FOCUS-T

FOCUS-T（Fine Optical Concrete Surface Survey System for Tunnel）はALPHA PRODUCT社が開発した高精度デジタルカメラで遠方から構造物を撮影し、外観検査を行う技術をトンネルに特化させたものです。

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コウキコンサルタントではFOCUS-Tの東北地区業務代行を担当しています。

small_title 高精度画像により、トンネル覆行のクラック・浮き・剥離その他の劣化を調査するシステム
  • クラックは専用ソフトによる自動抽出で、幅と長さを0.2ミリ単位で自動計算。
  • 高精度画像データと合わせ、浮き・剥離の箇所を判定できる。
  • 画像データから漏水その他の劣化箇所が把握できる。
  • 定期的な調査で劣化の進展が把握できる。
 撮影範囲
small_title 全体の構成と考え方
扇状に配列した15台のデジタルカメラによる1回の撮影で、トンネル内径の延長80センチの画像を取得。

これを接合して全体の高精細画像を作成する。

また、得られた画像を専用ソフトで自動処理することにより、クラックの幅と長さのデータを0.2mm単位で抽出し詳細なクラック分布のデータを作成する。

クラックの幅の変化とクラックの平行度及び閉曲線となる箇所を基準に画像情報と照合し、トンネル内面覆工の浮きと剥離の箇所を判定。同時に漏水等の箇所も記録する。

 focus-t001(カメラ同列配置)

 

small_title クラック自動抽出のプロセス
クラックの自動抽出は、専用ソフトを使用。

対象の画像を選択し、8つのプロセスを経て抽出が完了する。

画像によって各プロセス毎のパラメータを適切に設定する。

設定後は１枚あたり30秒未満で抽出処理は完了する。

※右の写真はデモ用のもので、実際の処理画面とは異なる。
※専用ソフトを使用するPCの仕様
Windows 7 64bit,Intel Core-i7:3.5GHz以上
RAM 8GB以上

 クラック自動抽出のプロセス
small_title 撮影条件の決定（国土交通省試行、半径5.5mのトンネルの場合）

2410万画素のカメラを使用するので、下記の表から距離5.5mでの焦点距離を計算し、使用レンズ焦点距離は約160mm1台のカメラでの１回の撮影範囲は800✕1,200mmとなる。（2410万画素センサー画素構成:4000✕6000）

画像接合のために10cmのオーバーラップを取るので有効な撮影面積は700✕1,200mm、従って70cm単位で前進しながら撮影すれば良い。撮影速度は実測で10m当たり6-7分である。さらに半径の大きなトンネルの場合、精度0.3mmであれば半径10mまで対応でき、精度を0.2mmとするのであればカメラ台数を増やすことで対応できる。

撮影条件 レンズ焦点距離
small_title カメラのコントロール
15台のカメラの撮影その他のコントロールは、制御ソフトをインストールした2台のノートPCで行う。

撮影データもこのPCに転送して一括管理する。

 カメラ制御
small_title 照明と関連機材
十分な照度を持ち、適切な色湿度と分光スペクトルを持つ光源としてメタルハライドランプ（11万ルーメン）を使用し、4基を下部を被覆して搭載する。 照明と関連機材
small_title 抽出クラックおよび浮きと剥離

赤枠が浮きの箇所、各色別の線が自動抽出のクラック。

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対応トンネル内径と精度0.2mm精度・・・半径5.3～5.6m・0.3mm精度・・・半径5.6～10.0m
※さらに大きなトンネル半径と精度にはカメラ台数を増やして対応。
撮影速度6～7分/10m（車線規制は2車線のみで実施）
得られるデータ①高精細画像
②0.2mmもしくは0.3mm単位のクラックデータ（自動抽出、長さ・幅）
③浮きの推定:箇所、剥離の確定箇所（クラックデータと画像から解析）
撮影仕様機材デジタルカメラ:Nikon: D7100（15台をノートPC2台でコントロール）
レンズ:Nikon AF-S Nikkor 80-400mm f/4.5-5.6G ED VR
高輝度グリーンレーザーポインター34基
位置決め用赤色レーザーポインター3基
上記を搭載する専用架台
全備重量約100kg（カメラ、レンズ、レーザーポインター各種電源含む）
解析機材PC（Windows 7-64bit、16GB、core i-7、グラフィックカード搭載）
クラック自動抽出ソフト
画像処理ソフト:ADOBE Photo Shop（前処理に使用）

※車に搭載するその他の機器
バルーン投光器4機
遮光板
基準設定用レーザー測定器