JP2019045962A - 鉄筋位置確認システム - Google Patents

Abstract

【課題】鉄筋コンクリート構造物に穴等を設ける際に、この鉄筋コンクリート構造物の鉄筋の正確な位置を容易に確認可能にする鉄筋位置確認システムを提供する。【解決手段】鉄筋位置確認システムは、３次元レーザスキャナーで生成され鉄筋の配置を表す３次元モデルを記憶する処理装置１と、鉄筋を用いて造られた鉄筋コンクリート構造物を撮影して撮影画像を得ると、３次元モデルを処理装置１から読み出し、鉄筋コンクリート構造物に対応すると共に鉄筋の配置を表す鉄筋配置画像を３次元モデルから抽出し、撮影画像と鉄筋配置画像とを合成して合成画像を生成し、この合成画像を表示する携帯端末２とを備える。【選択図】図１

Description

この発明は、建物等に使用されている鉄筋の位置を表示するための鉄筋位置確認システムに関する。

建物等の壁、床や天井などを鉄筋コンクリートで造る場合に、鉄筋はこれらを補強して強度を高めている。また、鉄筋コンクリート造の壁、床や天井など（鉄筋コンクリート構造物）には後から配管などが設置される場合がある。そして、鉄筋コンクリート構造物を貫通する配管等を後設置する場合、コンクリート面に貫通穴を開ける必要が生じる。例えば原子力発電所の安全機能を有する設備に鉄筋コンクリート構造物が形成されている場合、鉄筋コンクリートの主要部材である鉄筋を切断する必要があるか否か等の確認をする必要がある。この際、貫通穴の設置場所の配筋（鉄筋の配置）確認については、レーダー探査等の非破壊検査を実施する。そして、鉄筋の位置を確認した場所については、コンクリート面にチョーク等でマーキングし、鉄筋位置を明示している。

こうした作業を軽減するために、例えば画像処理により鉄筋の位置を表示するものがある（例えば、特許文献１参照。）。この従来技術によれば、鉄筋コンクリート構造物として鉄筋コンクリートの壁に貫通穴を開ける際に、壁の実画像と、鉄筋の施工時に撮影した仮想画像とを合成して合成画像を作成する。そして、この合成画像上に、穴開け位置をマークする筆記具の仮想画像を画面上に表示させ、この筆記具により合成画像上でマーキングする。

特開２０１２−１７４２１９号公報

しかし、先に述べた鉄筋探査方法には、次の課題がある。鉄筋探査方法であるレーダー探査では鉄筋のかぶりが厚い場合にレーダーが届かず、レーダー探査による十分な確認が出来ない。このため、鉄筋の竣工図を基に鉄筋位置を想定する必要がある。竣工図は、標準ピッチの記載しかなく、施工時の誤差等については記載しないのが一般的である。上記の方法で鉄筋位置を想定し、配管等の設計、鉄筋コンクリート構造物の安全性評価を行い、工事に移る。しかし、コンクリート壁面をはつった際に鉄筋への干渉の有無が判明することが多いことから、設計時において正確な安全機能の確認が困難である。

また、画像処理による鉄筋の状態を表示する技術には次の課題がある。この技術によれば、鉄筋コンクリート構造物を撮影するためには、あらかじめ壁などにバーコードなどの２種類のマーカを設ける必要がある。つまり、鉄筋コンクリート構造物を撮影するためには、壁などに対して人手によりマーカを設けなければいけない。そして、マーカーを検出して合成情報を取得し、取得した合成情報に基づいて、撮影した実画像とあらかじめ記憶している仮想画像とを合成した合成画像を生成することになる。

この発明の目的は、前記の課題を解決し、鉄筋コンクリート構造物に穴等を設ける際に、この鉄筋コンクリート構造物の鉄筋の正確な位置を容易に確認可能にする鉄筋位置確認システムを提供することにある。

前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、３次元レーザスキャナーで生成されると共に鉄筋の配置を表す３次元モデルを記憶する記憶手段を備える第１の装置と、前記鉄筋を用いて造られた鉄筋コンクリート構造物を撮影して撮影画像を得ると、前記３次元モデルを前記第１の装置の記憶手段から読み出し、前記鉄筋コンクリート構造物に対応すると共に前記鉄筋の配置を表す鉄筋配置画像を前記３次元モデルから抽出し、前記撮影画像と前記鉄筋配置画像とを合成して合成画像を生成し、この合成画像を表示する携帯端末と、を備えることを特徴とする鉄筋位置確認システムである。

請求項１の発明では、第１の装置が３次元モデルを記憶する。携帯端末は、鉄筋コンクリート構造物を撮影して撮影画像を得ると、３次元モデルを第１の装置から読み出す。次に、携帯端末は、鉄筋配置画像を３次元モデルから抽出する。次に、携帯端末は、撮影画像と鉄筋配置画像とを合成して合成画像を生成して表示する。

請求項２の発明は、３次元レーザスキャナーで生成されると共に鉄筋の配置を表す３次元モデルを記憶する記憶手段を備える第１の装置と、前記鉄筋を用いて造られた鉄筋コンクリート構造物を撮影すると、撮影した画像を撮影画像として前記第１の装置に送り、この後、前記第１の装置から合成画像を受け取ると、この合成画像を表示する携帯端末と、を備え、前記第１の装置は、前記携帯端末から前記撮影画像受け取ると前記３次元モデルを前記第１の装置の記憶手段から読み出し、前記鉄筋コンクリート構造物に対応すると共に前記鉄筋の配置を表す鉄筋配置画像を前記３次元モデルから抽出し、前記撮影画像と前記鉄筋配置画像とを合成して合成画像を前記携帯端末に送る処理手段、を備えることを特徴とする鉄筋位置確認システムである。

請求項２の発明では、第１の装置が３次元モデルを記憶する。この後、携帯端末は鉄筋コンクリート構造物を撮影すると撮影画像を第１の装置に送る。第１の装置は、携帯端末から撮影画像受け取ると３次元モデルを読み出し、鉄筋配置画像を３次元モデルから抽出する。次に、第１の装置は、撮影画像と鉄筋配置画像とを合成して合成画像を携帯端末に送る。携帯端末は、第１の装置から合成画像を受け取ると、この合成画像を表示する。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の鉄筋位置確認システムにおいて、前記第１の装置と前記携帯端末とは通信網を介在して互いに通信可能に接続されている、ことを特徴とする。

請求項４の発明は、３次元レーザスキャナーで生成されると共に鉄筋の配置を表す３次元モデルを記憶し、前記鉄筋を用いて造られた鉄筋コンクリート構造物を撮影して撮影画像を得ると、前記３次元モデルを読み出し、前記鉄筋コンクリート構造物に対応すると共に前記鉄筋の配置を表す鉄筋配置画像を前記３次元モデルから抽出し、前記撮影画像と前記鉄筋配置画像とを合成して合成画像を生成し、この合成画像を表示する携帯端末、を備えることを特徴とする鉄筋位置確認システムである。

請求項４の発明では、携帯端末が３次元モデルを記憶する。次に、携帯端末は、鉄筋コンクリート構造物を撮影して撮影画像を得ると、３次元モデルを読み出す。次に、携帯端末は、鉄筋配置画像を３次元モデルから抽出する。次に、携帯端末は、撮影画像と鉄筋配置画像とを合成して合成画像を生成し表示する。

請求項１の発明によれば、鉄筋コンクリート構造物に例えば所定位置に貫通孔を設ける際に、この施工する位置での鉄筋の正確な位置を容易に確認することを可能にする。

請求項２の発明によれば、第１の装置が合成画像を作成するまでの処理を行うので、携帯端末の負担を軽減して、鉄筋の配置を確認することを可能にする。

請求項３の発明によれば、第１の装置と携帯端末とは通信網を介在して互いに接続されているので、通信網による通信が可能な環境であれば、携帯端末は第１の装置から３次元モデルを得て、鉄筋の配置を確認することを可能にする。

請求項４の発明によれば、３次元モデルをあらかじめ携帯端末が保存して、合成画像を作成するまでの処理をするので、通信網を利用した通信ができない環境でも、鉄筋の配置を確認することを可能にする。

この発明の実施の形態１による鉄筋位置確認システムを示す構成図である。 ３次元壁モデルの一例を示す斜視図である。 ３次元モデルテーブルの一例を示す図である。 基準方向を説明するための説明図である。 表示形式を説明するための説明図である。 携帯端末が備えるカメラ部の撮影要素を説明するための説明図である。 ＸＹＺ座標の設定について説明するための説明図である。 合成画像の一例を示す図である。 床における撮影範囲を説明するための説明図である。 床における撮影範囲を説明するための説明図である。

次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。この実施の形態では、発電所内に設けられている建物を例として説明する。

（実施の形態１）
この実施の形態による鉄筋位置確認システムを図１に示す。図１の鉄筋位置確認システムは、発電所の例えば管理部門に設置されている処理装置１と、発電所の例えば管理担当者に所持されて用いられる携帯端末２とを備えている。処理装置１と携帯端末２とは、有線や無線を利用した通信網ＮＷによって接続されている。

管理部門に設置されている処理装置１は、発電所の管理に必要とする各種の情報の保存や提供をするための装置である。処理装置１は、通信部１Ａ、データベースサーバ（ＤＢ）１Ｂ、処理サーバ１Ｃおよび管理端末１Ｄを備えている。

通信部１Ａは、通信網ＮＷに接続するための装置である。通信部１Ａは、この実施の形態では通信網ＮＷを経て携帯端末２との通信を可能にする。例えば通信部１Ａは携帯端末２から各種の要求を受信すると、受信した要求を処理部２Ｂに送る。

管理端末１Ｄは、管理担当者によって操作されるコンピュータである。管理端末１Ｄには各種の指示などが入力される。例えば、各３次元モデルをデータベースサーバ１Ｂに保存するための指示や３次元モデルが入力される。管理端末１Ｄは、入力された指示や３次元モデルを処理サーバ１Ｃに送る。

処理サーバ１Ｃは、発電所を管理するための各種の処理を行う。また、処理サーバ１Ｃは、管理端末１Ｄから３次元モデルの保存指示を受け取った後、管理端末１Ｄから３次元モデルを受け取ると、この３次元モデルをデータベースサーバ１Ｂに保存する。

処理サーバ１Ｃは、通信部１Ａと通信網ＮＷを経て携帯端末２から３次元モデル送信要求を受け取ると、この３次元モデル送信要求に付加されている確認対象識別情報を基に該当する３次元モデルをデータベースサーバ１Ｂから読み出し、通信部１Ａと通信網ＮＷを経て３次元モデルを携帯端末２に送信する。

データベースサーバ１Ｂは、発電所を管理するための各種の情報を保存している。また、データベースサーバ１Ｂは、発電所内のそれぞれの建物に設けられている各部屋等における鉄筋コンクリート構造物の鉄筋の配置、例えば壁、床、天井などの鉄筋の配置を表す３次元モデルを、３次元壁モデル、３次元床モデル、３次元天井モデルなどとして保存している。

ここで、データベースサーバ１Ｂに保存されている３次元壁モデルについて説明する。３次元壁モデルは、例えば図２に示すように、支持具１１０によって支持されている３次元レーザスキャナー１２０を用いて作成される。具体的には、建物を建設中に鉄筋の組み立てが終わって、壁用の鉄筋組立体２００が造られると、この段階で、計測対象の壁の鉄筋組立体２１０を表す３次元モデル（３次元壁モデル）を、３次元レーザスキャナー１２０で作成する。３次元レーザスキャナー１２０は、計測対象である鉄筋組立体２１０にレーザ光を上下左右に照射することにより、鉄筋組立体２１０の点群データを取得する。

こうした３次元レーザスキャナー１２０による作業を複数の箇所で行う。各箇所での点群データの取得を終了すると、各箇所で得られた点群データを合成し、壁用の鉄筋組立体２１０を点群データで表す３次元壁モデルを作成する。このとき、３次元壁モデルを合成する際のモデル化基準点を、例えば３次元レーザスキャナー１２０を設置した中の１つの地点に設定する。点群データはこのモデル化基準点を基準にして位置が決められる。

同様にして、他の壁や床、天井などについても、設定されたモデル化基準点を基にして、３次元床モデルや３次元天井モデルを作成する。

こうして作成した壁、床、天井などの３次元モデルを、データベースサーバ１Ｂが管理端末１Ｄからの指示で、「０００１」の番号から始まる３次元モデルテーブルに保存する。この３次元モデルテーブルの一例を図３に示す。３次元モデルテーブルに３次元モデルが例えば識別情報「３Ｄ−１−２３４５−００１」で保存されている。３次元モデルが保存される際に、３次元モデルには次のようなモデル化情報が付加されている。このモデル化情報は、３次元モデルがどの建物のどの部屋（モデル化場所）のどの部分の鉄筋組立体であるかを表す情報を含んでいる。この実施の形態では、例えばこの情報は「１−２３４５−００１」のような数値であり、この中の「１−２３４５」は「１号棟２３４５室」として建物と部屋（モデル化場所）を表し、「１−２３４５−００１」の「００１」は、「００２」、「００３」、・・・「００６」のように続き、各値が壁や天井を表している。

計測対象が壁である場合、モデル化情報は、３次元モデルのモデル化基準点を表す緯度経度と、モデル化基準点の床からの高さと、モデル化基準点から鉄筋組立体までの距離と、モデル化基準点が設定されているモデル化場所の壁などの鉄筋コンクリート構造物の厚みとを含んでいる。緯度経度はＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）によって得ている。

計測対象が床や天井である場合、モデル化情報は、３次元モデルのモデル化基準点を表す緯度経度と、モデル化基準点から鉄筋組立体までの距離と、鉄筋コンクリート構造物の厚みと、モデル化場所の基準方向とを含んでいる。基準方向は、図４に示すように、Ｎ極（北極）に向かう方向を基準としてモデル化場所つまり部屋などの向きを示すものである。この基準方向は、モデル化場所に対してあらかじめ設定されている。

一方、携帯端末２は、通信機能、カメラ機能、データの処理機能などを備えた装置であり、この実施の形態では、携帯端末２としてタブレット端末などが利用されている。携帯端末２は、通信部２Ａ、処理部２Ｂ、記憶部２Ｃ、表示部２Ｄ、操作部２Ｅ、ＧＰＳ受信部２Ｆ、カメラ部２Ｇおよび計測部２Ｈを備えている。

通信部２Ａは、通信網ＮＷに接続するための装置であり、この実施の形態では通信網ＮＷを経て処理装置１との通信を可能にする。

表示部２Ｄは、処理部２Ｂの制御によって、各種の情報や３次元モデルの画像などを表示する表示装置である。

操作部２Ｅは例えば管理担当者によって操作される入力装置であり、操作部２Ｅには各種の情報や指示などが入力される。例えば、操作部２Ｅは鉄筋の位置を確認するための配筋確認指示が入力される。このときに、鉄筋の配置や壁の画像の表示形式が入力される。表示形式は、例えば図５に示すように、表示部２Ｄの表示画面２Ｄ−１に画像を表示する際に、壁や床を表示する第１の表示部分２Ｄ−２と、鉄筋の配置を表示する第２の表示部分２Ｄ−３とを設定する。第２の表示部分としては円形状や四角形状など各種の形状がある。操作部２Ｅは、入力された情報や指示等を処理部２Ｂに出力する。

ＧＰＳ受信部２Ｆは、処理部２Ｂの制御によってＧＰＳ衛星（図示を省略）からのＧＰＳ信号を受信する。ＧＰＳ受信部２Ｆは、受信したＧＰＳ信号から携帯端末２の現在の位置を表す緯度および経度（緯度経度）を取得する。ＧＰＳ受信部２Ｆは、処理部２Ｂからの計測指示に応じて取得した緯度経度を処理部２Ｂに出力する。

カメラ部２Ｇは、処理部２Ｂの制御によって対象物を撮影する。撮影のためにカメラ部２Ｇには、例えば図６に示すように、壁や床などの対象物を撮影するための撮影方向、撮影範囲および画角などの撮影要素がある。カメラ部２Ｇは、処理部２Ｂからの計測指示に応じて対象物を撮影すると、撮影で得た画像を撮影画像として処理部２Ｂに出力する。

計測部２Ｈは、処理部２Ｂの制御によって、対象物と携帯端末２との間の距離を測定する距離測定用の装置である。計測部２Ｈは、処理部２Ｂからの計測指示に応じて、例えば床から携帯端末２までの高さと、配筋確認対象の施工点から携帯端末２までの距離とを測定する。配筋確認対象は鉄筋の配置を確認する対象であり壁や床などである。また、施工点は、配筋確認対象に貫通穴を開ける場所であり、貫通穴の施工前にあらかじめ決められている。

また、計測部２Ｈはカメラ部２Ｇの撮影方向を測定する。この実施の形態では、計測部２Ｈは、Ｎ極（北極）に向かう方向を基準として水平角（水平面での角度）と垂直角（垂直面での角度）とで撮影方向を表している。計測部２Ｈは、測定で得た携帯端末２の高さ、携帯端末２から施工点までの距離、携帯端末２のカメラ部２Ｇの撮影方向を計測情報として処理部２Ｂに出力する。

記憶部２Ｃは、各種の情報を保存する記憶装置であり、例えば処理部２Ｂから受け取った３次元モデルやカメラ部２Ｇからの撮影画像などを保存する。

処理部２Ｂは、携帯端末２に備わる本来の各種の機能、例えば検索機能や情報の保存機能等を管理担当者が利用可能にするために、通信部２Ａ、記憶部２Ｃ、表示部２Ｄ、操作部２Ｅ、ＧＰＳ受信部２Ｆ、カメラ部２Ｇおよび計測部２Ｈに対して制御を行う。

また、この実施の形態では、処理部２Ｂは、操作部２Ｅから配筋確認指示を受け取ると、配筋確認処理を行う。処理部２Ｂは、配筋確認処理を開始すると、表示部２Ｄを制御して、鉄筋の配置を確認をする場所である配筋確認対象を入力するための入力画面を表示する。この入力画面には、鉄筋の配置を確認したい場所を入力するためのものである。これにより、例えば建物を識別するための棟番号、部屋番号（モデル化場所）、壁や床などの配筋確認対象が操作部２Ｅに入力される。この後、処理部２Ｂは、「１号棟２３４５室００１番壁」のような入力情報を受け取ると、この入力情報を「１−２３４５−００１」のような確認対象識別情報に変換する。次に、処理部２Ｂは、配筋確認対象の３次元モデルを要求するための３次元モデル送信要求に対して確認対象識別情報を付加し、通信部２Ａを経て処理装置１に送信する。

この後、処理部２Ｂは、通信部２Ａを経て処理装置１から３次元モデルを受信すると、この３次元モデルを記憶部２Ｃに保存する。同時に、処理部２Ｂは、表示部２Ｄを制御して、３次元モデルの受信終了を表示した後、カメラ部２Ｇによる配筋確認対象の撮影が可能であることを表示する。

配筋確認対象が例えば壁であると、処理部２Ｂは、床から携帯端末２までの高さと、携帯端末２から壁の施工点までの距離と、携帯端末２のカメラ部２Ｇの撮影方向とを計る計測指示を計測部２Ｈに送り、携帯端末２による撮影の場所である撮影地点の緯度経度を調べるための計測指示をＧＰＳ受信部２Ｆに送る。この後、処理部２Ｂは、計測部２Ｈから計測情報を受け取り、ＧＰＳ受信部２Ｆから緯度経度を受け取り、かつ、カメラ部２Ｇから撮影画像を受け取ると、撮影画像に対して計測情報と緯度経度とを付加する。そして、処理部２Ｂは、計測情報と緯度経度とが付加された撮影画像を記憶部２Ｃに記憶する。

このように、記憶部２Ｃは、
ａ．モデル化情報が付加された３次元壁モデル
ｂ．計測情報と緯度経度とが付加された撮影画像
を記憶している。

この後、処理部２Ｂは、記憶部２Ｃに保存した３次元壁モデルと撮影画像とを基に、配筋確認対象である壁の鉄筋の配置を表示部２Ｄに表示する。具体的には、処理部２Ｂは、撮影画像に付加されている計測情報から、携帯端末２の撮影地点を表す経度、緯度、床からの高さ、壁までの距離を読み出し、読み出した値を基に携帯端末２の撮影地点（ＧＰＳ座標）をＸＹＺ座標に変換する。ＸＹＺ座標は、図７に示すように、部屋の所定地点を原点として壁や床に沿って設定したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸により、地点を表すものである。

次に、処理部２Ｂは、３次元壁モデルに付加されているモデル化情報から、３次元モデルのモデル化基準点の経度、緯度、床からの高さ、壁までの距離を読み出す。処理部２Ｂは、読み出した値を基にモデル化基準点をＸＹＺ座標に変換する。モデル化基準点がＸＹＺ座標に変換されることにより、部屋におけるモデル化基準点の位置がＸＹＺ座標で決められる。

次に、処理部２Ｂは、撮影画像に付加されている計測情報から施工点を撮影するための撮影方向を読み出し、撮影地点での携帯端末２の撮影方向を調べる。処理部２Ｂは、計測情報の携帯端末２の高さ、携帯端末２から施工点までの距離、携帯端末２のカメラ部２Ｇの撮影方向から、壁の施工点のＸＹＺ座標を算出する。このとき、携帯端末２はあらかじめ計画されている施工点に向けられている状態にある。

次に、処理部２Ｂは、携帯端末２から施工点までの距離と、カメラ部２Ｇの画角とから、施工点を中心にしたカメラ部２Ｇの撮影範囲を算出する。つまり、処理部２Ｂは、撮影範囲の４隅のＸＹＺ座標を算出する。カメラ部２Ｇが撮影した撮影画像はこの撮影範囲での画像であり、携帯端末２の撮影地点と施工点との間の距離に応じて、壁の施工点の撮影範囲での撮影画像が拡大縮小される。

次に、処理部２Ｂは、記憶部２Ｃから３次元壁モデルを読み出す。この３次元壁モデルはモデル化基準点を基に作成されたものである。先に述べたようにモデル化基準点がＸＹＺ座標で表されているので、３次元壁モデルを形成する点群データはＸＹＺ座標で表される。つまり、３次元壁モデルはＸＹＺ座標で表されることになる。処理部２Ｂは、ＸＹＺ座標で表される撮影範囲に対応する画像を３次元モデルから抽出する。

そして、処理部２Ｂは、先にカメラ部２Ｇで撮影された撮影画像である壁の画像（壁画像）に対して、３次元モデルから抽出した鉄筋の配置の画像（鉄筋配置画像）の大きさを比較し、鉄筋配置画像の大きさが壁画像の大きさと同じになるように、鉄筋配置画像の大きさを調整する。この後、処理部２Ｂは、操作部２Ｅに入力された表示形式に従って、かつ、３次元モデルに付加されているモデル化情報から読み出した壁の厚みを加味して、鉄筋位置画像と壁画像とを合成する。そして、処理部２Ｂは、生成した合成画像、例えば図８に示す合成画像を表示部２Ｄに表示する。これにより、処理部２Ｂは配筋確認処理を終了する。

一方、配筋確認対象が床であると、処理部２Ｂは、床から携帯端末２までの高さと、携帯端末２の撮影方向とを計る計測指示を計測部２Ｈに送り、携帯端末２の撮影地点の緯度経度を調べる計測指示をＧＰＳ受信部２Ｆに送る。この後、処理部２Ｂは、計測部２Ｈから計測情報を受け取り、ＧＰＳ受信部２Ｆから緯度経度を受け取り、かつ、カメラ部２Ｇから撮影画像を受け取ると、撮影画像に対して計測情報と緯度経度とを付加する。そして、処理部２Ｂは、計測情報と緯度経度とが付加された撮影画像を記憶部２Ｃに記憶する。

このように、記憶部２Ｃは、
ａ．モデル化情報が付加された３次元床モデル
ｂ．計測情報と緯度経度とが付加された撮影画像
を記憶している。

この後、処理部２Ｂは、記憶部２Ｃに保存した３次元床モデルと撮影画像とを基に、配筋確認対象である床の鉄筋の配置を表示部２Ｄに表示する。具体的には、処理部２Ｂは、撮影画像に付加されている計測情報から、携帯端末２の撮影地点を表す経度緯度、床からの高さ、壁までの距離を読み出し、読み出した値を基に携帯端末２の撮影地点をＸＹＺ座標に変換する。

次に、処理部２Ｂは、３次元床モデルに付加されているモデル化情報から、３次元モデルのモデル化基準点の経度緯度、床からの高さ、壁までの距離を読み出す。処理部２Ｂは、読み出した値を基にモデル化基準点をＸＹＺ座標に変換する。モデル化基準点がＸＹＺ座標に変換されることにより、部屋におけるモデル化基準点の位置がＸＹＺ座標で決められる。

次に、処理部２Ｂは、撮影画像に付加されている計測情報から施工点を撮影するための撮影方向を読み出し、撮影地点での携帯端末２の撮影方向の垂直角を調べる。処理部２Ｂは、携帯端末２の撮影地点のＸＹＺ座標と、計測情報の携帯端末２の高さと、携帯端末２から施工点までの距離と、カメラ部２Ｇの撮影方向とから、床の施工点のＸＹＺ座標を算出する。

次に、処理部２Ｂは、携帯端末２から施工点までの距離と、カメラ部２Ｇの画角とから、施工点を中心にしたカメラ部２Ｇの撮影範囲を算出する。カメラ部２Ｇが撮影した撮影画像はこの撮影範囲での画像であり、携帯端末２の撮影地点の高さに応じて、床の施工点の撮影範囲での撮影画像が拡大縮小される。

また、処理部２Ｂは、３次元モデルに付加されているモデル化情報から基準方向（図４）を読み出す。そして、カメラ部２Ｇの撮影方向の水平角が基準方向と同じでなければ、カメラ部２Ｇの撮影方向の水平角と基準方向との差の角（振れ角）を算出する。

次に、処理部２Ｂは、記憶部２Ｃから３次元床モデルを読み出す。この３次元床モデルはモデル化基準点を基に作成されたものである。先に述べたようにモデル化基準点がＸＹＺ座標で表されているので、３次元床モデルを形成する点群データはＸＹＺ座標で表される。つまり、３次元床モデルはＸＹＺ座標で表されることになる。処理部２Ｂは、ＸＹＺ座標で表される撮影範囲に対応する画像を３次元床モデルから抽出する。さらに、処理部２Ｂは、振れ角に応じて撮影範囲のＸＹＺ座標を修正し、修正後のＸＹＺ座標で表される撮影範囲に対応する画像を、３次元モデルから抽出する。例えば図９に示すように、カメラ部２Ｇの配筋確認対象が床である場合には、携帯端末２のカメラ部２Ｇによる撮影方向の水平角が水平面内にあり、かつ基準方向と同じであると、カメラ部２Ｇによる撮影範囲が基準方向に並ぶような状態となる。これに対して、図１０に示すように、カメラ部２Ｇによる撮影方向の水平角が水平面内にあり、かつ基準方向に対して傾くと、カメラ部２Ｇによる撮影範囲が同じように傾いた状態になる。このために、処理部２Ｂは振れ角に応じて撮影範囲のＸＹＺ座標を修正する。

そして、処理部２Ｂは、先にカメラ部２Ｇで撮影された撮影画像である床の画像（床画像）に対して、３次元モデルから抽出された鉄筋の配置の画像（鉄筋配置画像）の大きさを比較し、鉄筋配置画像の大きさが床画像の大きさと同じになるように、鉄筋配置画像の大きさを調整する。この後、処理部２Ｂは、操作部２Ｅに入力された表示形式に従って、かつ、３次元モデルに付加されているモデル化情報から読み出した床の厚みを加味して、鉄筋位置画像と床画像を合成する。そして、処理部２Ｂは、生成した合成画像を表示部２Ｄに表示する。これにより、処理部２Ｂは配筋確認処理を終了する。

ところで、配筋確認対象が天井である場合には、配筋確認対象が床のときの配筋確認と同じであるので、説明を省略する。

以上がこの実施の形態による鉄筋位置確認システムの構成である。次に、この鉄筋位置確認システムの作用について説明する。

発電所などの建物などを建てる場合、鉄筋を配置して鉄筋組立体を造ると、この段階で鉄筋組立体の３次元モデルを３次元レーザスキャナー１２０で作成する。管理担当者は、３次元レーザスキャナー１２０から管理端末１Ｄに３次元モデルを取り込み、処理サーバ１Ｃに保存指示とモデル化情報とを送る。これにより、処理サーバ１Ｃは、モデル化情報が付加された３次元モデルをデータベースサーバ１Ｂに保存する。この後、各種の鉄筋組立体による建物が完成し、建物内には壁や床などの鉄筋コンクリート構造物が設けられた状態になる。

ところで、例えば建物の壁に貫通穴を設けるために鉄筋の配置を確認する場合、管理担当者は携帯端末２の操作部２Ｅを操作して、配筋確認指示を入力する。処理部２Ｂは、操作部２Ｅから配筋確認指示を受け取ると、配筋確認処理を行う。処理部２Ｂは、配筋確認処理を開始すると、表示部２Ｄを制御して、配筋確認をする場所である配筋確認対象を入力するための入力画面を表示する。この後、処理部２Ｂは、入力情報を受け取ると、この入力情報を確認対象識別情報に変換する。次に、処理部２Ｂは、配筋確認対象の３次元モデルを要求するための３次元モデル送信要求に対して確認対象識別情報を付加し、この３次元モデル送信要求を処理装置１に送信する。

処理装置１の処理サーバ１Ｃは、携帯端末２から３次元モデル送信要求を受け取ると、この３次元モデル送信要求に付加されている確認対象識別情報を基に該当する３次元モデルをデータベースサーバ１Ｂから読み出す。そして、処理サーバ１Ｃは、この３次元モデルを携帯端末２に送信する。

携帯端末２の処理部２Ｂは、処理装置１から３次元モデルを受信すると、この３次元モデルを記憶部２Ｃに保存する。同時に、処理部２Ｂは、表示部２Ｄを制御して、３次元モデルの受信終了を表示した後、カメラ部２Ｇによる配筋確認対象が撮影可能であることを表示する。

配筋確認対象が壁であると、処理部２Ｂは、計測指示を計測部２ＨとＧＰＳ受信部２Ｆとに送る。この後、処理部２Ｂは、計測部２Ｈから計測情報を受け取り、ＧＰＳ受信部２Ｆから緯度経度を受け取り、かつ、カメラ部２Ｇから撮影画像を受け取ると、撮影画像に対して計測情報と緯度経度とを付加して、撮影画像を記憶部２Ｃに記憶する。

次に、処理部２Ｂは、３次元壁モデルに付加されているモデル化情報から、３次元計測のために設置された３次元レーザスキャナー１２０の設置点の経度緯度、高さ、距離を読み出し、設置点をＸＹＺ座標に変換する。また、処理部２Ｂは、計測情報から、携帯端末２の撮影地点を表す経度緯度、高さ、距離を読み出し、携帯端末２の撮影地点をＸＹＺ座標に変換する。

次に、処理部２Ｂは、撮影画像に付加されている計測情報からカメラ部２Ｇの撮影方向を読み出し、撮影地点でのカメラ部２Ｇの撮影方向を調べる。処理部２Ｂは、計測情報の携帯端末２の高さ、携帯端末２から施工点までの距離、携帯端末２のカメラ部２Ｇの撮影方向から、施工点のＸＹＺ座標を算出する。

次に、処理部２Ｂは、携帯端末２から施工点までの距離と、カメラ部２Ｇの画角とから、施工点を中心にしたカメラ部２Ｇの撮影範囲を算出する。この後、処理部２Ｂは、３次元壁モデルを記憶部２Ｃから読み出す。処理部２Ｂは、４つのＸＹＺ座標で表される撮影範囲に対応する画像を３次元モデルから抽出する。

そして、処理部２Ｂは、先にカメラ部２Ｇで撮影された壁画像に対して、３次元モデルから抽出された鉄筋配置画像の大きさを比較し、鉄筋配置画像の大きさを調整する。処理部２Ｂは、操作部２Ｅに入力された表示形式に従って、かつ、３次元モデルに付加されているモデル化情報から読み出した壁の厚みを加味して、鉄筋位置画像と壁画像を合成する。そして、処理部２Ｂは、生成した合成画像（例えば図８の画像）を表示部２Ｄに表示する。

携帯端末２に表示された合成画像により、鉄筋コンクリート構造物に対して例えば貫通穴を開ける際に、管理担当者はモデル化場所の配筋確認対象である壁における鉄筋の位置を事前に確認する。

一方、配筋確認対象が床であると、処理部２Ｂは、計測指示を計測部２ＨとＧＰＳ受信部２Ｆとに送る。この後、処理部２Ｂは、計測部２Ｈから計測情報を受け取り、ＧＰＳ受信部２Ｆから緯度経度を受け取り、かつ、カメラ部２Ｇから撮影画像を受け取ると、撮影画像に対して計測情報と緯度経度とを付加して、撮影画像を記憶部２Ｃに記憶する。

次に、処理部２Ｂは、３次元床モデルに付加されているモデル化情報から、３次元計測のために設置された３次元レーザスキャナー１２０の設置点の経度緯度、高さ距離を読み出し、設置点をＸＹＺ座標による値に変換する。また、処理部２Ｂは、計測情報から、携帯端末２の撮影地点を表す経度緯度、高さ、距離を読み出し、携帯端末２の撮影地点をＸＹＺ座標による値に変換する。

次に、処理部２Ｂは、撮影画像に付加されている計測情報からカメラ部２Ｇの撮影方向を読み出し、撮影地点での携帯端末２の撮影方向の垂直角を調べる。処理部２Ｂは、携帯端末２の撮影地点のＸＹＺ座標と、計測情報の携帯端末２の高さ、携帯端末２から施工点までの距離およびカメラ部２Ｇの撮影方向の垂直角とから、施工点のＸＹＺ座標を算出する。

次に、処理部２Ｂは、携帯端末２から施工点までの距離と、携帯端末２のカメラ部２Ｇの画角とから、施工点を中心にしたカメラ部２Ｇの撮影範囲を算出する。さらに、処理部２Ｂは、３次元モデルに付加されているモデル化情報から基準方向を読み出す。そして、カメラ部２Ｇの撮影方向の水平角が基準方向と同じでなければ、カメラ部２Ｇの撮影方向の水平角と基準方向との差の角（振れ角）を算出する。この後、処理部２Ｂは、振れ角に応じて撮影範囲のＸＹＺ座標を修正し、修正後のＸＹＺ座標で表される撮影範囲に対応する画像を３次元モデルから抽出する。

そして、処理部２Ｂは、先にカメラ部２Ｇで撮影された床画像に対して、３次元モデルから抽出された鉄筋配置画像の大きさを比較し、鉄筋配置画像の大きさを調整する。処理部２Ｂは、操作部２Ｅに入力された表示形式に従って、かつ、３次元モデルに付加されているモデル化情報から読み出した床の厚みを加味して、鉄筋位置画像と床画像を合成する。そして、処理部２Ｂは、生成した合成画像を表示部２Ｄに表示する。

携帯端末２に表示された合成画像により、鉄筋コンクリート構造物に対して例えば貫通穴を開ける際に、管理担当者はモデル化場所の配筋確認対象である床における鉄筋の位置を事前に確認する。

こうして、この実施の形態によれば、次の効果を達成することができる。従来では、配筋情報取得のため、その都度鉄筋探査を実施していたが、この実施の形態によれば、携帯端末２により確認したい場所の配筋情報が常時確認できる。これにより、鉄筋探査の省略可等業務の効率化や予期せぬ鉄筋の切断や損傷のリスク回避を図ることができる。

また、この実施の形態によれば、長期視点では、鉄筋調査取止めによるコスト低減が期待できる。さらに、この実施の形態によれば、施工誤差を踏まえた配筋情報が設計時に取得できることから、現場の実態にあった設計ができる。このため、事前に正確な原子力発電所の安全性評価ができること、および工事実施時においての手戻りの発生をなくすことができる。

さらに、この実施の形態によれば、壁や床などの鉄筋コンクリート構造物に穴等を設けるための施工を行う際に、この鉄筋コンクリート構造物の鉄筋の正確な位置を、携帯端末２で撮影するだけで、容易に確認可能にする。

（実施の形態２）
この実施の形態では、処理装置１の処理サーバ１Ｃを次のようにしている。なお、この実施の形態では、先に説明した実施の形態１と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。

実施の形態１では、携帯端末２の処理部２Ｂが配筋確認処理を行った。これに対して、この実施の形態では、処理装置１の処理サーバ１Ｃが配筋確認処理を行う。

つまり、携帯端末２は３次元モデル送信要求の代わりに、合成画像を送るように要求するための合成画像送信要求を処理装置１に送信する。このとき、携帯端末２は、カメラ部２Ｇによる撮影画像を合成画像送信要求に付加する。これにより、処理装置１の処理サーバ１Ｃは配筋確認処理を行い、壁や床などのための合成画像を携帯端末２に送信する。携帯端末２は、合成画像を受信すると、表示部２Ｄを制御してこの合成画像を表示する。

この実施の形態によれば、携帯端末２の処理部２Ｂは配筋確認処理を行わなくても済むので、処理部２Ｂの負担を軽減することができる。

（実施の形態３）
この実施の形態では、携帯端末２の処理部２Ｂは、次のようにしている。なお、この実施の形態では、先に説明した実施の形態１と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。

実施の形態１では、処理装置１の処理サーバ１Ｃがすべての３次元モデルを保存していた。これに対して、この実施の形態では、例えば管理担当者が管理する建物など鉄筋コンクリート構造物の３次元モデルを、携帯端末２の記憶部２Ｃがあらかじめ保存している。

そして、処理部２Ｂは、配筋確認処理を開始すると、３次元モデル送信要求を処理装置１に送信する代わりに、記憶部２Ｃから必要とする３次元モデルを読み出す。この後、処理部２Ｂは、この３次元モデルを用いて配筋確認処理を行う。

この実施の形態によれば、必要とする３次元モデルをあらかじめ携帯端末２に保存してあるので、通信網ＮＷを利用した通信ができない環境でも、鉄筋の配置を確認することを可能にする。

１ 処理装置
１Ａ 通信部
１Ｂ データベースサーバ
１Ｃ 処理サーバ
１Ｄ管理端末
２ 携帯端末
２Ａ 通信部
２Ｂ 処理部
２Ｃ 記憶部
２Ｄ 表示部
２Ｅ 操作部
２Ｆ ＧＰＳ受信部
２Ｇ カメラ部
２Ｈ 計測部

Claims (4)

1. ３次元レーザスキャナーで生成されると共に鉄筋の配置を表す３次元モデルを記憶する記憶手段を備える第１の装置と、
   前記鉄筋を用いて造られた鉄筋コンクリート構造物を撮影して撮影画像を得ると、前記３次元モデルを前記第１の装置の記憶手段から読み出し、前記鉄筋コンクリート構造物に対応すると共に前記鉄筋の配置を表す鉄筋配置画像を前記３次元モデルから抽出し、前記撮影画像と前記鉄筋配置画像とを合成して合成画像を生成し、この合成画像を表示する携帯端末と、
   を備えることを特徴とする鉄筋位置確認システム。
2. ３次元レーザスキャナーで生成されると共に鉄筋の配置を表す３次元モデルを記憶する記憶手段を備える第１の装置と、
   前記鉄筋を用いて造られた鉄筋コンクリート構造物を撮影すると、撮影した画像を撮影画像として前記第１の装置に送り、この後、前記第１の装置から合成画像を受け取ると、この合成画像を表示する携帯端末と、
   を備え、
   前記第１の装置は、前記携帯端末から前記撮影画像受け取ると前記３次元モデルを前記第１の装置の記憶手段から読み出し、前記鉄筋コンクリート構造物に対応すると共に前記鉄筋の配置を表す鉄筋配置画像を前記３次元モデルから抽出し、前記撮影画像と前記鉄筋配置画像とを合成して合成画像を前記携帯端末に送る処理手段、
   を備えることを特徴とする鉄筋位置確認システム。
3. 前記第１の装置と前記携帯端末とは通信網を介在して互いに通信可能に接続されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の鉄筋位置確認システム。
4. ３次元レーザスキャナーで生成されると共に鉄筋の配置を表す３次元モデルを記憶し、前記鉄筋を用いて造られた鉄筋コンクリート構造物を撮影して撮影画像を得ると、前記３次元モデルを読み出し、前記鉄筋コンクリート構造物に対応すると共に前記鉄筋の配置を表す鉄筋配置画像を前記３次元モデルから抽出し、前記撮影画像と前記鉄筋配置画像とを合成して合成画像を生成し、この合成画像を表示する携帯端末、
   を備えることを特徴とする鉄筋位置確認システム。

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