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4K対応変位計測システム OpticG 2D

4Kに対応した一眼レフカメラで撮影した動画像を用いて完全非接触で変位計測を行うシステムです。足場が不要のため、安全かつ低コストで測定できます。
たわみ量の変化を動画を用いて解析し、グラフで確認することができます。

イメージ:4K対応変位計測システム OpticG 2D

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概要

一眼レフカメラとレーザー距離計を使用し、橋梁桁び健全性の点検を行います。
動画像を用いて非接触・2次元で動的変位計測を行い、専用ソフトウェアの「OpticG(オプティクジー)」で分析することでひずみ・たわみの変位が確認できるシステムです。
測りたい場所にカメラを設置し、パソコンで動画を解析してその場で結果確認することができます。
足場を組む必要や交通規制を行う必要がないため、計測にかかる人員・交通整理等のコストが大幅カットでき、時間も短縮できます。

出典:ズームスケープ

※ OpticG 2Dはリアルタイムでグラフを表示することは出ません。動画上の表現になります。

特長

4K対応変位計測システム OpticG 2D:イメージ画像

  • 100m程度離れた対象のたわみを測定ができます(撮影距離に応じて制度は低下します)。
  • 画像解析により非接触で変位計測が可能します。
  • 現場で解析し計測結果をその場で確認することができます。
  • 距離20m以内の対象で0.1mm精度(精度は条件によります)。
  • 交通遮断なし・足場不要・ターゲット不要で安全・簡便・迅速に計測が可能

二次元の変位を計測

自由な角度から撮影を行い、動画の角度を基準にX軸Y軸での変位量評価が可能。

足場不要

橋の直下に計測機材を置く必要がないため、河川などに足場を設置する必要がありません。

交通を遮断しない

離れた場所から撮影を行うため、道路や人の通行の邪魔になりません。
また、交通を遮断しないため、警察や橋下の道路・鉄道管理者への許可も不要。
交通整理に要する費用も削減できます。

マーカー不要

動画像上に写ったボルトやコーナー、ひび割れ、汚れ、穴など特徴的な箇所を使って高精度な変位計測ができます。

高感度・高画質の4Kカメラを使用

4K(3840×2160)/60p動画記録に対応したカメラを構成しています。高ISO感度でノイズが少なく、低照度環境や低コントラスト環境下でも自然に撮影することができます。

用途

  • 橋梁の床版たわみ量を確認
  • 支承健全性評価
  • 門型柱の挙動を確認
  • 道路橋照明の挙動

4K対応変位計測システム OpticG 2D:橋梁の床版たわみ量を確認

コストダウンにつながるOpticG 2D導入のメリット

計測時間の短縮

完全非接触式なので、計測対象に計測器や反射板などを取り付ける必要がないので、現場での計測が圧倒的に早いという特長があります。
撮影機材の設置・設定だけなので、10~20分程度(平均15分)で準備完了です。

分析時間の短縮

計測時間と同等の処理時間で分析が完了します。5分間の撮影でしたら、処理時間も5分程度です。
動画像データの移動、ソフトウェア上での各種データ入力も含めて、5~20分程度でグラフ表示できます。
計測後すぐに現場で結果を確認することができます。
※4K動画の場合や長時間撮影などの場合はそれに準じて処理時間が伸びます

諸費用のカット

完全非接触式であるため、足場工や計測器設置工事が全く不要です。また、交通を遮断しないため、交通整理や各種届出のために必要な人件費のコストもかかりません。
計測はカメラを設置して撮影を行うのみのため、作業員は2名で十分であり、1名でも作業可能です。
危険な作業や専門的な作業ではないため、専門業者を雇う必要がありません。

測定ソフトウェア

たわみ測定用の専用ソフトウェアとしてOpticG 2Dを利用します。OpticG 2Dでは画像処理により、マーカーなどを取り付けることなしに測定対象の変動を捉えます。
また、画素単位の変動を実寸(mm)単位の変位に変換したうえで、グラフ化を行います。

OpticG 2Dの解析内容

  • 測定箇所の指定と切り出し
  • 変動量の推定
  • グラフ化(画素単位、コマ数)
  • 単位変換(mm変換、秒単位)
  • 最大たわみ量推定(平滑化、異常値除去、ゼロレベルの設定、精度推定)

測定ソフトウェア:計測グラフイメージ
静止状態の橋梁桁を撮影したときのグラフ

計測方法

STEP1. 組立て

4K対応変位計測システム OpticG 2D:STEP1. 組立て

三脚を立てカメラを載せます。工具は不要、作業用手袋をつけていても組み立てられます。
レーザー距離計を据え付けます。
このときに水準器を利用して三脚の水平調整を行ってください。


STEP2. 撮影

4K対応変位計測システム OpticG 2D:STEP2. 撮影

レーザー距離計で対象までの距離と角度を測定した後、リモコン操作で録画(撮影)開始します。


STEP3. 解析・計測

4K対応変位計測システム OpticG 2D:STEP3. 解析・計測

計測動画が記録されたSDカードをパソコンに接続し、動画データを転送します。
OpticG(パソコンで動作するソフト)で動画ファイルを開き、測りたい箇所を選び、「マッチング」ボタンを押すと、動画を解析して計測します。


STEP4. 結果

4K対応変位計測システム OpticG 2D:STEP4. 結果

撮影時間と同程度で解析は終わります。(4K動画の場合は、撮影時間の1.5倍~2倍)現場で計測結果を確認することができます。


解析・計測方法
専用ソフトに取り込み、動画を自動解析
結果画面
グラフからひずみ・たわみを把握します
4K対応変位計測システム OpticG 2D:解析・計測方法 4K対応変位計測システム OpticG 2D:結果画面

他の変位計測手法との比較

ターゲット不要の非接触で測定するため、簡易性・可搬性・安全性に優れています。
設置範囲もカメラを複数台置くことで解決できます。
動画像を撮影して解析するため、他の計測方法に比べて長期計測には向きません。
また雨天計測ができませんので、天候に左右されることがあります。夜間撮影は、照明を使用することをおすすめします。

仕様

撮影方法 動画または写真
電源 不要(バッテリー駆動)
※持続時間は機材使用状況により異なります
計測実施場所 屋外/屋内
※コンクリート・鋼製 構造物・斜面・室内実験供試体などを計測対象として想定しています
※天候・撮影距離により精度が低下する場合があります
計測可能時間帯 24時間
※夜間での計測時には照明の使用を推奨します。
計測対象の距離 3~80m
※一般的に、距離が遠いほど計測精度は低下します
ストレージ 撮影時間及びFHD動画又は4K動画に応じて異なる。
計測精度 0.01mm(距離3m)~0.5mm(距離80m)
計測可能変位量 ±10mm(距離3m)~300mm(距離80m)
1秒間の測定回数(動画) 30回(標準的な撮影設定の場合)
解析所要時間 (1分間の動画につき)約1分

構成機器

標準構成品

  • OpticG 2D ソフトウェア
  • デジタルカメラ(LUMIX DC-GH5S)
  • カメラレンズ(75-300mm)
  • カメラレンズ(40-150mm)
  • 三脚 SLIKプロ(700DX-ⅢN)
  • ノートパソコン(HP EliteBook 830 G6)
  • レーザ距離計(DISTO D510)
  • SDカード
  • カードリーダー
  • リモコン
  • 取扱説明書

使用機器

  • デジタルカメラ(LUMIX DC-GH5S)
    デジタルカメラ本体
  • カメラレンズ(75-300mm)
    カメラレンズ(望遠)
  • カメラレンズ(40-150mm)
    カメラレンズ
  • OpticG 2D ソフトウェアインストール済ノートパソコン(LUMIX DC-GH5S)
    ソフトウェア/
    ノートパソコン
  • レーザ距離計(DISTO D510)
    レーザ距離計


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