モード解析方法、モード解析システム、変位計測方法、および変位計測システム
【課題】精度良好なモード解析や変位計測を簡便かつ低コストで行う。
【解決手段】構造物上における複数の観測点６それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物２０を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、デジタルビデオカメラ２３０を、撮影目標物２０が撮影範囲に収まるよう配置するか、または、デジタルビデオカメラ２４０を不動点８に設置する第２の工程と、前方の撮影目標物２０の撮影を行う第３の工程と、撮影目標物２０に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関し前記不動点８を起点として各静止画像間での変位方向を特定する第４の工程と、前記特定した各観測点６での変位方向に基づき各観測点６を連ねた領域に関する変形モードを特定する第５の工程とを実行する。
【解決手段】構造物上における複数の観測点６それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物２０を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、デジタルビデオカメラ２３０を、撮影目標物２０が撮影範囲に収まるよう配置するか、または、デジタルビデオカメラ２４０を不動点８に設置する第２の工程と、前方の撮影目標物２０の撮影を行う第３の工程と、撮影目標物２０に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関し前記不動点８を起点として各静止画像間での変位方向を特定する第４の工程と、前記特定した各観測点６での変位方向に基づき各観測点６を連ねた領域に関する変形モードを特定する第５の工程とを実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モード解析方法、モード解析システム、変位計測方法、および変位計測システムに関するものであり、具体的には、精度良好なモード解析や変位計測を簡便かつ低コストで行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種構造物は様々な外力によって変形を生じることがある。構造物に劣化、損傷など生じている場合、そうした変形は大きくなる傾向にあり、構造物の健全性を把握するために変形の観測は重要となる。従来の手法としては、構造物の観測箇所に達する足場を組み、該当観測箇所に測定子を当接させたダイヤルゲージを設置し、このダイヤルゲージの表示値を観測する手法があるが、観測に際して設置する仮設構造物が大がかりとなり計測が容易でなかった。別の手法として、構造物に振動センサや加速度計を取付け、その計測値の積分処理等を行って変位量を観測するといった技術も提案されている。また他にも、予め観測箇所の画像を撮影しておき、この画像と以後撮影した画像とのずれを観測箇所の変位量として求める手法などもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平１−３６９７６号公報
【特許文献２】特開平５−３３９９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ある方向に対して長さのある構造物の場合、外力に対するその構造物の挙動を解析して、構造物の状態を把握しようとすると、各点における変位量や振動数だけでなく、構造物全体の変形モードや振動モードを確認することも重要となる。想定される外力と構造物の強度特性等に基づくコンピュータシミュレーションを行って振動モードを推定する方法も存在するが、これはあくまでシミュレーションであり、実体の確認とはならない。
従来、こうした振動モード等の特定にあたり、上述した、加速度センサにて測定される加速度値を積分し変位を求める手法等を用いていたが、その場合、センサなど測定装置を構造物に設置して計測を行う必要がある。しかしながら、そもそも測定装置の十分な設置場所を構造物にて確保できない場合や、機材、人員の配置用として構造物周囲に大がかりな仮設の足場を組む必要がある場合などもあり、計測自体が困難となったり、計測のための手間やコストが増大するといった問題があった。
【０００５】
そこで本発明では、精度良好なモード解析や変位計測を簡便かつ低コストで行う技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明のモード解析方法は、構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置するか、または、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、前記撮影で得た撮影目標物に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関し、前記不動点を起点として各静止画像間での変位方向を特定する第４の工程と、前記特定した各観測点での変位方向に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する第５の工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明では、従来のように、センサなど測定装置を構造物の複数点に設置して計測を行う必要も無く、構造物周囲に足場等の仮設構造物を組む為の手間やコストなども抑制されることとなる。また、観測点での変位量の絶対値が測定しにくく変位方向のみ特定できるような状況であっても、不動点を起点として構造物の変形モードを効率的かつ確実に特定することできる。よって本発明によれば、精度良好なモード解析を簡便かつ低コストで行うことが可能となる。
【０００８】
なお、前記モード解析方法の前記第４の工程において、前記撮影で得た撮影目標物に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定し、前記第５の工程において、前記算定した各観測点での所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する、としてもよい。なお、前記静止画像中における所定画素に関して各静止画像間で特定する変位は、そのベクトルも概念に含むものとする。従って、前記不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算する際には、方向成分を考慮して変位の合算が行われる（以下同様）。この発明によれば、前記変形モードを変位量の絶対値に基づいて精度良く特定することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の他のモード解析方法は、構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置し、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、前記撮影で得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する第４の工程と、一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける第５の工程と、前記各観測点での所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する第６の工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、不動点に設置された撮影目標物（デジタルビデオカメラを含む概念）に関する映像中の所定画素を起点にし、各測定点での変位方向を特定することが可能であり、更には、不動点を起点に各測定点での変位量を合算して任意の測定点での変位量を算定できる。なお、ある不動点から他の不動点に至る間の測定点について変位量を順次合算していけば、本来その合算値はゼロとなるはずである。実際の合算値がゼロでない場合、それは測定誤差であると考えられるため、この誤差分の測定値を各測定点での計測値に振り分けることで変位観測の精度を向上させ、ひいては変形モードの解析精度を向上させることができる。
【００１１】
なお、前記複数の観測点が構造物上において環状に連なっている場合、前記第２の工程において、前記不動点上の撮影目標物と前記最後方のデジタルビデオカメラを兼ねる起点デジタルビデオカメラを不動点に設置し、前記第３の工程において、各デジタルビデオカメラおよび起点デジタルビデオカメラにより、前記環状の連なりにおいて隣接する他のデジタルビデオカメラなどの撮影目標物の撮影を行う、としてもよい。こうした発明によれば、測定点間に存在する不動点に設置された起点デジタルビデオカメラの映像中の所定画素を起点にし、各測定点での変位方向を特定することが可能であり、更には、不動点から各測定点での変位量を合算して任意の測定点での変位量を算定できる。また、環状に存在する各測定点の変位量を、例えば不動点前方の測定点から不動点後方の測定点まで順次合算し、その合算値すなわち誤差分の測定値を各測定点での計測値に振り分けることで変位観測の精度を向上させ、ひいては変形モードの解析精度を向上させることができる。
【００１２】
なお、前記モード解析方法において、前記特定した変形モードを時系列順に連続させて振動モードを特定する第７の工程を含むとしてもよい。これによれば、振動の振幅方向と直交する方向に長さのある構造物において、振動モードを特定することが可能となり、構造物の状態や外力に対する挙動をより詳細に確認する情報を取得することができる。また、変位量を利用することとすれば、前記振動モードをより精度良く特定することが可能となる。
【００１３】
また、前記モード解析方法の前記第３の工程において、前記各デジタルビデオカメラの撮影範囲に向け、発光装置による発光を行い、前記第４の工程において、前記映像を構成するフレームのうち前記発光が写り込んでいるフレームを、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点と特定し、このフレームを起点に一定時間毎の静止画像を抽出することを特徴とするとしてもよい。
【００１４】
従来では、測定装置間の同期をとるために、例えば電気信号を測定装置に一斉通知するなどの手法がとられていたが、マイクロ秒単位での同期が必要なことから、各測定装置に固有の動作時間の差異、ネットワーク遅延等の問題があって、精度良く同期を図ることはかなり困難であった。しかしながら、上記のような本発明によれば、各デジタルビデオカメラに固有の差異等に関係なく、デジタルビデオカメラ間で同時刻に撮影されたフレームを起点として特定することができる。なお、各デジタルビデオカメラのうち、発光装置からの発光を直接撮影できない位置にあるものについては、発光装置と該デジタルビデオカメラとの間に、前記発光を導く鏡等の反射材を適宜設置し、反射光をデジタルビデオカメラの撮影領域に導くとしてもよい。
【００１５】
また、前記モード解析方法の前記第３の工程において、前記各デジタルビデオカメラの撮影範囲に向けた、前記発光装置による発光を、所定時間のみの短時間発光とし、前記第４の工程において、前記映像を構成するフレームのうち前記発光装置による短時間発光が写り込んでいるフレームを、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点と特定し、このフレームを起点に一定時間毎の静止画像を抽出するとしてもよい。このように、発光装置による発光を短時間の発光、例えばフラッシュの発光のごときものとすれば、発光が写り込むフレーム数が限定的となって、その他のフレームとの区別が明確になり、ひいては各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を確実に特定することが可能になる。
【００１６】
また、本発明の変位計測方法は、構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置するか、または、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、前記撮影で得た撮影目標物に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する第４の工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明では、従来のように、センサなど測定装置を構造物の複数点に設置して計測を行う必要も無く、構造物周囲に足場等の仮設構造物を組む為の手間やコストなども抑制されることとなる。また、不動点を起点として構造物の変位量を効率的かつ確実に特定することできる。よって本発明によれば、精度良好な変位計測を簡便かつ低コストで行うことが可能となる。
【００１８】
また、本発明の他の変位計測方法は、構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置し、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、前記撮影で得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する第４の工程と、一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける第５の工程と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、不動点を起点に各測定点での変位量を合算して任意の測定点での変位量を算定できる。なお、ある不動点から他の不動点に至る間の測定点について変位量を順次合算していけば、本来その合算値はゼロとなるはずである。実際の合算値がゼロでない場合、それは測定誤差であると考えられるため、この誤差分の測定値を各測定点での計測値に振り分けることで変位観測の精度を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明のモード解析システムは、構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めたデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、前記情報処理装置は、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラによる前方の不動点に所在する撮影目標物の撮影、または、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方のものであって、不動点に設置されたデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、および前記最前方と最後方の各デジタルビデオカメラ以外のデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関し、前記不動点を起点として各静止画像間での変位方向を特定する処理と、前記特定した各観測点での変位方向に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する処理を実行するものである、ことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明のモード解析システムは、構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、前記情報処理装置は、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラによる前方の不動点に所在する撮影目標物の撮影、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方のものであって、不動点に設置されたデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、および、前記最前方と前記最後方の各デジタルビデオカメラ以外のデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する処理と、一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける処理と、前記各観測点での所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する処理とを実行するものである、ことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の変位計測システムは、構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、前記情報処理装置は、各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影で得た撮影目標物に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する処理を実行するものである、ことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の変位計測システムは、構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、前記情報処理装置は、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラによる前方の不動点に所在する撮影目標物の撮影、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方のものであって、不動点に設置されたデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、および、前記最前方と前記最後方の各デジタルビデオカメラ以外のデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する処理と、一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける処理とを実行するものである、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、精度良好なモード解析や変位計測を簡便かつ低コストで行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態におけるモード解析システムの説明図である。
【図２】第１の実施形態におけるモード解析システムを構成する各装置類のハードウェア構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態のモード解析方法の処理手順例を示す説明図である。
【図４】第１の実施形態の二値化画像例を示す説明図である。
【図５】第１の実施形態の変位例を示す説明図である。
【図６】第１の実施形態の処理結果例１を示す説明図である。
【図７】第１の実施形態の処理結果例２を示す説明図である。
【図８】第２の実施形態におけるモード解析システムの説明図である。
【図９】第２の実施形態におけるモード解析方法の処理手順例を示す説明図である。
【図１０】第３の実施形態におけるモード解析システムの説明図である。
【図１１】第４の実施形態におけるモード解析システムの説明図である。
【図１２】第５の実施形態におけるモード解析システムの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
−−−システム等の構成例−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、第１の実施形態におけるモード解析システム１０の説明図である。このモード解析システム１０は、精度良好なモード解析を簡便かつ低コストで行うものであり、図１に示すように、情報処理装置１００、複数のデジタルビデオカメラ２００で構成されており、デジタルビデオカメラ２００の中には、最前方のデジタルビデオカメラ２３０および最後方のデジタルビデオカメラ２４０が含まれている。
【００２７】
ここでは、解析対象の構造物として橋梁１の橋桁２を例示する。橋梁１を車両や鉄道など所定の重量を持った移動体が通行すれば、移動体の自重や移動速度の大きさ等に応じて橋桁２が鉛直方向に振動したり沈み込んだりすることとなる。橋梁１の健全性を診断したり、振動モードを把握する場合、こうした橋桁２の変位を観測し変位量を得ておくことは重要である。なお、モード解析の適用対象としては、前記橋梁１の他に、例えば、管路、架線などの各種構造物、或いは変形観測がなされる地盤も想定できる。
【００２８】
第１の実施形態では、橋梁１において適宜な橋脚の間に渡された橋桁２の上に複数の観測点６を設定している。勿論、橋桁２以外の箇所を観測点としてもよい。図１において、橋桁上の測定点６ｘには撮影目標物２０の１つとしてターゲット２１が配置されている。このターゲット２１は最前方のデジタルビデオカメラ２３０の撮影目標物２０となる。また、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０より後方の橋桁延長方向において、一定距離毎に離間した各観測点６ｂ〜６ｅのそれぞれに、前方にある撮影目標物２０である他観測点のデジタルビデオカメラを撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラ２００が連ねて設置されている。
【００２９】
また、橋梁１を架橋する地盤３を、橋梁上での車両通行等にかかわらず変位が生じない不動点８と捉えて、この不動点８に前記最後方のデジタルビデオカメラ２４０を設置している。最後方のデジタルビデオカメラ２４０は、前記複数の観測点６におけるデジタルビデオカメラ２００の連なりのうち最後方に位置している。したがって、第１の実施形態においては、最前方のデジタルビデオカメラ２３０、不動点８である地盤３に設置された最後方のデジタルビデオカメラ２４０、これらデジタルビデオカメラ２３０、２４０以外のデジタルビデオカメラであって橋桁上の他の観測点６のデジタルビデオカメラ２００、の少なくとも３台のデジタルビデオカメラが、撮影範囲を介して直列的に連なっている。
【００３０】
ただし、図１に例示するように、最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０、前記他の観測点６のデジタルビデオカメラ２００、らが直列に連なる配置形態のみならず、各デジタルビデオカメラが前方の観測点６における前記ターゲット２１や他のデジタルビデオカメラなどの撮影目標物を撮影範囲に捉える配置であればよい。従って、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０ないし前記最後方のデジタルビデオカメラ２４０を一端としたデジタルビデオカメラ２００の連なり形状が、橋梁上空から見て蛇行していたり、鈎型に屈曲を繰り返していたり、といった具合に様々であってもよい。
【００３１】
なお、撮影目標物２０としては、上述したターゲット２１の他に解析対象の構造物（この例では橋梁１）が具備する部材等の一部や、前記ターゲット２１の三脚や支柱などの設置用部材なども想定でき、また、前記デジタルビデオカメラ２００の他にデジタルビデオカメラ付帯のアクセサリ類、三脚や支柱などの設置用部材、なども想定できる。
【００３２】
また、前記モード解析システム１０において、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０、前記他の観測点６のデジタルビデオカメラ２００、らの撮影範囲に向け発光を行う発光装置３００が含まれるとすれば好適である。この発光装置３００としては、カメラ撮影時に使用されるフラッシュを採用できる。発光装置３００による発光は、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０、前記他の観測点６のデジタルビデオカメラ２００らが撮影した映像中に写り込むことになる。映像中に写り込んだ発光は、後述する情報処理装置１００での処理に際し、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点の目印となるものである。すなわち、情報処理装置１００は、映像を構成するフレームのうち前記発光が写り込んでいるフレームを、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点と特定するのである。従って、複数フレームを跨って発光が撮影されないよう、フレームレートが示す１フレームの撮影時間以下で前記発光がなされるよう、発光装置３００での発光時間は調整してある。
【００３３】
前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０から前記最後方のデジタルビデオカメラ２４０に至る各デジタルビデオカメラ同士は、前方の撮影目標物２０である前記ターゲット２１および他のデジタルビデオカメラを撮影範囲に収めるよう連なって設置されるから、橋桁２の延長方向など視準方向が或る程度揃っている。従って、揃った視準方向に合わせて前記発光装置３００での発光を行えば、いずれのデジタルビデオカメラでも発光を捉えることが可能となり、同期を図るための作業や手間が簡略化される。
【００３４】
なお、前記発光装置３００の発光がデジタルビデオカメラ（前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０、前記他の観測点６のデジタルビデオカメラ２００）の撮影範囲に入らないおそれがある場合、発光装置３００で発光された光が障害物等を回避して該当デジタルビデオカメラに到達できるよう、適宜な位置に反射材として鏡４００を配置するとしてもよい。このような形態を採用すれば、交通量や障害物が多かったりといった困難な状況であっても、これに柔軟に対応して発光装置３００からの発光をデジタルビデオカメラに導くことができる。ひいては、より確実に上述の所定時点の特定が可能になる。
【００３５】
従来では、撮影装置間の同期をとるために、電気信号を撮影装置に一斉通知するなどの手法がとられていたが、各撮影装置に固有の動作時間の差異、ネットワーク遅延等の問題があって、精度良く同期を図ることはかなり困難であった。しかしながら、上記のように発光装置３００の発光を利用することで、各デジタルビデオカメラに固有の差異等に関係なく、デジタルビデオカメラ間で同時刻に撮影されたフレームを起点として特定することができる。
【００３６】
続いて、第１の実施形態のモード解析システム１０を構成する各装置について、そのハードウェア構成を詳述する。図２は、第１の実施形態におけるモード解析システム１０を構成する各装置らのハードウェア構成例を示す図である。第１の実施形態のモード解析システム１０を構成する情報処理装置１００は、コンピュータとして備えるべき、ハードディスクドライブなど不揮発性記憶装置たる記憶部１０１、ＲＡＭなど揮発性記憶装置たるメモリ１０３、記憶部１０１のプログラム１０２をメモリ１０３に読み出して実行するＣＰＵたる演算部１０４、ユーザからの指示を受け付けるキーボードやマウス等の入力部１０５、処理結果を出力するディスプレイ装置やスピーカーといった出力部１０６、他装置とデータ授受を行うためのインターフェイス部１０７を備えている。
【００３７】
また、モード解析システム１０を前記情報処理装置１００と共に構成するデジタルビデオカメラ２００（最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０を含む）は、所定レベルのフレームレートで動画撮影が可能なビデオカメラであり、ビデオカメラとして備えるべき一般的構成は勿論具備している。このデジタルビデオカメラ２００は、撮影用の光学系装置２０９や映像データの格納用媒体２１０（各種記録媒体とそのリーダライタ、ハードディスクドライブ等）の他に、映像データのデジタル処理など各種情報処理を実行するためのコンピュータチップが備わっている。このコンピュータチップは、不揮発性記憶装置たる記憶部２０１、揮発性記憶装置たるメモリ２０３、記憶部２０１からプログラム２０２をメモリ２０３に読み出して実行するＣＰＵたる演算部２０４、および他装置とデータ授受を行うためのインターフェイス部２０７を含んでいる。
【００３８】
続いて、モード解析システム１０を構成する情報処理装置１００の演算部１０４が、プログラム１０２の実行により実現する処理について説明する。情報処理装置１００は、前記複数の観測点６におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラ２３０による前記ターゲット２１の撮影、および、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０以外の各デジタルビデオカメラ（最後方のデジタルビデオカメラ２４０含む）による前記連なりにおける前方の他デジタルビデオカメラの撮影、で得た撮影目標物２０たる、前記観測点６ｘのターゲット２１および前記観測点６ａ〜６ｅの各デジタルビデオカメラに関する映像を、各デジタルビデオカメラのインターフェイス部２０７から取得し、該映像データから、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出する。
【００３９】
なお、デジタルビデオカメラ２００（最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０含む）らは、情報処理装置１００からの映像データの取得要求をインターフェイス部２０７にて受け付け、この要求に応じて格納用媒体２１０から映像データを読み出し、これをインターフェイス部２０７を介して情報処理装置１００に送信する。或いは、情報処理装置１００のインターフェイス部１０７に接続された所定の読み取り装置に対し、ユーザが各デジタルビデオカメラらの格納用媒体２１０をセットし、前記読み取り装置が格納用媒体２１０から読み取った映像データを情報処理装置１００に送るとしてもよい。
【００４０】
また前記情報処理装置１００は、前記抽出した静止画像中における所定画素に関し、前記最後方のデジタルビデオカメラ２４０が所在する不動点８を起点として各静止画像間での変位方向を特定し、前記特定した各観測点での変位方向に基づき、前記構造物たる橋梁１の各観測点６を連ねた領域に関する変形モードを特定する。なお、前記情報処理装置１００は、前記撮影で得た各観測点６に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記最後方のデジタルビデオカメラ２４０が設置された不動点８より該当観測点に至る観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定するとすれば好適である。
【００４１】
なお、前記情報処理装置１００は、前記抽出した各静止画像において撮影目標物２０たるデジタルビデオカメラ２００やターゲット２１の所定箇所（例：特定の部品等）を含む所定範囲の画像について二値化処理を行う処理を実行することとなる。画像の二値化処理は、画素の濃淡情報が一定閾値より小さければ白色、一定閾値より大きければ黒色といった具合に、各画素を黒白二色に振り分ける処理となる。こうした二値化処理の手法自体は従来手法を採用すればよい。また、こうした二値化処理を実行するためのプログラムが前記プログラム１０２には含まれている。また、前記情報処理装置１００は、二値化処理された前記所定範囲の画像においてデジタルビデオカメラ２００やターゲット２１の所定箇所（予め定めたもので寸法は判明している）を特定し、該特定した所定箇所の各静止画像間での画素数単位の変位を特定することとなる。デジタルビデオカメラ２００やターゲット２１は橋梁１の観測点６に固定されているから、前記デジタルビデオカメラ２００やターゲット２１など撮影目標物２０の所定箇所は観測点６と同意とみなせる。
【００４２】
二値化処理された前記所定範囲の画像において前記所定箇所を特定する処理は、情報処理装置１００が、入力部１０５にてユーザから該当画像の指定を受けて特定する場合があげられる。或いは、情報処理装置１００が、前記所定箇所の形状パターンのデータ（例：所定箇所を描画する際の各線分の長さと描画角度等のデータ）を記憶部１０１に保持していて、その形状パターンに合致する黒色画素の集合体を前記所定箇所と認識するといった画像認識処理を行う場合もあげられる。
【００４３】
また、特定した前記所定箇所つまり所定画素に関して各静止画像間での変位を特定するにあたっては、前記所定画素に関する画素数単位の変位と前記所定箇所に関して予め判明している寸法とに基づいて処理を行う。例えば、各静止画像の座標平面上における、前記所定箇所に対応した画素の座標値を、所定時間間隔の静止画像間で比較し、各静止画像の前記座標値の間の距離を算定することで画素数単位の変位が得られる。当然、画素数単位の変位がそのまま実際の所定箇所の変位量とならないから、その場合、既知の寸法値に対する画素数から単位画素あたりの変位量を示す係数値を情報処理装置１００が記憶部１０１等に予め保持しておき、各静止画像の前記座標値の間の距離すなわち画素の変位量に前記係数値を乗算し、所定箇所の変位量を算定するとすればよい。
【００４４】
情報処理装置１００は、前記最後方のデジタルビデオカメラ２４０が設置された不動点８より、例えば、該当観測点６ｃに至るまでの各観測点６ｅ、６ｄ、６ｃについて得た各変位を、“０．１＋０．２＋０＝０．３”ｍｍなどと合算することで、観測点６ｃでの所定時間毎の変位量を“０．３ｍｍ”と算定できる。
【００４５】
また、前記情報処理装置１００は、前記算定した各観測点での所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物たる橋梁１の各観測点６を連ねた領域において、該当観測点での前記変位量に応じた変位の発生が所定時間毎に生じる変形モードを特定する。この処理の詳細については後述する。
【００４６】
ここで、ＣＰＵ等の演算部によりプログラムを実行することで、必要な機能を実装する例をあげたが、必要な機能を実現する電子回路等を前記情報処理装置１００やデジタルビデオカメラ２００らが備えていて、同様の処理を実行するとしても勿論問題ない。
【００４７】
−−−モード解析方法の手順例−−−
次に、第１の実施形態におけるモード解析方法の処理手順について説明する。図３は、第１の実施形態におけるモード解析方法の処理手順例を示す説明図である。まず、解析対象となる橋桁２に複数設定された観測点６のそれぞれに、橋桁２の延長方向のうち一方にレンズを向けてデジタルビデオカメラ２００を設置する（ｓ１００）。この時、各デジタルビデオカメラ２００は、その前方にある他観測点のデジタルビデオカメラを撮影範囲に収めるよう視準方向等を調整している。また、デジタルビデオカメラ２００のうち最前方のデジタルビデオカメラ２３０は、その前方にあるターゲット２１を撮影範囲に収めるよう視準方向等を調整している。また、デジタルビデオカメラ２００のうち最後方のデジタルビデオカメラ２４０は、橋梁上での変位発生に無関係であって変位を生じない不動点８たる前記地盤３に設置する（ｓ１０１）。この最後方のデジタルビデオカメラ２４０は、橋桁上に設置された前記デジタルビデオカメラ２００の連なりのうち最後方に位置する。
【００４８】
各デジタルビデオカメラ２００（最前方のデジタルビデオカメラ２３０および最後方のデジタルビデオカメラ２４０含む。以下同様）の間、および最前方のデジタルビデオカメラ２３０とターゲット２１との間の各距離は、デジタルビデオカメラの望遠撮影機能において所定解像度でターゲット２１ないしデジタルビデオカメラの所定箇所を撮影できる距離となる。なお、前記所定箇所は予め寸法が判明しているターゲット２１ないしデジタルビデオカメラに本来備わる部品、部材等である場合の他、ターゲット２１ないしデジタルビデオカメラに付帯させるアクセサリ類、ターゲット２１ないしデジタルビデオカメラの表面にペイントしたり所定部材を取り付けて実現する目印、などであっても勿論問題ない。
【００４９】
上述のように設置がなされたデジタルビデオカメラ２００らのインターフェイス部２０７と、情報処理装置１００のインターフェイス部１０７とは所定の通信ケーブル、ないし無線通信手段でデータ授受可能に接続しておくと好適である。
【００５０】
各デジタルビデオカメラ２００らは、観測担当者からの指示をリモコンからの赤外線通信等を介して受信し、自身が撮影を担当する観測点６のターゲット２１ないしデジタルビデオカメラ２００に対する撮影を開始する（ｓ１０２）。或いは、デジタルビデオカメラ２００らが、自身で備えるタイマー機能２０６等で予めセットされた一定時刻の到来を検知して、自律的に撮影を開始するとしてもよい。また、前記発光装置３００が、上記観測担当者からの指示を前記デジタルビデオカメラ２００らと同様に受けて、指示受信から一定時間後に所定時間だけ発光動作を行う（ｓ１０３）。一定時間後に発光動作を行うのは、各デジタルビデオカメラ２００らが確実に該発光を撮影できるよう、全てのデジタルビデオカメラ２００において撮影が開始済みとなったタイミングを見計らう意図がある。
【００５１】
各デジタルビデオカメラ２００は、撮影の進行と共に、得られた映像データを格納用媒体２１０に格納している。当然、この映像データを構成するいずれかのフレームには、前記発光装置３００による発光が写り込んでいる。各デジタルビデオカメラ２００は、インターフェイス部２０７を介して接続された情報処理装置１００に対し、映像データを一定時間毎またはリアルタイムにアップロードするとしてもよい。
【００５２】
一方、情報処理装置１００は、映像データ取得要求を各デジタルビデオカメラ２００に通知する（ｓ１０４）。他方、各デジタルビデオカメラ２００は、情報処理装置１００からの映像データ取得要求をインターフェイス部２０７にて受け付け、この要求に応じて格納用媒体２１０から映像データを読み出し、これをインターフェイス部２０７を介して情報処理装置１００に送信する（ｓ１０５）。或いは、情報処理装置１００のインターフェイス部１０７に接続された所定の読み取り装置に対し、ユーザが各デジタルビデオカメラ２００の格納用媒体２１０をセットし、前記読み取り装置が格納用媒体２１０から読み取った映像データを情報処理装置１００に送るとしてもよい。
【００５３】
こうして情報処理装置１００は、撮影目標物２０であるターゲット２１ないしデジタルビデオカメラ２００における所定箇所を含む所定領域に関する映像データを、前記デジタルビデオカメラ２００らから取得し（ｓ１０６）、記憶部１０１に格納する。また情報処理装置１００は、前記ステップで取得した映像データを即座に或いは一定期間毎に記憶部１０１から読み出し、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点、すなわち前記発光が写り込んだフレームを起点に、１／３０秒といった所定時間毎すなわち各フレームの静止画像を抽出する（ｓ１０７）。動画からの静止画像の抽出処理については既存の技術を適用すればよい。
【００５４】
なお、各観測点６のデジタルビデオカメラ２００や不動点８の最後方のデジタルビデオカメラ２４０らは、姿勢を水平に保つことでより正確な測定が可能となり好適である。
【００５５】
次に情報処理装置１００は、前記ステップで抽出した各静止画像において、前記ターゲット２１ないしデジタルビデオカメラ２００の所定箇所を含む所定範囲の画像について二値化処理を行う（ｓ１０８）。画像の二値化処理は、画素の濃淡情報（コントラスト情報）が示す値と一定閾値とを比較し、濃淡値が閾値より小さければ白色、逆に濃淡値が閾値より大きければ黒色といった具合に、各画素を黒白二色に振り分ける処理となる。こうした二値化処理の手法自体は従来手法を採用すればよい。また、こうした二値化処理を実行するためのプログラムが前記プログラム１０２には含まれている。
【００５６】
続いて情報処理装置１００は、前記ステップで二値化処理された前記所定範囲の画像において、前記所定箇所を特定する（ｓ１０９）。二値化処理された前記所定範囲の画像（図４参照）において所定箇所を特定する処理は、情報処理装置１００が、入力部１０５にてユーザから該当画像の指定（範囲指定や要素指定など）を受けて特定する場合があげられる。或いは、情報処理装置１００が、前記所定箇所の形状パターンのデータ（例：所定箇所を描画する際の各線分の長さ、線分間の距離、描画角度等のデータ）を記憶部１０１に保持していて、その形状パターンに合致する黒色画素の集合体を前記所定箇所と認識するといった画像認識処理を行う場合もあげられる。
【００５７】
情報処理装置１００は、前記ステップで特定した前記所定箇所の、各静止画像間での画素数単位の変位を特定する（ｓ１１０）。所定箇所の各静止画像間での画素数単位の変位は、各静止画像の座標平面上における、前記所定箇所に対応した画素の座標値を、一定時間間隔の静止画像間で比較し、各静止画像の前記座標値の間の距離を算定することで得られる。
【００５８】
当然、画素数単位の変位の量がそのまま実際の所定箇所の変位量とならないから、その場合、既知の寸法値に対する画素数から単位画素あたりの変位量を示す係数値を情報処理装置１００が記憶部１０１等に予め保持しておき、各静止画像の前記座標値の間の距離すなわち画素の変位量に前記係数値を乗算し、所定箇所の変位量を算定するとすればよい。
【００５９】
図５の例で示すように、時刻Ａの静止画像における観測点６ａ設置のデジタルビデオカメラ２００に関する所定画素ｘの座標値（１０，１０）、時刻Ａから１／３０秒後の時刻Ｂの静止画像における前記所定画素ｘの座標値（１０，１２）、とする。この場合、画素ｘは１／３０秒の間に、“１２−１０”＝２ピクセルだけ鉛直方向に移動したことがわかる。前記所定箇所の鉛直方向の寸法（例：カメラ部品の実際の厚み等）が２０ｍｍであり、静止画像中での該当箇所を示す画素の数が１００ピクセルであった場合、画素１ピクセルあたりの前記所定箇所の実際の寸法値は０．２（ｍｍ）となる。これは鉛直方向における単位画素変位あたりの実際の変位量に相当する値であり、情報処理装置１００はこの値を係数値として記憶部１０１に予め保持している。この場合、情報処理装置１００は、前記画素ｘの変位量たる２ピクセルに対し、前記係数値である０．２を乗算し、前記時刻Ａ−Ｂ間での所定箇所の変位量を“２×０．２”＝０．４（ｍｍ）と算定する。また、寸法根拠として、正確に目盛を付与したターゲット等をカメラ後面等に設置して使用すれば、より精度良く計測を行うことが出来る。
【００６０】
勿論、上述のように各フレーム毎に所定箇所の変位量を算定するのではなく、沈み込みなど比較的長いタイムスパンでの変位に着目して、例えば０．５秒間隔での変位量算定を行うといった処理形態を採用してもよい。
【００６１】
上述のように各観測点６について変位量を算定することが出来るが、算定できた値は、橋梁全体の変位を考慮に入れていない不完全な値である。よって、不動点８から見た橋梁１の変位を考慮に入れる必要がある。そこで情報処理装置１００は、例えば、所定時刻における観測点６ｃについてその変位量を算定する場合、前記最後方のデジタルビデオカメラ２４０が設置された不動点８より、該当観測点６ｃに至るまでの各観測点６ｅ、６ｄ、６ｃについて上記ステップｓ１１０で得た各変位を、“０．１＋０．２＋０＝０．３”ｍｍなどと合算して、所定時刻の変位量“０．３ｍｍ”と算定する（ｓ１１１）。
【００６２】
情報処理装置１００は、上述したステップｓ１１０、ｓ１１１の処理を、各観測点６に関する前記映像データから得ている全ての静止画像について実行する（ｓ１１２）。ここでの処理結果は、図６に示すグラフのように、経過時間毎の各観測点６の変位量を示す折れ線グラフといったものがあげられる。
【００６３】
情報処理装置１００は、こうして求めた、各時間帯での各観測点６における変位量に基づいて、各時間帯での各観測点６の位置を認識し、これら観測点６を結んで構成される線形の時間帯毎の形状、すなわち変形モードを特定する（ｓ１１３：図７参照）。また、情報処理装置１００は、前記変形モードを時系列順に連続させて、橋桁２の振動モードを特定する（ｓ１１５）としてもよい。図７の例では、車両等が通過していない負荷無しの状態から、条件に応じて変形モードが推移していく振動モードを例示している。橋桁２において、通行車両の重量や通過間隔、重量やサイズが異なる複数車両の連続通行事象など、様々な条件によって振動モードは変化する。また、橋桁２の延長形状は、直線またはカーブ、上り坂または下り坂、それらの組み合わせ、といった具合に場所により種々変化するが、こうした条件によっても振動モードは変化する。第１の実施形態のモード解析システム１０であれば、デジタルビデオカメラ２００らによる撮影と情報処理装置１００による情報処理でモード解析を簡便かつ確実に行えるから、上述したように条件が複雑に変化する構造物であっても問題なく適用し高精度のモード解析を実現できる。
【００６４】
情報処理装置１００は、前記ステップで特定した変形モードや振動モードの情報を出力部１０６に表示処理し（ｓ１１４）、フローを終了することになる。
【００６５】
−−−第２の実施形態−−−
本発明においては、上述の第１の実施形態の他に図８に示すように、各観測点６に設置したデジタルビデオカメラ２００の連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラ２３０が撮影範囲に収めるターゲット２１を不動点８に設置する形態もある。
【００６６】
こうした形態において、モード解析システム１０を構成する情報処理装置１００の演算部１０４が、プログラム１０２の実行により実現する処理について説明する。ただし、上記第１の実施形態と重複する処理についての説明は省略する。第２の実施形態における情報処理装置１００は、前記複数の観測点６におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラ２３０による前記ターゲット２１の撮影、および、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０以外の各デジタルビデオカメラ（最後方のデジタルビデオカメラ２４０含む）による前記連なりにおける前方の他デジタルビデオカメラの撮影、で得た撮影目標物２０たる、前記不動点８のターゲット２１および前記観測点６ａ〜６ｄの各デジタルビデオカメラに関する映像を、各デジタルビデオカメラのインターフェイス部２０７から取得し、該映像データから、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出する。
【００６７】
また前記情報処理装置１００は、前記抽出した静止画像中における所定画素に関し、前記ターゲット２１が所在する不動点８を起点として各静止画像間での変位方向を特定し、前記特定した各観測点での変位方向に基づき、前記構造物たる橋梁１の各観測点６を連ねた領域に関する変形モードを特定する。なお、前記情報処理装置１００は、前記撮影で得た各観測点６に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記ターゲット２１が設置された不動点８より該当観測点に至る観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定するとすれば好適である。また、情報処理装置１００は、前記ターゲット２１が設置された不動点８より、例えば、該当観測点６ｃに至るまでの各観測点６ａ、６ｂ、６ｃについて得た各変位を、“０．１＋０．２＋０＝０．３”ｍｍなどと合算することで、観測点６ｃでの所定時間毎の変位量を“０．３ｍｍ”と算定できる。
【００６８】
続いて、第２の実施形態におけるモード解析方法の処理手順について図９のフローに基づき説明する。
【００６９】
ここで、解析対象となる橋桁２に複数設定された観測点６のそれぞれに、橋桁２の延長方向のうち前記ターゲット２１の設置予定箇所である不動点８にレンズを向けてデジタルビデオカメラ２００を設置する（ｓ２００）。この時、各デジタルビデオカメラ２００は、その前方にある前記ターゲット２１や他観測点のデジタルビデオカメラ２００を撮影範囲に収めるよう視準方向等を調整している。また、ターゲット２１を、橋梁上での変位発生に無関係であって変位を生じない不動点８たる地盤３に設置する（ｓ２０１）。このターゲット２１は、橋桁上に設置された前記デジタルビデオカメラ２００の連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラ２３０の撮影範囲に収まるよう配置されている。但し、前記ターゲット２１は、元来橋梁１に備わっている構造物を撮影目標物としてもよいから、その場合、当該ステップｓ２０１は実行不要としてよい。
【００７０】
各デジタルビデオカメラ２００の間、および最前方のデジタルビデオカメラ２３０とターゲット２１との間の各距離は、デジタルビデオカメラの望遠撮影機能において所定解像度でデジタルビデオカメラ２００やターゲット２１の所定箇所を撮影できる距離となる。なお、前記所定箇所は予め寸法が判明しているデジタルビデオカメラ２００やターゲット２１に本来備わる部品、部材等である場合の他、デジタルビデオカメラやターゲット２１に付帯させるアクセサリ類、三脚や支柱などの設置用部材、デジタルビデオカメラやターゲット２１の表面にペイントしたり所定部材を取り付けて実現する目印、などであっても勿論問題ない。また、前記ターゲット２１は、予め線幅や間隔の寸法が判明している目盛り線等がペイントされた板材などとなる。
【００７１】
上述のように設置がなされたデジタルビデオカメラ２００（最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０含む）らのインターフェイス部２０７と、情報処理装置１００のインターフェイス部１０７とは所定の通信ケーブル、ないし無線通信手段でデータ授受可能に接続しておくと好適である。
【００７２】
各デジタルビデオカメラ２００、最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０らは、観測担当者からの指示をリモコンからの赤外線通信等を介して受信し、自身が撮影を担当する観測点６のデジタルビデオカメラ２００ないしターゲット２１に対する撮影を開始する（ｓ２０２）。以降、ステップｓ２０３〜ｓ２１０の各処理は、上記実施形態におけるステップｓ１０３〜ｓ１１０と同様の処理となるから説明は省略する。
【００７３】
こうして情報処理装置１００は、前記ステップらの実行により、デジタルビデオカメラ２００（最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０含む）らから得た各静止画像間において、デジタルビデオカメラ２００およびターゲット２１における各所定箇所に関し画素数単位の変位を特定することとなる。このように各観測点６について変位量を算定することが出来るが、算定できた値は、橋梁全体の変位を考慮に入れていない不完全な値である。よって、不動点８から見た橋梁１の変位を考慮に入れる必要がある。そこで情報処理装置１００は、前記ターゲット２１に関し特定している、例えば、所定目盛り線（所定箇所）の各静止画像間での画素数単位の変位を算定ベースとして、最前方のデジタルビデオカメラ２３０の観測点６ａから変位量を特定したい所定観測点までの間に存在する各観測点６の変位量を合算する。所定時刻における、例えば観測点６ｃについてその変位量を算定する場合、不動点８から該当観測点６ｃに至る各観測点６ａ、６ｂ、６ｃについて上記ステップｓ２１０で得た各変位を、“０．１＋０．２＋０＝０．３”ｍｍなどと合算して、所定時刻の変位量“０．３ｍｍ”と算定する（ｓ２１１）。
【００７４】
情報処理装置１００は、上述したステップｓ２１０、ｓ２１１の処理を、各観測点６に関する前記映像データから得ている全ての静止画像について実行する（ｓ２１２）。情報処理装置１００は、こうして求めた、各時間帯での各観測点６における変位量に基づいて、各時間帯での各観測点６の位置を認識し、これら観測点６を結んで構成される線形の時間帯毎の形状、すなわち変形モードを特定する（ｓ２１３）。また、情報処理装置１００は、前記変形モードを時系列順に連続させて、橋桁２の振動モードを特定する（ｓ２１５）としてもよい。情報処理装置１００は、前記ステップで特定した変形モードや振動モードの情報を出力部１０６に表示処理し（ｓ２１４）、フローを終了することになる。
【００７５】
−−−第３の実施形態−−−
続いて、図１０に示すように、各観測点６に設置したデジタルビデオカメラ２００の連なりの途中に位置するデジタルビデオカメラ２６０を、橋梁１における不動点８ｂたる橋脚７上の橋桁２に設置する第３の実施形態もある。勿論、不動点８は橋脚７上の橋桁２以外のものであってもよい。この実施形態は、いわば上記第１の実施形態（ターゲット２１が設置された測定点６ｘ〜最後方のデジタルビデオカメラ２４０に代えて途中観測点のデジタルビデオカメラ２６０が設置された不動点８ｂまでの区間）と、上記第２の実施形態（ターゲット２１に代えて途中観測点のデジタルビデオカメラが設置された不動点８ｂ〜測定点６ｅまでの区間）とが複合した形態と言える。
【００７６】
こうした形態において、モード解析システム１０を構成する情報処理装置１００の演算部１０４が、プログラム１０２の実行により実現する処理について説明する。ただし、上記第１および第２の実施形態と重複する処理についての説明は省略する。第３の実施形態における情報処理装置１００は、前記複数の観測点６におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラ２３０による前記ターゲット２１の撮影、および、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０以外の各デジタルビデオカメラ（途中観測点のデジタルビデオカメラ２６０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０含む）による前記連なりにおける前方の他デジタルビデオカメラの撮影、で得た撮影目標物２０たる、前記ターゲット２１、前記観測点６ａ、６ｂ、不動点８ｂ、観測点６ｄ、６ｅの各デジタルビデオカメラに関する映像を、各デジタルビデオカメラのインターフェイス部２０７から取得し、該映像データから、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出する。
【００７７】
また前記情報処理装置１００は、前記抽出した静止画像中における所定画素に関し、前記途中観測点のデジタルビデオカメラ２６０が所在する不動点８ｂを起点として各静止画像間での変位方向を特定し、前記特定した各観測点での変位方向に基づき、前記構造物たる橋梁１の各観測点６を連ねた領域に関する変形モードを特定する。なお、前記情報処理装置１００は、前記撮影で得た各観測点６に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記途中観測点のデジタルビデオカメラ２６０が設置された不動点８ｂより該当観測点に至る間に所在する観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定するとすれば好適である。また、情報処理装置１００は、前記不動点８ｂより、例えば、該当観測点６ａに至るまでの各観測点６ｂ、６ａについて得た各変位を、“０．１＋０．２＋０＝０．３”ｍｍなどと合算することで、観測点６ａでの所定時間毎の変位量を“０．３ｍｍ”と算定できる。また、情報処理装置１００は、前記不動点８ｂより、例えば、該当観測点６ｅに至るまでの各観測点６ｄ、６ｅについて得た各変位を、“０．２＋０．２＋０＝０．４”ｍｍなどと合算することで、観測点６ｅでの所定時間毎の変位量を“０．４ｍｍ”と算定できる。
【００７８】
こうした構成において本発明のモード解析方法を実行すれば、前記ステップｓ１０２と同様に、最前方のデジタルビデオカメラ２３０以外の各デジタルビデオカメラ２００（最後方のデジタルビデオカメラ２４０、および途中観測点のデジタルビデオカメラ２６０含む）により、前記連なりにおいて隣接する前方の他のデジタルビデオカメラの撮影を行うこととなる。また、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０により、前記ターゲット２１の撮影を行うことになる。当該撮影により得られる映像データに基づく各処理について、ターゲット２１が設置された測定点６ｘ〜途中観測点のデジタルビデオカメラ２６０が設置された不動点８ｂまでの区間については上記第１の実施形態と同様であり、途中観測点のデジタルビデオカメラが設置された不動点８ｂ〜測定点６ｅまでの区間については上記第２の実施形態と同様である。
【００７９】
−−−第４の実施形態−−−
また第４の実施形態として、図１１に示すように、前記デジタルビデオカメラ２００の連なりのうち最後方のデジタルビデオカメラ２４０を、橋梁１における不動点８ｂたる橋脚７ｂ上の橋桁２に設置すると共に、前記連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラ２３０が撮影範囲に収めるターゲット２１を、不動点８ａたる他の橋脚７ａ上の橋桁２に設置する形態もある。勿論、不動点８は、前記橋脚７上の橋桁２以外のものであってもよい。
【００８０】
こうした形態において、モード解析システム１０を構成する情報処理装置１００の演算部１０４が、プログラム１０２の実行により実現する処理について説明する。ただし、上記第１〜第３の各実施形態と重複する処理についての説明は省略する。情報処理装置１００は、デジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラ２３０による前方の不動点８ａに所在するターゲット２１の撮影、不動点８ｂに設置された最後方のデジタルビデオカメラ２４０による前方の撮影目標物２０たる他のデジタルビデオカメラ２００の撮影、および、前記最前方と前記最後方の各デジタルビデオカメラ２３０、２４０以外の各デジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物２０たる他デジタルビデオカメラ２００の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出する。
【００８１】
また、前記情報処理装置１００は、前記抽出した静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点８ａまたは８ｂより該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する。
【００８２】
また、前記情報処理装置１００は、例えば一方の不動点８ａを起点として他方の不動点８ｂに向けて、前記算定した各観測点６ａ〜６ｄの変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける。また、前記情報処理装置１００は、前記各観測点６ａ〜６ｄでの所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物たる橋梁１の各観測点６ａ〜６ｄを連ねた領域に関する変形モードを特定する。
【００８３】
こうした構成において本発明のモード解析方法を実行すれば、前記ステップｓ１０２と同様に、各デジタルビデオカメラ２００（最後方のデジタルビデオカメラ２４０を含む）により、前記連なりにおいて隣接する前方の他のデジタルビデオカメラの撮影を行うこととなる。また、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０により、前記ターゲット２１の撮影を行うことになる。
【００８４】
上記撮影により得られる映像データに基づく各処理については上記各実施形態と同様であるが、前記不動点８ａから前記不動点８ｂに至る間の測定点６ａ〜６ｄについて変位量を順次合算していけば、本来その合算値はゼロとなるはずである。実際の合算値がゼロでない場合、それは測定誤差であると考えられるため、この誤差分の測定値を各測定点での計測値に振り分けることで、変位観測の精度を向上させ、ひいては変形モードの解析精度を向上させることができる。
【００８５】
なお、前記測定誤差である合算値を各測定点に振り分けるに際しては、前記合算値を測定点の数で除算した値を各測定点に振り分ける場合や、隣接する測定点との間の距離に応じた比例配分で前記合算値を振り分ける場合などが想定できる。
【００８６】
前記合算値を測定点の数で除算した値を各測定点に振り分ける例であれば、前記合算値が、例えば「＋８ｍｍ」で、測定点の数が「４」であった場合、「＋８ｍｍ」を「４」で除算した「＋２ｍｍ」が、各測定点について算定した変位量に含まれる誤差と推定する。従って、誤差である「＋２ｍｍ」を排除すべく、各測定点での変位量に「−２ｍｍ」の値を加算、すなわち振り分ける。他方、前記合算値が「−８ｍｍ」であれば、これを「４」で除算した「−２ｍｍ」が、各測定点について算定した変位量に含まれる誤差と推定し、誤差である「−２ｍｍ」を排除すべく、各測定点での変位量に「＋２ｍｍ」の値を加算、すなわち振り分ける。
【００８７】
また隣接する測定点との間の距離に応じた比例配分で前記合算値を振り分ける場合において、測定点が、例えばＡ、Ｂの２点存在し、ある不動点Ｘとこれに隣接する測定点Ａとの間の距離が３ｍ、測定点Ａとこれに隣接する測定点Ｂとの間の距離が２ｍ、測定点Ｂとこれに隣接する不動点Ｙとの間の距離が１ｍであったとする。また、前記合算値が「＋１２ｍｍ」であったとする。この場合、「＋１２ｍｍ」を前記各距離の合算値“３＋２＋１＝６”で除算した「＋２ｍｍ」が単位距離あたりの誤差となる。従って、単位距離あたりの誤差である「＋２ｍｍ」を排除すべく、隣接不動点Ｘとの距離が３（ｍ）である前記測定点Ａについては“−２ｍｍ×３＝−６ｍｍ”を、測定点Ａに関する変位量に加算、すなわち振り分ける。その他の測定点についても同様の振り分け処理となる。また、前記合算値がマイナスの値であれば、測定点の変位量にはプラスの値を振り分けることになる。
【００８８】
−−−第５の実施形態−−−
なお、図１２における第５の実施形態にて示すように前記複数の観測点６が構造物上において環状に連なっている状況に対応したモード解析技術も提供可能である。この場合、上記第４の実施形態の変形例として、不動点８に設置すべきターゲット２１と最後方のデジタルビデオカメラ２４０を兼ねて、１台の起点デジタルビデオカメラ２５０を不動点８に設置する形態となる。図１２の例では、地盤３の周囲に設置した仮設構台４（構造物）における変位観測を行うべく、仮設構台４を構成する複数のパネル９を観測点６とし、各パネル９にデジタルビデオカメラ２００が設置されている。前記デジタルビデオカメラ２００らは、前方にある他のデジタルビデオカメラ２００を撮影目標物２０として撮影範囲に捉えており、観測点６と同様、直列的に連なった配置をなしている。
【００８９】
また、前記地盤３すなわち不動点８には、前記デジタルビデオカメラ２００らに連なるべく、起点デジタルビデオカメラ２５０が設置されている。起点デジタルビデオカメラ２５０はその撮影範囲に前方のデジタルビデオカメラ２００（図中では、観測点６ａのデジタルビデオカメラ２００）を捉えている。また、この起点デジタルビデオカメラ２５０は、その後方のデジタルビデオカメラ２００（図中では、観測点６ｉのデジタルビデオカメラ２００）によって撮影範囲に捉えられている。
【００９０】
こうした形態において、モード解析システム１０を構成する情報処理装置１００の演算部１０４が、プログラム１０２の実行により実現する処理について説明する。ただし、上記第１〜第４の各実施形態と重複する処理についての説明は省略する。情報処理装置１００は、デジタルビデオカメラ２００による前方の他デジタルビデオカメラ２００（起点デジタルビデオカメラ２５０含む）の撮影、不動点８に設置された前記起点デジタルビデオカメラ２５０による前方の撮影目標物２０たる他デジタルビデオカメラ２００（測定点６ａに設置されたもの）の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出する。
【００９１】
また、前記情報処理装置１００は、前記抽出した静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点８より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する。
【００９２】
また、前記情報処理装置１００は、前記不動点８を起点として前記環状の連なる方向に向けて、前記算定した各観測点６ａ〜６ｉの変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける。また、前記情報処理装置１００は、前記各観測点６ａ〜６ｉでの所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物たる橋梁１の各観測点６ａ〜６ｉを連ねた領域に関する変形モードを特定する。
【００９３】
こうした構成において本発明のモード解析方法を実行すれば、前記ステップｓ１０２と同様に、各デジタルビデオカメラ２００および起点デジタルビデオカメラ２５０により、前記環状の連なりにおいて隣接する他のデジタルビデオカメラの撮影を行うこととなる。撮影により得られる映像データに基づく各処理については上記各実施形態と同様であるが、環状に存在する各測定点６の変位量を、不動点前方の測定点（図中における観測点６ａ）から不動点後方の測定点（図中における観測点６ｉ）まで順次合算し、その合算値がゼロでない場合に、計測誤差を振り分けることで変位観測の精度を向上させ、ひいては変形モードの解析精度を向上させることができる。
【００９４】
例示した仮設構台４は、前記地盤３への工事用車両の出入りに伴う走行や、或いは駐車の動作に伴って、変位がパネル９を跨って連続的に生じやすいと想定できるが、こうしたチェックが可能となることで、複雑な形状をなす環状に観測点６が配置されている場合であっても、観測点間の変位について整合性をチェックし、観測精度を良好に維持できることになる。
【００９５】
なお、モード解析方法およびモード解析システムの実施形態について説明したが、変形モードや振動モードの特定処理を行うことなく、変位量の算定までの処理を行う場合も、本発明の範囲に含まれる。
【００９６】
以上のような本実施形態によれば、精度良好なモード解析や変位計測を簡便かつ低コストで行うことが可能となる。
【００９７】
本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１ 橋梁（構造物）
２ 橋桁
３ 地盤
４ 仮設構台（構造物）
６ 観測点
７ 橋脚
８ 不動点
９ パネル
１０ モード解析システム
２０ 撮影目標物
２１ ターゲット
１００ 情報処理装置
１０１ 記憶部
１０２ プログラム
１０３ メモリ
１０４ 演算部
１０５ 入力部
１０６ 出力部
１０７ インターフェイス部
２００ デジタルビデオカメラ
２０１ 記憶部
２０２ プログラム
２０３ メモリ
２０４ 演算部
２０６ タイマー機能
２０７ インターフェイス部
２３０ 最前方のデジタルビデオカメラ
２４０ 最後方のデジタルビデオカメラ
２５０ 起点デジタルビデオカメラ
２６０ 途中観測点のデジタルビデオカメラ
３００ 発光装置
４００ 鏡
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モード解析方法、モード解析システム、変位計測方法、および変位計測システムに関するものであり、具体的には、精度良好なモード解析や変位計測を簡便かつ低コストで行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種構造物は様々な外力によって変形を生じることがある。構造物に劣化、損傷など生じている場合、そうした変形は大きくなる傾向にあり、構造物の健全性を把握するために変形の観測は重要となる。従来の手法としては、構造物の観測箇所に達する足場を組み、該当観測箇所に測定子を当接させたダイヤルゲージを設置し、このダイヤルゲージの表示値を観測する手法があるが、観測に際して設置する仮設構造物が大がかりとなり計測が容易でなかった。別の手法として、構造物に振動センサや加速度計を取付け、その計測値の積分処理等を行って変位量を観測するといった技術も提案されている。また他にも、予め観測箇所の画像を撮影しておき、この画像と以後撮影した画像とのずれを観測箇所の変位量として求める手法などもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平１−３６９７６号公報
【特許文献２】特開平５−３３９９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ある方向に対して長さのある構造物の場合、外力に対するその構造物の挙動を解析して、構造物の状態を把握しようとすると、各点における変位量や振動数だけでなく、構造物全体の変形モードや振動モードを確認することも重要となる。想定される外力と構造物の強度特性等に基づくコンピュータシミュレーションを行って振動モードを推定する方法も存在するが、これはあくまでシミュレーションであり、実体の確認とはならない。
従来、こうした振動モード等の特定にあたり、上述した、加速度センサにて測定される加速度値を積分し変位を求める手法等を用いていたが、その場合、センサなど測定装置を構造物に設置して計測を行う必要がある。しかしながら、そもそも測定装置の十分な設置場所を構造物にて確保できない場合や、機材、人員の配置用として構造物周囲に大がかりな仮設の足場を組む必要がある場合などもあり、計測自体が困難となったり、計測のための手間やコストが増大するといった問題があった。
【０００５】
そこで本発明では、精度良好なモード解析や変位計測を簡便かつ低コストで行う技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明のモード解析方法は、構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置するか、または、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、前記撮影で得た撮影目標物に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関し、前記不動点を起点として各静止画像間での変位方向を特定する第４の工程と、前記特定した各観測点での変位方向に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する第５の工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明では、従来のように、センサなど測定装置を構造物の複数点に設置して計測を行う必要も無く、構造物周囲に足場等の仮設構造物を組む為の手間やコストなども抑制されることとなる。また、観測点での変位量の絶対値が測定しにくく変位方向のみ特定できるような状況であっても、不動点を起点として構造物の変形モードを効率的かつ確実に特定することできる。よって本発明によれば、精度良好なモード解析を簡便かつ低コストで行うことが可能となる。
【０００８】
なお、前記モード解析方法の前記第４の工程において、前記撮影で得た撮影目標物に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定し、前記第５の工程において、前記算定した各観測点での所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する、としてもよい。なお、前記静止画像中における所定画素に関して各静止画像間で特定する変位は、そのベクトルも概念に含むものとする。従って、前記不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算する際には、方向成分を考慮して変位の合算が行われる（以下同様）。この発明によれば、前記変形モードを変位量の絶対値に基づいて精度良く特定することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の他のモード解析方法は、構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置し、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、前記撮影で得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する第４の工程と、一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける第５の工程と、前記各観測点での所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する第６の工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、不動点に設置された撮影目標物（デジタルビデオカメラを含む概念）に関する映像中の所定画素を起点にし、各測定点での変位方向を特定することが可能であり、更には、不動点を起点に各測定点での変位量を合算して任意の測定点での変位量を算定できる。なお、ある不動点から他の不動点に至る間の測定点について変位量を順次合算していけば、本来その合算値はゼロとなるはずである。実際の合算値がゼロでない場合、それは測定誤差であると考えられるため、この誤差分の測定値を各測定点での計測値に振り分けることで変位観測の精度を向上させ、ひいては変形モードの解析精度を向上させることができる。
【００１１】
なお、前記複数の観測点が構造物上において環状に連なっている場合、前記第２の工程において、前記不動点上の撮影目標物と前記最後方のデジタルビデオカメラを兼ねる起点デジタルビデオカメラを不動点に設置し、前記第３の工程において、各デジタルビデオカメラおよび起点デジタルビデオカメラにより、前記環状の連なりにおいて隣接する他のデジタルビデオカメラなどの撮影目標物の撮影を行う、としてもよい。こうした発明によれば、測定点間に存在する不動点に設置された起点デジタルビデオカメラの映像中の所定画素を起点にし、各測定点での変位方向を特定することが可能であり、更には、不動点から各測定点での変位量を合算して任意の測定点での変位量を算定できる。また、環状に存在する各測定点の変位量を、例えば不動点前方の測定点から不動点後方の測定点まで順次合算し、その合算値すなわち誤差分の測定値を各測定点での計測値に振り分けることで変位観測の精度を向上させ、ひいては変形モードの解析精度を向上させることができる。
【００１２】
なお、前記モード解析方法において、前記特定した変形モードを時系列順に連続させて振動モードを特定する第７の工程を含むとしてもよい。これによれば、振動の振幅方向と直交する方向に長さのある構造物において、振動モードを特定することが可能となり、構造物の状態や外力に対する挙動をより詳細に確認する情報を取得することができる。また、変位量を利用することとすれば、前記振動モードをより精度良く特定することが可能となる。
【００１３】
また、前記モード解析方法の前記第３の工程において、前記各デジタルビデオカメラの撮影範囲に向け、発光装置による発光を行い、前記第４の工程において、前記映像を構成するフレームのうち前記発光が写り込んでいるフレームを、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点と特定し、このフレームを起点に一定時間毎の静止画像を抽出することを特徴とするとしてもよい。
【００１４】
従来では、測定装置間の同期をとるために、例えば電気信号を測定装置に一斉通知するなどの手法がとられていたが、マイクロ秒単位での同期が必要なことから、各測定装置に固有の動作時間の差異、ネットワーク遅延等の問題があって、精度良く同期を図ることはかなり困難であった。しかしながら、上記のような本発明によれば、各デジタルビデオカメラに固有の差異等に関係なく、デジタルビデオカメラ間で同時刻に撮影されたフレームを起点として特定することができる。なお、各デジタルビデオカメラのうち、発光装置からの発光を直接撮影できない位置にあるものについては、発光装置と該デジタルビデオカメラとの間に、前記発光を導く鏡等の反射材を適宜設置し、反射光をデジタルビデオカメラの撮影領域に導くとしてもよい。
【００１５】
また、前記モード解析方法の前記第３の工程において、前記各デジタルビデオカメラの撮影範囲に向けた、前記発光装置による発光を、所定時間のみの短時間発光とし、前記第４の工程において、前記映像を構成するフレームのうち前記発光装置による短時間発光が写り込んでいるフレームを、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点と特定し、このフレームを起点に一定時間毎の静止画像を抽出するとしてもよい。このように、発光装置による発光を短時間の発光、例えばフラッシュの発光のごときものとすれば、発光が写り込むフレーム数が限定的となって、その他のフレームとの区別が明確になり、ひいては各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を確実に特定することが可能になる。
【００１６】
また、本発明の変位計測方法は、構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置するか、または、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、前記撮影で得た撮影目標物に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する第４の工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明では、従来のように、センサなど測定装置を構造物の複数点に設置して計測を行う必要も無く、構造物周囲に足場等の仮設構造物を組む為の手間やコストなども抑制されることとなる。また、不動点を起点として構造物の変位量を効率的かつ確実に特定することできる。よって本発明によれば、精度良好な変位計測を簡便かつ低コストで行うことが可能となる。
【００１８】
また、本発明の他の変位計測方法は、構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置し、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、前記撮影で得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する第４の工程と、一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける第５の工程と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、不動点を起点に各測定点での変位量を合算して任意の測定点での変位量を算定できる。なお、ある不動点から他の不動点に至る間の測定点について変位量を順次合算していけば、本来その合算値はゼロとなるはずである。実際の合算値がゼロでない場合、それは測定誤差であると考えられるため、この誤差分の測定値を各測定点での計測値に振り分けることで変位観測の精度を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明のモード解析システムは、構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めたデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、前記情報処理装置は、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラによる前方の不動点に所在する撮影目標物の撮影、または、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方のものであって、不動点に設置されたデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、および前記最前方と最後方の各デジタルビデオカメラ以外のデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関し、前記不動点を起点として各静止画像間での変位方向を特定する処理と、前記特定した各観測点での変位方向に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する処理を実行するものである、ことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明のモード解析システムは、構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、前記情報処理装置は、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラによる前方の不動点に所在する撮影目標物の撮影、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方のものであって、不動点に設置されたデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、および、前記最前方と前記最後方の各デジタルビデオカメラ以外のデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する処理と、一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける処理と、前記各観測点での所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する処理とを実行するものである、ことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の変位計測システムは、構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、前記情報処理装置は、各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影で得た撮影目標物に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する処理を実行するものである、ことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の変位計測システムは、構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、前記情報処理装置は、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラによる前方の不動点に所在する撮影目標物の撮影、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方のものであって、不動点に設置されたデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、および、前記最前方と前記最後方の各デジタルビデオカメラ以外のデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する処理と、一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける処理とを実行するものである、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、精度良好なモード解析や変位計測を簡便かつ低コストで行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態におけるモード解析システムの説明図である。
【図２】第１の実施形態におけるモード解析システムを構成する各装置類のハードウェア構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態のモード解析方法の処理手順例を示す説明図である。
【図４】第１の実施形態の二値化画像例を示す説明図である。
【図５】第１の実施形態の変位例を示す説明図である。
【図６】第１の実施形態の処理結果例１を示す説明図である。
【図７】第１の実施形態の処理結果例２を示す説明図である。
【図８】第２の実施形態におけるモード解析システムの説明図である。
【図９】第２の実施形態におけるモード解析方法の処理手順例を示す説明図である。
【図１０】第３の実施形態におけるモード解析システムの説明図である。
【図１１】第４の実施形態におけるモード解析システムの説明図である。
【図１２】第５の実施形態におけるモード解析システムの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
−−−システム等の構成例−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、第１の実施形態におけるモード解析システム１０の説明図である。このモード解析システム１０は、精度良好なモード解析を簡便かつ低コストで行うものであり、図１に示すように、情報処理装置１００、複数のデジタルビデオカメラ２００で構成されており、デジタルビデオカメラ２００の中には、最前方のデジタルビデオカメラ２３０および最後方のデジタルビデオカメラ２４０が含まれている。
【００２７】
ここでは、解析対象の構造物として橋梁１の橋桁２を例示する。橋梁１を車両や鉄道など所定の重量を持った移動体が通行すれば、移動体の自重や移動速度の大きさ等に応じて橋桁２が鉛直方向に振動したり沈み込んだりすることとなる。橋梁１の健全性を診断したり、振動モードを把握する場合、こうした橋桁２の変位を観測し変位量を得ておくことは重要である。なお、モード解析の適用対象としては、前記橋梁１の他に、例えば、管路、架線などの各種構造物、或いは変形観測がなされる地盤も想定できる。
【００２８】
第１の実施形態では、橋梁１において適宜な橋脚の間に渡された橋桁２の上に複数の観測点６を設定している。勿論、橋桁２以外の箇所を観測点としてもよい。図１において、橋桁上の測定点６ｘには撮影目標物２０の１つとしてターゲット２１が配置されている。このターゲット２１は最前方のデジタルビデオカメラ２３０の撮影目標物２０となる。また、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０より後方の橋桁延長方向において、一定距離毎に離間した各観測点６ｂ〜６ｅのそれぞれに、前方にある撮影目標物２０である他観測点のデジタルビデオカメラを撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラ２００が連ねて設置されている。
【００２９】
また、橋梁１を架橋する地盤３を、橋梁上での車両通行等にかかわらず変位が生じない不動点８と捉えて、この不動点８に前記最後方のデジタルビデオカメラ２４０を設置している。最後方のデジタルビデオカメラ２４０は、前記複数の観測点６におけるデジタルビデオカメラ２００の連なりのうち最後方に位置している。したがって、第１の実施形態においては、最前方のデジタルビデオカメラ２３０、不動点８である地盤３に設置された最後方のデジタルビデオカメラ２４０、これらデジタルビデオカメラ２３０、２４０以外のデジタルビデオカメラであって橋桁上の他の観測点６のデジタルビデオカメラ２００、の少なくとも３台のデジタルビデオカメラが、撮影範囲を介して直列的に連なっている。
【００３０】
ただし、図１に例示するように、最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０、前記他の観測点６のデジタルビデオカメラ２００、らが直列に連なる配置形態のみならず、各デジタルビデオカメラが前方の観測点６における前記ターゲット２１や他のデジタルビデオカメラなどの撮影目標物を撮影範囲に捉える配置であればよい。従って、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０ないし前記最後方のデジタルビデオカメラ２４０を一端としたデジタルビデオカメラ２００の連なり形状が、橋梁上空から見て蛇行していたり、鈎型に屈曲を繰り返していたり、といった具合に様々であってもよい。
【００３１】
なお、撮影目標物２０としては、上述したターゲット２１の他に解析対象の構造物（この例では橋梁１）が具備する部材等の一部や、前記ターゲット２１の三脚や支柱などの設置用部材なども想定でき、また、前記デジタルビデオカメラ２００の他にデジタルビデオカメラ付帯のアクセサリ類、三脚や支柱などの設置用部材、なども想定できる。
【００３２】
また、前記モード解析システム１０において、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０、前記他の観測点６のデジタルビデオカメラ２００、らの撮影範囲に向け発光を行う発光装置３００が含まれるとすれば好適である。この発光装置３００としては、カメラ撮影時に使用されるフラッシュを採用できる。発光装置３００による発光は、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０、前記他の観測点６のデジタルビデオカメラ２００らが撮影した映像中に写り込むことになる。映像中に写り込んだ発光は、後述する情報処理装置１００での処理に際し、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点の目印となるものである。すなわち、情報処理装置１００は、映像を構成するフレームのうち前記発光が写り込んでいるフレームを、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点と特定するのである。従って、複数フレームを跨って発光が撮影されないよう、フレームレートが示す１フレームの撮影時間以下で前記発光がなされるよう、発光装置３００での発光時間は調整してある。
【００３３】
前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０から前記最後方のデジタルビデオカメラ２４０に至る各デジタルビデオカメラ同士は、前方の撮影目標物２０である前記ターゲット２１および他のデジタルビデオカメラを撮影範囲に収めるよう連なって設置されるから、橋桁２の延長方向など視準方向が或る程度揃っている。従って、揃った視準方向に合わせて前記発光装置３００での発光を行えば、いずれのデジタルビデオカメラでも発光を捉えることが可能となり、同期を図るための作業や手間が簡略化される。
【００３４】
なお、前記発光装置３００の発光がデジタルビデオカメラ（前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０、前記他の観測点６のデジタルビデオカメラ２００）の撮影範囲に入らないおそれがある場合、発光装置３００で発光された光が障害物等を回避して該当デジタルビデオカメラに到達できるよう、適宜な位置に反射材として鏡４００を配置するとしてもよい。このような形態を採用すれば、交通量や障害物が多かったりといった困難な状況であっても、これに柔軟に対応して発光装置３００からの発光をデジタルビデオカメラに導くことができる。ひいては、より確実に上述の所定時点の特定が可能になる。
【００３５】
従来では、撮影装置間の同期をとるために、電気信号を撮影装置に一斉通知するなどの手法がとられていたが、各撮影装置に固有の動作時間の差異、ネットワーク遅延等の問題があって、精度良く同期を図ることはかなり困難であった。しかしながら、上記のように発光装置３００の発光を利用することで、各デジタルビデオカメラに固有の差異等に関係なく、デジタルビデオカメラ間で同時刻に撮影されたフレームを起点として特定することができる。
【００３６】
続いて、第１の実施形態のモード解析システム１０を構成する各装置について、そのハードウェア構成を詳述する。図２は、第１の実施形態におけるモード解析システム１０を構成する各装置らのハードウェア構成例を示す図である。第１の実施形態のモード解析システム１０を構成する情報処理装置１００は、コンピュータとして備えるべき、ハードディスクドライブなど不揮発性記憶装置たる記憶部１０１、ＲＡＭなど揮発性記憶装置たるメモリ１０３、記憶部１０１のプログラム１０２をメモリ１０３に読み出して実行するＣＰＵたる演算部１０４、ユーザからの指示を受け付けるキーボードやマウス等の入力部１０５、処理結果を出力するディスプレイ装置やスピーカーといった出力部１０６、他装置とデータ授受を行うためのインターフェイス部１０７を備えている。
【００３７】
また、モード解析システム１０を前記情報処理装置１００と共に構成するデジタルビデオカメラ２００（最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０を含む）は、所定レベルのフレームレートで動画撮影が可能なビデオカメラであり、ビデオカメラとして備えるべき一般的構成は勿論具備している。このデジタルビデオカメラ２００は、撮影用の光学系装置２０９や映像データの格納用媒体２１０（各種記録媒体とそのリーダライタ、ハードディスクドライブ等）の他に、映像データのデジタル処理など各種情報処理を実行するためのコンピュータチップが備わっている。このコンピュータチップは、不揮発性記憶装置たる記憶部２０１、揮発性記憶装置たるメモリ２０３、記憶部２０１からプログラム２０２をメモリ２０３に読み出して実行するＣＰＵたる演算部２０４、および他装置とデータ授受を行うためのインターフェイス部２０７を含んでいる。
【００３８】
続いて、モード解析システム１０を構成する情報処理装置１００の演算部１０４が、プログラム１０２の実行により実現する処理について説明する。情報処理装置１００は、前記複数の観測点６におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラ２３０による前記ターゲット２１の撮影、および、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０以外の各デジタルビデオカメラ（最後方のデジタルビデオカメラ２４０含む）による前記連なりにおける前方の他デジタルビデオカメラの撮影、で得た撮影目標物２０たる、前記観測点６ｘのターゲット２１および前記観測点６ａ〜６ｅの各デジタルビデオカメラに関する映像を、各デジタルビデオカメラのインターフェイス部２０７から取得し、該映像データから、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出する。
【００３９】
なお、デジタルビデオカメラ２００（最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０含む）らは、情報処理装置１００からの映像データの取得要求をインターフェイス部２０７にて受け付け、この要求に応じて格納用媒体２１０から映像データを読み出し、これをインターフェイス部２０７を介して情報処理装置１００に送信する。或いは、情報処理装置１００のインターフェイス部１０７に接続された所定の読み取り装置に対し、ユーザが各デジタルビデオカメラらの格納用媒体２１０をセットし、前記読み取り装置が格納用媒体２１０から読み取った映像データを情報処理装置１００に送るとしてもよい。
【００４０】
また前記情報処理装置１００は、前記抽出した静止画像中における所定画素に関し、前記最後方のデジタルビデオカメラ２４０が所在する不動点８を起点として各静止画像間での変位方向を特定し、前記特定した各観測点での変位方向に基づき、前記構造物たる橋梁１の各観測点６を連ねた領域に関する変形モードを特定する。なお、前記情報処理装置１００は、前記撮影で得た各観測点６に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記最後方のデジタルビデオカメラ２４０が設置された不動点８より該当観測点に至る観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定するとすれば好適である。
【００４１】
なお、前記情報処理装置１００は、前記抽出した各静止画像において撮影目標物２０たるデジタルビデオカメラ２００やターゲット２１の所定箇所（例：特定の部品等）を含む所定範囲の画像について二値化処理を行う処理を実行することとなる。画像の二値化処理は、画素の濃淡情報が一定閾値より小さければ白色、一定閾値より大きければ黒色といった具合に、各画素を黒白二色に振り分ける処理となる。こうした二値化処理の手法自体は従来手法を採用すればよい。また、こうした二値化処理を実行するためのプログラムが前記プログラム１０２には含まれている。また、前記情報処理装置１００は、二値化処理された前記所定範囲の画像においてデジタルビデオカメラ２００やターゲット２１の所定箇所（予め定めたもので寸法は判明している）を特定し、該特定した所定箇所の各静止画像間での画素数単位の変位を特定することとなる。デジタルビデオカメラ２００やターゲット２１は橋梁１の観測点６に固定されているから、前記デジタルビデオカメラ２００やターゲット２１など撮影目標物２０の所定箇所は観測点６と同意とみなせる。
【００４２】
二値化処理された前記所定範囲の画像において前記所定箇所を特定する処理は、情報処理装置１００が、入力部１０５にてユーザから該当画像の指定を受けて特定する場合があげられる。或いは、情報処理装置１００が、前記所定箇所の形状パターンのデータ（例：所定箇所を描画する際の各線分の長さと描画角度等のデータ）を記憶部１０１に保持していて、その形状パターンに合致する黒色画素の集合体を前記所定箇所と認識するといった画像認識処理を行う場合もあげられる。
【００４３】
また、特定した前記所定箇所つまり所定画素に関して各静止画像間での変位を特定するにあたっては、前記所定画素に関する画素数単位の変位と前記所定箇所に関して予め判明している寸法とに基づいて処理を行う。例えば、各静止画像の座標平面上における、前記所定箇所に対応した画素の座標値を、所定時間間隔の静止画像間で比較し、各静止画像の前記座標値の間の距離を算定することで画素数単位の変位が得られる。当然、画素数単位の変位がそのまま実際の所定箇所の変位量とならないから、その場合、既知の寸法値に対する画素数から単位画素あたりの変位量を示す係数値を情報処理装置１００が記憶部１０１等に予め保持しておき、各静止画像の前記座標値の間の距離すなわち画素の変位量に前記係数値を乗算し、所定箇所の変位量を算定するとすればよい。
【００４４】
情報処理装置１００は、前記最後方のデジタルビデオカメラ２４０が設置された不動点８より、例えば、該当観測点６ｃに至るまでの各観測点６ｅ、６ｄ、６ｃについて得た各変位を、“０．１＋０．２＋０＝０．３”ｍｍなどと合算することで、観測点６ｃでの所定時間毎の変位量を“０．３ｍｍ”と算定できる。
【００４５】
また、前記情報処理装置１００は、前記算定した各観測点での所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物たる橋梁１の各観測点６を連ねた領域において、該当観測点での前記変位量に応じた変位の発生が所定時間毎に生じる変形モードを特定する。この処理の詳細については後述する。
【００４６】
ここで、ＣＰＵ等の演算部によりプログラムを実行することで、必要な機能を実装する例をあげたが、必要な機能を実現する電子回路等を前記情報処理装置１００やデジタルビデオカメラ２００らが備えていて、同様の処理を実行するとしても勿論問題ない。
【００４７】
−−−モード解析方法の手順例−−−
次に、第１の実施形態におけるモード解析方法の処理手順について説明する。図３は、第１の実施形態におけるモード解析方法の処理手順例を示す説明図である。まず、解析対象となる橋桁２に複数設定された観測点６のそれぞれに、橋桁２の延長方向のうち一方にレンズを向けてデジタルビデオカメラ２００を設置する（ｓ１００）。この時、各デジタルビデオカメラ２００は、その前方にある他観測点のデジタルビデオカメラを撮影範囲に収めるよう視準方向等を調整している。また、デジタルビデオカメラ２００のうち最前方のデジタルビデオカメラ２３０は、その前方にあるターゲット２１を撮影範囲に収めるよう視準方向等を調整している。また、デジタルビデオカメラ２００のうち最後方のデジタルビデオカメラ２４０は、橋梁上での変位発生に無関係であって変位を生じない不動点８たる前記地盤３に設置する（ｓ１０１）。この最後方のデジタルビデオカメラ２４０は、橋桁上に設置された前記デジタルビデオカメラ２００の連なりのうち最後方に位置する。
【００４８】
各デジタルビデオカメラ２００（最前方のデジタルビデオカメラ２３０および最後方のデジタルビデオカメラ２４０含む。以下同様）の間、および最前方のデジタルビデオカメラ２３０とターゲット２１との間の各距離は、デジタルビデオカメラの望遠撮影機能において所定解像度でターゲット２１ないしデジタルビデオカメラの所定箇所を撮影できる距離となる。なお、前記所定箇所は予め寸法が判明しているターゲット２１ないしデジタルビデオカメラに本来備わる部品、部材等である場合の他、ターゲット２１ないしデジタルビデオカメラに付帯させるアクセサリ類、ターゲット２１ないしデジタルビデオカメラの表面にペイントしたり所定部材を取り付けて実現する目印、などであっても勿論問題ない。
【００４９】
上述のように設置がなされたデジタルビデオカメラ２００らのインターフェイス部２０７と、情報処理装置１００のインターフェイス部１０７とは所定の通信ケーブル、ないし無線通信手段でデータ授受可能に接続しておくと好適である。
【００５０】
各デジタルビデオカメラ２００らは、観測担当者からの指示をリモコンからの赤外線通信等を介して受信し、自身が撮影を担当する観測点６のターゲット２１ないしデジタルビデオカメラ２００に対する撮影を開始する（ｓ１０２）。或いは、デジタルビデオカメラ２００らが、自身で備えるタイマー機能２０６等で予めセットされた一定時刻の到来を検知して、自律的に撮影を開始するとしてもよい。また、前記発光装置３００が、上記観測担当者からの指示を前記デジタルビデオカメラ２００らと同様に受けて、指示受信から一定時間後に所定時間だけ発光動作を行う（ｓ１０３）。一定時間後に発光動作を行うのは、各デジタルビデオカメラ２００らが確実に該発光を撮影できるよう、全てのデジタルビデオカメラ２００において撮影が開始済みとなったタイミングを見計らう意図がある。
【００５１】
各デジタルビデオカメラ２００は、撮影の進行と共に、得られた映像データを格納用媒体２１０に格納している。当然、この映像データを構成するいずれかのフレームには、前記発光装置３００による発光が写り込んでいる。各デジタルビデオカメラ２００は、インターフェイス部２０７を介して接続された情報処理装置１００に対し、映像データを一定時間毎またはリアルタイムにアップロードするとしてもよい。
【００５２】
一方、情報処理装置１００は、映像データ取得要求を各デジタルビデオカメラ２００に通知する（ｓ１０４）。他方、各デジタルビデオカメラ２００は、情報処理装置１００からの映像データ取得要求をインターフェイス部２０７にて受け付け、この要求に応じて格納用媒体２１０から映像データを読み出し、これをインターフェイス部２０７を介して情報処理装置１００に送信する（ｓ１０５）。或いは、情報処理装置１００のインターフェイス部１０７に接続された所定の読み取り装置に対し、ユーザが各デジタルビデオカメラ２００の格納用媒体２１０をセットし、前記読み取り装置が格納用媒体２１０から読み取った映像データを情報処理装置１００に送るとしてもよい。
【００５３】
こうして情報処理装置１００は、撮影目標物２０であるターゲット２１ないしデジタルビデオカメラ２００における所定箇所を含む所定領域に関する映像データを、前記デジタルビデオカメラ２００らから取得し（ｓ１０６）、記憶部１０１に格納する。また情報処理装置１００は、前記ステップで取得した映像データを即座に或いは一定期間毎に記憶部１０１から読み出し、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点、すなわち前記発光が写り込んだフレームを起点に、１／３０秒といった所定時間毎すなわち各フレームの静止画像を抽出する（ｓ１０７）。動画からの静止画像の抽出処理については既存の技術を適用すればよい。
【００５４】
なお、各観測点６のデジタルビデオカメラ２００や不動点８の最後方のデジタルビデオカメラ２４０らは、姿勢を水平に保つことでより正確な測定が可能となり好適である。
【００５５】
次に情報処理装置１００は、前記ステップで抽出した各静止画像において、前記ターゲット２１ないしデジタルビデオカメラ２００の所定箇所を含む所定範囲の画像について二値化処理を行う（ｓ１０８）。画像の二値化処理は、画素の濃淡情報（コントラスト情報）が示す値と一定閾値とを比較し、濃淡値が閾値より小さければ白色、逆に濃淡値が閾値より大きければ黒色といった具合に、各画素を黒白二色に振り分ける処理となる。こうした二値化処理の手法自体は従来手法を採用すればよい。また、こうした二値化処理を実行するためのプログラムが前記プログラム１０２には含まれている。
【００５６】
続いて情報処理装置１００は、前記ステップで二値化処理された前記所定範囲の画像において、前記所定箇所を特定する（ｓ１０９）。二値化処理された前記所定範囲の画像（図４参照）において所定箇所を特定する処理は、情報処理装置１００が、入力部１０５にてユーザから該当画像の指定（範囲指定や要素指定など）を受けて特定する場合があげられる。或いは、情報処理装置１００が、前記所定箇所の形状パターンのデータ（例：所定箇所を描画する際の各線分の長さ、線分間の距離、描画角度等のデータ）を記憶部１０１に保持していて、その形状パターンに合致する黒色画素の集合体を前記所定箇所と認識するといった画像認識処理を行う場合もあげられる。
【００５７】
情報処理装置１００は、前記ステップで特定した前記所定箇所の、各静止画像間での画素数単位の変位を特定する（ｓ１１０）。所定箇所の各静止画像間での画素数単位の変位は、各静止画像の座標平面上における、前記所定箇所に対応した画素の座標値を、一定時間間隔の静止画像間で比較し、各静止画像の前記座標値の間の距離を算定することで得られる。
【００５８】
当然、画素数単位の変位の量がそのまま実際の所定箇所の変位量とならないから、その場合、既知の寸法値に対する画素数から単位画素あたりの変位量を示す係数値を情報処理装置１００が記憶部１０１等に予め保持しておき、各静止画像の前記座標値の間の距離すなわち画素の変位量に前記係数値を乗算し、所定箇所の変位量を算定するとすればよい。
【００５９】
図５の例で示すように、時刻Ａの静止画像における観測点６ａ設置のデジタルビデオカメラ２００に関する所定画素ｘの座標値（１０，１０）、時刻Ａから１／３０秒後の時刻Ｂの静止画像における前記所定画素ｘの座標値（１０，１２）、とする。この場合、画素ｘは１／３０秒の間に、“１２−１０”＝２ピクセルだけ鉛直方向に移動したことがわかる。前記所定箇所の鉛直方向の寸法（例：カメラ部品の実際の厚み等）が２０ｍｍであり、静止画像中での該当箇所を示す画素の数が１００ピクセルであった場合、画素１ピクセルあたりの前記所定箇所の実際の寸法値は０．２（ｍｍ）となる。これは鉛直方向における単位画素変位あたりの実際の変位量に相当する値であり、情報処理装置１００はこの値を係数値として記憶部１０１に予め保持している。この場合、情報処理装置１００は、前記画素ｘの変位量たる２ピクセルに対し、前記係数値である０．２を乗算し、前記時刻Ａ−Ｂ間での所定箇所の変位量を“２×０．２”＝０．４（ｍｍ）と算定する。また、寸法根拠として、正確に目盛を付与したターゲット等をカメラ後面等に設置して使用すれば、より精度良く計測を行うことが出来る。
【００６０】
勿論、上述のように各フレーム毎に所定箇所の変位量を算定するのではなく、沈み込みなど比較的長いタイムスパンでの変位に着目して、例えば０．５秒間隔での変位量算定を行うといった処理形態を採用してもよい。
【００６１】
上述のように各観測点６について変位量を算定することが出来るが、算定できた値は、橋梁全体の変位を考慮に入れていない不完全な値である。よって、不動点８から見た橋梁１の変位を考慮に入れる必要がある。そこで情報処理装置１００は、例えば、所定時刻における観測点６ｃについてその変位量を算定する場合、前記最後方のデジタルビデオカメラ２４０が設置された不動点８より、該当観測点６ｃに至るまでの各観測点６ｅ、６ｄ、６ｃについて上記ステップｓ１１０で得た各変位を、“０．１＋０．２＋０＝０．３”ｍｍなどと合算して、所定時刻の変位量“０．３ｍｍ”と算定する（ｓ１１１）。
【００６２】
情報処理装置１００は、上述したステップｓ１１０、ｓ１１１の処理を、各観測点６に関する前記映像データから得ている全ての静止画像について実行する（ｓ１１２）。ここでの処理結果は、図６に示すグラフのように、経過時間毎の各観測点６の変位量を示す折れ線グラフといったものがあげられる。
【００６３】
情報処理装置１００は、こうして求めた、各時間帯での各観測点６における変位量に基づいて、各時間帯での各観測点６の位置を認識し、これら観測点６を結んで構成される線形の時間帯毎の形状、すなわち変形モードを特定する（ｓ１１３：図７参照）。また、情報処理装置１００は、前記変形モードを時系列順に連続させて、橋桁２の振動モードを特定する（ｓ１１５）としてもよい。図７の例では、車両等が通過していない負荷無しの状態から、条件に応じて変形モードが推移していく振動モードを例示している。橋桁２において、通行車両の重量や通過間隔、重量やサイズが異なる複数車両の連続通行事象など、様々な条件によって振動モードは変化する。また、橋桁２の延長形状は、直線またはカーブ、上り坂または下り坂、それらの組み合わせ、といった具合に場所により種々変化するが、こうした条件によっても振動モードは変化する。第１の実施形態のモード解析システム１０であれば、デジタルビデオカメラ２００らによる撮影と情報処理装置１００による情報処理でモード解析を簡便かつ確実に行えるから、上述したように条件が複雑に変化する構造物であっても問題なく適用し高精度のモード解析を実現できる。
【００６４】
情報処理装置１００は、前記ステップで特定した変形モードや振動モードの情報を出力部１０６に表示処理し（ｓ１１４）、フローを終了することになる。
【００６５】
−−−第２の実施形態−−−
本発明においては、上述の第１の実施形態の他に図８に示すように、各観測点６に設置したデジタルビデオカメラ２００の連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラ２３０が撮影範囲に収めるターゲット２１を不動点８に設置する形態もある。
【００６６】
こうした形態において、モード解析システム１０を構成する情報処理装置１００の演算部１０４が、プログラム１０２の実行により実現する処理について説明する。ただし、上記第１の実施形態と重複する処理についての説明は省略する。第２の実施形態における情報処理装置１００は、前記複数の観測点６におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラ２３０による前記ターゲット２１の撮影、および、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０以外の各デジタルビデオカメラ（最後方のデジタルビデオカメラ２４０含む）による前記連なりにおける前方の他デジタルビデオカメラの撮影、で得た撮影目標物２０たる、前記不動点８のターゲット２１および前記観測点６ａ〜６ｄの各デジタルビデオカメラに関する映像を、各デジタルビデオカメラのインターフェイス部２０７から取得し、該映像データから、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出する。
【００６７】
また前記情報処理装置１００は、前記抽出した静止画像中における所定画素に関し、前記ターゲット２１が所在する不動点８を起点として各静止画像間での変位方向を特定し、前記特定した各観測点での変位方向に基づき、前記構造物たる橋梁１の各観測点６を連ねた領域に関する変形モードを特定する。なお、前記情報処理装置１００は、前記撮影で得た各観測点６に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記ターゲット２１が設置された不動点８より該当観測点に至る観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定するとすれば好適である。また、情報処理装置１００は、前記ターゲット２１が設置された不動点８より、例えば、該当観測点６ｃに至るまでの各観測点６ａ、６ｂ、６ｃについて得た各変位を、“０．１＋０．２＋０＝０．３”ｍｍなどと合算することで、観測点６ｃでの所定時間毎の変位量を“０．３ｍｍ”と算定できる。
【００６８】
続いて、第２の実施形態におけるモード解析方法の処理手順について図９のフローに基づき説明する。
【００６９】
ここで、解析対象となる橋桁２に複数設定された観測点６のそれぞれに、橋桁２の延長方向のうち前記ターゲット２１の設置予定箇所である不動点８にレンズを向けてデジタルビデオカメラ２００を設置する（ｓ２００）。この時、各デジタルビデオカメラ２００は、その前方にある前記ターゲット２１や他観測点のデジタルビデオカメラ２００を撮影範囲に収めるよう視準方向等を調整している。また、ターゲット２１を、橋梁上での変位発生に無関係であって変位を生じない不動点８たる地盤３に設置する（ｓ２０１）。このターゲット２１は、橋桁上に設置された前記デジタルビデオカメラ２００の連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラ２３０の撮影範囲に収まるよう配置されている。但し、前記ターゲット２１は、元来橋梁１に備わっている構造物を撮影目標物としてもよいから、その場合、当該ステップｓ２０１は実行不要としてよい。
【００７０】
各デジタルビデオカメラ２００の間、および最前方のデジタルビデオカメラ２３０とターゲット２１との間の各距離は、デジタルビデオカメラの望遠撮影機能において所定解像度でデジタルビデオカメラ２００やターゲット２１の所定箇所を撮影できる距離となる。なお、前記所定箇所は予め寸法が判明しているデジタルビデオカメラ２００やターゲット２１に本来備わる部品、部材等である場合の他、デジタルビデオカメラやターゲット２１に付帯させるアクセサリ類、三脚や支柱などの設置用部材、デジタルビデオカメラやターゲット２１の表面にペイントしたり所定部材を取り付けて実現する目印、などであっても勿論問題ない。また、前記ターゲット２１は、予め線幅や間隔の寸法が判明している目盛り線等がペイントされた板材などとなる。
【００７１】
上述のように設置がなされたデジタルビデオカメラ２００（最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０含む）らのインターフェイス部２０７と、情報処理装置１００のインターフェイス部１０７とは所定の通信ケーブル、ないし無線通信手段でデータ授受可能に接続しておくと好適である。
【００７２】
各デジタルビデオカメラ２００、最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０らは、観測担当者からの指示をリモコンからの赤外線通信等を介して受信し、自身が撮影を担当する観測点６のデジタルビデオカメラ２００ないしターゲット２１に対する撮影を開始する（ｓ２０２）。以降、ステップｓ２０３〜ｓ２１０の各処理は、上記実施形態におけるステップｓ１０３〜ｓ１１０と同様の処理となるから説明は省略する。
【００７３】
こうして情報処理装置１００は、前記ステップらの実行により、デジタルビデオカメラ２００（最前方のデジタルビデオカメラ２３０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０含む）らから得た各静止画像間において、デジタルビデオカメラ２００およびターゲット２１における各所定箇所に関し画素数単位の変位を特定することとなる。このように各観測点６について変位量を算定することが出来るが、算定できた値は、橋梁全体の変位を考慮に入れていない不完全な値である。よって、不動点８から見た橋梁１の変位を考慮に入れる必要がある。そこで情報処理装置１００は、前記ターゲット２１に関し特定している、例えば、所定目盛り線（所定箇所）の各静止画像間での画素数単位の変位を算定ベースとして、最前方のデジタルビデオカメラ２３０の観測点６ａから変位量を特定したい所定観測点までの間に存在する各観測点６の変位量を合算する。所定時刻における、例えば観測点６ｃについてその変位量を算定する場合、不動点８から該当観測点６ｃに至る各観測点６ａ、６ｂ、６ｃについて上記ステップｓ２１０で得た各変位を、“０．１＋０．２＋０＝０．３”ｍｍなどと合算して、所定時刻の変位量“０．３ｍｍ”と算定する（ｓ２１１）。
【００７４】
情報処理装置１００は、上述したステップｓ２１０、ｓ２１１の処理を、各観測点６に関する前記映像データから得ている全ての静止画像について実行する（ｓ２１２）。情報処理装置１００は、こうして求めた、各時間帯での各観測点６における変位量に基づいて、各時間帯での各観測点６の位置を認識し、これら観測点６を結んで構成される線形の時間帯毎の形状、すなわち変形モードを特定する（ｓ２１３）。また、情報処理装置１００は、前記変形モードを時系列順に連続させて、橋桁２の振動モードを特定する（ｓ２１５）としてもよい。情報処理装置１００は、前記ステップで特定した変形モードや振動モードの情報を出力部１０６に表示処理し（ｓ２１４）、フローを終了することになる。
【００７５】
−−−第３の実施形態−−−
続いて、図１０に示すように、各観測点６に設置したデジタルビデオカメラ２００の連なりの途中に位置するデジタルビデオカメラ２６０を、橋梁１における不動点８ｂたる橋脚７上の橋桁２に設置する第３の実施形態もある。勿論、不動点８は橋脚７上の橋桁２以外のものであってもよい。この実施形態は、いわば上記第１の実施形態（ターゲット２１が設置された測定点６ｘ〜最後方のデジタルビデオカメラ２４０に代えて途中観測点のデジタルビデオカメラ２６０が設置された不動点８ｂまでの区間）と、上記第２の実施形態（ターゲット２１に代えて途中観測点のデジタルビデオカメラが設置された不動点８ｂ〜測定点６ｅまでの区間）とが複合した形態と言える。
【００７６】
こうした形態において、モード解析システム１０を構成する情報処理装置１００の演算部１０４が、プログラム１０２の実行により実現する処理について説明する。ただし、上記第１および第２の実施形態と重複する処理についての説明は省略する。第３の実施形態における情報処理装置１００は、前記複数の観測点６におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラ２３０による前記ターゲット２１の撮影、および、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０以外の各デジタルビデオカメラ（途中観測点のデジタルビデオカメラ２６０、最後方のデジタルビデオカメラ２４０含む）による前記連なりにおける前方の他デジタルビデオカメラの撮影、で得た撮影目標物２０たる、前記ターゲット２１、前記観測点６ａ、６ｂ、不動点８ｂ、観測点６ｄ、６ｅの各デジタルビデオカメラに関する映像を、各デジタルビデオカメラのインターフェイス部２０７から取得し、該映像データから、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出する。
【００７７】
また前記情報処理装置１００は、前記抽出した静止画像中における所定画素に関し、前記途中観測点のデジタルビデオカメラ２６０が所在する不動点８ｂを起点として各静止画像間での変位方向を特定し、前記特定した各観測点での変位方向に基づき、前記構造物たる橋梁１の各観測点６を連ねた領域に関する変形モードを特定する。なお、前記情報処理装置１００は、前記撮影で得た各観測点６に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記途中観測点のデジタルビデオカメラ２６０が設置された不動点８ｂより該当観測点に至る間に所在する観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定するとすれば好適である。また、情報処理装置１００は、前記不動点８ｂより、例えば、該当観測点６ａに至るまでの各観測点６ｂ、６ａについて得た各変位を、“０．１＋０．２＋０＝０．３”ｍｍなどと合算することで、観測点６ａでの所定時間毎の変位量を“０．３ｍｍ”と算定できる。また、情報処理装置１００は、前記不動点８ｂより、例えば、該当観測点６ｅに至るまでの各観測点６ｄ、６ｅについて得た各変位を、“０．２＋０．２＋０＝０．４”ｍｍなどと合算することで、観測点６ｅでの所定時間毎の変位量を“０．４ｍｍ”と算定できる。
【００７８】
こうした構成において本発明のモード解析方法を実行すれば、前記ステップｓ１０２と同様に、最前方のデジタルビデオカメラ２３０以外の各デジタルビデオカメラ２００（最後方のデジタルビデオカメラ２４０、および途中観測点のデジタルビデオカメラ２６０含む）により、前記連なりにおいて隣接する前方の他のデジタルビデオカメラの撮影を行うこととなる。また、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０により、前記ターゲット２１の撮影を行うことになる。当該撮影により得られる映像データに基づく各処理について、ターゲット２１が設置された測定点６ｘ〜途中観測点のデジタルビデオカメラ２６０が設置された不動点８ｂまでの区間については上記第１の実施形態と同様であり、途中観測点のデジタルビデオカメラが設置された不動点８ｂ〜測定点６ｅまでの区間については上記第２の実施形態と同様である。
【００７９】
−−−第４の実施形態−−−
また第４の実施形態として、図１１に示すように、前記デジタルビデオカメラ２００の連なりのうち最後方のデジタルビデオカメラ２４０を、橋梁１における不動点８ｂたる橋脚７ｂ上の橋桁２に設置すると共に、前記連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラ２３０が撮影範囲に収めるターゲット２１を、不動点８ａたる他の橋脚７ａ上の橋桁２に設置する形態もある。勿論、不動点８は、前記橋脚７上の橋桁２以外のものであってもよい。
【００８０】
こうした形態において、モード解析システム１０を構成する情報処理装置１００の演算部１０４が、プログラム１０２の実行により実現する処理について説明する。ただし、上記第１〜第３の各実施形態と重複する処理についての説明は省略する。情報処理装置１００は、デジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラ２３０による前方の不動点８ａに所在するターゲット２１の撮影、不動点８ｂに設置された最後方のデジタルビデオカメラ２４０による前方の撮影目標物２０たる他のデジタルビデオカメラ２００の撮影、および、前記最前方と前記最後方の各デジタルビデオカメラ２３０、２４０以外の各デジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物２０たる他デジタルビデオカメラ２００の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出する。
【００８１】
また、前記情報処理装置１００は、前記抽出した静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点８ａまたは８ｂより該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する。
【００８２】
また、前記情報処理装置１００は、例えば一方の不動点８ａを起点として他方の不動点８ｂに向けて、前記算定した各観測点６ａ〜６ｄの変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける。また、前記情報処理装置１００は、前記各観測点６ａ〜６ｄでの所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物たる橋梁１の各観測点６ａ〜６ｄを連ねた領域に関する変形モードを特定する。
【００８３】
こうした構成において本発明のモード解析方法を実行すれば、前記ステップｓ１０２と同様に、各デジタルビデオカメラ２００（最後方のデジタルビデオカメラ２４０を含む）により、前記連なりにおいて隣接する前方の他のデジタルビデオカメラの撮影を行うこととなる。また、前記最前方のデジタルビデオカメラ２３０により、前記ターゲット２１の撮影を行うことになる。
【００８４】
上記撮影により得られる映像データに基づく各処理については上記各実施形態と同様であるが、前記不動点８ａから前記不動点８ｂに至る間の測定点６ａ〜６ｄについて変位量を順次合算していけば、本来その合算値はゼロとなるはずである。実際の合算値がゼロでない場合、それは測定誤差であると考えられるため、この誤差分の測定値を各測定点での計測値に振り分けることで、変位観測の精度を向上させ、ひいては変形モードの解析精度を向上させることができる。
【００８５】
なお、前記測定誤差である合算値を各測定点に振り分けるに際しては、前記合算値を測定点の数で除算した値を各測定点に振り分ける場合や、隣接する測定点との間の距離に応じた比例配分で前記合算値を振り分ける場合などが想定できる。
【００８６】
前記合算値を測定点の数で除算した値を各測定点に振り分ける例であれば、前記合算値が、例えば「＋８ｍｍ」で、測定点の数が「４」であった場合、「＋８ｍｍ」を「４」で除算した「＋２ｍｍ」が、各測定点について算定した変位量に含まれる誤差と推定する。従って、誤差である「＋２ｍｍ」を排除すべく、各測定点での変位量に「−２ｍｍ」の値を加算、すなわち振り分ける。他方、前記合算値が「−８ｍｍ」であれば、これを「４」で除算した「−２ｍｍ」が、各測定点について算定した変位量に含まれる誤差と推定し、誤差である「−２ｍｍ」を排除すべく、各測定点での変位量に「＋２ｍｍ」の値を加算、すなわち振り分ける。
【００８７】
また隣接する測定点との間の距離に応じた比例配分で前記合算値を振り分ける場合において、測定点が、例えばＡ、Ｂの２点存在し、ある不動点Ｘとこれに隣接する測定点Ａとの間の距離が３ｍ、測定点Ａとこれに隣接する測定点Ｂとの間の距離が２ｍ、測定点Ｂとこれに隣接する不動点Ｙとの間の距離が１ｍであったとする。また、前記合算値が「＋１２ｍｍ」であったとする。この場合、「＋１２ｍｍ」を前記各距離の合算値“３＋２＋１＝６”で除算した「＋２ｍｍ」が単位距離あたりの誤差となる。従って、単位距離あたりの誤差である「＋２ｍｍ」を排除すべく、隣接不動点Ｘとの距離が３（ｍ）である前記測定点Ａについては“−２ｍｍ×３＝−６ｍｍ”を、測定点Ａに関する変位量に加算、すなわち振り分ける。その他の測定点についても同様の振り分け処理となる。また、前記合算値がマイナスの値であれば、測定点の変位量にはプラスの値を振り分けることになる。
【００８８】
−−−第５の実施形態−−−
なお、図１２における第５の実施形態にて示すように前記複数の観測点６が構造物上において環状に連なっている状況に対応したモード解析技術も提供可能である。この場合、上記第４の実施形態の変形例として、不動点８に設置すべきターゲット２１と最後方のデジタルビデオカメラ２４０を兼ねて、１台の起点デジタルビデオカメラ２５０を不動点８に設置する形態となる。図１２の例では、地盤３の周囲に設置した仮設構台４（構造物）における変位観測を行うべく、仮設構台４を構成する複数のパネル９を観測点６とし、各パネル９にデジタルビデオカメラ２００が設置されている。前記デジタルビデオカメラ２００らは、前方にある他のデジタルビデオカメラ２００を撮影目標物２０として撮影範囲に捉えており、観測点６と同様、直列的に連なった配置をなしている。
【００８９】
また、前記地盤３すなわち不動点８には、前記デジタルビデオカメラ２００らに連なるべく、起点デジタルビデオカメラ２５０が設置されている。起点デジタルビデオカメラ２５０はその撮影範囲に前方のデジタルビデオカメラ２００（図中では、観測点６ａのデジタルビデオカメラ２００）を捉えている。また、この起点デジタルビデオカメラ２５０は、その後方のデジタルビデオカメラ２００（図中では、観測点６ｉのデジタルビデオカメラ２００）によって撮影範囲に捉えられている。
【００９０】
こうした形態において、モード解析システム１０を構成する情報処理装置１００の演算部１０４が、プログラム１０２の実行により実現する処理について説明する。ただし、上記第１〜第４の各実施形態と重複する処理についての説明は省略する。情報処理装置１００は、デジタルビデオカメラ２００による前方の他デジタルビデオカメラ２００（起点デジタルビデオカメラ２５０含む）の撮影、不動点８に設置された前記起点デジタルビデオカメラ２５０による前方の撮影目標物２０たる他デジタルビデオカメラ２００（測定点６ａに設置されたもの）の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出する。
【００９１】
また、前記情報処理装置１００は、前記抽出した静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点８より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する。
【００９２】
また、前記情報処理装置１００は、前記不動点８を起点として前記環状の連なる方向に向けて、前記算定した各観測点６ａ〜６ｉの変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける。また、前記情報処理装置１００は、前記各観測点６ａ〜６ｉでの所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物たる橋梁１の各観測点６ａ〜６ｉを連ねた領域に関する変形モードを特定する。
【００９３】
こうした構成において本発明のモード解析方法を実行すれば、前記ステップｓ１０２と同様に、各デジタルビデオカメラ２００および起点デジタルビデオカメラ２５０により、前記環状の連なりにおいて隣接する他のデジタルビデオカメラの撮影を行うこととなる。撮影により得られる映像データに基づく各処理については上記各実施形態と同様であるが、環状に存在する各測定点６の変位量を、不動点前方の測定点（図中における観測点６ａ）から不動点後方の測定点（図中における観測点６ｉ）まで順次合算し、その合算値がゼロでない場合に、計測誤差を振り分けることで変位観測の精度を向上させ、ひいては変形モードの解析精度を向上させることができる。
【００９４】
例示した仮設構台４は、前記地盤３への工事用車両の出入りに伴う走行や、或いは駐車の動作に伴って、変位がパネル９を跨って連続的に生じやすいと想定できるが、こうしたチェックが可能となることで、複雑な形状をなす環状に観測点６が配置されている場合であっても、観測点間の変位について整合性をチェックし、観測精度を良好に維持できることになる。
【００９５】
なお、モード解析方法およびモード解析システムの実施形態について説明したが、変形モードや振動モードの特定処理を行うことなく、変位量の算定までの処理を行う場合も、本発明の範囲に含まれる。
【００９６】
以上のような本実施形態によれば、精度良好なモード解析や変位計測を簡便かつ低コストで行うことが可能となる。
【００９７】
本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１ 橋梁（構造物）
２ 橋桁
３ 地盤
４ 仮設構台（構造物）
６ 観測点
７ 橋脚
８ 不動点
９ パネル
１０ モード解析システム
２０ 撮影目標物
２１ ターゲット
１００ 情報処理装置
１０１ 記憶部
１０２ プログラム
１０３ メモリ
１０４ 演算部
１０５ 入力部
１０６ 出力部
１０７ インターフェイス部
２００ デジタルビデオカメラ
２０１ 記憶部
２０２ プログラム
２０３ メモリ
２０４ 演算部
２０６ タイマー機能
２０７ インターフェイス部
２３０ 最前方のデジタルビデオカメラ
２４０ 最後方のデジタルビデオカメラ
２５０ 起点デジタルビデオカメラ
２６０ 途中観測点のデジタルビデオカメラ
３００ 発光装置
４００ 鏡
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置するか、または、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、
各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、
前記撮影で得た撮影目標物に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関し、前記不動点を起点として各静止画像間での変位方向を特定する第４の工程と、
前記特定した各観測点での変位方向に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する第５の工程と、
を含むことを特徴とするモード解析方法。
【請求項２】
前記第４の工程において、前記撮影で得た撮影目標物に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定し、
前記第５の工程において、前記算定した各観測点での所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のモード解析方法。
【請求項３】
構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置し、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、
各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、
前記撮影で得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する第４の工程と、
一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける第５の工程と、
前記各観測点での所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する第６の工程と、
を含むことを特徴とするモード解析方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記特定した変形モードを時系列順に連続させて振動モードを特定する第７の工程を含むことを特徴とするモード解析方法。
【請求項５】
前記第３の工程において、前記各デジタルビデオカメラの撮影範囲に向け、発光装置による発光を行い、
前記第４の工程において、前記映像を構成するフレームのうち前記発光が写り込んでいるフレームを、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点と特定し、このフレームを起点に一定時間毎の静止画像を抽出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のモード解析方法。
【請求項６】
前記第３の工程において、前記各デジタルビデオカメラの撮影範囲に向けた、前記発光装置による発光を、所定時間のみの短時間発光とし、
前記第４の工程において、前記映像を構成するフレームのうち前記発光装置による短時間発光が写り込んでいるフレームを、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点と特定し、このフレームを起点に一定時間毎の静止画像を抽出することを特徴とする請求項５に記載のモード解析方法。
【請求項７】
構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置するか、または、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、
各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、
前記撮影で得た撮影目標物に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する第４の工程と、
を含むことを特徴とする変位計測方法。
【請求項８】
構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置し、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、
各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、
前記撮影で得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する第４の工程と、
一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける第５の工程と、
を含むことを特徴とする変位計測方法。
【請求項９】
構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めたデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、
前記情報処理装置は、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラによる前方の不動点に所在する撮影目標物の撮影、または、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方のものであって、不動点に設置されたデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、および前記最前方と最後方の各デジタルビデオカメラ以外のデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関し、前記不動点を起点として各静止画像間での変位方向を特定する処理と、
前記特定した各観測点での変位方向に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する処理を実行するものである、
ことを特徴とするモード解析システム。
【請求項１０】
構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、
前記情報処理装置は、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラによる前方の不動点に所在する撮影目標物の撮影、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方のものであって、不動点に設置されたデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、および、前記最前方と前記最後方の各デジタルビデオカメラ以外のデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する処理と、
一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける処理と、
前記各観測点での所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する処理とを実行するものである、
ことを特徴とするモード解析システム。
【請求項１１】
構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、
前記情報処理装置は、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラによる前方の不動点に所在する撮影目標物の撮影、または、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方のものであって、不動点に設置されたデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、および前記最前方と最後方の各デジタルビデオカメラ以外のデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する処理を実行するものである、
ことを特徴とする変位計測システム。
【請求項１２】
構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、
前記情報処理装置は、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラによる前方の不動点に所在する撮影目標物の撮影、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方のものであって、不動点に設置されたデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、および、前記最前方と前記最後方の各デジタルビデオカメラ以外のデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する処理と、
一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける処理とを実行するものである、
ことを特徴とする変位計測システム。
【請求項１】
構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置するか、または、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、
各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、
前記撮影で得た撮影目標物に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関し、前記不動点を起点として各静止画像間での変位方向を特定する第４の工程と、
前記特定した各観測点での変位方向に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する第５の工程と、
を含むことを特徴とするモード解析方法。
【請求項２】
前記第４の工程において、前記撮影で得た撮影目標物に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定し、
前記第５の工程において、前記算定した各観測点での所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のモード解析方法。
【請求項３】
構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置し、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、
各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、
前記撮影で得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する第４の工程と、
一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける第５の工程と、
前記各観測点での所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する第６の工程と、
を含むことを特徴とするモード解析方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記特定した変形モードを時系列順に連続させて振動モードを特定する第７の工程を含むことを特徴とするモード解析方法。
【請求項５】
前記第３の工程において、前記各デジタルビデオカメラの撮影範囲に向け、発光装置による発光を行い、
前記第４の工程において、前記映像を構成するフレームのうち前記発光が写り込んでいるフレームを、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点と特定し、このフレームを起点に一定時間毎の静止画像を抽出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のモード解析方法。
【請求項６】
前記第３の工程において、前記各デジタルビデオカメラの撮影範囲に向けた、前記発光装置による発光を、所定時間のみの短時間発光とし、
前記第４の工程において、前記映像を構成するフレームのうち前記発光装置による短時間発光が写り込んでいるフレームを、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点と特定し、このフレームを起点に一定時間毎の静止画像を抽出することを特徴とする請求項５に記載のモード解析方法。
【請求項７】
構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置するか、または、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、
各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、
前記撮影で得た撮影目標物に関する映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する第４の工程と、
を含むことを特徴とする変位計測方法。
【請求項８】
構造物上における複数の観測点それぞれに、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるようデジタルビデオカメラを設置する第１の工程と、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラを、前方の不動点に所在する撮影目標物が撮影範囲に収まるよう配置し、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方に位置するデジタルビデオカメラを不動点に設置する第２の工程と、
各デジタルビデオカメラによる前記連なりにおける前方の撮影目標物の撮影を行う第３の工程と、
前記撮影で得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する第４の工程と、
一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける第５の工程と、
を含むことを特徴とする変位計測方法。
【請求項９】
構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めたデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、
前記情報処理装置は、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラによる前方の不動点に所在する撮影目標物の撮影、または、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方のものであって、不動点に設置されたデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、および前記最前方と最後方の各デジタルビデオカメラ以外のデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関し、前記不動点を起点として各静止画像間での変位方向を特定する処理と、
前記特定した各観測点での変位方向に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する処理を実行するものである、
ことを特徴とするモード解析システム。
【請求項１０】
構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、
前記情報処理装置は、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラによる前方の不動点に所在する撮影目標物の撮影、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方のものであって、不動点に設置されたデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、および、前記最前方と前記最後方の各デジタルビデオカメラ以外のデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する処理と、
一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける処理と、
前記各観測点での所定時間毎の変位量に基づき、前記構造物の各観測点を連ねた領域に関する変形モードを特定する処理とを実行するものである、
ことを特徴とするモード解析システム。
【請求項１１】
構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、
前記情報処理装置は、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラによる前方の不動点に所在する撮影目標物の撮影、または、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方のものであって、不動点に設置されたデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、および前記最前方と最後方の各デジタルビデオカメラ以外のデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する処理を実行するものである、
ことを特徴とする変位計測システム。
【請求項１２】
構造物上における複数の観測点それぞれに設置され、前方にある他デジタルビデオカメラの設置位置における撮影目標物を撮影範囲に収めるデジタルビデオカメラと、情報処理装置とを含み、
前記情報処理装置は、
前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最前方に位置するデジタルビデオカメラによる前方の不動点に所在する撮影目標物の撮影、前記複数の観測点におけるデジタルビデオカメラの連なりのうち最後方のものであって、不動点に設置されたデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、および、前記最前方と前記最後方の各デジタルビデオカメラ以外のデジタルビデオカメラによる前方の撮影目標物の撮影、によって得た映像から、各デジタルビデオカメラ間での同期がとられた所定時点を起点に所定時間毎の静止画像を抽出し、該静止画像中における所定画素に関して各静止画像間での変位を特定し、前記いずれかの不動点より該当観測点に至るまでの間に存在する各観測点について得た前記変位を合算することで、各観測点での所定時間毎の変位量を算定する処理と、
一方の不動点を起点として他方の不動点に向けて、前記算定した各観測点の変位量を合算し、該合算値を前記各測定点の変位量に振り分ける処理とを実行するものである、
ことを特徴とする変位計測システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−４０８２０（Ｐ２０１３−４０８２０Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７６９３３（Ｐ２０１１−１７６９３３）
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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