JPH01291385A - ひびわれ画像の解析方法 - Google Patents

ひびわれ画像の解析方法

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JPH01291385A
JPH01291385A JP63120433A JP12043388A JPH01291385A JP H01291385 A JPH01291385 A JP H01291385A JP 63120433 A JP63120433 A JP 63120433A JP 12043388 A JP12043388 A JP 12043388A JP H01291385 A JPH01291385 A JP H01291385A
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JP
Japan
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crack
image
cracks
analysis
measurement
Prior art date
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Pending
Application number
JP63120433A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichi Yamada
有一 山田
Masashi Kimura
木村 應志
Masakazu Teijiyou
梯上 雅和
Seiichi Taguchi
田口 誠一
Keiichi Miyazaki
桂一 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Electric Power Co Inc, Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Tokyo Electric Power Co Inc
Priority to JP63120433A priority Critical patent/JPH01291385A/ja
Publication of JPH01291385A publication Critical patent/JPH01291385A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はひびわれ画像の解析方法に関するものであり、
特に建物、橋梁、道路、堤防等土木・建築の構築物・建
造物等の表面に生じるひびわれの状況を検査し、解析す
るため写真あるいは電子撮像装置を用いてコンクリート
構造物のひびわれ状況及び対策を検討するひびわれ画像
の解析方法に関するものである。
〔従来の技術〕
建物、橋梁、道路、堤防等土木・建築の構築物建造物等
の表面に生じるひびわれは、漏水の原因となり鉄骨を腐
蝕させ、建造物の老朽化を早め、又構築物のひびわれは
地盤軟化をおこし、それらによって、コンクリート等の
脱落、破壊、土砂崩れ等の大きな事故を発生させる。
この様に構造物等のひびわれは極必で危険な事故発生の
原因となるので、社会問題としてその安全対策が重視さ
れ、特にコンクリート面のひびわれ検査は重視されてい
る。
従来、ひびわれの検査方法としてはもっばら目視に頼っ
ていた。即ち、現場のひびわれ検査対象面を例えばlm
X1mとした場合はlQcmXloCmに石灰液で区分
を付け、区分線(網の目状のメツシュ線)とひびわれの
交叉している所を測定し、クラックスケールを用いてひ
びわれの幅の読み取りを行い、それらの寸法を現場のひ
びわれのスケッチに記入する方法であった。この目視に
よる検査は人手を要し、極めて非能率的であるばかりで
なく、検査する人によっても測定精度に個人差があるの
で検出の信頼性に難点があった。
又その場合比較的大きいひびわれは目視によりスケッチ
して補修の対象とするが、細いひびわれはとかく見逃し
勝ちになり、従って要補修個所もそのまま放置すること
があり、自然劣化による事故や問題が起きて初めて手を
つけることがしばしばあった。
又最近はひびわれに対処する方法として構築物表面の温
度分布を熱映像として表示し、または熱線写真に写して
解析する赤外線測定装置(特開昭59−92334号公
報参照)とか、コヒーレントな光線を用いてひびわれ両
側面の振動波の位相のズレを測定しひびわれの程度を知
る方法(特開昭61−231442号公報参照)などが
開示され、ひびわれの診断方法にも改善が加えられつつ
あり、その検査測定も時々刻々追跡して行い、事故を起
こす前に修理時期を早める方法がとられている。
又コンクリート試験体の載荷実験におけるひびわれ解析
には、ストレインゲージや電子マイクロメータ等を試験
体に取り付け、載荷、除荷による試験体の歪量を測定し
、ひびわれ幅等を求めている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、最近の方法の内、前者の赤外線測定によ
る方法は、測定時特に太いひびわれについては明確に判
別出来るが、細かいひびわれについては、幅測定が出来
ないかあるいは幅測定の精度が極必で低く、またコヒー
レントな光線による後者の測定方法においては現場に持
ち込む測定機材が少なくなく、屋外の被測定対象面の場
合には入射する太陽光線の遮弊が困難である。
又、ストレインゲージや電子マイクロメータ等を試験体
に取り付ける歪測定、ひびわれ測定においては、ストレ
インゲージや電子マイクロメータ等を取り付けた部分に
関する情報しか得られない。
しかるに、ひびわれは、予め予想したところに発生する
ことが多いが、予想外の所にも発生することがあり、た
またまその予想外の所にストレインゲージや電子マイク
ロメータ等が取り付けられていないと、その場所のひび
われの測定や解析が出来ないという問題がある。ひびわ
れが、試験体表面のどこに発生しても測定できるように
、試験体の全面いたるところにこれらの測定プローブを
取り付けるわけにも行かない。なぜならば、これらの測
定プローブは、有限の大きさを持っており、測定プロー
ブを取り付けられない場所が必ず発生するからである。
又、これらのプローブによる測定においては、その測定
の前ステップのある時点に測定プローブの指示値〔基準
値になる〕を得ておかないと、この新たな測定データが
意味のないものとなるという問題もある。
本発明の目的は上記問題点を解消し、ひびわれ状態を精
密に測定、解析し、それによって将来発生するひびわれ
の予測のためのデータ提供が可能であり、しかも解析の
作業が能率的に出来るばかりでな(、信頼性の非常に高
い、新規なひびわれ画像の解析方法を提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の上記目的は、物体の表面にあらわれたひびわれ
を写した画像よりひびわれ画像を抽出し拡大してひぴわ
れの分離点より該ひびわれの相対移動量を求めることを
特徴とするひびわれ画像の解析方法によって達成される
本発明においてひびわれを写した画像とは構築物、建造
物の現場で、あるいは試験体を用いる実験現場で普通一
般のカメラもしくは解像力の高い電子撮像素子を用いて
ひびわれ面を撮影もしくは撮像して得た画像を言う。本
発明の場合、画像としては特に電子撮像素子による撮像
画像に比べて、比較的広範囲の被写体の表面状況を瞬時
に記録、保存しておくことの出来る点に着目すると、解
像力の高い銀塩写真フィルムを用いて撮影して現像した
ものが好ましい。
又、画像をその場で可視化出来るというオンラインの特
長を重視する場合には、電子撮像素子を用いて直接撮像
したものが好ましい。
又ひびわれの検査、測定に用いる写真フィルムは如何な
る寸法のものでもよいが、−船釣で且つ使用しやすいも
のとしては例えばブローニサイズフイルム(画面寸法5
0mmx50mm)が用いられる。そしてこのフィルム
を用いて例えば1m×1mあるいは50cmX50cm
あるいは25cmX25cm程度のひびわれ面を撮影す
ることが好ましい。
本発明においてひびわれを写した画像よりひびわれ画像
部を抽出するということは、ひびわれについて詳細に検
討解析したい部分を選び出し、具体的には写真フィルム
画像を写真用引伸機やプロジェクタ−により拡大投影し
た影像、その影像を印画紙に焼付けた画像、写真フィル
ム画像を電子撮像素子等により光電的に読み取って画像
モニター等にデイスプレィした影像、あるいは、ひびわ
れを有する物体そのものを直接電子撮像素子により撮像
した影像、もしくは電子撮像素子等により読み込んで電
子的画像メモリーに記録した画像情報を得ることをいう
写真は現場での撮影も簡単に出来て画像の抽出も任意に
出来る。又拡大により従来不明確であった部分も明確に
目視出来るし、解析作業も取材作業とは別に着付いた状
態で確実に出来る。
写真フィルムのサイズはライカサイズ(24×36mm
)等でもよく、写真乾板を用いても良い。
又電子撮像素子によるひびわれ発生物体そのものの撮像
では、ひびわれ画像をその場でオンラインで可視化して
見ることが出来る。
本発明においてひびわれの分離点を求めるということは
、平面的に見たひびわれの両岸の形状は、砂利、コンク
リート粒状等に起因する凹凸を有し、かつ、これらの両
岸の凹凸の形状は、原理的には、互いに相補的であるか
ら細かくても拡大画像によって明らかに目視により分離
点を求釣ることが出来る。どちらか一方の岸を適宜移動
・回転させると、両岸は合致する筈である。この場釡ひ
びわれの分離点とは元来ひびわれ発生前には互いに隣接
していて、ひびわれ発生により分離してできた相補的対
象点をいう。又ひびわれの中心線を拡大画面より平均的
に想定し、この中心線からひびわれの相対移動量を求め
てもよい。
本発明におけるひびわれの相対移動量とはひびわれの幅
(W)、開き角度(θ)、両岸の平行移動量〈S)、両
岸の奥行き方向の相対移動量(d)等をいう。
〔作  用〕
本発明は、ひびわれを写した画像よりひびわれ画像部を
抽出し、拡大することに依り、解析したい場所を任意に
選定することが出来るし、拡大によって細かなものも明
確に観測することが出来る。
又画像上にひびわれの分離点及びひびわれの中心線を求
めることが容易に出来る。従ってひびわれの正確な幅(
W)、ひびわれの開き角度(θ)、ひびわれの両岸の平
行移動量(S)、更にステレオ写真撮影によれば奥行方
向の相対移動量(d)も求めることが出来るのである。
これらの諸量はひびわれに着目して求めたものであるが
、ひびわれの近傍のコンクリート等そのものの局部的な
相対的移動の量及びその方向に係わるデータを求めるこ
とが出来るのが、本発明の大きな作用の一つである。
又、ある瞬間の一枚の写真等の画像から、ひびわれの近
傍のコンクリート等そのものの局部的な相対的移動の量
及びその方向に係わるデータを求め得ることは、本発明
のもう一つの大きな作用である。
〔実施例〕
実施例−1 本発明の1実施例を図を用いて説明する。例えばコンク
リートひびわれ現場の25X25叩の範囲を、マイクロ
写真フィルム「ミニコピーHR−11」 (商品名、富
士写真フィルム■製)にて画面サイズ50X50mに撮
影した。この写真画像より、ひびわれが写っている1×
1印の正方形視。
野山(写真画像上で2 X 2 mmに相当する範囲内
)のひびわれの微視的な形状を、印画紙に15倍に拡大
焼付した画像によって観察すると、第1図に図示したよ
うに、AL 、Bt 、CL・・・・・・等の特徴的な
点が認められる。ひびわれの両岸形状は、互いに相補的
であるので、これらの特徴的な点に対応する相手側の分
離点AR、BRSCR・・・・・・を見つけることが出
来る。又ひびわれの中心線M−Mを決めることが出来る
。この中心線M−Mの傾きより、ひびわれの方向を求め
る。この中心線M−Mに沿って印画紙を切断し、ひびわ
れ画像を二分し、切断線に沿って互いに相対的にずらせ
る(移動させる)。従って下記の解析を第2図に示すよ
うに行うことが出来る。
(1)両岸の平行移動量(S)の測定;ひびわれ像の両
岸を、ひびわれの中心線に並行な方向にずらせると、線
分At AR、BL BR。
CLCR等は、ひびわれ中心線とそれぞれほぼ直交する
ようになる。このような状態にするのに要した平行移動
量をSとする。
(2)ひびわれ開き角(回転角)(θ)の測定;このと
きの、線分AL An 、  BL ’BR、CL C
Rとひびわれ中心線との交点をそれぞれ、A、  B。
Cとすると、ひびわれの開き角θは次式で与えられる。
ひびわれの両岸が、互いに、相対的に回転したであろう
回転角(θ)が求められる。
(3)ひびわれの幅(W)の測定; ひびわれの幅A、  B、 Cは各点において、線分A
L AR;  BL BR、ct、 CRの長さとして
、求められる。
また、ステレオ写真撮影しておけば、汎用の解析図化機
等を用いて、(AL 、 AR) 、  (BL、 。
BR)、  (CL、CR)等の対応する二点間の高低
差を求めることにより、奥行(厚味)方向の相対移動量
(d)を求めることができる。
実施例−2 前記実施例−1にて得た写真フィルム上の画像を用いて
、ひびわれ画像を含む微小領域(フィルム上で2 X 
2 mm、コンクリート被写体現物上で1×1叩に相当
)を光学顕微鏡で拡大して、768×493画素のCC
Dエリアセンサーで光電的に読み取り、その内480 
X 480画素分の画像情報を市販の7月用画イ象〃几
理負l析防着に釦みイ入んだ雷壬1勺画イzメ1に 値化処理を施して、ひびわれに対応する二値画像を画像
モニター上に得た。
二値化処理におけるスライスレベルについては、被写体
上のひびわれの幅とそのひびわれに対応する二値画像の
幅とが比例するように実験的にその値を決めた。すなわ
ち被写体の写真撮影には白黒写真フィルムを用いたので
、ひびわれは 背景よりも明るい細い線状の像(線像)
として写真画像上に記録された。従ってその線像からあ
る明るさ以上のものを′″ひびわれ画像″′として抽出
する際に、その二値化処理におけるスライスレベルを・
高くし過ぎると、ひびわれに対応する2値画像の幅が被
写体上のひびわれの幅より細めになる傾向にあり、その
反面、スライスレベルの下限を低くシ過ぎると太めにな
る傾向にある。そこで二値化処理におけるスライスレベ
ルをいろいろな値に設定する実験を繰り返して行い、被
写体上のひびわれの幅とそのひびわれに対する二値画像
の幅とがほぼ比例する値を見極め、これを′”最適なス
ライスレベル′°とした。この二値画像に細線化処理を
施モリ−に取り込み、記憶させた。この画像情報にして
得られた中心線を見て、近似的に新たに直線状の中心線
をマニュアル的に描いた。この画像モニター上で、ここ
に求めた直線的中心線が水平(垂直でもよい)になるよ
うに画像全体を回転させた。この直線的中心線に沿って
、ひびわれ二値画像を二つに切断した。中心線が水平(
垂直でもよい)になるようにしたのは、二つに分割した
画像に中心線に沿った相対移動を与える画像処理を施し
易くするためである。
この実施例−2におけるひびわれの相対移動量等の求め
方は、前出の実施例−1の場合と同様である。
実施例−3 上′2例の実施工程を汎用の画像処理・解析装置を用い
て自動的に実施した。その結果、上2例の場合と同様に
熟期のひび割れの相対移動量を求めることができた。
実施例−4 鋳鉄角柱に発生したひびわれを解析した。角柱表面のl
 x l cmの範囲を768 X493画素のCCD
工リアセンザー内蔵のビデオカメラで撮像し、その内、
480 X480画素分の画像情報を市販の汎用の画像
処理解析装置に組み込んだ電子的画像メモリーに取り込
み、記憶させた。この画像情報に二値化処理を施して、
ひびわれに対応する二値画像を画像モニター上に得た。
このひびわれ二値画像を用いて、ひびわれの相対移動量
等を求めた。その方法は前記実施例−2と同様である。
〔発明の効果〕
本発明はひびわれを写した画像よりその画像情報の一部
を抽出し拡大して、ひびわれの分離点よりひびわれの相
対移動量を求めることを特徴とするひびわれ画像の解析
方法であり、本発明の方法により、ひびわれの平行移動
量(S)、開き角(θ)2幅(W)等の正確な定量化が
可能となり、コンクリート等にどの様な力がどの方向に
作用したかの解析が出来るようになり、その解析結果に
よってひびわれの原因究明、将来の予測や対策が一段と
化学的に進めることができる。又測定、解析の方法とし
ては安価に迅速に実施することが可能であり、従って本
発明の産業的貢献は極めて大きいと云える。
【図面の簡単な説明】
第1図はひびわれの抽出拡大影像の1実施例の平面図、
第2図は第1図の解析方法の実施例の平面図。 M−M  ひびわれの中心線。 S 平行移動量 代理人 弁理士(8107)佐々木 清 隆(ほか3名

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 物体の表面にあらわれたひびわれを写した画像よりひび
    われ画像を抽出し拡大してひびわれの分離点より該ひび
    われの相対移動量を求めることを特徴とするひびわれ画
    像の解析方法。
JP63120433A 1988-05-19 1988-05-19 ひびわれ画像の解析方法 Pending JPH01291385A (ja)

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JP63120433A JPH01291385A (ja) 1988-05-19 1988-05-19 ひびわれ画像の解析方法

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012221363A (ja) * 2011-04-12 2012-11-12 Ikari Shodoku Kk 作業環境安全対策案決定方法
JP2017110909A (ja) * 2015-12-14 2017-06-22 東日本旅客鉄道株式会社 ひび割れ幅計測装置
WO2020075756A1 (ja) * 2018-10-12 2020-04-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 予測装置及び予測方法

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JPWO2020075756A1 (ja) * 2018-10-12 2021-09-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 予測装置及び予測方法

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