JP4790090B2 - 構造物管理用図面作成装置、及びその処理プログラム - Google Patents
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本発明の実施の形態に係る第3の特徴は、前記再構成部が、高欄の高さを変更する場合、床版張り出し部の長さを変更する場合、または中層縦あるいは横ばりの高さ・幅を変更する場合は、前記柱へ影響を与えないと判定することである。
既に説明した通り、従来技術によると、橋梁構造物の測定が煩雑となり、また基本管理図の作成コストが掛かるという課題がある。そこで、本発明では、時系列管理に適した基本管理図を容易に作成できるようにするため、以下の手法を採用している。
従来技術によると、撮影写真の管理が煩雑で、橋梁構造物との位置関係が把握できないという課題がある。すなわち、橋梁構造物の測定や点検においては、撮影写真がどの部位をどの位置から撮影したものであるかを知っておくことは重要である。しかしながら、撮影した橋梁部位と撮影位置を対応付けて管理することは非常に面倒な作業であり、それぞれの撮影写真の位置関係を把握することはさらに困難である。そこで、本発明では、橋梁構造物の位置関係を視覚的に把握できるようにするため、以下の手法を採用している。
従来技術によると、補修履歴など橋梁構造物の経年変化を2次元図面で管理するため、実物の橋梁構造物をイメージしにくく、変状箇所の経年変化を把握しにくいという課題がある。そこで、本発明では、変状箇所の経年変化を容易に把握できるようにするため、以下の手法を採用している。
従来技術によると、変状箇所の位置及び数量を正確かつ安全に測定することが容易でないという課題がある。すなわち、実際の橋梁構造物に生じている変状箇所の位置及び数量を測定するには、高所作業車などにより対象箇所に接近し、スケールにより測定することとなるが、このような測定方法は、準備作業の作業負担や作業者の安全性の点で課題がある。また、ズームカメラによる点検作業を行うことも可能であるが、この場合、変状箇所の位置及び数量の測定に正確性を欠く。さらに、その結果を基本管理図に記載する場合、記載自体が模式図的なものになってしまう。そこで、本発明では、変状箇所の位置及び数量を正確かつ安全に測定できるようにするため、以下の手法を採用している。
Δy = (y/f)Δf + yp0 − y(k1r2+k2r4)−( p1(r2+2y2)+p2xy)
図14は、本発明における検査、補修管理(変状測定)方法を示す図である。すなわち、本発明では、3D空間上に配置された撮影写真を用いた変状測定方法を採用している。具体的には、図14(A)に示すように、橋梁セットより作成済みの橋梁3Dモデルを選択し、この橋梁3Dモデルと単写真との間で特徴点を対応付ける。これにより、撮影位置が自動取得され、単写真が3D空間上に自動配置される。次いで、図14(B)中の矩形に示すように、3D空間上に配置された単写真上の変状をなぞる。これにより、なぞられた変状箇所の位置及び数量(長さや面積など)が測定され、変状を示す図形が橋梁3Dモデル上に作図されるとともに基本管理図上に出力される。測定された変状箇所の位置及び数量は、展開図以外の図面(変状展開図など)に反映させることも可能である。
図16は、本発明における構造物管理用図面作成装置10の動作を示すフローチャートである。以下、図16を用いて構造物管理用図面を作成する動作について説明する。
以上説明したように、本発明の構造物管理用図面作成装置10によれば、従来にない新規な処理を実行することができる。その中でも特徴的な処理を以下に改めて列挙する。
初期橋梁3Dモデルの部材寸法を撮影写真を用いて更新し、更新後の部材寸法を用いて橋梁3Dモデルを再構成する。その際、更新の対象部材が隣接している他部材との関係を考慮し、橋梁3Dモデルの全部材の位置・寸法値をリアルタイムに更新し、橋梁3Dモデルを変形して再構成する。例えば、図18(A)(B)(C)は、再構成前の橋梁3Dモデルを示し、図18(D)(E)(F)は再構成後の橋梁3Dモデルを示している。ここで、図18(A)の矢印に示す2つの部材を更新すると、これら部材に隣接している各種部材が自動的に変形される。具体的には、図18(B)(E)に示すように、床版部の形状は長方形から矩形形状へ変形され、図18(C)(F)に示すように、柱形状も長方形から矩形形状へ変形されることになる。
完成した橋梁3Dモデルから基本管理図である展開図を作成する。その際、橋梁3Dモデルを構成する個々の3Dモデルについて全ての面を展開するのではなく、図28や図29に示すように、他の部材と接している面(外部から見えない面)は展開しない。すなわち、個々の部材の位置や隣接関係を考慮し、展開図に含めるべき面を判断するようになっている。このようにすれば、橋梁を管理するうえで不要な面が展開図に含まれないため、管理が容易になるというメリットがある。なお、図30に示すように、展開図には、その展開図に含まれる部材に対応する撮影写真を埋め込むことも可能である。
作成した橋梁3Dモデルを撮影写真と対応付けることにより、撮影写真上で変状箇所(コンクリートのひび割れ、剥離、鉄筋露出など)を入力すると、その変状箇所の位置及び数量が画像座標系から橋梁3Dモデルの実座標系に変換され、正確に測定される。これにより、図32に示すように、変状箇所を撮影した撮影写真1上で変状箇所を入力すると、その変状箇所は展開図1にも正確に反映される。その後の点検業務で同じ部材について新しい変状箇所を撮影した場合は、この撮影写真2上で新しい変状箇所を入力する。これにより、これまでの変状結果を示す展開図2がインポートされ、その展開図2に新しい変状箇所が反映される(展開図3参照)。
本発明の構造物管理用図面作成装置10によれば、撮影写真や、変状・補修箇所の位置(どの部材、どの位置にあるか)、形状(図形)、数量(長さや面積)を時系列管理することができる。撮影写真の時系列管理は、主に、登録部11、3D空間配置部16、ステレオ写真情報ファイル40によって実現される。すなわち、登録部11は、撮影写真(単写真)の属性情報をステレオ写真情報ファイル40に記述し、3D空間配置部16は、撮影写真を3D空間に配置する際、ステレオ写真情報ファイル40を参照して撮影写真の属性情報を利用する。また、変状・補修箇所の位置、形状、数量の時系列管理は、主に、変状測定部16、基本管理図作成部12、変状測定情報ファイル43によって実現される。すなわち、変状測定部16は、変状・補修図形の属性情報を変状測定情報ファイル43に記述し、基本管理図作成部12は、基本管理図を作成する際、変状測定情報ファイル43を参照して変状・補修図形の属性情報を利用する。以下、このような時系列管理を図面に従って詳しく説明する。
(2)2009/01/10の通常全般検査撮影
(3)2009/12/14の○○工事-00-00
(4)2010/11/26の通常全般検査撮影
これら全ての撮影写真は、対象橋梁のプロジェクトに登録される。次いで、撮影写真の属性を設定する。ここでは、図38(A)に示すように、撮影写真が「基図作成」「検査情報」「工事情報」のいずれに該当するかラジオボタンで選択するようになっている。「基図作成」を選択すると、図38(B)に示すように、「撮影日時」「撮像種別」「撮影名称」等を設定することができる。「検査情報」を選択すると、図38(C)に示すように、「検査日時」「検査種別」「検査名称」等を設定することができる。「工事情報」を選択すると、図38(D)に示すように、「工事日時」「工事種別」「工事名称」等を設定することができる。検査名称は、検査日時と検査種別を用いて自動的に設定され、工事名称は、工事日時と工事種別を用いて自動的に設定されるようになっている。もちろん、このように設定された検査名称や工事名称は、手動で修正することが可能である。次いで、図38(E)に示すように、検査または工事歴の撮影写真を登録し、管理する。変状・補修図形の検査または工事歴は、入力済みの撮影写真の工事歴を継承することができる。なお、以下では主に工事歴を例示して説明するが、検査歴についても同様である。
11…登録部
12…基本管理図作成部
13…出力部
14…記憶部
15…3Dモデル作成部
16…3D空間配置部
17…3Dモデル再構成部
18…変状測定部
20…ステレオ撮影装置
Claims (9)
- 複数種別の部材から構成される構造物の管理用図面を作成する構造物管理用図面作成装置であって、
前記構造物の各部材の構造パラメータ及び前記構造物の撮影写真を登録する登録部と、
前記構造物の各部材の3Dモデルを前記構造パラメータを用いて作成することで、前記構造物の3Dモデルを作成するモデル作成部と、
前記3Dモデルの部材寸法を前記撮影写真を用いて更新し、更新後の前記部材寸法を用いて前記3Dモデルを再構成する再構成部とを備え、
前記再構成部は、前記3Dモデルの部材寸法を更新した場合に他の部材へ影響を与えるかどうかを判定し、他の部材へ影響を与える場合は他の部材の位置と寸法を更新する
ことを特徴とする構造物管理用図面作成装置。 - 前記再構成部は、前記3Dモデルの部材寸法を更新した場合、その部材に接続される柱へ影響を与えるかどうか判定することを特徴とする請求項1記載の構造物管理用図面作成装置。
- 前記再構成部は、高欄の高さを変更する場合、床版張り出し部の長さを変更する場合、または中層縦あるいは横ばりの高さ・幅を変更する場合は、前記柱へ影響を与えないと判定することを特徴とする請求項2記載の構造物管理用図面作成装置。
- さらに、前記撮影写真上の変状箇所が入力されると、作成または再構築された前記3Dモデルを用いて前記撮影写真上の変状箇所の位置及び数量を測定し、時系列管理する変状測定部を備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の構造物管理用図面作成装置。
- 前記変状測定部は、前記撮影写真の画像座標系から前記3Dモデルの実座標系に変換することを特徴とする請求項4記載の構造物管理用図面作成装置。
- 前記変状測定部は、視線ベクトルVsが交差する3Dモデル面の数が2個以上である場合は、視線ベクトルVSと面法線ベクトルVNのなす角θが180度に最も近い面、または、視線ベクトル距離SLが最も近い面を最適面として選定することを特徴とする請求項5記載の構造物管理用図面作成装置。
- さらに、作成または再構築された前記3Dモデルを用いて前記管理用図面を作成する図面作成部を備えたことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の構造物管理用図面作成装置。
- 前記図面作成部は、前記構造物の展開図を作成する場合、面の全領域が他部材と隣接しない面であり、かつ、外部から見える面だけを展開図に含めることを特徴とする請求項7記載の構造物管理用図面作成装置。
- 複数種別の部材から構成される構造物の管理用図面を作成する構造物管理用図面作成装置の処理プログラムであって、
前記構造物の各部材の構造パラメータ及び前記構造物の撮影写真を登録する登録ステップと、
前記構造物の各部材の3Dモデルを前記構造パラメータを用いて作成することで、前記構造物の3Dモデルを作成するモデル作成ステップと、
前記3Dモデルの部材寸法を前記撮影写真を用いて更新し、更新後の前記部材寸法を用いて前記3Dモデルを再構成する再構成ステップと、
を前記構造物管理用図面作成装置に実行させ、
前記再構成ステップでは、前記3Dモデルの部材寸法を更新した場合に他の部材へ影響を与えるかどうかを判定し、他の部材へ影響を与える場合は他の部材の位置と寸法を更新する
ことを特徴とする処理プログラム。
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