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高精度画像計測を応用した橋梁等インフラ構造物の健全性評価に関する汎用的新技術開発

开发利用高精度图像测量对桥梁等基础设施结构进行健康评估的通用新技术

基本信息

批准号：
22K04138
负责人：
橋本岳
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

現在の日本では，橋梁等のインフラ設備の老朽化とそれに伴うメンテナンスの必要性が深刻な問題となっており，橋梁の健全度評価には橋脚間中央部の鉛直方向の振動沈下幅の計測が不可欠とされている。しかし，現状ではこの振動沈下幅の計測の制限が強い。そこで本研究では，橋本が独自に開発した高精度画像計測技術を振動沈下幅の計測へ応用して現状の制限へ対策する。具体的に，高い汎用性（人工マーカーを用いない，計測距離の延長，橋梁に対する角度の自由度増加）の実現により健全度評価のための計測が飛躍的に簡便となることを目指す。本研究期間には計測技術の改良を行い，計測装置の実機を製作し，その実機を現場で計測することで有効性を確認する。今年度は，次の2つのテーマについて研究を行った。テーマ1（汎用性の向上）：鉛直方向0.1mmの分解能を維持しつつ，計測距離を2倍，角度は斜め30度までの計測に関して可能性を検証した。具体的に以下の研究を行った。(a)シーズ技術を使ってカメラ配置等を決定して実機を設計した。(b)橋梁に対する対応点探索の研究として具体的に，ZNCCやPOC等のマッチング手法およびA-KAZE等の画像特徴点とDeep Learningによる超解像を結びつけた研究を行った。(c)カメラの揺れに対して，物理的な風防を施した上で，画像処理を使って揺れ対策を検討した。さらに，人工的な固定点を用いない方法について次を検討した。①橋梁以外の固定点（例：地面，遠方の建物）を含めて撮影し，画素分解能の低さを超解像により補う方法。②機械学習によるカメラの振動の補正。テーマ2（実機製作と計測実施）：上記の研究結果を踏まえて実機を製作した。その実機を用いて天竜川の橋梁を対象とした計測を実施した。その結果，橋梁の鉛直方向の振動沈下幅（たわみ）の計測に成功した。

In Japan, the deterioration of bridge equipment is accompanied by the necessity of deep problems in the evaluation of bridge soundness, and the measurement of vibration sinking amplitude in the vertical direction in the center between bridge feet is indispensable. The current situation is that the measurement and control limits of vibration sinking amplitude are strong. In this study, Hashimoto developed a high-precision image measurement technology to measure vibration amplitude and limit the current situation. Specific, high versatility (artificial use, measurement distance extension, bridge angle freedom increase) and implementation of health evaluation and measurement of leap in simplicity and direction During this study, the improvement of measurement technology was carried out, and the performance of measurement equipment was confirmed. This year, the second time, the second time, the second time. 1 (Universal upward): 0.1mm vertical resolution can be maintained, measurement distance is twice, angle is 30 degrees, measurement possibility is verified. The following specific studies were conducted. (a)The design of the machine is determined by the configuration of the machine. (b)Research on bridge mapping points and specific mapping techniques such as ZNCC and POC and Deep Learning (c)In addition to the physical environment, the image processing is also discussed. In addition, the artificial fixed point is used in the method of detection. (1) Fixed points other than bridges (e.g. ground, distant buildings) include low resolution, low resolution and high resolution. 2. Correction of vibration caused by mechanical learning. 2. The results of the above study were recorded. The bridge was designed to be used for the purpose of measuring and measuring the temperature of the water. As a result, the measurement of the vertical vibration amplitude of the bridge was successful.