JP5327649B2

JP5327649B2 - 施工管理システム

Info

Publication number: JP5327649B2
Application number: JP2010048285A
Authority: JP
Inventors: 啓五竹内; 登加藤
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2030-03-04
Also published as: JP2011186551A

Description

本発明は、施工現場における工事の進捗状況を管理する施工管理システムに関する。

施工現場の現況データと目標データとを比較検討し、施工現場における工事の進捗状況を管理する施工管理システムが提案されている。施工管理システムは、施工現場に設置され、施工現場の現況を撮影する観測装置と、施工管理事務所に設置され、観測装置から観測装置が撮影した施工現場の現況を取得するとともに、予め記憶された目標データと比較検討し、施工現場における工事の進捗状況を管理する管理装置とを備えている。

観測装置は、計測用ステレオカメラ、カメラ位置取得部、データ送受信部を備えている。計測用ステレオカメラは、見積もり、計画等策定に使用するためのもので、施工現場の現況を撮影する。計測用ステレオカメラで撮影された画像は、ステレオ画像であり、立体視が可能である。カメラ位置取得部は、観測装置の位置情報（計測用ステレオカメラの撮影位置情報）を取得するためのもので、自動追尾式測量機、ＧＰＳ（Global Positioning System）などから観測装置の位置情報を取得する。データ送受信部は、計測用ステレオカメラが撮影した施工現場のステレオ画像と、カメラ位置取得部が取得した観測装置の位置情報とを管理装置に送信する。

管理装置は、目標データ記憶部、データ送受信部、画像演算処理部を備えている。目標データ記憶部は、施工現場の現況データと比較検討する目標データを記憶するためのもので、施工完了後の対象物に関する三次元の目標データが記憶してある。データ送受信部は、観測装置から送信された施工現場のステレオ画像と観測装置の位置情報とを受信するためのものである。画像演算処理部は、観測装置から送信されたステレオ画像を容積や形状寸法が計測可能な画像データに変換し、変換した画像データと目標データとを同一縮尺同一座標系にて比較する（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００２−３５２２２４号公報

しかしながら、計測用ステレオカメラが撮影したステレオ画像を容積や形状寸法が計測可能な画像データに変換するには、ステレオマッチングなどの複雑な画像処理を行う必要があり、施工現場における工事の進捗状況を簡単に把握できない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、施工現場における工事の進捗状況を簡単に把握できる施工管理システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、施工現場に設置され、設置位置から観測対象までの距離情報群を取得する観測装置と、施工現場に設置される部材の設置位置情報を含む設計情報を記憶した記憶装置と、前記観測装置の設置位置に基づいて前記記憶装置から観測対象となる部材の設置位置情報を抽出し、前記観測装置によって観測された距離情報群のうち、前記観測装置の設置位置から抽出した部材の設置位置までの距離情報を含む情報数が予め設定された設定量を越えた場合に抽出した部材が設置されたと判断し、前記観測装置の設置位置から抽出した部材の設置位置までの距離情報を含む情報数が前記設定量以下の場合に抽出した部材が設置されていないと判断する管理装置とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記観測装置は、観測装置の設置位置を計測する観測位置計測手段を備えたことを特徴とする。

本発明にかかる施工管理システムは、観測装置の設置位置に基づいて記憶装置から観測対象となる部材の設置位置情報を抽出し、観測装置によって観測された距離情報群のうち、観測装置の設置位置から抽出した部材の設置位置までの距離情報を含む情報数が予め設定された設定量を越えた場合に抽出した部材が設置されたと判断し、観測装置の設置位置から抽出した部材の設置位置までの距離情報を含む情報数が設定量以下の場合に抽出した部材が設置されていないと判断する管理装置を備えたので、抽出した部材が設置されているか、設置されていないかを簡単に判断でき、施工現場における工事の進捗状況をより簡単に把握できる。

図１は、本発明の実施の形態１である施工管理システムを示すブロック図である。図２は、図１に示した施工管理システムの処理手順を示すフローチャートである。図３は、ビル建設現場に適用した施工管理システムの例を示す概念図である。図４は、本発明の実施の形態２である施工管理システムを示す概念図である。図５は、本発明の実施の形態３である施工管理システムを示すブロック図である。図６は、図５に示した観測装置をクレーンのブームに取り付けた状態を示す概念図である。図７は、図５に示した施工管理システムの処理手順を示すフローチャートである。

以下に、本発明にかかる施工管理システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１である施工管理システムを示すブロック図である。ここでは、建設現場における工事の進捗状況の管理に好適な施工管理システムを例に説明する。

図１に示すように、本発明の実施の形態１である施工管理システムは、観測装置１、記憶装置２、管理装置３を備えている。

観測装置１は、施工現場の施工状況（現況）を観測するためのもので、施工現場の予め設定された位置に設置する。したがって、観測装置１の設置位置は施工現場の予め設定された位置となり、観測装置１の設置位置を新たに計測する必要はない。たとえば、ビル建設では、施工管理の対象となる施工階の予め設定された位置に設置する。

観測装置１は、観測手段１１、通信手段１２を備えている。観測手段１１は、観測装置１の設置位置から観測対象までの距離情報群を取得するためのもので、取得した距離情報群を距離情報と関連付けた点で表す距離画像を出力する。また、観測手段１１は、観測対象の位置がわかっている場合に観測装置１の設置位置から観測対象の位置までの距離に限定して距離情報群を取得することも可能である。なお、観測手段１１は、観測装置１の設置位置から観測対象までの距離情報群を取得し距離画像を出力するものであれば、距離画像センサ、レーザー距離計、レーザープロファイラ等、任意の距離計測計が採用可能である。通信手段１２は、管理装置３に情報を送信するためのもので、観測手段１１が出力した距離画像を管理装置３に送信する。

記憶装置２は、施工現場の設計情報を記憶するためのもので、たとえば、施工管理事務所に設置される。設計情報は、施工現場に設置される部材の部材情報と関連付けて記憶された部材の設置位置情報を含む情報であって、部材の設置位置情報を抽出できるものであればよく、たとえば、二次元または三次元の施工図面情報が用いられる。

管理装置３は、施工現場における工事の進捗状況を管理するためのもので、たとえば、施工管理事務所に設置され、上述した記憶装置２が接続されている。

管理装置３は、通信手段３１、部材抽出手段３２、判断手段３３を備えている。通信手段３１は、観測装置１から情報を受信するためのもので、観測装置１から送信された距離画像を受信する。部材抽出手段３２は、観測装置１から観測可能であって設置判断の対象となる部材の設置位置情報を記憶装置２から抽出するためのものである。観測装置１から観測可能な部材であるか否かは、観測装置１の設置位置と記憶装置２に記憶してある部材の設置位置情報とに基づいて判断する。また、設置判断の対象となる部材は、予め定められた設置順序にしたがって決定する。具体的には、設置されていると判断した部材から次に設置される部材に順次移行する。たとえば、ビル建設では、観測装置１から観測可能な柱、梁が予め定められた設置順序にしたがって設置判断の対象となり、記憶装置２から設置判断の対象となる柱、梁の設置位置情報を順次抽出する。

判断手段３３は、設置判断の対象となる部材が設置されているか否かを判断するためのものであって、通信手段３１が受信した距離画像と、部材抽出手段３２が抽出した部材の設置位置情報とに基づいて、当該部材が設置されているか否かを判断する。具体的には、観測装置１の設置位置から設置判断の対象となる部材の設置位置までの距離を求め、距離画像においてこの距離と関連付けられた点の数が予め設定された設定量を越えた場合に設置判断の対象となる部材が設置されたと判断し、距離画像（距離情報群）においてこの距離と関連付けられた点の数（情報数）が設定量以下の場合に設置判断の対象となる部材が設置されていないと判断する。より具体的には、観測装置１の設置位置から設置判断の対象となる部材の設置位置までの距離を求め、この距離に限定して距離画像を画像処理する。すると、距離画像において設置判断の対象となる部材の設置位置よりも離れた物体を表す点が消失し、設置判断の対象となる部材を表す点が残存する。そこで、残存した点の数(Ｎpart)が予め設定された設定数（Ｔｈpart）を越えた場合に設置判断の対象となる部材が設置されたと判断し、残存した点の数(Ｎpart)が設定数（Ｔｈpart）以下の場合に設置判断の対象となる部材が設置されていないと判断する。

図２は、図１に示した施工管理システムの処理手順を示すフローチャートである。

上述した実施の形態１である施工管理システムは、施工現場の予め設定された位置に観測装置１を設置するとともに、施工管理事務所に管理装置３と記憶装置２とを接続した状態で設置する。

図２に示すように、観測装置１は、観測装置１の設置位置から観測対象までの距離情報群を取得し、取得した距離情報群を距離情報と関連付けた点で表す距離画像を管理装置３に送信する（ステップＳ１）。

管理装置３は、観測装置１から観測可能であって設置判断の対象となる部材の設置位置情報を記憶装置２から抽出する（ステップＳ２）。具体的には、観測装置１の設置位置と記憶装置２に記憶した部材の設置位置情報とに基づいて観測可能な部材を抽出し、その後、予め定められた設置順序にしたがって設置判断の対象となる部材を決定する。そして、設置判断の対象となった部材の設置位置情報を記憶装置２から順次抽出する。上述したビル建設の例では、観測装置１から観測可能な柱、梁が予め定められた設置順序にしたがって設置判断の対象となり、記憶装置２から設置判断の対象となる柱、梁の設置位置情報を順次抽出する。

つぎに、管理装置３は、設置判断の対象となる部材が設置されているか否かを判断する（ステップＳ３）。具体的には、観測装置１から受信した距離画像と、抽出した部材の設置位置情報とに基づいて、当該部材が設置されているか否かを判断する。すなわち、観測装置１の設置位置から設置判断の対象となる部材の設置位置までの距離を求め、距離画像においてこの距離と関連付けられた点の数(Ｎpart)が予め設定された設定量（Ｔｈpart）を超えた場合に設置判断の対象となる部材が設置されたと判断し、距離画像（距離情報群）においてこの距離と関連付けられた点の数（情報数）(Ｎpart)が設定量（Ｔｈpart）以下の場合に設置判断の対象となる部材が設置されていないと判断する。より具体的には、観測装置１の設置位置から設置判断の対象となる部材の設置位置までの距離を求め、この距離に限定して距離画像を画像処理する。すると、距離画像において設置判断の対象となる部材の設置位置よりも離れた物体を表す点が消失し、設置判断の対象となる部材を表す点が残存する。そこで、残存した点の数(Ｎpart)が予め設定された設定数（Ｔｈpart）を越えた場合に設置判断の対象となる部材が設置されたと判断し、残存した点の数(Ｎpart)が設定数（Ｔｈpart）以下の場合に設置判断の対象となる部材が設置されていないと判断する。上述したビル建設の例では、図３の（ａ）に示すように、設置判断の対象となる柱Ｐが設置されている場合には、距離画像Ｓにおいて残存した点の数(Ｎpart)が予め設定された設定数（Ｔｈpart）を越えるので、柱Ｐが設置されていると判断し、図３の（ｂ）に示すように、設置判断の対象となる柱Ｐが設置されていない場合には、距離画像Ｓにおいて残存した点の数(Ｎpart)が予め設定された設定数（Ｔｈpart）以下となるので、柱Ｐが設置されていないと判断する。

上述した実施の形態１である施工管理システムは、観測装置１の設置位置に基づいて記憶装置２から観測対象となる部材の設置位置情報を抽出し、観測装置１によって観測され、観測装置１の設置位置から抽出した部材の設置位置までの距離情報を含む点の数(Ｎpart)が予め設定された設定量（Ｔｈpart）を越えた場合に抽出した部材が設置されたと判断し、観測装置１の設置位置から抽出した部材の設置位置までの距離情報を含む点の数(Ｎpart)が設定量（Ｔｈpart）以下の場合に抽出した部材が設置されていないと判断する管理装置３を備えたので、抽出した部材が設置されているか、設置されていないかを簡単に判断でき、施工現場における工事の進捗状況をより簡単に把握できる。

また、部材の設置状況から部材の取付分掛かりを求めることにより、部材の設置開始から設置終了までに必要な時間を正確に把握できる。このため、工程の組み替えも正確なものとなり、工期短縮も可能となる。

上述した実施の形態１である施工管理システムは、管理装置３において、観測装置１の設置位置から設置判断の対象となる部材の設置位置までの距離を求め、この距離に限定して距離画像を画像処理することとしたが、観測装置１において、観測装置１の設置位置から設置判断の対象となる部材の設置位置までの距離に限定して距離情報群を取得することにしてもよい。

実施の形態２
図４は、本発明の実施の形態２である施工管理システムを示す概念図である。上述した実施の形態１において、図４に示すように、設置判断の対象となる部材Ｐが他の部材Ｂによって遮られる場合には、設置判断の対象となる部材Ｐの一部の距離情報群しか取得できない。そこで、管理装置３は、部材抽出手段３２において抽出した部材Ｐが他の部材Ｂに遮られる場合に、設計情報に基づいて設置判断の対象となる部材の観測可能範囲（Ａpart）を設定し、判断手段３３は、この観測可能範囲（Ａpart）において、点の数が予め設定された設定量を越えた場合に設置判断の対象となる部材が設置されたと判断し、点の数が設定量以下の場合に設置判断の対象となる部材が設置されていないと判断する。

実施の形態３
図５は、本発明の実施の形態３ある施工管理システムを示すブロック図であり、図６は図５に示した観測装置をクレーンのブームに取り付けた状態を示す概念図である。

図５に示すように、本発明の実施の形態３である施工管理システムは、上述した実施の形態１である施工管理システムと同様に、観測装置１０１、記憶装置１０２、管理装置１０３を備えている。

観測装置１０１は、施工現場の施工状況（現況）を観測するためのもので、たとえば、施工現場に設置するクレーンＣのブーム中程に設置する。

観測装置１０１は、観測手段１１１、観測位置計測手段１１３、通信手段１１２を備えている。観測手段１１１は、観測装置１０１から観測対象までの距離情報群を取得するもので、取得した距離情報群を距離情報と関連付けた点で表す距離画像を出力する。また、観測手段１１１は、観測装置１０１の観測位置と観測対象の位置がわかっている場合に観測装置１０１の観測位置から観測対象の位置までに距離を限定して距離情報群を取得することも可能である。なお、観測手段１１１は、観測装置１０１の設置位置から観測対象までの距離情報群を取得し距離画像を出力するものであれば、距離画像センサ、レーザー距離計、レーザープロファイラ等、任意の距離計測計が採用可能である。観測位置計測手段１１３は、観測装置１０１の位置情報（観測位置情報）を取得するためのもので、自動追尾式測量機、ＧＰＳなどから観測装置の観測位置を取得する。通信手段１１２は、管理装置１０３に情報を送信するためのもので、距離画像と観測装置１０１の観測位置とを管理装置１０３に送信する。

記憶装置１０２は、施工現場の設計情報を記憶するためのもので、たとえば、施工管理事務所に設置される。設計情報は、施工現場に設置される部材の部材情報と関連付けて記憶された部材の設置位置情報を含む情報であって、観測装置１０１の設置位置から部材の設置位置までの距離を抽出できるものであればよく、たとえば、三次元の施工図面情報が用いられる。

管理装置１０３は、施工現場における工事の進捗状況を管理するためのもので、たとえば、施工管理事務所に設置され、上述した記憶装置１０２が接続されている。

管理装置１０３は、通信手段１３１、部材抽出手段１３２、判断手段１３３を備えている。通信手段１３１は、観測装置１０１から情報を受信するためのもので、観測装置１０１から送信された距離画像と観測装置１０１の観測位置情報とを受信する。部材抽出手段１３２は、観測装置１０１から観測可能であって設置判断の対象となる部材の設置位置情報を記憶装置１０２から抽出するためのものである。観測装置１０１から観測可能な部材であるか否かは、観測装置１０１から受信した観測装置１０１の観測位置情報と記憶装置１０２に記憶してある部材の設置位置情報とに基づいて判断する。また、設置判断の対象となる部材は、予め定められた設置順序にしたがって設置されていると判断した部材から次に設置される部材に順次移行する。たとえば、ビル建設では、観測装置１０１から観測可能な柱、梁が予め定められた設置順序にしたがって設置判断の対象となり、記憶装置１０２から設置判断の対象となる柱、梁の設置位置情報を順次抽出する。

判断手段１３３は、設置判断の対象となる部材が設置されているか否かを判断するためのものであって、通信手段１３１が受信した距離画像と、部材抽出手段１３２が抽出した部材の設置位置情報とに基づいて、当該部材が設置されているか否かを判断する。具体的には、観測装置１０１の観測位置から設置判断の対象となる部材の設置位置までの距離を求め、距離画像（距離情報群）においてこの距離と関連付けられた点の数（情報数）が予め設定された設定量を越えた場合に設置判断の対象となる部材が設置されたと判断し、距離画像においてこの距離と関連付けられた点の数が設定量以下の場合に設置判断の対象が設置されていないと判断する。より具体的には、観測装置１０１の観測位置から設置判断の対象となる部材の設置位置までの距離を求め、この距離に限定して距離画像を画像処理する。すると、距離画像において設置判断の対象となる部材の設置位置よりも離れた物体を表す点が消失し、設置判断の対象となる部材を表す点が残存する。そこで、残存した点の数(Ｎpart)が予め設定された設定数（Ｔｈpart）を越えた場合に設置判断の対象となる部材が設置されたと判断し、残存した点の数(Ｎpart)が設定数（Ｔｈpart）以下の場合に設置判断の対象となる部材が設置されていないと判断する。

図７は、図５に示した施工管理システムの処理手順を示すフローチャートである。

上述した実施の形態３である施工管理システムは、施工現場において使用されるクレーンＣのブーム中程に観測装置１０１を設置するとともに、施工管理事務所に管理装置１０３と記憶装置１０２とを接続した状態で設置する。

観測装置１０１は、観測装置１０１の観測位置と、観測装置１０１の観測位置から観測対象までの距離情報群とを取得し、観測装置１０１の観測位置情報を取得した距離情報群を距離情報と関連付けた点で表す距離画像とともに管理装置１０３に送信する（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。

一方、管理装置１０３は、観測装置１０１から観測可能であって設置判断の対象となる部材の設置位置情報を記憶装置１０２から抽出する（ステップＳ１０３）。具体的には、観測装置１０１の観測位置情報と記憶装置１０２に記憶してある部材の設置位置情報とに基づいて観測可能な部材を抽出し、その後、予め定められた設置順序にしたがって設置判断の対象となる部材を決定する。そして、設置判断の対象となった部材の設置位置情報を記憶装置１０２から順次抽出する。上述したビル建設の例では、観測装置１０１から観測可能な柱、梁が予め定められた設置順序にしたがって設置判断の対象となり、記憶装置１０２から設置判断の対象となる柱、梁の設置位置情報を順次抽出する。

つぎに、管理装置１０３は、設置判断の対象となる部材が設置されているか否かを判断する（ステップＳ１０４）。具体的には、観測装置１０１から受信した距離画像と、抽出した部材の設置位置情報とに基づいて、当該部材が設置されているか否かを判断する。すなわち、観測装置１０１の観測位置から設置判断の対象となる部材の設置位置までの距離を求め、距離画像（距離情報群）においてこの距離と関連付けられた点の数（情報数）(Ｎpart)が予め設定された設定量（Ｔｈpart）を超えた場合に設置判断の対象となる部材が設置されたと判断し、距離画像においてこの距離と関連付けられた点の数(Ｎpart)が設定量（Ｔｈpart）以下の場合に設置判断の対象となる部材が設置されていないと判断する。より具体的には、観測装置１０１の設置位置から設置判断の対象となる部材の設置位置までの距離を求め、この距離に限定して距離画像を画像処理する。すると、距離画像において設置判断の対象となる部材の設置位置よりも離れた物体を表す点が消失し、設置判断の対象となる部材を表す点が残存する。そこで、残存した点の数(Ｎpart)が予め設定された設定数（Ｔｈpart）を越えた場合に設置判断の対象となる部材が設置されたと判断し、残存した点の数(Ｎpart)が設定数（Ｔｈpart）以下の場合に設置判断の対象となる部材が設置されていないと判断する。

上述した実施の形態３である施工管理システムは、観測装置１０１の観測位置に基づいて記憶装置１０２から観測対象となる部材の設置位置情報を抽出し、観測装置１０１によって観測され、観測装置１０１の観測位置から抽出した部材の設置位置までの距離情報を含む点の数(Ｎpart)が予め設定された設定量（Ｔｈpart）を越えた場合に抽出した部材が設置されたと判断し、観測装置１０１の設置位置から抽出した部材の設置位置までの距離情報を含む点の数(Ｎpart)が設定量（Ｔｈpart）以下の場合に抽出した部材が設置されていないと判断する管理装置１０３を備えたので、抽出した部材が設置されているか、設置されていないかを簡単に判断でき、施工現場における工事の進捗状況をより簡単に把握できる。

上述した実施の形態３である施工管理システムは、管理装置１０３において、観測装置１０１の観測位置から設置判断の対象となる部材の設置位置までの距離を求め、この距離に限定して距離画像を画像処理することとしたが、観測装置１０１において、観測装置１０１の観測位置から設置判断の対象となる部材の設置位置までの距離に限定して距離情報群を取得することにしてもよい。

１，１０１観測装置
１１，１１１観測手段
１２，１１２通信手段
１１３観測位置計測手段
２，１０２記憶装置
３，１０３管理装置
３１，１３１通信手段
３２，１３２部材抽出手段
３３，１３３判断手段
Ｃクレーン
Ｃ１００ブーム

Claims

施工現場に設置され、設置位置から観測対象までの距離情報群を取得する観測装置と、施工現場に設置される部材の設置位置情報を含む設計情報を記憶した記憶装置と、
前記観測装置の設置位置に基づいて前記記憶装置から観測対象となる部材の設置位置情報を抽出し、前記観測装置によって観測された距離情報群のうち、前記観測装置の設置位置から抽出した部材の設置位置までの距離情報を含む情報数が予め設定された設定量を越えた場合に抽出した部材が設置されたと判断し、前記観測装置の設置位置から抽出した部材の設置位置までの距離情報を含む情報数が前記設定量以下の場合に抽出した部材が設置されていないと判断する管理装置と
を備えたことを特徴とする施工管理システム。
前記観測装置は、観測装置の設置位置を計測する観測位置計測手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の施工管理システム。