JP2627702B2 - 構造物等の三次元的な位置決め及び形状測定方法 - Google Patents

構造物等の三次元的な位置決め及び形状測定方法

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JP2627702B2 JP4119543A JP11954392A JP2627702B2 JP 2627702 B2 JP2627702 B2 JP 2627702B2 JP 4119543 A JP4119543 A JP 4119543A JP 11954392 A JP11954392 A JP 11954392A JP 2627702 B2 JP2627702 B2 JP 2627702B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、構造物等の測点の位置
を測定した後、設計図面等に記載された位置との比較を
行い、その測点をどの方向にどれだけ移動させれば設計
位置に移動できるかを、現地で知らせることができる構
造物等の三次元的な位置決めおよび形状測定の方法であ
る。
【0002】
【従来の技術】建設現場では、コンクリート型枠の設
置、鋼製アーチ支保工の設置、丁張り(土工遣方)の設
置、杭位置の墨出しなどで位置決めや位置の確認が必要
となる場合が多い。
【0003】従来、構造物の位置出しには、地理上に設
置された基準点について、各点の絶対値、または相対的
な平面位置について計測する基準点測量を適用してい
る。この基準点測量には、基準点(測点)の位置を定め
るため、測点間を直線で結びそれを測線とし、この測線
の長さと測線相互のなす角度を測ることにより測点の位
置を算出するトラバース測量や、各三角形の内角がすべ
て既知であれば、一本の辺のみを計測することによりす
べての辺が計算できるという三角形の特質を利用して、
大規模な範囲に配置された数多くの測点位置を精密に測
量する三角測量が用いられる。
【0004】そして、基準点測量を行うためには、巻尺
類による測量、スタジア測量による距離測量と、トラン
シット等による角測量、レベルによる水準測量を行う必
要がある。
【0005】最近では、トータルステーションも使われ
ているが、これは光波を用いて測量しているだけであ
り、基本的な測量方法は前記と同様である。
【0006】さらに、いずれの場合も、測点の座標値を
求めるには、後処理として、手計算ないしは電卓により
煩雑な座標値の計算が必要である。また、従来の測量の
考え方は、構造物の構築位置あるいは設置位置を測量で
出してから、その位置に構造物の構築あるいは設置を行
うものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】現場において構造物等
の形状を認識するには、多数点の座標値を組合せること
が必要である。従来の方法では、測量に時間がかかると
ともに、距離、角度の情報から測点の座標値の計算をす
るために煩雑な計算が必要であることから多数点の測量
は困難である。さらに、作業工程が測量と構造物の設置
の2工程となり作業が煩雑かつ時間がかかる。
【0008】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、測量時間の省力化が図れ、測点の座標値の計算も簡
単で、測量値と設計値との差異および任意の座標軸にあ
った移動方向、移動量を表示することができるのみなら
ず、かつ、それを現地でリアルタイムに知ることがで
き、設置された構造物の形状が認識できる構造物等の三
次元的な位置決め及び形状測定方法を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、構造物に配設される測点となる反射シート
と、任意の位置に配置し、この反射シートの位置を三次
元座標値が計測可能な高精度電子測距・測角儀と、この
高精度電子測距・測角儀に接続するノート型コンピュー
タとを使用し、ノート型コンピュータには、構造物等の
形状データの入力として、構造物等の形状を登録してお
き、また、構造物等の位置データの入力として、構造物
の構築または設置位置を登録しておき、さらに、現地の
一連の基準点の座標値を基準点データファイルとして登
録し、予め反射シートを配置した構造物を設置場所に取
付けたのち、反射シートの位置を高精度電子測距・測角
儀で計測し、該高精度電子測距・測角儀からのデータを
取り込み、プログラミングにより、計測時座標系から任
意の座標系への変換を行う座標変換機能、測定位置と構
造物との整合性識別機能、現在位置と設計位置との差異
を計算してノート型コンピュータで構造物の現在位置を
表示するとともに、設計位置も合わせて表示し、現在位
置と設計位置の差異及び任意の座標軸に沿った移動方
向、移動量についてもリアルタイムに表示すること、さ
らに、このノート型コンピュータを事務所内に携帯して
事務所内に設置したプリンタ、プロッタ等の出力装置に
直接、あるいは据え置きされたコンピュータを経由して
接続し、設置完了した位置を設計位置とともにアウトプ
ットすることを要旨とするものである。
【0010】
【作用】請求項1記載の本発明によれば、距離測量と角
測量を同時に測量できることから測量時間の省力化が図
れる。また、距離、角度の情報から測点の座標値の計算
をするため、煩雑な計算の省力化が可能となる。さら
に、多数点の測量および座標値の計算に時間がかからな
くなるので、多数点の組み合わせで構造物等の形状の認
識ができる。
【0011】また、測量値と設計値との差異および任意
の座標軸に沿った移動方向、移動量を表示すること、か
つ、それを現地でリアルタイムに行うことが可能とな
る。
【0012】請求項2項記載の本発明によれば、前記作
用に加えて、事務所内に設置したコンピュータ等の出力
装置に接続して設置完了した位置を、設計位置とともに
アウトプットすることができる。
【0013】
【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図1、図2は本発明の構造物等の三次元的な
位置決め及び形状測定方法の1実施例を示す説明図で、
パネル(外壁)の設置位置の位置決めに本発明を活用す
る場合である。
【0014】本発明は図1に示す計測部と、図2に示す
データ処理システム部とからなるが、先にこの計測部に
ついて説明する。計測部は反射シートによる反射シート
1で構成する測点部と、この測点部としての三次元座標
値が計測可能な高精度電子測距・測角儀2と、データ集
積・計算部としてのノート型コンピュータによる。
【0015】前記反射シート1は、道路交通標識に使用
されている材料を利用でき、この反射シート1はパネル
(外壁)4に設置され、高精度電子測距・測角儀2の該
反射シート1による測点は任意の位置に配置される。
【0016】高精度電子測距・測角儀2には市販のもの
を使用でき、(株)ソキアの商品名3─Dステーション
NET2が好適である。この高精度電子測距・測角儀2
は、発光ダイオードを内蔵し、該発光ダイオードが変調
をかけられて明暗を繰り返す。そして、その光は高精度
電子測距・測角儀2から発射され、前記反射シート1に
反射されて返ってくると往復した距離だけの時間遅れが
生じ、時間遅れのない発射光と時間遅れを持つ反射光の
間の位相のズレを精密なクロックで数えることにより距
離測定を行う。
【0017】また、角度の測定には光学的ロータリー・
エンコーダーを内蔵し、このロータリー・エンコーダー
の等間隔の目盛りの刻まれたメイン・スケールとそれと
平行した同じように目盛りの刻まれたインデックス・ス
ケールとの重なり具合によって明暗の信号が出力され、
この数をかぞえ内挿することで1秒の表示を行う。この
ロータリー・エンコーダーは、縦軸、横軸にそれぞれ取
付けられていて、それぞれ水平角、天頂角を測定する。
さらに、X軸、Y軸それぞれに測定機の傾きをモニター
し、自動補正する自動2軸コンペンセータを内蔵する。
【0018】ノート型コンピュータ3は、液晶表示部、
キーボード等を有するハンドヘルドコンピュータで、該
高精度電子測距・測角儀2に接続可能なものとして、高
精度電子測距・測角儀2からのデータを取り込み、プロ
グラミングにより、計測時座標系から任意の座標系への
変換を行う座標変換機能、測定位置と構造物との整合性
識別機能、現在位置と設計位置との差異の計算機能を有
する。
【0019】計測データ処理システム部は、事務所6内
等に設置するホストコンピュータ5に形成されるもの
で、該ホストコンピュータ5にはフロッピーディスク装
置7、増設ハードディスク8、プリンタ9、X−Yプロ
ッタ10などが周辺機器として接続される。
【0020】図3は本発明方法を示すフローチャート
で、ノート型コンピュータ3には、構造物等の形状デー
タの入力〔ステップ(イ)〕として、構造物等〔本実施
例ではパネル(外壁)4〕の形状を登録しておく。ま
た、構造物等の位置データの入力〔ステップ(ロ)〕と
して、構造物の構築または設置位置を登録しておく。
【0021】さらに、現地の一連の基準点11の座標値を
基準点データファイルとして登録する〔ステップ
(ハ)〕。この場合、設計位置の座標情報は、現地のこ
れら基準点座標を基に表わされる。
【0022】現地に設置したパネル(外壁)4の反射シ
ート1の位置を高精度電子測距・測角儀2で計測し、座
標値を登録する(測定箇所の3次元座標の決定)。ま
た、測定位置と構造物〔パネル(外壁)4〕との整合性
として、測点が構造物の意図した点に設置できない場
合、測定した測点の座標値から構造物の意図した点の座
標値を計算する必要がある〔ステップ(ニ)〕。計測時
座標系から任意の座標系への座標変換を行なう〔ステッ
プ(ホ)〕。
【0023】現在位置と設計位置との差異を表示するた
め、現在位置と設計位置の座標値を比較し、その差異を
任意のXYZ座標に表示する〔ステップ(ヘ)〕。
【0024】その差異があらかじめ設定した据付許容誤
差以内かどうかを調べ〔ステップ(ト)〕、差異が許容
誤差内にない場合は、任意の座標軸に沿った移動方向、
移動量をリアルタイムに表示し〔ステップ(チ)〕、構
造物〔パネル(外壁)4〕等を前記の差異情報に従って
移動する調整を繰り返し〔ステップ(リ)〕、差異が許
容誤差内にある場合、構造物〔パネル(外壁)4〕等を
固定する〔ステップ(ヌ)〕。
【0025】事務所のホストコンピュータ5とX−Yプ
ロッタ10を使用して設置完了した位置を設計位置ととも
に表示する〔ステップ(ル)〕。これは必要に応じて固
定作業後の測定を行うもので、X−Yプロッタ10によっ
てXY平面図、YZ縦断面図、XZ横断面図に出力し、
日報として使用できる。
【0026】なお、ホストコンピュータ5を使用する代
わりに、ノート型コンピュータ3にプリンタ9、X−Y
プロッタ10等の出力装置に直接接続して、設置完了した
位置を設計位置とともにアウトプットすることもでき
る。
【0027】以上の実施例の他に、ノート型コンピュー
タ3で、設計図面等に記載された構造物等の位置および
形状の認識を容易にする情報としては、構造物の位置情
報では、線状構造物(直線、曲線、クロソイド、緩和曲
線、縦断勾配、カント、スラック等)、平面構造物、立
体構造物であり、構造物の形状情報では、点、線、面、
立体等を含む複雑な形状である。
【0028】そして位置決めの対象としては、型枠の設
置、鋼製アーチ支保工の設置、丁張りの設置、構造物の
設置位置の確認、レーザーの設置、杭打設位置の確認等
に幅広く使用できる。
【0029】
【発明の効果】以上述べたように本発明の構造物等の三
次元的な位置決め及び形状測定方法は、測量作業が簡単
かつ迅速に行え、測量値と設計値との差異および任意の
座標軸にあった移動方向、移動量を表示することができ
るのみならず、かつ、それを現地でリアルタイムに知る
ことができ、また、設置された構造物の形状が認識でき
るものである。さらに、丁張り等の設置の省力化あるい
は丁張り等の設置を省略することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構造物等の三次元的な位置決め及び形
状測定方法の1実施例を示す計測部の説明図である。
【図2】本発明の構造物等の三次元的な位置決め及び形
状測定方法の1実施例を示すデータ処理システム部の説
明図である。
【図3】本発明の構造物等の三次元的な位置決め及び形
状測定方法のフローチャートである。
【符号の説明】
1…反射シート 2…高精度電子
測距・測角儀 3…ノート型コンピュータ 4…パネル(外
壁) 5…ホストコンピュータ 6…事務所 7…フロッピーディスク装置 8…増設ハード
ディスク 9…プリンタ 10…X−Yプロ
ッタ 11…基準点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−40916(JP,A) 特開 昭64−44810(JP,A) 特開 昭62−19712(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構造物に配設される測点となる反射シー
    トと、任意の位置に配置し、この反射シートの位置を三
    次元座標値が計測可能な高精度電子測距・測角儀と、こ
    の高精度電子測距・測角儀に接続するノート型コンピュ
    ータとを使用し、ノート型コンピュータには、構造物等
    の形状データの入力として、構造物等の形状を登録して
    おき、また、構造物等の位置データの入力として、構造
    物の構築または設置位置を登録しておき、さらに、現地
    の一連の基準点の座標値を基準点データファイルとして
    登録し、予め反射シートを配置した構造物を設置場所に
    取付けたのち、反射シートの位置を任意の位置に設置し
    た高精度電子測距・測角儀で計測し、該高精度電子測距
    ・測角儀からのデータを取り込み、プログラミングによ
    り、計測時座標系から任意の座標系への変換を行う座標
    変換機能、測定位置と構造物との整合性識別機能、現在
    位置と設計位置との差異の計算してノート型コンピュー
    タで構造物の現在位置を表示するとともに、設計位置も
    合わせて表示し、現在位置と設計位置の差異及び任意の
    座標軸に沿った移動方向、移動量についてもリアルタイ
    ムに表示することを特徴とする構造物等の三次元的な位
    置決め及び形状測定方法。
  2. 【請求項2】 構造物に配設される測点となる反射シー
    トと、任意の位置に配置し、この反射シートの位置を三
    次元座標値が計測可能な高精度電子測距・測角儀と、こ
    の高精度電子測距・測角儀に接続するノート型コンピュ
    ータとを使用し、ノート型コンピュータには、構造物等
    の形状データの入力として、構造物等の形状を登録して
    おき、また、構造物等の位置データの入力として、構造
    物の構築または設置位置を登録しておき、さらに、現地
    の一連の基準点の座標値を基準点データファイルとして
    登録し、予め反射シートを配置した構造物を設置場所に
    取付けたのち、反射シートの位置を任意の位置に設置し
    た高精度電子測距・測角儀で計測し、該高精度電子測距
    ・測角儀からのデータを取り込み、プログラミングによ
    り、計測時座標系から任意の座標系への変換を行う座標
    変換機能、測定位置と構造物との整合性識別機能、現在
    位置と設計位置との差異を計算してノート型コンピュー
    タで構造物の現在位置を表示するとともに、設計位置も
    合わせて表示し、現在位置と設計位置の差異及び任意の
    座標軸に沿った移動方向、移動量についてもリアルタイ
    ムに表示し、さらに、このノート型コンピュータを事務
    所内に携帯して事務所内に設置したプリンタ、プロッタ
    等の出力装置に直接、あるいは据え置きされたコンピュ
    ータを経由して接続し、設置完了した位置を設計位置と
    ともにアウトプットすることを特徴とする構造物等の三
    次元的な位置決め及び形状測定方法。
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KR100585834B1 (ko) * 2003-03-21 2006-06-01 에스케이 텔레콤주식회사 무선통신 기지국 안테나의 재원 측정 및 교정 방법과 그시스템
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