JPH03260205A - Viaduct inspection equipment - Google Patents
Viaduct inspection equipmentInfo
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- JPH03260205A JPH03260205A JP5968290A JP5968290A JPH03260205A JP H03260205 A JPH03260205 A JP H03260205A JP 5968290 A JP5968290 A JP 5968290A JP 5968290 A JP5968290 A JP 5968290A JP H03260205 A JPH03260205 A JP H03260205A
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- measurement
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高速道路や鉄道等の高架橋の橋体の状況を点
検する高架橋点検装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a viaduct inspection device for inspecting the condition of bridge bodies of viaducts on expressways, railways, etc.
高速道路などの高架橋の橋体は、長年の供用に伴い、建
設時には予測し得ない様々な損傷や性状の変化が発生す
ることがある。BACKGROUND OF THE INVENTION As the bridge bodies of elevated bridges such as expressways have been in service for many years, they are subject to various types of damage and changes in properties that cannot be predicted at the time of construction.
上記構造物本来の機能を良好に維持管理する上で、適正
な精度で点検調査を実施して的確な情報を把握しておく
ことは極めて重要なことである。In order to properly maintain and manage the original functions of the above-mentioned structures, it is extremely important to conduct inspections with appropriate accuracy and obtain accurate information.
高架橋において橋体の損傷・性状の変化とは主としてコ
ンクリートにて構成された床版に発生するひびわれ現象
とか、橋桁に局部的に発生する性状の変化などである。Damage and changes in the properties of the bridge body in elevated bridges mainly include cracking phenomena that occur in concrete slabs and changes in properties that occur locally in bridge girders.
従来の高架橋の点検は、高架下の徒歩による直接、ある
いは双眼鏡での目視点検、または工事用足場や点検車に
乗って接近しての目視点検及び写真撮影、スケッチを行
なう、いわゆる目視点検が主体となっている。Conventional inspections of viaducts mainly involve so-called visual inspections, such as directly walking under the viaduct, visual inspection using binoculars, or approaching the area on construction scaffolding or an inspection vehicle, and performing visual inspections, photographs, and sketches. It becomes.
また上記目視点検に代えてテレビカメラによる点検も近
年行なわれるようになっている。Furthermore, in place of the above-mentioned visual inspection, inspection using a television camera has also come to be carried out in recent years.
さらに上記点検のための装置として、特開昭60−13
3106号、特開昭63−107803号の各公報に示
されているように、ブーム装置を有する自走車両を高架
橋上に駐車固定して、ブーム装置の先端部を橋体の下側
にまわり込ませ、このブーム装置の先端部に設けたテレ
ビ装置にて橋体の下面をテレビ撮影するか、あるいはブ
ーム装置の先端部に設けた作業台に作業者が乗って所定
の作業を行なうようにしたものがある。Furthermore, as a device for the above inspection, JP-A-60-13
As shown in Japanese Patent Laid-Open No. 3106 and JP-A-63-107803, a self-propelled vehicle equipped with a boom device is parked and fixed on an elevated bridge, and the tip of the boom device is wrapped around the underside of the bridge body. Then, the underside of the bridge body can be photographed on TV using a television device installed at the tip of the boom device, or workers can perform the designated work while riding on a workbench installed at the tip of the boom device. There is something I did.
また特公昭83−85766号、特開昭82−2848
04号の各公報に示されているように、橋体の下側に作
業台を橋桁に沿って移動可能にした点検装置も知られて
いる。Also, Japanese Patent Publication No. 83-85766, Japanese Patent Publication No. 82-2848
As shown in each publication of No. 04, an inspection device is also known in which a work platform is movable along the bridge girder on the underside of the bridge body.
上記従来の技術のうち、目視点検の場合、損傷の見落と
しや、点検者の主観差が点検結果に反影されやすく、ま
た仰視姿勢作業、高所作業が多いため、作業性、安全性
が劣る上に、作業者に苦渋作業を強いることになるとい
う問題があった。Among the conventional techniques mentioned above, in the case of visual inspection, it is easy for damage to be overlooked and subjective differences among inspectors are reflected in the inspection results, and workability and safety are poor because work is often done in a supine position or at high places. Moreover, there is a problem in that workers are forced to perform arduous work.
また目視にかえてテレビカメラによる場合は、その分解
能が有限であるため、広範囲の撮影の場合、検出精度が
低いという問題があった。Furthermore, when a television camera is used instead of visually, the resolution is limited, so there is a problem in that the detection accuracy is low when photographing a wide area.
さらに、上記公知例である特開昭60−13310号、
特開昭63−107803号公報に示されたものの場合
は、自動車をアウトリガ等により高架橋上に固定しなけ
ればならないため、1回の設置あたりの点検範囲が限定
され、小移動の繰り返しに要するロスタイムがあり、点
検の作業能率が悪い上に、この自動車が他の車両の邪魔
になるという問題がある。Furthermore, the above-mentioned known example, JP-A-60-13310,
In the case of the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-107803, the vehicle must be fixed on the elevated bridge using outriggers, so the inspection range per installation is limited and the time required for repeated small movements is wasted. There is a problem that not only is inspection efficiency low, but the vehicle also gets in the way of other vehicles.
また上記公知例の特公昭63−85786号、特開昭6
2−284804号公報に示されたものにあっては、上
記自動車の小移動による非能率及び他の車両の邪魔にな
るという問題はないが、これの前者は、吊部材をあらか
じめ橋桁に固着しておかなければならず、このため任意
の橋桁部を随時にわたって点検することができず、点検
作業を機動的に行なうことができないと共に計測部がゆ
れやすいという問題があり、また後者にあっては橋桁の
長手方向への移動が不連続となってレーザ計測装置を用
いる点検装置には不向きであると共に、移動に時間がか
かる等の問題がある。In addition, the above-mentioned publicly known examples include Japanese Patent Publication No. 63-85786 and Japanese Patent Publication No. 63-85786.
The method disclosed in Publication No. 2-284804 does not have the problems of inefficiency due to the small movement of the vehicle and interference with other vehicles, but in the former case, the suspension members are fixed to the bridge girder in advance. Therefore, it is not possible to inspect any bridge girder section at any time, and there is a problem that inspection work cannot be carried out flexibly and the measuring section is prone to shaking. The movement of the bridge girder in the longitudinal direction is discontinuous, making it unsuitable for an inspection device using a laser measuring device, and there are other problems such as it takes a long time to move.
本発明は上記のことにかんがみなされたもので、計測中
は全く、他の交通を妨害することがなく連続的に計測で
き、また小型の装置で計測可能範囲を広くとることがで
き、さらに橋体のゆれとセンサ系が同期するため、計測
結果に高さ位置ずれの影響が少なく計測でき、そしてさ
らに上記計測にレーザ計測装置を用いることにより、床
版の表面性状を高精度で連続的に計測でき、検査精度、
作業性、安全性を向上することができ、また計測結果は
機械的に公平に判断でき、さらに維持管理に必要な評価
パラメータが定量的に把握することができるようにした
高架橋点検装置を提供することを目的とするものである
。The present invention has been developed in consideration of the above-mentioned problems.During measurement, it is possible to measure continuously without interfering with other traffic, and it is possible to widen the measurable range with a small device. Since the body sway and the sensor system are synchronized, the measurement result can be measured with less influence of height positional deviation.Furthermore, by using a laser measurement device for the above measurement, the surface texture of the floor slab can be continuously measured with high precision. Measurable, inspection accuracy,
To provide an elevated bridge inspection device that can improve workability and safety, allow mechanical and fair judgment of measurement results, and further enable quantitative understanding of evaluation parameters necessary for maintenance management. The purpose is to
上記目的を達成するために、本発明に係る高架橋点検装
置は、高架橋の脚柱間にかけわたした橋桁に係脱可能に
固着可能にし、かつ橋桁の長さ方向に長くしたフレーム
の下面に、基台をこれの長手方向に移動可能に設け、こ
の基台に、水平方向に折り曲げ可能にしたリンク機構の
基端部を水平方向に回動可能に連結し、このリンク機構
の先端部に、センサ台を昇降及び水平方向に回転可能に
設け、このセンサ台に、レーザヘッドから入射されたレ
ーザ光を所定の振り幅で上方へ向けて走査するレーザス
キャナと、このレーザスキャナにて走査されたレーザ光
の反射光量を検出する光検出センサからなるレーザ計測
装置を支持した構成となっている。In order to achieve the above object, the viaduct inspection device according to the present invention is capable of being removably fixed to a bridge girder extending between the pedestals of a viaduct, and is attached to a base on the lower surface of a frame elongated in the length direction of the bridge girder. A base is provided so as to be movable in the longitudinal direction thereof, and a base end of a link mechanism which can be bent horizontally is connected to the base so as to be rotatable in the horizontal direction.A sensor is attached to the tip of the link mechanism. A table is provided that can be raised and lowered and rotated horizontally, and a laser scanner that scans the laser beam incident from the laser head upward with a predetermined amplitude is mounted on the sensor table, and a laser beam scanned by the laser scanner is mounted on the sensor table. The configuration supports a laser measurement device consisting of a photodetection sensor that detects the amount of reflected light.
また上記光検出センサはレーザスキャナの走査方向に対
して両側に設けると共に、フレームにレーザヘッドを設
け、このレーザヘッドとレーザスキャナとの間に、フレ
ーム及びリンク機構、センサ台を介してレーザ計測装置
を設けた。In addition, the above-mentioned photodetection sensors are provided on both sides in the scanning direction of the laser scanner, and a laser head is provided on the frame, and a laser measurement device is connected between the laser head and the laser scanner via the frame, link mechanism, and sensor stand. has been established.
さらに、レーザ計測装置は、レーザ光の高速走査、レー
ザ光の反射光量の検出及び計測延長方向の距離の検出を
行ない、床版表面性状の非接触計測を行なうセンサ系と
、センサ系からのひび割れ信号の歪補正と合成及びコン
トラスト補正を行ない、計測情報の高速演算処理を行な
う信号伝送処理装置と、この信号伝送処理装置からの計
測情報の記録と計測情報の再生を行ない、計測情報の高
密度記録再生を行なうデータ記録装置と、データ記録装
置からのひび割れ信号の量子化及び画像表示を行ない、
計測現場での画像モニタを行なう画像表示装置と、デー
タ記録装置からの出力より、大規模画像からひび割れ箇
所の判定、ひび割れ特徴データの抽出、抽出結果からひ
び割れ認識、結果の出力を行ない、性状評価パラメータ
の自動処理を行なうデータ自動解析装置とからなってい
る。Furthermore, the laser measurement device performs high-speed scanning of laser light, detects the amount of reflected laser light, and detects the distance in the measurement extension direction, and includes a sensor system that performs non-contact measurement of the surface condition of the floor slab, and a sensor system that detects cracks from the sensor system. A signal transmission processing device that performs signal distortion correction, synthesis, and contrast correction, and performs high-speed calculation processing of measurement information; and a signal transmission processing device that performs high-speed calculation processing of measurement information, and records measurement information from this signal transmission processing device, and reproduces measurement information, and provides high-density measurement information. A data recording device that performs recording and reproduction, and quantization and image display of crack signals from the data recording device,
From the output from the image display device that monitors images at the measurement site and the data recording device, we determine the crack location from the large-scale image, extract crack characteristic data, recognize the crack from the extraction results, output the results, and evaluate the properties. It consists of an automatic data analysis device that automatically processes parameters.
フレームラ橋桁に固着した状態で、このフレームに対し
て基台を移動しなからリンク機構を折り曲げ作動するこ
とにより、このリンク機構の先端部に設けたセンサ台が
橋桁と平行に移動すると共に、床版の幅方向に移動して
、結局センサ台は矩形状をしたジグザグ状の軌跡を描い
て移動される。そしてこのとき、センサ台に設けたレー
ザスキャナにてレーザ光を床版の下面に走査し、これの
反射光量がセンサ台に設けた光検出センサにて検出する
。光検出センサにて検出された信号はレーザ計測装置に
て処理され床版の表面性状が検出される。By bending the link mechanism while fixed to the Framera bridge girder without moving the base relative to this frame, the sensor stand provided at the tip of the link mechanism moves parallel to the bridge girder, and Moving in the width direction of the floor slab, the sensor table is eventually moved in a rectangular zigzag trajectory. At this time, a laser scanner provided on the sensor stand scans the lower surface of the floor slab with laser light, and the amount of reflected light is detected by a light detection sensor provided on the sensor stand. The signal detected by the photodetection sensor is processed by a laser measurement device to detect the surface texture of the floor slab.
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
第1図から第3図において、1は高架橋の床版であり、
この床版1は橋脚2a、2b間にはりわたした複数個の
橋桁3にて支持されている。In Figures 1 to 3, 1 is the deck slab of the viaduct;
This deck slab 1 is supported by a plurality of bridge girders 3 extending between piers 2a and 2b.
この各橋桁3は断面I型になっていて、下側端部に長手
方向に対する両側に左右のフランジ部が全長にわたって
突出している。Each bridge girder 3 has an I-shaped cross section, and left and right flanges protrude over the entire length from the lower end on both sides in the longitudinal direction.
4は長方形状に形成されたフレームであり、このフレー
ム4の上面の幅方向中央部で、かつ長手方向に離間する
2個所のそれぞれに、幅方向に対向するクランプ部材5
a、5bが送りねじ6に支持されて設けである。送りね
じ6は両クランプ部材5a、5bがそれぞれ螺合する位
置で逆ねじになっていて、この送りねじ6を回転するこ
とによりクランプ部材5a、5bが対称状に進退してク
ランプ、アンクランプするようになっている。送りねじ
6の両端部はフレーム4の両側端部に立設したブラケッ
ト7.7に支持され、かつギヤモータ8にて駆動される
ようになっている。Reference numeral 4 denotes a frame formed in a rectangular shape, and clamp members 5 facing each other in the width direction are provided at two locations spaced apart in the longitudinal direction at the center of the upper surface of the frame 4 in the width direction.
a and 5b are supported by a feed screw 6. The feed screw 6 has a reverse thread at the position where both the clamp members 5a and 5b are screwed together, and by rotating the feed screw 6, the clamp members 5a and 5b advance and retreat symmetrically to clamp and unclamp. It looks like this. Both ends of the feed screw 6 are supported by brackets 7.7 erected at both ends of the frame 4, and are driven by a gear motor 8.
フレーム4の下面の幅方向中央部にレール9かフレーム
4の略全長にわたって固着しである。A rail 9 is fixed to the widthwise central portion of the lower surface of the frame 4 over substantially the entire length of the frame 4.
そしてこのレール9に移動台10がアリ溝係合により、
長手方向に摺動自在に係合されている。Then, the movable table 10 is engaged with this rail 9 by dovetail groove,
They are slidably engaged in the longitudinal direction.
この移動台10はレール9に沿っである長さを有してお
り、これの下面には基台11が設けである。またフレー
ム4の下面には上記レール9と平行にラック12か設け
てあり、このラック12に移動台10に設けられ、かつ
モータ13にて駆動されるピニオンギヤ14が噛合して
あり、ピニオンギヤ14の回転により移動台10を介し
て基台11がフレーム4の下面に沿って、略これの全長
にわたって移動するようになっている。This moving table 10 has a certain length along the rail 9, and a base 11 is provided on the lower surface thereof. Further, a rack 12 is provided on the lower surface of the frame 4 in parallel with the rail 9, and a pinion gear 14 provided on the movable table 10 and driven by a motor 13 is meshed with this rack 12. The rotation causes the base 11 to move via the movable table 10 along the lower surface of the frame 4 over substantially the entire length thereof.
フレーム4の上面にはレーザ光15をフレーム4の一側
方へ水平に発振するレーザヘッド16が設けである。A laser head 16 is provided on the upper surface of the frame 4 to oscillate a laser beam 15 horizontally to one side of the frame 4.
基台11にはリンク機構17の第1アーム17aの基端
部が水平方向に回動自在に、かつモータ18にて回動駆
動するように結合しである。またこの第1アーム17a
の先端には第2アーム17bの基端部が同様に水平方向
に回動自在に、かつモータ19にて回動駆動するように
結合されている。第2アーム17bの先端には支持台2
0が設けてあり、この支持台20にリフトパー21が上
下方向に摺動自在に支持されている。そしてこのリフト
パー21の側面には長手方向にラックが設けてあり、こ
のラックに支持台20内に収容されたピニオンギヤ(図
示せず)が噛合し、このピニオンギヤをモータ23にて
駆動することによりリフトパー21が昇降するようにな
っている。A base end portion of a first arm 17a of a link mechanism 17 is coupled to the base 11 so as to be horizontally rotatable and rotatably driven by a motor 18. Also, this first arm 17a
The base end of the second arm 17b is similarly coupled to the distal end of the second arm 17b so as to be freely rotatable in the horizontal direction and to be rotatably driven by the motor 19. At the tip of the second arm 17b is a support base 2.
0 is provided, and a lift par 21 is supported on this support base 20 so as to be slidable in the vertical direction. A rack is provided on the side surface of the lift par 21 in the longitudinal direction, and a pinion gear (not shown) housed in the support base 20 meshes with this rack, and by driving this pinion gear with the motor 23, the lift par 21 is designed to go up and down.
リフトパー21の上部にはセンサ台24がモータ22に
て垂直軸を中心にして回動可能に取付けられている。そ
してセンサ台24の回動中心部にはレーザスキャナ25
が設けである。このレーザスキャナ25は、これに入射
されたレーザヘッド16からのレーザ光15を所定の振
り幅にて上方へ向けて走査するようになっている。上記
レーザヘッド16からのレーザ光15は、フレーム4の
一端部に設けた第1・第2のミラー26a、26bと、
リンク機構17の第1アーム17gの基部に設けた第3
ミラー26C1両アームの回動支点部に設けた第4ミラ
ー26d1第2アーム17bの先端部に設けた第5ミラ
ー26e、センサ台24に設けた第6ミラー26fを介
して伝送されるようになっている。なお、第3ミラー2
6cと第4ミラー26d間は光フアイバ等光導体にて構
成したチューブ27を介して伝送されるようにしている
。A sensor stand 24 is attached to the upper part of the lift par 21 so as to be rotatable about a vertical axis by a motor 22. A laser scanner 25 is located at the center of rotation of the sensor stand 24.
is the provision. The laser scanner 25 is configured to scan the laser beam 15 incident thereon from the laser head 16 upward at a predetermined amplitude. The laser beam 15 from the laser head 16 is transmitted to first and second mirrors 26a and 26b provided at one end of the frame 4,
A third arm provided at the base of the first arm 17g of the link mechanism 17
The signal is transmitted via a fourth mirror 26d provided at the pivot point of both arms of the mirror 26C1, a fifth mirror 26e provided at the tip of the second arm 17b, and a sixth mirror 26f provided on the sensor stand 24. ing. In addition, the third mirror 2
6c and the fourth mirror 26d, the light is transmitted through a tube 27 made of a light guide such as an optical fiber.
センサ台24にはレーザスキャナ25の走査面の両側に
、走査方向に離間する2個ずつの光検出センサ28a、
28b、28c、28dがレーザスキャナ25の走査面
と交差する方向に向けて設けである。また29はテレビ
カメラ、29aは位置決めセンサである。このレーザス
キャナ25及び光検出センサ28a〜28dの構成及び
作用はレーザ計測装置として後述する。The sensor stand 24 has two photodetection sensors 28a spaced apart in the scanning direction on both sides of the scanning surface of the laser scanner 25.
28b, 28c, and 28d are provided in a direction intersecting the scanning plane of the laser scanner 25. Further, 29 is a television camera, and 29a is a positioning sensor. The structure and operation of the laser scanner 25 and the photodetection sensors 28a to 28d will be described later as a laser measurement device.
30は上記フレーム4を含む計測機構部を橋桁3に装着
するためのリフト車であり、このリフト車30には昇降
台31が昇降装置32を介して設けである。昇降台31
の長手方向両側部に、上記フレーム4の両側端部をクラ
ンプするクランプ部材32a、32bが回動自在に設け
である。一方昇降台31の両クランプ部材32a。Reference numeral 30 denotes a lift vehicle for mounting the measuring mechanism section including the frame 4 on the bridge girder 3, and a lifting platform 31 is provided on the lift vehicle 30 via a lifting device 32. Lifting platform 31
Clamp members 32a and 32b for clamping both ends of the frame 4 are rotatably provided on both sides in the longitudinal direction. On the other hand, both clamp members 32a of the lifting table 31.
32bに対向する中央部には第2図、第3図に示すよう
に、中間部を回転自在に支持して回動リンク33がモー
タ34にて回動駆動できるように設けてあり、この回動
リンク33の各端がそれぞれリンク34a、34bを介
して各クランプ部材32a、32bの基端部に連結され
ていて、回動リンク33が回動することによりクランプ
部材32a−,32bがクランプ、アンクランプの作動
をするようになっている。As shown in FIGS. 2 and 3, a rotary link 33 is provided at the center opposite to 32b so that the intermediate portion can be rotatably supported and rotated by a motor 34. Each end of the movable link 33 is connected to the base end of each clamp member 32a, 32b via a link 34a, 34b, respectively, and when the rotary link 33 rotates, the clamp members 32a-, 32b are clamped. It is designed to operate as an unclamp.
35は計測車であり、この計測車35には計測室36が
あり、また屋根には昇降ブーム装置37が昇降可能に設
けである。そしてこの昇降ブーム装置37にて橋桁3に
取付けられた計測機構部と計測車35とを連ぐケーブル
類を支持するようになっている。このケーブル類にはレ
ーザヘッド16や各モータを駆動するための電線やレー
ザヘッド16を冷却する冷却水ホースを含む。計測車3
5は道路脇に配置される。Reference numeral 35 denotes a measuring vehicle, and this measuring vehicle 35 has a measuring chamber 36, and an elevating boom device 37 is provided on the roof so as to be movable up and down. The elevating boom device 37 supports cables connecting the measuring mechanism section attached to the bridge girder 3 and the measuring wheel 35. These cables include electric wires for driving the laser head 16 and each motor, and cooling water hoses for cooling the laser head 16. Measuring car 3
5 is placed on the side of the road.
上記構成における作用を以下に説明する。The operation of the above configuration will be explained below.
(1)計測車35とリフト車30はセットで計測現場に
移動する。(1) The measurement vehicle 35 and the lift vehicle 30 move as a set to the measurement site.
(2)リフト車30の位置決め後、コントロールケーブ
ルを計測車35と計測機構部の間に接続する。(2) After positioning the lift vehicle 30, connect the control cable between the measurement vehicle 35 and the measurement mechanism section.
(3)リフト車30の昇降台31を上昇して、テレビカ
メラ29にて確認しながらフレーム4を橋桁3の下側に
位置させ、このフレーム4に設けたクランプ部材5a、
5bにて橋桁3の両側のフランジ部にクランプする。(3) Raise the platform 31 of the lift vehicle 30, position the frame 4 below the bridge girder 3 while checking with the television camera 29, and clamp members 5a provided on the frame 4;
5b are clamped to the flanges on both sides of the bridge girder 3.
(4)昇降台31のクランプ部材32a、32bをフレ
ーム4からアンクランプして昇降台31を下降し、両車
30.35とも安全地帯へ移動する。このとき中央分離
帯に安全地帯があれば両方の車両ともその場へ待機して
もよい。(4) The clamp members 32a and 32b of the lifting platform 31 are unclamped from the frame 4, the lifting platform 31 is lowered, and both vehicles 30 and 35 are moved to the safety zone. At this time, if there is a safe zone in the median strip, both vehicles may wait there.
(5)センサ系を支持するセンサ台24を計測開始位置
に位置決め後、計測を開始する。このとき、基台11が
フレーム4の略全長にわたってレール9に沿って移動す
ること、及びリンク機構17が折り曲がり回動すること
により、センサ台24は、第4図に示すように、フレー
ム4を中心にして、フレーム4の長さの数倍の長さにわ
たり、かつフレーム4の一側前部から他側前部にわたる
広い範囲を矩形状をしたジグサグ状に計測経路を通って
計測される。(5) After positioning the sensor stand 24 that supports the sensor system at the measurement start position, start measurement. At this time, the base 11 moves along the rail 9 over substantially the entire length of the frame 4, and the link mechanism 17 bends and rotates, so that the sensor stand 24 is moved along the frame 4 as shown in FIG. The measurement is performed by passing through a measurement path in a rectangular zig-sag shape over a wide range several times the length of the frame 4, and from the front of one side of the frame 4 to the front of the other side, with the center at the center. .
(6)計測終了後、計測車35とリフト車30はセット
時と同じ位置に戻る。(6) After the measurement is completed, the measurement wheel 35 and the lift car 30 return to the same position as when they were set.
(7)昇降台31を上昇し、計測機構部を受けとり、下
降する。(7) Raise the elevator platform 31, receive the measurement mechanism section, and lower it.
(8)コントロールケーブルをはずして作業終了となる
。(8) Disconnect the control cable to complete the work.
次にレーザヘッド16、レーザスキャナ25及び光検出
センサ28a〜28d等からなるセンサ系及びこれに接
続する信号伝送処理装置、データ記録装置、画像表示装
置、データ自動解析装置からなるレーザ計測装置の構成
及び作用を第5図に基づいて説明する。Next, the configuration of the laser measurement device is made up of a sensor system including a laser head 16, a laser scanner 25, photodetection sensors 28a to 28d, etc., and a signal transmission processing device connected thereto, a data recording device, an image display device, and an automatic data analysis device. and its operation will be explained based on FIG.
(1)センサ系
センサ系はレーザ光の高速走査、レーザ光反射光量のセ
ンシング、計測延長方向の距離の検出により床版の表面
性状を非接触計測するもので、これの主な構成要素は下
記の通りである。(1) Sensor system The sensor system non-contactly measures the surface quality of the floor slab by scanning the laser beam at high speed, sensing the amount of reflected laser beam, and detecting the distance in the measurement extension direction.The main components are as follows. It is as follows.
■)計測に必要なレーザ光15を発振・出力するレーザ
ヘッド16と、このレーザヘッド16の駆動とレーザパ
ワーのコントロールを行なうレーザ電源40゜
2)レーザヘッド16内の冷却を行なう冷却水循環装置
41゜
3)レーザヘッド16から出力したレーザ光15をレー
ザスキャナ25まで伝送・集光するレーザ伝送・集光機
構42゜
これはレーザヘッド16とレーザスキャナ25の間に介
装したミラー群とチューブ27等からなる。なおこれの
全長を光ファイバ等の光導体にて構成してもよい。■) A laser head 16 that oscillates and outputs the laser beam 15 necessary for measurement, and a laser power source 40° that drives this laser head 16 and controls the laser power. 2) A cooling water circulation device 41 that cools the inside of the laser head 16. 3) Laser transmission and focusing mechanism 42 that transmits and focuses the laser beam 15 output from the laser head 16 to the laser scanner 25 This is a mirror group and tube 27 interposed between the laser head 16 and the laser scanner 25 Consists of etc. Note that the entire length of this may be constructed from a light guide such as an optical fiber.
4)レーザ光15を高速で走査させるレーザスキャナ2
5と、これを駆動するドライバ43゜5)レーザスキャ
ナ25にて床版1を走査されたレーザ光の反射光量を検
出する高速・高感度センサからなる光検出センサ28a
〜28d0B)各光検出センサ28a〜28dの出力信
号を高速増幅するプリアンプ45゜
7)光検出センサ28a〜28dの感度及び応答速度を
制御する高圧電源46゜
8)床版1の延長方向の距離を検出する距離計47゜こ
の距離計47は第1図では図示しないがセンサ台24に
設けである。4) Laser scanner 2 that scans laser light 15 at high speed
5) and a driver 43° that drives this 5) A light detection sensor 28a consisting of a high-speed, high-sensitivity sensor that detects the amount of reflected laser light scanned by the laser scanner 25 on the floor slab 1
~28d0B) Preamplifier 45° that amplifies the output signal of each photodetection sensor 28a to 28d at high speed 7) High voltage power supply 46° that controls the sensitivity and response speed of photodetection sensor 28a to 28d 8) Distance in the extension direction of floor slab 1 Distance meter 47° for detecting distance This distance meter 47 is not shown in FIG. 1, but is provided on the sensor stand 24.
9)レーザスキャナ25の高精度速度制御とHD信号作
成等を行なうスキャニングコントローラ48゜
10)距離計47のコントロールと距離信号を処理する
距離計コントローラ49゜
り2)信号伝送処理装置44
これは計測情報の伝送及び高速演算処理を行ない、デー
タ記録装置に出力する部分てあり、主な構成要素と機能
は以下の通りである。9) Scanning controller 48° that performs high-precision speed control of the laser scanner 25 and HD signal generation, etc. 10) Distance meter controller 49° that controls the distance meter 47 and processes distance signals 2) Signal transmission processing device 44 This is a measurement It is a part that transmits information, performs high-speed arithmetic processing, and outputs it to a data recording device.The main components and functions are as follows.
■)計測情報等の光多重伝送を行なうデータ多重伝送装
置50゜
2)ひび割れ信号の歪補正を行なうノンリニアアンプ5
1、ひび割れ信号の合成等を行なう合成回路52、ひび
割れ信号のシェーディング補正を行なうシェーディング
コレクタ53からなるひび割れ信号処理回路54゜
3)データ記録装置55
これは計測情報を高密度で記録・再生を行なうもので、
これは、入力インタフェース56、トランスボート57
、出力インターフェース58からなる。■) Data multiplex transmission device 50° that performs optical multiplex transmission of measurement information, etc. 2) Nonlinear amplifier 5 that performs distortion correction of crack signals
1. A crack signal processing circuit 54 consisting of a synthesis circuit 52 for synthesizing crack signals, and a shading corrector 53 for shading correction of the crack signals. 3) Data recording device 55 This records and reproduces measurement information at high density. Something,
This is an input interface 56, a transformer 57
, an output interface 58.
(4)画像表示装置59
これは、ひび割れ信号を量子化し、イメージデイスプレ
ィに出力・表示するもので、これはイメージメモリ60
、ピクチャーモニタ61からなる。(4) Image display device 59 This quantizes the crack signal and outputs and displays it on the image display.
, a picture monitor 61.
(5)データ自動解析装置62
これは計測結果をオフラインで自動処理するシステムで
あり、主な構成要素と機能は下記の通りである。(5) Automatic data analysis device 62 This is a system that automatically processes measurement results offline, and its main components and functions are as follows.
I)データ記録装置55から再生した原画データ及び処
理データを格納する大容量メモリであるデータサーバと
デイスプレィ63゜
2)大規模画像からひび割れか生じている箇所を判定す
る一次判定プロセッサ65゜
3)ひび割れの特徴データを抽出し、認識プロセッサ6
6に出力する抽出プロセッサ67゜4)所定の判定基準
をもとに特徴データからひび割れを認識処理する認識プ
ロセッサ66゜5)処理結果を表示するイメージメモリ
68とデイスプレィ69゜
6)各機器のコントロール及びマン−マシンインタフェ
ース機能を有するシステムコントローラ70゜
上記構成において、レーザ装置40、冷却水循環装置4
1及び信号伝送処理装置44から画像表示装置59まで
は計測車35の計測室36内に設けられ、またデータ自
動解析装置62は別の事務所定の建屋内に設置する。I) A data server and display 63°, which are large-capacity memories that store the original image data and processed data reproduced from the data recording device 55; 2) A primary judgment processor 65°, which determines where cracks or cracks are occurring from the large-scale image; and 3) Extract the characteristic data of the crack and send it to the recognition processor 6.
Extraction processor 67° 4) Recognition processor 66° that recognizes cracks from feature data based on predetermined criteria 5) Image memory 68 and display 69° that display processing results 6) Control of each device and a system controller 70 having a man-machine interface function In the above configuration, the laser device 40, the cooling water circulation device 4
1 and the signal transmission processing device 44 to the image display device 59 are installed in the measurement room 36 of the measurement vehicle 35, and the automatic data analysis device 62 is installed in a separate office building.
上記構成のレーザ計測装置において、レーザスキャナ2
5にて床版1の下面に照射されたレーザ光の反射光量が
4個の光検出センサ28a〜28dにて検出される。In the laser measurement device having the above configuration, the laser scanner 2
At step 5, the amount of reflected light of the laser beam irradiated onto the lower surface of the floor slab 1 is detected by four light detection sensors 28a to 28d.
そしてこのときの検出光量の変化が第5図に示すブロッ
ク図の各部分にて処理されて床版1の■而に表われたひ
び割れが検知される。Changes in the amount of detected light at this time are processed in each part of the block diagram shown in FIG. 5, and the cracks appearing in the area (2) of the floor slab 1 are detected.
このときの光検出センサ28a〜28dによるレーザ光
15の反射光量の検出は、この光検出センサ28a〜2
8dがレーザスキャナ25のスキャニング方向に対する
両側にそれぞれ2個ずつ配置されているため、第6図に
示すように、センサ台22を矢印で示すように橋桁3の
長手方向に移動しているときに横桁71があっても、レ
ーザスキャナ25のスキャニング方向の両側のどちらか
一方の光検出センサが必ずレーザ光15のスキャニング
部に対向されて検出不良をおこすことがない。また各光
検出センサはスキャニング方向にて離間して配置されて
いるので、第7図に示すように、スキャニングの全長に
わたって2こずつの光検出センサにてもれなく検出され
る。At this time, the amount of reflected light of the laser beam 15 by the light detection sensors 28a to 28d is detected by the light detection sensors 28a to 28d.
8d are arranged on each side of the scanning direction of the laser scanner 25, so that when the sensor stand 22 is moved in the longitudinal direction of the bridge girder 3 as shown by the arrow, as shown in FIG. Even with the crossbeam 71, the photodetection sensor on either side of the laser scanner 25 in the scanning direction is always opposed to the scanning part of the laser beam 15, thereby preventing detection failure. Further, since each photodetection sensor is arranged apart from each other in the scanning direction, as shown in FIG. 7, the entire scanning length is completely detected by two photodetection sensors.
上記第5図で示すブロック図での信号伝送処理装置での
計測情報の信号処理は、ノンリニアアンプ(画像歪補正
回路)51とシェーディングコレクタ(シェーディング
補正回路)53にて高精度及び高品位化が図られる。The signal processing of measurement information in the signal transmission processing device shown in the block diagram shown in FIG. It will be planned.
すなわち、レーザ光の走査内でレーザスキャナ25と床
版までの距離が第8図に示すように場所によって異なる
ため、スキャニング幅A−Bの中央部に比べて距離の長
い両側部では、計測精度及び画像のコントラストが低下
する。そこで、両側部でも中央部と同一の精度でクラッ
クを検出し、かつ現場でクラック認識できるようにする
。第9図(A)は補正前の分解能を示し、第9図(B)
は補正後の分解能を示す。また第10図(A)は補正前
のコントラストを、第10図(B)は補正後のコントラ
ストをそれぞれ示す。In other words, since the distance between the laser scanner 25 and the floor slab within the laser beam scan varies depending on the location as shown in FIG. and image contrast is reduced. Therefore, cracks can be detected on both sides with the same accuracy as in the center, and cracks can be recognized on site. Figure 9 (A) shows the resolution before correction, Figure 9 (B)
indicates the resolution after correction. Further, FIG. 10(A) shows the contrast before correction, and FIG. 10(B) shows the contrast after correction.
また上記ノンリニアアンプ51での画像歪補正性能調査
結果を第11図に示す。この図においてaは補正前、b
は補正後である。またシェーディングコレクタ53での
シェーディング補正性能調査結果を第12図に示す。図
中Cは補正前、dは補正後である。Further, the results of an investigation on the image distortion correction performance of the non-linear amplifier 51 are shown in FIG. In this figure, a is before correction, b
is after correction. Further, the results of the shading correction performance investigation of the shading corrector 53 are shown in FIG. In the figure, C is before correction, and d is after correction.
なお発明において、レーザ光源にRGBレーザを使用す
ることによりカラー情報が得られる。Note that in the invention, color information can be obtained by using an RGB laser as a laser light source.
また上記作用において、センサ台24に設置されたテレ
ビカメラ31は橋体付属物の性状検出と、センサ台24
の移動時にこれが橋体付属物に接触しないように監視す
るために用いる。In addition, in the above operation, the television camera 31 installed on the sensor stand 24 detects the properties of the bridge appendages and the sensor stand 24
Used to monitor to ensure that it does not come into contact with bridge body attachments when moving.
また橋体付属物の性状を詳細に把握したいときには、リ
フトパー21を昇降させて、これを橋体付属物に近ずけ
て詳細に検出する。Moreover, when it is desired to grasp the properties of the bridge body appendage in detail, the lift par 21 is raised and lowered to bring it close to the bridge body appendage and detect it in detail.
本発明によれば、計測中は全く、他の交通を妨害するこ
とが連続的に計測できる。また小型の装置で計測可能範
囲を広くとることができる。According to the present invention, obstruction to other traffic can be continuously measured during measurement. Moreover, the measurable range can be widened with a small device.
さらに橋体のゆれとセンサ系が同期するため、計測結果
に高さ位置ずれの影響が少なく計測できる。そしてさら
に上記計測にレーザ計測装置を用いることにより、床版
の表面性状を高精度で連続的に計測でき、検査精度、作
業性、安全性を向上することができる。また計測結果は
機械的に公平に判断でき、さらに維持管理に必要な評礁
パラメータが定量的に把握することができる。Furthermore, since the sway of the bridge body and the sensor system are synchronized, measurements can be made with less influence of height positional deviation on measurement results. Further, by using a laser measuring device for the above measurement, the surface properties of the floor slab can be continuously measured with high precision, and inspection accuracy, workability, and safety can be improved. In addition, the measurement results can be judged mechanically and fairly, and reef evaluation parameters necessary for maintenance and management can be quantitatively understood.
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は斜視図、
第2図はクランプ部の断面図、第3図は第2図の■−■
線に沿う断面視図、第4図はセンサ台の軌跡図、第5図
はレーザ計測装置のブロック図、第6図、第7図は光検
出センサの検出作用の説明図、第8図、第9図(A)、
(B)、第10図(A)、(B)は計測情報の信号処理
のための説明図、第11図は画像歪補正性能調査結果を
示す線図、第12図はシェーディング補正性能調査結果
を示す線図である。
1は床版、2a、2bは橋脚、3は橋桁、4はフレーム
、5 a 、 5 bはクランプ部材、9はレール、
10は移動体、11は基台、17はリンク機構、15は
レーザ光、16はレーザヘッド、24はセンサ台、25
はレーザスキャナ、28a、〜28dは光検出センサ、
44は信号伝送処理装置、55はデータ記録装置、59
は画像表示装置、62はデータ自動解析装置。[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] The drawings show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a perspective view;
Figure 2 is a cross-sectional view of the clamp part, Figure 3 is from ■-■ in Figure 2.
4 is a trajectory diagram of the sensor stand, FIG. 5 is a block diagram of the laser measurement device, FIGS. 6 and 7 are explanatory diagrams of the detection action of the light detection sensor, and FIG. Figure 9 (A),
(B), Figures 10 (A) and (B) are explanatory diagrams for signal processing of measurement information, Figure 11 is a line diagram showing the results of an image distortion correction performance survey, and Figure 12 is a shading correction performance survey result. FIG. 1 is a floor slab, 2a and 2b are piers, 3 is a bridge girder, 4 is a frame, 5 a and 5 b are clamp members, 9 is a rail,
10 is a moving body, 11 is a base, 17 is a link mechanism, 15 is a laser beam, 16 is a laser head, 24 is a sensor stand, 25
is a laser scanner, 28a to 28d are photodetection sensors,
44 is a signal transmission processing device, 55 is a data recording device, 59
62 is an image display device, and 62 is a data automatic analysis device.
Claims (3)
固着可能にし、かつ橋桁の長さ方向に長くしたフレーム
の下面に、基台をこれの長手方向に移動可能に設け、こ
の基台に、水平方向に折り曲げ可能にしたリンク機構の
基端部を水平方向に回動可能に連結し、このリンク機構
の先端部に、センサ台を昇降及び水平方向に回転可能に
設け、このセンサ台に、レーザヘッドから入射されたレ
ーザ光を所定の振り幅で上方へ向けて走査するレーザス
キャナと、このレーザスキャナにて走査されたレーザ光
の反射光量を検出する光検出センサからなるレーザ計測
装置を支持したことを特徴とする高架橋点検装置。(1) A base is provided on the lower surface of a frame that is removably attached to a bridge girder extending between the pedestals of a viaduct and is elongated in the length direction of the bridge girder, and is movable in the longitudinal direction of the frame. The base end of a link mechanism that can be bent in the horizontal direction is connected to the base so as to be rotatable in the horizontal direction, and a sensor base is provided at the tip of the link mechanism so that it can be raised and lowered and rotated in the horizontal direction. Laser measurement consists of a laser scanner that scans the laser beam incident from the laser head upward at a predetermined amplitude, and a photodetection sensor that detects the amount of reflected light of the laser beam scanned by this laser scanner. A viaduct inspection device characterized by supporting the device.
て両側に設けると共に、フレームにレーザヘッドを設け
、このレーザヘッドとレーザスキャナとの間に、フレー
ム及びリンク機構、センサ台を介してレーザ光伝送装置
を設けたことを特徴とする請求項(1)記載の高架橋点
検装置。(2) Photodetection sensors are provided on both sides in the scanning direction of the laser scanner, and a laser head is provided on the frame, and a laser beam is transmitted between the laser head and the laser scanner via the frame, link mechanism, and sensor stand. The viaduct inspection device according to claim 1, further comprising a transmission device.
光の反射光量の検出及び計測延長方向の距離の検出を行
ない、床版表面性状の非接触計測を行なうセンサ系と、
センサ系からのひび割れ信号の歪補正と合成及びコント
ラスト補正を行ない、計測情報の高速演算処理を行なう
信号伝送処理装置と、この信号伝送処理装置からの計測
情報の記録と計測情報の再生を行ない、計測情報の高密
度記録再生を行なうデータ記録装置と、データ記録装置
からのひび割れ信号の量子化及び画像表示を行ない、計
測現場での画像モニタを行なう画像表示装置と、データ
記録装置からの出力より、大規模画像からひび割れ箇所
の判定、ひび割れ特徴データの抽出、抽出結果からひび
割れ認識、結果の出力を行ない、性状評価パラメータの
自動処理を行なうデータ自動解析装置とからなっている
ことを特徴とする請求項(1)記載の高架橋点検装置。(3) The laser measurement device includes a sensor system that performs high-speed scanning of laser light, detection of the amount of reflected light of the laser light, and detection of distance in the measurement extension direction, and non-contact measurement of the surface properties of the floor slab;
A signal transmission processing device that performs distortion correction, synthesis, and contrast correction of crack signals from the sensor system and performs high-speed calculation processing of measurement information, and a signal transmission processing device that records measurement information and reproduces measurement information from this signal transmission processing device, A data recording device that performs high-density recording and reproduction of measurement information, an image display device that quantizes and displays the crack signal from the data recording device, and monitors the image at the measurement site, and the output from the data recording device. , is characterized by comprising an automatic data analysis device that determines crack locations from large-scale images, extracts crack characteristic data, recognizes cracks from the extraction results, outputs the results, and automatically processes property evaluation parameters. A viaduct inspection device according to claim (1).
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|---|---|---|---|
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1990
- 1990-03-09 JP JP5968290A patent/JP2869741B2/en not_active Expired - Fee Related
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