建物外壁タイルの浮きを自動判定するシステム。赤外線カメラの熱画像をAIで判定。

sugitec

概 要

スマートタイルセイバーはタイルを撮影した熱画像からその浮きを自動的に検出することで、人的負担の軽減・判断基準の定式化・出力結果の厳密化を図ることを目的としたAI(人工知能)解析システムだ。

近年、外壁全面打診調査に代わる手法として費用面・安全面等で注目されている赤外線カメラによる外壁タイル調査があるが、客観性の低い結果になるという課題を解決し、解析の省人化につなげる。

外壁タイル浮き調査の現状と赤外線カメラによる調査の現状

従来、外壁のタイル浮き調査は直接タイルを打診しその⾳によって浮きを⾒分ける、打診調査によって⾏われてきた。しかし近年では、赤外線カメラにより浮き部と健全部とのタイル表⾯温度の時間変化が異なることを利⽤した⾚外線調査も盛んに⾏われている。

(左)赤外線カメラによる調査の様子 (右)赤外線カメラの熱画像による浮き部。周りよりも高温となっているのが分かる。

この背景には、平成20年4月からの建築基準法第12条における定期報告制度の改正により、10年に⼀度実施する必要がある全⾯打診等の調査方法に、新たに⾚外線調査も全⾯打診等調査のひとつとして適⽤することが可能となったことが、近年の⾚外線調査の普及へと繋がっている。

⾚外線調査の優位性としては、第⼀に従来の全⾯打診調査よりも低コストで調査を実施できるという点があるが、以下に留意すべきメリット・デメリットを記載する。

【 メリット 】
  • ⾜場の仮設の必要がなく、調査費⽤を安価に抑えられる。
  • 周りの騒⾳状況に左右されず調査が可能。
  • 調査結果をエビデンスとして残すことが可能。
  • タイルの1 点からではなく、撮影した全体の情報から総合的に判断することができる
【 デメリット 】
  • 電線や⽊などの遮蔽物が調査の障害となる。
  • 天候や気象条件に結果が左右される。
  • タイルの材質や⾊に結果が左右される。
  • 周辺環境(撮影位置からの距離/⾓度、ドローンを⾶ばすスペース等)に結果が左右される。
  • 作業者(解析者)によって結果にばらつきがある。

また、⾚外線調査後の解析作業時においては、作業員が⾚外線画像(熱画像)をひとつひとつ⽬視で確認し、浮きと思われる箇所を⼿作業で抽出する。このワークフローでは作業コストが掛かる他、「厳密なタイル枚数の計数ができない」、「⼈によってその結果が違うなど客観性の低い結果となる」といった様々な課題が残されているのが現状である。

スマートタイルセイバーについて

この課題解決のために開発された「スマートタイルセイバー(以下、本システム)」は、タイルを撮影した熱画像からタイルとその浮きを⾃動的に検出することで、⼈的負担の軽減・判断基準の定式化・出⼒結果の厳密化を図ることを⽬的としたシステムだ。

タイルとその浮きの判定をAIアルゴリズムによって自動化する

本システムは、竹中工務店の独自開発したシステムにより構築されている。具体的にはタイルの自動検出では、熱画像より検出したタイルのエッジ部分からタイルの輪郭線を抽出する仕組みで、画像にゆがみや傾きがあった場合でも線の消失点を導き出し自動で補正する。

タイルの剥離判定に関しては、熱画像より温度のしきい値を自動的に定め、目地の検出で判明した個々タイルの温度を比較し、しきい値との差異が大きい部分をAIによって自動判定する仕組みだ。

これにより、従来作業者が目視で抽出していたタイル剥離の判定が自動化され、作業者に依存しない作業ができる他、作業者の感覚に頼らない高精度で高品質な解析が可能となる。

尚、これらの技術は現在特許出願中だ。

オルソ画像からの解析にも対応

また、本システムの大きなメリットとしてオルソ画像の解析ワークフローにも対応する。元画像を別の画像解析ソフトウェアで図面に合わせたオルソ画像に成形し、成形後画像に対し解析処理を行う。

実際に成形済み画像に対し解析を行った結果画像(CAD上で結果を合成)

このオルソ解析ワークフローでは図面に結果位置をプロットできるというメリットがある。

スマートタイルセイバーの今後

従来の打診調査では、作業者が壁面に近づく必要があるため仮設足場を必要としていたが、そのコストが重い負担となっていた。また、属人性も高いのがデメリットとなっている。

本システムは、建物の精密検査の必要性を判断する1次診断向けの位置付けとなる。まずは足場をかける前の1次診断での活用においてコストカットと品質向上を両立する。

今後、竹中工務店では打診を併用しながら試行を進め、教師データとなる調査のサンプルデータ数を増やしていくことで、さらなる検出精度の向上を高めていく。

スマートタイルセイバーのご利用について

スマートタイルセイバーの利用希望に関しては以下よりご相談ください。

□有限会社スギテック
住所:〒108-0075 東京都港区港南2-16-1 品川イーストワンタワー7階
TEL:03-6894-4075 FAX:03-6894-4077
担当:杉山
お問い合わせフォーム:https://www.innovation.sugitec.net/development/

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