2016 Fiscal Year Research-status Report
非接触変位場時刻歴応答計測に基づく既設構造物の表面き裂・内部損傷同定法の開発
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15K06197
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
野村 泰稔 立命館大学, 理工学部, 任期制講師 (20372667)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日下 貴之 立命館大学, 理工学部, 教授 (10309099)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | デジタル画像相関法 / き裂検出 / 不可視損傷検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は，き裂の発生・進展前の画像を必要とせず，さらに荷重の変動幅に大きく依存しないき裂検出システムの開発を試みるとともに，不可視あるいは視認困難な状態にあるき裂を検出できるかどうか2種類の実験を通じて確認した．実験概要と得られた知見を以下にまとめる．
実験A（不可視な状態にあるき裂検出）では，要素内の見かけ上のひずみと主方向を算出し，これらをき裂開口量に換算して評価パラメータとすることで，き裂を検出することが可能であることが分かった．ただし，荷重の変動幅が小さく，低フレームレートで撮影せざる得ない状況下では，き裂開口量を推定するだけでは，き裂を検出することが困難となり得ることが分かった．この問題点を改善するために，き裂先端を含む要素に注目して，システムにより算出された対象要素のひずみと，その周辺要素のひずみの平均の比を新たなき裂検出パラメータとすることを考えた．いくつかの仮定をおくことで，このパラメータが対象要素内のき裂長さによって近似的に表されることを示した．そして，このひずみ比に閾値処理を施すことで，変動荷重幅に大きく依存せずき裂を検出できることが分かった．また，不可視な状態にあるき裂であっても，検出できる可能性があることが分かった．
実験B（振動状態にあるコンクリート床版下面のき裂検出）では，き裂を有するコンクリート床版下面が活荷重により振動状態にあり，かつ剥落防止剤により表面状態が視認困難な状態においても，き裂を評価できるか検討した．結果として，デジタル画像相関法を用いて，き裂開口量やひずみ比など力学状態を適切な時間領域で評価することで，き裂を定量的に検出できることが分かった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
不可視な状態にあるき裂を検出する試みは，前年度にも取り組んだものの，当該年度において，き裂を検出する方法を改善し，より高精度にき裂を検出する方法を提案できた．さらに，診断対象が振動状態にあり，カメラに近づいてくる状況においてもき裂を検出することができた．以上のことから，おおむね順調に進展していると判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は，これまでに構築した要素技術を統合化し，診断対象全体系を効率的に点検・診断可能なシステムとして開発を進める．以下に検討項目を整理する．
１．Deep learningによる構造き裂検出システムの開発とUAV撮影画像への適用：き裂の画像を深層学習により学習し，UAVで撮影される構造全体系の多数の画像に対して，き裂の有無・領域をスクリーニングするシステムを構築する．
２．多視点画像解析技術（SfM解析）と画像相関法を利用したき裂進展解析システムの開発：１．でスクリーニングされたき裂発生箇所に対して，SfM解析結果から構築された3Dモデルを用いてき裂発生原因および進展可能性を評価できるシステムを構築する．
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| Causes of Carryover |
室内レベルの供試体実験がスムーズに終わり，試験片費用と冶具等加工費を当初の見込み額より大幅に低減できたことが理由である．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実橋梁を診断する際，近接できる状況は少なく，理想的な位置関係（真正面撮影など）で撮影することはほぼ不可能であることから，任意方向から撮影した場合でも，正確に変位場時刻歴応答が計測できなければならない．今後，2台の工業用カメラを用いて，診断対象をステレオ撮影することと，Structure from Motion技術により，表面変位場の時刻歴応答を算出し，結果を3次元空間上に展開する予定である．前年度の残額は，それらの機器を整備するために使用する．
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Research Products
(5 results)
