检查数据管理系统的制作方法

1.本发明涉及一种用于对如桥梁等基础设施构造物那样需要定期检查的构造物的检查数据进行管理的系统。


背景技术：

2.一般的构造物受到因老朽化的深入、以及地震或台风等自然灾害等的影响而发生劣化。因此，国土交通省等部门指示对包括桥梁在内的基础设施构造物进行定期检查。根据通过检查确认的劣化状态来实施修复或加固，由此支持人们的基本生活。
3.在通信技术高速发展的近年来，通常使用如下的数据管理方法：用带有gps功能的摄像头拍摄构造物的检查部位，将图像数据与拍摄场所的位置信息、时间信息一起发送至服务器，将表示状态的图像与检查日期时刻、场所一起进行集中式管理。
4.可以认为只要确实采用这种方法就能够可靠地记录构造物的检查日期时刻、状态。但是，在这样的技术中，伴随检查而产生的图像拍摄未必是以相同的视角或角度进行的。因此，即使对与前一次检查相同的场所进行检查、拍摄，也可能无法根据所拍摄的图像来识别状态有无变化。
5.鉴于这样的情况，在专利文献1中，设为由具有gps功能的平板电脑终端对构造物进行拍摄的结构，通过将作为拍摄对象的构造物的位置信息发送至服务器，来确认有无该构造物的检查记录或拍摄图像，在存在以前所拍摄的图像的情况下，将其发送至平板电脑终端，如水印那样将以前所拍摄的图像重叠显示在拍摄画面上。通过在这样的状态下对构造物进行拍摄，能够以相同或近似的视角及角度来拍摄构造物。另外，在引用文献1所公开的技术中，还具有对所拍摄的图像自动地实施缩小、放大、旋转等的匹配功能。
6.由于具有这样的功能，所以能够容易地对以前拍摄的图像中的构造物的状态和新拍摄的图像中的构造物的状态进行比较。
7.现有技术文献
8.专利文献
9.专利文献1：日本特开2016-133320号公报


技术实现要素：

10.根据如专利文献1公开的那样的技术，能够根据所拍摄的图像容易地掌握构造物的状态变化。但是，专利文献1公开的技术是将构造物的信息、检查部位的图像、拍摄日期时刻、以及拍摄位置的特定信息等相关联地进行记录的技术。因此，实际状况是难以识别图像中看到的损伤等是在构造物的哪个位置哪种程度的范围内产生的。
11.因此，在本发明中，其目的在于提供一种构造物的检查数据管理系统，能够以与构造物的实际尺寸对应的形态掌握损伤部位的位置或损伤范围。
12.用于达成上述目的的本发明的构造物的检查数据管理系统的特征在于，包括：拍摄终端，其至少具有拍摄单元，并且具有位置信息获取功能和通信功能；管理服务器，其具
有记录作为检查对象的构造物的检查信息的检查信息数据库；以及操作终端，其进行如下处理：基于从所述拍摄终端被供给的位置信息，从所述检查信息数据库读取作为检查对象的所述构造物的三维数据，将由所述拍摄终端拍摄的图像数据纹理映射于所述三维数据的对应部位，然后将通过所述图像数据相对于所述三维数据的纹理映射所得到的三维数据记录在所述检查信息数据库中。
13.另外，在具有上述那样的特征的构造物的检查数据管理系统中，所述操作终端具有能够显示通过所述拍摄终端而得到的实时影像的显示单元，并且通过基于读取出的所述三维数据来指定与所述影像的视角近似的角度及范围，能够将作为检查对象的部位的三维数据显示于所述显示单元，并通过对所述拍摄终端输出拍摄指示来获取所述图像数据。通过具有这样的特征，能够使通过拍摄终端获取的图像数据与显示于显示单元的三维图像的显示状态近似。因此，能够减小进行纹理映射时的变换比例。
14.另外，在具有上述那样的特征的构造物的检查数据管理系统中，所述图像数据的纹理映射能够使共通部位的图像数据按每个拍摄时期作为图层进行重叠显示，能够根据需要显示通过以前拍摄的图像数据进行了纹理映射的三维数据。通过具有这样的特征，能够在显示三维数据的状态下识别损伤部位的变化。
15.进而，在具有上述那样的特征的构造物的检查数据管理系统中，优选所述纹理映射通过进行如下处理来实现：经由所述操作终端指定多个三维数据的特征点和从图像数据读取的特征点，以使所述图像数据的特征点与所述三维数据的特征点一致的方式对所述图像数据进行变换。
16.发明效果
17.根据具有上述那样的特征的构造物的检查数据管理系统，能够以与构造物的实际尺寸对应的形态掌握损伤部位的位置或损伤范围。
附图说明
18.图1是表示实施方式涉及的构造物的检查数据管理系统的概略结构的图。
19.图2是表示构成实施方式涉及的构造物的检查数据管理系统的拍摄终端和操作终端的结构及功能的概要的图。
20.图3是表示用于对使用了实施方式涉及的构造物的检查数据管理系统的检查数据的管理方法进行说明的流程图。
21.附图标记说明
22.10管理系统
23.12拍摄终端
24.12a智能电话
25.12b平板电脑终端
26.12c无人机
27.14管理服务器
28.14a检查信息数据库
29.16操作终端
30.16a操作终端主体
31.16b显示单元
32.16c输入单元
33.50构造物
具体实施方式
34.以下，参照附图，对本发明的构造物的检查数据管理系统的实施方式详细地进行说明。
35.(结构)
36.首先，参照图1、图2，对本实施方式涉及的构造物的检查数据管理系统(以下，简称为管理系统10)的结构进行说明。本实施方式涉及的管理系统10至少包括拍摄终端12、管理服务器14、以及操作终端16。拍摄终端12起到用于获取数字数据中的图像数据的作用。拍摄终端12的构造至少包括拍摄单元以及通信器等，其中，拍摄单元具有能够获取图像数据的拍摄功能等，通信器能够使用gps(global positioning system)等获取位置信息、以及使用因特网线路等进行数据通信。
37.这里，作为拍摄终端12的具体示例，除了高功能便携电话(所谓的智能手机12a)或平板电脑终端12b以外，还包含无人移动体(所谓的无人机12c)等。这是由于，在位于作为检查对象的构造物50所在的现场的作业人员根据来自后文详细说明的操作终端16的指示拍摄图像数据时使用无人机12c等进行拍摄，由此即使是拍摄者不便于站立而难以直接拍摄的部位，也无需搭建大规模的脚手架等就能够进行拍摄。
38.另外，管理服务器14用于记录作为检查对象的桥梁等构造物50的检查信息。具体而言，至少具有检查信息数据库14a，该检查信息数据库14a记录有：构造物50的三维数据；检查涉及的图像数据；以及获取了图像数据的位置信息、日期时刻信息等。
39.而且，操作终端16用于通过拍摄终端12获取图像数据并且进行由管理服务器14管理的信息的关联的处理。并且，操作终端16可以配置在能够对设置有拍摄终端12的现场发出指示的事务所。事务所可以不必设置在现场附近，只要具备能够进行远程指示的通信设备(或通信功能)即可。操作终端16和拍摄终端12、以及操作终端16和管理服务器14成为能够通过有线或无线直接地连接、或者通过因特网等通信线路间接地连接而彼此进行数据通信的状态。
40.操作终端16除了具有操作终端主体16a以外，至少还包括显示单元16b、输入单元16c。操作终端主体16a只要具有通常的计算机的元件即可。例如可以具有存储单元或运算单元、通信单元等。另外，显示单元16b可以是能够显示由操作终端主体16a进行处理的数据的显示器等，输入单元16c可以是键盘或鼠标等。
41.具有这样的基本结构的操作终端16能够使显示单元16b显示通过拍摄终端12得到的实时影像，并且能够通过对拍摄终端12输出拍摄指示来获取显示单元16b所显示的视角的图像数据。另外，针对管理服务器14，能够对作为拍摄对象(检查对象)的构造物50的三维数据进行读取及保存。
42.从管理服务器14读取到的三维数据被显示在显示单元16b上。并且，三维数据可以与通过拍摄终端12得到的影像一同显示在同一画面上，或者也可以通过切换显示状态进行显示。显示于显示单元16b的三维数据通过指定由拍摄终端12得到的位置信息或基于实时
影像的视角所近似的角度以及范围，能够显示作为检查对象的部位的三维数据。
43.在操作终端16中，通过对拍摄终端12输出拍摄指示，能够得到视角与显示于显示单元16b的三维数据一致或近似的图像数据。由拍摄终端12获取的图像数据会因透镜、拍摄角度或远近等而失真，因此在操作终端16中通过运算单元进行与三维数据的构造平面匹配的变换。具体而言，对于三维数据和图像数据，分别指定多个对应的特征点，将图像数据投影于坐标系(二维坐标系或三维坐标系)。然后，进行变换使被投影于坐标系的图像数据的特征点间的平面距离(例如x-y坐标系的距离)与三维数据中的对应的特征点间的平面距离一致即可。
44.在运算单元中，实施将进行了与构造平面匹配的变换的图像数据贴到三维数据的表面的纹理映射(texture mapping)处理。就纹理映射而言，针对匹配了平面距离的各特征点，在赋予被提供给三维数据的特征点的进深信息(日语：奥行情報)之后进行贴附即可。通过进行这样的处理，能够利用三维数据在视觉及感觉上了解检查部位是构造物的哪个部分。
45.另外，在运算单元中进行如下处理：对于位置信息共通的检查部位(共通部位)，在不同时期进行了多次拍摄的情况下，按每个拍摄时期制作图层，并将纹理映射重叠显示(日语：重複表示)，然后记录在管理服务器14的检查信息数据库14a中。通过实施这样的处理，对于检查部位，能够根据需要了解以前的状态，能够在视觉及感觉上了解劣化的进行状况和场所。
46.(方法)
47.接着，参照图3，对使用了上述那种结构的管理系统10的检查数据的生成及管理的方法进行说明。
48.首先，设置用于拍摄作为检查对象的构造物50的检查部位的拍摄终端12，将通过拍摄终端12得到的实时影像发送至操作终端16(步骤10：拍摄终端的设置)。
49.在操作终端16中，在显示单元16b显示相当于构造物50的检查部位的影像的状态下，从管理服务器14读取三维数据并显示于显示单元16b。此时，通过拍摄终端12得到的影像和从管理服务器14读取到的三维数据可以并列显示在同一画面上，也可以通过画面切换进行显示(步骤20：三维数据读取显示)。
50.从操作终端16向拍摄终端12输出拍摄指示，获取图像数据。对于获取的图像数据，确定与三维数据中所确定的特征点对应的特征点，实施与构造平面匹配的变换(步骤30：图像数据的变换)。
51.进行纹理映射处理，将完成了与三维数据的构造平面匹配的变换而得到的图像数据贴附于三维数据。在纹理映射中，作为图像图层贴附于三维数据，拍摄了图像数据的位置信息、日期时刻信息与各图层相关联(步骤40：图像数据的纹理映射)。
52.在实施图像数据的纹理映射的工序中，在已经将图像数据贴附于三维数据的情况下，新贴附的图像数据作为与以前进行了关联的图像数据不同的图像图层被贴附于三维数据(步骤50：新的图像数据的映射)。
53.将图像数据作为位置信息、日期时刻信息被确定的图层贴附(进行关联)于三维数据所得到的数据(检查信息数据)记录在管理服务器14的检查信息数据库14a中(步骤60：检查信息数据的记录)。
54.(效果)
55.通过使用如上述那样的管理系统10对检查数据进行管理，能够将图像数据以保持原样不变地载置于桥梁等作为检查对象的构造物50的三维数据上的状态(贴附的状态)进行保存管理。因此，能够以与桥梁等构造物50的实际尺寸相对应的形态掌握损伤部位的位置或损伤范围。另外，贴附于三维数据的图像数据按每个拍摄日期时刻作为图层重叠地进行记录，因此能够根据需要与过去的图像数据进行比较，能够识别、判定损伤的程度(变化或劣化的进行程度等)。
56.另外，由于将三维数据或图像数据、位置信息、日期时刻信息等以与1个数据(三维数据)相关联的状态进行记录，所以能够用单一的数据库进行记录、管理。
57.而且，在使拍摄终端12为无人机12c的情况下，能够实现拍摄作业的自动化，并且即使在难以拍摄的场所，也能够削减组装脚手架等的劳力或时间。
58.产业上的可利用性
59.在上述实施方式中，列举了桥梁作为检查对象的构造物50的一例，但是也能够适用于滑雪场的升降机支柱或闸门的门扇、浮码头、天然气或石油的储罐、铁塔等桥梁以外的钢构造物的检查数据的管理。