Study on defect detection by spatial spectral entropy (SSE) and healthy part evaluation for noncontact acoustic inspection
| Project/Area Number |
19K04414
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21030:Measurement engineering-related
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| Research Institution | Toin University of Yokohama |
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Principal Investigator |
杉本 和子 桐蔭横浜大学, 工学研究科, 研究員 (60642171)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉本 恒美 桐蔭横浜大学, 工学研究科, 教授 (80257427)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 非接触音響探査法 / 非破壊検査 / Spatial Spectral Entropy / SSE解析 / 空間スペクトルエントロピー / 共振周波数 / レーザドップラ振動計 / SSE / Spatial spectral entropy / 欠陥検出 / LRAD / 共振周波数の検出 / 共振周波数検出 |
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| Outline of Research at the Start |
日本では，高度成長期のコンクリート構造物が経年劣化し，維持管理の社会的要請が高まっている。コンクリート構造物の内部欠陥の定量的検査法として，遠隔(5-33m)から音波照射加振とレーザドップラ振動計を用いた非接触音響探査法を研究してきた。２つの音響特徴量を用いた欠陥検出アルゴリズムや，コンクリート健全部の統計評価に基づく欠陥検出法を提案し検証してきた。今回，空間スペクトルエントロピー (SSE: Spatial Spectral Entropy) という解析手法を提案し，内部欠陥の共振周波数を自動検出する。従来方法に，SSE解析を組み合わせれば，よりロバストな欠陥検出アルゴリズムが可能となる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
非接触音響探査法は，非接触で遠隔(5-33m)から非破壊検査を実施し，複合材料，特に，コンクリート内部欠陥(深さ8-10 cm位まで)を検出し，映像化しようとする技術である。実験では，空中音波で対象物を加振し，レーザドップラ振動計を使って，２次元振動速度分布を測定する。得られたデータの解析方法として，空間スペクトルエントロピー (SSE; Spatial Spectral Entropy) を提案し，測定対象面上の内部欠陥の位置とその共振周波数を検出する。その周波数帯に絞って振動エネルギーで映像化することにより，測定対象面の欠陥部と健全部との差がうまく検出され・映像化される。
2019年の英語論文では，SSEの基本原理とコンクリート供試体での適用例が述べられている。2020年の論文では，実コンクリート構造物への適用例を含むSSE解析の成果が述べられている。2022年の英語論文では，欠陥検出アルゴリズムに関わるSpectral Entropy(SE)と 内部欠陥の共振周波数検出のためのSpatial Spectral Entropy(SSE)の各々の規格化を定義し，測定対象や測定条件に依存しない尺度となるNormalized SEとNormalized SSEを提案した。これにより，誰がどこで測定しても，一律の確率・統計的な値が得られるため，データの蓄積により，お互いの測定データを共有できれば，後進の役に立つと考える。最終年度では，吹付けコンクリートなどの表面状態が滑らかでない対象に対するSSE解析の前処理についても検討した。
この科研費(2019-2023年)は，新型コロナの影響で，国内・国際学会が開催されなかったり，オンライン開催になったりして，交通費・宿泊代等が当初の計画より少なくなり，その分，延長・再延長をお認めいただいたお蔭で，地道な研究が継続でき，とても感謝している。
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Report
(5 results)
Research Products
(40 results)
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[Patent(Industrial Property Rights)] 非接触音響解析システム2019
Inventor(s)
杉本恒美,杉本和子,歌川紀之,黒田千歳,森岡宏之,中川貴之,杉崎
Industrial Property Rights Holder
桐蔭学園,佐藤工業,東京電力,東電設計,東設土木コンサルタント
Industrial Property Rights Type
特許
Filing Date
2019
Acquisition Date
2023
Related Report
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