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3次元データを用いたインフラ構造物の点検・診断システムの高度化・高精度化

研究課題

研究課題/領域番号 22K04268
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 松田 浩  長崎大学, 工学研究科, 特任研究員 (20157324)
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)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード維持管理 / VR点検 / 3D / VR / デジタルカメラ / CIM / ひび割れ / 橋梁 / 老朽化 / DX / デジタル画像 / インフラ長寿命化 / 点検 / 3D
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大きな問題となり,崩落事故に伴い死者がでる大惨事が起きている.維持管理が行われているにも関わらず大惨事が起きる原因は,点検・診断の精度が低いことが挙げられる.この問題に対し,申請者は複数台のデジタルカメラで撮影した画像を用いて構築したインフラ構造物の3次元データから形状,変状を評価する技術を開発してきた.本研究では,開発を進めている技術の問題点を克服し,実用化するための高精度化・高度化・ユーザーフレンドリー化を目的としている.

研究実績の概要

国内外においてインフラ構造物の老朽化が大きな問題となり、崩落事故に伴い死者がでる大惨事が起きている。維持管理が行われているのにも関わらず橋梁の崩落事故などの惨事が起きる原因は、点検・診断の精度が低いことあげられる。そのような中、申請者ら長年の研究でデジタル画像を用いたインフラ構造物の劣化を高精度に評価する技術を独自開発している。本研究では、前述した技術を発展させて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を行う。具体的には、複数台の小型のデジタルカメラで撮影した画像を用いて構築したインフラ構造物の3次元モデルから形状や変状評価する技術である。本年度は、暗所での撮影は光量が低下して撮影した画像にブレが生じ3次元データの精度に大きく影響するためライトの選定・配置を検討して、暗所でも精度よく撮影できる仕組みを付与を行った。さらに持ち運びや撮影時において機材をぶつける可能性があるため,撮影システムにシリコン製のラバーガードを付与して耐衝撃性を強化した。さらに、開発したカメラ装置を実務経験者に利用してもらい問題点の抽出と改善を行った。そして、構造物別、撮影環境別のカメラの配置、影順序、カメラの設定などを記載した撮影マニュアル(案)の作成を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は、当初計画した①撮影システムの堅牢化、②ユーザーフレンドリー化・マニュアル化を行うことができたことから予定通りとした。

今後の研究の推進方策

現在、研究が計画が予定通りに進んでいることから、3年目は当初に定めた2項目の研究開発を進めていく。3年目(2024年度)は、①マニュアル案の改善、②AIを用いたひび割れの幅の抽出を行う。
①VR点検マニュアル(案)の改善について:開発したVR点検手法を実用化するためには手法のさらなるユーザーフレンド化を行う必要がある。そこで、橋梁点検未経験者にVVR点検マニュアル(案)をもとに実橋梁の点検を行tってもらい、経験者と点検精度の比較を行うとともに問題点を抽出しマニュアルの改善を行う。
②AIを用いたひび割れの抽出について・3Dモデルからひび割れの長さは高精度に評価できたが、ひび割れ幅の検出精度は低いことが確認された。そのため、3Dモデルからオルソ画像を出力させて、そのオルソ画像からAI処理よりひび割れ幅の抽出を行い、実測と比較を行うことで3Dモデルのひび割れ幅の検出精度の検証を行う。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 変位及び振動計測結果を利用した構造物の損傷同定に関する基礎的研究2023

    • 著者名/発表者名
      古賀 掲維, 内田 大成, 石井 抱, 島﨑 航平, 出水 享, 松田 浩
    • 雑誌名

      インフラメンテナンス実践研究論文集

      巻: 2 ページ: 276-295

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 画像解析技術とロボット技術の活用による橋梁点検の効率化・高度化2022

    • 著者名/発表者名
      松田 浩, 出水 享, 木本 啓介
    • 雑誌名

      画像ラボ

      巻: 33 ページ: 13-20

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 世界遺産・軍艦島崩壊のカウントダウン : 宝をどう守っていくのか?2022

    • 著者名/発表者名
      出水享
    • 雑誌名

      土木技術

      巻: 77 ページ: 32-39

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 中小規模橋梁の復元設計におけるSfM活用の基礎的検討2022

    • 著者名/発表者名
      本多雅匠,塩竃柚貴,森田千尋,安井賢太郎,中丸ゆかり
    • 雑誌名

      宮崎大学工学部紀要

      巻: 51 ページ: 7-14

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 動画を用いた3次元モデルの形状とひび割れ幅計測に関する検討2024

    • 著者名/発表者名
      池内亮磨,森田千尋,安井賢太郎,出水享
    • 学会等名
      令和5年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] A Study on Bridge Inspection Method Using UAV and SfM2023

    • 著者名/発表者名
      J. Sakoda, C. Morita, K. Yasui and A. Demizu
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on STEEL STRUCTURES
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動画撮影を活用したSfMによる橋梁点検手法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      迫田鐘生,森田千尋,安井賢太郎,出水享
    • 学会等名
      土木学会第78回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D計測によるプラント施設の点検・診断に関する基礎的研究2023

    • 著者名/発表者名
      青木 翔大、山口 浩平、松田 浩、出水 享
    • 学会等名
      土木学会第78回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] SfM/MVS 技術を用いた中小スパン橋梁のVR 点検・診断法の開発と社会実装2023

    • 著者名/発表者名
      小長光 悠生、出水 亨、松田 浩、山口 浩平、伊藤 幸広
    • 学会等名
      土木学会第78回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ICTと商用車プローブデータを活用したAIによる道路維持管理システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      友原 慎太朗、山口 浩平、松田 浩、出水 享
    • 学会等名
      土木学会第78回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] UAVとSfMを活用したひび割れ幅測定に及ぼす写真ラップ率の影響2023

    • 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
      令和4年度土木学会第77回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] UAVとSfMを活用したひび割れ幅測定に及ぼす撮影時の外的要素の影響2023

    • 著者名/発表者名
      迫田鐘生,本多雅匠,森田千尋,安井賢太郎,出水享
    • 学会等名
      令和4年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 中小橋梁のVR点検・診断のためのSfM/MVS技術を用いた3D劣化情報取得に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      小長光悠生,出水 享,古賀掲維,松田 浩,伊藤幸弘
    • 学会等名
      日本実験力学会2022年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 既設道路橋の復元設計におけるSfMの利活用について2022

    • 著者名/発表者名
      迫田鐘生,森田千尋,本多雅匠,安井賢太郎,出水享
    • 学会等名
      日本実験力学会2022年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 高フレームレートカメラを用いた橋梁のたわみ計測による劣化箇所同定に関する基礎的 研究2022

    • 著者名/発表者名
      内田大成,古賀掲維,出水 享,石井 抱,島﨑航平,松田 浩
    • 学会等名
      日本実験力学会2022年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] セマンティック・セグメンテーションを用いた道路舗装ひび割れの自動抽出に関する 研究2022

    • 著者名/発表者名
      友原慎太朗,古賀掲維,市川辰旺,出水 享,松田 浩
    • 学会等名
      日本実験力学会2022年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] LDV を用いた構造物の変位・振動計測とそれによる健全度評価に関する基礎的研究2022

    • 著者名/発表者名
      市川辰旺,松田 浩,出水 享
    • 学会等名
      日本実験力学会2022年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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