発明の名称 ：

鉄筋コンクリート構造物評価装置、 方法、 及びプログラム

技術分野

[0001 ] 開示の技術は、 鉄筋コンクリート構造物評価装置、 方法、 及びプログラム に係り、 特に、 鉄筋コンクリート構造物内部の劣化損傷具合 を評価する鉄筋 コンクリート構造物評価装置、 方法、 及びプログラムに関する。

背景技術

[0002] 従来、 道路橋の路面構造体である鉄筋コンクリート 床版内部の劣化損傷具 合を、 電磁波を活用した画像診断により評価するこ とが行われている。

[0003] 例えば、 探査対象面の上方から探査対象面下へ電磁波 を照射し、 該電磁波 の多重反射波データを検出し、 最初の鋼床版反射波の検出時刻を超えても、 反射波の行路全体長に相当する時間経過後に 検出した反射波を仮想探査深さ 面での反射波又は該行路を経過した舗装通過 波とみなし、 観測波に対して仮 想深度別にバックグラウンド ·サブトラクシヨン処理によりノイズを除去� �� 、 損傷部位を分離観察可能とし、 さらに、 複数の異なる仮想深さ別に検出さ れる反射波の反射波強度の最大値をオーバー レイ処理値とし、 オーバーレイ 処理後の反射波強度から作成するオーバーレ イ水平面画像に舗装損傷部を損 傷度レベル別に表示現出する鋼床版舗装の損 傷を探査する方法が提案されて いる （例えば、 特開 2 0 1 5 - 2 1 5 3 3 2号公報） 。

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004] しかしながら、 従来技術における画像診断は、 専門技術者が画像を見て、 鉄筋コンクリート床版の健全部と劣化部とを 相対的に判定するものであり、 専門技術者以外には分かり難い定性的な評価 である。

[0005] 開示の技術は、 上記の点に鑑みてなされたものであり、 鉄筋コンクリート 構造物内部の劣化損傷具合を定量的に評価す ることができる鉄筋コンクリー 〇 2020/175528 2 卩（：171? 2020 /007648

卜構造物評価装置、 方法、 及びプログラムを提供することを目的とする 。 課題を解決するための手段

[0006] 上記目的を達成するために、 開示の技術に係る鉄筋コンクリート構造物評 価装置は、 鉄筋コンクリート構造物の表面の各位置にお いて、 前記表面から 前記鉄筋コンクリート構造物の内部方向へ照 射した電磁波の反射波の強度を 、 前記各位置に対応する画素の画素値で表した 画像を取得する取得部と、 前 記取得部により取得された画像において、 評価対象の範囲を設定する設定部 と、 前記画像における画素値について、 前記設定部により設定された範囲に 応じた種類の統計的指標を算出する算出部と 、 前記算出部により算出された 値を用いて、 前記鉄筋コンクリート構造物の劣化損傷具合 を評価する評価部 と、 を含んで構成されている。

[0007] 開示の技術に係る鉄筋コンクリート構造物評 価装置によれば、 取得部が、 鉄筋コンクリート構造物の表面の各位置にお いて、 表面から鉄筋コンクリー 卜構造物の内部方向へ照射した電磁波の反射 波の強度を、 各位置に対応する 画素の画素値で表した画像を取得し、 設定部が、 取得部により取得された画 像において、 評価対象の範囲を設定し、 算出部が、 画像における画素値につ いて、 設定部により設定された範囲に応じた種類の 統計的指標を算出し、 評 価部が、 算出部により算出された値を用いて、 鉄筋コンクリート構造物の劣 化損傷具合を評価する。 これにより、 鉄筋コンクリート構造物内部の劣化損 傷具合を定量的に評価することができる。

[0008] また、 前記設定部は、 前記取得部により取得された画像において、 鉄筋を 示す領域と、 鉄筋以外を示す領域とを含む範囲を設定し、 前記算出部は、 前 記統計的指標として、 前記範囲における画素値のばらつきを示す値 を算出す ることができる。 これにより、 画素値のばらつきを示す値を用いた明確な評 価を行うことができる。

[0009] また、 前記設定部は、 前記画像において複数の箇所に前記範囲を設 定する 場合、 複数の前記範囲の各々における、 鉄筋を示す領域と、 鉄筋以外を示す 領域との割合が一定になるように複数の前記 範囲を設定することができる。 〇 2020/175528 3 卩（：171? 2020 /007648

これにより、 画素値のばらつきを示す値を用いて、 安定して評価を行うこと ができる。

[0010] また、 前記設定部は、 前記画像において、 前記鉄筋を示す領域に沿った方 向を一辺とする格子状に複数の前記範囲を設 定することができる。 これによ り、 効率的に範囲を設定することができる。

[001 1 ] また、 前記設定部は、 前記格子状の範囲の一辺の間隔を、 前記鉄筋を示す 領域の間隔と同等とすることができる。 これにより、 鉄筋を示す領域と、 鉄 筋以外を示す領域との割合が一定になるよう な範囲設定を効率的に行うこと ができる。

[0012] また、 前記設定部は、 前記取得部により取得された画像において、 鉄筋を 示す領域のみとみなされる範囲、 又は鉄筋以外を示す領域のみとみなされる 範囲を設定し、 前記算出部は、 前記統計的指標として、 前記範囲における画 素値のばらつきを示す値、 及び画素値の平均値を算出することができる 。 こ れにより、 鉄筋を示す領域、 及び鉄筋以外を示す領域のそれぞれについて 、 詳細な評価を行うことができる。

[0013] また、 前記評価部は、 前記算出部により算出された値を、 予め定めた基準 値と比較して、 前記劣化損傷具合を評価することができる。

[0014] また、 前記評価部は、 前記鉄筋コンクリート構造物の同一箇所にお いて、 経時的に取得される複数の前記画像の各々に ついて、 前記算出部により算出 された値を比較して、 前記劣化損傷具合の経時変化を評価すること ができる

[0015] また、 前記評価部は、 前記鉄筋コンクリート構造物の異なる箇所に おいて 取得される複数の前記画像の各々について、 前記算出部により算出された値 を比較して、 前記劣化損傷具合を評価することができる。

[0016] このように、 算出された画素値の統計的指標を用いて、 様々な態様で鉄筋 コンクリート構造物内部の劣化損傷具合を定 量的に評価することができる。

[0017] また、 開示の技術に係る鉄筋コンクリート構造物評 価方法は、 取得部が、 鉄筋コンクリート構造物の表面の各位置にお いて、 前記表面から前記鉄筋コ 〇 2020/175528 4 卩（：171? 2020 /007648

ンクリート構造物の内部方向へ照射した電 磁波の反射波の強度を、 前記各位 置に対応する画素の画素値で表した画像を取 得し、 設定部が、 前記取得部に より取得された画像において、 評価対象の範囲を設定する設定し、 算出部が 、 前記画像における画素値について、 前記設定部により設定された範囲に応 じて選択された統計的指標を算出し、 評価部が、 前記算出部により算出され た値を用いて、 前記鉄筋コンクリート構造物の劣化損傷具合 を評価する方法 である。

［0018］ また、 開示の技術に係る鉄筋コンクリート構造物評 価プログラムは、 コン ピュータを、 上記の鉄筋コンクリート構造物評価装置を構 成する各部として 機能させるためのプログラムである。

発明の効果

［0019］ 開示の技術に係る鉄筋コンクリート構造物評 価装置、 方法、 及びプログラ ムによれば、 鉄筋コンクリート構造物へ照射した電磁波の 反射波の強度を画 素値で表した画像に設定した評価範囲に応じ た種類の統計的指標を用いて評 価を行うことにより、 鉄筋コンクリート構造物内部の劣化損傷具合 を定量的 に評価することができる。

図面の簡単な説明

［0020］ ［図 1］鉄筋コンクリート構造物評価システムの� �略構成図である。

［図 2］反射応答波形の検出を説明するための図� �ある。

［図 3］ 1 グリッ ドにつき検出される反射応答波形の一例を示 す図である。

［図 4］ 3次元の反射波強度を説明するための図であ� �。

［図 5］鉄筋コンクリート構造物評価装置のハー� �ウエア構成を示すブロック図 である。

［図 6］鉄筋コンクリート構造物評価装置の機能� �成の例を示すブロック図であ る。

［図 7］第 1実施形態における評価範囲の設定を説明す� �ための図である。

［図 8］第 1実施形態における評価範囲の設定を説明す� �ための図である。

［図 9］標準偏差を用いた劣化損傷の評価の一例� �説明するための図である。 20/175528 5 卩（：171? 2020 /007648

［図 10］標準偏差の経時変化を用いた劣化損傷の� ��価の一例を説明するための 図である。

［図 1 1］鉄筋コンクリート構造物評価処理の一例� �示すフローチヤートである

［図 12］第 2実施形態における評価範囲の設定を説明す� �ための図である。

［図 13］健全鉄筋部、 腐食鉄筋部、 及び健全コンクリート部の評価範囲の画素 値の分布を示す図である。

［図 14］健全鉄筋部、 腐食鉄筋部、 及び健全コンクリート部についての評価範 囲毎の画素値の標準偏差及び平均値を示す図 である。

［図 15］第 2実施形態における評価範囲の設定の一例を� �明するための図であ る。

［図 16］健全床版における鉄筋部分の評価範囲の� ��素値の分布を示す図である

［図 17］健全床版におけるコンクリート部分の評� ��範囲の画素値の分布を示す 図である。

［図 18］健全床版及び鉄筋腐食床版についての評� ��範囲毎の画素値の標準偏差 及び平均値を示す図である。

［図 19］ジャンカ床版における鉄筋部分の評価範� ��の画素値の分布を示す図で ある。

［図 20］ジャンカ床版におけるコンクリート部分� ��評価範囲の画素値の分布を 示す図である。

［図 21］ジャンカ十滞水 1 床版における鉄筋部分の評価範囲の画素値の 分 布を示す図である。

［図 22］ジャンカ十滞水 1 床版におけるコンクリート部分の評価範囲の 画 素値の分布を示す図である。

［図 23］ジャンカ十滞水 3 床版における鉄筋部分の評価範囲の画素値の 分 布を示す図である。

［図 24］ジャンカ十滞水 3 床版におけるコンクリート部分の評価範囲の 画 〇 2020/175528 6 卩（：171? 2020 /007648

素値の分布を示す図である。

[図 25]ジャンカ、 ジャンカ十滞水 1 〇!〇!床版、 及びジャンカ十滞水 3〇!〇!床 版についての評価範囲の画素値の分布を示す 図である。

発明を実施するための形態

[0021 ] 以下、 開示の技術の実施形態の一例を、 図面を参照しつつ説明する。

[0022] 以下の各実施形態では、 道路橋の路面構造体である鉄筋コンクリート 床版 内部の劣化損傷具合を評価する場合について 説明する。

[0023] ＜第 1実施形態＞

図 1 に示すように、 第 1実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物評� �シス テム 1 0 0は、 鉄筋コンクリート構造物評価装置 1 0と、 電磁波装置 2 0と 、 画像処理装置 3 0とを含んで構成される。

[0024] 電磁波装置 2 0は、 ライン上に複数設けられた電磁波照射部及び 受信部を 備え、 車両 9 0の進行方向が橋軸方向、 電磁波装置 2 0のライン方向が橋軸 直角方向となるように、 例えば車両 9 0の後方下部等に設けられる。

[0025] 図 2に示すように、 電磁波装置 2 0は、 道路橋表面の反射波強度検出範囲

9 5を車両進行方向に走査しながら、 表面から鉄筋コンクリート床版の内部 （深さ） 方向へ電磁波を照射し、 その反射波を受信する。 これにより、 反射 波強度検出範囲 9 5の各グリッ ドについて、 深度に応じた反射波強度を検出 する。 深度に応じた反射波強度は、 1 グリッ ドにつき、 図 3に示すような反 射応答波形の形で検出される。 1 グリッ ドは、 例えば、 1 〇 1 〇 であ り、 1 ライン幅は 2 . 〇 とすることができる。 この場合、 1 ラインにつき 2 0 0グリッ ド分の反射応答波形が検出される。

[0026] 深度は、 電磁波の照射から反射波の受信までの時間に 対応する。 図 3に示 すような反射応答波形から、 所望の各深度に対応した反射波強度を抽出す る ことにより、 鉄筋コンクリート床版の深さ毎の反射波強度 が得られる。 すな わち、 道路橋表面に対して 2次元に設定される各グリッ ドについて反射応答 波形が検出され、 検出された反射応答波形から、 深さ方向に複数の反射波強 度の値が得られることにより、 反射波強度検出範囲 9 5において、 3次元の 反射波強度が得られることになる。

[0027] 電磁波装置 20は、 取得した各グリッ ドについての反射応答波形 (深度に 応じた反射波強度) の情報を、 画像処理装置 30へ出力する。

[0028] なお、 電磁波装置 20は、 車両 90に取り付けられている形態に限定され ず、 作業員に保持される形態、 手押し車の形態など、 他の形態でもよい。

[0029] 画像処理装置 30は、 電磁波装置 20から出力された各グリッ ドについて の反射応答波形から、 所望の深度毎に反射波強度を抽出し、 反射波強度を画 素値に変換し、 各グリッ ドに対応する画素を平面結合処理することに より、 反射波強度画像を生成する。 上述したように、 電磁波装置 20から出力され る各グリッ ドの反射応答波形の情報は、 3次元の反射波強度を表すため、 こ の情報を用いて、 画像処理装置 30は、 図 4に示すように、 深度方向に応じ た平面データを示す反射波強度画像、 橋軸方向に沿った縦断データを示す反 射波強度画像、 及び橋軸直角方向に沿った横断データを示す 反射波強度画像 を生成することができる。

[0030] 画像処理装置 30は、 生成した反射波強度画像を出力する。

[0031] 図 5は、 第 1実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物評� �装置 1 0のハー ドウエア構成を示すブロック図である。 図 5に示すように、 鉄筋コンクリー 卜構造物評価装置 1 〇は、 C P U (Central Processing Unit) 42、 メモリ 44、 記憶装置 46、 入力装置 48、 出力装置 50、 光ディスク駆動装置 5 2、 及び通信丨 /F (Interface) 54を有する。 各構成は、 バスを介して相 互に通信可能に接続されている。

[0032] 記憶装置 46には、 鉄筋コンクリート構造物評価処理を実行する ための鉄 筋コンクリート構造物評価プログラムが格納 されている。 C P U42は、 中 央演算処理ユニッ トであり、 各種プログラムを実行したり、 各構成を制御し たりする。 すなわち、 C P U42は、 記憶装置 46からプログラムを読み出 し、 メモリ 44を作業領域としてプログラムを実行する。 C P U42は、 記 憶装置 46に記憶されているプログラムに従って、 上記各構成の制御及び各 種の演算処理を行う。 [0033] メモリ 44は、 RAM (Random Access Memory) により構成され、 作業領 域として一時的にプログラム及びデータを記 憶する。 記憶装置 46は、 R〇 M (Read Only Memory) 、 及び H DD (Hard Disk Drive) 又は SS D (Soli d State Drive) により構成され、 オペレーティングシステムを含む各種プロ グラム、 及び各種データを格納する。

[0034] 入力装置 48は、 例えば、 キーボードやマウス等の、 各種の入力を行うた めの装置である。 出力装置 50は、 例えば、 ディスプレイやプリンタ等の、 各種の情報を出力するための装置である。 出力装置 50として、 タッチパネ ルディスプレイを採用することにより、 入力装置 48として機能させてもよ い。 光ディスク駆動装置 52は、 CD-ROM (Compact Disc Read Only Me mory) 又はブルーレイディスクなどの各種の記録媒 体に記憶されたデータの 読み込みや、 記録媒体に対するデータの書き込み等を行う 。

[0035] 通信 I /F 54は、 他の機器と通信するためのインタフエースで あり、 例 えば、 イーサネッ ト (登録商標) 、 F D D 丨又は W i - F i (登録商標) 等 の規格が用いられる。

[0036] 次に、 第 1実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物評� �装置 1 〇の機能構 成について説明する。

[0037] 図 6は、 鉄筋コンクリート構造物評価装置 1 0の機能構成の例を示すブロ ック図である。 図 6に示すように、 鉄筋コンクリート構造物評価装置 1 0は 、 機能構成として、 取得部 1 2と、 設定部 1 4と、 算出部 1 6と、 評価部 1 8とを含む。 各機能構成は、 C P U42が記憶装置 46に記憶された鉄筋コ ンクリート構造物評価プログラムを読み出し 、 メモリ 44に展開して実行す ることにより実現される。

[0038] 第 1実施形態では、 図 7に示すように、 反射波強度画像において、 健全な 鉄筋と鉄筋以外の部分とを含む範囲と、 変状の可能性がある鉄筋と鉄筋以外 の部分とを含む範囲とでは、 画素値のばらつきに差があることに着目し、 反 射波強度画像内の一定面積に占める画素の画 素値のばらつきを用いて、 劣化 損傷具合を評価する。 以下、 各機能部について詳述する。 〇 2020/175528 9 卩（：171? 2020 /007648

[0039] 取得部 1 2は、 画像処理装置 3 0から出力された反射波強度画像を取得し 、 設定部 1 4へ受け渡す。

[0040] 設定部 1 4は、 取得部 1 2から受け渡された反射波強度画像における� �記 の一定面積を、 評価範囲として設定する。 第 1実施形態では、 設定部 1 4は 、 反射波強度画像において、 鉄筋を示す領域と、 鉄筋以外を示す領域とを含 む範囲を、 評価範囲として設定する。 評価範囲を複数設定する際には、 設定 部 1 4は、 複数の評価範囲の各々における、 鉄筋を示す領域と、 鉄筋以外を 示す領域との割合が一定になるように複数の 評価範囲を設定する。 なお、 反 射波強度画像において、 鉄筋を示す領域に沿った方向を一辺とする格 子状に 複数の評価範囲を設定することで、 効率良く複数の評価範囲を設定すること ができる。

[0041 ] さらに、 図 8に示すように、 格子状に複数の評価範囲を設定する場合にお いて、 格子の間隔を、 鉄筋を示す領域の間隔と同等にし、 格子の 1つのマス 内に、 1本の鉄筋が対応するように範囲を設定する� �とができる。 例えば、 鉄筋が 2 5 ピッチで配置されている場合、 設定する範囲も、 反射波強度 画像上で 2 5〇 に相当する大きさで設定する。 この場合、 鉄筋 を示す領域と鉄筋以外を示す領域との割合が ^_ 定になるような範囲設定を効 率良く行うことができる。

[0042] なお、 評価範囲の設定方法は、 図 8など上記の例に限定されず、 例えば、

1つの範囲に 2本分の鉄筋を示す領域が含まれるように設� �するなど、 適宜 調整可能である。

[0043] 設定部 1 4は、 上記の評価範囲の設定をユーザの指定により 受け付けても よいし、 画像処理により鉄筋を示す部分を認識して自 動的に設定するように してもよい。

[0044] 算出部 1 6は、 反射波強度画像における画素値について、 設定部 1 4によ り設定された評価範囲に応じた種類の統計的 指標を算出する。 第 1実施形態 では、 算出部 1 6は、 設定した各評価範囲における画素値のばらつ きを示す 値を算出する。 画素値のばらつきを示す値は、 例えば、 分散、 標準偏差等と 〇 2020/175528 10 卩（：171? 2020 /007648

することができる。 以下では、 標準偏差を用いる場合を例に説明する。

[0045] 評価部 1 8は、 算出部 1 6により算出された各評価範囲の標準偏差を� �い て、 鉄筋コンクリート床版の劣化損傷具合を評価 する。 具体的には、 鉄筋が 健全な状態である場合には、 鉄筋に変状が生じている場合に比べ、 反射波強 度画像において、 鉄筋を示す領域と鉄筋以外を示す領域とのコ ントラストが 大きい （図 7参照） 、 すなわち、 標準偏差が大きくなることを利用して、 評 価部 1 8は、 鉄筋コンクリート床版の劣化損傷具合を評価 する。

[0046] より具体的には、 評価部 1 8は、 ある評価範囲について算出された標準偏 差が予め定めた基準値を下回った場合に、 その評価範囲に劣化損傷が生じて いると評価することができる。

[0047] また、 評価部 1 8は、 複数の評価範囲を含むブロック毎に、 鉄筋コンクリ —卜床版の劣化損傷具合を評価してもよい。 例えば、 図 9に示すように、 評 価部 1 8は、 ブロック （図 9の例では、 4 X 4個の評価範囲で 1 ブロック） 内で算出されている標準偏差の中央値が、 基準値 （例えば、 5 . 0） を下回 った場合に、 そのブロックに劣化損傷が生じていると評価 することができる

[0048] なお、 道路橋の個体差や反射応答波形検出時の検出 条件等により適切な基 準値は異なるため、 画一的に基準値を定めておくことは困難な場 合もある。 そこで、 道路橋施工時や補修作業後など、 鉄筋コンクリート床版が健全な状 態において取得された反射波強度画像から算 出された各評価範囲の標準偏差 を基準値として記憶しておく。 そして、 評価部 1 8は、 評価時において取得 された反射波強度画像から算出された各評価 範囲の標準偏差を、 対応する基 準値と比較して、 鉄筋コンクリート床版の劣化損傷具合を評価 してもよい。

[0049] また、 評価部 1 8は、 鉄筋コンクリート床版の同一箇所において、 経時的 に取得される複数の反射波強度画像の各々に ついて、 算出部 1 6により算出 された標準偏差を比較して、 劣化損傷具合の経時変化を評価してもよい。 例 えば、 図 1 0に示すように、 評価部 1 8は、 1年毎に、 鉄筋コンクリート床 版の同一箇所において算出された標準偏差を 、 前年以前の標準偏差と比較し 〇 2020/175528 1 1 卩（：171? 2020 /007648

て、 その変化の程度を評価するようにしてもよい 。 図 1 0の例では、 ブロッ ク内の標準偏差の中央値が、 1年目及び 2年目に比べて 3年目に大きく下が っており、 鉄筋コンクリート床版の該当箇所に劣化損傷 が生じたと評価する ことができる。

[0050] また、 評価部 1 8は、 同一箇所における経時的な比較だけでなく、 鉄筋コ ンクリート床版の異なる箇所において取得さ れる複数の反射波強度画像の各 々について、 算出部 1 6により算出された標準偏差を比較して、 劣化損傷具 合を評価してもよい。

[0051 ] 次に、 第 1実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物評� �システム 1 〇〇の 作用について説明する。

[0052] 道路橋上を車両 9 0で走行しながら、 電磁波装置 2 0により、 反射波強度 検出範囲 9 5における各グリッ ドの反射応答波形を検出する。 電磁波装置 2 0で検出された反射応答波形は画像処理装置 3 0に入力され、 画像処理装置 3 0が各グリッ ドの反射応答波形に基づいて、 反射波強度画像を生成する。

[0053] 画像処理装置 3 0で生成された反射波強度画像が鉄筋コンク� �ート構造物 評価装置 1 〇へ入力されると、 鉄筋コンクリート構造物評価装置 1 0におい て、 図 1 1 に示す鉄筋コンクリート構造物評価処理が実 行される。 図 1 1は 、 鉄筋コンクリート構造物評価装置 1 〇の〇 11 4 2により実行される鉄筋 コンクリート構造物評価処理の流れを示すフ ローチヤートである。 〇 11 4 2が記憶装置 4 6から鉄筋コンクリート構造物評価プログラ� �を読み出して 、 メモリ 4 4に展開して実行することにより、 〇 11 4 2が鉄筋コンクリー 卜構造物評価装置 1 〇の各機能構成として機能し、 図 1 1 に示す鉄筋コンク リート構造物評価処理が実行される。

[0054] ステップ 3 1 2で、 取得部 1 2が、 入力された反射波強度画像を取得し、 設定部 1 4へ受け渡す。

[0055] 次に、 ステップ 3 1 4で、 設定部 1 4が、 取得部 1 2から受け渡された反 射波強度画像に、 評価範囲を設定する。

[0056] 次に、 ステップ 3 1 6で、 算出部 1 6が、 設定された評価範囲毎に、 評価 〇 2020/175528 12 卩（：171? 2020 /007648

範囲内に含まれる画素の画素値の標準偏差 を算出する。

[0057] 次に、 ステップ 3 1 8で、 評価部 1 8が、 算出部 1 6により算出された各 評価範囲の標準偏差を、 予め定めた基準値、 正常時に得られた標準偏差、 過 去に得られた標準偏差、 他の箇所から得られた標準偏差等と比較する ことに より、 鉄筋コンクリート床版の劣化損傷具合を評価 する。

[0058] 次に、 ステップ 3 2 0で、 評価部 1 8が、 評価結果を出力して、 鉄筋コン クリート構造物評価処理は終了する。

[0059] 以上説明したように、 第 1実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物評� �シ ステムによれば、 鉄筋コンクリート構造物評価装置が、 鉄筋コンクリート床 版に照射した電磁波の反射波から生成された 反射波強度画像において、 鉄筋 を示す領域と、 鉄筋以外を示す領域とを含む範囲毎に、 標準偏差等の画素値 のばらつきを示す値を算出し、 この値を用いて、 鉄筋コンクリート床版内部 の劣化損傷具合を評価する。 これにより、 鉄筋コンクリート床版内部の劣化 損傷具合を定量的に評価することができる。

[0060] また、 画素値のばらつきを示す値を算出する範囲を 、 鉄筋の間隔と同等の 間隔の格子状に設定することにより、 各範囲内の鉄筋を示す領域と、 鉄筋以 外を示す領域との割合が一定になるような範 囲設定を効率良く行うことがで きる。

[0061 ] また、 鉄筋コンクリート床版の同一箇所について経 時的に標準偏差等の値 を比較したり、 異なる箇所同士で比較したりすることで、 画一的な基準値を 定めておくことが困難な場合でも、 鉄筋コンクリート床版内部の劣化損傷具 合を定量的に評価することができる。

[0062] ＜第 2実施形態＞

次に、 第 2実施形態について説明する。 第 2実施形態では、 設定される評 価範囲が第 1実施形態と異なり、 それに伴い、 評価範囲について算出される 統計的指標の種類も異なる場合について説明 する。 なお、 第 2実施形態に係 る鉄筋コンクリート構造物評価システムにお いて、 第 1実施形態に係る鉄筋 コンクリート構造物評価システム 1 〇 0と同様の構成については、 第 1実施 〇 2020/175528 13 卩（：171? 2020 /007648

形態と同一符号を付して詳細な説明を省略 する。

[0063] 図 1 に示すように、 第 2実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物評� �シス テム 2 0 0は、 鉄筋コンクリート構造物評価装置 2 1 0と、 電磁波装置 2 0 と、 画像処理装置 3 0とを含んで構成される。

[0064] 図 6に示すように、 鉄筋コンクリート構造物評価装置 2 1 0は、 機能構成 として、 取得部 1 2と、 設定部 2 1 4と、 算出部 2 1 6と、 評価部 2 1 8と を含む。

[0065] 第 2実施形態では、 図 1 2に示すように、 反射波強度画像において、 鉄筋 を示す部分かコンクリートを示す部分か、 又は、 健全な部分か変状の可能性 がある部分かに応じて、 画素値に特徴が表れることに着目して、 評価範囲の 設定及び統計的指標の算出を行う。

[0066] 設定部 2 1 4は、 取得部 1 2から受け渡された反射波強度画像において� � 鉄筋を示す領域のみとみなされる評価範囲、 又は鉄筋以外を示す領域のみと みなされる評価範囲を設定する。 設定部 2 1 4は、 第 1実施形態における設 定部 1 4と同様に、 評価範囲の設定をユーザの指定により受け付 けてもよい し、 画像処理により鉄筋を示す部分を認識して自 動的に設定するようにして もよい。

[0067] なお、 ユーザが指定する場合でも、 画像処理を用いる場合でも、 鉄筋部分 とコンクリート部分との境界を正確に特定す ることは困難である。 そこで、 画像処理により認識される鉄筋を示す領域の 情報、 及び実際の鉄筋の間隔や 幅などの情報に基づいて、 反射波強度画像における鉄筋を示す領域を特 定し ておく。 そして、 鉄筋を示す領域のみとみなされる評価範囲を 設定する場合 、 上記のように特定された鉄筋を示す領域が評 価範囲内に所定割合以上 （例 えば、 9 0 %以上） 含まれる場合には、 その評価範囲を、 鉄筋を示す領域の みの評価範囲とみなす。 同様に、 鉄筋以外を示す領域のみとみなされる評価 範囲を設定する場合、 上記のように特定された鉄筋を示す領域が評 価範囲内 に含まれる割合が所定割合以下 （例えば、 1 0 %以下） である場合には、 そ の評価範囲を、 鉄筋以外を示す領域のみの評価範囲とみなす 。 〇 2020/175528 14 卩（：171? 2020 /007648

[0068] 算出部 2 1 6は、 設定部 2 1 4により設定された評価範囲毎の統計的指標 として、 標準偏差及び画素値の平均値を算出する。 なお、 標準偏差は、 画素 値のばらつきを示す値の一例である。

[0069] ここで、 様々な条件の下での鉄筋を示す領域のみとみ なされる評価範囲 （ 以下、 「鉄筋部分の評価範囲」 という） 、 及び鉄筋以外 （コンクリート） を 示す領域のみとみなされる評価範囲 （以下、 「コンクリート部分の評価範囲 」 という） についての標準偏差及び平均値の一例を示す 。

[0070] 以下の例では、 図 1 2に示すように、 鉄筋部分の評価範囲として、 健全な 鉄筋を示す部分 （以下、 「健全鉄筋部」 という） の評価範囲 1、 変状の可能 性がある鉄筋を示す部分 （以下、 「腐食鉄筋部」 という） の評価範囲 2、 及 び変状のないコンクリート部分 （以下、 「健全コンクリート部」 という） の 評価範囲 3を設定する。 各評価範囲は、 実際のサイズ 3〇 2 5〇 に相 当する反射波強度画像上の領域である。

図 1 3に、 各評価範囲の画素値の分布を示す。 図 1 3における 「強度」 は 、 反射波強度で、 反射波強度画像の画素値に相当し、 「グリッ ド数」 は画素 数に相当する。 以下の図においても同様である。 図 1 3に示すように、 健全 鉄筋部は、 健全コンクリート部に比べ、 画素値のばらつきが大きく、 また、 反射波強度の大きい方に画素値が分布してい る。 また、 腐食鉄筋部は、 健全 鉄筋部に比べ、 画素値のばらつきが小さい傾向があり、 反射波強度が小さい 方に画素値が分布している。

[0071 ] 図 1 3に示す画素値の分布から得られる、 評価範囲毎の画素値の標準偏差 及び平均値を図 1 4に示す。 標準偏差及び平均値に、 上記のような特徴が定 量的に表れていることが分かる。

[0072] また、 別の例として、 図 1 5に示すように、 鉄筋部分の評価範囲として評 価範囲 1〜 3、 コンクリート部分の評価範囲として評価範囲 4〜 6を設定し た場合について説明する。 各評価範囲は、 実際のサイズ 2〇 5 0〇 に 相当する反射波強度画像上の領域である。

[0073] まず、 図 1 6に、 健全な鉄筋コンクリート床版 （以下、 「健全床版」 とい 〇 2020/175528 15 卩（：171? 2020 /007648

う） における鉄筋部分の評価範囲の画素値の分布 を示す。 同様に、 図 1 7に 、 健全床版におけるコンクリート部分の評価範 囲の画素値の分布を示す。 図 1 6と図 1 7とを比較すると、 健全床版の鉄筋部分は、 健全床版のコンクリ —卜部分に比べ、 画素値のばらつきが大きく、 また、 反射波強度が大きい方 により多く画素値が分布している。

[0074] 図 1 6及び図 1 7に示す画素値の分布から得られる、 評価範囲毎の画素値 の標準偏差及び平均値を図 1 8に示す。 標準偏差及び平均値に、 上記のよう な特徴が定量的に表れていることが分かる。

[0075] また、 図 1 5の一点鎖線 で示す部分に、 コンクリートのジャンカを模擬 した鉄筋コンクリート床版 （以下、 「ジャンカ床版」 という） における鉄筋 部分の評価範囲の画素値の分布を、 図 1 9示す。 同様に、 ジャンカ床版にお けるコンクリート部分の評価範囲の画素値の 分布を、 図 2 0に示す。

[0076] また、 図 1 5の一点鎖線 で示す部分に、 コンクリートのジャンカに加え 、 滞水 1 を模擬した鉄筋コンクリート床版 （以下、 「ジャンカ + 1 床版」 という） における鉄筋部分の評価範囲の画素値の分布 を、 図 2 1示す 。 同様に、 ジャンカ + 1 111 01床版におけるコンクリート部分の評価範囲� ��画 素値の分布を、 図 2 2に示す。 さらに、 図 1 5の一点鎖線 で示す部分に、 コンクリートのジャンカに加え、 を模擬した鉄筋コンクリート床 版 （以下、 「ジャンカ + 3 床版」 という） における鉄筋部分の評価範囲 の画素値の分布を、 図 2 3示す。 同様に、 ジャンカ + 3 床版におけるコ ンクリート部分の評価範囲の画素値の分布を 、 図 2 4に示す。

[0077] 図 1 9〜図 2 4に示すように、 コンクリート部分に変状が生じている場合 、 健全床版のコンクリート部分に比べ、 画素値が反射波強度の小さい方へ若 干シフトしている。

[0078] また、 図 1 9〜図 2 4に示す画素値の分布から得られる、 評価範囲毎の画 素値の標準偏差及び平均値を図 2 5に示す。 上記のような特徴が平均値に定 量的に表れていることが分かる。

[0079] 評価部 2 1 8は、 上記のような標準偏差及び平均値の定量的な 特徴に基づ 〇 2020/175528 16 卩（：171? 2020 /007648

いて、 第 1実施形態に係る評価部 1 8と同様に、 算出部 2 1 6により算出さ れた標準偏差及び平均値を用いて、 鉄筋コンクリート構造物の劣化損傷具合 を評価する。

[0080] 第 2実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物評� �装置 2 1 0のハードウエ ア構成は、 図 5に示す、 第 1実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物評� �装 置 1 0のハードウエア構成と同様であるため、 説明を省略する。

[0081 ] 次に、 第 2実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物評� �システム 2 0 0の 作用について説明する。 第 2実施形態においても、 鉄筋コンクリート構造物 評価装置 2 1 0において、 図 1 1 に示す鉄筋コンクリート構造物評価処理が 実行される。

[0082] ただし、 第 1実施形態と異なり、 ステップ 3 1 4では、 設定部 2 1 4が、 鉄筋部分の評価範囲、 及びコンクリート部分の評価範囲を設定する 。 また、 ステップ 3 1 6では、 算出部 2 1 6が、 評価範囲毎に、 評価範囲内の画素値 の標準偏差及び平均値を算出する。

[0083] 以上説明したように、 第 2実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物評� �シ ステムによれば、 鉄筋コンクリート構造物評価装置が、 鉄筋コンクリート床 版に照射した電磁波の反射波から生成された 反射波強度画像において、 鉄筋 を示す領域のみとみなされる範囲、 又は鉄筋以外を示す領域のみとみなされ る範囲毎に、 標準偏差等の画素値のばらつきを示す値及び 平均値を算出し、 これらの値を用いて、 鉄筋コンクリート床版内部の劣化損傷具合を 評価する 。 これにより、 鉄筋コンクリート床版内部の劣化損傷具合を 定量的に評価す ることができる。

[0084] なお、 第 1実施形態では、 鉄筋を示す領域と、 鉄筋以外を示す領域とを含 む評価範囲を設定し、 評価範囲内の標準偏差等の画素値のばらつき を示す値 を用いて評価を行う場合について説明したが 、 これは、 鉄筋以外を示す領域 、 すなわちコンクリート部分が健全で、 鉄筋部分とコンクリート部分とのコ ントラストが大きいことを前提としている。 しかし、 実際に取得される反射 波強度画像では、 コンクリート部分が健全であるとは限らなか ったり、 鉄筋 〇 2020/175528 17 卩（：171? 2020 /007648

部分が健全であるにも関わらず、 コンクリート部分とのコントラストがあま り大きくなかったりする場合もある。

[0085] そこで、 第 1実施形態の手法で、 明確な評価結果が得られない場合には、 第 1実施形態の手法で評価範囲とした箇所に対� �て、 第 2実施形態の手法で 、 鉄筋部分の評価範囲及びコンクリート部分の 評価範囲を設定して評価を行 ってもよい。

[0086] また、 第 2実施形態のように、 鉄筋部分の評価範囲、 及びコンクリート部 分の評価範囲についての標準偏差等の画素値 のばらつきを示す値及び平均値 では、 条件や位置の違いによる値の相違が明確でな い場合もある。 例えば、 図 1 2に示すように、 劣化損傷などの変状が生じている可能性があ る鉄筋部 分と、 コンクリート部分とでは、 反射波強度画像の画素値、 すなわち、 反射 波強度に大きな違いがなく、 この評価範囲の標準偏差及び平均値を用いた 評 価が困難な場合がある。

[0087] そこで、 第 2実施形態の手法で、 明確な評価結果が得られない場合には、 第 2実施形態の手法で評価範囲とした箇所に対� �て、 第 1実施形態の手法で 、 鉄筋部分及びコンクリート部分を含む評価範 囲を設定して評価を行っても よい。

[0088] 上記のように第 1実施形態の手法と第 2実施形態の手法とを組み合わせる ことで、 より精度良く、 かつ詳細な評価を行うことができる。

[0089] なお、 上記各実施形態では、 道路橋の路面構造体である鉄筋コンクリート 床版を評価する場合について説明したが、 これに限定されず、 鉄筋コンクリ -卜構造物により構成されているものであれ� �、 開示の技術を適用可能であ る。

[0090] また、 上記各実施形態では、 電磁波装置が取り付けられた車両内に画像処 理装置及び鉄筋コンクリート構造物評価装置 を設ける場合について説明した が、 これに限定されず、 画像処理装置及び鉄筋コンクリート構造物評 価装置 は、 車両外部の装置として構成してもよい。 この場合、 電磁波装置で検出さ れた反射応答波形の情報は、 電磁波装置と画像処理装置との間で無線通信 等 により送受信すればよい。

[0091] また、 上記実施形態では、 画像処理装置と鉄筋コンクリート構造物評価 装 置とを別々の装置として構成する場合につい て説明したが、 画像処理装置と 鉄筋コンクリート構造物評価装置とを、 1つのコンピュータにより構成して もよい。

[0092] また、 上記実施形態で C P Uがソフトウェア (プログラム) を読み込んで 実行したパラメータ同定処理を、 C P U以外の各種のプロセッサが実行して もよい。 この場合のプロセッサとしては、 F PGA (Field-Programmable Ga te Array) 等の製造後に回路構成を変更可能な P L D (Programmable Logic Device) 、 及び AS I C (Application Specific Integrated Circuit) 等の 特定の処理を実行させるために専用に設計さ れた回路構成を有するプロセッ サである専用電気回路等が例示される。 また、 鉄筋コンクリート構造物評価 処理を、 これらの各種のプロセッサのうちの 1つで実行してもよいし、 同種 又は異種の 2つ以上のプロセッサの組み合わせ (例えば、 複数の F PGA、 及び C P Uと F P G Aとの組み合わせ等) で実行してもよい。 また、 これら の各種のプロセッサのハードウェア的な構造 は、 より具体的には、 半導体素 子等の回路素子を組み合わせた電気回路であ る。

[0093] また、 上記実施形態では、 鉄筋コンクリート構造物評価プログラムが記 憶 装置に予め記憶 (インストール) されている態様を説明したが、 これに限定 されない。 プログラムは、 CD-ROM, DVD-ROM (Digital Versa† i le Disc Read Only Memory) 、 及び US B (Universal Serial Bus) メモリ 等の記録媒体に記録された形態で提供されて もよい。 また、 プログラムは、 ネッ トワークを介して外部装置からダウンロード される形態としてもよい。

[0094] 日本国特許出願 201 9-033202の開示はその全体が参照により本 明細書に取り込まれる。

本明細書に記載された全ての文献、 特許出願、 及び技術規格は、 個々の文 献、 特許出願、 及び技術規格が参照により取り込まれること が具体的かつ個 々に記された場合と同程度に、 本明細書中に参照により取り込まれる。