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2022 年度 実績報告書

深層学習を用いた地震被災木造住宅の新画像診断システム開発・高度化および普及促進

研究課題

研究課題/領域番号 20J20169
研究機関東北大学

研究代表者

千田 紘之  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
キーワード地震被害 / 深層学習 / 画像診断 / 画像処理 / 木造住宅
研究実績の概要

最終年度である本年度は,前年度までに実施した解析・実験において得られたデータの分析を進め,適切な損傷領域の検知結果が得られるモデルの構築条件および撮影条件の抽出ならびにこれらの診断精度に与える影響を評価し,これらを撮影マニュアルの策定に資する情報としてまとめた。
はじめに画素分解能・照度に着目し,これらを考慮した学習用画像データベースの構築,検証用画像の取得ならびに画像診断精度の算定を実施した。その結果,目視計測と同等以上の精度で診断結果を得るためには,学習用画像データベースの画素分解能と検証用画像の画素分解能が同程度となる場合を必要条件に高精度の検知結果が得られることを示した。加えて,照度50lx~90,000lxにおいて,適切な検知結果が得られる露出設定(ISO感度とシャッタースピード)の組み合わせを定量的に示した。また,スマートフォンに内蔵されるオート露出機能により適切な露出設定が自動的に選択されることを示した。これらの必要条件を満足する撮影条件下で,外観のひび割れ水平長さ計測および内観のひび割れ長さ計測には画素分解能が0.3mm/px以下,内観のひび割れ幅計測には,画素分解能が0.1mm/px以下となることが条件となることを示した。
また,仕上げ材に生じた損傷状況から躯体の経験最大変形角を推定するにあたり,上記の撮影条件を満たした上で,内装仕上げ材の画像診断結果(ひび割れ長さとひび割れ幅の計測結果)を活用することで,最大経験変形が1/60rad.を超えるか否かの簡易的判断に活用可能なことを示した。
令和2年度~4年度の研究実績を統括して,最終的にこれまでの被害程度を大別する(全壊かその他)画像分類手法とは異なる定量的損傷評価が可能な画像診断手法を確立することができた。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

構造工学シンポジウム(建築部門)若手優秀発表賞 2022年4月25日

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] PROPOSAL OF DIAGNOSTIC IMAGING OF SEISMIC DAMAGE ON TIMBER HOUSE BY UTILIZING DEEP LEARNING AND EXPERIMENTAL STUDY BY SHAKING TABLE TEST2023

    • 著者名/発表者名
      CHIDA Hiroyuki、TAKAHASHI Noriyuki、YAMADA Tomoyuki
    • 雑誌名

      Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)

      巻: 88 ページ: 91~101

    • DOI

      10.3130/aijs.88.91

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] FEASIBILITY STUDY ON DIAGNOSTIC IMAGING SYSTEM WITH DEEP LEARNING FOR POST-QUAKE RECCONAISSANCE ON THE 2021 EARTHQUAKE OFF THE COAST OF FUKUSHIMA PREFECTURE2022

    • 著者名/発表者名
      CHIDA Hiroyuki、TAKAHASHI Noriyuki、YAMADA Tomoyuki
    • 雑誌名

      Journal of Structural Engineering B

      巻: 68B ページ: 1~8

    • DOI

      10.3130/aijjse.68B.0_1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] STUDY ON FRAGILITY FUNCTION UPDATING FOR PARTITION WALL USING IMAGE PROCESSING AND MONITORING SYSTEM2022

    • 著者名/発表者名
      UMEBAYASHI Mai、TAKAHASHI Noriyuki、CHIDA Hiroyuki、NAGAE Takuya、OKAZAKI Taichiro、MATSUMIYA Tomohiro、KAJIWARA Koichi、NAKAZAWA Hiroshi、KANZAKI Yoshikazu
    • 雑誌名

      Journal of Structural Engineering B

      巻: 68B ページ: 261~270

    • DOI

      10.3130/aijjse.68B.0_261

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] RC 部材に生じるひび割れの自動分類と地震損傷評価に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      高橋賢作,高橋典之,千田紘之
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 44 ページ: 961~966

    • 査読あり
  • [学会発表] 2021 年福島県沖の地震による被害調査への深層学習活用型画像診断システムの適用および実用化のための基礎的検討2022

    • 著者名/発表者名
      千田紘之,高橋典之,山田朋幸
    • 学会等名
      第68回構造工学シンポジウム
  • [学会発表] 画像処理とモニタリングを用いた間仕切壁のフラジリティ評価に関する基礎的検討2022

    • 著者名/発表者名
      梅林舞,高橋典之,千田紘之, 長江拓也, 岡崎太一郎, 松宮智央, 梶原浩一, 中澤博志, 神崎喜和
    • 学会等名
      第68回構造工学シンポジウム
  • [学会発表] 木造軸組構法試験体の振動台実験への画像計測技術の適用に関する基礎的検討(その 1:変位追跡)2022

    • 著者名/発表者名
      千田紘之,高橋典之,山田朋幸
    • 学会等名
      日本実験力学会 2022 年次講演会
  • [学会発表] 木造軸組構法試験体の振動台実験への画像計測技術の適用に関する基礎的検討(その 2:損傷評価と撮影条件)2022

    • 著者名/発表者名
      千田紘之,山田朋幸,高橋典之
    • 学会等名
      日本実験力学会 2022 年次講演会
  • [学会発表] 鉄筋コンクリート部材を対象としたひび割れの新旧分類と損傷量推定手法に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      高橋賢作,髙橋典之,千田紘之
    • 学会等名
      日本建築学会大会
  • [学会発表] RC 部材に生じるひび割れの自動分類と地震損傷評価に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      高橋賢作,高橋典之,千田紘之
    • 学会等名
      コンクリート工学年次大会

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公開日: 2023-12-25  

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