振動特性を考慮した三次元点群データによる橋梁変位計測システムの開発

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本研究は，カメラによる動画や画像を用いて構築する橋梁の三次元点群データについて，特に橋梁の振動により生じる誤差を低減するため，振動特性を考慮した三次元点群データによる橋梁変位計測システムの開発を目的としている．本年度は前年度作成した動画から橋梁の振動を取得する手法を点群データ構築に適用する方法について検討を行った．通常画像を用いた点群データは対象物を角度や距離を変えて複数地点から撮影された画像を用いて構築される．本研究では，画像の代わりに動画を用いて点群データの作成を試みた．カメラは三脚に固定し，各地点で撮影した動画をそれぞれ分析することにより計測対象の振動情報を取得し，振動波形の中から基準点（本研究では振動の節となる部分）を決め，各動画から対象のフレームを抽出して点群データ化する方法を構築した．動画を用いた点群構築は，はじめに振動試験機と鋼角パイプで振動している橋梁を模擬したモデル実験を行い，本研究で提案する振動を考慮した場合と振動を考慮せずにランダムにフレームを選択して点群データを構築した場合では，点群データの特徴点のプロット位置が大きく異なり提案手法では振動による誤差を低減できていることが確認された．次に実橋梁での適用実験を行った．本実験は振動状態を正確に把握するため起振機を歩道部に設置し強制振動を与えた．屋外での計測であるため，カメラ自体の振動が懸念されたが提案手法とランダムフレームを抽出した場合では最初に選ばれる特徴点の個数，すなわち点群データ構築時に異なる地点から撮影した画像間での特徴点のマッチング数は，提案手法が最も多く，振動による誤差の影響が低減され点群データ構築精度の向上可能性を確認することができた．