JP2006349578A - Finished form confirmation system, method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築・土木作業現場における前工程の段階において施工された出来型の精度を確認する出来型確認システム及び方法並びにプログラムに関する。 The present invention relates to a work type confirmation system, method, and program for confirming the precision of a work form constructed in a pre-stage stage at a construction / civil engineering work site.
建築作業等において、施工される出来型の形状を前工程の段階で把握することは、後工程の内容や進捗状況に与える影響を確認するために非常に重要である。特に、地下躯体工事における出来型の施工精度は、それに続く後工程に非常に重大な影響を及ぼすことが多い。 In building work and the like, it is very important to grasp the shape of the finished mold to be constructed at the stage of the previous process in order to confirm the effect on the contents and progress of the subsequent process. In particular, the accuracy of work-type construction in underground construction often has a significant impact on the subsequent post-process.
この対策として、従来は、出来型の形状を把握する手段として、トータルステーションやトランジット等を使用して現場で1点ごとに測量する方法が用いられていた。 As a countermeasure against this, conventionally, as a means for grasping the shape of the finished mold, a method of surveying each point at the site using a total station, a transit or the like has been used.
しかしながら、上記従来方法では、時間やコストがかかる割には、出来型の形状を局所的にしか捉えることができず、施工された出来型を一体として把握することが難しいという問題があった。また、1点ごとに測量した3次元データをまとめて出来型の3次元形状を構成するためには、さらに莫大な時間と労力が必要であった。 However, the conventional method described above has a problem that although it takes time and cost, it can only grasp the shape of the finished mold locally, and it is difficult to grasp the constructed finished mold as a whole. In addition, enormous time and labor are required to construct the completed three-dimensional shape by combining the three-dimensional data measured for each point.
一方で、レーザスキャナによって計測対象の3次元点群データを取得する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。例えば、土木分野においては、ダムの掘削に代表されるように、掘削法面の形状確認や大量の土量搬出管理に3次元レーザスキャナを使用して対象領域を面ごとに高速で計測し、大量の測量データを短時間でより正確に取得する方法が普及してきている。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、施工される出来型の精度をその後施工される躯体等との関係を含めて前工程の段階で適切に把握することができる出来型確認システム及び方法並びにプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and can accurately grasp the accuracy of the finished mold to be constructed at the stage of the previous process, including the relationship with the casing to be constructed thereafter. It is an object to provide a work type confirmation system, method, and program.
上記課題を解決するために、本発明は、施工の前工程で出来型の施工精度を確認するための出来型確認システムであって、
3次元レーザスキャナを用いて出来型表面をスキャニングし、該出来型表面の3次元点群データを計測するデータ計測手段と、
作業所の原点を基準とした座標系を有する仮想空間をコンピュータ内に構築する空間構築手段と、
前記出来型表面の3次元点群データの座標を前記座標系の座標に変換し、前記仮想空間内に合成する出来型合成手段と、
前記仮想空間内に前記作業所内で定義される通り芯に関する情報を合成する通り芯合成手段と、
前記通り芯に鉛直な仮想面を前記仮想空間内に構築する仮想面構築手段と、
前記仮想空間内で前記仮想面を移動して仮想躯体面を設定する仮想躯体面設定手段と、
前記仮想躯体面の表側又は裏側で前記出来型表面の3次元点群データの表示形態を変えて表示するデータ表示手段と
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is a work completion confirmation system for confirming the construction accuracy of the work completion in the pre-construction process,
A data measuring means for scanning the surface of the finished mold using a three-dimensional laser scanner and measuring the three-dimensional point cloud data of the finished mold surface;
A space construction means for constructing in the computer a virtual space having a coordinate system based on the origin of the work place;
A work-type composition unit that converts the coordinates of the three-dimensional point cloud data of the work-type surface into coordinates of the coordinate system, and synthesizes the coordinates in the virtual space;
Street core synthesizing means for synthesizing information about the street core defined in the work place in the virtual space;
Virtual surface construction means for constructing a virtual surface perpendicular to the core in the virtual space;
Virtual housing surface setting means for moving the virtual surface in the virtual space and setting a virtual housing surface;
And a data display means for displaying the three-dimensional point cloud data on the finished surface in a different form on the front side or the back side of the virtual enclosure surface.
また、本発明に係る上記出来型確認システムは、前記出来型表面の3次元点群データと前記仮想躯体面との間の距離を算出する距離算出手段をさらに備えることを特徴とする。 Further, the completed type confirmation system according to the present invention is characterized by further comprising distance calculating means for calculating a distance between the three-dimensional point cloud data of the completed type surface and the virtual enclosure surface.
さらに、上記課題を解決するために、本発明は、施工の前工程で出来型の施工精度を確認するための出来型確認方法であって、
3次元レーザスキャナを用いて出来型表面をスキャニングし、該出来型表面の3次元点群データを計測するデータ計測工程と、
作業所の原点を基準とした座標系を有する仮想空間をコンピュータ内に構築する空間構築工程と、
前記出来型表面の3次元点群データの座標を前記座標系の座標に変換し、前記仮想空間内に合成する出来型合成工程と、
前記仮想空間内に前記作業所内で定義される通り芯に関する情報を合成する通り芯合成工程と、
前記通り芯に鉛直な仮想面を前記仮想空間内に構築する仮想面構築工程と、
前記仮想空間内で前記仮想面を移動して仮想躯体面を設定する仮想躯体面設定工程と、
前記仮想躯体面の表側又は裏側で前記出来型表面の3次元点群データの表示形態を変えて画面表示するデータ表示工程と
を有することを特徴とする。
Furthermore, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a finished mold confirmation method for confirming the construction accuracy of a finished mold in a pre-construction process,
A data measuring step of scanning a finished mold surface using a three-dimensional laser scanner and measuring three-dimensional point cloud data of the finished mold surface;
A space construction process in which a virtual space having a coordinate system based on the origin of the work place is constructed in the computer;
A work-type composition step of converting the coordinates of the three-dimensional point cloud data of the work-type surface into the coordinates of the coordinate system and composing in the virtual space;
A street core synthesizing step of synthesizing information about the street core defined in the work place in the virtual space;
A virtual surface construction step of constructing a virtual surface perpendicular to the core in the virtual space;
A virtual enclosure surface setting step of setting the virtual enclosure plane by moving the virtual plane in the virtual space;
A data display step of changing the display form of the three-dimensional point cloud data on the surface of the finished mold on the front side or the back side of the virtual enclosure surface and displaying the screen.
さらにまた、上記課題を解決するために、本発明に係るプログラムは、
施工の前工程で出来型の施工精度を確認するために、コンピュータに、
3次元レーザスキャナを用いて出来型表面をスキャニングして計測した該出来型表面の3次元点群データを入力するデータ入力手順と、
作業所の原点を基準とした座標系を有する仮想空間をコンピュータ内に構築する空間構築手順と、
前記出来型表面の3次元点群データの座標を前記座標系の座標に変換し、前記仮想空間内に合成する出来型合成手順と、
前記仮想空間内に前記作業所内で定義される通り芯に関する情報を合成する通り芯合成手順と、
前記通り芯に鉛直な仮想面を前記仮想空間内に構築する躯体面構築手順と、
前記仮想空間内で前記仮想面を移動して仮想躯体面を設定する仮想躯体面設定手順と、
前記仮想躯体面の表側又は裏側で前記出来型表面の3次元点群データの表示形態を変えて画面表示するデータ表示手順と
を実行させることを特徴とする。
Furthermore, in order to solve the above-mentioned problem, a program according to the present invention is:
In order to confirm the accuracy of the finished mold in the pre-construction process,
A data input procedure for inputting three-dimensional point cloud data of the finished surface measured by scanning the finished surface using a three-dimensional laser scanner;
A space construction procedure for constructing a virtual space in the computer having a coordinate system based on the origin of the work place;
A work-type composition procedure for converting the coordinates of the three-dimensional point cloud data of the work-type surface into the coordinates of the coordinate system, and composing in the virtual space;
A street core synthesis procedure for synthesizing information about the street core defined in the work place in the virtual space;
A frame surface construction procedure for constructing a virtual surface perpendicular to the core in the virtual space;
A virtual enclosure surface setting procedure for setting the virtual enclosure plane by moving the virtual plane in the virtual space;
And a data display procedure for changing the display form of the three-dimensional point cloud data on the finished surface on the front side or the back side of the virtual enclosure surface, and executing a data display procedure.
さらにまた、上記課題を解決するために、本発明は、施工の前工程で出来型の施工精度を確認するための出来型確認システムであって、
3次元レーザスキャナを用いて出来型表面をスキャニングし、該出来型表面の3次元点群データを計測するデータ計測手段と、
作業所の原点を基準とした座標系を有する仮想空間をコンピュータ内に構築する空間構築手段と、
前記出来型表面の3次元点群データの座標を前記座標系の座標に変換し、前記仮想空間内に合成する出来型合成手段と、
前記仮想空間内に前記作業所内で定義される通り芯に関する情報を合成する通り芯合成手段と、
前記通り芯に鉛直な仮想面を前記仮想空間内に構築する仮想面構築手段と、
前記出来型表面の3次元点群データと前記仮想面との間の距離を算出する距離算出手段と
を備えることを特徴とする。
Furthermore, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a work-type confirmation system for confirming the work precision of the work-type in the pre-construction process,
A data measuring means for scanning the surface of the finished mold using a three-dimensional laser scanner and measuring the three-dimensional point cloud data of the finished mold surface;
A space construction means for constructing in the computer a virtual space having a coordinate system based on the origin of the work place;
A work-type composition unit that converts the coordinates of the three-dimensional point cloud data of the work-type surface into coordinates of the coordinate system, and synthesizes the coordinates in the virtual space;
Street core synthesizing means for synthesizing information about the street core defined in the work place in the virtual space;
Virtual surface construction means for constructing a virtual surface perpendicular to the core in the virtual space;
And a distance calculating means for calculating a distance between the three-dimensional point cloud data of the finished surface and the virtual plane.
本発明によれば、施工される出来型の精度をその後施工される躯体等との関係を含めて前工程の段階で適切に把握することができる。 According to the present invention, the accuracy of the finished mold to be constructed can be properly grasped at the stage of the previous process including the relationship with the casing to be constructed thereafter.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る出来型確認システムを用いた出来型の精度の確認・管理方法について詳細に説明する。 Hereinafter, with reference to the drawings, a method for confirming and managing the accuracy of a finished product using the finished product confirmation system according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
本実施形態に係る出来型確認システムは、建築・土木作業等の作業現場においてデータを計測するデータ計測部と、計測されたデータを当該作業現場或いは現場とは離隔した作業所や会社等でデータ処理するデータ処理部とを用いて構成される。図1は、本発明の一実施形態に係る出来型確認システムのデータ計測部及びデータ処理部の構成及び機能を示す概念図である。 The work type confirmation system according to this embodiment includes a data measuring unit that measures data at a construction / civil engineering work site, and the measured data at a work site or company that is separated from the work site or the site. And a data processing unit for processing. FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating the configuration and functions of a data measurement unit and a data processing unit of a production confirmation system according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、出来型確認システムのデータ計測部は、トータルステーション等の測量機器や3次元レーザスキャナ等を用いて実現される。また、出来型確認システムのデータ処理部としては、パーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータを用いて実現される。尚、当該コンピュータには、実行可能な各種モジュール(例えば、ローダーモジュール、描画モジュール、補助図形作成や移動機能等を含む計測モジュール、或いはコンター出力機能、座標系の統一)機能が付与されている。 As shown in FIG. 1, the data measuring unit of the completed type confirmation system is realized using a surveying instrument such as a total station, a three-dimensional laser scanner, or the like. Further, the data processing unit of the completed type confirmation system is realized using a computer such as a personal computer or a workstation. The computer is provided with various executable modules (for example, a loader module, a drawing module, a measurement module including auxiliary figure creation and movement functions, a contour output function, and a coordinate system unification).
図2は、本発明の一実施形態に係る出来型確認システムの構成を示す概要図である。以下では、一例として、建築作業現場における出来型確認について説明する。まず、本実施形態に係る出来型確認システムとしては、建築作業現場10において地下躯体工事のために施工された山留等の出来型40の表面の3次元点群データを計測するための3次元レーザスキャナ12と、取得した3次元点群データ等を仮想空間内に表示する機能を有するデータ処理装置であるコンピュータ11と、3次元点群データや3次元CADデータ等を記憶する記憶装置13を備える。尚、上記機器に加えて従来の測量に一般的に使用されているトータルステーション等の測量機器を補助的に使用しても良い。また、記憶装置13はコンピュータ11に内蔵されていてもよい。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a completed type confirmation system according to an embodiment of the present invention. In the following, as an example, confirmation of the completed type at the construction work site will be described. First, as the completed type confirmation system according to the present embodiment, the three-dimensional point cloud data for measuring the three-dimensional point cloud data on the surface of the finished
コンピュータ11では、搭載している前述した各種モジュール(ソフトウェア)を実行させることによって、作業所の原点を基準とした座標系を有する仮想空間をコンピュータ内に構築する。そして、地下躯体工事の前工程の段階で出来型40の表面を3次元レーザスキャナ12で計測した結果得られる3次元点群データを当該仮想空間内に合成し、コンピュータ11の画面等でオンサイトでビジュアル表示する。この結果、品質管理者等の作業員は、建築作業現場10で山留等の出来型40の施工精度を確認することができる。また、コンピュータ11では、建物平面図の通り芯(基準線)に関する情報を前記仮想空間内にさらに合成し、計測した出来型40の表面の3次元点群データと所定の基準面(例えば、通り芯に垂直な平面に基づいて構築された仮想面を移動して設定した仮想躯体面)との関係を算出することも可能である。尚、以下の実施形態では、主として水平通り芯を用いて各種処理を行っているが、本発明に係る出来型確認システムで対象とする通り芯は水平通り芯だけに限られることはない。
In the computer 11, a virtual space having a coordinate system based on the origin of the work place is constructed in the computer by executing the various modules (software) described above. Then, the 3D point cloud data obtained as a result of measuring the surface of the finished
上述した本実施形態に係る出来型確認システムのハードウェア及びソフトウェアを用いることによって、出来型表面の3次元点群データを取得し、それを仮想空間内で表示させることが可能である。尚、当該3次元点群データは、それぞれX,Y,Zの座標値をテキストデータとして出力可能である。尚、3次元レーザスキャナによる3次元点群データの取得の際に、併せて輝度情報やカラー情報等を取得するようにしてもよいが、以下では少なくともX,Y,Zの座標値を取得した場合について説明する。また、従来から建築作業所等で使用されているトータルステーションも同様のフォーマットの出力機能を持っている。 By using the hardware and software of the completed type confirmation system according to this embodiment described above, it is possible to acquire 3D point cloud data on the completed type surface and display it in the virtual space. The three-dimensional point cloud data can output X, Y, and Z coordinate values as text data. In addition, when acquiring the three-dimensional point cloud data by the three-dimensional laser scanner, luminance information, color information, etc. may be acquired together. However, at least the coordinate values of X, Y, and Z are acquired below. The case will be described. In addition, the total station that has been used in construction workshops has a similar format output function.
尚、3次元レーザスキャナ12で計測した3次元点群データを建築作業現場10においてコンピュータ11で表示するだけでなく、建築作業現場10とは離隔した事務所(又は、会社等)20のコンピュータ21を用いて同様に表示させるようにしてもよい。この場合、建築作業現場10のコンピュータ11と事務所20のコンピュータ21とをLANや電話回線等のネットワーク30を介して接続する。また、コンピュータ11を用いて取得等したデータをUSBメモリ、CD−ROM、FD等の可搬記憶媒体に記憶させ、それをコンピュータ21に装着等してデータをコンピュータ21に付与するようにしてもよい。さらに、3次元点群データ等はコンピュータ21に接続された記憶装置22に記憶するが、当該記憶装置22はコンピュータ21に内蔵されていてもよい。
Not only the 3D point cloud data measured by the
また、3次元レーザスキャナは建築作業現場等で使用可能なものを用いる。図3は、本実施形態において使用可能な3次元レーザスキャナの一例を示す図である。本実施形態では、一例として、図3に示すような足廻り以外の部分を全天球型に全てデータ収集可能な3次元レーザスキャナを使用する。尚、図3に示す装置A〜Cで示した性能等はあくまで一例であって、例えば、括弧内の数値等は環境条件によって変動する。また、図3に示す3機種以外の機種についても、X,Y,Z座標値をテキストデータとして出力可能であれば対応可能である。 A three-dimensional laser scanner that can be used at a construction work site or the like is used. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a three-dimensional laser scanner that can be used in the present embodiment. In the present embodiment, as an example, a three-dimensional laser scanner that can collect data in an omnidirectional shape other than the underbody as shown in FIG. 3 is used. Note that the performance and the like shown in the devices A to C shown in FIG. 3 are merely examples, and for example, the numerical values in parentheses vary depending on the environmental conditions. Further, models other than the three models shown in FIG. 3 can be used as long as the X, Y, and Z coordinate values can be output as text data.
また、本実施形態に係る出来型確認システムのコンピュータ11等で実現されるソフトウェアがインストールされたデータ処理部では、作業所で使用されている座標系に適合させた形式のテキストデータを使用する。このテキストデータは、ローダーモジュール部で扱うデータ容量を小さくするため、本ソフトウェア専用の点群ファイルとした。 In addition, in the data processing unit in which software realized by the computer 11 or the like of the work type confirmation system according to this embodiment is installed, text data in a format adapted to the coordinate system used in the work place is used. This text data is a point cloud file dedicated to this software in order to reduce the data capacity handled by the loader module section.
また、描画モジュールでは、上記ローダーモジュールで読み込んだ複数の点群データを重ねて表示し、それらの色を変えて表示し、それらの色を変えて区別して表示する機能も搭載している。さらに、計測モジュールとしては、平面状に点在する点群を平面と認識するための近似平面作成機能の他、任意の基準点、基準線、基準面の作成機能、これらの間で各種計測機能を搭載している。 The drawing module also has a function of displaying a plurality of point cloud data read by the loader module in a superimposed manner, changing the colors of the data, and changing the colors to distinguish them. Furthermore, as a measurement module, in addition to an approximate plane creation function for recognizing a group of points scattered in a plane as a plane, any reference point, reference line, reference plane creation function, and various measurement functions between them It is equipped with.
<実施例1>
上述した出来型確認システムを山留(SMW:Soil Mixing Wall)の壁面の出来型の精度確認とその後に施工する躯体との位置確認をする例について以下に示す。図4は、本発明の一実施形態に係る出来型確認システムを用いた出来型の精度確認及び構築予定の躯体との位置確認を行う前工程段階における出来型確認手順を説明するためのフローチャートである。
<Example 1>
The above-described completed type confirmation system will be described below with reference to an example of checking the precision of the finished type of the wall of Yamato (SMW: Soil Mixing Wall) and confirming the position of the frame to be constructed thereafter. FIG. 4 is a flowchart for explaining a procedure for confirming the finished product in the previous process stage for confirming the accuracy of the finished product using the system for confirming the finished product according to the embodiment of the present invention and confirming the position with the chassis to be constructed. is there.
尚、本実施例で対象とする出来型は、幅約30m、高さ約25mの山留壁面であり、まず最初に、図3の装置Bに示す3次元レーザスキャナを用いて出来型の表面の3次元データのスキャニングを行う(ステップS11)。装置Bのような3次元レーザスキャナを用いることにより、作業所における品質管理員等の作業員の作業効率を低下させることなく、数分程度で比較的点群密度の高いデータを取得することが可能である。すなわち、3次元レーザスキャナによるスキャニングの結果から、出来型の表面の3次元データ(3次元点群データ)を取得し、記憶装置に記憶(格納)する(ステップS12)。 Note that the target mold in this embodiment is a mountain wall surface having a width of about 30 m and a height of about 25 m. First, the surface of the mold using the three-dimensional laser scanner shown in the apparatus B of FIG. The three-dimensional data is scanned (step S11). By using a three-dimensional laser scanner such as the apparatus B, it is possible to acquire data having a relatively high point cloud density in a few minutes without deteriorating the work efficiency of a worker such as a quality manager in the work place. Is possible. That is, three-dimensional data (three-dimensional point cloud data) of the finished surface is acquired from the result of scanning by the three-dimensional laser scanner and stored (stored) in the storage device (step S12).
尚、3次元レーザスキャナで構造物(本実施例では、山留)の形状の3次元点群データ取得と前後して、3次元点群データの合成や座標変換を行うために必要な基準点の選定を行い、トータルステーション等を用いて選定された基準点の測量を行う。尚、基準点は、3次元レーザスキャナで得た点群データを合成したり、座標変換するために用いる。したがって、この場合は最低でも3点でのスキャニングが必要とされる。 Reference points necessary for synthesizing and coordinate conversion of 3D point cloud data before and after acquisition of 3D point cloud data of the shape of a structure (Yamadome in this embodiment) with a 3D laser scanner Measure the selected reference point using a total station or the like. The reference point is used for synthesizing point cloud data obtained by a three-dimensional laser scanner and for coordinate conversion. Therefore, in this case, scanning at least at three points is required.
また、1回のレーザスキャニングだけでは、山留に沿って施工されている仮設鋼材等の影となっている山留壁面の3次元データを計測することができない場合があるため、装置Bの設置場所を随時変えて3回程度スキャニングを実施して、壁面データの計測漏れをなくすようにする。尚、計測回数は3回に限定されず、障害物がなく1回で計測可能であれば1回でもよいし、それ以外の回数だけ計測してもよい。尚、3回のスキャニングの場合、それぞれのスキャニングで得られたそれぞれの点群データを、作業所の原点を中心とした座標系に変換し、合成して1つの点群データとする。 In addition, it may not be possible to measure the three-dimensional data of a mountain retaining wall that is a shadow of temporary steel material constructed along the mountain retaining with only one laser scanning. Change the location from time to time and carry out scanning about 3 times to avoid missing wall data measurement. Note that the number of times of measurement is not limited to three times, and may be one time as long as there is no obstacle and measurement can be performed once, or the other times may be measured. In the case of three times of scanning, each point cloud data obtained by each scanning is converted into a coordinate system centered on the origin of the work place and synthesized into one point cloud data.
ここで、作業所の原点を基準とした座標系を有する仮想空間をコンピュータ内に構築しておき、3次元レーザスキャナで計測した出来型表面の3次元点群データの座標を前記座標系の座標に変換して、仮想空間内に出来型表面の3次元点群データを合成する(ステップS13)。すなわち、構造物の形状データの座標変換を行い、既存の作業所の座標系を構築するために基準点を使用して座標変換する。 Here, a virtual space having a coordinate system based on the origin of the work place is constructed in the computer, and the coordinates of the three-dimensional point group data of the finished surface measured by the three-dimensional laser scanner are the coordinates of the coordinate system. The three-dimensional point cloud data of the finished surface is synthesized in the virtual space (step S13). That is, the coordinate conversion of the shape data of the structure is performed, and the coordinate conversion is performed using the reference point in order to construct the coordinate system of the existing work place.
次に、座標変換した出来型形状を閲覧させることとなるが、この際に、躯体図を参照して、トータルステーションの測量データに基づいて通り芯情報を仮想空間内に付与する(ステップS14)。図5は、本実施形態に係る出来型確認システム内のコンピュータで構築される仮想空間内に合成された出来型の3次元点群データと通り芯情報及び仮想躯体面との関係を説明するための図である。すなわち、図5(a)に示すように、ステップS14までの処理によって、仮想空間内に出来型の3次元点群データ51と通り芯情報52とが合成される。
Next, the completed shape after the coordinate conversion is browsed. At this time, the core information is given in the virtual space based on the survey data of the total station with reference to the chassis diagram (step S14). FIG. 5 is a view for explaining the relationship between the completed type 3D point cloud data synthesized in the virtual space constructed by the computer in the completed type confirmation system according to this embodiment, the core information, and the virtual frame surface. FIG. That is, as shown in FIG. 5A, the processed three-dimensional
尚、図5(a)〜(c)において、53は地下躯体面構築後に取り外しを行う仮設鋼材(桟橋杭)、56は順次構築される地下躯体築造に先んじて取り外しを行う山留支保工材(腹起し)である。尚、山留支保工材(腹起し)56は、図5では不図示であるが、地盤アンカーや切梁等で固定される。 5 (a) to 5 (c), 53 is a temporary steel material (pier pile) to be removed after construction of the underground frame surface, and 56 is a mountain retaining material to be removed prior to the construction of the underground frame constructed in sequence. (Upset). In addition, although the mountain retaining material (upset) 56 is not shown in FIG. 5, it is fixed by a ground anchor, a cutting beam or the like.
次に、図5(b)に示すように、通り芯52に鉛直であって、その後構築される躯体面に平行な仮想面54を仮想空間内に構築する(ステップS15)。これにより、通り芯から山留壁面(出来型表面)までの距離等を確認することができる。
Next, as shown in FIG.5 (b), the virtual surface 54 perpendicular | vertical to the
そして、図5(c)に示すように、当該仮想空間内で仮想面54を山留壁面まで移動して仮想躯体面55を設定し、移動後の仮想躯体面及び出来型表面の3次元点群データをモニタ(画面)表示する(ステップS16)。
And as shown in FIG.5 (c), the virtual surface 54 is moved to the mountain wall surface within the said virtual space, the
例えば、手前の通り芯から躯体面までの寸法は8600mm、山留の壁面と躯体面のクリアランスは130mm(躯体誤差が50mm、クリアランス80mm)の場合を考える。この場合、通り芯上の基準面を8600mm山留の壁面側に移動することによって躯体面を作成することができる。このときの状態の一例を図5(c)に示す。そして、コンターの基準面を躯体面として、躯体面の外側を例えば青色で表示し、内側を例えば赤色で表示するように、表示形態を変えてコンピュータのモニタ等に画面表示する。 For example, let us consider a case where the dimension from the core to the frame surface is 8600 mm as in the foreground, and the clearance between the wall surface and the frame surface of the dome is 130 mm (the frame error is 50 mm, the clearance is 80 mm). In this case, the frame surface can be created by moving the reference surface on the core to the wall surface side of the 8600 mm mountain stop. An example of the state at this time is shown in FIG. Then, the contour reference surface is used as a housing surface, the outside of the housing surface is displayed in blue, for example, and the inside is displayed in red, for example, and the display form is changed and displayed on a computer monitor or the like.
図6は、本発明の一実施形態に係る出来型確認システムのコンピュータに画面表示させたコンター出力の一例を示す図である。例えば、赤色で表示されている部分には、地下躯体面構築後に取り外しを行う仮設鋼材(桟橋杭)或いは順次構築される地下躯体築造に先んじて取り外しを行う山留支保工材(腹起し等)が含まれていることを確認することができる。また、青色で表示されている部分は、仮想躯体面より外側の山留の壁面を示している。さらに、この際に、寸法データも合わせて表示することにより、確認者はより正確な情報を容易に把握することが可能となる。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the contour output displayed on the screen of the computer of the completed type confirmation system according to the embodiment of the present invention. For example, in the part displayed in red, temporary steel materials (pier piles) that will be removed after construction of the underground frame surface, or mountain retaining materials that will be removed prior to construction of the underground frame structure that will be constructed sequentially (upset, etc.) ) Is included. Moreover, the part displayed in blue has shown the wall surface of the mountain stop outside a virtual housing | casing surface. Furthermore, at this time, by displaying the dimension data together, the confirmer can easily grasp more accurate information.
また、その後の工程で構築する構築物の3次元CADモデル等を合わせて表示できるようにしてもよい。或いは、所望の高さで仮想空間内の情報をスライスすることにより、2次元の図面との照合を行うことも可能である。図7は、本発明の一実施形態に係る出来型確認システムのコンピュータに画面表示させた2次元図面との照合例を示す図である。また、不図示のプリンタに当該データを印刷出力させることにより、作業現場でより具体的に作業員に出来型の状況を具体的に示すことができる。 Further, a three-dimensional CAD model of a structure constructed in the subsequent process may be displayed together. Alternatively, it is possible to collate with a two-dimensional drawing by slicing information in the virtual space at a desired height. FIG. 7 is a diagram showing a collation example with a two-dimensional drawing displayed on the screen of the computer of the completed type confirmation system according to the embodiment of the present invention. In addition, by causing the printer (not shown) to print out the data, it is possible to more specifically show the status of the finished mold to the worker at the work site.
さらに、躯体面と実際の点群(青色、赤色)との法線方向の寸法も出力することができる。例えば、鉛直方向に設定された仮想躯体面と直交する仮想水平面を当該仮想空間内に構築し、仮想空間内で仮想水平面を垂直方向に移動する。そして、出来型表面の3次元点群データのうち仮想水平面上に位置する点の3次元データと仮想躯体面との距離を算出するようにしてもよい。 Further, the normal dimension between the frame surface and the actual point group (blue, red) can also be output. For example, a virtual horizontal plane orthogonal to the virtual enclosure surface set in the vertical direction is constructed in the virtual space, and the virtual horizontal plane is moved in the vertical direction in the virtual space. And you may make it calculate the distance of the three-dimensional data of the point located on a virtual horizontal surface among the three-dimensional point cloud data of a completed surface, and a virtual housing surface.
このように、本実施形態に係る出来型確認システムによれば、地下掘削工事中の作業所において、山留壁面等の出来型に対して3次元レーザスキャナを用いてレーザスキャニングを実施し、今後構築する地下躯体面を基準面として、例えば内側が赤色、外側が青色で示されたコンピュータ出力画像(コンター出力)を表示させることができる。このような表示によって、作業所において前工程で山留の壁面の起伏と地下躯体面との位置関係の把握を作業員や管理者等がビジュアル的に容易に行うことができる。 As described above, according to the completed type confirmation system according to the present embodiment, laser scanning is performed on a completed type such as a mountain wall at a work site under underground excavation using a three-dimensional laser scanner. For example, a computer output image (contour output) can be displayed with the basement surface to be constructed as a reference plane, for example, the inner side being red and the outer side being blue. With such a display, an operator, a manager, or the like can easily visually grasp the positional relationship between the undulation of the wall surface of the hill and the underground frame surface in the previous process at the work site.
これにより、作業所において、施設作業物を施工する過程において、前工程の段階で出来型、及び出来型と躯体、構台杭、SMW等との形状や位置の関係の確認を行い、出来型形状を中心に次工程での対策を迅速に得ることができる。また、桟橋杭等の仮設物が建物躯体形状に緩衝する状態を事前に確認することも可能であるため、床鋼製型枠材等の製作物を当該仮設物をかわして加工することができる。さらに、躯体工事を進めていく上で問題が発生しそうな場合には、躯体寸法や位置変更等の設計変更を事前に、しかも工程の早い段階で行うことが可能となる。 As a result, at the work site, in the process of constructing the facility work, at the stage of the previous process, the finished mold, and the relation between the finished mold and the shape and position of the gantry pile, SMW, etc. are confirmed. Measures in the next process can be obtained quickly, centering on In addition, since it is also possible to confirm in advance the state where temporary structures such as jetty piles are buffered in the shape of the building frame, it is possible to process products such as floor steel mold materials by passing over the temporary structures. . Furthermore, when a problem is likely to occur in proceeding with the frame construction, it is possible to make design changes such as frame dimensions and position changes in advance and at an early stage of the process.
<実施例2>
上記実施例1では、出来型確認システムで精度等の確認を行う出来型として、山留の壁面を対象とした。次に、2つ目の実施例として、出来型として桟橋杭等の仮設物を対象としてその精度等を確認する。
<Example 2>
In Example 1 described above, the wall surface of the mountain was used as the finished mold for checking accuracy and the like by the finished mold confirmation system. Next, as a second embodiment, the accuracy and the like of a temporary object such as a pier pile is confirmed as a finished mold.
桟橋杭等の仮設物の出来型確認方法としては、実施例1のように仮想面を移動した仮想躯体面との関係ではなく、通り芯との関係、すなわち仮想面との関係を確認することとなる。尚、出来型確認システムの構成及びデータ計測要領等は実施例1で説明した山留等の出来型の場合と同様である(図4のステップS11〜S14)。そこで、本実施形態では、図5(a)に示す桟橋杭(H鋼)53の3次元点群データを3次元レーザスキャナを用いて複数回スキャニングして取得して1つの点群データを作成し、コンピュータ11等で構築した仮想空間内に通り芯情報とともに合成する。 As a method for confirming the finished type of a temporary structure such as a pier pile, check the relationship with the core, that is, the relationship with the virtual surface, not the relationship with the virtual frame surface that has moved the virtual surface as in the first embodiment. It becomes. The configuration of the completed type confirmation system, the data measurement procedure, and the like are the same as in the case of the completed type such as Yamadome described in the first embodiment (steps S11 to S14 in FIG. 4). Therefore, in the present embodiment, one point cloud data is created by acquiring the three-dimensional point cloud data of the pier pile (H steel) 53 shown in FIG. 5A by scanning a plurality of times using a three-dimensional laser scanner. Then, it is combined with the core information in the virtual space constructed by the computer 11 or the like.
尚、スキャニングの回数には特に制限はないが、出来型形状を把握するためにはさまざまな位置・角度で計測することによってデータの計測漏れをなくすことが必要である。但し、建築・土木現場等で使用されている桟橋杭(H鋼)のサイズは既知であるため、実際に施工されているH鋼による出来型表面の全てを計測せずに、既知のサイズ情報を入力等することによってそのデータ(例えば、3次元H鋼モデル等)と計測データとを合成等して使用するようにしてもよい。 The number of times of scanning is not particularly limited, but it is necessary to eliminate data omissions by measuring at various positions and angles in order to grasp the finished shape. However, since the size of the pier pile (H steel) used in construction and civil engineering sites is known, the known size information is not measured without measuring the entire surface of the finished steel made from H steel. May be used by combining the data (for example, a three-dimensional H steel model) and the measurement data.
次いで、実施例1では移動可能な仮想面を通り芯上に構成したが、本実施例では通り芯との関係を導き出すために、図4のステップS15で構築される仮想面は移動可能でなくてもよい。そして、通り芯上の仮想面から桟橋杭(H鋼)までの距離を算出する。また、実施例1と同様に、距離の算出だけでなくデータ表示を可能にして、仮想面と桟橋杭との位置関係を作業員が視認することができるようにしてもよい。 Next, in the first embodiment, the movable virtual plane is configured on the core, but in this embodiment, the virtual plane constructed in step S15 in FIG. 4 is not movable in order to derive the relationship with the core. May be. And the distance from the virtual surface on a street core to a pier pile (H steel) is calculated. Further, similarly to the first embodiment, not only the distance calculation but also the data display may be enabled so that the worker can visually recognize the positional relationship between the virtual plane and the pier pile.
また、構築した仮想面のある高さで水平方向にスライス面を設定し、2次元CAD等によって作成された図面データと当該スライス面上のデータとの照合を行うことも可能である。これにより、より詳細な出来型(桟橋杭)の施工状況を確認することが可能となる。尚、3次元レーザスキャナで取得した3次元点群データを上記スライス面上に表示させた場合に、H鋼をドット表示で表示させると作業員が確認しにくい場合が想定されるため、サイズが既知であるH鋼のモデルを仮想空間内のデータに適用して、当該モデルを点群データに代えて表示させるようにしてもよい。 It is also possible to set a slice plane in the horizontal direction at a certain height of the constructed virtual plane and collate the drawing data created by two-dimensional CAD or the like with the data on the slice plane. Thereby, it becomes possible to confirm the construction status of a more detailed finished type (pier pile). In addition, when the 3D point cloud data acquired by the 3D laser scanner is displayed on the slice plane, it may be difficult for the operator to check if the H steel is displayed in dot display. A known model of H steel may be applied to the data in the virtual space, and the model may be displayed instead of the point cloud data.
尚、本発明は、前述した実施形態の機能をコンピュータで実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体(記憶媒体)に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムを上記システム内のコンピュータ等が読み出して実行するようにしてもよい。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、USBメモリ、フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROM等の可搬記録媒体、システム又はコンピュータに内蔵されているハードディスク、揮発性メモリ(RAM)等の記憶装置(記録装置)を含む。また、上記プログラムは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介して上記システムやコンピュータ等にダウンロードするようにしてもよい。 In the present invention, a program for realizing the functions of the above-described embodiments by a computer is recorded on a computer-readable recording medium (storage medium), and the program recorded on the recording medium is stored in the system. A computer or the like may read and execute. Computer-readable recording media include portable recording media such as USB memory, flexible disk, CD-ROM, and DVD-ROM, hard disks built into the system or computer, and storage such as volatile memory (RAM). Device (recording device). The program may be downloaded to the system, computer, or the like via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.
そして、上記システムやコンピュータにおいて、読み出されたプログラムを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されることとなる。この場合、上記記録媒体等は、前述した処理手順に対応するプログラムを格納している。 Then, the functions of the above-described embodiments are realized by executing the read program in the system or the computer. In this case, the recording medium or the like stores a program corresponding to the processing procedure described above.
Claims (5)
3次元レーザスキャナを用いて出来型表面をスキャニングし、該出来型表面の3次元点群データを計測するデータ計測手段と、
作業所の原点を基準とした座標系を有する仮想空間をコンピュータ内に構築する空間構築手段と、
前記出来型表面の3次元点群データの座標を前記座標系の座標に変換し、前記仮想空間内に合成する出来型合成手段と、
前記仮想空間内に前記作業所内で定義される通り芯に関する情報を合成する通り芯合成手段と、
前記通り芯に鉛直な仮想面を前記仮想空間内に構築する仮想面構築手段と、
前記仮想空間内で前記仮想面を移動して仮想躯体面を設定する仮想躯体面設定手段と、
前記仮想躯体面の表側又は裏側で前記出来型表面の3次元点群データの表示形態を変えて表示するデータ表示手段と
を備えることを特徴とする出来型確認システム。 It is a work type confirmation system for confirming the work accuracy of the work type in the pre-construction process,
A data measuring means for scanning the surface of the finished mold using a three-dimensional laser scanner and measuring the three-dimensional point cloud data of the finished mold surface;
A space construction means for constructing in the computer a virtual space having a coordinate system based on the origin of the work place;
A work-type composition unit that converts the coordinates of the three-dimensional point cloud data of the work-type surface into coordinates of the coordinate system, and synthesizes the coordinates in the virtual space;
Street core synthesizing means for synthesizing information about the street core defined in the work place in the virtual space;
Virtual surface construction means for constructing a virtual surface perpendicular to the core in the virtual space;
Virtual housing surface setting means for moving the virtual surface in the virtual space and setting a virtual housing surface;
And a data display means for changing the display form of the three-dimensional point cloud data on the surface of the completed mold on the front side or the back side of the virtual enclosure surface.
3次元レーザスキャナを用いて出来型表面をスキャニングし、該出来型表面の3次元点群データを計測するデータ計測工程と、
作業所の原点を基準とした座標系を有する仮想空間をコンピュータ内に構築する空間構築工程と、
前記出来型表面の3次元点群データの座標を前記座標系の座標に変換し、前記仮想空間内に合成する出来型合成工程と、
前記仮想空間内に前記作業所内で定義される通り芯に関する情報を合成する通り芯合成工程と、
前記通り芯に鉛直な仮想面を前記仮想空間内に構築する仮想面構築工程と、
前記仮想空間内で前記仮想面を移動して仮想躯体面を設定する仮想躯体面設定工程と、
前記仮想躯体面の表側又は裏側で前記出来型表面の3次元点群データの表示形態を変えて画面表示するデータ表示工程と
を有することを特徴とする出来型確認方法。 It is a completed type confirmation method for confirming the accuracy of the completed type in the pre-construction process,
A data measuring step of scanning a finished mold surface using a three-dimensional laser scanner and measuring three-dimensional point cloud data of the finished mold surface;
A space construction process in which a virtual space having a coordinate system based on the origin of the work place is constructed in the computer;
A work-type composition step of converting the coordinates of the three-dimensional point cloud data of the work-type surface into the coordinates of the coordinate system and composing in the virtual space;
A street core synthesizing step of synthesizing information about the street core defined in the work place in the virtual space;
A virtual surface construction step of constructing a virtual surface perpendicular to the core in the virtual space;
A virtual enclosure surface setting step of setting the virtual enclosure plane by moving the virtual plane in the virtual space;
And a data display step of changing the display form of the three-dimensional point cloud data on the surface of the completed mold on the front side or the back side of the virtual enclosure surface, and displaying the screen.
3次元レーザスキャナを用いて出来型表面をスキャニングして計測した該出来型表面の3次元点群データを入力するデータ入力手順と、
作業所の原点を基準とした座標系を有する仮想空間をコンピュータ内に構築する空間構築手順と、
前記出来型表面の3次元点群データの座標を前記座標系の座標に変換し、前記仮想空間内に合成する出来型合成手順と、
前記仮想空間内に前記作業所内で定義される通り芯に関する情報を合成する通り芯合成手順と、
前記通り芯に鉛直な仮想面を前記仮想空間内に構築する躯体面構築手順と、
前記仮想空間内で前記仮想面を移動して仮想躯体面を設定する仮想躯体面設定手順と、
前記仮想躯体面の表側又は裏側で前記出来型表面の3次元点群データの表示形態を変えて画面表示するデータ表示手順と
を実行させるためのプログラム。 In order to confirm the accuracy of the finished mold in the pre-construction process,
A data input procedure for inputting three-dimensional point cloud data of the finished surface measured by scanning the finished surface using a three-dimensional laser scanner;
A space construction procedure for constructing a virtual space in the computer having a coordinate system based on the origin of the work place;
A work-type composition procedure for converting the coordinates of the three-dimensional point cloud data of the work-type surface into the coordinates of the coordinate system, and composing in the virtual space;
A street core synthesis procedure for synthesizing information about the street core defined in the work place in the virtual space;
A frame surface construction procedure for constructing a virtual surface perpendicular to the core in the virtual space;
A virtual enclosure surface setting procedure for setting the virtual enclosure plane by moving the virtual plane in the virtual space;
A data display procedure for executing a data display procedure for changing the display form of the three-dimensional point cloud data on the finished surface on the front side or the back side of the virtual enclosure surface.
3次元レーザスキャナを用いて出来型表面をスキャニングし、該出来型表面の3次元点群データを計測するデータ計測手段と、
作業所の原点を基準とした座標系を有する仮想空間をコンピュータ内に構築する空間構築手段と、
前記出来型表面の3次元点群データの座標を前記座標系の座標に変換し、前記仮想空間内に合成する出来型合成手段と、
前記仮想空間内に前記作業所内で定義される通り芯に関する情報を合成する通り芯合成手段と、
前記通り芯に鉛直な仮想面を前記仮想空間内に構築する仮想面構築手段と、
前記出来型表面の3次元点群データと前記仮想面との間の距離を算出する距離算出手段と
を備えることを特徴とする出来型確認システム。 It is a work type confirmation system for confirming the work accuracy of the work type in the pre-construction process,
A data measuring means for scanning the surface of the finished mold using a three-dimensional laser scanner and measuring the three-dimensional point cloud data of the finished mold surface;
A space construction means for constructing in the computer a virtual space having a coordinate system based on the origin of the work place;
A work-type composition unit that converts the coordinates of the three-dimensional point cloud data of the work-type surface into coordinates of the coordinate system, and synthesizes the coordinates in the virtual space;
Street core synthesizing means for synthesizing information about the street core defined in the work place in the virtual space;
Virtual surface construction means for constructing a virtual surface perpendicular to the core in the virtual space;
And a distance calculation means for calculating a distance between the three-dimensional point cloud data of the completed surface and the virtual plane.
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