JP5332942B2 - Method and system for measuring vertical accuracy of steel pipe - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、逆打工法のCFT(Concrete Filled Steel Tube)造に用いられる鋼管の鉛直精度を確認するための計測方法に関するものである。 The present invention relates to a measuring method for confirming the vertical accuracy of a steel pipe used for, for example, CFT (Concrete Filled Steel Tube) construction in a reverse placement method.
例えば、多層階ビル等の地下架構部分を構築する際に用いられる逆打工法においては、地盤を掘削する前に躯体荷重を支持するための鋼管が地盤内に設置される。この鋼管は、梁との取り合い、地下架構部分の容積、地下架構部分のコンクリート工事、鉄筋工事、地上鉄骨等の品質に大きな影響を及ぼすため、鉛直精度を把握することが重要である。 For example, in the reverse driving method used when constructing an underground frame part such as a multi-story building, a steel pipe for supporting a frame load is installed in the ground before excavating the ground. It is important to grasp the vertical accuracy of this steel pipe because it has a great influence on the quality of the steel pipe, the volume of the underground frame, the concrete work of the underground frame, the reinforcement work, the ground steel frame, etc.
鋼管の鉛直精度を確保しながら地盤内に挿入する方法として、例えば、特許文献1には、ガイド材としての鋼管の外周面に取り付けられた直管と、直管内の水面に浮かぶ浮子と、直管の上面に設けられ、浮子の位置を読み取るための目印が付された目印板と、浮子の変位を監視するためのカメラと、クレーンのフック等の吊り具と鋼管との間に介在し、鋼管の傾きを調整するための調整手段とを備えた鉛直精度調整装置を用いて、鉛直精度を調整しながら鋼管を地盤内に挿入する方法が開示されている。 As a method for inserting the steel pipe into the ground while ensuring the vertical accuracy of the steel pipe, for example, Patent Document 1 discloses a straight pipe attached to the outer peripheral surface of the steel pipe as a guide material, a float floating on the water surface in the straight pipe, A mark plate provided on the upper surface of the pipe and provided with a mark for reading the position of the float, a camera for monitoring the displacement of the float, and a hanger such as a crane hook and a steel pipe, A method of inserting a steel pipe into the ground while adjusting the vertical accuracy using a vertical accuracy adjusting device provided with an adjusting means for adjusting the inclination of the steel pipe is disclosed.
しかし、上述したように鉛直精度を調整しながら鋼管を地盤内に設置しても、土圧や水圧の影響により、設置後に傾く場合がある。そして、深度により土圧や水圧が異なるため、その傾きが鋼管の全長にわたって一様ではなく、深度によって異なることが多い。そこで、通常、設置後の鉛直精度を所定の間隔毎に計測することを目的として、地下架構構築予定箇所の地盤を各階毎に掘削し、その掘削により露出した部分の傾きを適宜、トランシット等を用いて計測している。すなわち、各階分の地盤を掘削して傾きを計測する作業を構築予定の地下階数回だけ繰り返し行っている。 However, even if the steel pipe is installed in the ground while adjusting the vertical accuracy as described above, it may tilt after installation due to the influence of earth pressure or water pressure. And since earth pressure and water pressure differ with depth, the inclination is not uniform over the full length of a steel pipe, and often varies with depth. Therefore, in general, for the purpose of measuring the vertical accuracy after installation at every predetermined interval, the ground of the construction site of the underground structure is excavated for each floor, and the inclination of the exposed part of the excavation is appropriately changed by transit etc. It is measured using. That is, the work of excavating the ground for each floor and measuring the inclination is repeated only several times for the planned underground floor.
しかしながら、地下架構構築予定箇所の地盤を各階毎に掘削し、露出した部分の傾きを計測する方法では、以下のような問題点があった。 However, the method of excavating the ground at the location where the underground structure is planned to be constructed and measuring the slope of the exposed part has the following problems.
(1)露出した部分の計測結果に基づいて鋼管間の正確な水平距離を算出するとともに、長めに製作した梁の長さを調整するため、何らかの理由で梁の長さ調整が遅れると、地下架構部分の工事が停止する場合がある。 (1) In order to calculate the exact horizontal distance between steel pipes based on the measurement results of the exposed part and adjust the length of the long beam, if the beam length adjustment is delayed for some reason, Construction of the frame part may stop.
(2)鋼管の傾きが大きくなり、鋼管間の水平距離が設計値から乖離すると、地下架構部分の容積量が設計値と異なるので、地下架構部分の設計変更が必要となり、この設計変更には手間と時間がかかるため、地下架構部分の工事が停止する場合がある。そして、逆打工法では、地下架構部分の工事が進まないと地上架構部分の工事を進めることができないため、地下架構部分の工事が停止すると、地上架構部分の工事も停止し、工事全体の工程に影響を及ぼしてしまう。 (2) If the inclination of the steel pipe increases and the horizontal distance between the steel pipes deviates from the design value, the volume of the underground frame part will differ from the design value. Since it takes time and effort, the construction of the underground structure may stop. And, in the reverse driving method, the construction of the ground frame cannot be advanced unless the construction of the underground frame progresses. Therefore, when the construction of the underground frame stops, the construction of the ground frame also stops, Will be affected.
そこで、本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、逆打ち工法のCFT造を構築すべく地盤内に挿入された鋼管の鉛直精度を、地盤を掘削することなく計測することが可能な計測方法及び計測システムを提供することである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to excavate the ground with the vertical accuracy of a steel pipe inserted into the ground in order to construct a CFT structure of the reverse driving method. It is to provide a measurement method and a measurement system that can be measured without any problems.
前記目的を達成するため、本発明は地盤に挿入された、開口部を有するダイヤフラムが内側に設けられた鋼管の鉛直精度を計測する計測方法であって、
前記鋼管内に照射されるレーザー光を受光するためのターゲットを、前記鋼管の前記ダイヤフラム上に設置するターゲット設置工程と、
前記ターゲットに照射されるように前記レーザー光を前記鋼管内へ鉛直方向下向きに照射する照射工程と、
前記ターゲット上に照射された前記レーザー光の到達位置を撮像装置により撮影した映像を表示装置にて表示する表示工程と、
前記撮像装置により撮影した映像に基づいて鉛直精度を評価する評価工程と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is a measuring method for measuring the vertical accuracy of a steel pipe inserted in the ground and provided with an inner diaphragm having an opening,
A target installation step of installing a target for receiving laser light irradiated into the steel pipe on the diaphragm of the steel pipe;
An irradiation step of irradiating the laser beam vertically downward into the steel pipe so as to irradiate the target;
A display step of displaying on the display device an image obtained by photographing an arrival position of the laser beam irradiated on the target with an imaging device;
And an evaluation step of evaluating vertical accuracy based on an image photographed by the imaging device.
本発明による鋼管の鉛直精度の計測方法によれば、鋼管を地盤内に挿入した後、地盤を掘削することなく、鋼管の傾きを計測することができる。すなわち、地盤の掘削作業中に鋼管の全長の傾きを計測することができる。したがって、地盤の掘削作業中に、鋼管の鉛直精度の評価、鋼管間の水平距離の算出及び梁の製作を並行して行うことができるため、地下構築部分の工事を停止することがない。 According to the method for measuring the vertical accuracy of a steel pipe according to the present invention, it is possible to measure the inclination of the steel pipe without excavating the ground after the steel pipe is inserted into the ground. That is, the inclination of the entire length of the steel pipe can be measured during excavation work of the ground. Therefore, during the excavation work of the ground, it is possible to evaluate the vertical accuracy of the steel pipe, calculate the horizontal distance between the steel pipes, and manufacture the beam in parallel, so that the construction of the underground construction part is not stopped.
また、鋼管の傾きが大きく、鋼管間の距離が設計値から大きく乖離して、地下架構部分の設計変更が必要となる場合であっても、地盤の掘削期間中にその設計変更を行うことにより、後工程に影響を与えることがない。すなわち、設計変更等に必要な期間を確保でき、かつ、後工程への影響を防止することができるという二重の利点を得ることができる。 In addition, even if the steel pipe has a large inclination and the distance between the steel pipes is greatly deviated from the design value, and it is necessary to change the design of the underground frame, it is possible to change the design during the excavation period of the ground. This will not affect the subsequent processes. That is, it is possible to obtain a double advantage that a period necessary for design change or the like can be secured and an influence on a subsequent process can be prevented.
さらに、鋼管の深さの異なる各位置で、ターゲットの設置工程から評価工程までを実施することにより、鋼管の鉛直精度を全長にわたって正確に把握することができる。 Furthermore, the vertical accuracy of the steel pipe can be accurately grasped over the entire length by carrying out the target installation process to the evaluation process at each position where the depth of the steel pipe is different.
また、本発明において、前記ターゲットは、前記鋼管が鉛直状態であるときに前記レーザー光が照射される位置を示すマーカが表示されていることとすれば、鋼管が傾いた状態では、レーザー光が照射される位置がマーカからずれるので、そのずれた距離及び向きを計測することにより、鋼管の鉛直精度を評価することができる。 Further, in the present invention, if the target is displayed with a marker indicating a position to which the laser beam is irradiated when the steel pipe is in a vertical state, the laser beam is emitted when the steel pipe is tilted. Since the irradiated position deviates from the marker, the vertical accuracy of the steel pipe can be evaluated by measuring the deviated distance and direction.
また、本発明において、前記評価工程は、前記撮像装置により撮影された画像データを前記撮像装置から情報処理装置に転送し、
前記情報処理装置を用いて、前記画像データにおける1ピクセル当たりの長さである1ピクセル長を特定し、
前記情報処理装置を用いて、前記画像データにおける前記レーザー光の前記到達位置と前記ターゲットに表示された点又は線との間のピクセル数をカウントし、
前記情報処理装置を用いて、前記カウントしたピクセル数と、前記1ピクセル長とを乗ずることによって、前記レーザー光の前記到達位置と前記点又は前記線との距離を算出することとしてもよい。
In the present invention, the evaluation step transfers image data captured by the imaging device from the imaging device to an information processing device,
Using the information processing apparatus, specify a one-pixel length that is a length per pixel in the image data,
Using the information processing device, count the number of pixels between the arrival position of the laser beam in the image data and the point or line displayed on the target,
The information processing apparatus may be used to calculate the distance between the arrival position of the laser beam and the point or the line by multiplying the counted number of pixels by the length of one pixel.
本発明によれば、レーザー光の到達位置と点又は線との距離を自動で計測するので、ごく短時間で鋼管の鉛直精度を評価することができる。したがって、深さの異なる各位置での鉛直精度の計測を複数回実施しても短時間で行うことができ、後工程に影響を及ぼさない。 According to the present invention, since the distance between the arrival position of the laser beam and the point or line is automatically measured, the vertical accuracy of the steel pipe can be evaluated in a very short time. Therefore, even if the vertical accuracy is measured a plurality of times at different positions at different depths, the measurement can be performed in a short time without affecting the subsequent process.
また、本発明は地盤に挿入された、開口部を有するダイヤフラムが内側に設けられた鋼管の鉛直精度を計測する計測システムであって、
前記鋼管の前記ダイヤフラム上に設置され、前記鋼管内に照射される前記レーザー光を受光するためのターゲットと、
前記ターゲット上に照射された前記レーザー光の到達位置を撮影するための撮像装置と、
前記撮像装置により撮影した映像を表示するための表示装置と、を備えることを特徴とする。
Further, the present invention is a measurement system for measuring the vertical accuracy of a steel pipe inserted inside the ground and provided with an inner diaphragm having an opening,
A target for receiving the laser beam installed on the diaphragm of the steel pipe and irradiated in the steel pipe;
An imaging device for photographing the arrival position of the laser beam irradiated on the target;
And a display device for displaying the video imaged by the imaging device.
本発明の計測システムによれば、鋼管内に設置されたターゲットにレーザー光を照射し、撮像装置により撮影した映像に基づいて鉛直精度を評価するため、鋼管を地盤内に挿入した後、地盤を掘削することなく、鋼管の傾きを計測することができる。 According to the measurement system of the present invention, a laser beam is irradiated to a target installed in a steel pipe, and the vertical accuracy is evaluated based on an image captured by an imaging device. The inclination of the steel pipe can be measured without drilling.
さらに、ターゲットを鋼管の深さの異なる各位置に設置することにより、鋼管の鉛直精度を全長にわたって正確に把握することができる。 Furthermore, by installing the target at each position where the depth of the steel pipe is different, the vertical accuracy of the steel pipe can be accurately grasped over the entire length.
また、本発明において、前記撮像装置により撮影した映像に基づいて鉛直精度を評価する情報処理装置を更に備えることとすれば、ごく短時間で鋼管の鉛直精度を評価することができる。したがって、深さの異なる各位置での鉛直精度の計測を複数回実施しても短時間で行うことができ、後工程に影響を及ぼさない。 Further, in the present invention, if the information processing device that evaluates the vertical accuracy based on the video imaged by the imaging device is further provided, the vertical accuracy of the steel pipe can be evaluated in a very short time. Therefore, even if the vertical accuracy is measured a plurality of times at different positions at different depths, the measurement can be performed in a short time without affecting the subsequent process.
本発明によれば、逆打ち工法のCFT造を構築すべく地盤内に挿入された鋼管の鉛直精度を全長にわたって、地盤を掘削することなく計測することができる。 According to the present invention, it is possible to measure the vertical accuracy of a steel pipe inserted into the ground in order to construct a CFT structure of the reverse driving method without excavating the ground.
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の第一実施形態に係る計測システム1を鋼管2に設置した状態を示す概略側面図である。
図1に示すように、計測システム1は、上端面が開口された中空の鋼管2の鉛直精度を計測するものである。本実施形態においては、鋼管2として、筒状の角型鋼管を用いた。この鋼管2の内部にコンクリートを充填することでCFTが構築される。
FIG. 1 is a schematic side view showing a state in which a measurement system 1 according to a first embodiment of the present invention is installed on a
As shown in FIG. 1, the measurement system 1 measures the vertical accuracy of a
鋼管2内には、長手方向に所定の間隔でダイヤフラム3が設けられている。このダイヤフラム3には開口が設けられていて、その開口の形状は、例えば、円形であり、その直径をDとする。
In the
計測システム1は、鋼管2内にレーザー光を鉛直方向下向きに照射するためのレーザー鉛直器4と、鋼管2内のダイヤフラム3上に設置され、レーザー鉛直器4から照射されるレーザー光を受光するためのターゲット5と、ターゲット5上に照射されたレーザー光の到達位置を撮影するための撮像装置6と、撮像装置6により撮影した映像を表示するための表示装置7と、を備える。なお、レーザー鉛直器4は、レーザー光を鋼管2の上端面における軸心位置から鉛直方向下向きに照射するように設置されている。
The measurement system 1 is installed on a
図2は、本実施形態に係るターゲット5を示す斜視図である。
図2に示すように、ターゲット5は、レーザー光を受光するための長方形状の受光板8と、受光板8の対向する辺8aから両側に突出するように設けられた棒状のガイド材9と、受光板8及びガイド材9を鋼管2内に吊り降ろすための第1の吊り具10及び第2の吊り具11とから構成される。
FIG. 2 is a perspective view showing the
As shown in FIG. 2, the
受光板8の中心には、基準点となる点マーカ14が表示されている。また、受光板8には、点マーカ14上で直交する2本の基準線16と、基準線16に平行な複数の目盛線17とが格子状に表示されている。
A
ガイド材9が接続されている受光板8の辺8aの長さL1は、ダイヤフラム3に設けられた開口の直径Dよりも短い。また、ガイド材9が接続されていない受光板8の辺8bの長さL2は、上記開口の直径Dよりも長く、かつ、鋼管2の内寸よりも短い。
The length L1 of the
ガイド材9は1本の棒鋼からなり、その中央部が受光板8の下面に接着材や溶接等により接続されている。
The
ガイド材9の長さは、鋼管2の内寸の対角線の長さと同一になるように設定されている。また、ガイド材9の両端は、鋼管2の角部に点で接するように、尖った形状に形成されている。
The length of the
第1の吊り具10及び第2の吊り具11はワイヤーロープからなり、一端がガイド材9の両側にそれぞれ接続されている。
The
ガイド材9を鋼管2内の対角線上に配置し、ダイヤフラム3上に設置すると、受光板8の点マーカ14が鋼管2の軸心と一致する。したがって、鋼管2が鉛直状態のときに、受光板8に照射されたレーザー光のスポット15は点マーカ14上に存在し、鋼管2が鉛直状態から傾くとスポット15は点マーカ14からずれることとなる。
When the
再び、図1を参照すると、撮像装置6は、受光板8を撮影するための電子カメラと、受光板8を照明するためのライトとから構成される。
Referring again to FIG. 1, the
本実施形態においては、電子カメラとして防雨型CCDカメラを、ライトとしてLEDライトを用いた。 In this embodiment, a rainproof CCD camera is used as the electronic camera, and an LED light is used as the light.
表示装置7は、地上に設置され、撮像装置6により撮影された受光板8の映像を表示するためのモニタである。すなわち、受光板8に照射されたレーザー光のスポット15が撮像装置6で撮影され、表示装置7に表示される。
The
鋼管2の傾きの計測は、ダイヤフラム3上に設置された受光板8を撮像装置6で撮影し、その映像を表示装置7に表示してレーザー光の照射されたスポット15位置が点マーカ14からどの向きへどれだけずれているかを読み取る。例えば、図3に示すように、スポット15が点マーカ14から北へ5mm、西へ10mmずれている場合には、鋼管2の鉛直精度はターゲット5の深さ位置において、南へ5mm、東へ10mmずれていることとなる。
The inclination of the
以下に、計測システム1による鉛直精度の計測方法について説明する。 Below, the measuring method of the vertical accuracy by the measurement system 1 is demonstrated.
図4は、鋼管2の鉛直精度を計測する計測方法のフローを示す図である。
図4に示すように、ターゲット5を所定の深さ位置に設置する工程(S10)から鉛直精度を評価する工程(S16)までを実施することにより鋼管2の鉛直精度を計測する。
FIG. 4 is a diagram illustrating a flow of a measurement method for measuring the vertical accuracy of the
As shown in FIG. 4, the vertical accuracy of the
まず、ターゲット5を所定の深さ位置に設置する工程(S10)を実施する。
First, the process (S10) of installing the
図5は、鋼管2内にターゲット5を吊り降ろしている状態を示す図である。
図5に示すように、ターゲット5を第1の吊り具10で吊り下げて、ターゲット5の長手方向が鋼管2の長手方向を向くように傾けた状態で鋼管2の上端から挿入する。
FIG. 5 is a view showing a state where the
As shown in FIG. 5, the
ターゲット5をダイヤフラム3の開口内を挿通させながら所定の深さのダイヤフラム3の位置まで降下させる。上述したように、ガイド材9が接続されている受光板8の辺8aの長さL1は、ダイヤフラム3に設けられた開口の直径Dよりも小さいので、この開口を通してターゲット5を吊り降ろすことができる。
The
次に、受光板8及びガイド材9が設置予定のダイヤフラム3に近づいたら、第1の吊り具10及び第2の吊り具11を操作してガイド材9を鋼管2の対角線上に配置する。そして、ガイド材9の両端をそれぞれ鋼管2の角部に当接させるように第1の吊り具10及び第2の吊り具11で支持しながら受光板8及びガイド材9をダイヤフラム3上に設置する。その際、受光板8の辺8bの長さL2は、ダイヤフラム3に設けられた開口の直径Dよりも大きいので、ダイヤフラム3上に安定した状態で設置される。
Next, when the
ターゲット5をダイヤフラム3上に設置すると、第1の吊り具10及び第2の吊り具11を緩めるなどにより、撮像装置6を吊り下げるためのワイヤーロープ12や、撮像装置6から表示装置7に撮影画像を送信するためのケーブル13を鋼管2内に挿入する際に邪魔にならないようにすることができる。
When the
次に、撮像装置6を設置する工程(S11)を実施する。
Next, a step (S11) of installing the
ワイヤーロープ12に吊り下げられた撮像装置6を鋼管2内に挿入し、受光板8全体が撮影できる位置に設置する。そして、撮像装置6に接続されているケーブル13を地上の表示装置7に接続する。
The
次に、レーザー鉛直器4を設置する工程(S12)を実施する。 Next, a step (S12) of installing the laser vertical device 4 is performed.
図6は、鋼管2の上端にレーザー鉛直器4を設置した状態を示す図である。
図6に示すように、鋼管2の上端にレーザー鉛直器4を設置する。レーザー鉛直器4から照射されるレーザー光が鋼管2内に鉛直方向下向きで、かつ、鋼管2上面の軸心位置から照射されるように正確にレーザー鉛直器4を設置する。設置後、レーザー光を鋼管2内に照射する工程(S13)を実施する。
FIG. 6 is a view showing a state in which the laser vertical device 4 is installed at the upper end of the
As shown in FIG. 6, a laser vertical device 4 is installed at the upper end of the
次に、撮像装置6による撮影工程(S14)を実施する。
レーザー鉛直器4から発射されたレーザー光が受光板8に照射されて当該レーザー光のスポット15が映し出されると、これを撮像装置6が撮影して表示装置7に表示される。
Next, a photographing step (S14) by the
When the laser beam emitted from the laser vertical device 4 is applied to the
次に、受光板8に照射されたレーザー光のスポット15の位置を読み取る工程(S15)を実施する。
Next, a step (S15) of reading the position of the
図7は、受光板8にレーザー光が照射された状態を示す図である。
図7に示すように、ターゲット5に記載されている基準線16、目盛線17を利用して、レーザー光のスポット15位置と点マーカ14とのずれ及びそのずれの向きを目視にて計測する。計測方法は、例えば、点マーカ14から北方向にa[mm]、西方向へb[mm]ずれていることを目視にて読み取る。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the
As shown in FIG. 7, the
そして、この計測結果に基づいて、計測深度における鋼管2の鉛直精度は、南方向へa[mm]、東方向へb[mm]であることを評価する評価工程(S16)を実施する。
And based on this measurement result, the evaluation process (S16) which evaluates that the vertical accuracy of the
以上説明した本実施形態における鋼管2の鉛直精度の計測システム1によれば、鋼管2を地盤E内に挿入した後、地盤Eを掘削することなく、鋼管2の傾きを計測することができる。すなわち、地盤Eの掘削作業中に鋼管2の傾きを計測することができる。したがって、地盤Eの掘削作業中に、鋼管2の鉛直精度の評価、鋼管2間の水平距離の算出及び梁の製作を並行して行うことができるため、地下構築部分の工事を停止することがない。
According to the measurement system 1 of the vertical accuracy of the
また、鋼管2の傾きが大きく、地盤E内の鋼管2間の距離が設計値から大きく乖離して、地下架構部分の設計変更が必要となる場合であっても、地盤Eの掘削期間中にその設計変更を行うことにより、後工程に影響を与えることがない。すなわち、設計変更等に必要な期間を確保でき、かつ、後工程への影響を防止することができるという二重の利点を得ることができる。
Even when the inclination of the
さらに、鋼管2の深さの異なるダイヤフラム3の各位置で、ターゲット5の設置工程(S10)から鉛直精度の評価工程(S16)までを実施することにより、鋼管2の鉛直精度を全長にわたって正確に把握することができる。
Furthermore, the vertical accuracy of the
また、撮像装置6としてカメラを用い、表示装置7としてモニタを用いたが、これらは一般的なものであり、安価で入手性に優れている。
Moreover, although the camera was used as the
また、ターゲット5、撮像装置6は回収可能なので、鉛直精度を計測した後に回収して、再び他の鋼管2内に挿入することができるので、設備投資費が少なくてすむ。
Moreover, since the
なお、本実施形態においては、受光板8の格子状の目盛線17が表示されている場合について説明したが、この表示方法に限定されるものではなく、点マーカ14を中心とする同心円状の目盛線が記載されていてもよい。
In the present embodiment, the case where the grid-
さらに、本実施形態においては、長方形の受光板8を用いた場合について説明したが、この形状に限定されるものではなく、三角形、円形、台形等でもよく、ダイヤフラム3の開口を挿通可能で、かつ、開口から脱落することなくダイヤフラム3上に設置可能な形状であればよい。
Furthermore, in the present embodiment, the case where the rectangular
なお、本実施形態においては、鋼管2として、角型鋼管を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、丸型鋼管でもよい。丸型鋼管を用いる場合には、ガイド材9の長さを丸型管の内径と同一にすれば、受光板8をダイヤフラム3上に設置することにより、点マーカ14が自然に軸心と一致する。したがって、短時間で容易にターゲット5を設置することができる。
In the present embodiment, the case where a square steel pipe is used as the
なお、本実施形態においては、鋼管2が鉛直状態であるときに、鋼管2の上端面の軸心位置からレーザー光が照射される点マーカ14の位置を受光板8の中心とする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、軸心位置からずれた位置から照射する場合は、鋼管2を鉛直にした状態でその照射位置の鉛直方向真下に点マーカ14が位置するように受光板8に表示されていればよい。
In addition, in this embodiment, when the
次に、本発明の第二実施形態について説明する。以下の説明において、第一実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, portions corresponding to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and differences are mainly described.
第二実施形態は、撮像装置6で撮影した映像を画像処理して、鋼管2の鉛直精度を評価するものである。
In the second embodiment, the video captured by the
図8は、本発明の第二実施形態に係る計測システム21を鋼管2に設置した状態を示す概念側面図である。
図8に示すように、計測システム21は、レーザー鉛直器4と、ターゲット5と、撮像装置6と、表示装置7と、撮像装置6により撮影した映像に基づいて鉛直精度を評価する情報処理装置22と、を備える。
FIG. 8 is a conceptual side view showing a state in which the
As shown in FIG. 8, the
本実施形態にかかる受光板8には、図9に示すように、基準線となるX軸、Y軸及び円形マーカ23が表示されている。このX軸とY軸とは直交するように表示されている。なお、X軸とY軸との交点を基準点とする。
円形マーカ23は、事前にその大きさ(寸法)が分かっており、円形マーカ23の大きさと、撮影した画像における円形マーカ23内のピクセル数とから1ピクセル当たりの長さ(1ピクセル長)を求めるために用いられる。
On the
The size (dimension) of the
情報処理装置22は、撮像装置6に接続されたPC(Personal Computer)であり、地上に設置される。撮像装置6とPCとは、ケーブル13により接続されており、撮像装置6により撮影された撮影画像の受信が可能である。
The
以下に、計測システム21による鉛直精度の計測方法について、施工手順にしたがって説明する。
Below, the measuring method of the vertical accuracy by the
図10は、鋼管2の鉛直精度を計測する計測方法のフローを示す図である。
図10に示すように、ターゲット5を所定の深さ位置に設置する工程(S10)と並行して撮像装置6のキャリブレーション工程(S20)を実施する。
FIG. 10 is a diagram illustrating a flow of a measurement method for measuring the vertical accuracy of the
As shown in FIG. 10, the calibration step (S20) of the
キャリブレーション工程(S20)は、撮像装置6にてキャリブレーションボードを撮影し、カメラパラメータを取得する。これは、カメラキャリブレーションと呼ばれるもので、格子模様や等間隔ドットを印刷した紙であるボードを撮影することにより、撮像装置6(本実施形態においては、CCDカメラ)の歪み等を検出するものである。詳細は後述するが、取得したカメラパラメータに基づいて後工程(S21)で撮影画像の歪みを補正する。
In the calibration step (S20), the
次に、第一実施形態と同様に、撮像装置6を鋼管2内の所定の位置に設置する工程(S11)から撮像装置6による撮影工程(S14)までを実施する。本実施形態においては、撮影工程(S14)で撮影された撮影画像は情報処理装置22に転送される。
Next, similarly to 1st embodiment, the process from the process (S11) which installs the
次に、撮影画像を処理する画像処理工程(S21)を実施する。 Next, an image processing step (S21) for processing the captured image is performed.
画像処理工程(S21)では、撮影画像からスポット15の位置情報を取得し、基準点からのずれを評価する。評価方法について以下に説明する。
In the image processing step (S21), the position information of the
まず、カメラパラメータを用いてPCにより撮影画像の歪みを補正するとともに、補正後の撮影画像の二値化を行う。 First, distortion of the captured image is corrected by the PC using the camera parameters, and the corrected captured image is binarized.
情報処理装置22には、予め、マーカ内基準長d[mm]を入力しておく。なお、マーカ内基準長dは、マーカにおける基準となる長さであり、例えば、円形マーカ23ならば、その円の直径の長さが適用される。
An in-marker reference length d [mm] is input to the
そして、画像の二値化を行う。具体的には、デジタル画像をピクセル値=0又は1の白黒画像に変換する。図11は、画像の二値化処理を行った結果の例を示す図である。図11に示すように、円形マーカ23、X軸、Y軸及びレーザー光のスポット15が表示されている。
Then, the image is binarized. Specifically, the digital image is converted into a black and white image with a pixel value = 0 or 1. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a result of performing the binarization processing of the image. As shown in FIG. 11, a
続いて、情報処理装置22は、二値化された画像データから円形マーカ23、X軸、Y軸及びスポット15を検出する。背景が白色(ピクセルの値=1)で、円形マーカ23、X軸、Y軸及びスポット15が黒色(ピクセルの値=0)になっているので、例えば、画像データを水平左方向にスキャンしたときに、スポット15のピクセルの値が1から0に変化する箇所を右側輪郭として検出し、ピクセルの値が0から1に変化する箇所を左側輪郭として検出することにより、スポット15として認識される。
Subsequently, the
また、水平左方向にスキャンして、Y軸のピクセルの値が1から0に変化する箇所を右側輪郭として検出し、ピクセルの値が0から1に変化する箇所を左側輪郭として検出することにより、Y軸として認識される。 Further, by scanning in the horizontal left direction, a portion where the Y-axis pixel value changes from 1 to 0 is detected as a right contour, and a portion where the pixel value changes from 0 to 1 is detected as a left contour. , Recognized as the Y axis.
さらに、水平下方向にスキャンして、X軸のピクセルの値が1から0に変化する箇所を上側輪郭として検出し、ピクセルの値が0から1に変化する箇所を下側輪郭として検出することにより、X軸として認識される。 Further, by scanning in the horizontal downward direction, a portion where the X-axis pixel value changes from 1 to 0 is detected as an upper contour, and a portion where the pixel value changes from 0 to 1 is detected as a lower contour. Is recognized as the X-axis.
続いて、情報処理装置22は、撮影画像データ内におけるマーカ内基準長dの占有ピクセルdp[pixel]を抽出し、画像スケール(1ピクセル当たりの長さ)を取得する。具体的には、円形マーカ23の直径のうち、最大の直径を特定し、その径長に含まれるピクセル数dpをカウントする。そして、マーカ内基準長dをピクセル数dpで除することにより、1ピクセル当たりの長さが求められる。これによれば、円形マーカ23を用いることにより、どの方向から円形マーカ23を見ても最大直径が一定になるので、円形マーカ23の向きが変わっても精度よく1ピクセル当たりの長さを特定することができる。
Subsequently, the
そして、スポット15位置のX軸、Y軸へのずれDx、Dyを次式(1)及び(2)により算出する。
Dx=xp×(d/dp) ・・・ 式(1)
Dy=yp×(d/dp) ・・・ 式(2)
Then, the deviations Dx and Dy of the
Dx = xp × (d / dp) (1)
Dy = yp × (d / dp) (2)
ここで、Dx[mm]は、X軸方向におけるスポット15のずれ、Dy[mm]は、Y軸方向におけるスポット15のずれ、d/dp[mm/pixel]は、1ピクセル当たりの長さ、xp[pixel]は、X軸方向における距離、yp[pixel]は、Y軸方向における距離である。
Here, Dx [mm] is the displacement of the
例えば、スポット15が、Dxについて+5mm(すなわちX軸の正の方向へ5mm)、Dyについて+10mm(すなわちY軸の正の方向へ10mm)ずれている場合には、計測深度における鋼管2の鉛直精度はX軸の負の方向へ5mm、Y軸の負の方向へ10mmずれていることとなる。
For example, when the
以上説明した本実施形態における鋼管2の鉛直精度の計測方法によれば、レーザー光のスポット15の画像を撮像装置6で撮影し、情報処理装置22で画像処理を行うことによって、簡単に鉛直精度を評価することができる。また、歪みが補正された画像を用いるので、精度よく鉛直精度を評価することができる。
According to the method for measuring the vertical accuracy of the
なお、上述した各実施形態においては、ターゲット5のガイド材9を1本だけ用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図12に示すように、受光板8と、2本のガイド材9a、9bと、受光板8の端部に設けられ、吊り具を接続するための第1の接続具26及び第2の接続具27と、一端がそれぞれ接続具26、27に接続された第1の吊り具10及び第2の吊り具11とからなるターゲット25を用いてもよい。
In each of the above-described embodiments, the case where only one
かかる場合には、第1の接続具26及び第2の接続具27は、受光板8の表面に取り付けられていて、両接続具26、27が受光板8の表面に取り付けられていることにより、ターゲット25を両吊り具10、11で吊り下げたときに、両吊り具10、11が受光板8やガイド材9a、9bに巻き付かないので、受光板8の表面を必ず上に向けることができる。
In such a case, the
そして、図13に示すように、ターゲット25は、鋼管2の角部に設けられた枕木24の側面と鋼管2の内周面との間に形成される隅部にガイド材9a、9bが当接するように設置される。鋼管2の角部に枕木24が取り付けられているので、ターゲット25を水平にしたときにターゲット25が水平方向に回転することを防止し、両吊り具10、11がターゲット25に絡まることを防止できる。ガイド材9aとガイド材9bの一端側端部間の距離Gは、隣接する枕木24間の長さと同じになるように調整されている。
Then, as shown in FIG. 13, the
なお、ガイド材9a、9bは、例えば、カメラ用三脚等に使用されているような、大径な外パイプの内側に小径な内パイプを挿通し、両パイプをパイプクランプによって固定する機構として、長さを調整可能なものとしてもよい。ガイド材9a、9bを伸縮自在な機構とすることにより、鋼管2の内径が異なるものにも使用することができる。
The
1 計測システム
2 鋼管
3 ダイヤフラム
4 レーザー鉛直器
5 ターゲット
6 撮像装置
7 表示装置
8 受光板
8a、8b 辺
9 ガイド材
9a、9b ガイド材
10 第1の吊り具
11 第2の吊り具
12 ワイヤーロープ
13 ケーブル
14 点マーカ
15 スポット
16 基準線
17 目盛線
21 計測システム
22 情報処理装置
23 円形マーカ
24 枕木
25 ターゲット
26 第1の接続具
27 第2の接続具
L1、L2 辺の長さ
D 開口の直径
d マーカ内基準長
E 地盤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記鋼管内に照射されるレーザー光を受光するためのターゲットを、前記鋼管の前記ダイヤフラム上に設置するターゲット設置工程と、
前記ターゲットに照射されるように前記レーザー光を前記鋼管内へ鉛直方向下向きに照射する照射工程と、
前記ターゲット上に照射された前記レーザー光の到達位置を撮像装置により撮影した映像を表示装置にて表示する表示工程と、
前記撮像装置により撮影した映像に基づいて鉛直精度を評価する評価工程と、を備えることを特徴とする鋼管の鉛直精度の計測方法。 In a measurement method for measuring the vertical accuracy of a steel pipe inserted inside the ground and having a diaphragm having an opening inside,
A target installation step of installing a target for receiving laser light irradiated into the steel pipe on the diaphragm of the steel pipe;
An irradiation step of irradiating the laser beam vertically downward into the steel pipe so as to irradiate the target;
A display step of displaying on the display device an image obtained by photographing an arrival position of the laser beam irradiated on the target with an imaging device;
An evaluation step of evaluating vertical accuracy based on an image taken by the imaging device, and measuring the vertical accuracy of a steel pipe.
前記撮像装置により撮影された画像データを前記撮像装置から情報処理装置に転送し、
前記情報処理装置を用いて、前記画像データにおける1ピクセル当たりの長さである1ピクセル長を特定し、
前記情報処理装置を用いて、前記画像データにおける前記レーザー光の前記到達位置と前記ターゲットに表示された点又は線との間のピクセル数をカウントし、
前記情報処理装置を用いて、前記カウントしたピクセル数と、前記1ピクセル長とを乗ずることによって、前記レーザー光の前記到達位置と前記点又は前記線との距離を算出することを特徴とする請求項1に記載の計測方法。 The evaluation step includes
Transferring image data captured by the imaging device from the imaging device to an information processing device;
Using the information processing apparatus, specify a one-pixel length that is a length per pixel in the image data,
Using the information processing device, count the number of pixels between the arrival position of the laser beam in the image data and the point or line displayed on the target,
The distance between the arrival position of the laser beam and the point or the line is calculated by multiplying the counted number of pixels and the length of one pixel by using the information processing apparatus. Item 2. The measuring method according to Item 1.
前記鋼管の前記ダイヤフラム上に設置され、前記鋼管内に照射される前記レーザー光を受光するためのターゲットと、
前記ターゲット上に照射された前記レーザー光の到達位置を撮影するための撮像装置と、
前記撮像装置により撮影した映像を表示するための表示装置と、を備えることを特徴とする鋼管の鉛直精度計測システム。 A measurement system that measures the vertical accuracy of a steel pipe that is inserted into the ground and has a diaphragm having an opening inside.
A target for receiving the laser beam installed on the diaphragm of the steel pipe and irradiated in the steel pipe;
An imaging device for photographing the arrival position of the laser beam irradiated on the target;
A vertical accuracy measurement system for a steel pipe, comprising: a display device for displaying an image captured by the imaging device.
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