ものづくり
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国土技術
開発賞
建設技術
審査証明


他機関の
評価結果

















            

2017.10.17現在
技術
名称
コンクリート構造物のクラック自動抽出システム 
事後評価済み技術
(2014.03.06)
登録No. KT-130046-V
事前審査 事後評価 技術の位置付け(有用な新技術)
試行実証評価 活用効果評価 推奨
技術
準推奨
技術
評価促進
技術
活用促進
技術













旧実施要領における技術の位置付け
活用促進
技術(旧)
設計比較
対象技術
少実績
優良技術
 



 
活用効果調査入力様式 適用期間等
-V
活用効果調査入力システムを使用してください。

上記※印の情報と以下の情報は申請者の申請に基づき掲載しております。 申請情報の最終更新年月日:2017.06.05
副    題 デジタルカメラで撮影したコンクリート構造物の高精細画像から、自動的にクラックを抽出するシステム 区分 システム
分 類 1 調査試験 − 構造物調査 − 非破壊試験、調査 
概要
@何について何をする技術なのか?
・デジタルカメラで撮影したコンクリート構造物の画像からクラックを自動的に抽出する技術。


A従来はどのような技術で対応していたのか?
・足場架設または高所作業車による目視検査
・人為的なスケッチ


B公共工事のどこに適用できるのか?
・定期点検
・緊急点検


C詳細
・抽出するクラック幅は、最小0.1mmから可能である。
・クラック抽出精度と使用するデジタルカメラの性能により、1カットの撮影区画が決定する。
・撮影区画は撮影距離と使用する望遠レンズから計算し、レーザーポインタで投射する。撮影区画の一例を下表に示す。
・撮影時の最大仰角により、画像の垂直方向には圧縮がかかるため、必要な補正を行う。水平方向も必要に応じて補正する。
・乾燥収縮、アルカリ骨材反応等は独特なクラックパターンがあるため、自動抽出されたクラックパターンから剥離や浮き等を人為的に判断することも可能である。
・画像も同時に保存されるので、クラックデータだけではわからない漏水や凍害などの劣化も人為的に判断可能である。
・撮影距離は抽出精度と機材(デジタルカメラの画素数、望遠レンズ)により異なる。(例:1240万画素、レンズ800mm、抽出精度0.1mmの場合、撮影距離=10.4m)
クラック抽出精度とデジタルカメラの性能による1カットの撮影区画
 0.1mm精度の撮影区画 0.2mm精度の撮影区画 0.3mm精度の撮影区画 0.4mm精度の撮影区画 
1240万画素 258×380mm 516×760mm 774×1140mm 1032×1520mm 
3620万画素 491×736mm 982×1472mm 1473×2208mm 1964×2944mm 

自動抽出プログラムのフロー
新規性及び期待される効果
@どこに新規性があるのか?(従来技術と比較して何を改善したのか?)
・目視、打音検査のため高所作業を、路上からの撮影作業に変更した。
・人為的なスケッチを、専用ソフトによる自動抽出に変更した。
・スケッチのみであった成果物を、クラックデータと画像に分別できるように変更した。
・構造物に接近して行っていた検査を、接近しなくても検査できるように変更した。


A期待される効果は?(新技術活用のメリットは?)
・路上からの撮影作業に変更したことにより、高所作業が不要となるため、安全性の向上が図れる。
・コンピュータによる確立的処理のため、人為的な影響を受けず、経年変化の基礎データとして活用できる。
・画像とクラックを分離できるため、クラック以外の劣化状況も確認できるデータとしても活用できる。
・海上や山頂など、接近が困難なコンクリート構造物検査も検査可能である。
 
適用条件
@自然条件
・雨、降雪、霧、もや等の条件下は不可。(ただし構造物に雨が当たらない場合は可能)


A現場条件
・撮影面は同一照度であること(±1EV以内)。
・屋外構造物は照明を使用しても照度にムラが生じるため、夜間撮影不可。
・コンクリート表面が確認できること。
・50m以内の距離で対象構造物が全て見通せること。ただし撮影場所を複数にすることで全景が見えるのであれば可能。
・最大仰角は40度以内にすること。
・高さ20mの構造物をクラック幅0.1mm精度で撮影を行う場合は、撮影距離は18m以上であること。


B技術提供可能地域
・特に制限なし。


C関係法令等
適用範囲
@適用可能な範囲
・コンクリートの表面が確認できる構造物。


A特に効果の高い適用範囲
・@に同じ。


B適用できない範囲
・コンクリート表面が確認できない構造物(塗装、化粧等)


C適用にあたり、関係する基準およびその引用元
留意事項
@設計時
・クラックの抽出精度と撮影距離の制限を考慮し、適切な撮影機材の選択および計画を計画を立てること。
・撮影対象の構造物の立地条件を正確に把握し、撮影計画を必要に応じて補完すること。


A施工時
・撮影時の気象条件、撮影時間帯にも十分留意すること。
・適切な撮影条件を守ること。(三脚とレリーズの使用、適切な絞りとシャッター速度)
・レーザーポインタや型枠の跡等を使用し、正確な撮影区画を保持すること。
・レーザーポインターを使用する場合は、通行する人の目にレーザーが当たらないように注意すること。
・自動抽出の専用ソフトは、ソフトの動作環境を満たすパソコンで使用すること。(推奨スペック windows7-32bit、core-i5、RAM:4GB以上)
・データの保存型式等は指定の型式で行うこと。(画像サイズは最大、JPEG保存、等)


B維持管理等
・特になし。


Cその他
活用の効果        
比較する従来技術 目視によるクラック調査
項  目 活用の効果 比較の根拠
経済性 向上( 21.64 %) 同程度 低下( %) 足場が不要で、現場での調査時間が短い。
工 程 短縮( 50 %) 同程度 増加( %) 基本的にパソコンでの自動処理である。
品 質 向上 同程度 低下 作業員の主観に左右されず、客観的なデータ処理である。
安全性 向上 同程度 低下 高所作業を行わない。
施工性 向上 同程度 低下 足場が不要である。
周辺環境への影響 向上 同程度 低下 足場が不要であり、期間も短い。
その他、技術の
アピールポイント等
接近できない場所での調査も可能である。
コストタイプ
コストタイプの種類
損益分岐点型:A(T)型
活用効果の根拠
基準とする数量 100  単位 u 
  新技術 従来技術 向上の程度
経済性 607500円 775285円 21.64%
工程 3日 6日 50%
新技術の内訳
項目仕様数量単位単価金額摘要
人件費0.1mm精度抽出1316000円316000円 
機材費0.1mm精度抽出1170000円170000円 
諸雑費0.1mm精度抽出1121500円121500円 
従来技術の内訳
項目仕様数量単位単価金額摘要
人件費目視クラック調査1620372円620372円 
機材費目視クラック調査187200円87200円 
諸雑費目視クラック調査167713円67713円 
特許・実用新案
種  類 特許の有無 特許番号
特  許
有り 出願中 出願予定 無し
  
特 許 詳 細  
特許情報無し
実用新案 特許の有無
有り 出願中 出願予定 無し
備 考   
第三者評価・表彰等
  建設技術審査証明 建設技術評価
証明機関    
番   号    
証明年月日    
URL    
その他の制度等による証明
制度の名称    
番   号    
証明年月日    
証明機関    
証明範囲    
URL    
評価・証明項目と結果
証明項目 試験・調査内容 結果



施工単価
要求されるクラックの抽出精度、また対象構造物との距離等で、撮影の諸条件が大きく異なるので、単純な施工単価を示すことは難しい。
・矩形断面の橋脚であれば、4面からの撮影となるが、撮影距離が同じとは限らず、日照の条件も4面同じではない。
・撮影距離が変われば撮影機材も変わり、またクラック抽出精度が変われば撮影1枚当たりの大きさも変わる。
ここでは、必要機材の詳細仕様と、機械損料や1枚当たりの撮影単価等、変動しない単価について示す。

<必要機材>
1、撮影機材
・デジタルカメラ:NIKON D7100 2400万画素 \150,000
・望遠レンズ:AF-S Nikkor 80-400mm \325,100
・テレコンバーター:TC-20EV \65,100
・電子レリーズ:\4,000
・三脚:ハスキー5段 \70,000

2、レーザー投影機:\900,000

3、パソコン
・本体:Windows8, core-i7, RAM16G, GPU搭載
・モニター:フルHD 24インチ以上
・外付けハードディスク:1T以上
画像からのクラック自動抽出
費目 内容 単価 単位 数量 金額 摘要 
撮影費 技師(A) \38,900 人 1 \38,900  
 技師(B) \31,500 人 1 \31,500  
 技師(C) \26,200 人 2 \52,400  
 撮影機材 \15,000 日 1 \15,000  
 レーザー機材 \15,000 日 1 \15,000  
 車両 \15,000 日 1 \15,000  
 発電機 \2,000 日 1 \2,000  
 雑材料       \38,200 25% 
解析 技師(A) \38,900 人 2 \77,800  
 技師(B) \31,500 人 2 \63,000  
 技師(C) \26,200 人 2 \52,400  
 機材(抽出ソフト) \60,000 日 2 \120,000  
 機材(パソコン) \10,000 日 2 \20,000  
 雑材料       \83,300 25% 
歩掛り表あり 標準歩掛, 暫定歩掛, 協会歩掛, 自社歩掛)
施工方法
<施工手順>

◎撮影準備
1、クラック抽出精度を決める。
2、使用するカメラとの関係から1回の撮影範囲を決める。
3、対象構造物の高さや立地条件等から、撮影距離を決める。
4、対象構造物の高さと撮影距離から縦方向の補正を決める。
5、対象構造物と日照の関係から撮影時間帯を決める。


◎撮影
1、レーザーで、1回の撮影範囲を決め、グリッドを投影する。
2、撮影機材を撮影距離にセットする。構造物に正対するように。
3、絞りやシャッター速度に留意し、撮影する。


◎クラック抽出
1、カメラからデータをパソコンにコピーするが、必ず予備として別のフォルダにもコピーする。
2、抽出ソフトを起動し、適当な画像で抽出を行い、抽出の精度を見る。
3、必要に応じてパラメータを変更し、十分なクラック抽出精度が得られるようにする。
4、決定したパラメータで順次画像を処理する。
5、得られたクラックデータを順次保存する。
6、得られたクラックデータを撮影順に接合する。
7、画像も撮影順に接合する。


◎報告書作成
報告書を作成する。

 
今後の課題とその対応計画
@今後の課題
<現在のシステムについて>
・画像上にクラックデータが描かれた状態であるため、クラックデータのみを分離できるようにする。
・クラックデータをクラックの幅別で色別表示できるようにする。
・クラックデータの長さ情報をクラック幅別に一括表示できるようにする。
・画像およびクラックデータが自動で接合できるようにする。
・接合時も、クラックの幅別長さデータが自動で合計表示されるようにする。


<改良型システム>
・クラックの認識率を向上させたシステムの開発。


A対応計画
・上記対応中
収集整備局 関東地方整備局
開発年 2005 登録年月日 2013.08.09 最終更新年月日 2017.06.05
キー 
ワード
情報化、コスト縮減・生産性の向上、公共工事の品質確保・向上
自由記入
予防安全 クラック 自動抽出
開発目標
省力化、安全性の向上、品質の向上
開発体制
単独 産、 官、 学) 共同研究 産・産、 産・官、 産・学、 産・官・学)
開発会社 株式会社アルファ・プロダクト
問合せ先 技術 会 社 株式会社アルファ・プロダクト
担当部署   担当者 原 徹
住 所 〒135-0064 東京都江東区青海2-4-10 東京都立産業技術研究センター 製品開発支援ラボ313
TEL 03-6457-2666 FAX 03-6457-2667
E−MAIL t.hara@alpha-product.co.jp
URL www.alpha-product.co.jp
営業 会 社 株式会社アルファ・プロダクト
担当部署   担当者 原 徹
住 所 〒135-0064 東京都江東区青海2-4-10 東京都立産業技術研究センター 製品開発支援ラボ313
TEL 03-6457-2666 FAX 03-6457-2667
E−MAIL t.hara@alpha-product.co.jp
URL www.alpha-product.co.jp
問合せ先
番号会社担当部署担当者住所
TELFAXE-MAILURL
実績件数
国土交通省 その他公共機関 民間等
0件 1件 2件
実験等実施状況
@クラックの定義を画像処理の認識手法で確認。
Aクラック抽出の処理手順を複数考案。
Bテストプログラム作成。
Cテスト用クラック画像を撮影し、プログラムを選別。
Dプログラムの最終仕様を決定し、プログラミングを依頼。
E完成したプログラムで、クラックスケールで0.1mmであることを確認したクラックの画像を使用し、最終テスト。
まず、撮影した画像をフォトショップで展開、パソコンのモニター上でもクラックが0.1mmであることを確認した。

その後、自動抽出ソフトでパラメータは全てデフォルトとして同じ画像を自動処理、クラックは抽出されていることを確認した。

使用カメラ:SONY F828 800万画素、
レンズ:zaiss 28-200m/m(200m/mで使用)
露出:f11,1/500、
使用感度:ASA200
撮影区画:244×326mm


カメラの画素数と抽出精度による撮影区画
添付資料等 添付資料
添付資料1 画像からのクラック自動抽出の撮影から抽出まで
添付資料2 経済性比較の歩掛
参考文献
 
その他(写真及びタイトル)

抽出ソフトの各画面


レーザーグリッドによる撮影区画

 


詳細説明資料(様式3)の様式はExcelで表示されます。