JP2003114105A - 大型構造物の建造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部材に取り付けられた複数の反射ターゲットの
位置を人的作業をほとんど必要とせず、短時間かつ高精
度に自動計測し、高効率に及び又は高精度に部材を組立
てることができる大型構造物の建造方法を提供する。 【解決手段】測定対象物体（中小ブロック）７上の複数
個のターゲット８を２台のマクロ自動視準用ＴＶカメラ
５ａ，５ｂにより２方向から観察し、各ターゲット８の
中心点８ａに対する概略の３次元座標を認識する。各タ
ーゲット点８ａの１点がミクロ視準範囲内に入るよう
に、測角計１ｂを用いて光波距離計１ａの光軸を概略合
わせ込んだ後、光軸をターゲット点８ａに一致させて、
中小ブロックの形状等を自動計測する。ブロック位置・
姿勢をリアルタイムで計測し、目標値演算計算機３１お
よび位置決め計算機３２による目標値と比較して自動修
正しつつ、各ブロックを理想的なＣＡＤ形状に合わせ込
んで大ブロックを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、船舶、橋梁、土
木、建築等の大型構造物の建造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】船舶、橋梁、土木、建築等の大型構造物
の３次元形状を計測するには、トランシットや巻き尺、
下げ振りなどを利用した２次元的な測定装置が主に用い
られている。これに対し近年、測量の分野で発展してき
た３角測量や、光波距離計を用いた測距，測角法による
測量機を利用して、大型構造物の３次元測定が行われる
ようになっている。

【０００３】一例として、１台の計測機で計測対象物
（測定対象物体）上の任意の点の３次元座標値を計測で
きる３次元座標計測システムが、商品名「ＭＯＮＭＯ
Ｓ」として、株式会社ソキアから市販されている。この
装置は、予め任意の２点を計測して３次元座標系を設定
したのち、各測点に設けた反射ターゲット（計測点とし
てのターゲット点を含む。）を視準して水平角、鉛直
角、測距の３要素を同時に計測する。そして、座標変換
の解析、演算を行って３次元座標値を求めるもので、１
００ｍ離れた距離で±１mm以下の高い精度が得られるも
のである。なお、反射ターゲットは、ある程度の大きさ
をもった反射面を備えた部材である。また、ターゲット
点はその反射面上に設けられた、３次元座標計測用の計
測点である。なお、反射ターゲットは、一定の厚さをも
つので、計測対象物表面の厳密な３次元座標を得るため
に、計測値及び反射ターゲットサイズ・形状に基づく所
定の演算を行う場合がある。

【０００４】しかしながら、前記「ＭＯＮＭＯＳ」を含
めて従来の計測機は、視準作業において望遠鏡のピント
合わせや反射ターゲットの中心（ターゲット点）と望遠
鏡の十字線の中心合わせを人間の目視によって行ってい
たため、作業が煩雑で視準作業に時間を要し、また計測
者の人的誤差が入りやすい。つまり、人為的な作業を要
することが、能率の低下や計測精度の低下を招く要因と
なっていた。なお、視準とは、望遠鏡や撮像画面などの
拡大表示手段の視野内に写し出された計測点に対し、距
離計の光軸を合わせる作業をいう。

【０００５】このような欠点を解決するために、目視に
よる視準作業を自動化する機能を持たせたものが、ライ
カジオシステム株式会社の商品名「ＴＣＡ１１００」シ
リーズや株式会社ソキアの商品名「ＣＹＢＥＲ ＭＯＮ
ＭＯＳ」として市販されている。これらは、光波距離計
の光軸と同軸にＣＣＤカメラ等の撮像手段を備え、撮像
手段で捕らえた画像から反射ターゲットの中心位置を検
出し、撮像装置の中心位置と反射ターゲットの中心位置
のズレ量を算出し、一致していない場合は測角儀をズレ
量に対応する量だけモータにて駆動し、一致させるよう
にしたものである。この種のシステムは、撮像装置の有
する比較的狭い視野の範囲内で自動的な視準（自動的な
ミクロ視準）を実行するものであり、ミクロ自動視準手
段を備えているといえる。

【０００６】この種のシステムは、反射ターゲットの位
置、測定順序の条件を初期設定した後、撮像装置で捕ら
えた反射ターゲットを画像処理装置で抽出し、反射ター
ゲットの中心と撮像装置の光軸を一致させるように撮像
装置の水平角、鉛直角をサーボモータで駆動させミクロ
自動視準し、計測するものである。なお、自動視準をす
るためには、反射ターゲットを撮像装置の視野内に入れ
る必要があるため、このシステムのミクロ視準手段によ
り、広範囲にわたる複数の計測点（ターゲット点）をす
べて自動視準することは困難である。したがって、この
システムでは、反射ターゲットの位置の座標値が既知の
場合には作業者が設計データを基に計測器からの反射タ
ーゲットの位置の座標を直接入力し、未知の場合には手
動又はコントローラにより撮像装置を反射ターゲットに
向け、撮像装置視野内に入れる作業を繰り返してティー
チングするものである。

【０００７】また、特開平８−１３６２１８号公報や特
開平９−１４９２１号公報では、計測対象物の設計寸法
値又は３次元設計座標値を基に、解析用コンピュータに
よって、反射ターゲットの位置を計測機からの座標に変
換して視準方向を決定し、自動計測をする方法が提案さ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の装置にあっては次のような問題があった。即ち、反射
ターゲットの３次元座標が未知の場合には、各測点にＣ
ＣＤカメラを向けてモニタ画面に入れる作業を繰り返し
てティーチングする必要があり、複雑な人手作業を伴い
自動化のメリットが期待できない。

【０００９】また、３次元座標が設計寸法値や３次元座
標値から既知である場合にも、設計座標系と計測座標系
を合わせる作業を、たとえ解析用コンピュータで座標変
換を行うにしても、初期設定において少なくとも２点の
基準となる反射ターゲットを測定する必要があり、人手
作業の手間がかかるものであった。

【００１０】また、組立工程等の部材の位置決めに使用
する場合には、測点の位置が設計寸法値に対して、撮像
装置視野外にずれている場合が殆どであり、反射ターゲ
ット位置を設計値から算出しても、視準視野内に反射タ
ーゲットがなく、視野外に反射ターゲットの探索を行う
ために、計測時間がかかる問題があった。

【００１１】従来の３次元座標測定システムの性能がこ
のようなものであるため、このシステムを組立工程、例
えば造船組立工程に直接的に利用することは困難であ
る。

【００１２】最近の造船方法は、ブロック工法が主流で
ある。図１７に示すように、この造船方法では、まず、
鋼板に対し切断・焼き曲げ等の加工を施す（加工工
程）。さらに加工された鋼板を溶接組立して中小のブロ
ックを製造する（小組・中組・先組、あるいは中小ブロ
ック製造工程という。）。中小ブロックはさらに組み合
わされ、溶接されて大ブロック（立体ブロックともい
う。）となる（大組、あるいは大ブロック製造工程とい
う。）。大ブロックは、ドック内において組み合わされ
て（ドック内組立工程という。）、最終的な船体とな
る。

【００１３】上記の造船方法において、中小ブロック、
あるいは大ブロックの組立て精度が悪いと、次工程で手
直しが必要になる。ここにいう手直しとは、組み合わせ
ようとするブロック間の形状が合わないときに、何れか
一方又は双方のブロックにおける溶接された鋼板、ある
いは部材をガス切断などで一部取り外し、双方のブロッ
ク間の形状が整合するように修正した上で、鋼板あるい
は部材の取り外された部分を付け直すことをいう。

【００１４】造船プロセスにおいては、鋼板やブロック
の取付け・溶接作業が大きな工数比率を占めるので、生
産性の向上にとって、これらの作業効率をいかに上げる
かが、最も重要な鍵となる。ところが、ブロックの形状
精度が現状の技術ではせいぜい数十ｍｍどまりであるこ
とに起因して、上記の手直しが多数発生し、これが作業
効率向上のボトルネックとなっていた。特に、ブロック
の精度不良は工程を重ねるにつれて蓄積することから、
最終的なドック内組立て工程において手直しが発生する
と、修正作業がそれまでの工程に比べて数倍かかり、生
産性に甚大な影響を与えていた。このように、中小ブロ
ック製造工程及び大ブロック製造工程でのブロック形状
の精度管理レベルの向上が、造船プロセスにおける生産
性向上のポイントであり、ブロックの形状精度を数十ｍ
ｍから数ｍｍに向上させることによって、手直しを含む
取付け・溶接工数が全体として数十％削減できると見積
もられている。

【００１５】これに対して、ブロック形状精度を向上さ
せるために、組立工程で形状を測定する試みがなされた
例はあるが、従来の３次元座標測定システムでは測定に
時間がかかりすぎて過大な測定負荷が発生することか
ら、試験の域を出ず、工法としては成立しえていない。

【００１６】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、部材に取り付けられた
複数の反射ターゲットの位置を人的作業をほとんど必要
とせず、短時間かつ高精度に自動計測し、この計測結果
を利用して高効率に及び又は高精度に部材を組立てるこ
とができる大型構造物の建造方法を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は次のような構成を採用している。

【００１８】即ち本発明は、一種類以上の第一部材を複
数組み立てて第二部材を製造し、さらに、一種類以上の
前記第二部材を複数組み立てて第三部材を製造し、以降
同様に一種類以上の第ｎ部材を複数組み立てて第（ｎ＋
１）部材を製造し、中間的又は最終的な構造物を製造す
る大型構造物の建造方法において、前記第ｎ部材上の複
数の計測点に対応する各３次元座標を光波距離計の距離
計測値及びその光軸の角度情報に基づいて演算すること
で、前記第ｎ部材各々の実形状を自動計測する計測ステ
ップと、前記計測ステップで計測された実形状に基づい
て、第（ｎ＋１）部材の組立て精度を評価し、前記第
（ｎ＋１）部材の組立てに使用可能な第ｎ部材のみを前
記第（ｎ＋１）部材の組立てに使用するように指示する
評価ステップとを備え、前記計測ステップは、前記光波
距離計の距離計測値及びその光軸の角度情報を取得する
ために、前記第ｎ部材上に複数設置された前記計測点を
有するターゲットを撮像手段で観察し、得られた画像を
処理して前記第ｎ部材上の複数の計測点を認識し、それ
らの概略の３次元座標を演算する座標認識ステップと、
前記座標認識ステップにより認識されたある計測点が所
定の視野範囲内に入るように、前記概略の３次元座標に
基づいて前記光波距離計の光軸を概略合わせ込むマクロ
視準ステップと、前記マクロ視準ステップにより概略合
わせ込まれた前記光波距離計の光軸を、前記所定の視野
範囲において、前記ある計測点に一致するように合わせ
込むミクロ視準ステップと、前記光波距離計の距離計測
値及びその光軸の角度情報をすべての計測点に対して取
得するまで、前記マクロ視準ステップ及び前記ミクロ視
準ステップを繰り返すステップと、を含むことを特徴と
するものである。

【００１９】また本発明は、一種類以上の部材を複数組
み立てて中間的又は最終的な構造物を製造する大型構造
物の建造方法において、前記構造物を組み立てる際の各
部材の位置決め目標値を与える目標決定ステップと、前
記構造物の組立てに際し、前記部材上の複数の計測点に
対応する各３次元座標を、光波距離計の距離計測値及び
その光軸の角度情報に基づき演算する計測ステップと、
前記各３次元座標に対応する現在の部材位置と前記位置
決め目標値との比較結果に基づいて、新たな部材位置が
位置決め目標値に一致するように又は近づくように、そ
の部材の位置を修正する部材修正工程とを備え、前記計
測ステップは、前記光波距離計の距離計測値及びその光
軸の角度情報を取得するために、前記部材上に複数設置
された前記計測点を有するターゲットを撮像手段で観察
し、得られた画像を処理して前記部材上の複数の計測点
を認識し、それらの概略の３次元座標を演算する座標認
識ステップと、前記座標認識ステップにより認識された
ある計測点が所定の視野範囲内に入るように、前記概略
の３次元座標に基づいて前記光波距離計の光軸を概略合
わせ込むマクロ視準ステップと、前記マクロ視準ステッ
プにより概略合わせ込まれた前記光波距離計の光軸を、
前記所定の視野範囲において、前記ある計測点に一致す
るように合わせ込むミクロ視準ステップと、前記光波距
離計の距離計測値及びその光軸の角度情報をすべての計
測点に対して取得するまで、前記マクロ視準ステップ及
び前記ミクロ視準ステップを繰り返すステップと、を含
むことを特徴とするものである。

【００２０】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものが挙げられる。

【００２１】（１） 本発明に係わる大型構造物の建造
方法において、前記撮像手段は、前記光波距離計とは光
軸が不一致のものを少なくとも含む、一以上の撮像装置
からなることを特徴とするものであること。

【００２２】（２） 本発明に係わる大型構造物の建造
方法において、前記大型構造物は、船舶、橋梁、土木、
又は建築物の何れかとすることを特徴とするものである
こと。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。

【００２４】本発明は、大型構造物の３次元座標計測技
術を利用するものであり、まず、本発明の適用に好まし
い３次元座標計測技術を説明し、その後、具体的な大型
構造物の建造方法について説明する。

【００２５】この３次元座標計測技術の特徴は、測定対
象物を広範囲に撮像することにより、複数のターゲット
の各概略座標を一度に認識し、この概略座標を用いてマ
クロ自動視準を各ターゲット点について順次実行すると
ころにある。なお、本明細書にいうマクロ自動視準と
は、ミクロ自動視準手段によるミクロ自動視準の実行可
能な位置まで、光波距離計の光軸をターゲット点に近づ
けることをいう。

【００２６】更に詳しくは、３次元座標計測技術によれ
ば、測定対象物体表面上の複数のターゲットを１方向又
は少なくとも２方向から撮像し、撮像して得られた画像
を処理することにより、測定対象物体表面上の複数のタ
ーゲットのマクロ座標を認識することができる。そし
て、この認識結果に基づいて、光波距離計の光軸を各タ
ーゲットのうちの１個ないし複数個に向けて、ミクロ自
動視準の視準範囲内に概略合わせ込むマクロ自動視準を
行い、続いて光波距離計の光軸をターゲットの中心（タ
ーゲット点）に合わせ込むミクロ自動視準を行うように
しているので、ターゲット点の位置が未知の場合であっ
ても人的作業を殆ど要することなく自動視準を行うこと
ができる。従って、測定対象物体に設置された複数のタ
ーゲット点の位置の座標及び測定対象物体の全体形状を
高速に略無人で計測することが可能となり、人的作業を
殆ど必要とせずに大型構造物に対してもその３次元座標
を短時間で、且つ高精度に、実質的に自動計測すること
が可能となる。

【００２７】（第１の３次元座標計測技術）図１は、本
発明の大型構造物の建造方法に適用可能な第１の３次元
座標計測装置１４の概略構成を説明する図であり、図２
は、図１の３次元座標計測装置１４の基本構成を示すブ
ロック図である。

【００２８】図１において、１は測距測角計、２は光軸
駆動手段としての水平回転駆動モータ、３は光軸駆動手
段としての鉛直回転駆動モータ、４は後述する光波距離
計と同軸上に設置されたミクロ自動視準用ＴＶカメラ、
５は測定対象物体７全体を視野にする撮像手段としての
マクロ位置認識用ＴＶカメラ、６はミクロ自動視準手
段、マクロ位置認識手段、ミクロ自動視準手段、視準制
御手段、及び３次元座標測定手段としての画像処理・制
御用パーソナルコンピュータ、７は測定対象物体、８は
測定対象物体７の表面の測点に設置されたターゲット、
１４は３次元座標計測装置である。

【００２９】図２に示すように、測距測角計１は、測定
対象物体７の表面上に設置されたターゲット点８ａまで
の直線距離を計測可能な光波距離計１ａと、光波距離計
１ａの光軸の水平角度と鉛直角度を測定する測角計１ｂ
で構成されている。光波距離計１ａの光軸は、水平回転
駆動モータ２と鉛直回転駆動モータ３により、水平と鉛
直の２軸の任意の方向に変位可能であり、画像処理・制
御用パーソナルコンピュータ６からの角度設定により駆
動される。測定対象物体７の表面の測点に設置されたタ
ーゲット８は、反射プリズム又は反射シートであり、３
次元座標計測装置１４に設置された照明光源（図示せ
ず）から発射された光波を計測装置に反射する。

【００３０】なお、反射プリズムや反射シートは、直径
２５〜１００mm（φ５０mm程度が多い。）であるが、本
明細書ではターゲット点８ａは反射プリズムや反射シー
トの中心点（0.5〜1.0mm程度。）を示す。また、反射プ
リズムや反射シートをターゲット８という。

【００３１】ミクロ自動視準用ＴＶカメラ４は、視野内
に１個のターゲット点８ａが入るような、例えば１．５
°の視野角を持ち、捕らえたターゲット点８ａの画像信
号を画像処理・制御用パーソナルコンピュータ６に出力
する。画像処理・制御用パーソナルコンピュータ６で
は、ターゲット８の中心位置を画像処理によって算出
し、光波距離計１ａと同軸のミクロ自動視準用ＴＶカメ
ラ４の視野中心とターゲット８の中心とのズレが無くな
るように、モータ２，３を駆動する量を算出する。そし
て、この算出値をモータ２，３に設定して、ターゲット
８の中心が光波距離計１ａの光軸と一致するように、合
わせ込むミクロ自動視準を実行する。

【００３２】マクロ位置認識用ＴＶカメラ５は、測定対
象物体７の表面全体の複数のターゲット８を観察できる
ように視野角が設定されており、１台のＴＶカメラ５で
捕らえた画像を画像処理・制御用パーソナルコンピュー
タ６に出力する。

【００３３】画像処理・制御用パーソナルコンピュータ
６は、入力された画像に基づいて画像処理を行い、マク
ロ位置認識用ＴＶカメラ５で捕らえた画像におけるター
ゲット点８ａの位置を算出し、マクロ位置認識をする。
測定対象物体７全体を視野にするマクロ位置認識用ＴＶ
カメラ５と光波距離計１ａの光軸との相対位置は、製作
時に予め求めておくことにより、マクロ位置認識用ＴＶ
カメラ５で検出されたターゲット点８ａの位置を基に、
光波距離計１ａからの水平角と鉛直角を算出することが
できる。また、画像処理・制御用パーソナルコンピュー
タ６では、各ターゲット点８ａについて算出された水平
角と垂直角を駆動モータ２，３に設定し、光波距離計１
ａをターゲット点８ａの方向に向け、ミクロ視準用ＴＶ
カメラ４の視野内に１個のターゲット点８ａを入れるこ
とができる。

【００３４】ミクロ自動視準用ＴＶカメラ４の視野に１
個のターゲット点８ａを入れた後、ミクロ自動視準を実
行して、ミクロ自動視準によりターゲット８の中心と光
波距離計１ａの光軸を合わせ込み、一致した後、光波距
離計１ａでターゲット点８ａまでの直線距離を、測角計
１ｂで光波距離計１ａの水平角度と鉛直角度を測定し、
ターゲット点８ａの３次元位置を自動的に計測する。

【００３５】測定対象物体７全体を視野にするマクロ位
置認識用ＴＶカメラ５で認識したターゲット８の位置を
基に、光波距離計１ａからターゲット点８ａまでの水平
角度と鉛直角度を算出する方法を、図３を用いて説明す
る。ここでは、ＴＶカメラ５の光軸は、鉛直方向には光
波距離計１ａの回転軸中心に対して同じ高さで水平に設
置され、水平方向には光波距離計１ａの回転軸中心に対
して距離ｄ離れた位置に、水平回転基準軸と平行に設置
する。また、ＴＶカメラ５は、回転駆動モータで角度を
変えられることなく、固定して設置される。

【００３６】光波距離計１ａからターゲット点８ａヘの
鉛直角度は、鉛直高さが同じであるから、ＴＶカメラ５
の視野におけるターゲット点８ａの垂直角度そのままで
よく、水平角度のみを、ＴＶカメラ５から検出したの
ち、変換する処理が必要となる。

【００３７】図３に示すように、ターゲット点８ａが、
光波距離計１ａから距離Ｌ、水平方向にｗの位置にある
場合は、光波距離計１ａからの水平角度α、ＴＶカメラ
５の視野内での水平角度βは、式(1)(2) で表される。

【００３８】ｔａｎα＝ｗ／Ｌ … (1) ｔａｎβ＝（ｗ−ｄ）／Ｌ … (2) 従って、式(1) と式(2) から、αは式(3) で算出され
る。

【００３９】α＝ｔａｎ^-1（ｔａｎβ＋ｄ／Ｌ）… (3) しかし、式(3) におけるＬはＴＶカメラ５では計測でき
ない値であり、未知数であるため、本３次元座標計測技
術ではαを決定するために、図４に示すように測定対象
物体７と光波距離計１ａに最も近いターゲット点８ａま
での距離Ｌ１、最も遠いターゲット点８ａまでの距離Ｌ
２の中間値Ｌ０を式(3) に代入して、式(4) のようにα
を算出することにした。

【００４０】しかし、ターゲット点８ａまでの実距離は
測定対象物体７との最小距離Ｌ１から最大距離Ｌ２まで
変化するので、図４に示すように、実質的にミクロ自動
視準用ＴＶカメラ４の視野範囲と略同程度の角度誤差１
３が生じ、ターゲット点８ａの中間値Ｌ０で算出した角
度との誤差Δαは、式(5)(6) から求めた、式(7)(8)と
なる。

【００４１】 α ＝tan^-1（tanβ+d/L0） … (4) α1＝tan^-1（tanβ+d/L1） … (5) α2＝tan^-1（tanβ+d/L2） … (6) tanα-tanα2= tan(α2+Δα2)-tanα2=ｄ(1/L0-1/L2)…(7) tanα1-tanα= tanα1-tan(α1+Δα1)=ｄ(1/Ll-1/L0)…(8) 測定対象物体７の大きさから、Ｌ１＝１０ｍ，Ｌ２＝３
０ｍである時、光波距離計１ａとマクロ位置認識用ＴＶ
カメラ５との間隔ｄを１５０mmととれば、α，α1，α2
があらゆる角度をとった場合の誤差量の最大値がΔα１
＝０．４３°，Δα２＝０．１５°になり、ミクロ自動
視準用ＴＶカメラ４の視野角が、例えば１．５°以下の
とき、その範囲内に誤差範囲を収めることができ、ミク
ロ自動視準を可能とする。

【００４２】本３次元座標計測技術のように、Ｌｌ，Ｌ
２，ｄを選択することで、マクロ位置認識用ＴＶカメラ
５で検出したターゲット点８ａの水平角度から、光波距
離計１ａからターゲット点８ａへの水平角度を決定する
ことができ、ミクロ自動視準用ＴＶカメラ４の視野内に
ターゲット点８ａを入れることができ、ターゲット８の
中心と光波距離計１ａの光軸とを一致させることが可能
となる。

【００４３】図５は、３次元座標計測装置１４での３次
元座標の計測手順を説明するためのフローチャートであ
る。まず、マクロ位置認識用ＴＶカメラ５の視野に、測
定対象物体７の表面に設置された全てのターゲット点８
ａが入るように、３次元座標計測装置１４を設置する。

【００４４】次いで、マクロ位置認識用ＴＶカメラ５で
捕らえた全てのターゲット点８ａについて、ＴＶカメラ
５の画像からターゲット点８ａの水平角度と垂直角度を
算出したのち、光波距離計１ａからの水平角度と鉛直角
度に変換するマクロ位置認識を行う。そして、マクロ位
置認識された複数のターゲット点８ａは、例えばマクロ
位置認識用ＴＶカメラ５で捕らえた画像の左上から右下
への順番で、画像処理・制御用パーソナルコンピュータ
６から順次、水平角度と鉛直角度を駆動モータ２，３に
設定し、モータを駆動させて、光波距離計１ａをターゲ
ット８の方向に向けて、ミクロ自動視準用ＴＶカメラ４
の視野内にターゲット点８ａを入れるようにマクロ自動
視準をする。そして、ミクロ自動視準用ＴＶカメラ４の
視野内にあるターゲット８について、光波距離計１ａの
光軸とターゲット８の中心とを合わせ込む。

【００４５】光波距離計１ａの光軸とターゲット８の中
心が一致した後、光波距離計１ａでターゲット点８ａま
での直線距離と、測角計１ｂで光波距離計１ａの光軸の
水平角度と鉛直角度を測定し、ターゲット点８ａの３次
元座標を演算して求める。１個のターゲット点８ａにつ
いて計測が完了した後、次のターゲット点８ａについて
同様の作業を行い、全ターゲット点８ａの計測を行い、
全体形状を計測する。

【００４６】このように３次元座標計測装置１４によれ
ば、測定対象物体７の表面全体の複数のターゲット点８
ａに対し、マクロ位置認識用ＴＶカメラ５により１方向
から観察することにより、ターゲット点８ａのマクロ位
置を認識し、水平回転駆動モータ２と鉛直回転駆動モー
タ３を駆動して、光波距離計１ａの光軸をターゲット点
８ａの１点ないし複数点に向けて、ミクロ自動視準の視
準範囲内に概略合わせ込むマクロ自動視準を行うことが
できる。

【００４７】そして、マクロ自動視準を行うことができ
ることから、人為的作業を殆ど要することなく、ミクロ
自動視準で光波距離計１ａの光軸をターゲット８の中心
に合わせ込むことができる。この状態で、光波距離計１
ａと測角計１ｂによりターゲット点８ａまでの距離と水
平角度と鉛直角度を測定し、ターゲット点８ａの３次元
座標を演算することにより、測定対象物体７に設置され
た複数のターゲット点８ａの座標及び測定対象物体７の
全体形状を、実質的に高速に無人で計測することが可能
となる。

【００４８】（第２の３次元座標計測技術）図７は、本
発明の大型構造物の建造方法に適用可能な第２の３次元
座標計測装置２１の概略構成を説明する図であり、図８
は、図７の３次元座標計測装置２１の基本構成を示すブ
ロック図である。なお、前記図１及び図２と同一部分に
は同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

【００４９】本３次元座標計測技術に係わる３次元座標
計測装置２１が先に説明した第１の３次元座標計測技術
の３次元座標計測装置１４と異なる点は、２台のマクロ
位置認識用ＴＶカメラ５ａ，５ｂを設けたことにある。
即ち、ミクロ自動視準用ＴＶカメラ４を挟んで２台のマ
クロ自動視準用ＴＶカメラ５ａ，５ｂが設置されてい
る。各マクロ自動視準用ＴＶカメラ５ａ，５ｂは、測定
対象物体７の表面全体の複数のターゲット８を観察でき
るように視野角が設定されており、各々のＴＶカメラ５
ａ，５ｂで捕らえた画像を画像処理・制御用パーソナル
コンピュータ６に出力する。画像処理・舗御用パーソナ
ルコンピュータ６は、入力された２つの画像に基づいて
画像処理を行い、第１の３次元座標計測技術の３次元座
標計測装置１４と同様に、マクロ位置認識用ＴＶカメラ
５ａ，５ｂで捕らえた画像におけるターゲット点８ａの
位置を算出し、マクロ位置認識をする。

【００５０】測定対象物体７の全体を視野にする２台の
ＴＶカメラ５ａ，５ｂと光波距離計１ａの光軸との相対
位置は、製作時に予め求めておくことにより、２台のＴ
Ｖカメラ５ａ，５ｂで検出されたターゲット点８ａの位
置を基に、光波距離計１ａからの水平角と鉛直角とを算
出することができる。

【００５１】ミクロ自動視準用ＴＶカメラ４の視野に１
個のターゲット点８ａを入れた後、ミクロ自動視準を実
行して、ミクロ自動視準によりターゲット８の中心と光
波距離計の光軸を合わせ込み、一致した後、光波距離計
１ａでターゲット点８ａまでの直線距離を、測角計１ｂ
で光波距離計の水平角度と鉛直角度を測定し、ターゲッ
ト点８ａの３次元位置を自動的に計測する。

【００５２】測定対象物体７の全体を視野にするマクロ
位置認識用の２台のＴＶカメラ５ａ，５ｂで認識したタ
ーゲット８の位置から光波距離計１ａからターゲット点
８ａまでの水平角度と鉛直角度を算出する方法を図９、
図１０で説明する。ここでは、図９は水平面内における
光波距離計１ａ、２台のＴＶカメラ５ａ，５ｂ、ターゲ
ット点８ａの位置関係を示している。図１０は鉛直方向
における光波距離計１ａ、２台のＴＶカメラ５ａ，５
ｂ、ターゲット８（ターゲット点８ａ）の位置関係を示
している。２台のＴＶカメラ５ａ，５ｂの光軸は、光波
距離計１ａの光軸に対して、水平方向にはそれぞれｄ
１，ｄ２離れて置かれている。また、鉛直方向には、ｈ
離れて置かれている。ここで、２台のＴＶカメラ５ａ，
５ｂは、回転駆動モータ２，３で角度を変えられること
なく、固定して設置されている。２台のＴＶカメラ５
ａ，５ｂは、ステレオ立体視に基づき、マクロ位置認識
用ＴＶカメラ５ａ，５ｂからターゲット点８ａまでの位
置を計測し、ターゲット点８ａまでの距離をＬと算出す
る。

【００５３】したがって、距離Ｌが算出できたことによ
って、光波距離計１ａからの水平角度α、２台のＴＶカ
メラ５ａ，５ｂからの視野内での水平角度β，γの関係
は、式(9)(10) で表される。

【００５４】 Ｌ（ｔａｎα−ｔａｎβ）＝ｄ_１ … (9) Ｌ（ｔａｎγ−ｔａｎα）＝ｄ_２ … (10) 式(9)(10) より、αは式(11) で算出される。

【００５５】 α＝ｔａｎ^-1｛（ｄ_１ｔａｎα＋ｄ_２ｔａｎβ）／（ｄ_１＋ｄ_２）｝… ( 11) また、鉛直方向での光波距離計１ａからのターゲット角
度θは、式(12) で算出される。

【００５６】 θ＝ｔａｎ^-1（ｔａｎφ＋ｈ／Ｌ）… (12) ここで、求めた水平角度αと、鉛直角度θを、画像処理
・制御用パーソナルコンピュータ６から回転駆動モータ
２，３に設定することで、光波距離計１ａをターゲット
点８ａの方向に向け、１個のターゲット点８ａをミクロ
視準用ＴＶカメラ４の視野内に入れることが可能とな
る。

【００５７】また、マクロ位置認識用ＴＶカメラ５ａ，
５ｂの光軸が、鉛直方向には光波距離計１ａの回転軸中
心に対して同じ高さで水平に設置され、水平方向には光
波距離計１ａの回転軸中心に対して左右に距離ｄ離れた
位置に水平回転基準軸と平行に設置される場合につい
て、図１１に基づいて説明する。また、２台のＴＶカメ
ラ５ａ，５ｂは、回転駆動モータ２，３で角度を変えら
れることなく、固定して設置されている。

【００５８】光波距離計１ａからターゲット点８ａへの
鉛直角度は、鉛直高さが同じであるから、２台のＴＶカ
メラ５ａ，５ｂの撮像視野におけるターゲット点８ａの
鉛直角度はそのままでよく、水平角度のみを２台のＴＶ
カメラ５ａ，５ｂから検出した後、変換する処理が必要
となる。

【００５９】図１１に示すように、ターゲット点８ａ
が、光波距離計１ａから距離Ｌ、水平方向にｗの位置に
ある場合は、光波距離計１ａからの水平角度α、２台の
ＴＶカメラ（撮像装置）５ａ，５ｂの各々での視野内で
の水平角度β，γは、式(13)(14)(15) で示される。

【００６０】 ｔａｎα＝ｗ／Ｌ … (13) ｔａｎβ＝（ｗ−ｄ）／Ｌ … (14) ｔａｎγ＝（ｗ＋ｄ）／Ｌ … (15) 式(13)(14)(15) より、αはβ，γから式(16) で算出さ
れる。

【００６１】また、鉛直方向θは、式(17) であらわさ
れる。

【００６２】 α＝ｔａｎ^-1｛（ｔａｎα＋ｔａｎβ）／２｝… (16) θ＝φ… (17) 前記と同様に、ここで求めた水平角度αと、マクロ位置
認識用ＴＶカメラ５ａ，５ｂで検出したターゲット点８
ａの鉛直角度θ＝φを、画像処理・制御用パーソナルコ
ンピュータ６から回転駆動モータ２，３に設定すること
で、光波距離計１ａをターゲット点８ａの方向に向け、
１つのターゲット点８ａをミクロ視準用ＴＶカメラ４の
視野内に入れることが可能となる。

【００６３】この場合は、前記と異なり、マクロ位置認
識用ＴＶカメラ５ａ，５ｂから計測されるターゲット点
８ａまでの距離情報は必要なく、マクロ位置認識用ＴＶ
カメラ５ａ，５ｂからのターゲット点８ａの方向への角
度から決定される。

【００６４】なお、ターゲット点８ａをミクロ自動視準
用ＴＶカメラ４の視野に入れるために、マクロ位置認識
用の２台のＴＶカメラ５ａ，５ｂでの検出角度分解能
が、ミクロ自動視準用ＴＶカメラ４の視野角より高い必
要がある。例えば、測定対象物体７のサイズが３０ｍ
で、１０ｍの距離から計測する際には、マクロ視準用Ｔ
Ｖカメラ５ａ，５ｂの画素数が横５１２画素×縦４８０
画素であれば、角度分解能が０．１４°であり、ミクロ
視準用ＴＶカメラ４の視野角が、例えば１．５°である
場合には、十分小さく、検出性能には問題ない。

【００６５】このように、マクロ位置認識用ＴＶカメラ
５ａ，５ｂを２台以上使用することによって、測定対称
物体７のサイズが大きくなり、各ターゲット点８ａの設
置される距離範囲が長くなっても、ミクロ視準用ＴＶカ
メラ４の視野内に精度良く確実に入れることが可能とな
る。

【００６６】また、ここではマクロ位置認識をするため
のＴＶカメラ５ａ，５ｂは２台で、光波距離計１ａの光
軸の回転軸中心と同じ高さに設置したが、高さが同じに
設置できない場合には、もう１台垂直方向に、光波距離
計１ａの光軸を中心にして設置することで、垂直方向の
方位角も決定することができる。

【００６７】図１２は、３次元座標計測装置２１での３
次元座標の計測手段を説明するためのフローチャートで
ある。まず、マクロ位置認識用のＴＶカメラ５ａ，５ｂ
の視野内に、測定対象物体７の表面に設置されたすべて
のターゲット点８ａが入るように、３次元座標計測装置
２１を設置する。

【００６８】次いで、マクロ位置認識用の２台のＴＶカ
メラ５ａ，５ｂで捕らえた全てのターゲット点８ａにつ
いて、ＴＶカメラ５ａ，５ｂの各々の画像からターゲッ
ト点８ａの水平角度と垂直角度を算出したのち、光波距
離計１ａからの水平角度と鉛直角度に変換するマクロ位
置認識を行う。そして、マクロ位置認識された複数のタ
ーゲット点８ａは、例えば２台のＴＶカメラ（撮像装
置）５ａ，５ｂの左上から右下への順番で、画像処理・
制御用パーソナルコンピュータ６から順次、水平角度と
鉛直角度を駆動モータ２，３に設定し、駆動モータ２，
３を駆動させて、光波距離計１ａをターゲット点８ａの
方向に向けて、ミクロ自動視準用ＴＶカメラ４の視野内
にターゲット点８ａを入れるようにマクロ自動視準をす
る。そして、ミクロ自動視準用ＴＶカメラ４の視野内に
あるターゲット点８ａについて、光波距離計１ａの光軸
とターゲット８の中心を合わせ込む。

【００６９】光波距離計１ａの光軸とターゲット８の中
心とが一致した後、光波距離計１ａでターゲット点８ａ
までの直線距離と、測角計１ｂで光波距離計１ａの光軸
の水平角度と鉛直角度を測定し、ターゲット点８ａの３
次元座標を演算して求める。１個のターゲット点８ａに
ついて計測が完了した後、次のターゲット点８ａについ
て同様の作業を行い、全ターゲット点８ａについて計測
を行い、全体形状を計測する。

【００７０】このように３次元座標計測装置２１によれ
ば、測定対象物体７の表面全体の複数のターゲット点８
ａに対し、２台のマクロ位置認識用ＴＶカメラ５ａ，５
ｂにより２方向から観察することにより、ターゲット点
８ａのマクロ位置を認識し、水平回転駆動モータ２と鉛
直回転駆動モータ３を駆動して、光波距離計１ａの光軸
をターゲット点８ａの１点ないし複数点に向けて、ミク
ロ自動視準用ＴＶカメラ４の視準範囲内に概略合わせ込
むマクロ自動視準を行うことができる。

【００７１】従って、先の第１の３次元座標計測技術の
３次元座標計測装置１４と同様に、人為的作業を殆ど要
することなく、ミクロ自動視準用ＴＶカメラ４で光波距
離計１ａの光軸をターゲット８の中心に合わせ込むこと
ができ、この状態で、測距測角計１によりターゲット点
８ａを測定してその３次元座標を演算することにより、
測定対象物体７に設置された複数のターゲット点８ａの
座標及び測定対象物体７の全体形状を、実質的に高速に
無人で計測することが可能となる。

【００７２】さらに、マクロ位置認識用ＴＶカメラ５
ａ，５ｂを２台以上使用することによって、測定対称物
体７のサイズが大きくなり、各ターゲット点８ａが設置
される距離範囲が、例えば１０〜３０ｍに対して５〜５
０ｍに広がっても、各ターゲット点８ａのマクロ位置
を、精度良く確実にミクロ視準用ＴＶカメラ４の視野内
に入れることができる。また、ミクロ視準の精度を上げ
るために、ミクロ視準用ＴＶカメラ４の視野を狭くした
場合にも、問題なく対応可能であるのはもちろんであ
る。

【００７３】（変形例）上記各計測技術および計測装置
では、ミクロ自動視準のために、光波距離計１ａの光軸
と同軸にマクロ位置認識用のＴＶカメラ５，５ａ，５ｂ
を設置して、マクロ位置認識用ＴＶカメラ５，５ａ，５
ｂで捕らえた画像から画像処理をして各ターゲット８の
中心の位置を検出するようにしたが、各ターゲット８の
重心位置を検出が可能な２次元位置検出デバイスのＰＳ
Ｄを使用し、各ターゲット８の中心位置を検出するよう
にしてもよい。

【００７４】なお、マクロ位置認識用ＴＶカメラ５，５
ａ，５ｂの視野範囲が測定対象物体７全体に対して狭
く、測定対象物体７を一度に見ることができない場合に
は、マクロ位置認識用ＴＶカメラ５，５ａ，５ｂを、光
軸駆動手段２，３に搭載して、光軸駆動手段２，３の回
転によって、視野範囲を移動し、マクロ位置認識用ＴＶ
カメラ５，５ａ，５ｂの水平方向、あるいは、鉛直方向
の視野を広くするようにして、測定対象物体７の表面全
体の各ターゲット点８ａの計測を可能とする。

【００７５】また、上記各計測技術および計測装置で
は、画像処理・制御用パーソナルコンピュータ６で、光
波距離計１ａと同軸に設置されたマクロ位置認識用ＴＶ
カメラ（撮像装置）５，５ａ，５ｂの画像信号の画像処
理とモータ駆動を行ったが、図６及び図１３に示すよう
に、画像処理部を備えた自動視準が可能な測量機（トー
タルステーション）１０を利用して、画像処理・制御用
パーソナルコンピュータ６から、測量機１０に実装され
た制御用ＣＰＵ１２にコマンド等で指令をすることで、
ミクロ自動視準と駆動モータの制御を実現するようにし
てもよい。

【００７６】（大型構造物の建造方法を説明する具体的
な実施形態）図１４は、本発明の実施形態に係わる大型
構造物の建造方法の概略工程を示す図である。

【００７７】この大型構造物の建造方法は、上記第１又
は第２の３次元座標計測技術に基づく３次元座標計測装
置１４，２１あるいは変形例で示した３次元座標計測装
置を用いるものであり、当該３次元座標計測装置につい
ては、その説明を省略する。また、本実施形態の大型構
造物の建造方法は、図１７に示すブロック工法による造
船方法の場合を例にとって説明する。

【００７８】図１４に示すように、この造船方法では、
中小ブロック製造工程において、３次元座標計測装置に
よってその中小ブロックの形状を高速かつ高精度に計測
し、その形状データを目標値演算計算機３１に入力す
る。なお、本明細書でいうブロックの形状精度や組立て
精度には、部材や部品の実形状に基づく寸法精度や組立
てによって生じる組立て寸法精度等の種々の寸法精度を
含む。

【００７９】図１５は、中小ブロックの形状を計測し目
標値演算計算機３１に入力・処理する様子を示す図であ
る。

【００８０】大ブロックの製造に必要なすべての中小ブ
ロックの形状データが入力されると、目標値演算計算機
３１は、精度情報を含む中小ブロックの形状データと、
大ブロック製造工程で目標となるＣＡＤ形状情報とに基
づいて、各中小ブロックをどのような位置と姿勢で配置
すれば、目標とする大ブロック形状に最も近い組み付け
にできるかを計算する。この結果として、大ブロック建
付けにおける各中小ブロック上の位置決めポイントの位
置決め目標値が出力される。なお、大ブロック製造のた
めには精度不足と判断された中小ブロックについては目
標値演算計算機３１によりその旨出力され、当該中小ブ
ロックは手直しされることになる。

【００８１】位置決めポイントの位置決め目標値は、位
置決め計算機３２に入力され、大ブロック製造工程が実
行される。

【００８２】図１６は、大ブロック製造工程において、
ブロックの位置と姿勢とをリアルタイム測定しながら組
み立てていく様子を示す図である。

【００８３】図１４および図１６に示すように、中小ブ
ロック等の位置決めポイントに設けられた複数のターゲ
ット８がリアルタイム測定され、各ブロックの位置と姿
勢がターゲットポイントの位置情報として自動的かつ短
時間に計測される。この計測値は、位置決め計算機３２
に入力され、各位置決めポイントの位置決め目標値と比
較されてクレーン操作のための指示値（次の位置決め）
が出力される。このクレーン指示出力に基づいて、次の
クレーン操作が実行され、中小ブロックの位置と姿勢と
が変更される。

【００８４】この位置・姿勢変更に伴い、再び各ブロッ
クの位置決めポイントの位置測定がリアルタイムで実行
されて先の処理が繰り返される。なお、各位置決めポイ
ントの位置が、位置決め目標値に対して予め設定したあ
る一定誤差範囲内に入った場合には、ＣＡＤ形状に一致
していることになり建付けは終了する。すなわち、本実
施形態の方法は、ブロック位置・姿勢をリアルタイムで
自動計測し、そのブロック位置・姿勢を目標値と比較し
つつ修正していくことにより、各ブロックを仮想的なＣ
ＡＤ形状に合わせ込んでいくものである。

【００８５】なお、ここでは位置決め計算機３２はクレ
ーン操作の指示出力又はクレーン操作のための位置情報
を出力し、その後のオペレータ操作によりクレーンを動
かす場合を想定している。しかし、本発明はこの場合に
限定されない。例えば位置決め計算機３２の出力情報を
クレーン制御装置に直接入力し、計測値と目標値が自動
的に一致するような制御を実行してもよい。また、実施
形態では、コンピュータ６と、計算機３１と、位置決め
計算機３２とが別個の計算機になる場合で説明したが、
これらの計算機の有する機能は、一又は二以上の計算機
によって適宜構成するようにしてもよい。

【００８６】以上より、本実施形態では、部材に取り付
けられた複数の反射ターゲットの位置を短時間かつ高精
度に自動計測し、この計測結果を利用して高効率に及び
又は高精度に部材を組立てることができる。

【００８７】なお、実施形態では、ブロック位置・姿勢
を位置決めポイント（ターゲット設置点）の位置として
リアルタイムで自動計測し、その位置を位置決め目標値
と比較しつつ合わせ込んでいくことで形状制御し、ブロ
ック作り込みをしていくこと（形状フィードバックとい
う。）を、大ブロック製造工程に対して適用している。
これにより、大ブロックの製造時間を大幅に短縮でき
る。なお、この形状フィードバックは、中小ブロック製
造工程やドック内組立て工程にも適用可能である。

【００８８】また、ブロックの形状を高精度計測し把握
しておけば、次工程での手直しを低減させ、造船工程全
体の効率化に貢献する。これは、中小ブロック製造工程
〜大ブロック製造工程間のみでなく、種々の工程間で適
用できる。

【００８９】なお、本実施形態では、上記技術を造船方
法に適用する場合で説明したが、本発明は、橋梁、土
木、建築などの種々の大型構造物の建造方法に適用でき
る。船舶の場合は、測定対象物体７がブロックであった
が、建造方法の適用対象によりブロックが部材や部品等
に適宜変更されるものである。

【００９０】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することができる。

【００９１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係わる大
型構造物の建造方法によれば、複数の部材を組み立てて
中間的又は最終的な構造物を建造する際に、先ず、各部
材上の各計測点を有するターゲットを撮像手段で観察し
て各計測点を認識し、それらの概略の３次元座標を求め
る。次に、認識された一計測点が所定の視野範囲内に入
るように、概略の３次元座標に基づいて光波距離計の光
軸を概略合わせ込み、続けて認識された一計測点に一致
するように合わせ込む。以上の作業をすべての計測点に
対して行う。これにより、各部材上の複数の計測点に対
応する各３次元座標、すなわち、部材に取り付けられた
複数の反射ターゲットの３次元の位置を、光波距離計の
距離計測値及びその光軸の角度情報に基づいて、短時間
かつ高精度に計測できる。また、本発明においては、以
上説明した各作業をそれぞれ所定の自動制御可能な装置
を用いて行うことが可能である。この場合、部材に取り
付けられた複数の反射ターゲットの位置を人的作業をほ
とんど必要とせず計測できる。したがって、本発明に係
わる大型構造物の建造方法によれば、部材に取り付けら
れた複数の反射ターゲットの位置を人的作業をほとんど
必要とせず、短時間かつ高精度に自動計測し、この計測
結果を利用して高効率に及び又は高精度に部材を組立て
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の３次元座標計測技術に係わる３次元座標
計測装置の概略構成を説明する図。

【図２】図１の３次元座標計測装置の基本構成を示すブ
ロック図。

【図３】マクロ自動視準用ＴＶカメラで検出したターゲ
ット点の水平角度と光波距離計からターゲット点までの
水平角度の関係を示す図。

【図４】マクロ視準用ＴＶカメラで検出したターゲット
点の水平角度と光波距離計からターゲット点までの水平
角度の誤差範囲を説明する図。

【図５】第１の３次元座標計測技術での３次元座標の計
測手順を説明するためのフローチャート。

【図６】第１の３次元座標計測技術でミクロ自動視準可
能な測量機を利用した時の構成を示すブロック図。

【図７】第２の３次元座標計測技術に係わる３次元座標
計測装置の概略構成を説明する図。

【図８】図７の３次元座標計測装置の基本構成を示すブ
ロック図。

【図９】マクロ自動視準用の２台のＴＶカメラで認識し
たターゲット点の位置と光波距離計からターゲット点ま
での水平角度との関係を示す図。

【図１０】マクロ自動視準用の２台のＴＶカメラで認識
したターゲット点の位置と光波距離計からターゲット点
までの鉛直角度との関係を示す図。

【図１１】マクロ自動視準用の２台のＴＶカメラで認識
したターゲット点の位置と光波距離計からターゲット点
までの水平角度との関係を示す図。

【図１２】第２の３次元座標計測技術での３次元座標の
計測手順を説明するためのフローチャート。

【図１３】第２の３次元座標計測技術でミクロ自動視準
可能な測量機を利用した時の構成を示すブロック図。

【図１４】本発明の実施形態に係わる大型構造物の建造
方法の概略工程を示す図。

【図１５】中小ブロックの精度を計測し計算機に入力・
処理する様子を示す図。

【図１６】大ブロック製造工程において、ブロック位置
・姿勢をリアルタイム測定しながら組み立てていく様子
を示す図。

【図１７】ブロック工法による造船方法の全体工程を示
す図。

【符号の説明】

１…測距測角計 １ａ…光波距離計（距離計測手段） １ｂ…測角計（光軸角度測定手段） ２…水平角回転駆動モータ（光軸駆動手段） ３…鉛直角回転駆動モータ（光軸駆動手段） ４…ミクロ自動視準用ＴＶカメラ ５，５ａ，５ｂ…マクロ自動視準用ＴＶカメラ（撮像手
段） ６…画像処理・制御用パーソナルコンピュータ（ミクロ
自動視準手段、マクロ位置認識手段、マクロ自動視準手
段、視準制御手段、３次元座標測定手段） ７…測定対象物体 ８…ターゲット ８ａ…ターゲット点 １０…ミクロ自動視準可能な測量機（トータルステーシ
ョン、ミクロ自動視準手段、視準制御手段、３次元座標
測定手段） １２…測量機に実装される制御ＣＰＵ １３…ミクロ自動視準用ＴＶカメラの視野範囲（角度誤
差） １４，２１…３次元座標計測装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０１Ｄ 21/00 Ｅ０１Ｄ 21/04 (72)発明者 伊藤 久 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 柳田 博彦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 河崎 登 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 2D059 GG55 GG61 2E174 AA01 BA05 DA07 DA11 DA33 2F065 AA04 AA19 AA20 AA53 BB05 BB27 CC14 DD06 FF04 FF05 FF09 FF11 FF17 FF23 FF65 FF67 JJ03 JJ05 JJ16 JJ26 LL18 NN20 PP05 QQ25 QQ28 QQ31

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一種類以上の第一部材を複数組み立てて第
   二部材を製造し、さらに、一種類以上の前記第二部材を
   複数組み立てて第三部材を製造し、以降同様に一種類以
   上の第ｎ部材を複数組み立てて第（ｎ＋１）部材を製造
   し、中間的又は最終的な構造物を製造する大型構造物の
   建造方法において、 前記第ｎ部材上の複数の計測点に対応する各３次元座標
   を光波距離計の距離計測値及びその光軸の角度情報に基
   づいて演算することで、前記第ｎ部材各々の実形状を自
   動計測する計測ステップと、 前記計測ステップで計測された実形状に基づいて、第
   （ｎ＋１）部材の組立て精度を評価し、前記第（ｎ＋
   １）部材の組立てに使用可能な第ｎ部材のみを前記第
   （ｎ＋１）部材の組立てに使用するように指示する評価
   ステップとを備え、 前記計測ステップは、前記光波距離計の距離計測値及び
   その光軸の角度情報を取得するために、 前記第ｎ部材上に複数設置された前記計測点を有するタ
   ーゲットを撮像手段で観察し、得られた画像を処理して
   前記第ｎ部材上の複数の計測点を認識し、それらの概略
   の３次元座標を演算する座標認識ステップと、 前記座標認識ステップにより認識されたある計測点が所
   定の視野範囲内に入るように、前記概略の３次元座標に
   基づいて前記光波距離計の光軸を概略合わせ込むマクロ
   視準ステップと、 前記マクロ視準ステップにより概略合わせ込まれた前記
   光波距離計の光軸を、前記所定の視野範囲において、前
   記ある計測点に一致するように合わせ込むミクロ視準ス
   テップと、 前記光波距離計の距離計測値及びその光軸の角度情報を
   すべての計測点に対して取得するまで、前記マクロ視準
   ステップ及び前記ミクロ視準ステップを繰り返すステッ
   プと、 を含むことを特徴とする大型構造物の建造方法。
2. 【請求項２】一種類以上の部材を複数組み立てて中間的
   又は最終的な構造物を製造する大型構造物の建造方法に
   おいて、 前記構造物を組み立てる際の各部材の位置決め目標値を
   与える目標決定ステップと、 前記構造物の組立てに際し、前記部材上の複数の計測点
   に対応する各３次元座標を、光波距離計の距離計測値及
   びその光軸の角度情報に基づき演算する計測ステップ
   と、 前記各３次元座標に対応する現在の部材位置と前記位置
   決め目標値との比較結果に基づいて、新たな部材位置が
   位置決め目標値に一致するように又は近づくように、そ
   の部材の位置を修正する部材修正工程とを備え、 前記計測ステップは、前記光波距離計の距離計測値及び
   その光軸の角度情報を取得するために、 前記部材上に複数設置された前記計測点を有するターゲ
   ットを撮像手段で観察し、得られた画像を処理して前記
   部材上の複数の計測点を認識し、それらの概略の３次元
   座標を演算する座標認識ステップと、 前記座標認識ステップにより認識されたある計測点が所
   定の視野範囲内に入るように、前記概略の３次元座標に
   基づいて前記光波距離計の光軸を概略合わせ込むマクロ
   視準ステップと、 前記マクロ視準ステップにより概略合わせ込まれた前記
   光波距離計の光軸を、前記所定の視野範囲において、前
   記ある計測点に一致するように合わせ込むミクロ視準ス
   テップと、 前記光波距離計の距離計測値及びその光軸の角度情報を
   すべての計測点に対して取得するまで、前記マクロ視準
   ステップ及び前記ミクロ視準ステップを繰り返すステッ
   プと、 を含むことを特徴とする大型構造物の建造方法。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の大型構造物の建造
   方法において、 前記撮像手段は、前記光波距離計とは光軸が不一致のも
   のを少なくとも含む、一以上の撮像装置からなることを
   特徴とする大型構造物の建造方法。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のうちの何れかに記載の大
   型構造物の建造方法において、 前記大型構造物は、船舶、橋梁、土木又は建築物の何れ
   かとすることを特徴とする大型構造物の建造方法。