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木材の音速異方性を考慮した建造物探査用超音波CTシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K01191
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 文化財科学・博物館学
研究機関山形大学

研究代表者

柳田 裕隆  山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (80323179)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード超音波CT / 非破壊検査 / 音響伝播シミュレータ / 音速CT / 音速異方性 / 超音波CT / ニューラルネット / 超音波
研究成果の概要

木柱断面内の欠陥を超音波CTによって計測すると、実物とCT像で位置が異なることが分かっていた。この原因を木材内部の音波の伝播に異方性があることと考え、音速異方性を考慮に入れたCT像再生アルゴリズムを考案することが研究の目的であった。
コンピュータシミュレーションを繰り返すことで、木柱の表面を横波が伝播しており内部を伝搬する縦波と混在していた。CTの像再生では縦波の音速だけをターゲットにしていたのだが、横波を計測している音速パスがある事から、この横波の排除をおこない、欠陥の位置精度を向上させた

研究成果の学術的意義や社会的意義

木造建築物のなかでも重要文化財等は修復の際、建造当時の姿を出来る限り残すことが求められるため、傷んだ箇所を正確に把握する必要がある。そのための技術として考案したものが超音波CT計測システムである。木柱内部の欠陥を発見することができることはシステム構築直後からわかっていたが、その位置がずれることも分かっていた。正確に位置が把握できなければ、修復箇所に余裕を持たせて修復しなければならないため、正確に把握し、修復を最小限にとどめることが求められる。歴史的な建造物以外のコンクリート建造物なども同様のニーズがあり、注目を集める技術である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] フィールドワーク用超音波CTシステムにおける欠損データの畳み込みニューラルネットによる補間2019

    • 著者名/発表者名
      柳田裕隆、高橋龍尚
    • 雑誌名

      考古学ジャーナル

      巻: 728 ページ: 30-33

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フィールドワーク用超音波CTシステムの画像表示法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      柳田裕隆
    • 雑誌名

      考古学ジャーナル

      巻: 723 ページ: 34-37

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] SDD 法によるエッジ接続型 2 次元アレイスピーカの PWM 駆動2017

    • 著者名/発表者名
      青田 拳弥,田代 康平,田村 安孝,柳田 裕隆
    • 学会等名
      日本音響学会2017秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 2次元ΔΣ変調を用いたアレイスピーカ駆動システム2017

    • 著者名/発表者名
      塩田 智広,大井 一希,田村 安孝,柳田 裕隆
    • 学会等名
      日本音響学会2017秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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