JP7739245B2 - 構造物評価システム、構造物評価装置、構造物評価方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、構造物評価システム、構造物評価装置、構造物評価方法及びコンピュータプログラムに関する。

橋梁のような構造物の表面にセンサを設置することで、構造物内部で発生する弾性波を検出することができる。さらに、複数のセンサを構造物の表面に設置することで、各センサで検出した弾性波の到達時刻の差に基づいて、弾性波の発生源（以下「弾性波源」という）の位置を標定することができる。外部から構造物の表面に衝撃を与えた場合にも構造物内部で弾性波が発生する。このような場合にも各センサで検出した弾性波の到達時刻の差に基づいて弾性波源の位置を標定することができる。

構造物内部における弾性波の伝搬経路に損傷がある場合、弾性波の伝搬が妨げられる。構造物内部の損傷により弾性波の伝搬が妨げられると、一部のセンサで弾性波を検出することができない。その結果、弾性波源の標定結果の精度が低下してしまう。降雨時の雨滴による路面への衝突のように空間的に一様に付与される衝撃を構造物の表面に与えて対面に設置された各センサによって弾性波を検出した場合、内部に損傷を有する領域では弾性波源の密度が低下して観測される。このような特性を利用して、構造物の劣化状態（構造物内部の損傷有無）を評価することができる。

従来、構造物の劣化状態の評価精度を向上させるために種々の補正方法が提案されている。例えば、構造物の表面に与えられる衝撃が一様ではない場合であっても、衝撃に応じて定まる補正値を用いて、位置標定に基づく情報を補正する技術が提案されている。しかしながら、従来のいずれの手法においても温度に関しては特に言及されていない。そのため、季節や時間帯等の異なる温度環境下で計測した場合には、温度による変化を補正することができず、評価精度を向上させることができない場合があった。

国際公開第２０１７／２１７０３４号 国際公開第２０２２／０１４００４号 特開２０２２－７０７１１号公報

本発明が解決しようとする課題は、構造物の劣化状態の評価精度を向上させることができる構造物評価システム、構造物評価装置、構造物評価方法及びコンピュータプログラムを提供することである。

実施形態の構造物評価システムは、複数のセンサと、位置標定部と、補正部と、評価部とを持つ。複数のセンサは、構造物から発生した弾性波を検出する。位置標定部は、前記複数のセンサそれぞれによって検出された複数の弾性波に基づいて、前記複数の弾性波の発生源の位置を標定する。補正部は、前記構造物の温度に応じて定まる補正値を用いて、前記位置標定部による位置標定に基づく情報を補正する。評価部は、補正された前記情報に基づいて前記構造物の劣化状態を評価する。記構造物は、少なくとも車両が走行可能な舗装部と、前記舗装部を支持する床版部とで構成される。前記構造物の温度は、前記舗装部の温度に関連する値である。

第１の実施形態における構造物評価システムの構成を示す図。 第１の実施形態における信号処理部の機能構成例を示す図。 第１の実施形態における弾性波の計測方法を説明するための図。 第１の実施形態における音響インピーダンスと透過率との関係を示す図。 第１の実施形態における温度と弾性波の密度との間の関係性を説明するための図。 第１の実施形態における補正部が行う補正処理の説明図。 第１の実施形態における構造物評価システムによる劣化状態の評価処理の流れを示すシーケンス図。 第１の実施形態における効果を説明するための図。 第２の実施形態における補正部が行う補正処理の説明図。

以下、実施形態の構造物評価システム、構造物評価装置、構造物評価方法及びコンピュータプログラムを、図面を参照して説明する。

（概要）
発明者らの検討によって、温度によって弾性波源の密度の計測結果が変動することが分かった。そのため、従来の補正方法では、温度による変化を補正することができず、季節や時間帯等異なる温度環境下で計測した場合に、構造物の劣化状態の評価精度を向上させることできない場合があることが分かった。そこで、実施形態における構造物評価システムでは、弾性波の計測時における温度の情報に基づいて、弾性波源の位置標定に基づく情報を補正することで、計測時の温度による影響を踏まえて、構造物の劣化状態の評価精度を向上させる。ここで、位置標定に基づく情報は、弾性波源の位置標定を行う前に用いる情報（例えば、弾性波の計測閾値）、又は、標定結果を用いて得られる情報である。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における構造物評価システム１００の構成を示す図である。構造物評価システム１００は、構造物５０の健全性の評価に用いられる。以下の説明において、評価とは、ある基準に基づいて構造物５０の健全性の度合い、すなわち構造物５０の劣化状態を決定することを意味する。以下の実施形態における構造物５０は、温度に対する応答の異なる少なくとも２つの材料で構成される。例えば、構造物５０が、車両が走行する橋梁である場合、構造物５０は走行可能な舗装部と、舗装部を支持する床版部とで構成される。舗装部５１は例えばアスファルトであり、床版部５２は例えばコンクリートである。

以下の説明では、構造物５０が橋梁である場合を例に説明するが、構造物５０は橋梁に限定される必要はない。構造物５０は、温度に対する応答の異なる少なくとも２つの材料で構成される構造物であって、亀裂の発生または進展、あるいは外的衝撃（例えば雨、人工雨など）に伴い弾性波１１が発生する構造物であればどのようなものであってもよい。なお、橋梁は、河川や渓谷等の上に架設される構造物に限らず、地面よりも上方に設けられる種々の構造物（例えば高速道路の高架橋）なども含む。

構造物５０の劣化状態の評価に影響を及ぼす損傷としては、例えば亀裂、空洞、土砂化等の弾性波１１の伝搬を妨害する構造物内部の損傷がある。ここで、亀裂には、縦方向の亀裂、横方向の亀裂及び斜め方向の亀裂等が含まれる。縦方向の亀裂とは、路面に対して垂直な方向に生じている亀裂である。横方向の亀裂とは、路面に対して水平な方向に生じている亀裂である。斜め方向の亀裂とは、路面に対して水平及び垂直以外の方向に生じている亀裂である。土砂化とは、主にアスファルトとコンクリート床版の境界部でコンクリートが土砂状に変化する劣化である。

構造物評価システム１００は、複数のセンサ２０－１～２０－ｎ、信号処理部３０及び構造物評価装置４０を備える。複数のセンサ２０－１～２０－ｎそれぞれと信号処理部３０とは、有線により通信可能に接続される。信号処理部３０と構造物評価装置４０とは、有線又は無線により通信可能に接続される。なお、以下の説明では、センサ２０－１～２０－ｎを区別しない場合にはセンサ２０と記載する。

図１に示すように、構造物５０上を車両１０が通過した際、車両１０の走行部Ｗと路面との接触により、路面に対して荷重がかかる。荷重によるたわみにより、多数の弾性波１１が構造物５０内に発生する。構造物５０の下面（例えば、床版部５２）に設置された各センサ２０は、構造物５０内で発生した弾性波１１を検出することができる。なお、ここでは、車両１０により構造物５０内で弾性波が発生する例を示しているが、構造物５０内で弾性波を発生させる方法は他の方法であってもよい。例えば、外部から構造物５０に衝撃を与えることにより弾性波を発生させてもよい。

センサ２０は、圧電素子を有し、構造物５０内部から発生する弾性波１１を検出する。センサ２０は、構造物５０の面上における弾性波１１を検出することが可能な位置に設置される。例えば、センサ２０－１～２０－ｎは、路面、側面及び底面のいずれかの面上に、車両走行軸方向と、車両走行軸直交方向にそれぞれ同一もしくは異なる間隔で離間して設置される。車両走行軸方向とは、車両が路面を走行する方向を表す。車両走行軸直交方向とは、車両走行軸方向に垂直な方向を表す。センサ２０は、検出した弾性波１１を電気信号に変換する。以下の説明では、センサ２０が、構造物５０の底面に設置されている場合を例に説明する。

センサ２０には、例えば１０ｋＨｚ～１ＭＨｚの範囲に感度を有する圧電素子が用いられる。センサ２０は、周波数範囲内に共振ピークをもつ共振型、共振を抑えた広帯域型等の種類があるが、センサ２０の種類はいずれでもよい。センサ２０が弾性波１１を検出する方法は、電圧出力型、抵抗変化型及び静電容量型等があるが、いずれの検出方法でもよい。

センサ２０に代えて加速度センサが用いられてもよい。この場合、加速度センサは、構造物５０内部で発生する弾性波１１を検出する。そして、加速度センサは、センサ２０と同様の処理を行うことによって、検出した弾性波１１を電気信号に変換する。

センサ２０と信号処理部３０との間には、例えば不図示の増幅器及びＡ／Ｄ変換器が設けられる。
増幅器は、センサ２０から出力された電気信号を増幅する。増幅器は、増幅後の電気信号をＡ／Ｄ変換器に出力する。増幅器は、例えばＡ／Ｄ変換器において処理ができる程度に電気信号を増幅する。
Ａ／Ｄ変換器は、増幅された電気信号を量子化してデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器は、デジタル信号を信号処理部３０に出力する。

信号処理部３０は、Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号を入力とする。信号処理部３０は、入力したデジタル信号に対して信号処理を行う。信号処理部３０が行う信号処理は、例えば、ノイズ除去、パラメータ抽出等である。信号処理部３０は、信号処理後のデジタル信号を含む送信データを生成する。信号処理部３０は、生成した送信データを構造物評価装置４０に出力する。

信号処理部３０は、アナログ回路又はデジタル回路を用いて構成される。デジタル回路は、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やマイクロコンピュータにより実現される。デジタル回路は、専用のＬＳＩ（Large-Scale Integration）により実現されてもいい。また信号処理部３０は、フラッシュメモリ等の不揮発メモリや、取り外し可能なメモリを搭載してもよい。

図２は、第１の実施形態における信号処理部３０の機能構成例を示す図である。信号処理部３０は、波形整形フィルタ３０１、ゲート生成回路３０２、到達時刻決定部３０３、特徴量抽出部３０４、送信データ生成部３０５、メモリ３０６及び出力部３０７を備える。

波形整形フィルタ３０１は、入力されたデジタル信号から所定の帯域外のノイズ成分を除去する。波形整形フィルタ３０１は、例えばデジタルバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）である。波形整形フィルタ３０１は、ノイズ成分除去後のデジタル信号（以下「ノイズ除去信号」という。）をゲート生成回路３０２及び特徴量抽出部３０４に出力する。

ゲート生成回路３０２は、波形整形フィルタ３０１から出力されたノイズ除去信号を入力とする。ゲート生成回路３０２は、入力したノイズ除去信号に基づいてゲート信号を生成する。ゲート信号は、ノイズ除去信号の波形が持続しているか否かを示す信号である。

ゲート生成回路３０２は、例えばエンベロープ検出器及びコンパレータにより実現される。エンベロープ検出器は、ノイズ除去信号のエンベロープを検出する。エンベロープは、例えばノイズ除去信号を二乗し、二乗した出力値に対して所定の処理（例えばローパスフィルタを用いた処理やヒルベルト変換）を行うことで抽出される。コンパレータは、ノイズ除去信号のエンベロープが所定の閾値以上であるか否かを判定する。

ゲート生成回路３０２は、ノイズ除去信号のエンベロープが所定の閾値以上となった場合、ノイズ除去信号の波形が持続していることを示す第１のゲート信号を到達時刻決定部３０３及び特徴量抽出部３０４に出力する。一方、ゲート生成回路３０２は、ノイズ除去信号のエンベロープが所定の閾値未満になった場合、ノイズ除去信号の波形が持続していないことを示す第２のゲート信号を到達時刻決定部３０３及び特徴量抽出部３０４に出力する。なお、ゲート生成回路３０２において、ノイズ除去信号の波形が持続しているか否かをエンベロープに基づいて判定する構成を示したが、ゲート生成回路３０２は、ノイズ除去信号そのものや、絶対値を適用した信号に対して処理を行ってもよい。このゲート生成に用いる閾値を計測閾値と記載する。

到達時刻決定部３０３は、不図示の水晶発振器などのクロック源から出力されるクロックと、ゲート生成回路３０２から出力されたゲート信号とを入力とする。到達時刻決定部３０３は、第１のゲート信号が入力されている間に入力されたクロックを用いて、弾性波到達時刻を決定する。到達時刻決定部３０３は、決定した弾性波到達時刻を時刻情報として送信データ生成部３０５に出力する。到達時刻決定部３０３は、第２のゲート信号が入力されている間には処理を行わない。到達時刻決定部３０３は、クロック源からの信号をもとに、電源投入時からの累積の時刻情報を生成する。具体的には、到達時刻決定部３０３は、クロックのエッジをカウントするカウンタとし、カウンタのレジスタの値を時刻情報とすればよい。カウンタのレジスタは所定のビット長を有するように決定される。

特徴量抽出部３０４は、波形整形フィルタ３０１から出力されたノイズ除去信号と、ゲート生成回路３０２から出力されたゲート信号とを入力とする。特徴量抽出部３０４は、第１のゲート信号が入力されている間に入力されたノイズ除去信号を用いて、ノイズ除去信号の特徴量を抽出する。特徴量抽出部３０４は、第２のゲート信号が入力されている間に処理を行わない。特徴量は、ノイズ除去信号の特徴を示す情報である。

特徴量は、例えば波形の振幅［ｍＶ］、波形の立ち上がり時間［ｕｓｅｃ］、ゲート信号の持続時間［ｕｓｅｃ］、ゼロクロスカウント数［ｔｉｍｅｓ］、波形のエネルギー［ａｒｂ．］、周波数［Ｈｚ］及びＲＭＳ（Root Mean Square：二乗平均平方根）値等である。特徴量抽出部３０４は、抽出した特徴量に関するパラメータを送信データ生成部３０５に出力する。特徴量抽出部３０４は、特徴量に関するパラメータを出力する際に、特徴量に関するパラメータにセンサＩＤを対応付ける。センサＩＤは、構造物５０の健全性の評価対象となる領域（以下「評価領域」という。）に設置されているセンサ２０を識別するための識別情報を表す。

波形の振幅は、例えばノイズ除去信号の中で最大振幅の値である。波形の立ち上がり時間は、例えばゲート信号の立ち上がり開始からノイズ除去信号が最大値に達するまでの時間Ｔ１である。ゲート信号の持続時間は、例えばゲート信号の立ち上がり開始から振幅が予め設定される値よりも小さくなるまでの時間である。ゼロクロスカウント数は、例えばゼロ値を通る基準線をノイズ除去信号が横切る回数である。

波形のエネルギーは、例えば各時点においてノイズ除去信号の振幅を二乗したものを時間積分した値である。なお、エネルギーの定義は、上記例に限定されず、例えば波形の包絡線を用いて近似されたものでもよい。周波数は、ノイズ除去信号の周波数である。ＲＭＳ値は、例えば各時点においてノイズ除去信号の振幅を二乗して平方根により求めた値である。

送信データ生成部３０５は、センサＩＤと、時刻情報と、特徴量に関するパラメータとを入力とする。送信データ生成部３０５は、入力したセンサＩＤと、時刻情報と、特徴量に関するパラメータとを含む送信データを生成する。

メモリ３０６は、送信データを記憶する。メモリ３０６は、例えばデュアルポートＲＡＭ（Random Access Memory）である。

出力部３０７は、メモリ３０６に記憶されている送信データを構造物評価装置４０に逐次出力する。

図１に戻って説明を続ける。構造物評価装置４０は、通信部４１、制御部４２、記憶部４３及び表示部４４を備える。

通信部４１は、信号処理部３０から出力された送信データを受信する。

制御部４２は、構造物評価装置４０全体を制御する。制御部４２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサやメモリを用いて構成される。制御部４２は、プログラムを実行することによって、取得部４２１、イベント抽出部４２２、位置標定部４２３、分布生成部４２４、補正部４２５及び評価部４２６として機能する。

取得部４２１、イベント抽出部４２２、位置標定部４２３、分布生成部４２４、補正部４２５及び評価部４２６の機能部のうち一部または全部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡなどのハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置などの非一時的な記憶媒体である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

取得部４２１、イベント抽出部４２２、位置標定部４２３、分布生成部４２４、補正部４２５及び評価部４２６の機能の一部は、予め構造物評価装置４０に搭載されている必要はなく、追加のアプリケーションプログラムが構造物評価装置４０にインストールされることで実現されてもよい。

取得部４２１は、各種情報を取得する。例えば、取得部４２１は、通信部４１によって受信された送信データを取得する。例えば、取得部４２１は、構造物５０の温度情報を取得する。構造物５０の温度情報は、評価対象となる構造物５０付近の温度情報である。評価対象となる構造物５０付近の温度情報は、例えば評価対象となる構造物５０付近の気温であってもよいし、日射などによる温度上昇の影響を直接受ける構造物５０の影響部分（例えば、舗装部）の温度であってもよい。

取得部４２１は、構造物５０の温度情報を取得することができればどのような方法で取得してもよい。例えば、取得部４２１は、構造物５０付近に設置された温度センサによって計測された温度情報を取得してもよいし、天気予報等で提供される構造物５０付近の温度情報を取得してもよいし、影響部分から温度情報を直接取得してもよい。取得部４２１が、構造物５０付近に設置された温度センサによって計測された温度情報を取得する場合、又は、影響部分から温度情報を直接取得する場合には、構造物評価システム１００は温度センサを備える。取得部４２１は、取得した送信データや温度情報を記憶部４３に保存する。第１の実施形態において取得部４２１は、評価対象となる構造物５０を走行した車両１０に関する情報（以下「車両情報」という。）を所定期間分取得する。

車両情報は、例えば所定の期間に構造物５０を走行した車両１０の車種情報と、構造物５０の車両１０の通行量情報である。車両１０の車種情報には、少なくとも車両１０のトレッド幅の情報が含まれる。車両１０の通行量情報は、所定の期間に構造物５０をどの車種の車両１０が何台通過したかを示す情報である。取得部４２１は、車両情報を、ユーザの入力によって取得してもよいし、交通情報を記憶しているサーバから取得してもよい。

イベント抽出部４２２は、記憶部４３に記憶されている送信データの中から１イベントにおける送信データを抽出する。イベントとは、構造物５０で起こった弾性波発生事象を表す。本実施形態における弾性波発生事象は、車両１０による路面の通過である。１回のイベントが発生した場合、複数のセンサ２０で略同時刻に弾性波１１が検出されることになる。すなわち、記憶部４３には、略同時刻に検出された弾性波１１に関する送信データが記憶されていることになる。そこで、イベント抽出部４２２は、所定の時間窓を設け、到達時刻が時間窓の範囲内に存在する全ての送信データを１イベントにおける送信データとして抽出する。イベント抽出部４２２は、抽出した１イベントにおける送信データを位置標定部４２３に出力する。

時間窓の範囲Ｔｗは、対象とする構造物５０における弾性波伝搬速度ｖと、最大のセンサ間隔ｄｍａｘを用いて、Ｔｗ≧ｄｍａｘ／ｖの範囲になるように決定してもよい。誤検出を避けるためには、Ｔｗをできるだけ小さい値に設定することが望ましいため、実質的にはＴｗ＝ｄｍａｘ／ｖとすることができる。弾性波伝搬速度ｖは、予め求められていてもよい。

位置標定部４２３は、センサ位置情報と、イベント抽出部４２２によって抽出された複数の送信データそれぞれに含まれるセンサＩＤ及び時刻情報とに基づいて弾性波源の位置を標定する。

センサ位置情報には、センサＩＤに対応付けてセンサ２０の設置位置に関する情報が含まれる。センサ位置情報は、例えば緯度および経度、あるいは構造物５０の基準となる位置からの水平方向および垂直方向の距離などのセンサ２０の設置位置に関する情報を含む。位置標定部４２３は、センサ位置情報を予め保持している。センサ位置情報は、位置標定部４２３が弾性波源の位置標定を行う前であればどのタイミングで位置標定部４２３に記憶されてもよい。

センサ位置情報は、記憶部４３に記憶されていてもよい。この場合、位置標定部４２３は、位置標定を行うタイミングで記憶部４３からセンサ位置情報を取得する。弾性波源の位置の標定には、カルマンフィルタ、最小二乗法などが用いられてもよい。位置標定部４２３は、計測期間中に得られた弾性波源の位置情報を分布生成部４２４に出力する。

分布生成部４２４は、位置標定部４２３から出力された複数の弾性波源の位置情報を入力とする。分布生成部４２４は、入力した複数の弾性波源の位置情報を用いて、弾性波源分布を生成する。弾性波源分布は、弾性波源の位置が示された分布を表す。より具体的には、弾性波源分布は、横軸を通行方向の距離とし、縦軸を幅方向の距離として、評価対象となる構造物５０を表した仮想的なデータ上において弾性波源の位置を示す点が示された分布である。分布生成部４２４は、弾性波源分布を用いて弾性波源密度分布を生成する。弾性波源密度分布は、弾性波源分布において予め定められたエリア毎に、各エリアに含まれる弾性波源の数に応じて求められる密度の値が示された分布を表す。

補正部４２５は、取得部４２１によって取得された構造物５０の温度情報に応じて定まる補正値を用いて、位置標定部４２３による位置標定に基づく情報を補正する。構造物５０の温度情報は、舗装部５１の温度に関連する値であり、例えば気温、床版部５２下面の温度、舗装部５１を走行する車両又は人手で計測した路面温度（舗装部５１の温度）、日射量、計測中の温度の統計値、舗装部５１の温度と床版部５２の温度の差、舗装部５１の温度と床版部５２の温度の比のいずれかである。舗装部５１の温度は、気温又は日射量の少なくともいずれかにより推定された値であってもよい。床版部５２の温度は、床版下面の温度である。
第１の実施形態において構造物５０の温度情報に応じて定まる補正値とは、弾性波源密度分布の密度を補正するための補正値である。第１の実施形態において位置標定に基づく情報は、弾性波源密度分布である。

評価部４２６は、補正された情報に基づいて構造物５０の劣化状態を評価する。具体的には、評価部４２６は、補正された弾性波源密度分布を用いて構造物５０の劣化状態を評価する。例えば、評価部４２６は、弾性波源の密度が閾値以上の領域を健全な領域と評価し、弾性波源の密度が閾値未満の領域を損傷領域と評価する。弾性波源と、各センサ２０それぞれまでの弾性波の伝搬経路を示す波線が通過した領域が評価領域となる。そこで、評価部４２６は、評価領域内において構造物の劣化状態を評価する。

記憶部４３には、取得部４２１によって取得された送信データ、温度情報、車両情報及び補正テーブルが記憶される。補正テーブルは、補正部４２５が補正を行う際に使用するテーブルである。補正テーブルには、各温度に対するヤング率の値が対応付けて登録される。例えば、補正テーブルには、温度２０℃の場合のヤング率Ｅ_２０の値や、温度２５℃の場合のヤング率Ｅ_２５の値等が登録される。これにより、取得部４２１によって温度情報をヤング率に変換して処理に用いることができる。記憶部４３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。

表示部４４は、評価部４２６の制御に従って評価結果を表示する。さらに、表示部４４は、評価部４２６の制御に従って、弾性波源と、各センサ２０までの弾性波の伝搬経路を示す波線群を例えば投影法により表示する。表示部４４は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の画像表示装置である。表示部４４は、画像表示装置を構造物評価装置４０に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、表示部４４は、評価結果を表示するための映像信号を生成し、自身に接続されている画像表示装置に映像信号を出力する。

次に、補正部４２５による補正処理について具体的に説明する。まず補正部４２５による補正処理を説明するにあたり必要になる温度と弾性波源の密度との関係性について説明する。図３は、第１の実施形態における弾性波の計測方法を説明するための図である。図３では、弾性波の計測方法の一例として、路面を走行する車両の走行部Ｗ（例えば、タイヤ）が発生させる弾性波に基づいて、構造物５０の内部損傷を評価することを考える。ここでは、構造物５０が、車両が走行する道路である場合を例に説明する。なお、車両については特に限定はなく、一般の走行車でもよい。一般の走行車が発生する弾性波を利用することで、検査のために車両規制の必要がなく、利用者の利便性向上に寄与することになる。車両の走行部Ｗと路面とが接触することで、路面に対して荷重がかかる。これにより、構造物５０内に弾性波が発生する。発生した弾性波は、構造物５０内を伝搬して、路面とは異なる面（例えば、底面）に設置された各センサ２０で検出される。

構造物５０は、通常、舗装部５１と床版部５２で構成される。一般的な舗装部５１の厚みは８０ｍｍ程度、床版部５２の厚みは１８０ｍｍ～２３０ｍｍ程度である。路面を速度Ｖで走行する車両の走行部Ｗと、舗装部５１の面の相互作用により生じた弾性波（振幅Ａ_ｓｒｃ）は床版部５２下面へ向かって伝搬する。途中、弾性波は、舗装部５１と床版部５２の界面５３でそれぞれの音響インピーダンスの違いにより一部が反射、一部が透過する。この時の透過率をＬ_ｔとする。さらに床版部５２下面へ伝搬した弾性波はセンサ２０に到達し、センサ２０により検出される。検出される弾性波の振幅をＡとする。床版部５２下面には、複数のセンサ２０が設置され、弾性波はそれぞれ異なる時間差を持って各センサ２０に検出される。各センサによって検出された際の時間差に基づいて、弾性波源ＳＲの位置が標定される。

次に、温度変化が生じた場合の弾性波の挙動について説明する。材料のヤング率は、温度依存性を有することが知られている。これは、温度Ｔが上がると、ポテンシャル特性に基づいて平均原子間距離rが増加することに起因している（熱膨張）。通常、舗装部５１のアスファルトと、床版部５２のコンクリートでは、直接日射の影響を受ける舗装部５１の温度変化に伴う熱膨張の影響が支配的となる。熱膨張に伴い、ヤング率Ｅも変化することになる。例えば、原子間距離rが増加すると、ヤング率Ｅが下がるという関係がある。温度とヤング率の関係は、以下の式（１）のWachtman Equationで近似できることが知られている。温度とヤング率の関係は、参考文献１に具体的に示されている。
（参考文献１：横浜国立大学, “材料と温度と強度”, [online] ,[令和４年９月８日検索]， インターネット＜URL: http://www.materep.ynu.ac.jp/archives/info/lec9＞）

式（１）における係数Ｂは材料固有の値である。式（１）により、温度が下がるとヤング率Ｅも下がるという関係が導かれる。通常の材料ではＴ＝０Ｋでは傾きがゼロに近づくが、３００Ｋ前後ではほぼ線形（準線形関係）とみなせるとされている。ヤング率Eと体積弾性率Ｋの間には、ポアソン比νを介して以下の式（２）に示す関係がある。

式（２）により、ヤング率Ｅが下がると体積弾性率Ｋも下がるという関係が導かれる。さらに音響インピーダンスＺは、密度ρと体積弾性率Ｋで以下の式（３）のように定義される。

式（３）により、体積弾性率Ｋが下がると音響インピーダンスＺも下がるという関係が導かれる。ここで、図４のように、音響インピーダンスの異なる２つの材料（材料Ｍ１，Ｍ２）を伝搬する弾性波を考える。図４において、Ｚ＜Ｚ_ｒｅｆである。音響インピーダンスＺの材料Ｍ１から、音響インピーダンスＺ_ｒｅｆの材料Ｍ２へ透過する弾性波の透過率Ｌ_ｔは、以下の式（４）のように表すことができる。特に、Ｚ＜＜Ｚ_ｒｅｆの場合の透過率Ｌ_ｔは、２Ｚ／Ｚ_ｒｅｆの近似式で表すことができる。

アスファルトとコンクリートの音響インピーダンスは通常、式（４）に示す近似式が適用できる条件となる。例えば、材料Ｍ１が舗装部５１に相当し、材料Ｍ２が床版部５２に相当する。舗装部５１は、日射が直接当たるため、床版部５２に比べて温度変化が大きい。したがって、透過率Ｌ_ｔは、舗装部５１に相当する音響インピーダンスＺの変化が大きく作用する。そのため、式（４）により、音響インピーダンスＺが下がると透過率Ｌ_ｔも下がるという関係が導かれる。材料減衰を無視すると、センサ２０に到達する弾性波の振幅Ａは、以下の式（５）に示すように弾性波源の振幅Ａ_ｓｒｃに透過率Ｌ_ｔを乗じた値となる。

式（５）により、透過率Ｌ_ｔが下がると弾性波の振幅Ａも下がるという関係が導かれる。センサ２０で検出された弾性波の対数振幅Ａ_ｄＢが所定の計測閾値を超過した場合に、ヒットとして認識される。このように、対数振幅Ａ_ｄＢが所定の計測閾値を超えない場合には、ヒットとして認識されない。そのため、弾性波の振幅Ａと弾性波のヒット数（ＡＥヒット数）とは、弾性波の振幅Ａが下がれば弾性波のヒット数が下がるという関係になる。さらに、対数振幅Ａ_ｄＢとヒット数Ｎ_ａｅの間には、経験的に以下の式（６）に示す関係があることが知られている。これは地震学におけるGutenberg-Richter則と類似する。Gutenberg-Richter則については、参考文献２に記載されている。
（参考文献２：B. Gutenberg and C. F. Richter, “Seismicity of the Earth and Associated Phenomena”, Princeton Univ. Press, 1949.）

ヒット数Ｎ_ａｅのうち一部が複数のセンサ２０で検出され、イベント数Ｎ_ｅｖとして認識される。この時のイベント率をＰ_ｅｖで表す。イベントとは、構造物５０で起こった弾性波発生事象を表す。本実施形態における弾性波発生事象は、例えば車両による路面の通過である。１回のイベントが発生した場合、複数のセンサ２０で略同時刻に弾性波が検出される（ヒットが発生する）ことになる。そのため、イベント数Ｎ_ｅｖは、同時に複数のセンサ２０で検出されたヒット数Ｎ_ａｅに起因する。したがって、ヒット数Ｎ_ａｅが下がればイベント数Ｎ_ｅｖも下がるという関係になる。車両の通過数をｎ_ｃａｒ、計測エリアをＳとすると、単位面積、車両１台あたりの弾性波源の密度Ｄは以下の式（７）のように表すことができる。

式（７）により、イベント数Ｎ_ｅｖが下がると弾性波源の密度Ｄも下がるという関係が導かれる。これらの関係を整理すると、舗装部５１のヤング率Ｅと温度Ｔの間には、負の相関関係があり、舗装部５１のヤング率Ｅと弾性波源の密度Ｄの間には、両対数軸上での線形関係がある。すなわち、以下の式（８）の関係が成り立つ。

従って、温度Ｔと弾性波源の密度Ｄには、負の相関関係があることが見いだされる。上述した依存関係をまとめると、図５の関係が導かれる。図５は、温度Ｔと弾性波の密度Ｄとの間の関係性を説明するための図である。図５に示すように、舗装部５１の温度Ｔ→原子間距離→ヤング率→体積弾性率→音響インピーダンス→透過率→ＡＥ振幅→ＡＥヒット数→ＡＥ標定数→ＡＥ密度のように影響が伝搬することが分かる。以下の説明では、原子間距離、ヤング率、体積弾性率、音響インピーダンス、透過率、ＡＥ振幅、ＡＥヒット数及びＡＥ標定数を、温度からＡＥ密度までの関係性を示す中間パラメータとして説明する。中間パラメータは、舗装部５１の温度に関連する値である。その結果、温度Ｔが変化すると弾性波の密度Ｄが変化するということが分かる。例えば、温度Ｔが上がれば弾性波の密度Ｄが下がり、温度Ｔが下がれば弾性波の密度Ｄが上がるということが分かる。

（第１の実施形態における補正方法について）
第１の実施形態における補正部４２５が行う補正処理について図６を用いて説明する。図６において、Ｅ_ｅｘは計測時の温度に対応するヤング率を表し、Ｄ_ｅｘは計測した弾性波源の密度（弾性波源密度分布内のあるエリアの密度）を表し、Ｅ_ｒｅｆは基準温度（例えば、２０℃）に対応するヤング率を表し、Ｄ_ｃｏｍｐは補正後の弾性波源の密度を表す。図６において、Ｅ_ｅｘ，Ｄ_ｅｘ，Ｅ_ｒｅｆ，Ｄ_ｃｏｍｐは対数で表される。さらに、図６において、補正直線６０は、弾性波源の密度Ｄとヤング率Ｅとの関係に基づく補正に用いられる直線である。補正直線６０は、予め複数の温度条件で求めた弾性波源の密度Ｄとヤング率Ｅの両対数プロットを作成することで得られる。なお、補正直線６０は、予め複数の温度条件で求めた弾性波源の密度Ｄとヤング率Ｅに応じて所定の傾きを有する。

例えば、補正直線６０は、以下のように求められる。事前に、異なる温度条件（例えば、２０℃、２５℃、３０…等）で、弾性波源の密度Ｄとヤング率Ｅを求める。各温度条件で求められた弾性波源の密度Ｄとヤング率Ｅそれぞれについて対数をとる。これにより得られる各温度条件に基づく弾性波源の密度Ｄの対数とヤング率Ｅの対数との両対数プロットを作成することで補正直線６０が得られる。このように得られた補正直線６０は記憶部４３に記憶されていてもよい。

補正部４２５は、弾性波の計測時の温度情報と、記憶部４３に記憶されている補正テーブルと、補正直線６０とに基づいて弾性波源密度分布を補正する。この際、補正部４２５は、弾性波源密度分布におけるエリア毎に密度を補正することで弾性波源密度分布を補正する。まず補正部４２５は、取得部４２１から温度情報を取得する。次に、補正部４２５は、補正テーブルを参照して、取得した温度情報で示される温度に対応するヤング率の値を取得する。例えば、温度が温度Ｔ_ｅｘである場合、補正部４２５は、計測時の温度Ｔ_ｅｘに対応するヤング率Ｅ_ｅｘを補正テーブルから取得する。

次に、補正部４２５は、弾性波源密度分布における１つエリア内の弾性波源の密度Ｄ_ｅｘを取得する。補正部４２５は、弾性波源の密度Ｄとヤング率Ｅの両対数プロット（横軸がヤング率Ｅの対数を表し、縦軸が弾性波源の密度Ｄの対数を表す）上において、ヤング率Ｅ_ｅｘと弾性波源の密度Ｄ_ｅｘとの交点に補正直線６０を設定する。補正部４２５は、弾性波源の密度Ｄとヤング率Ｅの両対数プロット上に設定した補正直線６０に従って、基準温度に対応するヤング率Ｅ_ｒｅｆから導かれる補正後の弾性波源の密度Ｄ_ｃｏｍｐを補正値として取得する。そして、補正部４２５は、１つエリアの弾性波源の密度Ｄを補正値（例えば、弾性波源の密度Ｄ_ｃｏｍｐ）になるように補正する。補正部４２５は、同様の処理をエリア毎に行う。これにより、弾性波源密度分布が補正される。

図７は、第１の実施形態における構造物評価システム１００による劣化状態の評価処理の流れを示すシーケンス図である。図７の処理は、評価対象となる構造物５０を車両１０が走行したことに応じて実行される。
評価対象となる構造物５０を車両１０が走行すると、車両１０の走行部が路面に接触する。これにより、構造物５０内で弾性波１１が発生する。複数のセンサ２０それぞれは、構造物５０内で発生した弾性波１１を検出する（ステップＳ１０１）。複数のセンサ２０それぞれは、検出した弾性波１１を電気信号に変換して信号処理部３０に出力する（ステップＳ１０２）。複数のセンサ２０それぞれから出力された電気信号は、不図示の増幅器に増幅される。増幅後の電気信号は、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換される。

信号処理部３０は、Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号を入力する。信号処理部３０の到達時刻決定部３０３は、各弾性波１１の到達時刻を決定する（ステップＳ１０３）。具体的には、到達時刻決定部３０３は、第１のゲート信号が入力されている間に入力されたクロックを用いて弾性波到達時刻を決定する。到達時刻決定部３０３は、決定した弾性波到達時刻を時刻情報として送信データ生成部３０５に出力する。到達時刻決定部３０３は、この処理を、入力した全てのデジタル信号に対して行う。

信号処理部３０の特徴量抽出部３０４は、第１のゲート信号が入力されている間に入力されたデジタル信号であるノイズ除去信号を用いて、ノイズ除去信号の特徴量を抽出する（ステップＳ１０４）。特徴量抽出部３０４は、抽出した特徴量に関するパラメータを送信データ生成部３０５に出力する。送信データ生成部３０５は、センサＩＤと、時刻情報と、特徴量に関するパラメータとを含む送信データを生成する（ステップＳ１０５）。出力部３０７は、送信データを構造物評価装置４０に逐次出力する（ステップＳ１０６）。

構造物評価装置４０の通信部４１は、信号処理部３０から出力された送信データを受信する。取得部４２１は、通信部４１によって受信された送信データを取得する。取得部４２１は、取得した送信データを記憶部４３に記録する（ステップＳ１０７）。イベント抽出部４２２は、記憶部４３に記憶されている送信データの中から１イベントにおける送信データを抽出する。イベント抽出部４２２は、抽出した１イベントにおける送信データを位置標定部４２３及び分布生成部４２４に出力する。

位置標定部４２３は、イベント抽出部４２２から出力された送信データに含まれるセンサＩＤ及び時刻情報と、予め保持しているセンサ位置情報とに基づいて弾性波源の位置を標定する（ステップＳ１０８）。具体的には、まず位置標定部４２３は、複数のセンサ２０それぞれへの弾性波１１の到達時刻の差を算出する。次に、位置標定部４２３は、センサ位置情報と、到達時刻の差の情報とを用いて弾性波源の位置を標定する。

位置標定部４２３は、計測期間中にイベント抽出部４２２から１イベントの送信データが出力される度にステップＳ１０８の処理を実行する。これにより、位置標定部４２３は、複数の弾性波源の位置を標定する。位置標定部４２３は、複数の弾性波源の位置情報を分布生成部４２４に出力する。取得部４２１は、外部から温度情報を取得する（ステップＳ１０９）。取得部４２１は、取得した温度情報を補正部４２５に出力する。なお、取得部４２１が温度情報を取得するタイミングは、このタイミングに限らず、図７の処理が開始される前、又は、補正部４２５による補正が行われる前であればよい。

分布生成部４２４は、位置標定部４２３から出力された複数の弾性波源の位置情報を用いて弾性波源分布を生成する。具体的には、分布生成部４２４は、得られた複数の弾性波源の位置情報で示される弾性波源の位置を、仮想的なデータ上にプロットすることによって弾性波源分布を生成する。分布生成部４２４は、生成した弾性波源分布を用いて弾性波源密度分布を生成する（ステップＳ１１０）。具体的には、まず分布生成部４２４は、弾性波源分布を所定の区画に区切ることによって複数のエリアに分割する。次に、分布生成部４２４は、エリア毎に弾性波源の密度を算出する。そして、分布生成部４２４は、エリア毎に、算出したエリア毎の弾性波源の密度の値を割り当てることによって弾性波源密度分布を生成する。分布生成部４２４は、生成した弾性波源密度分布を補正部４２５に出力する。

補正部４２５は、分布生成部４２４から出力された弾性波源密度分布と、記憶部４３に記憶されている補正テーブルと、取得部４２１から出力された温度情報とを入力する。補正部４２５は、入力した弾性波源密度分布と、補正テーブルと、温度情報とに基づいて弾性波源密度分布を補正する（ステップＳ１１１）。補正部４２５は、補正後の弾性波源密度分布を評価部４２６に出力する。

評価部４２６は、補正後の弾性波源密度分布を用いて、構造物の劣化状態を評価する。評価部４２６は、評価結果を表示部４４に出力する。表示部４４は、評価部４２６から出力された評価結果を表示する（ステップＳ１１２）。例えば、表示部４４は、評価結果として、補正後の弾性波源密度分布を表示してもよいし、損傷領域とみられる領域を他の領域と表示態様を変えて表示してもよい。

図８は、第１の実施形態における効果を説明するための図である。図８の左図は、異なる温度環境下で測定した際の弾性波源の密度の評価結果を表し、図８の右図は、実施形態における手法に基づく温度補正結果を表す。温度補正前（図８の左図）の平均の弾性波源の密度は２．０（＋０．４～－０．４３）であるのに対して、温度補正を行った後（図８の右図）は平均２．２（＋０．２８～－０．２８）となり、誤差範囲が３２％減少したことが分かる。

以上のように構成された構造物評価システム１００では、温度に対応するヤング率と弾性波源の密度とに基づいて弾性波源密度分布を補正する。これにより、温度による影響を加味した弾性波源密度分布を生成することができる。このように得られた弾性波源分布を用いて構造物の劣化状態を評価することで、構造物の劣化状態の評価精度を向上させることが可能になる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態よりも簡易な方法で補正を行う構成について説明する。第２の実施形態において、システム構成及び各装置の構成は第１の実施形態と同様である。第２の実施形態では、補正テーブルを用いない点、補正直線及び補正部４２５の処理が第１の実施形態と異なる。以下、相違点を中心に説明する。

補正部４２５は、取得部４２１によって取得された構造物５０の温度情報に応じて定まる補正値を用いて、位置標定部４２３による位置標定に基づく情報を補正する。第２の実施形態において構造物５０の温度情報に応じて定まる補正値とは、弾性波源密度分布の密度を補正するための補正値である。第２の実施形態において位置標定に基づく情報は、弾性波源密度分布である。

（第２の実施形態における補正方法について）
第２の実施形態における補正部４２５が行う補正処理について図９を用いて説明する。図９において、Ｔ_ｅｘは計測時の温度を表し、Ｄ_ｅｘは計測した弾性波源の密度（あるエリアの密度）を表し、Ｔ_ｒｅｆは基準温度（例えば、２０℃）を表し、Ｄ_ｃｏｍｐは補正後の弾性波源の密度を表す。さらに、図９において、補正直線６１は、弾性波源の密度Ｄと温度Ｔとの関係に基づく補正に用いられる直線である。補正直線６１は、予め複数の温度条件で求めた弾性波源の密度Ｄと温度Ｔをプロットした時の傾きを線形近似により求めることで得られる直線である。なお、補正直線６１は、予め複数の温度条件で求めた弾性波源の密度Ｄと温度Ｔに応じて所定の傾きを有する。補正直線６１は記憶部４３に記憶されていてもよい。

補正部４２５は、弾性波の計測時の温度情報と、補正直線６１とに基づいて弾性波源密度分布を補正する。この際、補正部４２５は、弾性波源密度分布におけるエリア毎に密度を補正することで弾性波源密度分布を補正する。まず補正部４２５は、取得部４２１から温度情報を取得する。例えば、補正部４２５が取得した温度情報で示される温度がＴ_ｅｘであるとする。次に、補正部４２５は、弾性波源密度分布における１つエリア内の弾性波源の密度Ｄ_ｅｘを取得する。補正部４２５は、弾性波源の密度Ｄと温度Ｔの関係を表すグラフ（横軸が温度Ｔを表し、縦軸が弾性波源の密度Ｄを表す）上において、温度Ｔ_ｅｘと弾性波源の密度Ｄ_ｅｘとの交点に補正直線６１を設定する。補正部４２５は、弾性波源の密度Ｄと温度Ｔの関係を表すグラフ上に設定した補正直線６１に従って、基準温度Ｔ_ｒｅｆから導かれる補正後の弾性波源の密度Ｄ_ｃｏｍｐを補正値として取得する。そして、補正部４２５は、１つエリアの弾性波源の密度Ｄを補正値（例えば、弾性波源の密度Ｄ_ｃｏｍｐ）になるように補正する。補正部４２５は、同様の処理をエリア毎に行う。これにより、弾性波源密度分布が補正される。

このように、第２の実施形態における補正部４２５は、取得した温度情報で示される温度が高い場合には弾性波源の密度Ｄを所定の割合で高くなる方向に補正し、温度が低い場合には弾性波源の密度Ｄを所定の割合で低くなる方向に補正する。一般的に舗装部と気温（温度）とは比例関係にあることが知られている（例えば、参考文献３参照）。

（参考文献３：Li. T,“Influencing Parameters on Tire-Pavement Interaction Noise: Review, Experiments”, and Design Considerations. Designs 2018, 2, 38.）

参考文献１によれば、予め複数の温度条件で求めた、弾性波源の密度Ｄと気温との関係をプロットしたときの傾きを線形近似により求め、補正してもよいことが分かる。特に、気温が高い時には密度を所定の割合で高くなる方向に補正する、また気温が低い時には、密度を所定の割合で低くなる方向に補正するように補正値を求めることができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、中間パラメータに基づいて密度を補正する構成について説明する。第３の実施形態において、システム構成及び各装置の構成は第１の実施形態及び第２の実施形態と同様である。第３の実施形態では、補正テーブルを用いない点、補正直線及び補正部４２５の処理が第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる。以下、相違点を中心に説明する。

第３の実施形態における補正部４２５は、中間パラメータ（例えば、原子間距離、ヤング率、体積弾性率、音響インピーダンス、透過率、ＡＥ振幅、ＡＥヒット数、ＡＥ標定数）のうちいずれか１つと、弾性波源の密度Ｄとの関係に基づいて得られる補正値を用いて、弾性波源の密度Ｄを補正する。

（第３の実施形態における補正方法について）
第３の実施形態における補正部４２５が行う補正処理について説明する。ここでは、中間パラメータとして音響インピーダンスＺを用いる場合について説明する。なお、他の中間パラメータを用いた場合においては、以下に示す音響インピーダンスを他の中間パラメータにおける用語に置き換えればよい。ここで、Z_ｅｘは計測時の音響インピーダンスを表し、Ｄ_ｅｘは計測した弾性波源の密度（あるエリアの密度）を表し、Z_ｒｅｆは所定の温度における基準音響インピーダンス（例えば、２０℃における音響インピーダンス）を表し、Ｄ_ｃｏｍｐは補正後の弾性波源の密度を表すものとする。中間パラメータとして音響インピーダンスＺを用いる場合の補正直線は、弾性波源の密度Ｄと音響インピーダンスＺとの関係に基づく補正に用いられる直線である。補正直線は、予め複数の音響インピーダンス条件で求めた弾性波源の密度Ｄと音響インピーダンスＺをプロットした時の傾きを線形近似により求めることで得られる直線である。なお、補正直線は、予め複数の音響インピーダンス条件で求めた弾性波源の密度Ｄと音響インピーダンスＺに応じて所定の傾きを有する。補正直線は記憶部４３に記憶されていてもよい。

補正部４２５は、弾性波の計測時の音響インピーダンス情報と、補正直線とに基づいて弾性波源密度分布を補正する。この際、補正部４２５は、弾性波源密度分布におけるエリア毎に密度を補正することで弾性波源密度分布を補正する。まず補正部４２５は、取得部４２１から音響インピーダンス情報を取得する。例えば、補正部４２５が取得した音響インピーダンス情報で示される音響インピーダンスがＺ_ｅｘであるとする。次に、補正部４２５は、弾性波源密度分布における１つエリア内の弾性波源の密度Ｄ_ｅｘを取得する。補正部４２５は、弾性波源の密度Ｄと音響インピーダンスＺの関係を表すグラフ（横軸が音響インピーダンスＺを表し、縦軸が弾性波源の密度Ｄを表す）上において、音響インピーダンスＺ_ｅｘと弾性波源の密度Ｄ_ｅｘとの交点に補正直線を設定する。補正部４２５は、弾性波源の密度Ｄと音響インピーダンスＺの関係を表すグラフ上に設定した補正直線に従って、基準音響インピーダンスＺ_ｒｅｆから導かれる補正後の弾性波源の密度Ｄ_ｃｏｍｐを補正値として取得する。そして、補正部４２５は、１つエリアの弾性波源の密度Ｄを補正値（例えば、弾性波源の密度Ｄ_ｃｏｍｐ）になるように補正する。補正部４２５は、同様の処理をエリア毎に行う。これにより、弾性波源密度分布が補正される。

以上のように構成された第３の実施形態における構造物評価システム１００では、中間パラメータを用いた場合においても第１の実施形態や第２の実施形態と同様に、温度による影響を加味した弾性波源密度分布を生成することができる。このように得られた弾性波源分布を用いて構造物の劣化状態を評価することで、構造物の劣化状態の評価精度を向上させることが可能になる。

（第４の実施形態）
第１の実施形態から第３の実施形態では、密度を補正する構成を示した。第４の実施形態では、ヒットを検出するための閾値を変更することによってヒット数を補正する構成について説明する。第４の実施形態において、システム構成は第１の実施形態から第３の実施形態と同様である。第４の実施形態では、補正部４２５が信号処理部３０に備えられる点と、補正部４２５の処理が第１の実施形態から第３の実施形態と異なる。以下、相違点を中心に説明する。

第４の実施形態では、補正部４２５が、信号処理部３０に備えられる。補正部４２５は、構造物５０の温度情報に応じて定まる補正値を用いて、位置標定部４２３による位置標定に基づく情報を補正する。第４の実施形態において構造物５０の温度情報に応じて定まる補正値とは、ゲート生成回路の閾値を補正するための補正値である。第４の実施形態において位置標定に基づく情報は、ゲート生成回路の閾値である。補正部４２５は、構造物評価装置４０に備えられてもよい。その場合は、構造物評価装置４０内の補正部４２５から、信号処理部３０内のゲート生成回路３０２に対して、ゲート生成回路３０２の閾値に関する情報が送信されるように構成することができる。

（第４の実施形態における補正方法について）
補正部４２５は、ゲート生成回路３０２における閾値を変更することでヒット数を補正する。より具体的には、補正部４２５は、予め定められた温度毎と閾値との対応付けがなされた補正テーブルを参照し、ゲート生成回路３０２における閾値を補正する。閾値を下げると、ヒットが多く検出され、閾値を上げるとヒットの検出が少なくなる。ヒット数と密度は相関関係があるため、補正部４２５は、弾性波源の密度Ｄを下げる場合には閾値を上げ、弾性波源の密度Ｄを上げる場合には閾値を下げるように補正を行う。例えば、補正部４２５は、計測前において温度情報を外部から取得する。温度情報は、構造物評価装置４０の取得部４２１から取得してもよいし、その他から取得してもよい。補正部４２５は、補正テーブルを参照し、取得した温度情報で示される温度に対応する閾値を補正値として取得する。補正部４２５は、取得した補正値となるようにゲート生成回路３０２の閾値を補正する。

構造物評価装置４０では、分布生成部４２４は、生成した弾性波源密度分布を評価部４２６に出力する。評価部４２６は、分布生成部４２４から出力された弾性波源密度分布に基づいて構造物の劣化状態を評価する。

（各実施形態に共通の変形例１）
信号処理部３０は、構造物評価装置４０に備えられてもよい。

（各実施形態に共通の変形例２）
上記の各実施形態では、複数のセンサ２０－１～２０－ｎが、１台の信号処理部３０に接続されている構成を示した。構造物評価システム１００は、複数台の信号処理部３０を備え、各センサ２０それぞれが異なる信号処理部３０に接続されてもよい。

（各実施形態に共通の変形例３）
構造物評価装置４０が備える各機能部は、一部又は全てが他の装置に備えられてもよい。例えば、構造物評価装置４０が備える表示部４４が他の装置に備えられてもよい。このように構成される場合、構造物評価装置４０は、評価結果を、表示部４４を備える他の装置に送信する。表示部４４を備える他の装置は、受信した評価結果を表示する。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、構造物５０から発生した弾性波を検出する複数のセンサ２０と、複数のセンサ２０それぞれによって検出された複数の弾性波に基づいて、複数の弾性波の発生源の位置を標定する位置標定部４２３と、構造物の温度に応じて定まる補正値を用いて、位置標定部４２３による位置標定に基づく情報を補正する補正部４２５と、補正された情報に基づいて構造物の劣化状態を評価する評価部４２６とを持つことにより、構造物の劣化状態の評価精度を向上させることすることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

２０、２０－１～２０－ｎ…センサ，３０…信号処理部，４０…構造物評価装置，４１…通信部，４２…制御部，４３…記憶部，４４…表示部，４２１…取得部，４２２…イベント抽出部，４２３…位置標定部，４２４…分布生成部，４２５…補正部，４２６…評価部，３０１…波形整形フィルタ，３０２…ゲート生成回路，３０３…到達時刻決定部，３０４…特徴量抽出部，３０５…送信データ生成部，３０６…メモリ，３０７…出力部

Claims (16)

1. 構造物から発生した弾性波を検出する複数のセンサと、
   前記複数のセンサそれぞれによって検出された複数の弾性波に基づいて、前記複数の弾性波の発生源の位置を標定する位置標定部と、
   前記構造物の温度に応じて定まる補正値を用いて、前記位置標定部による位置標定に基づく情報を補正する補正部と、
   補正された前記情報に基づいて前記構造物の劣化状態を評価する評価部と、
   を備え、
   前記構造物は、少なくとも車両が走行可能な舗装部と、前記舗装部を支持する床版部とで構成され、
   前記構造物の温度は、前記舗装部の温度に関連する値である構造物評価システム。
2. 前記構造物は、温度に対する応答の異なる少なくとも２つの材料で構成される構造を有する、請求項１に記載の構造物評価システム。
3. 前記位置標定に基づく情報は、密度に関する情報を含み、
   前記補正部は、前記補正値を用いて、前記舗装部の温度が高い場合には密度が高くなる方向へ補正し、前記舗装部の温度が低い場合には密度が低くなる方向へ補正する、請求項１又は２に記載の構造物評価システム。
4. 前記補正部は、各温度におけるヤング率の値が登録された補正テーブルを参照し、前記補正値を算出する、請求項３に記載の構造物評価システム。
5. 前記補正部は、前記構造物の温度が高い場合に、前記複数の弾性波を検出するための閾値を下げる方向へ補正し、前記構造物の温度が低い場合に前記閾値を上げる方向へ補正する、請求項１又は２に記載の構造物評価システム。
6. 前記舗装部の温度に関連する値は、気温である、請求項１又は２に記載の構造物評価システム。
7. 前記舗装部の温度に関連する値は、前記床版部の下面の温度である、請求項１又は２に記載の構造物評価システム。
8. 前記舗装部の温度に関連する値は、前記舗装部を走行する車両で計測した路面温度である、請求項１又は２に記載の構造物評価システム。
9. 前記舗装部の温度に関連する値は、日射量である、請求項１又は２に記載の構造物評価システム。
10. 前記舗装部の温度に関連する値は、原子間距離、ヤング率、体積弾性率、音響インピーダンス、透過率、反射率、弾性波の振幅、弾性波のヒット数、弾性波の標定数のいずれかの値である、請求項１又は２に記載の構造物評価システム。
11. 前記構造物の温度は、前記舗装部の温度と前記床版部の温度の差、もしくは、比のいずれかに関連する値である、請求項１又は２に記載の構造物評価システム。
12. 前記舗装部の温度は、気温又は日射量のいずれかにより推定された値、あるいは、前記舗装部の表面の温度であり、前記床版部の温度は、床版下面の温度である、請求項１１に記載の構造物評価システム。
13. 前記舗装部の温度に関連する値は、計測中の温度の統計値である、請求項１又は２に記載の構造物評価システム。
14. 構造物から発生した弾性波を検出する複数のセンサそれぞれによって検出された複数の弾性波に基づいて、前記複数の弾性波の発生源の位置を標定する位置標定部と、
    前記構造物の温度に応じて定まる補正値を用いて、前記位置標定部による位置標定に基づく情報を補正する補正部と、
    補正された前記情報に基づいて前記構造物の劣化状態を評価する評価部と、
    を備え、
    前記構造物は、少なくとも車両が走行可能な舗装部と、前記舗装部を支持する床版部とで構成され、
    前記構造物の温度は、前記舗装部の温度に関連する値である構造物評価装置。
15. 構造物から発生した弾性波を検出し、
    検出した複数の弾性波に基づいて、前記複数の弾性波の発生源の位置を標定し、
    前記構造物の温度に応じて定まる補正値を用いて、位置標定に基づく情報を補正し、
    補正された前記情報に基づいて前記構造物の劣化状態を評価し、
    前記構造物は、少なくとも車両が走行可能な舗装部と、前記舗装部を支持する床版部とで構成され、
    前記構造物の温度は、前記舗装部の温度に関連する値である構造物評価方法。
16. コンピュータに、
    構造物から発生した弾性波を検出する複数のセンサそれぞれによって検出された複数の弾性波に基づいて、前記複数の弾性波の発生源の位置を標定する位置標定ステップと、
    前記構造物の温度に応じて定まる補正値を用いて、前記位置標定ステップにおける位置標定に基づく情報を補正する補正ステップと、
    補正された前記情報に基づいて前記構造物の劣化状態を評価する評価ステップと、
    を実行させ、
    前記構造物は、少なくとも車両が走行可能な舗装部と、前記舗装部を支持する床版部とで構成され、
    前記構造物の温度は、前記舗装部の温度に関連する値であるためのコンピュータプログラム。