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3次元データを用いたインフラ構造物の革新的点検・診断システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K04556
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分22010:土木材料、施工および建設マネジメント関連
研究機関長崎大学

研究代表者

出水 享  長崎大学, 工学研究科, 技術職員 (00533308)

研究分担者 森田 千尋  宮崎大学, 工学部, 教授 (60230124)
伊藤 幸広  佐賀大学, 理工学部, 教授 (90223198)
松田 浩  長崎大学, 工学研究科, 教授 (20157324)
山口 浩平  長崎大学, 工学研究科, 准教授 (60336013)
才本 明秀  長崎大学, 工学研究科, 教授 (00253633)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード維持管理 / 点検 / 検査 / 橋梁 / デジタル画像 / デジタルカメラ / 画像 / 老朽化 / 3D / 画像解析 / インフラ老朽化 / コンクリート / ひび割れ / 劣化 / 3Dデータ / 3Dデータ / 診断
研究開始時の研究の概要

国内外においてインフラ構造物の老朽化が問題となっている中で笹子トンネルの崩落事故などの老朽化災害が起きている。維持管理が実施されているのにも関われらず、このような災害が起きる原因の一つとして、インフラ構造物の点検・診断の精度が低いことが挙げられる。そこで、本研究はデジタル画像を用いたインフラ構造物の点検・診断システムの開発を目的とする。

研究成果の概要

本研究ではデジタル画像からSfM(Structure from Motion)により構築した3Dモデルを活用したインフラ構造物の新しい維持管理技術の開発を行った。具体的には、小型デジタルカメラ、LEDライト、伸縮棒などを組み合わせたインフラ構造物の寸法や損傷を合理的かつ高精度に記録する装置の開発を行った。実橋梁や試験体を用いた検証実験では、(1)ひび割れの進展を評価できた、(2)寸法精度が手計測とほぼ同等レベルだと確認できた、(3)幅0.1mmのひび割れが評価できた、(4)断面欠損が評価できた、(5)水中にある消波ブロックの3Dモデル化に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

開発装置はインフラ構造物を3D記録できることから形だけなく変状を正確に記録することができる。そのため時期が異なるデータを比較することで劣化の進行を正確に評価することができる。結果としてインフラ構造物の余寿命推定の予測精度を向上できる。このことから、インフラ構造物の維持管理研究の先導的となるため学術的意義の高い研究として位置づけられる。開発技術は、橋、ダム、トンネルなど多くのインフラ構造物への適用だけでなく、歴史的構造物においても適用可能となる他、日本と同様な課題に向き合うヨーロッパ、アメリカなどの諸外国への技術展開できることから社会的意義の高い研究として位置づけられる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] デジタル画像相関法を用いた橋梁の亀裂・変位・ひずみ計測に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      出水 享,松田 浩,伊藤 幸広,森田 千尋
    • 雑誌名

      ,光技術コンタクト

      巻: 60 (2) ページ: 32-39

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] デジタルカメラを用いた鋼材の革新的亀裂検査法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      出水享、松田 浩、伊藤幸広
    • 雑誌名

      建設機械

      巻: 4 ページ: 37-42

    • NAID

      120007033069

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] UAVとSfM技術を利用したコンクリート構造物の ひび割れ幅計測の道路橋への適用2021

    • 著者名/発表者名
      本多雅匠、森田千尋、安井賢太郎、出水享、中野敦
    • 雑誌名

      実験力学

      巻: 21 ページ: 232-239

    • NAID

      130008105666

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] たわみ影響線及びたわみ曲線の変化率を利用した橋梁劣化箇所同定2021

    • 著者名/発表者名
      市川 辰旺、宮濱 晃一、佐々木 謙二、出水 享、古賀 掲維、島﨑 航平、石井抱
    • 雑誌名

      実験力学

      巻: 21 ページ: 97-103

    • NAID

      130008086183

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] デジタルカメラを用いた鋼材の革新的亀裂検査法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      出水享、松田浩、伊藤幸広
    • 雑誌名

      建設機械

      巻: 57 ページ: 37-42

    • NAID

      120007033069

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 軍艦島3Dプロジェクト~3D 計測技術を活用した文化財の記録2020

    • 著者名/発表者名
      木本啓介,西村正三,松田浩,出水享
    • 雑誌名

      計測と制御

      巻: 59 ページ: 1-5

    • NAID

      130007877332

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] 仮設足場を用いない光学的計測法による橋梁点検に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      伊勢田幹太 , 出水享 , 松田浩 , 古賀掲維 , 山口浩平 , 市川辰旺
    • 雑誌名

      長崎大学大学院工学研究科研究報告

      巻: 50 ページ: 77-80

    • NAID

      120006974942

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型ドローンとSfMを利用した構造物ひび割れ点検における写真ラップ率の影響2022

    • 著者名/発表者名
      中西涼太、中丸ゆかり、安井賢太郎、森田千尋、出水享
    • 学会等名
      令和3年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] UAVとSfMを活用した橋梁点検におけるひび割れ幅計測手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      本多雅匠、森田千尋、安井賢太郎、出水享
    • 学会等名
      土木学会第76回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 3D 計測を用いた橋梁点検に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      伊勢田幹太,出水享,松田浩,古賀掲維,山口浩平
    • 学会等名
      令和2年度土木学会全国大会第75回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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