JPH0823259B2 - Borehole automatic crack measuring device - Google Patents
Borehole automatic crack measuring deviceInfo
- Publication number
- JPH0823259B2 JPH0823259B2 JP62194774A JP19477487A JPH0823259B2 JP H0823259 B2 JPH0823259 B2 JP H0823259B2 JP 62194774 A JP62194774 A JP 62194774A JP 19477487 A JP19477487 A JP 19477487A JP H0823259 B2 JPH0823259 B2 JP H0823259B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crack
- sonde
- borehole
- image
- measuring device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、土木・建設分野において、岩盤や地盤の地
質調査に利用して好適なボアホールの亀裂自動計測装置
に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a borehole automatic crack measuring device suitable for use in a geological survey of rock or ground in the field of civil engineering and construction.
岩盤や地盤の地質調査工事においてボアホールの亀裂
調査は基本的な調査項目となっている。The investigation of cracks in boreholes is a basic investigation item in the geological investigation work of rock and ground.
従来、ダムやトンネルなどの地下空洞を掘削する際に
は、建設地点の地質調査を行い、設計に反映させるとと
もに採用する施工法の選定や工事の進め方、安全対策な
どに万全を期すことが必要である。このような場合の地
質調査では、一般に岩盤の割れ目の方向、傾斜及び性
状、さらには地層の方向及び傾斜を知ることが必要であ
る。このため建設地点をボーリングしてコアを採取して
観察する方法や直接ボアホールの孔壁を観測する方法で
調査が行われている。Conventionally, when excavating underground cavities such as dams and tunnels, it is necessary to conduct a geological survey of the construction site, reflect it in the design, and make sure to select the construction method to be adopted, the method of construction work, safety measures, etc. Is. In the geological survey in such a case, it is generally necessary to know the direction, slope and properties of the fractures in the rock, as well as the direction and slope of the formation. For this reason, investigations have been conducted by boring the construction site and observing the core, or by directly observing the bore wall of the borehole.
しかし、上記の如き従来の亀裂調査では、調査計画か
ら報告に至るまでにかなりの期間を要すると共に、亀裂
の分布・方向・幅の測定精度及び測定箇所やその数が調
査者の熟練度や個人差によって異なるため、亀裂の調査
結果のデータ保存方法が統一できず、データ保存が不完
全であり、以前に実施した調査結果との比較等、時系列
的な検討が困難である。また、現状の画像入力・処理・
収録装置ではデータ収録に必要な記憶容量が莫大な量と
なり、実用に供し得ない、等の問題点を有している。However, in the conventional crack investigation as described above, it takes a considerable period of time from the investigation plan to the report, and the accuracy of the distribution, direction, and width of the crack and the measurement points and the number of cracks depend on the skill and personality of the investigator. Since the difference depends on the difference, the data storage method of the crack investigation result cannot be unified, the data preservation is incomplete, and it is difficult to make a time-series study such as comparison with the investigation result conducted previously. In addition, the current image input / processing /
The recording device has a problem that it cannot be put to practical use because the storage capacity required for recording data is enormous.
本発明は、上記の問題点を解決するものであって、簡
単な操作でボアホールの亀裂調査ができ、個人差がなく
一定した精度の調査データを得ることができるボアホー
ルの亀裂自動計測装置の提供を目的とする。The present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a borehole crack automatic measuring device capable of performing a borehole crack investigation with a simple operation and obtaining survey data with constant accuracy without individual differences. With the goal.
そのために本発明のボアホールの亀裂自動計測装置
は、ボアホールの壁面を撮像して得られる画像データを
処理することによって亀裂を計測するボアホールの亀裂
自動計測装置であって、ボアホールの壁面に沿って昇降
するゾンデに内蔵されて壁面の画像データを取得するス
キャナー、閾値を設定して画像データを2値化する2値
化手段、2値化されたデータの連結した画素群の中心線
を求める細線化処理手段、前記中心線をベクトル化する
ベクトル化手段、及びベクトル化した中心線と画像デー
タから亀裂情報を検出する亀裂検出手段を備えたことを
特徴とするものである。Therefore, the automatic crack measuring device for a borehole of the present invention is an automatic crack measuring device for a borehole that measures a crack by processing image data obtained by imaging the wall surface of the borehole, and moves up and down along the wall surface of the borehole. A scanner built in the sonde for acquiring image data of the wall surface, a binarizing means for binarizing the image data by setting a threshold value, and thinning for obtaining the center line of the pixel group in which the binarized data are connected. The present invention is characterized by comprising processing means, vectorization means for vectorizing the center line, and crack detection means for detecting crack information from the vectorized center line and image data.
本発明のボアホールの亀裂自動計測装置では、ボアホ
ールの壁面を撮像して得られる明暗の画像データを2値
化し、連結した画素群に対して細線化処理手段で中心を
求めることによって亀裂部分の中心線が求められる。そ
して、ベクトル化手段で亀裂部分の中心線がベクトル化
され、亀裂検出手段でベクトル単位の亀裂幅その他の亀
裂情報が検出される。これらの1連の処理の各ステップ
を通じて汚れや傷等のノイズの除去も効果的に行うこと
ができる。In the automatic crack measuring device for a borehole of the present invention, the light and dark image data obtained by imaging the wall surface of the borehole is binarized, and the center of the cracked portion is obtained by obtaining the center by the thinning processing means for the connected pixel group. A line is required. The vectorizing means vectorizes the center line of the crack portion, and the crack detecting means detects the crack width and other crack information in vector units. Noise such as dirt and scratches can be effectively removed through each step of the series of processes.
以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明に係るボアホールの亀裂自動計測装置
の使用状態の様子を示す図、第2図は画像入力装置の具
体的な構成例を示す図、第3図は光ビームが走査する孔
壁展開面の軌跡を示す図、第4図は方位計と傾斜計の検
出角度を説明するための図である。図において、1は画
像入力装置(撮像部)、2は本体装置、3は画像入力装
置を巻き上げるためのウィンチ、11はボアホール、12は
ゾンデ、13は旋回用モーター、14は方向計、15と22はレ
ンズ、16はミラー、17は光学ヘッド、18と21はスリッ
ト、19は光電変換器、20はハーフ・ミラー、23は光源、
24は方位計、25は回転計、26は傾斜計をそれぞれ示して
いる。FIG. 1 is a diagram showing a state of use of an automatic crack measuring device for a borehole according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a concrete configuration example of an image input device, and FIG. 3 is a hole scanned by a light beam. FIG. 4 is a diagram showing the locus of the wall development surface, and FIG. 4 is a diagram for explaining the detection angles of the azimuth meter and the inclinometer. In the figure, 1 is an image input device (imaging unit), 2 is a main unit, 3 is a winch for hoisting the image input device, 11 is a borehole, 12 is a sonde, 13 is a turning motor, 14 is a direction indicator, and 15 22 is a lens, 16 is a mirror, 17 is an optical head, 18 and 21 are slits, 19 is a photoelectric converter, 20 is a half mirror, 23 is a light source,
24 is an azimuth meter, 25 is a tachometer, and 26 is an inclinometer.
第1図に示す本体装置2は、後述する第5図の入力画
像制御部32やモニタ用のCRT33、データ処理装置(コン
ピュータ)34、磁気テープ35やフロッピィディスク36、
磁気ディスク38等の記憶装置、及びプリンタ37等を適宜
組み込んだものである。画像入力装置(スキャナー)1
は、ボアホール内を昇降しながらその壁面を撮像するも
のであり、後述する第2図の本体装置2と接続されて画
像データがこの本体装置2に送信される。この画像入力
装置1を昇降させるものがウィンチ3である。画像入力
装置1により壁面を撮像し、その画像データが本体装置
2に送られると後述する処理がなされ、亀裂情報が抽出
される。この画像入力装置1の具体的な構成例を示した
のが第2図である。The main body device 2 shown in FIG. 1 includes an input image control unit 32, a monitor CRT 33, a data processing device (computer) 34, a magnetic tape 35 and a floppy disk 36, which will be described later with reference to FIG.
A storage device such as a magnetic disk 38, a printer 37, and the like are appropriately incorporated. Image input device (scanner) 1
Captures an image of the wall surface while moving up and down in the borehole, and is connected to a main body device 2 shown in FIG. 2 to be described later and image data is transmitted to the main body device 2. The winch 3 lifts and lowers the image input device 1. When the image input device 1 captures an image of a wall surface and the image data is sent to the main body device 2, the process described below is performed and the crack information is extracted. FIG. 2 shows a specific configuration example of the image input device 1.
第2図において、画像入力装置(スキャナー)は、ゾ
ンデ12に搭載され、ボアホール11の中を昇降する。ゾン
デ12には、方向計14及びレンズ15とミラー16とを備えた
光学ヘッド17が旋回用モーター13に連結されている。ま
た、ハーフ・ミラー20を通して、この光学ヘッド17に光
ビームを送り出すための光源23と光ビーム作成のための
レンズ22、スリット21、さらには光学ヘッド17からの反
射ビームを検出するためのスリット38、光電変換器19が
設けられる。このような構成によって、光源23からの光
は、レンズ22、スリット21でビーム状にし、ハーフ・ミ
ラー20、ミラー16、レンズ15を通してボアホール11の内
壁に照射される。そしてその反射ビームの強度は、レン
ズ13、ミラー16、ハーフ・ミラー20、スリット18を通し
て光電変換器19で測定される。従って、旋回用モーター
13により光学ヘッド17を旋回させながらゾンデ12を下降
させると、第3図に示すようにボアホール11の内壁スキ
ャンuが行われ、その反射ビームの強度に対応する電気
信号が光電変換器19から得られることになる。In FIG. 2, the image input device (scanner) is mounted on the sonde 12 and moves up and down in the borehole 11. An optical head 17 including a direction indicator 14 and a lens 15 and a mirror 16 is connected to the turning motor 13 on the sonde 12. Further, through the half mirror 20, a light source 23 for sending a light beam to the optical head 17, a lens 22 for forming the light beam, a slit 21, and a slit 38 for detecting a reflected beam from the optical head 17. A photoelectric converter 19 is provided. With such a configuration, the light from the light source 23 is made into a beam shape by the lens 22 and the slit 21, and is applied to the inner wall of the borehole 11 through the half mirror 20, the mirror 16 and the lens 15. Then, the intensity of the reflected beam is measured by the photoelectric converter 19 through the lens 13, the mirror 16, the half mirror 20, and the slit 18. Therefore, the turning motor
When the sonde 12 is lowered while rotating the optical head 17 by means of 13, the inner wall scan u of the borehole 11 is performed as shown in FIG. 3, and an electric signal corresponding to the intensity of the reflected beam is obtained from the photoelectric converter 19. Will be done.
さらに、ゾンデ12には、上記のようなスキャナー構成
部に加えて、孔曲がり測定手段として方位計24と傾斜計
26、スキャナー・ヘッドの向きを測定する手段として回
転計25がそれぞれ設けられる。方位計24は、例えば図示
点線の如くゾンデ12の軸方向と一致する線lを軸に回転
自在になった第1の支点A、A′と、線lに直交する線
mを軸に回転自在になった第2の支点Q、Q′とを介し
て支点A、A′でゾンデ12に取り付けられ、計測部が地
上からの鉛直方向に対して常に変わらない状態に支持さ
れるものであり、例えば磁石を内蔵し、ゾンデ12の傾斜
方向角を計測する。同様に傾斜計26は、線lを軸に回転
自在になった支点R、R′を有し、点B、B′でゾンデ
12に取り付けられ、計測部がゾンデ12の傾きに対応して
線lの周りを回転するようにしたものであり、例えば重
りを内蔵し、ゾンデ12の傾斜角を計測する。また、回転
計25は、方位計24の取り付け支点Aの位置に設けられ、
ゾンデ12の基準となる方向Eを計測する。In addition to the above scanner components, the sonde 12 also includes an azimuth meter 24 and an inclinometer as hole bending measurement means.
26. A tachometer 25 is provided as a means for measuring the orientation of the scanner head. The azimuth meter 24 is rotatable about first fulcrums A and A'which are rotatable about a line l that coincides with the axial direction of the sonde 12 as shown by a dotted line and a line m orthogonal to the line l. It is attached to the sonde 12 at the fulcrums A and A'through the second fulcrums Q and Q ', and the measurement unit is supported in a state that does not always change in the vertical direction from the ground. For example, it incorporates a magnet and measures the tilt direction angle of the sonde 12. Similarly, the inclinometer 26 has fulcrums R and R'rotatable about the line 1 and at the points B and B '.
It is attached to 12, and the measuring unit is adapted to rotate around the line 1 in accordance with the inclination of the sonde 12, and for example, incorporates a weight and measures the inclination angle of the sonde 12. Further, the tachometer 25 is provided at the position of the mounting fulcrum A of the compass 24,
Measure the reference direction E of the sonde 12.
また、検出角度は、第4図に示すx、y、zよりなる
3次元の座標空間において、x軸の方向を南北の方向、
y軸の方向を東西の方向、z軸の方向を地球の重力の方
向とすると、方位角θは北からの方位、傾斜角φは水平
面からの傾斜を表し、第2図図示のゾンデ12では、方位
計24の示す傾斜方向角により第4図に示す方位角θが求
められ、傾斜計26の示す傾斜角により第4図に示す傾斜
角φが求められる。In addition, in the three-dimensional coordinate space consisting of x, y, and z shown in FIG.
Assuming that the y-axis direction is the east-west direction and the z-axis direction is the gravity direction of the earth, the azimuth angle θ represents the azimuth from the north, and the inclination angle φ represents the inclination from the horizontal plane. In the sonde 12 shown in FIG. The azimuth angle θ shown in FIG. 4 is obtained from the tilt direction angle indicated by the azimuth meter 24, and the tilt angle φ shown in FIG. 4 is obtained from the tilt angle indicated by the inclinometer 26.
従って、今第2図図示の基準点Dを北の方位に合わせ
てこれを基準方位とし、第2図図示の方位計24及び傾斜
計26の状態で方位角θ及び傾斜角φが0であると定義し
たとすると、例えば第2図図示の状態からボアホール11
が北の方位に向いて角度αだけ傾いている場合には、方
位角θが0、傾斜角φがα、回転角δが0となる。しか
し、ボアホール11が西の方位に向いて角度αだけ傾いて
いる場合には、方位計24及び傾斜計26が線lを軸として
反時計方向に90°回転する。そのため、方位角θが−90
°、傾斜角φがαとなるとともに回転計25により測定さ
れる回転角δも90°となる。また、ここでゾンデ12が西
の方向に90°回転した(捻れた)場合には、方位角θと
傾斜角φは変わらないが、回転計25により測定される回
転角δのみが0°に変わる。Therefore, it is now assumed that the reference point D shown in FIG. 2 is aligned with the north azimuth and is set as the reference azimuth, and the azimuth θ and the inclination Φ are 0 in the state of the azimuth meter 24 and the inclinometer 26 shown in FIG. If it is defined, for example, from the state shown in FIG.
Is inclined by the angle α toward the north azimuth, the azimuth angle θ is 0, the inclination angle φ is α, and the rotation angle δ is 0. However, when the borehole 11 is tilted toward the west direction by the angle α, the azimuth meter 24 and the inclinometer 26 rotate 90 ° counterclockwise about the line 1 as an axis. Therefore, the azimuth angle θ is -90
The inclination angle φ becomes α, and the rotation angle δ measured by the tachometer 25 becomes 90 °. Further, when the sonde 12 is rotated (twisted) 90 degrees in the west direction, the azimuth angle θ and the inclination angle φ do not change, but only the rotation angle δ measured by the tachometer 25 becomes 0 °. change.
つまり、方位計24と傾斜計26とによってボアホール11
の孔曲がりが測定され、回転計25によってゾンデ12の向
きが測定される。スキャナーによる測定の場合におい
て、光学ヘッド17(スキャナー・ヘッド)は、ゾンデ12
内に設定された基準となる位置Eからの回転量(方向計
14の出力)でその向いている方向を知ることができる。
回転計24は、その捩じれによる光学ヘッド17の向きを求
めるため、ゾンデ12の基準となる位置Eの向きを測定す
るものである。すなわち、先に述べたようにゾンデ12の
基準となる位置Eの方位は、方位計24により測定される
方位角θに、回転計25により測定される回転角δを加え
ることによって求めることができる。他方、スキャナー
部の方向計14は、ゾンデ12の基準となる位置Eからの光
学ヘッド17(スキャナー・ヘッド)の向いている方向を
測定するものであるから、さらにこの測定値により光学
ヘッド17の向きを補正することによって、光電変換器19
から得られるスキャン・データの観測位置を求めること
ができる。このスキャン・データの観測位置は、光学ヘ
ッド17の回転中心の位置座標、その向き、ボアホール
径、ボアホールの傾きのデータに基づき所定の計算式を
使うことによって正確な値で算出することができる。That is, the borehole 11 is made by the azimuth meter 24 and the inclinometer 26.
Is measured, and the orientation of the sonde 12 is measured by the tachometer 25. When measuring with a scanner, the optical head 17 (scanner head) is
The amount of rotation from the reference position E set in the
You can find out which direction you are facing with the output of 14).
The tachometer 24 measures the orientation of the position E, which is the reference of the sonde 12, in order to determine the orientation of the optical head 17 due to the twist. That is, as described above, the azimuth of the reference position E of the sonde 12 can be obtained by adding the rotation angle δ measured by the tachometer 25 to the azimuth angle θ measured by the azimuth meter 24. . On the other hand, the direction indicator 14 of the scanner unit measures the direction in which the optical head 17 (scanner head) is facing from the reference position E of the sonde 12, and therefore the measured value of the optical head 17 is used. By correcting the orientation, the photoelectric converter 19
The observation position of the scan data obtained from can be obtained. The observation position of this scan data can be calculated with an accurate value by using a predetermined calculation formula based on the position coordinate of the rotation center of the optical head 17, its direction, the borehole diameter, and the inclination of the borehole.
第5図は本発明のボアホールの亀裂自動計測装置にお
けるデータ処理部の1実施例構成を示す図、第6図は画
像データ処理装置の具体的な機能構成例を示す図であ
る。図中、31は撮像部、32は入力画像制御部、33はCR
T、34はデータ処理装置、35は磁気テープ、36はフロッ
ピィディスク、37はプリンタ、38は磁気ディスク、41は
2値化処理部、42は細線化処理部、43はベクトル化処理
部、44は亀裂幅検出部、45はベクトル長・幅の補正部、
46は亀裂画像データ出力部を示す。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of one embodiment of a data processing unit in the automatic borehole crack measuring device of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing a specific functional configuration example of the image data processing device. In the figure, 31 is an imaging unit, 32 is an input image control unit, and 33 is a CR.
T, 34 are data processing devices, 35 is a magnetic tape, 36 is a floppy disk, 37 is a printer, 38 is a magnetic disk, 41 is a binarization processing unit, 42 is a thinning processing unit, 43 is a vectorization processing unit, 44 Is a crack width detection unit, 45 is a vector length / width correction unit,
Reference numeral 46 indicates a crack image data output unit.
第5図において、撮像部31は、人間の目に代わってボ
アホールの亀裂を撮像する例えばテレビカメラなどであ
る。入力画像制御部32は、撮像部31により得られた画像
のデータ処理装置34への取り込みやCRT33への表示等の
ため撮像部31やモニタ用のCRT33を制御するものであ
る。撮像のための位置移動は、図示しないが調査対象の
形状に応じた位置移動装置によって行い、画像位置デー
タ情報を位置移動装置から入力する。この位置移動装置
および撮像部31の正常運転を補佐するためには、オペレ
ータ1名を配置すればよい。データ処理装置34は、パソ
コンあるいは専用のプロセッサーなどにより構成するも
のであって、入力画像制御部32を通して撮像部31から画
像データを入力すると、その画像データから亀裂の位置
や方向、幅等の亀裂情報を抽出するものである。そし
て、データ処理装置34によって抽出された亀裂情報と画
像位置データを共に格納する外部記憶装置が磁気テープ
35やフロッピィディスク36、磁気ディスク38であり、印
刷出力するのがプリンタ37である。なお、これら亀裂情
報や画像位置データ情報は、図示しないが専用回線や電
話回線を用いて大型電算機にデータ送信するようにして
もよい。In FIG. 5, the image pickup unit 31 is, for example, a television camera or the like that takes an image of a crack in a borehole in place of human eyes. The input image control unit 32 controls the image pickup unit 31 and the CRT 33 for monitoring in order to capture the image obtained by the image pickup unit 31 into the data processing device 34 and display it on the CRT 33. Although not shown, the position movement for imaging is performed by a position movement device according to the shape of the survey target, and image position data information is input from the position movement device. In order to assist the normal operation of the position moving device and the image pickup unit 31, one operator may be arranged. The data processing device 34 is configured by a personal computer or a dedicated processor, and when image data is input from the imaging unit 31 through the input image control unit 32, cracks such as a position, a direction, and a width of the crack are generated from the image data. It is for extracting information. The external storage device that stores both the crack information and the image position data extracted by the data processing device 34 is a magnetic tape.
35, the floppy disk 36, and the magnetic disk 38, and the printer 37 prints out. The crack information and the image position data information may be transmitted to a large-scale computer by using a dedicated line or a telephone line (not shown).
次に、第5図に示すボアホールの亀裂自動計測装置に
よる亀裂計測を説明する。まず、被写体の画像情報を撮
像部31及び入力画像制御部32でディジタル画像信号とし
てとらえ、CRT33によってそのとらえた画像の目視確認
を行い、ディジタル画像信号をデータ処理装置34に入力
する。Next, the crack measurement by the automatic crack-measuring device for the borehole shown in FIG. 5 will be described. First, the image information of the subject is captured as a digital image signal by the imaging unit 31 and the input image control unit 32, the captured image is visually confirmed by the CRT 33, and the digital image signal is input to the data processing device 34.
データ処理装置34では、ディジタル信号に変換した画
像データの各画素に対して、或る閾値を設定して2値化
した後、細線化を行って亀裂の中心線を求める。そして
線追跡によるベクトル化を行って、亀裂の位置や方向、
幅等の亀裂情報を抽出する。このような画像処理をして
得られたデータを記憶装置に収録し、或いは専用回線や
電話回線を用いて大型電算機に送信する。そして収録或
いは送信されたデータより全体画像を構築して設計情報
と比較し、亀裂解析を行う。In the data processing device 34, a certain threshold value is set for each pixel of the image data converted into a digital signal and binarized, and then thinning is performed to obtain the center line of the crack. Then, by vectorizing by line tracing, the position and direction of the crack,
Extract crack information such as width. The data obtained by such image processing is recorded in a storage device or transmitted to a large-sized computer using a dedicated line or a telephone line. Then, the whole image is constructed from the recorded or transmitted data and compared with the design information to perform crack analysis.
次に、データ処理装置34による画像データの処理の例
を第6図により説明する。データ処理装置において、画
像データを入力すると、まず、2値化処理部41では、25
6階調(0〜255)の濃度にディジタイズされた画像デー
タを或る閾値で2つのカテゴリー「1」(黒)「0」
(白)に分類する。Next, an example of image data processing by the data processing device 34 will be described with reference to FIG. When image data is input to the data processing device, first, the binarization processing unit 41 outputs 25
The image data digitized to the density of 6 gradations (0 to 255) is divided into two categories with a certain threshold value "1" (black) "0".
Classify as (white).
続いて、亀裂部中心線を求めるために、細線化処理部
42では、端点保存条件、連結数を保持しつつ除去可能点
を識別し、最終点に8連結の連続した点列に細線化す
る。この過程において、線状でない汚れ等の孤立点(ノ
イズ)は除去される。なお、このような細線化処理は、
既に種々の方式が知られているが、本発明では、細線化
処理の具体的な内容には限定されるものでなく、従来の
方式を適宜選択適用してよいことは勿論のことである。Then, in order to obtain the crack center line, the thinning processing unit
At 42, the removable points are identified while maintaining the end point storage conditions and the number of connections, and the final points are thinned into a series of 8 continuous points. In this process, isolated points (noise) such as non-linear stains are removed. In addition, such thinning processing is
Although various methods are already known, the present invention is not limited to the specific contents of the thinning process, and it goes without saying that a conventional method may be appropriately selected and applied.
しかる後、ベクトル化処理部43では、細線化された亀
裂の中心部をライントレース(線追跡)しながら分岐
部、端点を検知し、仮想ベクトルがトレースラインから
nピクセル以内に納まる終点を求めてゆき、これを繰り
返すことによって亀裂の中心部を始点の座標(X1,Y1)
と終点の座標(X2,Y2)によるベクトル群(折線状)で
表現する。このことによりパターンとして方向情報のな
かった亀裂像に機械(コンピュータ)や人間に理解し得
る方向情報を得ることができる。なお、ここで連結点を
持たないショートベクトルを除去することにより、さら
に針状ノイズを除去することもできる。After that, the vectorization processing unit 43 detects the bifurcations and the end points while line tracing (line tracing) the central portion of the thinned crack, and obtains the end point where the virtual vector falls within n pixels from the trace line. The coordinates of the starting point (X1, Y1) in the center of the crack
And a vector group (polygonal line) by the coordinates (X2, Y2) of the end point. As a result, it is possible to obtain direction information that can be understood by a machine (computer) or a human being in a crack image having no direction information as a pattern. Note that needle-shaped noise can be further removed by removing the short vector having no connecting point.
ベクトルデータが得られると、亀裂幅検出部44ではベ
クトルデータと入力画像(生データ)とを照合すること
により亀裂幅Wを求める。この亀裂幅は、各ベクトルに
垂直な方向に対して入力画像の微分をとり、その値を閾
値と比較することにより検出できる。When the vector data is obtained, the crack width detection unit 44 finds the crack width W by collating the vector data with the input image (raw data). The crack width can be detected by taking the differential of the input image with respect to the direction perpendicular to each vector and comparing the value with a threshold value.
ベクトル長・幅の補正部45ではベクトル間を比較し、
生データとの相関をとって2値化の段階で欠落した部分
を補正し、切れたベクトルを継ぎ合わす。例えば切れた
ベクトルの中間におけるベクトルの延長線上にある生デ
ータの値を追跡して切れたベクトルの継ぎ合わせを行
う。The vector length / width correction unit 45 compares the vectors,
Correlation with the raw data is used to correct the missing parts in the binarization stage, and the cut vectors are spliced together. For example, the value of the raw data on the extension line of the vector in the middle of the cut vector is traced to join the cut vectors.
亀裂画像データ出力部46は、ベクトルデータから線を
描画して亀裂の画像に変換して出力するものである。The crack image data output unit 46 draws a line from the vector data, converts it into a crack image, and outputs it.
第7図〜第13図はボアホールの亀裂自動計測装置にお
いて得られる画像データの例を示す図である。第7図は
入力画像(生データ)の例を示す図であり、ボアホール
内にスキャナーを挿入して展開画像を撮影したものであ
る。第8図は第7図に示す入力画像を処理して得られた
ベクトルデータに基づく亀裂画像の出力例を示す図であ
る。第9図は展開画像から亀裂の方向(走向・傾斜)を
求める方法を示す図である。第10図は解析結果による亀
裂データ一覧表の出力例を示す図、第11図は亀裂の卓越
方向の解析結果をグラフ化した表示例を示す図、第12図
は亀裂の幅を統計処理してグラフ化した表示例を示す図
であり、データ数119、平均9、標準偏差11の例であ
る。第13図は亀裂の幅と表面からの深度の相関関係をグ
ラフ化した表示例を示す図である。7 to 13 are diagrams showing examples of image data obtained in the automatic borehole crack measuring device. FIG. 7 is a view showing an example of an input image (raw data), and a developed image is taken by inserting a scanner into the borehole. FIG. 8 is a diagram showing an output example of a crack image based on vector data obtained by processing the input image shown in FIG. FIG. 9 is a diagram showing a method for obtaining the direction (strike / tilt) of a crack from a developed image. FIG. 10 is a diagram showing an output example of a crack data list based on the analysis result, FIG. 11 is a diagram showing a display example in which the analysis result in the predominant direction of the crack is graphed, and FIG. 12 is a statistical processing of the crack width. It is a figure which shows the example of a display made into a graph, and is an example of the number of data 119, average 9, and standard deviation 11. FIG. 13 is a diagram showing a display example in which the correlation between the width of the crack and the depth from the surface is graphed.
これまでの統計処理及び表示は、厖大な調査結果のデ
ータを改めて電算機に入力し計算・図化出力していた
が、本発明のボアホールの亀裂自動計測装置によれば、
画像から得られたデータをそのまま電算処理して判りや
すいグラフとして即時に表示することができる。The statistical processing and the display so far have input the data of the enormous survey result into the computer again and calculate and plot the data, but according to the crack automatic measuring device for the borehole of the present invention,
The data obtained from the image can be electronically processed as it is and displayed immediately as an easy-to-understand graph.
なお、本発明は、種々の変形が可能であり、上記実施
例に限定されるものではない。例えば上記の実施例で
は、ボアホールにおける亀裂の測定に本発明を適用した
が、パイプその他の構造物の亀裂の測定にも同様に適用
できることはいうまでもない。The present invention can be modified in various ways and is not limited to the above-mentioned embodiments. For example, although the present invention is applied to the measurement of cracks in boreholes in the above-mentioned embodiments, it is needless to say that the present invention can be similarly applied to the measurement of cracks in pipes and other structures.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、画
像入力装置をボアホール内を昇降させながら調査対象と
する部分の画像を得るので、カメラによる写真と異な
り、断続することなく深さ方向に連続した画像が得られ
る。このような画像から画像データ処理によって所定の
処理を行い亀裂情報を抽出するので、常に一定した亀裂
分布・幅の測定精度が確保でき、調査者による差異がな
くなる。しかも、オペレータは1名でよく、調査労力の
軽減、調査期間の短縮を図ることができる。また、デー
タ保存には、磁気テープ等の一般的な記録メディアを利
用することができ、統一された様式で、記憶容量も必要
なだけ確保できる。As is clear from the above description, according to the present invention, since the image of the portion to be investigated is obtained while moving the image input device up and down in the borehole, unlike the photograph by the camera, it is possible to perform the depth direction without interruption. A continuous image is obtained. Since the crack information is extracted by performing a predetermined process from such an image by image data processing, a constant crack distribution / width measurement accuracy can be ensured and there is no difference between investigators. Moreover, only one operator is required, which can reduce the research labor and the research period. In addition, a general recording medium such as a magnetic tape can be used for data storage, and the storage capacity can be secured as necessary in a unified manner.
ボアホールの調査においても、傾斜方向角、傾斜角、
長さを検出して各点の位置を算出すると、ボアホールが
曲がっていても正確な観測位置や深さを知ることができ
る。また、ボアホール内でのゾンデの回転を検出してス
キャナー・ヘッドの向きを算出するので、スキャン・デ
ータの観測位置や深さを正確に把握することができる。
さらには傾斜孔であったも、各スキャン・データの観測
位置に従って水平画像による観察を行うことができ、傾
斜孔における斜め断層なども連続的に正確な位置に基づ
く観測ができる。Even in the borehole survey, the inclination angle, inclination angle,
By detecting the length and calculating the position of each point, it is possible to know the exact observation position and depth even if the borehole is bent. Also, since the orientation of the scanner head is calculated by detecting the rotation of the sonde in the borehole, the observation position and depth of scan data can be accurately grasped.
Furthermore, even if it is an inclined hole, it is possible to perform observation with a horizontal image according to the observation position of each scan data, and it is also possible to continuously observe oblique faults in the inclined hole based on accurate positions.
第1図は本発明に係るボアホールの亀裂自動計測装置の
使用状態の様子を示す図、第2図は画像入力装置の具体
的な構成例を示す図、第3図は光ビームが走査する孔壁
展開面の軌跡を示す図、第4図は方位計と傾斜計の検出
角度を説明するための図、第5図は本発明のボアホール
の亀裂自動計測装置におけるデータ処理部の1実施例構
成を示す図、第6図は画像データ処理装置の具体的な機
能構成例を示す図、第7図〜第13図はボアホールの亀裂
自動計測装置において得られる画像データの例を示す図
であり、第7図は入力画像(生データ)の例を示す図、
第8図は第7図に示す入力画像を処理して得られたベク
トルデータに基づく亀裂画像の出力例を示す図、第9図
は展開画像から亀裂の方向(走向・傾斜)を求める方法
を示す図、第10図は解析結果による亀裂データ一覧表の
出力例を示す図、第11図は亀裂の卓越方向の解析結果を
グラフ化した表示例を示す図、第12図は亀裂の幅を統計
処理してグラフ化した表示例を示す図、第13図は亀裂の
幅と表面からの深度の相関関係をグラフ化した表示例を
示す図である。 1……画像入力装置(スキャナー、撮像部)、2……本
体装置、3……画像入力装置を巻き上げるためのウィン
チ、11……ボアホール、12……ゾンデ、13……旋回用モ
ーター、14……方向計、15と22……レンズ、16……ミラ
ー、17……光学ヘッド、18と21……スリット、19……光
電変換器、20……ハーフ・ミラー、23……光源、24……
方位計、25……回転計、26……傾斜計、31……撮像部、
32……入力画像制御部、33……CRT、34……データ処理
装置、35……磁気テープ、36……フロッピィディスク、
37……プリンタ、38……磁気ディスク、41……2値化処
理部、42……細線化処理部、43……ベクトル化処理部、
44……亀裂幅検出部、45……ベクトル長・幅の補正部、
46……亀裂画像データ出力部。FIG. 1 is a diagram showing a state of use of an automatic crack measuring device for a borehole according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a concrete configuration example of an image input device, and FIG. 3 is a hole scanned by a light beam. FIG. 4 is a diagram showing a locus of a wall development surface, FIG. 4 is a diagram for explaining detection angles of an azimuth meter and an inclinometer, and FIG. 5 is a configuration of one embodiment of a data processing unit in an automatic crack measuring device for a borehole of the present invention. FIG. 6, FIG. 6 is a diagram showing a specific functional configuration example of the image data processing device, and FIGS. 7 to 13 are diagrams showing examples of image data obtained in the crack automatic measurement device for boreholes. FIG. 7 is a diagram showing an example of an input image (raw data),
FIG. 8 is a diagram showing an output example of a crack image based on vector data obtained by processing the input image shown in FIG. 7, and FIG. 9 is a method for obtaining the direction (strike / tilt) of the crack from the developed image. Fig. 10, Fig. 10 is a diagram showing an output example of a crack data list by analysis results, Fig. 11 is a diagram showing a display example in which the analysis results of the predominant direction of cracks are graphed, and Fig. 12 shows the width of cracks. FIG. 13 is a diagram showing a display example in which statistical processing is performed, and FIG. 13 is a diagram showing a display example in which a correlation between a crack width and a depth from the surface is plotted. 1 ... Image input device (scanner, imaging unit), 2 ... Main device, 3 ... Winch for winding up the image input device, 11 ... Borehole, 12 ... Sonde, 13 ... Rotation motor, 14 ... … Director, 15 and 22 …… Lens, 16 …… Mirror, 17 …… Optical head, 18 and 21 …… Slit, 19 …… Photoelectric converter, 20 …… Half mirror, 23 …… Light source, 24… …
Compass, 25 ... Tachometer, 26 ... Inclinometer, 31 ... Imaging unit,
32: input image control unit, 33: CRT, 34: data processing device, 35: magnetic tape, 36: floppy disk,
37 ... Printer, 38 ... Magnetic disk, 41 ... Binarization processing section, 42 ... Thin line processing section, 43 ... Vectorization processing section,
44: Crack width detection unit, 45: Vector length / width correction unit,
46: Crack image data output section.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長田 耕治 東京都中央区京橋2丁目16番1号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 桜井 仁 東京都中央区京橋2丁目16番1号 清水建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−186693(JP,A) 特開 昭61−176797(JP,A) 特開 昭61−186694(JP,A) 特開 昭61−126292(JP,A) 実開 昭62−190782(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Koji Nagata 2-16-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. (72) Inventor Hitoshi Sakurai 2-1-1-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. (56) Reference JP 61-186693 (JP, A) JP 61-176797 (JP, A) JP 61-186694 (JP, A) JP 61-126292 ( JP, A) Actual development Sho 62-190782 (JP, U)
Claims (5)
データを処理することによって亀裂を計測するボアホー
ルの亀裂自動計測装置であって、ボアホールの壁面に沿
って昇降するゾンデに内蔵されて壁面の画像データを取
得するスキャナー、閾値を設定して画像データを2値化
する2値化手段、2値化されたデータの連結した画素群
の中心線を求める細線化処理手段、前記中心線をベクト
ル化するベクトル化手段、及びベクトル化した中心線と
画像データから亀裂情報を検出する亀裂検出手段を備え
たことを特徴とするボアホールの亀裂自動計測装置。1. An automatic crack hole measuring device for measuring a crack by processing image data obtained by picking up an image of a wall surface of a bore hole, which is built in a sonde that moves up and down along the wall surface of the bore hole. A scanner for obtaining image data, a binarizing means for setting a threshold value to binarize the image data, a thinning processing means for obtaining a center line of a pixel group in which the binarized data are connected, the center line as a vector An automatic crack measuring device for a borehole, comprising: a vectorizing means for converting the information into cracks; and a crack detecting means for detecting crack information from the vectorized center line and image data.
線を求め線状でない孤立点を除去することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のボアホールの亀裂自動計測
装置。2. The automatic borehole crack measuring device according to claim 1, wherein the thinning processing means obtains a centerline of the connected pixel groups and removes non-linear isolated points.
且つショートベクトルを除去することを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のボアホールの亀裂自動計測装
置。3. The automatic borehole crack measuring device according to claim 1, wherein the vectorizing means vectorizes the center line and removes the short vector.
に対して画像データの微分をとって亀裂幅を求めること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のボアホールの
亀裂自動計測装置。4. A crack hole automatic measuring device according to claim 1, wherein the crack detecting means obtains a crack width by differentiating the image data with respect to a direction perpendicular to each vector. .
のくり出し長さ、ゾンデの傾斜方向、ゾンデの傾斜角、
及びゾンデの回転方向を検出し、ゾンデの位置、ゾンデ
の傾き、及びゾンデに内蔵されたスキャナー・ヘッドの
向いている方向を算出して孔壁を観測することを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のボアホールの亀裂自動
測定装置。5. The sonde has a length of cable to be hung from the ground, an inclination direction of the sonde, an inclination angle of the sonde,
And detecting the rotation direction of the sonde, calculating the position of the sonde, the inclination of the sonde, and the direction in which the scanner head incorporated in the sonde is facing, and observing the hole wall. The automatic device for measuring cracks in a borehole according to item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62194774A JPH0823259B2 (en) | 1987-08-04 | 1987-08-04 | Borehole automatic crack measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62194774A JPH0823259B2 (en) | 1987-08-04 | 1987-08-04 | Borehole automatic crack measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6439492A JPS6439492A (en) | 1989-02-09 |
| JPH0823259B2 true JPH0823259B2 (en) | 1996-03-06 |
Family
ID=16330024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62194774A Expired - Lifetime JPH0823259B2 (en) | 1987-08-04 | 1987-08-04 | Borehole automatic crack measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0823259B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4124614C2 (en) * | 1990-08-25 | 1996-01-18 | Voith Gmbh J M | Elastic coupling |
| JP6932614B2 (en) * | 2017-10-31 | 2021-09-08 | 鹿島建設株式会社 | Crack continuity judgment system, judgment method and judgment program, and crack detection device, detection method and detection program |
| JP7669762B2 (en) * | 2021-03-30 | 2025-04-30 | 住友金属鉱山株式会社 | Shaft inspection method |
| CN113622899B (en) * | 2021-08-11 | 2023-06-27 | 中国石油大学(华东) | Drilling fluid continuous wave signal modulation system and method |
| CN115163039B (en) * | 2022-06-09 | 2024-08-27 | 东北大学 | An integrated non-contact monitoring device and method for deep soft rock drilling deformation and cracking |
-
1987
- 1987-08-04 JP JP62194774A patent/JPH0823259B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6439492A (en) | 1989-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0314475B1 (en) | Bore hole scanner | |
| US20220112806A1 (en) | Safety early warning method and device for full-section tunneling of tunnel featuring dynamic water and weak surrounding rock | |
| EP1024342B1 (en) | Automatic surveying equipment and three-dimensions measuring method | |
| KR102357109B1 (en) | Tunnel surface mapping system under construction | |
| CN109459439A (en) | A kind of Tunnel Lining Cracks detection method based on mobile three-dimensional laser scanning technique | |
| US6950550B1 (en) | Tracing technique and recording media of object motion | |
| JP2018531402A (en) | Slope stability rider | |
| JP2018531402A6 (en) | Slope stability rider | |
| CN114119614A (en) | Method for remotely detecting cracks of building | |
| CN112965135A (en) | Nondestructive detection comprehensive method for spatial heterogeneous distribution of grotto cliff body fractures | |
| CA2089105A1 (en) | Borehole laser cavity monitoring system | |
| CN115588043B (en) | A vision-based method for monitoring the working posture of an excavator | |
| KR102568835B1 (en) | Safety management system for tunnel construction | |
| JP6829846B2 (en) | Structure inspection system, structure inspection method and program | |
| CN111340763A (en) | A rapid method for measuring the fracture degree of rock mass on the excavation face of a tunnel | |
| JPH0823259B2 (en) | Borehole automatic crack measuring device | |
| CN117745954A (en) | Automatic extraction method for surrounding rock mass cracks of tunnel | |
| JP2554516B2 (en) | Automatic crack measuring device | |
| KR102180872B1 (en) | 3 dimensional displacement meter using laser beam and optical media | |
| JP7589001B2 (en) | Detection device and detection method | |
| CN120252561A (en) | Vertical shaft monitoring method and shaft monitoring device | |
| CN111372044B (en) | A goaf transmission line inspection system, method and device | |
| Lemy et al. | Image analysis of drill core | |
| CN119164328A (en) | A vision-based verticality detection system for arch bridge towers | |
| CN115409691B (en) | Dual-modal learning slope risk detection method integrating laser ranging and monitoring images |