrix consisting of any number of rows and columns can be used.

次に、基準行列の正規化を行う。まず、基準行列の要素の最大値M(M=max(aij))を求め、数1の行列の全要素をその最大値Mで割り、数2に示す行列を取得する。 Next, the reference matrix is normalized. First, the maximum value M (M=max(a ij )) of the elements of the reference matrix is found, and all elements of the matrix of Equation 1 are divided by this maximum value M to obtain the matrix shown in Equation 2.

ここで、数2の各要素は0以上1以下である。 Here, each element of number 2 is between 0 and 1.

次に、数2の行列の各要素を10,000倍した後、対数化して数3に示す対数を得る。この数3に示す行列は、行列要素が0、10000の2値により構成されるものになっている。 Next, each element of the matrix in Equation 2 is multiplied by 10,000, and then logarithmized to obtain the logarithm shown in Equation 3. The matrix shown in Equation 3 has matrix elements consisting of two values: 0 and 10,000.

そして、数3の行列をLоg10000で割り数4に示す行列を得る。この数4に示す行列は、行列要素が0、1の2値により構成されるものになっている。 Then, divide the matrix in equation 3 by Log10000 to obtain the matrix shown in equation 4. The matrix shown in equation 4 has matrix elements consisting of two values, 0 and 1.

教師データ学習部311は、上述した基準行列の取得と正規化を、正常であることが判明している構造物の打撃音(基準正常打撃音)から得られるスペクトログラム(基準正常スペクトログラム)と、異常が生じていることが判明している構造物の打撃音(基準異常打撃音)から得られるスペクトログラム(基準異常スペクトログラム)についてそれぞれ行う。そして、教師データ学習部311は、基準正常スペクトログラムから得られる基準行列(基準正常行列)を正規化して得られる行列を正常教師データとして、基準異常スペクトログラムから得られる基準行列(基準異常行列)を正規化して得られる行列を異常教師データとして学習する。なお、教師データ学習部311は、正常教師データについて基準正常打撃音に対応する基準正常行列の要素を1とするとともに、異常教師データについて基準異常打撃音に対応する基準異常行列の要素を0として学習する。 The teacher data learning unit 311 obtains and normalizes the reference matrix described above for a spectrogram (reference normal spectrogram) obtained from an impact sound from a structure known to be normal (reference normal impact sound) and a spectrogram (reference abnormal spectrogram) obtained from an impact sound from a structure known to be abnormal (reference abnormal impact sound). The teacher data learning unit 311 then learns the matrix obtained by normalizing the reference matrix (reference normal matrix) obtained from the reference normal spectrogram as normal teacher data, and the matrix obtained by normalizing the reference matrix (reference abnormal matrix) obtained from the reference abnormal spectrogram as abnormal teacher data. Note that the teacher data learning unit 311 sets the elements of the reference normal matrix corresponding to the reference normal impact sound for normal teacher data to 1, and sets the elements of the reference abnormal matrix corresponding to the reference abnormal impact sound for abnormal teacher data to 0.

正常教師データと異常教師データは、それぞれ正常な状態の構造物に特徴的な周波数および異常が生じている構造物に特徴的な周波数が識別しやすい態様の行列になっている。このことは、図7と図8に示すように、正常教師データと異常教師データをスペクトログラム化すると分かり易い。図7は、正常教師データから得られるスペクトログラムである。図8は、異常教師データから得られるスペクトログラムである。図8に示す異常教師データから得られるスペクトログラムでは、図7に示す正常教師データから得られるスペクトログラムには見られない、4000Hz付近の特徴的なピークが出現している。この周波数のピークが、本実施形態において用いられている、異常が生じている構造物に特有の打撃音のピークである。この周波数のピークはあくまで一例であり、構造物の種類や異常の種類に応じて変化する。 The normal teacher data and abnormal teacher data are in matrices that make it easy to distinguish frequencies characteristic of normal structures and frequencies characteristic of abnormal structures. This can be easily understood by converting the normal teacher data and abnormal teacher data into spectrograms, as shown in Figures 7 and 8. Figure 7 is a spectrogram obtained from normal teacher data. Figure 8 is a spectrogram obtained from abnormal teacher data. The spectrogram obtained from the abnormal teacher data shown in Figure 8 shows a characteristic peak around 4000 Hz that is not seen in the spectrogram obtained from the normal teacher data shown in Figure 7. This frequency peak is the peak of the impact sound specific to abnormal structures, as used in this embodiment. This frequency peak is merely an example, and will vary depending on the type of structure and the type of abnormality.

図9は、本発明の実施形態に係る打音検査システムの教師データ学習部311において用いられるニューラルネットワーク3110を示す模式図である。図9に示すように、本実施形態において、ニューラルネットワーク3110は、入力層3111、中間層3112および出力層3113の3層により構成されている。教師データ学習部311は、このニューラルネットワーク3110を用いて基準正常行列の要素を1とするとともに、基準異常行列の要素を0として学習する。具体的には、入力層3111は基準正常行列および基準異常行列の取得を行い、中間層3112は基準正常行列および基準異常行列により2次(0、1)の出力を行うための所定の前計算を行い、出力層3113が2次の出力を行う。 Figure 9 is a schematic diagram showing a neural network 3110 used in the teacher data learning unit 311 of a hammering inspection system according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 9, in this embodiment, the neural network 3110 is composed of three layers: an input layer 3111, an intermediate layer 3112, and an output layer 3113. The teacher data learning unit 311 uses this neural network 3110 to learn by setting the elements of the reference normal matrix to 1 and the elements of the reference anomalous matrix to 0. Specifically, the input layer 3111 acquires the reference normal matrix and the reference anomalous matrix, the intermediate layer 3112 performs predetermined pre-calculation using the reference normal matrix and the reference anomalous matrix to produce a quadratic (0, 1) output, and the output layer 3113 produces the quadratic output.

図3に戻り、教師データ学習部311による教師データの学習が行われた後、次に検査データ取得部312による検査データの取得が行われる(ステップS2)。検査データの取得は、本実施形態においては図1に示すように収音端末2により検査対象である構造物Sの打撃音(検査打撃音)のデータがネットワークNを介してシステム管理サーバ3に送信され、検査データ取得部312が当該打撃音のデータに基づき検査データを生成することで行われる。 Returning to Figure 3, after the teacher data learning unit 311 has learned the teacher data, the test data acquisition unit 312 then acquires test data (step S2). In this embodiment, as shown in Figure 1, test data is acquired by sending data of the impact sound (test impact sound) of the structure S being inspected by the sound collection terminal 2 via the network N to the system management server 3, and the test data acquisition unit 312 generates test data based on the impact sound data.

具体的には、検査データは、検査データ取得部312が検査打撃音にHann窓を適用して時間をX軸、周波数をY軸とする検査スペクトログラムを作成し、検査スペクトログラムから検査行列を作成し、検査行列の各要素を正規化することで得られる。この検査データ取得部312による検査打撃音からの検査スペクトログラムと検査行列の取得、および検査行列の正規化は、ニューラルネットワーク3110と同様のニューラルネットワークを用いて、上述した教師データ学習部311による基準正常打撃音(基準異常行列)からの基準正常スペクトログラム(基準異常スペクトログラム)と基準正常行列(基準異常行列)の取得、および基準正常行列(基準異常行列)の正規化と同様の一連の処理を実行することで行われる。 Specifically, the test data is obtained by the test data acquisition unit 312 applying a Hann window to the test impact sound to create a test spectrogram with time on the X axis and frequency on the Y axis, creating a check matrix from the test spectrogram, and normalizing each element of the check matrix. The test data acquisition unit 312 acquires the test spectrogram and check matrix from the test impact sound and normalizes the check matrix by using a neural network similar to neural network 3110 and executing a series of processes similar to those performed by the teacher data learning unit 311 described above to acquire a reference normal spectrogram (reference abnormal spectrogram) and a reference normal matrix (reference abnormal matrix) from a reference normal impact sound (reference abnormal matrix), and normalizing the reference normal matrix (reference abnormal matrix).

次に、確率取得部313により、取得した検査データ、正常教師データおよび異常教師データに基づいて検査打撃音が正常な状態の構造物Sの打撃音である確率の取得が行われる(ステップS3)。 Next, the probability acquisition unit 313 acquires the probability that the inspection impact sound is an impact sound of the structure S in a normal state based on the acquired inspection data, normal teacher data, and abnormal teacher data (step S3).

図10は、正常な状態の構造物Sを打撃した際に生じる打撃音について確率取得部313が算出した正常な確率および異常な確率を示すグラフである。図11は、異常が生じている構造物Sを打撃した際に生じる打撃音について確率取得部が算出した正常な確率および異常な確率を示すグラフである。教師データを基に学習した中間層3112内の閾値データを参照するニューラルネットワーク処理により、入力された行列データの処理が行われ、正常、異常である確率が求められる。 Figure 10 is a graph showing the normal probability and abnormal probability calculated by the probability acquisition unit 313 for impact sounds generated when a structure S in a normal state is struck. Figure 11 is a graph showing the normal probability and abnormal probability calculated by the probability acquisition unit for impact sounds generated when a structure S in an abnormal state is struck. The input matrix data is processed by neural network processing that references threshold data in the intermediate layer 3112, which has been trained based on training data, to determine the probability of normality or abnormality.

図10に示す正常な状態の構造物Sの例では、正常な状態であることが判明している構造物について16ヵ所で打撃した場合、いずれのも正常な状態の構造物である確率はほぼ1であり、異常な状態の構造物である確率はほぼ0と算出された。 In the example of structure S in a normal state shown in Figure 10, when a structure known to be in a normal state is struck at 16 locations, the probability that any of the structures is in a normal state is calculated to be approximately 1, and the probability that any of the structures is in an abnormal state is calculated to be approximately 0.

図11に示す異常が生じている構造物Sの例では、異常な状態であることが判明している構造物Sについて15か所で打撃した場合、いずれも正常な構造物である確率は0.3未満であり、異常な状態の構造物である確率は0.7以上であると算出された。 In the example of structure S, which is known to be in an abnormal state, shown in Figure 11, if structure S, which is known to be in an abnormal state, is struck at 15 locations, the probability that any of the structures is normal is calculated to be less than 0.3, and the probability that any of the structures is in an abnormal state is calculated to be 0.7 or greater.

このように、確率取得部313による確率の演算では、正常な状態の構造物Sと異常が生じている構造物Sについて、高精度で確率の差として反映できることが分かる。 In this way, it can be seen that the probability calculation by the probability acquisition unit 313 can accurately reflect the difference in probability between a structure S in a normal state and a structure S in which an abnormality has occurred.

この確率取得部313による確率の演算を実際の構造物Sについて行った場合を図12および図13を用いて説明する。図12は、実際の構造物Sを打撃した際に生じる打撃音について確率取得部313が算出した正常な確率および異常な確率の示すグラフの一例である。図13は、実際の構造物Sを打撃した際に生じる打撃音について確率取得部313が算出した正常な確率および異常な確率を示すグラフの他の例である。 The case where this probability calculation by the probability acquisition unit 313 is performed for an actual structure S will be explained using Figures 12 and 13. Figure 12 is an example of a graph showing the normal probability and abnormal probability calculated by the probability acquisition unit 313 for the impact sound generated when the actual structure S is struck. Figure 13 is another example of a graph showing the normal probability and abnormal probability calculated by the probability acquisition unit 313 for the impact sound generated when the actual structure S is struck.

図12に示す例では、構造物Sについて17か所で打撃を行った結果、いずれの打撃についても正常な状態である確率が0.7以上であり、異常が生じている構造物である確率は0.3未満になっている。 In the example shown in Figure 12, impacts were applied to 17 locations on structure S, and the probability that each impact was normal was 0.7 or higher, while the probability that the structure was abnormal was less than 0.3.

一方、図13に示す例では、他の構造物Sについて18か所で打撃を行った結果、それぞれの箇所で正常な状態である確率と異常が生じている確率にばらつきがあり、構造物Sについて、異常が生じている箇所や注意を要する箇所があることが推測される。 On the other hand, in the example shown in Figure 13, impacts were performed at 18 locations on another structure S. As a result, there was variation in the probability that each location was in a normal state and the probability that an abnormality had occurred, and it was inferred that there were locations on structure S that were abnormal or required attention.

図3に戻り、次に、このようにして確率取得部313により演算された確率に基づき、判定部314が構造物Sの状態の判定を行う(ステップS4)。 Returning to Figure 3, next, based on the probability calculated by the probability acquisition unit 313 in this manner, the judgment unit 314 judges the state of the structure S (step S4).

具体的には、判定部314は、確率取得部313により演算された確率について、第1閾値および第1閾値よりも低い閾値である第2閾値と比較することで、構造物Sの状態判定を行う。本実施形態においては第1閾値は0.7、第2閾値は0.4として判定を行うが、これらの閾値は0より大きく1.0よりも小さい範囲で任意の数値を設定することができる。 Specifically, the determination unit 314 determines the state of the structure S by comparing the probability calculated by the probability acquisition unit 313 with a first threshold value and a second threshold value that is lower than the first threshold value. In this embodiment, the determination is made using a first threshold value of 0.7 and a second threshold value of 0.4, but these threshold values can be set to any value within the range greater than 0 and less than 1.0.

具体的な判定では、まず、確率が第1閾値と比較される(ステップS5)。確率が第1閾値以上である場合(ステップS5:Yes)、判定部314は構造物Sが「正常」であると判定する。 In a specific determination, the probability is first compared with a first threshold value (step S5). If the probability is equal to or greater than the first threshold value (step S5: Yes), the determination unit 314 determines that the structure S is "normal."

また、確率が第1閾値よりも低い場合(ステップS5:No)、次に確率が第2閾値と比較される(ステップS6)。確率が第2閾値以下ではない場合(ステップS6:No)、判定部314は構造物Sに異常が生じている可能性があり注意を要するとして「注意」と判定する。 Also, if the probability is lower than the first threshold (step S5: No), the probability is then compared with the second threshold (step S6). If the probability is not lower than the second threshold (step S6: No), the judgment unit 314 judges that there may be an abnormality in the structure S and that attention is required, and judges it to be "Caution."

一方、確率が第2閾値以下である場合(ステップS6:Yes)、判定部314は構造物Sに異常が生じているとして「異常」と判定する。 On the other hand, if the probability is less than or equal to the second threshold (step S6: Yes), the judgment unit 314 judges that an abnormality has occurred in the structure S and judges it to be "abnormal."

そして、判定部314による「正常」、「注意」または「異常」の判定結果を示すデータが記憶部34に外部機器から参照可能なように保存されるとともに、システム管理サーバ3からネットワークNを介して収音端末2へと送信され、収音端末2の表示部に当該判定結果が表示される。これにより作業者は作業現場において構造物Sの打撃した箇所の状態を即時に知ることができる。 Data indicating the judgment result of the judgment unit 314, whether "normal," "caution," or "abnormal," is then stored in the memory unit 34 so that it can be referenced by external devices, and is also transmitted from the system management server 3 to the sound collection terminal 2 via the network N, where the judgment result is displayed on the display unit of the sound collection terminal 2. This allows workers at the work site to instantly know the condition of the struck area of the structure S.

このように、本発明に係る打音検査システム1によると、従来熟練した作業員のカンと経験に基づき行われていた構造物Sの打音による状態検査を、自動的に、判定のばらつきが無く高精度に行うことができる。 In this way, with the hammering inspection system 1 according to the present invention, condition inspection of the structure S by hammering, which was previously carried out based on the intuition and experience of skilled workers, can now be carried out automatically, with high accuracy and without variability in judgment.

また、クラウドサーバであるシステム管理サーバ3に保存された打音データや判定データを現場や事務所等とリアルタイムで共有することができる。さらに、システム管理サーバ3に保存された過去の打音データや判定データを比較することが可能であるため、構造物Sの経年劣化を観測することができる。 In addition, hammering sound data and assessment data stored on the system management server 3, which is a cloud server, can be shared in real time with work sites, offices, etc. Furthermore, since it is possible to compare past hammering sound data and assessment data stored on the system management server 3, it is possible to observe the deterioration of the structure S over time.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変形を採用することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.

例えば、上述した教師データ学習部311および検査データ取得部312による正常教師データ、異常教師データおよび検査データの取得に際して、それぞれ基準正常行列、基準異常行列および検査行列の各要素を正規化した後、さらに基準異常打撃音に特徴的な所定周波数に対応する重み付け行列を乗じることが行われてもよい。例えば、上述した実施形態のように、教師データから得られるスペクトログラムにおいて4000Hz付近に特徴的なピークが表れる場合には、以下の数5に示すように、4000Hzに対応する列の各要素が1であり、その他の列の各要素については1以下であり、当該周波数から離れるに従い漸次値が減少していくような重み付け行列を乗じてもよい。 For example, when the above-mentioned teacher data learning unit 311 and test data acquisition unit 312 acquire normal teacher data, abnormal teacher data, and test data, the elements of the reference normal matrix, reference abnormal matrix, and test matrix may be normalized, and then multiplied by a weighting matrix corresponding to a predetermined frequency characteristic of the reference abnormal impact sound. For example, as in the above-mentioned embodiment, if a characteristic peak appears around 4000 Hz in the spectrogram obtained from the teacher data, the elements may be multiplied by a weighting matrix in which each element in the column corresponding to 4000 Hz is 1 and each element in the other columns is 1 or less, and the value gradually decreases as the frequency moves away from that frequency, as shown in Equation 5 below.

ここで、基準正常行列、基準異常行列および検査行列の各要素を正規化した行列をD=(dij)、重み付け行列をW=(wij)とすると、重み付けをした行列E=(wij*dij)となる。 Here, if the matrix obtained by normalizing each element of the reference normal matrix, the reference abnormal matrix, and the check matrix is D=(d ij ), and the weighting matrix is W=(w ij ), then the weighted matrix E=(w ij *d ij ).

このように、異常な構造物Sにおいて見られるピークを強調する重み付け行列を基準正常行列、基準異常行列および検査行列の各要素を正規化した行列に乗じることにより、構造物Sの異常をより鮮明に判断可能な正常教師データ、異常教師データおよび検査データを得ることができる。 In this way, by multiplying a weighting matrix that emphasizes peaks found in abnormal structure S by a matrix in which each element of the reference normal matrix, reference abnormal matrix, and inspection matrix is normalized, normal training data, abnormal training data, and inspection data can be obtained that allow for a clearer determination of abnormalities in structure S.

また、上述した実施形態においてはシステム管理サーバ3が検査データ取得部312を備えているが、本発明においてはこれに限らず、収音端末2が検査データ取得部312を備えていて、収音端末2により得られた検査データをシステム管理サーバ3に送信することで構造物Sの状態判定を行ってもよい。 In addition, in the above-described embodiment, the system management server 3 is equipped with the inspection data acquisition unit 312, but the present invention is not limited to this. The sound collection terminal 2 may also be equipped with the inspection data acquisition unit 312, and the state of the structure S may be determined by transmitting the inspection data obtained by the sound collection terminal 2 to the system management server 3.

さらに、上述した実施形態においては収音端末2とシステム管理サーバ3とを別個の構成としているが、本発明においてはこれに限らず、例えばシステム管理サーバ3を廃して、収音端末2にシステム管理サーバ3が有する上述した諸機能(教師データ学習部311、検査データ取得部312、確率取得部313および判定部314)を組み込んでもよい。 Furthermore, while in the above-described embodiment the sound collection terminal 2 and the system management server 3 are configured as separate units, the present invention is not limited to this. For example, the system management server 3 may be eliminated, and the sound collection terminal 2 may incorporate the above-described functions of the system management server 3 (teacher data learning unit 311, test data acquisition unit 312, probability acquisition unit 313, and judgment unit 314).

また、上述した実施形態においては収音端末2が収集した打音データがリアルタイムでシステム管理サーバ3に送信されて打音検査が行われていたが、本発明においてはこれに限らず、予め収音端末2等を用いて収音され保存された打音データを、所望のタイミングでシステム管理サーバ3に送信して打音検査を行ってもよい。この際、打音データのシステム管理サーバ3への送信は、収音端末2からに限らず、例えば事務所に設置したPC(Personal Computer)等から行われてもよい。そして、システム管理サーバ3による判定結果についても、収音端末2だけでなく、他の外部機器に送信されるようにしてもよい。 In addition, in the above-described embodiment, the hammering data collected by the sound collection terminal 2 is transmitted in real time to the system management server 3 for hammering inspection, but the present invention is not limited to this. The hammering inspection may be performed by transmitting hammering data that has been collected and saved in advance using the sound collection terminal 2 or the like to the system management server 3 at a desired timing. In this case, the hammering data may not be transmitted to the system management server 3 from the sound collection terminal 2 alone, but may also be transmitted from a PC (Personal Computer) installed in an office, for example. The assessment results by the system management server 3 may also be transmitted not only to the sound collection terminal 2, but also to other external devices.

1:打音検査システム
2:収音端末
3:システム管理サーバ
4:打撃装置
31:CPU
32:ROM
33:RAM
34:記憶部
311:教師データ学習部
312:検査データ取得部
313:確率取得部
314:判定部
S:構造物
N:ネットワーク


1: hammering sound inspection system 2: sound collection terminal 3: system management server 4: hammering device 31: CPU
32: ROM
33: RAM
34: Storage unit 311: Teacher data learning unit 312: Inspection data acquisition unit 313: Probability acquisition unit 314: Determination unit S: Structure N: Network


Claims (8)

正常であることが判明している構造物の基準正常打撃音に基づき作成された正常教師データおよび異常が生じていることが判明している構造物の基準異常打撃音に基づき作成された異常教師データを学習する教師データ学習部と、
検査対象構造物の検査打撃音に基づき検査データを取得する検査データ取得部と、
前記検査データを前記正常教師データおよび前記異常教師データに基づき解析し、前記検査打撃音が正常な状態の構造物の打撃音である確率を取得する確率取得部と、
前記確率が第1閾値以上であれば正常と判定し、第2閾値以下であれば異常と判定し、前記第2閾値より大きく前記第1閾値よりも小さければ注意と判定する判定部と、
を備えることを特徴とする打音検査システム。
a teacher data learning unit that learns normal teacher data created based on a reference normal impact sound of a structure that is known to be normal and abnormal teacher data created based on a reference abnormal impact sound of a structure that is known to be abnormal;
an inspection data acquisition unit that acquires inspection data based on the inspection impact sound of the inspection target structure;
a probability acquisition unit that analyzes the inspection data based on the normal teacher data and the abnormal teacher data and acquires a probability that the inspection impact sound is an impact sound of a structure in a normal state;
a determination unit that determines the probability to be normal if the probability is equal to or greater than a first threshold, determines the probability to be abnormal if the probability is equal to or less than a second threshold, and determines that caution is required if the probability is greater than the second threshold and smaller than the first threshold;
A hammering inspection system comprising:
前記正常教師データは、前記基準正常打撃音にHann窓を適用して時間をX軸、周波数をY軸とする基準正常スペクトログラムを作成し、前記基準正常スペクトログラムから基準正常行列を作成し、前記基準正常行列の各要素を正規化して得られ、
前記異常教師データは、前記基準異常打撃音にHann窓を適用して時間をX軸、周波数をY軸とする基準異常スペクトログラムを作成し、前記基準異常スペクトログラムから基準異常行列を作成し、前記基準異常行列の各要素を正規化して得られ、
前記検査データは、前記検査打撃音にHann窓を適用して時間をX軸、周波数をY軸とする検査スペクトログラムを作成し、前記検査スペクトログラムから検査行列を作成し、前記検査行列の各要素を正規化して得られる請求項1に記載の打音検査システム。
the normal teacher data is obtained by applying a Hann window to the reference normal impact sound to create a reference normal spectrogram with time on the X axis and frequency on the Y axis, creating a reference normal matrix from the reference normal spectrogram, and normalizing each element of the reference normal matrix;
the abnormal teacher data is obtained by applying a Hann window to the reference abnormal impact sound to create a reference abnormal spectrogram with time as the X axis and frequency as the Y axis, creating a reference abnormal matrix from the reference abnormal spectrogram, and normalizing each element of the reference abnormal matrix;
2. The hammering inspection system according to claim 1, wherein the inspection data is obtained by applying a Hann window to the inspection impact sound to create an inspection spectrogram in which time is represented on the X axis and frequency is represented on the Y axis, creating a check matrix from the inspection spectrogram, and normalizing each element of the check matrix.
前記教師データ学習部は、前記正常教師データについて前記基準正常打撃音に対応する前記基準正常行列の要素を1とするとともに、前記異常教師データについて前記基準異常打撃音に対応する前記基準異常行列の要素を0として学習する請求項2に記載の打音検査システム。 The hammering inspection system of claim 2, wherein the teacher data learning unit sets elements of the reference normal matrix corresponding to the reference normal impact sound for the normal teacher data to 1, and sets elements of the reference abnormal matrix corresponding to the reference abnormal impact sound for the abnormal teacher data to 0. 前記正常教師データ、前記異常教師データおよび前記検査データは、それぞれ前記基準正常行列、前記基準異常行列および前記検査行列の各要素を正規化した後、さらに前記基準異常打撃音に特徴的な所定周波数に対応する重み付け行列を乗じることで得られる請求項2または3に記載の打音検査システム。 The hammering sound inspection system of claim 2 or 3, wherein the normal training data, the abnormal training data, and the test data are obtained by normalizing each element of the reference normal matrix, the reference abnormal matrix, and the test matrix, respectively, and then multiplying them by a weighting matrix corresponding to a predetermined frequency characteristic of the reference abnormal impact sound. 前記重み付け行列は、前記所定周波数に対応する列の各要素の値が1であり、他の列の要素が1以下の行列である請求項4に記載の打音検査システム。 The hammering inspection system of claim 4, wherein the weighting matrix is a matrix in which the value of each element in the column corresponding to the predetermined frequency is 1 and the elements in other columns are 1 or less. 前記教師データ学習部、前記確率取得部および前記判定部はニューラルネットワークにより実現されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の打音検査システム。 The hammering inspection system described in any one of claims 1 to 5, wherein the teacher data learning unit, the probability acquisition unit, and the judgment unit are realized by a neural network. 前記教師データ学習部、前記確率取得部および前記判定部はクラウドサービスにより実現される請求項1乃至6の何れか1項に記載の打音検査システム。 The hammering inspection system described in any one of claims 1 to 6, wherein the teacher data learning unit, the probability acquisition unit, and the judgment unit are realized by a cloud service. 打音検査システムをコンピュータに実行させるプログラムであって、
正常であることが判明している構造物の基準正常打撃音に基づき作成された正常教師データおよび異常が生じていることが判明している構造物の基準異常打撃音に基づき作成された異常教師データを学習する教師データ学習工程と、
検査対象構造物の検査打撃音に基づき検査データを取得する検査データ取得工程と、
前記検査データを前記正常教師データおよび前記異常教師データに基づき解析し、前記検査打撃音が前記基準正常打撃音である確率を取得する確率取得工程と、
前記確率が第1閾値以上であれば正常と判定し、第2閾値以下であれば異常と判定し、前記第2閾値より大きく前記第1閾値よりも小さければ注意と判定する判定工程と、
を備えることを特徴とするプログラム。

A program for causing a computer to execute a hammering inspection system,
a teacher data learning process for learning normal teacher data created based on a reference normal impact sound of a structure that is known to be normal and abnormal teacher data created based on a reference abnormal impact sound of a structure that is known to be abnormal;
an inspection data acquisition step of acquiring inspection data based on the inspection impact sound of the inspection target structure;
a probability acquisition step of analyzing the test data based on the normal teacher data and the abnormal teacher data to acquire a probability that the test impact sound is the reference normal impact sound;
a determination step of determining that the probability is normal if the probability is equal to or greater than a first threshold, determining that the probability is abnormal if the probability is equal to or less than a second threshold, and determining that caution is required if the probability is greater than the second threshold and less than the first threshold;
A program comprising:

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