JP4721007B2

JP4721007B2 - Marking apparatus and marking method

Info

Publication number: JP4721007B2
Application number: JP2006095195A
Authority: JP
Inventors: 大横山; 祥生前川; 学山田; 達星野
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2026-03-30
Also published as: JP2007268632A

Description

本発明は施工現場における所定の施工対象に機器等の設置物を据付けるための据付位置のマーキングを行うマーキング装置およびマーキング方法に関する。 The present invention relates to a marking device and a marking method for marking an installation position for installing an installation object such as equipment on a predetermined construction object at a construction site.

例えば、トンネルの施工現場においては、製缶物（設置物）をアンカーボルトで天井壁面に取り付ける作業を行うことが多く、この場合にはアンカーボルトの穴の数だけ墨出し作業を必要とする。トンネルのような施工現場に限らず、一般の施工現場でも天井壁面、側壁面等に機器を設置する場合には、予め機器を据え付ける位置を決定する墨出し作業（据付位置へのマーキング）が必要となる。 For example, in the construction site of a tunnel, a work of attaching a can product (installed object) to a ceiling wall surface with an anchor bolt is often performed, and in this case, as many ink marking operations as the number of holes of the anchor bolt are required. When installing equipment on ceiling walls, side walls, etc., not only at construction sites such as tunnels, it is necessary to perform marking work (marking the installation position) in advance to determine where to install the equipment. It becomes.

従来の天井壁面への墨出し作業を説明すると、据付位置のＸ，Ｙ座標位置に対応する床面位置に先ず暫定マーキングを施し、次ぎに、下げ降りやレーザ鉛直器を用いて、床面のマーキング位置から真上の天井壁面位置を提示し、この提示位置に天井壁面近傍に待機していた作業者がマーキング（墨出し）を行っていた。 The conventional marking operation on the ceiling wall will be explained. First, provisional marking is applied to the floor surface position corresponding to the X and Y coordinate positions of the installation position, and then the floor surface is lowered using a lowering / lowering or a laser vertical device. The ceiling wall surface position directly above the marking position was presented, and the worker who was waiting near the ceiling wall surface at this presentation position was marking (marking out).

なお、特許文献１には、工事原図を転写した環境モデルと、その環境モデル内における作業地点の座標と、台車の移動、作業機器の位置出し及び作業メニューに関するプログラムを制御部のコンピュータに予め入力し、出発点での自己位置同定を終えた台車を作業地点に向かって移動させ、さらに、光波測距測角儀で床面の基準点に配置した反射ターゲットまでの距離を測定して作業地点の近くに停止した台車と作業地点との間のずれ量を演算し、そのずれをＸＹテーブルで修正して作業機器を作業地点に位置決めし、その後、作業機器による作業を実施するようにしたものが記載されている。 In Patent Document 1, a program relating to an environmental model in which a construction original is transcribed, coordinates of a work point in the environmental model, movement of a carriage, positioning of a work device, and a work menu are input in advance to a computer of a control unit. Then, move the dolly that has completed self-location identification at the starting point toward the work point, and measure the distance to the reflective target placed at the reference point on the floor surface using the optical wave range finder. The amount of deviation between the truck stopped near the work point and the work point is calculated, the deviation is corrected with an XY table, the work equipment is positioned at the work point, and then the work with the work equipment is performed. Is described.

また、特許文献２には、３本以上の柱が垂直方向に延伸している室内において既存の柱を利用して現在位置を検出しながら移動し天井面に墨出しを行うようにしたマーキング装置が記載されている。所定の墨出し位置へと移動するために必要な自己位置を検出するための位置検出部には、各柱の幾何学的形状と位置を入力するコンピユータと、レーザ光を水平方向に回転させながら走査するレーザ走査手段と、前記レーザ光の反射光をマーキング装置上で受光するセンサと、各柱のエッジを検出して各エッジとマーキング装置とのなす角度を算出する角度検出手段と、前記コンピユータに入力されている各柱のエッジの位置を基準としてマーキング装置の自己位置を算出する自己位置検出手段とが設けられている。
特開２００１−２８９６３８号公報特開平８−１５５２号公報 Patent Document 2 discloses a marking device that moves while detecting the current position using an existing pillar in a room in which three or more pillars extend in the vertical direction to mark the ceiling surface. Is described. A position detection unit for detecting the self-position necessary for moving to a predetermined marking position includes a computer for inputting the geometric shape and position of each column, and rotating the laser beam in the horizontal direction. A laser scanning means for scanning; a sensor for receiving reflected light of the laser light on the marking device; an angle detecting means for detecting an edge of each pillar and calculating an angle formed between each edge and the marking device; and the computer Self-position detecting means for calculating the self-position of the marking device on the basis of the position of the edge of each pillar inputted to
JP 2001-289638 A Japanese Patent Laid-Open No. 8-1552

しかしながら、従来の技術では、機器据付位置の確認のために数多くの基準点の計測や方位角の計測を行う必要があるため、時間や作業順序、マーキング装置の設置状況に注意する必要があり、また、設計情報がない場所ではマーキングを行うことができないなどの問題もあった。 However, in the conventional technology, it is necessary to measure a large number of reference points and azimuths to confirm the installation position of the equipment, so it is necessary to pay attention to the time and work sequence, and the installation status of the marking device. There is also a problem that marking cannot be performed in a place where design information is not available.

本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、効率よく据付位置のマーキングを行うことにある。 An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art and to mark the installation position efficiently.

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、所定の設置物が据付けられる据付面の据付位置にマーキングを行うマーキング装置において、前記据付面に当接して前記据付面に印を付けるスタンプと、前記スタンプの軸線と一致する光軸を有し、前記据付面に向けてレーザ光を照射することによって前記据付面上に前記スタンプの現在位置を投影するポイントレーザと、前記スタンプを前記ポイントレーザとともに移動させることによって、前記据付面上に投影される前記スタンプの現在位置を変更するスタンプ移動部と、前記据付位置と前記据付面上に投影されている前記スタンプの現在位置とを少なくとも含む前記据付面上の領域を撮影するカメラと、前記カメラの撮影画像における前記据付位置と前記スタンプの現在位置との差分を求めるとともに、前記撮影画像における前記差分に対応する距離だけ前記スタンプ移動部により前記スタンプを前記ポイントレーザとともに移動させ、前記撮影画像における前記据付位置と前記スタンプの現在位置とが一致した状態で前記スタンプにより前記据付面上の前記据付位置に印を付ける制御を行う制御部を備えたマーキング装置を提供する。 In order to achieve the object, the invention according to claim 1 is a marking device that performs marking at an installation position of an installation surface on which a predetermined installation object is installed, and abuts the installation surface to mark the installation surface. A stamp to be attached, a point laser having an optical axis coinciding with the axis of the stamp, and projecting a current position of the stamp onto the installation surface by irradiating the installation surface with laser light; and the stamp A stamp moving unit that changes the current position of the stamp projected onto the installation surface by moving together with the point laser, and the installation position and the current position of the stamp projected onto the installation surface. A camera that captures at least an area on the installation surface, and the installation position in the captured image of the camera and the current position of the stamp. And the stamp moving unit moves the stamp together with the point laser by a distance corresponding to the difference in the photographed image, and the installation position in the photographed image and the current position of the stamp coincide with each other. Provided is a marking device provided with a control unit that performs control to mark the installation position on the installation surface with the stamp.

この発明によれば、据付位置の付近に本装置を設置すれば、特別な基準点の計測や方位角の計測を行うことなく、効率よくマーキングできる。 According to this invention, if this apparatus is installed in the vicinity of the installation position, marking can be performed efficiently without performing special reference point measurement or azimuth measurement.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、実空間における前記スタンプと前記カメラのレンズの中心位置との間の距離と、前記撮影画像における前記スタンプの現在位置と前記カメラのレンズの中心位置との差分を示すドット数とに基づいて、前記撮影画像における前記据付位置と前記スタンプの現在位置との差分を示すドット数を、前記スタンプの移動制御用の数値へ変換するための変換係数を算出し、該変換係数を用いて前記スタンプ移動部により前記スタンプを移動することを特徴とするマーキング装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control unit is configured such that the distance between the stamp in real space and the center position of the lens of the camera, and the stamp in the photographed image. Based on the number of dots indicating the difference between the current position and the center position of the lens of the camera, the number of dots indicating the difference between the installation position and the current position of the stamp in the captured image is used for movement control of the stamp. A marking device is provided that calculates a conversion coefficient for conversion into a numerical value of the number and moves the stamp by the stamp moving unit using the conversion coefficient.

この発明によれば、スタンプを自動で移動する際の初動を妥当な状況として整えることができる。 According to the present invention, the initial movement when the stamp is automatically moved can be adjusted as a reasonable situation.

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記制御部は、前記変換係数を用いて前記スタンプ移動部により前記スタンプを移動する前後における、前記スタンプ移動部による前記スタンプの移動量と、前記撮影画像上の前記据付位置と前記スタンプの現在位置との位置関係の変化量とに基づいて、前記変換係数を更新することを特徴とするマーキング装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the control unit uses the conversion coefficient to move the stamp by the stamp moving unit before and after moving the stamp by the stamp moving unit. There is provided a marking device, wherein the conversion coefficient is updated based on a moving amount and a change amount of a positional relationship between the installation position on the photographed image and the current position of the stamp.

この発明によれば、マーキング対象である天井面や壁面などの据付面とスタンプとの位置関係が設置位置ごとに異なる場合であっても、特別な基準点の計測や方位角の計測を行うことなく、効率よくスタンプの現在位置を調整できることになる。 According to this invention, even when the positional relationship between the installation surface such as the ceiling surface or wall surface to be marked and the stamp is different for each installation position, a special reference point measurement or azimuth angle measurement is performed. Therefore, the current position of the stamp can be adjusted efficiently.

請求項４に記載の発明は、所定の設置物が据付けられる据付面の据付位置にマーキングを行うマーキング方法において、前記据付面に当接して前記据付面に印を付けるスタンプと、該スタンプの軸線と一致する軸線を有するポイントレーザとを用い、該ポイントレーザから前記据付面に向けてレーザ光を照射することによって前記据付面上に前記スタンプの現在位置を投影するステップと、前記据付位置と前記据付面上に投影されている前記スタンプの現在位置とを少なくとも含む前記据付面上の領域をカメラにより撮影するステップと、前記撮影により得られた撮影画像における前記据付位置と前記スタンプの現在位置との差分を求めるステップと、前記撮影画像における前記差分に対応する距離だけ前記スタンプを前記ポイントレーザとともに移動させるステップと、前記撮影画像における前記据付位置と前記スタンプの現在位置とが一致した状態で前記スタンプにより前記据付面上の前記据付位置に印を付けるステップを含むことを特徴とするマーキング方法を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a marking method for marking an installation position of an installation surface on which a predetermined installation object is installed, a stamp that contacts the installation surface and marks the installation surface, and an axis of the stamp Projecting a current position of the stamp onto the installation surface by irradiating a laser beam from the point laser toward the installation surface; and the installation position and the Photographing a region on the installation surface including at least the current position of the stamp projected on the installation surface with a camera; the installation position in the captured image obtained by the imaging; and the current position of the stamp A difference between the stamp and the point laser at a distance corresponding to the difference in the captured image. And marking the installation position on the installation surface with the stamp in a state where the installation position in the photographed image matches the current position of the stamp. Provide a method.

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、実空間における前記スタンプと前記カメラのレンズの中心位置との間の距離と、前記撮影画像における前記スタンプの現在位置と前記カメラのレンズの中心位置との差分を示すドット数とに基づいて、前記撮影画像における前記据付位置と前記スタンプの現在位置との差分を示すドット数を、前記スタンプの移動制御用の数値へ変換するための変換係数を算出するステップを含むことを特徴とするマーキング方法を提供する。 The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the distance between the stamp in real space and the center position of the lens of the camera, the current position of the stamp in the photographed image, and the camera. Based on the number of dots indicating the difference from the center position of the lens, the number of dots indicating the difference between the installation position and the current position of the stamp in the captured image is converted into a numerical value for controlling the movement of the stamp. A marking method is provided that includes a step of calculating a conversion coefficient.

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記変換係数を用いて前記スタンプを移動する前後における、前記スタンプの移動量と、前記撮影画像上の前記据付位置と前記スタンプの現在位置との位置関係の変化量とに基づいて、前記変換係数を更新するステップを含むことを特徴とする請求項５に記載のマーキング方法を提供する。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the amount of movement of the stamp before and after the stamp is moved using the conversion coefficient, the installation position on the photographed image, and the stamp The marking method according to claim 5, further comprising a step of updating the conversion coefficient based on a change amount of a positional relationship with the current position.

本発明によれば、効率よく据付位置のマーキングを行うことができる。 According to the present invention, the installation position can be marked efficiently.

以下、添付図面に従って、本発明の実施形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明が適用される施工支援システム１０の一例の構成図である。同図に示すように施工支援システム１０は、主として、三次元計測器１１とマーキング装置１４と携帯情報端末装置１８で構成される。三次元計測器１１は、目標を視準して視準先にレーザ光（或いは近赤外光）を照射し、再帰する反射光を受光検知することにより、視準先までの距離及び方位を測定して視準先の三次元座標を演算する機能を有する。視準とは、設定された方向に三次元計測器１１の向きを変えることを意味しており、三次元計測器１１に内蔵されている望遠鏡１２を覗いた場合に、その先に視準先である据付位置（墨出しすべき墨位置）が存在することになる。また、視準の向きの設定は、三次元計測器１１に入力された設計図面における据付位置の三次元座標情報に基づいて、三次元計測器１１に内蔵される駆動手段（図示を省略）により望遠鏡１２の向きが自動的に可変される。そして、視準先を三次元計測することにより、視準先（提示位置）の三次元座標が得られる。 FIG. 1 is a configuration diagram of an example of a construction support system 10 to which the present invention is applied. As shown in the figure, the construction support system 10 is mainly composed of a three-dimensional measuring instrument 11, a marking device 14, and a portable information terminal device 18. The three-dimensional measuring device 11 collimates the target, irradiates the collimation target with laser light (or near infrared light), and receives and detects the recurring reflected light, thereby determining the distance and direction to the collimation target. It has a function to measure and calculate the three-dimensional coordinates of the collimation destination. Collimation means that the direction of the three-dimensional measuring instrument 11 is changed in a set direction. When the telescope 12 built in the three-dimensional measuring instrument 11 is looked into, the collimating destination is ahead. That is, there is an installation position (a black position to be drawn). The collimation direction is set by driving means (not shown) built in the three-dimensional measuring instrument 11 based on the three-dimensional coordinate information of the installation position in the design drawing inputted to the three-dimensional measuring instrument 11. The direction of the telescope 12 is automatically changed. Then, the three-dimensional coordinates of the collimation target (presentation position) are obtained by three-dimensional measurement of the collimation target.

三次元計測器１１に入力する据付位置の三次元座標データは、青図等の設計図面から手動で取得して三次元計測器１１に入力してもよいが、携帯情報端末装置１８から無線通信または有線通信により三次元計測器１１に自動入力することが好ましい。 The three-dimensional coordinate data of the installation position input to the three-dimensional measuring instrument 11 may be manually acquired from a design drawing such as a blue chart and input to the three-dimensional measuring instrument 11, but wireless communication is performed from the portable information terminal device 18. Alternatively, it is preferable to automatically input to the three-dimensional measuring instrument 11 by wired communication.

三次元計測器１１には、ポイントレーザ（図示を省略）が内蔵されており、視準先をポイントレーザで照射することにより図１に示すようにマーキング装置１４でマーキング（スタンプ）すべき据付位置Ｐを据付面１６に提示する。 The three-dimensional measuring instrument 11 has a built-in point laser (not shown), and the installation position to be marked (stamped) by the marking device 14 as shown in FIG. P is presented on the installation surface 16.

なお、三次元計測器１１に三次元座標データを入力しなくても、前述の視準を行うだけでも、視準先としての据付位置Ｐを据付面１６に提示することもできる。 Note that the installation position P as a collimation destination can be presented on the installation surface 16 only by performing the above-described collimation without inputting the three-dimensional coordinate data to the three-dimensional measuring instrument 11.

マーキング装置１４は、図１に示すように、主として、台車部２０と、支持部３０と、ＸＹ移動部４０（スタンプ移動部）と、マーキング部５０と、カメラ６０によって構成されている。 As shown in FIG. 1, the marking device 14 mainly includes a carriage unit 20, a support unit 30, an XY moving unit 40 (stamp moving unit), a marking unit 50, and a camera 60.

台車部２０は、例えばモータによって走行する台車であり、この台車部２０によりマーキング装置１４全体が支持されると共にマーキング装置１４を所望の場所に容易に移動させることができるようになっている。図１に示す例では、台車部２０にキャスタ２２およびストッパ２４が取り付けられている。 The carriage unit 20 is, for example, a carriage that is driven by a motor. The carriage unit 20 supports the entire marking device 14 and can easily move the marking device 14 to a desired place. In the example shown in FIG. 1, a caster 22 and a stopper 24 are attached to the carriage unit 20.

また、台車部２０には、制御装置２６が載置されている。この制御装置２６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、操作部、表示部、記憶部等を有する周知のコンピュータからなる。制御装置２６は、オペレータにより操作される操作部（図示を省略）を備える。この制御装置２６の操作部の操作に従って台車部２０の走行動作や、後述の支持部３０、ＸＹ移動部４０及びマーキング部５０の可動部の動作が制御装置２６により制御されるようになっている。尚、これらの動作を制御装置における操作に従って制御する場合に限らず、後述のように制御装置２６が自動的に制御することも可能である。また、制御装置２６の操作部で操作を行う代りに、制御装置２６との間で無線通信を行う携帯情報端末装置１８で操作を行うこともできる。 A control device 26 is placed on the carriage unit 20. The control device 26 includes, for example, a known computer having a CPU (Central Processing Unit), an operation unit, a display unit, a storage unit, and the like. The control device 26 includes an operation unit (not shown) operated by an operator. In accordance with the operation of the operation unit of the control device 26, the operation of the carriage unit 20 and the operations of the support unit 30, the XY moving unit 40, and the movable unit of the marking unit 50 described later are controlled by the control device 26. . It should be noted that these operations are not limited to control according to the operation in the control device, but can be automatically controlled by the control device 26 as described later. Further, instead of performing an operation with the operation unit of the control device 26, the operation can be performed with the portable information terminal device 18 that performs wireless communication with the control device 26.

支持部３０は、マーキング部５０の位置や姿勢（向き）を変更可能にマーキング部５０を支持している。支持部３０は、昇降塔３２を備えており、この昇降塔３２が台車部２０上に鉛直方向に立設されている。昇降塔３２は、入れ子構造に形成された複数のロッドによりロッドアンテナ状に形成され、内蔵された駆動部（図示せず）により上下方向に伸縮動作すると共に最先端のロッドが軸線周りに回動するようになっている。昇降塔３２の伸縮動作によってマーキング部５０が昇降動作してマーキング部５０の高さが変更され、昇降塔３２の回動によって昇降塔３２を軸として、後述の支持アーム３６が旋回動作し、マーキング部５０の回転位置が変更される。 The support unit 30 supports the marking unit 50 so that the position and orientation (orientation) of the marking unit 50 can be changed. The support unit 30 includes an elevating tower 32, and the elevating tower 32 is erected in the vertical direction on the carriage unit 20. The elevator tower 32 is formed in the shape of a rod antenna by a plurality of rods formed in a nested structure, and is vertically expanded and contracted by a built-in drive unit (not shown) and the most advanced rod rotates around the axis. It is supposed to be. The marking unit 50 is moved up and down by the expansion and contraction operation of the elevator tower 32 to change the height of the marking unit 50, and the support arm 36 (to be described later) is pivoted around the elevator tower 32 by the rotation of the elevator tower 32, thereby marking. The rotational position of the unit 50 is changed.

昇降塔３２の上端には、支持アーム３６が水平方向に支持されている。支持アーム３６をスライド可能に構成し、支持アーム３６のスライドにより、マーキング部５０の水平方向の位置が変更されるようにしてもよい。なお、マーキング部５０のＸＹ面（水平面）における位置の調整は、後述のように、ＸＹ移動部４０で行われるようになっており、昇降塔３２の回動および支持アーム３６のスライドによるマーキング部５０のＸＹ面における位置の移動は、おおまかな移動でよい。 A support arm 36 is supported at the upper end of the elevator tower 32 in the horizontal direction. The support arm 36 may be configured to be slidable, and the horizontal position of the marking unit 50 may be changed by sliding the support arm 36. The adjustment of the position of the marking unit 50 on the XY plane (horizontal plane) is performed by the XY moving unit 40, as will be described later, and the marking unit is formed by turning the elevator tower 32 and sliding the support arm 36. The movement of the position on the XY plane of 50 may be a rough movement.

尚、支持アーム３６の基端部下側には、ウエイトバランス３４が吊り下げられており、支持アーム３６の先端と基端部との重量バランスが釣り合うように調整されている。 A weight balance 34 is suspended below the base end portion of the support arm 36 and is adjusted so that the weight balance between the tip end and the base end portion of the support arm 36 is balanced.

支持アーム３６の先端には、図中のＸ方向においてマーキング部５０を移動させるＸ方向アーム４４Ｘと図中のＹ方向においてマーキング部５０を移動させるＹ方向アーム４４Ｙによって構成されるＸＹアーム４４が、基板４２を介して取り付けられている。このＸＹアーム４４は、制御装置２６によって制御され、マーキング部５０をＸＹ平面において精密に（例えばｍｍ単位で）移動できる。すなわちスタンプ５６がＸＹ平面において精密に移動される。 At the tip of the support arm 36, there is an XY arm 44 constituted by an X direction arm 44X that moves the marking unit 50 in the X direction in the figure and a Y direction arm 44Y that moves the marking unit 50 in the Y direction in the figure. It is attached via the substrate 42. The XY arm 44 is controlled by the control device 26 and can move the marking unit 50 precisely (for example, in units of mm) in the XY plane. That is, the stamp 56 is precisely moved in the XY plane.

図２は、マーキング部５０の構造図である。また、図３は、マーキング部５０およびＸＹ移動部４０を示す斜視図である。 FIG. 2 is a structural diagram of the marking unit 50. FIG. 3 is a perspective view showing the marking unit 50 and the XY moving unit 40.

マーキング部５０は、マーキング対象（記録対象）となる天井面や壁面などの据付面１６に据付位置のマーキング（記録）を行うものである。 The marking unit 50 performs marking (recording) of an installation position on the installation surface 16 such as a ceiling surface or a wall surface to be marked (recording target).

マ−キング部５０の支柱５１は、マーキング部５０を移動させるＸＹアーム４４に対して垂直に、すなわちＸＹ平面に対して垂直に、取り付けられている。図３に示す例では、具体的にはＹ方向アーム４４Ｙに支柱５１が取り付けられている。 The column 51 of the marking unit 50 is attached perpendicular to the XY arm 44 that moves the marking unit 50, that is, perpendicular to the XY plane. In the example shown in FIG. 3, specifically, the support column 51 is attached to the Y-direction arm 44Y.

Ｚ方向に伸長するエアシリンダ５３には、中空のレーザ照射ガイド用のパイプ５５が、支柱５１に対して平行に、すなわちＺ方向に対して平行に、取り付けられている。パイプ５５の先端には、マーキングを行うスタンプ５６が取り付けられている。パイプ５５の内部には、レーザ光を発するポイントレーザ５２が取り付けられている。このようにパイプ５５によって、ポイントレーザ５２の軸線とスタンプ５６の軸線とが一致された構造となっており、ポイントレーザ５２から発したレーザ光は、パイプ５５に案内されて、スタンプ５６のレーザ照射孔５７から図のＺ方向に照射される。また、エアシリンダ５３を作動させると、エアシリンダ５３に取り付けられているスタンプ押出棒５４がＺ方向に伸長し、マーキング対象である天井面などの据付面１６にスタンプ５６の先端面が当接して、据付面１６にマーキングが行われる。 A hollow laser irradiation guide pipe 55 is attached to the air cylinder 53 extending in the Z direction in parallel to the support column 51, that is, in parallel to the Z direction. A stamp 56 for marking is attached to the tip of the pipe 55. A point laser 52 that emits laser light is attached to the inside of the pipe 55. Thus, the pipe 55 has a structure in which the axis of the point laser 52 and the axis of the stamp 56 coincide with each other, and the laser light emitted from the point laser 52 is guided to the pipe 55 to irradiate the stamp 56 with the laser beam. Irradiated from the hole 57 in the Z direction in the figure. When the air cylinder 53 is operated, the stamp push-out rod 54 attached to the air cylinder 53 extends in the Z direction, and the tip surface of the stamp 56 comes into contact with the installation surface 16 such as a ceiling surface to be marked. Marking is performed on the installation surface 16.

また、据付位置Ｐを提示するために三次元計測器１１のポイントレーザ（第１のレーザ）から据付面１６に対して照射されるレーザ光の色と、スタンプ５６の現在位置Ｓを提示するためにマーキング装置１４のポイントレーザ５２（第２のレーザ）から据付面１６に対して照射されるレーザ光の色とは、異なる色にしてある。例えば、据付位置Ｐを提示する第１のレーザの光が赤色であり、スタンプ５６の現在位置Ｓを提示する第２のレーザ５２の光が緑色である。そのため、スタンプ５６の現在位置Ｓが据付位置Ｐに一致したときに観測される第１のレーザの照射点（第１のレーザポイント）と第２のレーザ５２の照射点（第２のレーザポイント）の色が赤色と緑色の混色になるため、容易に２つのレーザポイントが一致したことを検知することができる。 Further, in order to present the installation position P, to present the color of the laser light emitted from the point laser (first laser) of the three-dimensional measuring instrument 11 to the installation surface 16 and the current position S of the stamp 56. In addition, the color of the laser beam emitted from the point laser 52 (second laser) of the marking device 14 to the installation surface 16 is set to a different color. For example, the light of the first laser that presents the installation position P is red, and the light of the second laser 52 that presents the current position S of the stamp 56 is green. Therefore, the first laser irradiation point (first laser point) and the second laser 52 irradiation point (second laser point) observed when the current position S of the stamp 56 coincides with the installation position P. Is a mixed color of red and green, it can be easily detected that the two laser points coincide.

更に、マーキング部５０がＸＹアーム４４を介して取り付けられている基板４２の上面には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子を有するカメラ６０が載置されており、このカメラ６０によって据付面１６が撮影されるようになっている。そして、カメラ６０によって得られた映像信号は、台車部２０に載置された制御装置２６に送られる。制御装置２６は図示を省略したモニタを備えており、そのモニタに据付面１６の映像が表示されるようになっている。制御装置２６から図１の携帯情報端末装置１８へ映像が送られ、携帯情報端末装置１８の画面に据付面１６の映像が表示されてもよい。 Further, a camera 60 having an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) is placed on the upper surface of the substrate 42 to which the marking unit 50 is attached via the XY arm 44. 16 is photographed. The video signal obtained by the camera 60 is sent to the control device 26 placed on the carriage unit 20. The control device 26 includes a monitor (not shown), and an image of the installation surface 16 is displayed on the monitor. An image may be sent from the control device 26 to the portable information terminal device 18 of FIG. 1, and the image of the installation surface 16 may be displayed on the screen of the portable information terminal device 18.

制御装置２６は、カメラ６０によって据付面１６をリアルタイムで撮影しながら、カメラ６０の撮影画像における据付位置とスタンプ５６の現在位置との差分（間隔）を求めるとともに、撮影画像における前記差分に対応する距離だけＸＹアーム４４によりスタンプ５６を第２のレーザ５２とともに移動させ、撮影画像における据付位置とスタンプ５６の現在位置とが一致した状態でスタンプ５６により据付面１６上の据付位置Ｐに印を付ける制御を行う。すなわち、カメラ６０の撮影画像に基づいてスタンプ５６の位置をＸＹ面内で変更できる。 The control device 26 obtains a difference (interval) between the installation position in the photographed image of the camera 60 and the current position of the stamp 56 while photographing the installation surface 16 with the camera 60 in real time, and corresponds to the difference in the photographed image. The stamp 56 is moved together with the second laser 52 by the XY arm 44 by a distance, and the installation position P on the installation surface 16 is marked by the stamp 56 in a state where the installation position in the photographed image matches the current position of the stamp 56. Take control. That is, the position of the stamp 56 can be changed in the XY plane based on the image captured by the camera 60.

ここで、撮影画像における据付位置とスタンプ５６の現在位置とが一致（すなわち２つのレーザポイントの一致）とは、撮影画像上で２つのレーザポイントの中心間距離が所定ドット以内（例えば１ドット以内）である。例えば、実長で０．７ｍｍ以内である。 Here, the installation position in the photographed image and the current position of the stamp 56 coincide (that is, coincidence of two laser points) means that the distance between the centers of the two laser points on the photographed image is within a predetermined dot (for example, within one dot). ). For example, the actual length is within 0.7 mm.

図１、図２、図３に示したマーキング装置１４を用いて、施工現場で所定の設置物が据え付けられる据付面の所望の据付位置にマーキングを行う据付位置記録処理（マーキング処理）の流れの一例を、図４のフローチャートに示す。 Flow of the installation position recording process (marking process) for marking at a desired installation position on the installation surface on which a predetermined installation object is installed at the construction site using the marking device 14 shown in FIGS. An example is shown in the flowchart of FIG.

図４において、まず、三次元計測器１１のポイントレーザ（以下「第１のレーザ」という）によって、据付面１６に設置物の据付位置Ｐが提示される（ステップＳ２）。本例では、第１のレーザが赤色のレーザ光を発し、据付面１６である天井面に、赤色の照射点（以下「第１のレーザポイント」という）が設置物の据付位置Ｐとして提示される。 In FIG. 4, first, the installation position P of the installation object is presented on the installation surface 16 by the point laser (hereinafter referred to as “first laser”) of the three-dimensional measuring instrument 11 (step S2). In this example, the first laser emits red laser light, and a red irradiation point (hereinafter referred to as “first laser point”) is presented as the installation position P of the installation object on the ceiling surface which is the installation surface 16. The

また、据付位置Ｐの付近に、マーキング装置１４を設置する（ステップＳ４）。図１のマーキング装置１４は、手動で移動してストッパ２４で固定してもよく、また、携帯情報端末装置１８を操作して遠隔操作で自走させ停止させてもよい。 Further, the marking device 14 is installed near the installation position P (step S4). The marking device 14 in FIG. 1 may be manually moved and fixed by the stopper 24, or may be operated and stopped by operating the portable information terminal device 18 by remote control.

なお、マーキング装置１４のポイントレーザ５２（以下「第２のレーザ」という）によって、図５（ａ）に示すように、据付面１６にスタンプ５６の現在位置Ｓが提示される。本例では、第２のレーザが緑色のレーザ光を発し、据付面１６である天井面に、緑色の照射点（以下「第２のレーザポイント」という）がスタンプ５６の現在位置Ｓが投影される。 Note that the point laser 52 (hereinafter referred to as “second laser”) of the marking device 14 presents the current position S of the stamp 56 on the installation surface 16 as shown in FIG. In this example, the second laser emits green laser light, and the green irradiation point (hereinafter referred to as “second laser point”) is projected on the ceiling surface, which is the installation surface 16, to project the current position S of the stamp 56. The

マーキング装置１４の台車部２０に載置されている制御装置２６は、マーキング装置１４に装着されているカメラ６０によって、据付面１６である天井面を撮影する（ステップＳ６）。 The control device 26 mounted on the cart unit 20 of the marking device 14 photographs the ceiling surface, which is the installation surface 16, by the camera 60 mounted on the marking device 14 (step S6).

図５（ａ）に示すように、据付面１６において第１のレーザポイントＰと第２のレーザポイントＳとが不一致であるときには、カメラ６０の撮影画像６６には、第１のレーザポイントＰに対応する赤色の受光点６６Ｐと、第２のレーザポイントＳに対応する緑色の受光点６６Ｓとが、存在する。 As shown in FIG. 5A, when the first laser point P and the second laser point S do not coincide with each other on the installation surface 16, the photographed image 66 of the camera 60 shows the first laser point P at the first laser point P. There is a corresponding red light receiving point 66P and a green light receiving point 66S corresponding to the second laser point S.

制御装置２６は、カメラ６０の撮影画像６６上で、据付位置を示す第１のレーザポイントＰの認識（ステップＳ８）、および、スタンプ５６の現在位置を示す第２のレーザポイントＳの認識（ステップＳ１０）を行う。そして、制御装置２６は、撮影画像６６上での第１のレーザポイント６６Ｐと第２のレーザポイント６６Ｓとの間隔（６６Ｐ−６６Ｓ）を、ドット数単位で算出する（ステップＳ１２）。 The control device 26 recognizes the first laser point P indicating the installation position on the photographed image 66 of the camera 60 (step S8) and recognizes the second laser point S indicating the current position of the stamp 56 (step S8). S10) is performed. And the control apparatus 26 calculates the space | interval (66P-66S) of the 1st laser point 66P and the 2nd laser point 66S on the picked-up image 66 in a dot number unit (step S12).

次に、制御装置２６は、マーキング部５０の移動（すなわちスタンプ５６の移動）に必要なパラメータの初期値を算出する（ステップＳ１４）。ここで、パラメータは、撮影画像６６上での第１のレーザポイント６６Ｐと第２のレーザポイント６６Ｓとの差分（間隔）を、実空間上での第１のレーザポイントＰと第２のレーザポイントＳとの距離へ変換するための変換係数を含む。このステップＳ１４での変換係数の算出（初期値の算出）については、後に詳説する。 Next, the control device 26 calculates initial values of parameters necessary for the movement of the marking unit 50 (that is, the movement of the stamp 56) (step S14). Here, the parameters are the difference (interval) between the first laser point 66P and the second laser point 66S on the photographed image 66, and the first laser point P and the second laser point on the real space. A conversion coefficient for conversion to a distance from S is included. The conversion coefficient calculation (initial value calculation) in step S14 will be described in detail later.

次に、制御装置２６は、撮像画像６６上での第１のレーザポイント６６Ｐと第２のレーザポイント６６Ｓとの間隔（６６Ｐ−６６Ｓ）と、変換係数とに基づいて、実空間上でのマーキング部５０の移動距離（単位：ｍｍ）を算出する（ステップＳ１６）。すなわち、実空間での第１のレーザポイントＰと第２のレーザポイントＳとの距離（Ｐ−Ｓ）が算出される。 Next, the control device 26 performs marking in the real space based on the interval (66P-66S) between the first laser point 66P and the second laser point 66S on the captured image 66 and the conversion coefficient. The moving distance (unit: mm) of the unit 50 is calculated (step S16). That is, the distance (PS) between the first laser point P and the second laser point S in the real space is calculated.

次に、制御装置２６は、算出した移動距離（Ｐ−Ｓ）に基づいて、ＸＹアーム４４を用いて、スタンプ５６を含むマーキング部５０を移動する（ステップＳ１８）。 Next, the control device 26 moves the marking unit 50 including the stamp 56 using the XY arm 44 based on the calculated moving distance (PS) (step S18).

次に、制御装置２６は、カメラ６０による据付面１６の撮影と、画像処理による撮影画像６６上での２つのレーザポイント６６Ｐ、６６Ｓの位置確認を行い（ステップＳ２０）、撮影画像６６上で２つのレーザポイント６６Ｐ、６６Ｓが一致しているか否かを判定する（ステップＳ２２）。 Next, the control device 26 captures the installation surface 16 by the camera 60 and confirms the positions of the two laser points 66P and 66S on the captured image 66 by image processing (step S20). It is determined whether or not the two laser points 66P and 66S match (step S22).

図５（ｂ）に示すように、据付面１６において第１のレーザポイントＰと第２のレーザポイントＳとが一致している場合には、撮影画像６６上でも第１のレーザポイント６６Ｐと第２のレーザポイント６６Ｓとが一致しており、このような状態では、スタンプ５６によって、据付面１６に対してマーキングを実施する（ステップＳ２４）。 As shown in FIG. 5B, when the first laser point P and the second laser point S coincide with each other on the installation surface 16, the first laser point 66 P and the first laser point 66 P also on the captured image 66. In this state, marking is performed on the installation surface 16 with the stamp 56 (step S24).

その一方で、撮影画像６６上で第１のレーザポイント６６Ｐと第２のレーザポイント６６Ｓとが不一致である場合には、ＸＹアーム４４によってマーキング部５０を移動させるＸＹ面と据付面１６とが平行な位置関係にない、初期値の推測が不十分であった等の理由が考えられるので、変換係数の見直しが必要となる。そこで、制御装置２６は、マーキング部５０の移動（ステップＳ１８）の前後で、撮影画像６６上での第１のレーザポイント６６Ｐと第２のレーザポイント６６Ｓとの位置関係の変化量を算出し（ステップＳ２６）、実空間でのマーキング部５０の移動量（すなわちスタンプ５６の移動量）を算出し（ステップＳ２８）、そして、撮影画像６６上での第１のレーザポイント６６Ｐと第２のレーザポイント６６Ｓとの位置関係の変化量と、実空間でのＸＹアーム４４によるスタンプ５６の移動量と、に基づいて、変換係数を更新する（ステップＳ３０）。 On the other hand, when the first laser point 66P and the second laser point 66S do not coincide on the captured image 66, the XY plane on which the marking unit 50 is moved by the XY arm 44 and the installation surface 16 are parallel. The reason is that the initial value is not sufficiently estimated, and the conversion coefficient needs to be reviewed. Therefore, the control device 26 calculates the amount of change in the positional relationship between the first laser point 66P and the second laser point 66S on the captured image 66 before and after the movement of the marking unit 50 (step S18) ( In step S26), the movement amount of the marking unit 50 in real space (that is, the movement amount of the stamp 56) is calculated (step S28), and the first laser point 66P and the second laser point on the photographed image 66 are calculated. The conversion coefficient is updated based on the amount of change in the positional relationship with 66S and the amount of movement of the stamp 56 by the XY arm 44 in the real space (step S30).

そして、制御装置２６は、更新した変換係数を用いて、実空間でのマーキング部５０の移動距離（単位：ｍｍ）を算出し（ステップＳ３２）、ＸＹアーム４４を用いて、スタンプ５６を含むマーキング部５０を移動する（ステップＳ３４）。 And the control apparatus 26 calculates the moving distance (unit: mm) of the marking part 50 in real space using the updated conversion coefficient (step S32), and marking including the stamp 56 using the XY arm 44. The part 50 is moved (step S34).

以後は、撮影画像６６上で、第１のレーザポイント６６Ｐと第２のレーザポイント６６Ｓとが一致するまで、画像処理、変換係数の更新およびマーキング部５０の移動を繰り返す（ステップＳ２０〜Ｓ３４）。撮影画像６６上で、２つのレーザポイント６６Ｐ、６６Ｓが一致したとき、マーキング部５０のスタンプ５６を伸長し、据付面１６にマーキングを行う。 Thereafter, the image processing, the update of the conversion coefficient, and the movement of the marking unit 50 are repeated until the first laser point 66P and the second laser point 66S coincide on the captured image 66 (steps S20 to S34). When the two laser points 66P and 66S coincide with each other on the photographed image 66, the stamp 56 of the marking unit 50 is extended, and the installation surface 16 is marked.

次に、マーキング部５０の移動（すなわちスタンプ５６の移動）に必要なパラメータについて、詳細に説明する。 Next, parameters necessary for the movement of the marking unit 50 (that is, the movement of the stamp 56) will be described in detail.

図５（ａ）の状況から図５（ｂ）の状況となるように、すなわち第１のレーザポイントＰと第２のレーザポイントＳとが不一致の状態から一致する状態となるように、ＸＹアーム４４によってマーキング部５０の移動を行う場合、制御装置２６によって、前述のように、図５（ａ）の撮影画像６６上の２つのレーザポイントの間隔（単位：ドット）に基づいて、マーキング部５０のＸ方向およびＹ方向における移動距離（単位：ｍｍ）を算出する（図４のステップＳ１６）。すなわち、撮影画像６６上での２点間の間隔を示すドット数を、実空間での２点間の距離に変換する。この変換に用いるパラメータが変換係数ｋである。 The XY arm so that the situation shown in FIG. 5A is changed to the situation shown in FIG. 5B, that is, the first laser point P and the second laser point S are matched from the mismatched state. When the marking unit 50 is moved by 44, the marking unit 50 is controlled by the control device 26 based on the interval (unit: dot) between two laser points on the photographed image 66 of FIG. The movement distance (unit: mm) in the X direction and the Y direction is calculated (step S16 in FIG. 4). That is, the number of dots indicating the interval between two points on the captured image 66 is converted into a distance between the two points in the real space. A parameter used for this conversion is a conversion coefficient k.

図６は、第１のレーザポイントＰ、第２のレーザポイントＳ、カメラ６０とスタンプ５６との位置関係、および、カメラ６０の要部の構造を示す。 FIG. 6 shows the first laser point P, the second laser point S, the positional relationship between the camera 60 and the stamp 56, and the structure of the main part of the camera 60.

カメラ６０は、画素を形成する光電素子が格子配列されてなる受光面６４を有する。このカメラ６０は、レンズ６２の中心（主点）を通過して受光面６４に投影された光を、格子配列状態の色情報で表現することによって、撮影画像を作成している。 The camera 60 has a light receiving surface 64 in which photoelectric elements forming pixels are arranged in a grid. The camera 60 creates a captured image by expressing light projected through the center (principal point) of the lens 62 and projected onto the light receiving surface 64 with color information in a lattice arrangement state.

図６において、Ｄは、実空間におけるカメラ６０のレンズ６２の中心軸６２０からスタンプ５６の軸線５２０（第２のレーザ５２の軸線でもある）までの距離、言い換えると、実空間のＸＹ平面に投影されたカメラ６０のレンズ中心６２Ｃと第２のレーザポイントＳとの距離である。Ｈは、実空間におけるカメラ６０のレンズ中心６２Ｃの高さと第２のレーザポイントＳの高さとの差分、言い換えると、実空間のＺ軸に投影されたカメラ６０のレンズ中心６２Ｃと第２のレーザポイントＳとの距離である。ｄは、カメラ６０の受光面６４上においてレンズ中心６２Ｃに対応する中心位置６４Ｃから第２のレーザポイントＳの受光位置６４Ｓまでの実長である。ｈは、カメラ６０のレンズ中心６２Ｃから受光面６４までの距離、すなわち焦点距離である。 In FIG. 6, D is the distance from the center axis 620 of the lens 62 of the camera 60 in real space to the axis 520 of the stamp 56 (which is also the axis of the second laser 52), in other words, projected onto the XY plane in real space. The distance between the lens center 62C of the camera 60 and the second laser point S. H is the difference between the height of the lens center 62C of the camera 60 in real space and the height of the second laser point S, in other words, the lens center 62C of the camera 60 projected on the Z axis in real space and the second laser. This is the distance from the point S. d is the actual length from the center position 64C corresponding to the lens center 62C to the light receiving position 64S of the second laser point S on the light receiving surface 64 of the camera 60. h is the distance from the lens center 62C of the camera 60 to the light receiving surface 64, that is, the focal length.

なお、Ｄ、Ｈ、ｄ、ｈについて、数１が成立する。
[数１]
Ｄ／Ｈ＝ｄ／ｈ
また、ｄは数２で表される。
[数２]
ｄ＝ｐ×γ
ここで、γは、カメラ６０の撮影画像に投影されたレンズ中心６２Ｃと第２のレーザ５２の照射点Ｓとの間隔を示すドット数である。ｐは、γの単位である１ドットの実長、すなわち受光面６４における画素間のドットピッチである。 Note that Formula 1 is established for D, H, d, and h.
[Equation 1]
D / H = d / h
Further, d is expressed by Equation 2.
[Equation 2]
d = p × γ
Here, γ is the number of dots indicating the distance between the lens center 62 </ b> C projected on the captured image of the camera 60 and the irradiation point S of the second laser 52. p is the actual length of one dot, which is a unit of γ, that is, the dot pitch between pixels on the light receiving surface 64.

Ｈは、数１及び数２によって、数３で表される。
[数３]
Ｈ＝（Ｄ×ｈ）／（ｐ×γ）
なお、施工現場で据付位置のマーキングを行う前に、天井面までの距離Ｈが固定される環境で計測を行い、メーカが公表しているレンズ中心６２Ｃから受光面６４までの距離ｈ（焦点距離）、受光面６４のドット間隔ｐ、ドット数と受光面６４のドットピッチｐから求められるｄを用いて、レンズ中心６２Ｃからスタンプ５６までの距離Ｄを正確に求め、制御装置２６に記憶しておく。 H is expressed by Equation 3 by Equation 1 and Equation 2.
[Equation 3]
H = (D × h) / (p × γ)
Before marking the installation position at the construction site, measurement is performed in an environment where the distance H to the ceiling surface is fixed, and the distance h (focal length) from the lens center 62C to the light receiving surface 64 announced by the manufacturer. The distance D from the lens center 62C to the stamp 56 is accurately obtained using d obtained from the dot interval p of the light receiving surface 64, the number of dots and the dot pitch p of the light receiving surface 64, and is stored in the control device 26. deep.

以降、別の場所で据付位置のマーキングを行うときには、制御装置２６に記憶されているＤを用いることができ、ｈは固定値、ｄは撮影画像上のドット数と受光面６４におけるドットピッチｐから算出されるので、据付面１６までの距離Ｈも算出できる。 Thereafter, when marking the installation position in another place, D stored in the control device 26 can be used, h is a fixed value, d is the number of dots on the photographed image, and the dot pitch p on the light receiving surface 64. Therefore, the distance H to the installation surface 16 can also be calculated.

このＨは、スタンプ５６によるマーキングが可能な高さであるか否か判定するために用いることができる。なお、カメラ６０のレンズ６２の高さとスタンプ５６の高さとの差分、および、スタンプ５６のストロークは、既知である。さらに、Ｈに基づいて図１の昇降塔３２の昇降を制御するようにしてもよい。 This H can be used to determine whether or not it is a height at which marking by the stamp 56 is possible. The difference between the height of the lens 62 of the camera 60 and the height of the stamp 56 and the stroke of the stamp 56 are known. Furthermore, you may make it control raising / lowering of the raising / lowering tower 32 of FIG.

変換係数ｋは、撮影画像上の２点間の間隔を示すドット数と、実空間のＸＹ平面おける２点間の距離との比であり、数４によって算出される。
[数４]
ｋ＝Ｄ／γ
制御装置２６は、変換係数の初期値を求める図４のステップＳ１４において、予め記憶されたＤ及びγを用いてｋを算出し、これを制御装置２６が記憶することで、変換係数が設定される。 The conversion coefficient k is a ratio between the number of dots indicating the interval between two points on the photographed image and the distance between the two points on the XY plane in the real space, and is calculated by Equation 4.
[Equation 4]
k = D / γ
In step S14 in FIG. 4 for obtaining the initial value of the conversion coefficient, the control device 26 calculates k using D and γ stored in advance, and the control device 26 stores the k to set the conversion coefficient. The

また、変換係数Ｋは、制御装置２６が、以下のようにして更新する。 Further, the conversion coefficient K is updated by the control device 26 as follows.

例えば、図７（ａ）に示す状態から、マーキング部５０の移動（図４のステップＳ１８）により、図７（ｂ）に示す状態に変化したとする。そうすると、制御装置２６は、撮影画像６６上での第２のレーザポイント６６Ｓの変化量ａと、実空間でマーキング部５０が実際に移動した量Ａとを算出し、さらに（Ａ／ａ）を算出する。この（Ａ／ａ）は、隣接するドット間の実空間での移動量を示す。要するに変換係数ｋ＝（Ａ／ａ）が算出されたことになり、これを制御装置２６が記憶する。 For example, assume that the state shown in FIG. 7A is changed to the state shown in FIG. 7B due to the movement of the marking unit 50 (step S18 in FIG. 4). Then, the control device 26 calculates the change amount a of the second laser point 66S on the captured image 66 and the amount A that the marking unit 50 actually moved in the real space, and further calculates (A / a). calculate. This (A / a) indicates the amount of movement in the real space between adjacent dots. In short, the conversion coefficient k = (A / a) is calculated, and this is stored in the control device 26.

また、マーキング部５０の移動量Ｄ’は、数５で表される。 Further, the movement amount D ′ of the marking unit 50 is expressed by Equation 5.

[数５]
Ｄ’＝γ’×ｋ
ここで、γ’は、撮影画像６６上での第１のレーザポイント６６Ｐと第２のレーザポイント６６Ｓとの差分（位置関係）である。 [Equation 5]
D ′ = γ ′ × k
Here, γ ′ is the difference (positional relationship) between the first laser point 66P and the second laser point 66S on the captured image 66.

図８は、壁面１６０にマーキングするマーキング装置１４’を示す。このマーキング装置１４’は、図１に示すマーキング装置１４のうちで、マーキング部５０の基板４２を取り替えることにより、マーキング部５０とポール部３００との連結を変更してなる。図８において、基板４２’は、支持アーム３６の長手方向に対してスタンプ５６の移動方向（Ｚ方向）が平行となるように、マーキング部５０を支持アーム３６に連結している。他の構成要素は図１に示したマーキング装置１４と同じであり、説明を省略する。 FIG. 8 shows a marking device 14 ′ for marking the wall surface 160. This marking device 14 ′ is obtained by changing the connection between the marking unit 50 and the pole unit 300 by replacing the substrate 42 of the marking unit 50 in the marking device 14 shown in FIG. 1. In FIG. 8, the substrate 42 ′ connects the marking portion 50 to the support arm 36 so that the moving direction (Z direction) of the stamp 56 is parallel to the longitudinal direction of the support arm 36. Other components are the same as those of the marking device 14 shown in FIG.

なお、図１乃至図３に示した一実施形態のマーキング装置１４は台車部２０により移動する構成となっているが、本発明に係るマーキング装置は、このような場合に特に限定されず、人の手で移設可能な場合を含む。 Although the marking device 14 according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 is configured to move by the carriage unit 20, the marking device according to the present invention is not particularly limited to such a case. This includes cases where it can be moved by hand.

図９は、本発明に係る他の実施形態のマーキング装置１４０を示す斜視図であり、図１０は、そのマーキング装置１４０の側面図である。なお、図９及び図１０において、図１乃至図３に示すマーキング装置１４の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してあり、説明を省略する。 FIG. 9 is a perspective view showing a marking device 140 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a side view of the marking device 140. 9 and 10, the same components as those of the marking device 14 illustrated in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図９、図１０に示すマーキング装置１４０は、人の手で把持可能なポール部３００を有し、このポール部３００によってマーキング部５０が支持されている。連結部４１０は、スタンプ５６の移動方向（Ｚ方向）がポール部３００の軸線方向に対して平行となるように、マーキング部５０をポール部３００に連結している。 The marking device 140 shown in FIGS. 9 and 10 has a pole portion 300 that can be gripped by a human hand, and the marking portion 50 is supported by the pole portion 300. The connecting portion 410 connects the marking portion 50 to the pole portion 300 so that the moving direction (Z direction) of the stamp 56 is parallel to the axial direction of the pole portion 300.

ポール部３００は、手動で伸縮自在である。ポール部３００を最短の長さにした運搬状態のマーキング装置１４０を図１１（ａ）に示し、ポール部３００を最短時よりも伸長させた使用状態のマーキング装置１４０を図１１（ｂ）に示す。ポール部３００の長さは、例えば、最短時が１．８ｍ、最長時が４．３ｍである。 The pole portion 300 is manually extendable and retractable. A marking device 140 in a transported state in which the pole portion 300 has the shortest length is shown in FIG. 11A, and a marking device 140 in a used state in which the pole portion 300 is extended from the shortest time is shown in FIG. 11B. . The length of the pole portion 300 is, for example, 1.8 m at the shortest time and 4.3 m at the longest time.

また、本実施形態のマーキング装置１４０は、ポール部３００によって押し付けられて据付面１６に当接することにより位置が固定される押付板４７０（据付面当接部）と、スタンプ５６を含むマーキング部５０と押付板４７０との間に介装され、図中に示すＸ方向およびＹ方向において、スタンプ５６を含むマーキング部５０を押付板４７０に対して相対移動させるＸＹ移動部４４０を備える。 Further, the marking device 140 according to the present embodiment includes a pressing plate 470 (installation surface abutting portion) whose position is fixed by being pressed by the pole portion 300 and abutting against the installation surface 16, and a marking portion 50 including a stamp 56. And an XY moving unit 440 that moves the marking unit 50 including the stamp 56 relative to the pressing plate 470 in the X and Y directions shown in the drawing.

また、ポール部３００には、図示を省略したが、マーキング部５０に内蔵したポイントレーザ（第２のレーザ、図１２の５２）の発光および非発光の切換え操作を行うポイントレーザスイッチ、ＸＹ移動部４４０を押付板４７０に対して相対移動させる開始操作を行うＸＹ移動スイッチ、スタンプ５６を据付面１６に押印させる操作（マーキング操作）を行うスタンプスイッチ等のスイッチと、三次元計測器（図１の１１）のポイントレーザ（第１のレーザ）の照射点（第１のレーザポイントＰ）とマーキング部５０に内蔵のポイントレーザ（第２のレーザ、図１２の５２）の照射点（第２のレーザポイントＳ）との一致及び不一致を示すスタンプ可否表示ランプ等のランプとが設けられている。さらに、図示を省略したが、カメラ６０の撮影画像を表示可能な小型のモニタをポール部３００に設けてもよい。 Although not shown in the pole portion 300, the point laser switch for performing the switching operation between the light emission and the non-light emission of the point laser (second laser, 52 in FIG. 12) built in the marking portion 50, an XY moving portion An XY movement switch for performing a start operation for moving the 440 relative to the pressing plate 470, a switch for performing a stamping operation for marking the stamp 56 on the installation surface 16 (marking operation), and a three-dimensional measuring instrument (see FIG. 1). 11) Point laser (first laser) irradiation point (first laser point P) and point laser (second laser, 52 in FIG. 12) built in the marking unit 50 (second laser) A lamp such as a stamp permission / inhibition display lamp indicating a match and a mismatch with the point S) is provided. Further, although not shown, a small monitor capable of displaying an image captured by the camera 60 may be provided in the pole unit 300.

図１２（ａ）は、マーキング部５０の本体内へスタンプ押出棒５４が引き込まれた状態、すなわちＺ方向においてスタンプ５６が押付板４７０よりも内側（ポイントレーザ５２側）へ引き込まれた状態を示す。図１２（ｂ）は、マーキング部５０の本体からスタンプ押出棒５４が押し出された状態、すなわちＺ方向においてスタンプ５６が押付板４７０よりも外側（据付面１６側）へ押し出された状態を示す。 FIG. 12A shows a state in which the stamp push-out rod 54 is drawn into the main body of the marking unit 50, that is, a state in which the stamp 56 is drawn inward (point laser 52 side) from the pressing plate 470 in the Z direction. . FIG. 12B shows a state in which the stamp extruding rod 54 is pushed out from the main body of the marking unit 50, that is, a state in which the stamp 56 is pushed out of the pressing plate 470 (on the installation surface 16 side) in the Z direction.

ＸＹ移動部４４０は、モータ４５０によって駆動されるＸＹステージ４４２を有している。ＸＹステージ４４２およびその周辺の拡大図を図１３に示す。ＸＹステージ４４２は、第１の連結部４３０を介して、マーキング部５０の支柱５１に連結されている。また、ＸＹステージ４４２は、第２の連結部４６０を介して、押付板４７０に連結されている。このような構成により、ＸＹステージ４４２がモータ４５０によって駆動されると、押付板４７０に対してスタンプ５６を含むマーキング部５０がＸ方向およびＹ方向において移動する。すなわち、据付面１６の据付位置（第１のレーザポイントＰ）に対して、スタンプ５６の現在位置（第２のレーザポイントＳ）が相対的に移動することになる。 The XY moving unit 440 includes an XY stage 442 that is driven by a motor 450. An enlarged view of the XY stage 442 and its periphery is shown in FIG. The XY stage 442 is coupled to the support column 51 of the marking unit 50 via the first coupling unit 430. Further, the XY stage 442 is connected to the pressing plate 470 via the second connecting portion 460. With such a configuration, when the XY stage 442 is driven by the motor 450, the marking unit 50 including the stamp 56 moves with respect to the pressing plate 470 in the X direction and the Y direction. That is, the current position (second laser point S) of the stamp 56 is moved relative to the installation position (first laser point P) of the installation surface 16.

カメラ６０は、本実施形態では、マーキング部５０の上端面に配置された基板４２０上に配置されている。 In this embodiment, the camera 60 is disposed on the substrate 420 disposed on the upper end surface of the marking unit 50.

図１４は、壁面１６０にマーキングするマーキング装置１４０’の斜視図を示す。このマーキング装置１４０’は、図９に示すマーキング装置１４０のうちで、マーキング部５０とポール部３００との連結部４１０を４１０’に取り替えることにより構成を変更してなる。図１４において、連結部４１０’は、ポール部３００の軸線方向に対してスタンプ５６の移動方向（Ｚ方向）が直交するように、マーキング部５０をポール部３００に連結している。他の構成要素は図９に示したマーキング装置１４０と同じであり、説明を省略する。このマーキング装置１４０’を用いて略垂直な壁面１６０にマーキングを行う場合には、壁面１６０に対して略平行にポール部３００を立てる。壁面１６０に対して押付板４７０を押付け、ＸＹ移動部４４０によってマーキング部５０を図のＸ方向及びＹ方向において移動させることにより、据付位置に向けてスタンプ５６の現在位置を移動させて、スタンプ５６を壁面１６０に押印する点は、図９に示したマーキング装置１４０と同じである。 FIG. 14 shows a perspective view of a marking device 140 ′ that marks the wall 160. The marking device 140 ′ is configured by changing the configuration of the marking device 140 shown in FIG. 9 by replacing the connecting portion 410 between the marking portion 50 and the pole portion 300 with 410 ′. In FIG. 14, the connecting portion 410 ′ connects the marking portion 50 to the pole portion 300 so that the moving direction (Z direction) of the stamp 56 is orthogonal to the axial direction of the pole portion 300. Other components are the same as those of the marking device 140 shown in FIG. When marking is performed on a substantially vertical wall surface 160 using the marking device 140 ′, the pole portion 300 is erected substantially parallel to the wall surface 160. The pressing plate 470 is pressed against the wall surface 160, and the marking unit 50 is moved in the X and Y directions in the drawing by the XY moving unit 440, thereby moving the current position of the stamp 56 toward the installation position. Is the same as the marking device 140 shown in FIG.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってよいのはもちろんである。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the example demonstrated in this specification and the example shown in drawing, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various Of course, design changes and improvements may be made.

本発明に係る一実施形態のマーキング装置を含む施工支援システムの一例の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an example of a construction support system including a marking device according to an embodiment of the present invention. 図１のマーキング装置のマーキング部の側面透視図である。It is a side perspective view of the marking part of the marking apparatus of FIG. 図１のマーキング装置のＸＹ移動部のマーキング部の斜視図である。It is a perspective view of the marking part of the XY movement part of the marking device of FIG. マーキング処理の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the flow of a marking process. （ａ）は据付位置Ｐとスタンプの現在位置Ｓとが不一致の状態及びその撮影画像を示す説明図であり、（ｂ）は据付位置Ｐとスタンプの現在位置Ｓとが一致した状態及びその撮影画像を示す説明図である。(A) is an explanatory view showing a state in which the installation position P and the current position S of the stamp do not match and a photographed image thereof, and (b) is a state in which the installation position P and the current position S of the stamp are in agreement and photographing thereof. It is explanatory drawing which shows an image. 据付位置Ｐ、スタンプの現在位置Ｓ、カメラとスタンプの位置関係、および、カメラの内部構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the installation position P, the present position S of a stamp, the positional relationship of a camera and a stamp, and the internal structure of a camera. （ａ）はマーキング部の移動後に未だ据付位置Ｐとスタンプの現在位置Ｓとが不一致の状態及びその撮影画像を示す説明図であり、（ｂ）はマーキング部の移動に必要な変換係数の更新の説明に用いる説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the state in which the installation position P and the current position S of a stamp still do not match after the marking part movement, and its photographed image, and (b) is the update of the conversion coefficient necessary for the movement of the marking part. It is explanatory drawing used for description. 図１のマーキング装置の一部を変更したマーキング装置によって側壁面にマーキングする場合の説明に用いる説明図である。It is explanatory drawing used for description in the case of marking a side wall surface by the marking apparatus which changed a part of marking apparatus of FIG. 本発明に係る他の実施形態のマーキング装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the marking apparatus of other embodiment which concerns on this invention. 図９のマーキング装置の側面図である。FIG. 10 is a side view of the marking device of FIG. 9. （ａ）は図９のマーキング装置のポール部を縮めた状態を示す説明図であり、（ｂ）は図９のマーキング装置のポール部を伸ばした状態を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the state which shrunk the pole part of the marking apparatus of FIG. 9, (b) is explanatory drawing which shows the state which extended the pole part of the marking apparatus of FIG. （ａ）は図９のマーキング装置のスタンプが引き込まれた状態を示す側面透視図であり、（ｂ）は図９のマーキング装置のスタンプが押し出された状態を示す側面透視図である。FIG. 10A is a side perspective view showing a state in which the stamp of the marking device of FIG. 9 is drawn, and FIG. 10B is a side perspective view showing a state in which the stamp of the marking device of FIG. 9 is pushed out. 図９のマーキング装置のＸＹ移動部の要部及びその周辺を示す側面透視図である。FIG. 10 is a side perspective view showing the main part of the XY moving part of the marking device of FIG. 9 and its periphery. 図９のマーキング装置の一部を変更したマーキング装置によって壁面にマーキングする場合の説明に用いる説明図である。It is explanatory drawing used for description in the case of marking a wall surface by the marking apparatus which changed a part of marking apparatus of FIG.

Explanation of symbols

１０…施工支援システム、１１…三次元計測器、１２…三次元計測器の望遠鏡、１４…マーキング装置、１６…据付面、１８…携帯情報端末装置、２０…台車部、２２…キャスタ、２４…ストッパ、２６…制御装置、３０…支持部、３２…昇降塔、３４…ウエイトバランス、３６…支持アーム、４０…ＸＹ移動部、４２…基板、４４…ＸＹアーム、５０…マーキング部、５１…マーキング部の支柱、５２…マーキング部のポイントレーザ（第２のレーザ）、５３…マーキング部のエアシリンダ、５４…マーキング部のスタンプ押出棒、５５…マーキング部のレーザ照射ガイドパイプ、５６…マーキング部のスタンプ、６０…カメラ、６２…カメラのレンズ、６４…カメラの受光面、１４０…マーキング装置、１６０…据付面、３００…ポール部、４１０…ポール部とマーキング部との連結部、４２０…基板、４３０…ＸＹ移動部とマーキング部との連結部、４４０…ＸＹ移動部、４５０…ＸＹ移動部の駆動モータ、４６０…ＸＹ移動部と押付板との連結部、４７０…押付板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Construction support system, 11 ... Three-dimensional measuring instrument, 12 ... Three-dimensional measuring instrument telescope, 14 ... Marking device, 16 ... Installation surface, 18 ... Portable information terminal device, 20 ... Dolly part, 22 ... Caster, 24 ... Stopper, 26 ... control device, 30 ... support part, 32 ... elevating tower, 34 ... weight balance, 36 ... support arm, 40 ... XY moving part, 42 ... substrate, 44 ... XY arm, 50 ... marking part, 51 ... marking 52 ... Marking part point laser (second laser) 53 ... Marking part air cylinder, 54 ... Marking part stamp push rod, 55 ... Marking part laser irradiation guide pipe, 56 ... Marking part Stamp, 60 ... Camera, 62 ... Camera lens, 64 ... Camera light receiving surface, 140 ... Marking device, 160 ... Installation surface, 300 ... Pole , 410 ... connecting part between the pole part and marking part, 420 ... substrate, 430 ... XY moving part and marking part connecting part, 440 ... XY moving part, 450 ... XY moving part drive motor, 460 ... XY moving part 470 ... Pressing plate

Claims

In a marking device that marks the installation position of the installation surface on which a predetermined installation is installed,
A stamp that contacts the installation surface and marks the installation surface;
A point laser that has an optical axis that coincides with the axis of the stamp, and projects the current position of the stamp on the installation surface by irradiating the installation surface with laser light;
A stamp moving unit that changes the current position of the stamp projected on the installation surface by moving the stamp together with the point laser;
A camera that captures an area on the installation surface including at least the installation position and a current position of the stamp projected on the installation surface;
The difference between the installation position in the photographed image of the camera and the current position of the stamp is obtained, and the stamp is moved together with the point laser by the stamp moving unit by a distance corresponding to the difference in the photographed image. A control unit that performs control to mark the installation position on the installation surface with the stamp in a state in which the installation position in the image matches the current position of the stamp;
Marking device equipped with.

The control unit, the distance between the stamp and the center position of the camera lens in real space, the number of dots indicating the difference between the current position of the stamp and the center position of the camera lens in the captured image; And calculating a conversion coefficient for converting the number of dots indicating a difference between the installation position in the photographed image and the current position of the stamp into a numerical value for movement control of the stamp, and using the conversion coefficient The marking apparatus according to claim 1, wherein the stamp is moved by the stamp moving unit.

The control unit, the amount of movement of the stamp by the stamp moving unit before and after moving the stamp by the stamp moving unit using the conversion coefficient, the installation position on the photographed image and the current position of the stamp The marking device according to claim 2, wherein the conversion coefficient is updated based on a change amount of a positional relationship between the marking coefficient and the position relationship.

In the marking method for marking the installation position of the installation surface where a predetermined installation is installed,
By irradiating a laser beam from the point laser toward the installation surface using a stamp that contacts the installation surface and marks the installation surface, and a point laser having an axis that matches the axis of the stamp Projecting the current position of the stamp on the installation surface;
Photographing an area on the installation surface including at least the installation position and a current position of the stamp projected on the installation surface with a camera;
Obtaining a difference between the installation position in the photographed image obtained by the photographing and the current position of the stamp;
Moving the stamp with the point laser by a distance corresponding to the difference in the captured image;
Marking the installation position on the installation surface with the stamp in a state where the installation position in the photographed image matches the current position of the stamp;
A marking method comprising:

Based on the distance between the stamp and the center position of the camera lens in real space, and the number of dots indicating the difference between the current position of the stamp and the center position of the camera lens in the captured image, 5. A step of calculating a conversion coefficient for converting the number of dots indicating a difference between the installation position in the photographed image and the current position of the stamp into a numerical value for movement control of the stamp. The marking method described in 1.

Based on the amount of movement of the stamp before and after moving the stamp using the conversion coefficient, and the amount of change in the positional relationship between the installation position on the photographed image and the current position of the stamp, the conversion coefficient The marking method according to claim 5, further comprising the step of updating.