JP2020033771A - Spray surface state monitoring method and spray surface state monitoring device - Google Patents
Spray surface state monitoring method and spray surface state monitoring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020033771A JP2020033771A JP2018161588A JP2018161588A JP2020033771A JP 2020033771 A JP2020033771 A JP 2020033771A JP 2018161588 A JP2018161588 A JP 2018161588A JP 2018161588 A JP2018161588 A JP 2018161588A JP 2020033771 A JP2020033771 A JP 2020033771A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spraying
- point group
- group data
- color information
- spray
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
Description
本発明は、吹付けコンクリートを吹き付けた後でも、吹付けコンクリートによって隠れた吹付け面の状態をリアルタイムで視認できる吹付け面状態監視方法及び吹付け面状態監視装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a spraying surface state monitoring method and a spraying surface state monitoring device capable of visually recognizing a state of a spraying surface hidden by the spraying concrete in real time even after spraying the spraying concrete.
山岳トンネルでは、地山の掘削を行う際、切羽の肌落ちが生じることがある。肌落ち災害は、一旦発生すると重篤な災害となりやすいことが明らかになっている。この切羽の肌落ちの対策として、掘削ズリの搬出直後に、切羽に吹付けコンクリートを吹き付ける鏡吹付けという作業を行う場合がある。 In mountain tunnels, when excavating the ground, the skin may fall off. It has been clarified that skin fall disasters are likely to be serious disasters once they occur. As a countermeasure against the surface fall of the face, there is a case where immediately after the excavation debris is carried out, a work of mirror spraying in which the face is sprayed with concrete.
この鏡吹付けは、切羽の緩みを抑えること、切羽の変形に伴い新たに発生した亀裂や切羽の変状を視認しやすくなること、膨張性地山の場合、地山と坑内の空気または水分との接触を妨げ、地山の膨張を防ぐこと、などの効果を有する。 This mirror spraying reduces the loosening of the face, makes it easier to see cracks and deformation of the face that are newly generated due to the deformation of the face, and in the case of expansive ground, the air or moisture in the ground and the mine Has the effect of preventing contact with the ground and preventing expansion of the ground.
一方、鏡吹付けでは、吹付けコンクリートで地山が隠れてしまい、切羽の地質の状態を確認することができなくなり、鏡吹付け後の作業、例えば鋼製支保工の建込み、二次吹付け、ロックボルトの施工等で、どの部分が脆弱で肌落ちしやすいかという情報を確認しにくくなり、作業員が誤って肌落ちしやすい個所に立ち入る可能性があり、肌落ち災害に巻き込まれる可能性がある。また、ひび割れが複数生じた場合、生じた箇所と生じたタイミングの把握は目視では困難であり、作業員が誤って肌落ちしやすい個所に立ち入る可能性があり、肌落ち災害に巻き込まれる可能性がある。 On the other hand, in the case of mirror spraying, the ground is hidden by shotcrete, and it is no longer possible to check the geological condition of the face, so work after mirror spraying, e.g. It is difficult to confirm information about which parts are fragile and easy to fall off when installing bolts, installing rock bolts, etc., and workers may accidentally enter places where skin is easy to fall off and get caught in a skin fall disaster there is a possibility. In addition, when multiple cracks occur, it is difficult to visually grasp the locations where the cracks occurred and the timing at which the cracks occurred, and there is a possibility that the worker may accidentally enter a place where the skin may easily fall off and may be involved in a skin fall disaster There is.
なお、特許文献1には、3Dスキャナを用いてトンネルの形状を計測し、演算装置を用いて計測結果から掘削の必要性の判定を行い、掘削の必要な箇所と不要な箇所の色とが異なる画像を生成し、プロジェクタを用いてその画像を照射し、掘削の必要な箇所の指示を行う方法が記載されている。
According to
また、非特許文献1には、3Dスキャナとカメラとが一体型となった機器が記載されており、3Dスキャナの計測結果である点群データとカメラで撮像した画像データとを組み合わせて、点群に色情報を付与することが可能である。
Non-Patent
したがって、地山等に吹付けコンクリートを吹き付けた後でも、吹付けコンクリートによって隠れた地山等の吹付け面の状態をリアルタイムで視認できることが要望されている。 Therefore, even after spraying the ground concrete or the like, it is desired that the state of the shot surface such as the ground hidden by the shot concrete can be visually recognized in real time.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、吹付けコンクリートを吹き付けた後でも、吹付けコンクリートによって隠れた吹付け面の状態をリアルタイムで視認できる吹付け面状態監視方法及び吹付け面状態監視装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and even after spraying a sprayed concrete, a sprayed surface state monitoring method and a sprayed surface state in which the state of the sprayed surface hidden by the sprayed concrete can be visually recognized in real time. It is an object to provide a state monitoring device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる吹付け面状態監視方法は、吹付けコンクリートが吹き付けられる計測対象面を含む領域のカラー画像を取得するカラー画像取得工程と、前記計測対象面を含む領域をスキャンして得られた吹付け前点群データを取得する吹付け前点群データ取得工程と、前記計測対象面に前記吹付けコンクリートが吹き付けられた吹付け面を含む領域をスキャンして得られた吹付け後の点群データである吹付け後点群データを取得する吹付け後点群データ取得工程と、前記吹付け前点群データ及び前記吹付け後点群データのうち、前記吹付け面の点群データを抽出する抽出工程と、抽出された前記吹付け前点群データと前記吹付け後点群データとを対応付け、抽出された前記吹付け後点群データに対し、対応する前記吹付け前点群データの位置に対応する前記カラー画像の色情報を付与し、色情報が付与された吹付け後点群データの画像を生成する画像生成工程と、前記色情報が付与された吹付け後点群データの画像を前記吹付け面に投影する画像投影工程と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a sprayed surface state monitoring method according to the present invention includes a color image acquisition step of acquiring a color image of an area including a measurement target surface on which shotcrete is sprayed, A pre-spray point cloud data acquisition step of acquiring a pre-spray point cloud data obtained by scanning an area including the measurement target surface, and a spray surface on which the shot concrete is sprayed on the measurement target surface. A post-spray point group data obtaining step of obtaining post-spray point group data, which is post-spray point group data obtained by scanning a region including the above, and the pre-spray point group data and the post-spray point An extracting step of extracting the point cloud data of the sprayed surface from the group data, and associating the extracted point cloud data before spraying with the point cloud data after spraying, and extracting the extracted point cloud data after the spraying. Point cloud data On the other hand, an image generating step of giving color information of the color image corresponding to the position of the corresponding point group data before spraying, and generating an image of point group data after spraying to which the color information is added, Projecting an image of the point cloud data after spraying to which the information has been added onto the spraying surface.
また、本発明にかかる吹付け面状態監視方法は、上記の発明において、前記吹付けコンクリートが吹き付けられた吹付け面を含む領域の吹付け後カラー画像を取得する吹付け後カラー画像取得工程をさらに含み、前記画像生成工程は、抽出された前記吹付け後点群データの位置に対応する吹付け後カラー画像の色情報が所定範囲の色情報である場合、該吹付け後点群データに対し、前記カラー画像の色情報とは異なる色情報を付与することを特徴とする。 Further, the spray surface condition monitoring method according to the present invention, in the above invention, the post-spray color image obtaining step of obtaining a post-spray color image of an area including the spray surface on which the shot concrete is sprayed. The image generation step further includes, if the color information of the color image after spraying corresponding to the position of the extracted point group data after spraying is color information within a predetermined range, the point group data after spraying. On the other hand, color information different from the color information of the color image is provided.
また、本発明にかかる吹付け面状態監視方法は、上記の発明において、前記吹付け後カラー画像取得工程、前記吹付け後点群データ取得工程、前記抽出工程、前記画像生成工程、及び画像照射工程を繰り返し行い、前記画像生成工程は、新たに、吹付け後カラー画像の色情報が所定範囲の色情報に変化した場合、直前までに生成した色情報をもつ吹付け後点群データに対し、変化した色情報に対応する位置の吹付け後点群データを前記異なる色情報とは異なる色情報に変化した吹付け後点群データを生成することを特徴とする。 Further, the spray surface state monitoring method according to the present invention is the above-mentioned invention, wherein the after-spray color image obtaining step, the after-spray point group data obtaining step, the extracting step, the image generating step, and the image irradiation. Repeating the process, the image generation step, if the color information of the color image after spraying changes to a predetermined range of color information, the post-spray point group data having the color information generated until immediately before And generating point group data after spraying in which the point group data after spraying at a position corresponding to the changed color information is changed to color information different from the different color information.
また、本発明にかかる吹付け面状態監視方法は、上記の発明において、前記画像生成工程は、抽出された吹付け後点群データを、複数の吹付け後点群データを含む複数の所定分割領域に分割し、吹付け後カラー画像の色情報が所定範囲の色情報に変化した吹付け後点群データを除き、各吹付け後点群データに付与する各色情報は、各所定分割領域の代表色情報に変換されることを特徴とする。 In the spraying surface state monitoring method according to the present invention, in the above-described invention, the image generating step includes dividing the extracted post-spray point group data into a plurality of predetermined divided points including a plurality of post-spray point group data. Except for the post-spray point group data in which the color information of the post-spray color image is changed to color information in a predetermined range, each color information to be added to each post-spray point group data is It is characterized by being converted into representative color information.
また、本発明にかかる吹付け面状態監視装置は、吹付けコンクリートが吹き付けられる計測対象面を含む領域のカラー画像を取得し、前記計測対象面を含む領域をスキャンして得られた吹付け前点群データを取得するとともに、前記計測対象面に吹付けコンクリートが吹き付けられた吹付け面を含む領域をスキャンして得られた吹付け後の点群データである吹付け後点群データを取得するカメラ一体型3Dスキャナと、前記吹付け前点群データ及び前記吹付け後点群データのうち、前記吹付け面の点群データを抽出し、抽出された前記吹付け前点群データと前記吹付け後点群データとを対応付け、抽出された前記吹付け後点群データに対し、対応する前記点群データの位置に対応する前記カラー画像の色情報を付与し、色情報が付与された吹付け後点群データの画像を生成する演算装置と、前記カメラ一体型3Dスキャナに固定され、前記色情報が付与された吹付け後点群データの画像を前記吹付け面に投影する照射装置と、を備えたことを特徴とする。 Further, the spraying surface condition monitoring device according to the present invention obtains a color image of an area including the measurement target surface on which the shotcrete is sprayed, and scans the area including the measurement target surface before spraying. Acquiring point cloud data, and acquiring post-sprayed point cloud data, which is point cloud data after spraying obtained by scanning an area including a sprayed surface where sprayed concrete is sprayed on the measurement target surface. A camera-integrated 3D scanner that extracts point group data of the spraying surface from the point group data before spraying and the point group data after spraying, and extracts the extracted point group data before spraying and the point group data The post-spray point group data is associated with the extracted post-spray point group data, and the color information of the color image corresponding to the position of the corresponding point group data is assigned, and the color information is assigned. Tabuki An arithmetic unit for generating an image of the post-cast point cloud data, and an irradiation device fixed to the camera-integrated 3D scanner and projecting the image of the post-spray point cloud data provided with the color information on the spray surface. , Is provided.
また、本発明にかかる吹付け面状態監視装置は、上記の発明において、前記カメラ一体型3Dスキャナは、前記吹付けコンクリートが吹き付けられた吹付け面を含む領域の吹付け後カラー画像を取得し、前記演算装置は、抽出された前記吹付け後点群データの位置に対応する吹付け後カラー画像の色情報が所定範囲の色情報である場合、該吹付け後点群データに対し、前記カラー画像の色情報とは異なる色情報を付与することを特徴とする。 In the spraying surface condition monitoring apparatus according to the present invention, in the above invention, the camera-integrated 3D scanner acquires a post-spray color image of an area including the spraying surface on which the spraying concrete is sprayed. The arithmetic device, when the color information of the color image after spraying corresponding to the position of the extracted point group data after spraying is color information of a predetermined range, It is characterized in that color information different from the color information of the color image is added.
また、本発明にかかる吹付け面状態監視装置は、上記の発明において、前記カメラ一体型3Dスキャナは、前記吹付け後カラー画像の取得、前記吹付け後点群データの取得、前記吹付け前点群データ及び前記吹付け後点群データのうち、前記吹付け面の点群データの抽出を繰り返し行い、前記演算装置は、新たに、吹付け後カラー画像の色情報が所定範囲の色情報に変化した場合、直前までに生成した色情報をもつ吹付け後点群データに対し、変化した色情報に対応する位置の吹付け後点群データを前記異なる色情報とは異なる色情報に変化した吹付け後点群データを生成することを特徴とする。 In the spraying surface state monitoring apparatus according to the present invention, in the above-mentioned invention, the camera-integrated 3D scanner obtains the color image after spraying, obtains the point cloud data after spraying, Of the point cloud data and the post-spray point cloud data, the extraction of the point cloud data of the spray surface is repeatedly performed, and the arithmetic unit newly sets the color information of the color image after spraying to a predetermined range of color information. When the point group data after spraying has color information generated immediately before, the point group data after spraying at the position corresponding to the changed color information changes to color information different from the different color information. It is characterized by generating point cloud data after spraying.
また、本発明にかかる吹付け面状態監視装置は、上記の発明において、前記演算装置は、抽出された吹付け後点群データを、複数の吹付け後点群データを含む複数の所定分割領域に分割し、吹付け後カラー画像の色情報が所定範囲の色情報に変化した吹付け後点群データを除き、各吹付け後点群データに付与する各色情報は、各所定分割領域の代表色情報に変換することを特徴とする。 Further, in the spraying surface state monitoring device according to the present invention, in the above invention, the arithmetic unit may convert the extracted post-spray point group data into a plurality of predetermined divided regions including a plurality of post-spray point group data. Each color information to be added to each point group data after spraying is representative of each predetermined divided area, except for the point group data after spraying in which the color information of the color image after spraying has changed to color information in a predetermined range. It is characterized by conversion into color information.
本発明によれば、吹付けコンクリートを吹き付けた後でも、吹付けコンクリートによって隠れた吹付け面の状態をリアルタイムで視認できる。 According to the present invention, even after the shotcrete is sprayed, the state of the shot surface hidden by the shotcrete can be visually recognized in real time.
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[全体構成と配置]
図1は、本発明の実施の形態である吹付け面状態監視装置1の構成を示す図である。また、図2は、図1に示した吹付け面状態監視装置1を構成する形状計測・照射装置10の詳細構成を示す図である。本実施の形態では、掘削中の山岳トンネル内に吹付け面状態監視装置1を配置する例を挙げて説明する。
[Overall configuration and layout]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a spray surface
図1に示すように、吹付け面状態監視装置1は、三脚14によって支持された形状計測・照射装置10と演算装置15とを有する。形状計測・照射装置10は、カメラ一体型3Dスキャナ11とプロジェクタ12とを有する。カメラ一体型3Dスキャナ11とプロジェクタ12とは、それぞれ演算装置15に電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, the spraying surface
図2に示すように、プロジェクタ12は、保護容器13内に配置され、照射画像の照射方向A2(ξ方向)側に開口部13aが形成されている。保護容器13の上部(ζ方向)には、カメラ一体型3Dスキャナ11が固定配置される。保護容器13の下部には、三脚14を取り付けるねじ穴13bが形成されている。
As shown in FIG. 2, the
カメラ一体型3Dスキャナ11は、全周方向A1にレーザー光を照射してトンネル内の形状対称面である切羽面を含む領域の3次元形状を計測するとともに、撮像方向A3の切羽面のカラー画像を撮像する。演算装置15は、切羽面に吹付けコンクリートが吹き付けられる前の切羽面を含む領域をスキャンして得られた吹付け前点群データ、及び切羽面に吹付けコンクリートが吹き付けられた吹付け面を含む領域をスキャンして得られた吹付け後点群データのうち、吹付け面の点群データを抽出し、抽出された吹付け前点群データと吹付け後点群データとを対応付け、抽出された吹付け後点群データに対し、対応する吹付け前点群データの位置に対応するカラー画像の色情報を付与し、色情報が付与された吹付け後点群データからなる照射画像を生成する。プロジェクタ12は、生成された照射画像を吹付け面に照射する。なお、カメラ一体型3Dスキャナ11は、そのξ、η軸が水平方向に、ζ軸が鉛直方向になるように設置される。
The camera-integrated
図3は、トンネルT内に配置された吹付け面状態監視装置1の配置状況を示す斜視図である。トンネルT内の切羽面Eには、掘削後に地質Aと、地質Aと異なる地質Bとが現れている。トンネルTは、x、y、zの直交座標系であり、x軸及びy軸を水平方向とし、z軸を鉛直方向としている。トンネルT内に配置される吹付け面状態監視装置1は、ξ、η、ζの直交座標系であり、x、y、zの直交座標系とは一致していない。カメラ一体型3Dスキャナ11は、トンネルT内に配置された状態で、トンネルTの切羽面E及びその近傍のトンネル内周面であるスキャン領域をスキャンし、トンネルT内の切羽面Eを含むスキャン領域ESの3次元の形状計測を行い、点群データとして出力する。
FIG. 3 is a perspective view showing an arrangement state of the spraying surface
[吹付け面状態監視処理]
ここで、図4に示したフローチャートを参照して、本発明の実施の形態である吹付け面状態監視処理手順について説明する。図4に示すように、まず、形状計測・照射装置10をトンネルT内に設置する(ステップS101)。この設置は、図3に示すようにカメラ一体型3Dスキャナ11の形状計測範囲及び撮影範囲、並びにプロジェクタ12の照射範囲に切羽面Eを含むように配置される。また、形状計測・照射装置10は、たとえば、水準器などを取り付けておき、η軸、ξ軸が水平方向となるようにすることが好ましい。この設置によって、x、y、zのトンネルT内の直交座標系に対して、ξ軸、η軸がそれぞれ、x軸、y軸に対して所定回転角θ分、ずれたξ、η、ζの直交座標系となる。ζ軸は、z軸と一致したものとなる。
[Blowing surface condition monitoring process]
Here, with reference to the flowchart shown in FIG. 4, a spraying surface state monitoring processing procedure according to an embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 4, first, the shape measurement /
その後、カメラ一体型3Dスキャナ11は、吹付けコンクリートによる吹付け(鏡吹付け)前の地山(切羽面)の撮影及び切羽面と周辺既設部の3次元形状計測を行う(ステップS102)。図5に示すように、切羽面の撮影では、地質Aと地質Bとがそれぞれ色情報をもった吹付け前カラー画像が得られる。また、図5に示すように、形状計測では、切羽面及び周辺既設部に対する吹付け前点群データD1が得られる。
Thereafter, the camera-integrated
その後、演算装置15は、得られた形状計測座標が、ξ、η、ζの直交座標系であるため、トンネルT内座標であるx、y、zの直交座標系に座標変換する(ステップS103)。すなわち、図6に示すように、まず、カメラ一体型3Dスキャナ11による3次元形状計測結果をηζ平面に投影し、η軸方向、ζ軸方向の最大値ηmax、最小値ηmin、最大値ζmax、最小値ζminを求める。そして、最大値ηmax、最小値ηmin、最大値ζmax、最小値ζminをもとに長方形の面積Aηζを求める。同じ処理をζ軸周りに所定回転角θごとに回転させて、面積Aηζが最小となる時、回転角θζを求める。そして、回転角θζを用いてζ軸回りに3次元形状計測結果を回転させる。これによって、y、z軸とη、ζ軸との方向が一致する。
After that, since the obtained shape measurement coordinates are in the rectangular coordinate system of ξ, η, and ζ, the
その後、カメラ一体型3Dスキャナ11は、切羽面Eに対して吹付けコンクリート2が吹き付けられた吹付け面EC及び周辺既設部の撮影と3次元形状計測とを行う(ステップS104)。すなわち、図7に示すように、吹付け面ECを含む吹付け後点群データD2を得る。
After that, the camera-integrated
その後、ステップS102,S104で得られた吹付け前点群データD1及び吹付け後点群データD2のうち、吹付け面EC上の吹付け前点群データD1E及び吹付け後点群データD2Eを抽出する(ステップS105)。 After that, of the pre-spray point group data D1 and the post-spray point group data D2 obtained in steps S102 and S104, the pre-spray point group data D1E and the post-spray point group data D2E on the spray surface EC are changed. It is extracted (step S105).
例えば、次式(1)〜(3)をすべて満たす点群データを、切羽面E上の吹付け前点群データD1及び吹付け面EC上の吹付け後点群データD2であるとする抽出処理を行う。
xmax−ΔD<xi<xmax (1)
yi2+zi2<R2 (2)
zi>H (3)
ただし、xmaxは、得られた点群データのx座標値の最大値であり、ΔDは、トンネルTの支保工の1進行長であり、Rは、トンネル中央Cからトンネル外周部の吹付けコンクリート2の設計面2Cまでの距離であり、Hは、路盤の高さであり、xiは、点群データのx座標値であり、yiは、点群データのy座標値であり、ziは、点群データのz座標値である。
For example, point group data satisfying all of the following expressions (1) to (3) are extracted as point group data before spraying D1 on the face E and point group data D2 after spraying on the spraying surface EC. Perform processing.
xmax-ΔD <xi <xmax (1)
yi 2 + zi 2 <R 2 (2)
zi> H (3)
Here, xmax is the maximum value of the x-coordinate value of the obtained point cloud data, ΔD is one progress length of the support of the tunnel T, and R is the shotcrete from the center C of the tunnel to the outer periphery of the tunnel. 2, the distance to the
これにより、図8に示したすべての吹付け前点群データD1及び吹付け後点群データD2の中から、図9に示すように、切羽面E上の吹付け前点群データD1及び吹付け面EC上の吹付け後点群データD2が抽出されることになる。 As a result, as shown in FIG. 9, the point group data D1 before spraying and the point group data D1 before spraying on the face E are selected from all the point group data D1 before spraying and the point group data D2 after spraying shown in FIG. The point group data D2 after spraying on the attachment surface EC is extracted.
その後、演算装置15は、抽出された切羽面E上の吹付け前点群データD1と吹付け面EC上の吹付け後点群データD2とを比較して対応付け、吹付け面EC上の吹付け後点群データD2に、ステップ102で撮影した切羽面Eの吹付け前カラー画像が示す色情報を付与する(ステップS106)。
Thereafter, the
さらに、抽出された吹付け面ECの吹付け後点群データD2とステップS104で撮像した吹付け後カラー画像とを対応付け、吹付け後カラー画像に所定範囲の色情報がある場合、この色情報に対応した吹付け後点群データD2にひび割れを示す色情報を付与する(ステップS107)。この所定範囲の色情報は、例えば黒色を示す色情報である。また、ひび割れを示す色情報は、切羽面Eの吹付け前カラー画像が示す色情報とは異なる色情報である。 Further, the extracted point group data D2 of the sprayed surface EC after the spraying is associated with the color image after the spraying captured in step S104. Color information indicating a crack is added to the point group data D2 after spraying corresponding to the information (step S107). The color information of the predetermined range is, for example, color information indicating black. Further, the color information indicating the crack is different from the color information indicated by the color image before spraying of the face E.
そして、切羽面Eの色情報及びひび割れを示す色情報が付与された照射画像を生成し(ステップS108)、この照射画像を吹付け面ECに照射し、トンネルT内の作業者は、照射画像が示す切羽面Eの地質と、ひび割れCLなどの変状箇所を視認しながら施工を実施する(ステップS109)。 Then, an irradiation image to which the color information of the face E and the color information indicating the crack are added is generated (Step S108), and this irradiation image is irradiated on the spraying surface EC. The construction is performed while visually confirming the geology of the face E and the deformed portion such as the crack CL (step S109).
これらの色情報の付与及び照射画像の生成は、例えば、図10に示すように、吹付け前点群データD1をグリッドGDで分割し、各グリッド領域GDE内の複数の吹付け前点群データD1の位置に対応する吹付け前カラー画像の複数の色情報のうち、卓越している色情報、例えば平均の色情報を割り当てる。 For example, as shown in FIG. 10, the addition of the color information and the generation of the irradiation image are performed by dividing the pre-spray point group data D1 by the grid GD, and setting a plurality of the pre-spray point group data in each grid area GDE. Out of a plurality of pieces of color information of the color image before spraying corresponding to the position of D1, excellent color information, for example, average color information is assigned.
その後、図11に示すように、吹付け後点群データD2も同じグリッドGDで分割し、各グリッド領域GDE内の吹付け後点群データD2に、割り当てられた色情報を付与する。ただし、吹付け後カラー画像内に所定範囲の色情報を示す場合、この色情報の位置に対応する吹付け後点群データD2´のみ、ひび割れCLを示す色情報を付与する。 Then, as shown in FIG. 11, the post-spray point group data D2 is also divided by the same grid GD, and the assigned color information is added to the post-spray point group data D2 in each grid area GDE. However, when color information within a predetermined range is indicated in the color image after spraying, only the post-spray point group data D2 'corresponding to the position of the color information is provided with color information indicating a crack CL.
そして、これらの色情報が付与された吹付け後点群データD2は、図12に示した照射画像として吹付け面ECに照射される。実際には、各吹付け後点群データD2は、密であるため、図13に示すような照射画像として生成される。図13では、地質Aの切羽面Eに対応する領域EAには、地質Aの色情報が付与され、地質Bの切羽面Eに対応する領域EBには、地質Bの色情報が付与されている。また、吹付け面EC上でひび割れCLに対応する位置の吹付け後点群データD2´には、ひび割れCLを示す色情報が付与される。そして、照射画像が吹付け面ECに照射されると、図14に示すように、実際のひび割れCL上に、ひび割れCLを示す色情報が付与された吹付け後点群データD2´が投影される。 Then, the post-spray point group data D2 to which the color information is added is radiated to the blast surface EC as the irradiation image shown in FIG. Actually, since each of the post-spray point group data D2 is dense, it is generated as an irradiation image as shown in FIG. In FIG. 13, the color information of the geology A is given to the area EA corresponding to the face E of the geology A, and the color information of the geology B is given to the area EB corresponding to the face E of the geology B. I have. Further, color information indicating the crack CL is added to the point group data D2 'after spraying at a position corresponding to the crack CL on the spray surface EC. Then, when the irradiation image is irradiated on the spraying surface EC, as shown in FIG. 14, the post-spray point group data D2 ′ to which the color information indicating the crack CL is added is projected onto the actual crack CL. You.
その後、吹付け面状態監視装置1は、次の掘削の作業までの施工が完了した旨の指示があったか否かを判定する(ステップS110)。次の掘削の作業までの施工が完了した旨の指示がない場合(ステップS110,No)には、さらに、吹付け面ECの吹付け後カラー画像を撮影するとともに、吹付け面ECの形状計測を行う(ステップS111)。さらに、ステップS111で得た吹付け後点群データD2のうち、吹付け面EC上の吹付け後点群データD2を抽出し(ステップS112)、ステップS107に移行し、上述した処理を繰り返す。
After that, the spraying surface
一方、次の掘削の作業までの施工が完了した旨の指示があった場合(ステップS110,Yes)には、本処理を終了する。 On the other hand, when there is an instruction that the construction up to the next excavation work has been completed (Step S110, Yes), this processing is ended.
このステップS111,S112の処理は、新たなひび割れCL´を検出し、このひび割れCL´の位置の吹付け後点群データD2a´にひび割れCL´を示す色情報を付与する。このひび割れCL´を示す色情報は、これまでのひび割れCLを示す色情報とは異なる色上で、照射画像に上書きされる。これにより、ひび割れCL、CL´の進展状態を視認することができる。 The processing of steps S111 and S112 detects a new crack CL 'and adds color information indicating the crack CL' to the point group data D2a 'after spraying at the position of the crack CL'. The color information indicating the crack CL ′ is overwritten on the irradiation image on a color different from the color information indicating the crack CL so far. This makes it possible to visually check the progress of the cracks CL and CL ′.
例えば、ステップS111,S112を介した処理によって色情報が付与された吹付け後点群データD2は、図12に対応する図15に示した照射画像として吹付け面ECに照射される。この照射画像には、新たなひび割れCL´に対応する吹付け後点群データD2a´にひび割れCL´を示す色情報が付与される。この際、新たな吹付け後点群データD2a´に付与される色情報は、既に色情報が付与された吹付け後点群データD2´の色情報とは異なる色情報が付与される。 For example, the post-spray point group data D2 to which color information has been added by the processing through steps S111 and S112 is radiated to the blast surface EC as the irradiation image shown in FIG. 15 corresponding to FIG. This irradiation image is provided with color information indicating the crack CL ′ in the post-spray point group data D2a ′ corresponding to the new crack CL ′. At this time, the color information added to the new point group data D2a ′ after spraying is different from the color information of the point group data D2 ′ after spraying to which the color information has already been added.
実際には、各吹付け後点群データD2は、密であるため、図13に対応する図16に示すような照射画像として生成される。図16に示した照射画像では、図13に示した照射画像に対して、新たに生成された吹付け後点群データD2a´の色情報が上書きされたものとなる。そして、照射画像が吹付け面ECに照射されると、図14に対応する図17に示すように、実際のひび割れCL上に、ひび割れCLを示す色情報が付与された吹付け後点群データD2´が投影され、実際の新たなひび割れCL´上に、ひび割れCL´を示す色情報が付与された吹付け後点群データD2a´が投影される。 In practice, since each of the post-spray point group data D2 is dense, it is generated as an irradiation image as shown in FIG. 16 corresponding to FIG. In the irradiation image shown in FIG. 16, the color information of the newly generated point group data D2a 'after spraying is overwritten on the irradiation image shown in FIG. Then, when the irradiation image is irradiated on the spraying surface EC, as shown in FIG. 17 corresponding to FIG. 14, the post-spray point group data in which color information indicating the crack CL is added on the actual crack CL D2 'is projected, and the point group data D2a' after spraying, to which color information indicating the crack CL 'is added, is projected on the actual new crack CL'.
このようなステップS111,S112の処理は、次の掘削の作業までの施工が完了した旨の指示があるまで繰り返し行われる。 The processing of steps S111 and S112 is repeatedly performed until there is an instruction that the construction up to the next excavation work is completed.
なお、上述した実施の形態に示した吹付け面状態監視装置1では、三脚14を用いて形状計測・照射装置10をトンネルT内に配置していたが、これに限らず、図18に示すように、三脚14に替えてフレキシブル取付具40を用い、図19に示すように、坑壁の鋼製支保工50に取り付ける吹付け面状態監視装置101であってもよい。
In the spraying surface
図18及び図19に示すように、吹付け面状態監視装置101のフレキシブル取付具40は、4本のフレキシブルアーム41の一端がクランプ42によって保護容器13の四隅に取り付けられ、他端に磁石43が取り付けられている。したがって、フレキシブルアーム41を折り曲げ、磁石43を介して鋼製支保工50に取り付けることができる。この取付の際、水準器などを用いてξη平面が水平方向となるように設置することが好ましい。
As shown in FIGS. 18 and 19, the
なお、上記の実施の形態では、切羽面に吹付けコンクリートが吹き付けられた場合について説明したが、これに限らず、例えば、計測対象面を法面とし、法面に吹付けコンクリートを吹き付ける施工にも適用することができる。また、上記の実施の形態では、吹付け面のひび割れの変状を視認できるようにしていたが、これに限らず、湧水の発生箇所の変状を視認できるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the case where sprayed concrete is sprayed on the face face has been described.However, the invention is not limited to this. Can also be applied. Further, in the above-described embodiment, the deformation of the crack on the sprayed surface is made visible. However, the present invention is not limited to this, and the deformation of the location where the spring water is generated may be made visible.
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。 As described above, the embodiment to which the invention made by the present inventors is applied has been described. However, the present invention is not limited by the description and the drawings that constitute a part of the disclosure of the present invention according to the present embodiment. That is, other embodiments, examples, operation techniques, and the like performed by those skilled in the art based on this embodiment are all included in the scope of the present invention.
1,101 吹付け面状態監視装置
2 吹付けコンクリート
2C 設計面
10 形状計測・照射装置
11 カメラ一体型3Dスキャナ
12 プロジェクタ
13 保護容器
13a 開口部
13b ねじ穴
14 三脚
15 演算装置
40 フレキシブル取付具
41 フレキシブルアーム
42 クランプ
43 磁石
50 鋼製支保工
A,B 地質
A1 全周方向
A2 照射方向
A3 撮像方向
C トンネル中央
CL,CL´ ひび割れ
D1,D1E 吹付け前点群データ
D2,D2´,D2a´,D2E 吹付け後点群データ
E 切羽面
EA,EB 領域
EC 吹付け面
GD グリッド
GDE グリッド領域
T トンネル
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記計測対象面を含む領域をスキャンして得られた吹付け前点群データを取得する吹付け前点群データ取得工程と、
前記計測対象面に前記吹付けコンクリートが吹き付けられた吹付け面を含む領域をスキャンして得られた吹付け後の点群データである吹付け後点群データを取得する吹付け後点群データ取得工程と、
前記吹付け前点群データ及び前記吹付け後点群データのうち、前記吹付け面の点群データを抽出する抽出工程と、
抽出された前記吹付け前点群データと前記吹付け後点群データとを対応付け、抽出された前記吹付け後点群データに対し、対応する前記吹付け前点群データの位置に対応する前記カラー画像の色情報を付与し、色情報が付与された吹付け後点群データの画像を生成する画像生成工程と、
前記色情報が付与された吹付け後点群データの画像を前記吹付け面に投影する画像投影工程と、
を含むことを特徴とする吹付け面状態監視方法。 A color image acquisition step of acquiring a color image of an area including the measurement target surface on which the shotcrete is sprayed,
A pre-spray point group data acquisition step of acquiring pre-spray point group data obtained by scanning an area including the measurement target surface,
Post-sprayed point cloud data to obtain post-sprayed point cloud data, which is point cloud data after spraying obtained by scanning an area including the sprayed surface where the shotcrete is sprayed on the measurement target surface The acquisition process,
An extraction step of extracting the point cloud data of the spray surface from among the point cloud data before spraying and the point cloud data after spraying,
The extracted point group data before spraying is associated with the point group data after spraying, and the extracted point group data after spraying corresponds to the position of the corresponding point group data before spraying. An image generating step of providing the color information of the color image and generating an image of the point group data after spraying to which the color information is provided,
An image projection step of projecting an image of the point group data after spraying to which the color information has been imparted, on the spraying surface;
A spraying surface condition monitoring method comprising:
前記画像生成工程は、抽出された前記吹付け後点群データの位置に対応する吹付け後カラー画像の色情報が所定範囲の色情報である場合、該吹付け後点群データに対し、前記カラー画像の色情報とは異なる色情報を付与することを特徴とする請求項1に記載の吹付け面状態監視方法。 The method further includes a post-spray color image obtaining step of obtaining a post-spray color image of an area including a spray surface on which the shot concrete is sprayed,
The image generating step, when the color information of the color image after spraying corresponding to the position of the extracted point group data after spraying is color information of a predetermined range, for the point group data after spraying, 2. The spray surface state monitoring method according to claim 1, wherein color information different from color information of the color image is added.
前記画像生成工程は、新たに、吹付け後カラー画像の色情報が所定範囲の色情報に変化した場合、直前までに生成した色情報をもつ吹付け後点群データに対し、変化した色情報に対応する位置の吹付け後点群データを前記異なる色情報とは異なる色情報に変化した吹付け後点群データを生成することを特徴とする請求項2に記載の吹付け面状態監視方法。 Repeating the after spraying color image acquisition step, the after-spray point group data acquisition step, the extraction step, the image generation step, and the image irradiation step,
When the color information of the color image after the spraying is newly changed to the color information in the predetermined range, the changed color information is added to the post-spray point group data having the color information generated immediately before. 3. The method of monitoring a sprayed surface state according to claim 2, wherein after spraying, the point cloud data at the position corresponding to (b) is changed to color information different from the different color information. .
前記吹付け前点群データ及び前記吹付け後点群データのうち、前記吹付け面の点群データを抽出し、抽出された前記吹付け前点群データと前記吹付け後点群データとを対応付け、抽出された前記吹付け後点群データに対し、対応する前記点群データの位置に対応する前記カラー画像の色情報を付与し、色情報が付与された吹付け後点群データの画像を生成する演算装置と、
前記カメラ一体型3Dスキャナに固定され、前記色情報が付与された吹付け後点群データの画像を前記吹付け面に投影する照射装置と、
を備えたことを特徴とする吹付け面状態監視装置。 A color image of an area including the measurement target surface on which the shotcrete is sprayed is obtained, and pre-spray point group data obtained by scanning the area including the measurement target surface is obtained. A camera-integrated 3D scanner that obtains post-sprayed point cloud data, which is point cloud data after spraying, obtained by scanning an area including a sprayed surface on which the applied concrete is sprayed;
Of the point group data before spraying and the point group data after spraying, the point group data of the spray surface is extracted, and the extracted point group data before spraying and the point group data after spraying are extracted. The color information of the color image corresponding to the position of the corresponding point cloud data is assigned to the extracted point cloud data after spraying, An arithmetic unit for generating an image,
An irradiation device that is fixed to the camera-integrated 3D scanner and projects an image of the point group data after spraying to which the color information is added, on the spray surface;
A spray surface condition monitoring device comprising:
前記演算装置は、抽出された前記吹付け後点群データの位置に対応する吹付け後カラー画像の色情報が所定範囲の色情報である場合、該吹付け後点群データに対し、前記カラー画像の色情報とは異なる色情報を付与することを特徴とする請求項5に記載の吹付け面状態監視装置。 The camera-integrated 3D scanner acquires a post-spray color image of an area including a sprayed surface on which the shotcrete is sprayed,
When the color information of the color image after spraying corresponding to the position of the extracted point group data after spraying is color information within a predetermined range, the arithmetic unit performs the color conversion on the point group data after spraying. The spray surface state monitoring device according to claim 5, wherein color information different from color information of the image is added.
前記演算装置は、新たに、吹付け後カラー画像の色情報が所定範囲の色情報に変化した場合、直前までに生成した色情報をもつ吹付け後点群データに対し、変化した色情報に対応する位置の吹付け後点群データを前記異なる色情報とは異なる色情報に変化した吹付け後点群データを生成することを特徴とする請求項6に記載の吹付け面状態監視装置。 The camera-integrated 3D scanner obtains the color image after spraying, obtains the post-spray point group data, and obtains the pre-spray point group data and the post-spray point group data. Repeat the extraction of point cloud data,
When the color information of the color image after the spraying is changed to the color information in the predetermined range, the arithmetic unit newly applies the changed color information to the post-spray point group data having the color information generated immediately before. The spraying surface state monitoring apparatus according to claim 6, wherein the sprayed point group data in which the sprayed point group data at the corresponding position is changed to color information different from the different color information is generated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018161588A JP7061945B2 (en) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | Spraying surface condition monitoring method and spraying surface condition monitoring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018161588A JP7061945B2 (en) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | Spraying surface condition monitoring method and spraying surface condition monitoring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020033771A true JP2020033771A (en) | 2020-03-05 |
JP7061945B2 JP7061945B2 (en) | 2022-05-02 |
Family
ID=69667326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018161588A Active JP7061945B2 (en) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | Spraying surface condition monitoring method and spraying surface condition monitoring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7061945B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113487721A (en) * | 2021-06-18 | 2021-10-08 | 浙江大学 | Automatic prefabricated part identification method based on three-dimensional point cloud |
CN115837705A (en) * | 2022-12-27 | 2023-03-24 | 佛山市顺德区新广利混凝土有限公司 | Concrete spraying and curing device for constructional engineering and control method |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003013699A (en) * | 2001-07-03 | 2003-01-15 | Penta Ocean Constr Co Ltd | Method and apparatus for controlling spraying of concrete |
JP2005077385A (en) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Image correlation method, survey method and measuring system using them |
JP2010217018A (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Sooki:Kk | System for execution support of tunnel excavation using three-dimensional laser scanner |
JP2012184568A (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Kajima Corp | Tunnel construction information projection method |
JP2017048646A (en) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | 前田建設工業株式会社 | Construction management device and construction management method of tunnel working face |
JP2017058312A (en) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 清水建設株式会社 | Measurement system, measurement processor and measurement method |
JP2018017640A (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 株式会社大林組 | Working face monitoring system |
JP2018150720A (en) * | 2017-03-13 | 2018-09-27 | 大成建設株式会社 | Method and system for displaying information of working face, and tunnel construction method by using these |
-
2018
- 2018-08-30 JP JP2018161588A patent/JP7061945B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003013699A (en) * | 2001-07-03 | 2003-01-15 | Penta Ocean Constr Co Ltd | Method and apparatus for controlling spraying of concrete |
JP2005077385A (en) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Image correlation method, survey method and measuring system using them |
JP2010217018A (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Sooki:Kk | System for execution support of tunnel excavation using three-dimensional laser scanner |
JP2012184568A (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Kajima Corp | Tunnel construction information projection method |
JP2017048646A (en) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | 前田建設工業株式会社 | Construction management device and construction management method of tunnel working face |
JP2017058312A (en) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 清水建設株式会社 | Measurement system, measurement processor and measurement method |
JP2018017640A (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 株式会社大林組 | Working face monitoring system |
JP2018150720A (en) * | 2017-03-13 | 2018-09-27 | 大成建設株式会社 | Method and system for displaying information of working face, and tunnel construction method by using these |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113487721A (en) * | 2021-06-18 | 2021-10-08 | 浙江大学 | Automatic prefabricated part identification method based on three-dimensional point cloud |
CN113487721B (en) * | 2021-06-18 | 2023-08-22 | 浙江大学 | Automatic prefabricated part identification method based on three-dimensional point cloud |
CN115837705A (en) * | 2022-12-27 | 2023-03-24 | 佛山市顺德区新广利混凝土有限公司 | Concrete spraying and curing device for constructional engineering and control method |
CN115837705B (en) * | 2022-12-27 | 2024-04-30 | 佛山市顺德区新广利混凝土有限公司 | Concrete spraying maintenance device for constructional engineering and control method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7061945B2 (en) | 2022-05-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6884016B2 (en) | Tunnel excavation management processing method and tunnel excavation management processing equipment | |
JP6184237B2 (en) | Three-dimensional data processing apparatus, processing method thereof, and processing program thereof | |
CN108759669B (en) | Indoor self-positioning three-dimensional scanning method and system | |
US20160066086A1 (en) | Method and arrangement for detecting acoustic and optical information as well as a corresponding computer program and a corresponding computer-readable storage medium | |
KR102029895B1 (en) | Method for Generating 3D Structure Model Mapped with Damage Information, and Media Being Recorded with Program Executing the Method | |
JP6671852B2 (en) | Information setting system and simulation system | |
JP2002328022A (en) | System for measuring topographical form and guidance system | |
KR101897434B1 (en) | Apparatus and method for checking construction state | |
JP7061945B2 (en) | Spraying surface condition monitoring method and spraying surface condition monitoring device | |
JP2019066242A (en) | Pile head analysis system, pile head analysis method, and pile head analysis program | |
JP2010044050A (en) | Method of recognizing posture of laser radar and laser radar | |
CN110533649B (en) | Unmanned aerial vehicle general structure crack identification and detection device and method | |
JP6201252B1 (en) | Position measuring apparatus and position measuring method | |
JP4852006B2 (en) | Spatial information database generation device and spatial information database generation program | |
KR101923314B1 (en) | Unmanned air wehicle for tunnel structure investigation, and system using the same | |
JP5686878B2 (en) | Apparatus, method, program and recording medium for specifying tail clearance | |
JP7276504B2 (en) | Measurement device, information processing device, and data identification method | |
JP7089993B2 (en) | Backing reinforcement reinforcement construction support method and lining reinforcement reinforcement construction support device | |
JP2018048509A (en) | Management method and management device for tunnel excavation | |
Dupont et al. | An improved calibration technique for coupled single-row telemeter and ccd camera | |
JP2980194B2 (en) | Method and apparatus for measuring reinforcing bar position and posture | |
WO2022126339A1 (en) | Method for monitoring deformation of civil structure, and related device | |
JP6751930B1 (en) | Displacement measuring device and displacement measuring method | |
JPH02193006A (en) | Measurement of section for internal hollow | |
JP5378328B2 (en) | Shape measurement method using laser scanner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210625 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220323 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220419 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7061945 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |