JP6764590B2

JP6764590B2 - 施工管理装置および施工管理方法

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Publication number: JP6764590B2
Application number: JP2016113875A
Authority: JP
Inventors: 青野　泰久; 泰久青野; 西　琢郎; 琢郎西
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Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2020-10-07
Anticipated expiration: 2036-06-07
Also published as: JP2017218792A

Description

本発明は、例えば盛土、切土、トンネル掘削等の施工管理を、３Ｄスキャナとプロジェクタを利用して行う施工管理装置および施工管理方法に関するものである。

従来、盛土の出来形管理の方法として、丁張りを用いる方法、トータルステーションを用いる方法、３Ｄスキャナを用いる方法などが知られている。ここで、出来形管理とは、例えば施工された構造物が設計図面で示された寸法どおり完成しているかどうかを確かめながら作業を進めることをいう。

丁張りを用いる方法では、盛土の施工を始める前に、木杭とそれに水平もしくは斜めに打ち付けられた板からなる丁張りを等間隔に設置して、正確な施工位置を出すようにしている。盛土の規模が大きくなるほど、また、盛土の数が増えるほど設置する丁張りの数や、設置に要する時間は増大する。また、丁張りは重機や人と接触した場合に、位置がずれてしまうことがある。

また、トータルステーションを用いる方法は、複数の点の位置を計測する方法であるため、計測対象物の面的な形状を把握することができない。また、形状の変化する物体をリアルタイムに位置計測することができない。

これに関連した技術として、自動追尾トータルステーションと重機に設置した全周プリズムを用いて、盛土の締固め状況（施工軌跡、転圧回数など）をリアルタイムにＰＣ等のモニタに表示する技術が知られている。これは、締固め状況をリアルタイムに確認することができるが、転圧により変化する盛土の形状を把握することはできない。

また、３Ｄスキャナを用いる方法（例えば、特許文献１を参照）は、３次元設計データの作成が可能であり、盛土の出来形管理を面的に行える。３Ｄスキャナは近年の技術進歩により安価に入手可能となっており（以前は数百万円オーダーだったものが最近では数万円オーダー）、かつその測定誤差は数ｍｍ程度にまで改善されている。しかしながら、この３Ｄスキャナを用いる方法は、モニタを通して位置計測結果を確認する必要があるため、計測位置とモニタ上のデータとの対応がわかりにくいという問題がある。

一方、本願出願人が特許出願中の「３Ｄスキャナとプロジェクタを組み合わせたトンネル掘削の管理方法」では、三脚に位置計測、画像照射装置を設置し、この装置の位置座標と計測、照射を行う方向をトータルステーションで求めた後に、他の箇所の照射を行う場合は、再度、装置の位置座標と計測、照射を行う方向をトータルステーションで求める必要があったため、作業に手間と時間がかかっていた。

この「３Ｄスキャナとプロジェクタを組み合わせたトンネル掘削の管理方法」では、照射画像の作成の際に、３Ｄスキャナの各計測点とその計測点の周りの８点の設定した条件の判定を行うため、画像作成のアルゴリズムが比較的複雑であり、複雑であるが故、データ処理に時間を要するという問題があった。

特開２０１５−０５２２０５号公報

このため、データ処理にかかる時間を短縮し、施工管理に要する作業時間を短縮する技術が求められていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、施工管理の作業時間を短縮することができる施工管理装置および施工管理方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る施工管理装置は、施工対象物の施工予定箇所の３次元形状データを取得する３次元形状データ取得手段と、３次元形状データ取得手段により取得した３次元形状データに基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成する演算手段と、演算手段により作成した画像を施工予定箇所に照射する画像照射手段とを備え、施工対象物の施工管理を行う装置であって、３次元形状データ取得手段および画像照射手段の位置、ならびに、３次元形状データ取得手段の取得方向および画像照射手段の照射方向を検出する位置方向検出手段と、３次元形状データ取得手段の取得方向および画像照射手段の照射方向の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段と、回転角度を検出する回転角検出手段とをさらに備え、演算手段は、位置方向検出手段および傾斜角検出手段および回転角検出手段による検出結果に基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成することを特徴とする。

また、本発明に係る他の施工管理装置は、上述した発明において、３次元形状データ取得手段および画像照射手段は、開口部を有する保護容器に収納され、３次元形状データ取得手段の取得方向および画像照射手段の照射方向は、開口部から外側に向いていることを特徴とする。

また、本発明に係る施工管理方法は、施工対象物の施工予定箇所の３次元形状データを取得する３次元形状データ取得工程と、３次元形状データ取得工程により取得した３次元形状データに基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成する演算工程と、演算工程により作成した画像を施工予定箇所に照射する画像照射工程とを備え、施工対象物の施工管理を行う方法であって、３次元形状データ取得工程および画像照射工程における位置、ならびに、３次元形状データ取得工程における取得方向および画像照射工程における照射方向を検出する位置方向検出工程と、３次元形状データ取得工程における取得方向および画像照射工程における照射方向の傾斜角度を検出する傾斜角検出工程と、回転角度を検出する回転角検出工程とをさらに備え、演算工程は、位置方向検出工程および傾斜角検出工程および回転角検出工程による検出結果に基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成することを特徴とする。

本発明に係る施工管理装置によれば、施工対象物の施工予定箇所の３次元形状データを取得する３次元形状データ取得手段と、３次元形状データ取得手段により取得した３次元形状データに基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成する演算手段と、演算手段により作成した画像を施工予定箇所に照射する画像照射手段とを備え、施工対象物の施工管理を行う装置であって、３次元形状データ取得手段および画像照射手段の位置、ならびに、３次元形状データ取得手段の取得方向および画像照射手段の照射方向を検出する位置方向検出手段と、３次元形状データ取得手段の取得方向および画像照射手段の照射方向の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段と、回転角度を検出する回転角検出手段とをさらに備え、演算手段は、位置方向検出手段および傾斜角検出手段および回転角検出手段による検出結果に基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成するので、１度位置方向検出手段で位置と方向が得られていれば、３次元形状データ取得手段における取得方向および画像照射手段における照射方向を変更した場合に、位置方向検出手段で変更後の位置と方向を検出することなく、傾斜角検出手段および回転角検出手段による検出結果に基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成することができ、施工管理に要する作業の手間と時間を削減することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る施工管理方法によれば、施工対象物の施工予定箇所の３次元形状データを取得する３次元形状データ取得工程と、３次元形状データ取得工程により取得した３次元形状データに基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成する演算工程と、演算工程により作成した画像を施工予定箇所に照射する画像照射工程とを備え、施工対象物の施工管理を行う方法であって、３次元形状データ取得工程および画像照射工程における位置、ならびに、３次元形状データ取得工程における取得方向および画像照射工程における照射方向を検出する位置方向検出工程と、３次元形状データ取得工程における取得方向および画像照射工程における照射方向の傾斜角度を検出する傾斜角検出工程と、回転角度を検出する回転角検出工程とをさらに備え、演算手段は、位置方向検出工程および傾斜角検出工程および回転角検出工程による検出結果に基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成するので、１度位置方向検出工程で位置と方向が得られていれば、３次元形状データ取得工程における取得方向および画像照射工程における照射方向を変更した場合に、位置方向検出工程で変更後の位置と方向を検出することなく、傾斜角検出工程および回転角検出工程による検出結果に基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成することができ、施工管理に要する作業の手間と時間を削減することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る施工管理装置の実施の形態を示す概略構成図である。図２は、本発明に係る３Ｄスキャナおよびプロジェクタの配置図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。図３は、本発明に係る施工管理装置および施工管理方法による処理フローチャート図である。図４は、照射画像の寸法あわせの説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は演算装置が演算している画像である。図５は、本発明に係る施工管理装置の設置位置の例を示す図である。図６は、座標系の例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。図７は、掘削の必要性の判断方法の説明図であり、（ａ）は鳥瞰図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図である。図８は、計測対象物の位置計測点と照射される予定の画像の対応を示した上面図であり、（ａ）は位置計測点、（ｂ）は照射される多角形の画像である。図９は、点ｎ’の座標の求め方の説明図であり、（ａ）は相似な三角形、（ｂ）は演算装置が演算する点ｎ’の座標である。図１０は、視認性を高めた照射用の画像を示す図であり、（ａ）は点の大きさの調整前、（ｂ）は点の大きさの調整後である。図１１は、位置計測・照射のモードを示す図であり、（ａ）はオートモード、（ｂ）はマニュアルモードである。

以下に、本発明に係る施工管理装置および施工管理方法の実施の形態について、盛土の施工管理に適用する場合を例にとり、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。

図１に示すように、本発明に係る施工管理装置１０は、３Ｄスキャナ１２（３次元形状データ取得手段）と、プロジェクタ１４（画像照射手段）と、演算装置１６（演算手段）と、トータルステーション１８（位置方向検出手段）と、パソコン２０と、ルーター２２と、傾斜計２４（傾斜角検出手段）と、回転角検出器２６（回転角検出手段）とを備える。

図２に示すように、３Ｄスキャナ１２およびプロジェクタ１４は、一つの面が開口した直方体の保護容器２８の中に一体的に収納される。３Ｄスキャナ１２は、盛土（施工対象物）の施工予定箇所の位置（３次元形状データ）を計測（取得）するものである。プロジェクタ１４は、演算装置１６で作成した画像を盛土の施工予定箇所に照射するものである。３Ｄスキャナ１２の取得方向およびプロジェクタ１４の照射方向は、開口部３０から外側に向いている。

また、保護容器２８の上面には、３Ｄスキャナ１２とプロジェクタ１４の位置と保護容器２８の開口部３０の方向を把握するためのプリズム３２が２個設置されている。さらに、保護容器２８の上面には、互いに直交する２つの方向に傾斜計２４が設置されている。また、保護容器２８の下部には回転角検出器２６と球座３４が設置されている。なお、保護容器２８は下部のねじ穴３６を介して図示しない三脚に据え付けられる。

傾斜計２４で保護容器２８の傾斜角度を検出することで、３Ｄスキャナ１２の取得方向（計測方向）およびプロジェクタ１４の照射方向の傾斜角度を求めることができる。また、回転角検出器２６で保護容器２８の回転角度を検出することで、３Ｄスキャナ１２の取得方向およびプロジェクタ１４の照射方向の回転角度を求めることができる。この演算処理は、演算装置１６で行うようにしてもよい。

トータルステーション１８は、３Ｄスキャナ１２とプロジェクタ１４の位置と、計測・照射の方向を計測するためのものである。パソコン２０は、トータルステーション１８の計測結果を受信し、送信するためのものである。ルーター２２は、パソコン２０から送信されるデータを演算装置１６に向けて転送するものである。

演算装置１６は、ルーター２２から転送されたデータを受信し、トータルステーション１８の計測結果および３Ｄスキャナ１２による位置計測結果から盛土の成形が必要な箇所（施工必要箇所）を判定・抽出し、盛土の施工予定箇所に照射する画像を作成するものである。また、この演算装置１６は、トータルステーション１８の計測結果と、傾斜計２４および回転角検出器２６の計測結果から、３Ｄスキャナ１２とプロジェクタ１４の位置と、計測・照射の方向を補正演算することもできる。補正された位置と、計測・照射の方向は、上記の判定・抽出処理に反映される。

上記の構成によれば、保護容器２８を任意の方向に傾けた場合や保護容器２８の下部を回転させた場合に開口部３０の方向を求めることができる。一度トータルステーション１８で保護容器２８の位置と開口部３０の方向を求めれば、保護容器２８を任意の方向に傾けて別の位置に照射を行う場合に、傾斜計２４と回転角検出器２６を用いることにより、保護容器２８の開口部３０がどの方向を向いているのかを求めることができ、逐一トータルステーション１８で保護容器２８の位置計測を行う手間と時間が省かれる。

次に、本発明に係る施工管理装置による盛土の施工管理の手順を示す。なお、この手順は本発明に係る施工管理方法の実施の形態に相当する。

図３に示すように、まず最初に、照射する画像の寸法合わせを行う（ステップＳ１）。この場合、振動や接触等の外的要因の少ない室内にて演算装置１６とプロジェクタ１４を用意し、図４に示すように、演算装置１６が演算している画像の寸法、ここでは縦の長さａと横の長さｂが照射された画像の縦と横の長さと一致するプロジェクタ１４と照射平面の距離Ｌを求める。（ｂ）のハッチング部分はプロジェクタ１４が照射した画像、（ｃ）のハッチング部分は演算装置１６が演算している画像に相当する。一般に画像が照射される盛土の施工箇所は面が凹凸であるため、照射する画像をひずませて照射を行う必要がある。このひずませた画像の作成に室内で求めたＬを用いる。ひずませた画像の作成方法は後述する。

次に、図３に示すように、３Ｄスキャナ１２およびプロジェクタ１４を設置する箇所を選定し設置する（ステップＳ２）。この場合、図５に示すように、プロジェクタ１４から施工予定箇所Ｒ０に照射される画像がなるべく重機３８に重ならない箇所に設置を行う。また、設置する個数と位置は施工する盛土の大きさ・形状により決定する。

本実施の形態では、図６に示すように、盛土の直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）とプロジェクタ１４を原点とした直交座標系（ξ，η，ζ）を用いる。

次に、演算装置１６、３Ｄスキャナ１２およびプロジェクタ１４の設置後、トータルステーション１８により絶対座標が既知の２個の基準点の位置を計測し、トータルステーション１８の座標値を求める。その後、トータルステーション１８により３Ｄスキャナ１２およびプロジェクタ１４の位置と、計測・照射の方向を求め（ステップＳ３）、その位置情報をパソコン２０からルーター２２を経由して演算装置１６に送信する。

その後、３Ｄスキャナ１２により盛土の施工位置（ここでは施工途中の盛土）を計測する（ステップＳ４）。計測結果と設計のデータを用いて演算装置１６にて成形の必要性が判定される。例えば、図７に示される施工中の盛土Ｒ１において、位置計測を行った点の座標が仮想の設計の線（破線Ｌ１）の内側の領域Ｒ２である場合（下記の式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）を全て満たす場合）は土を盛る必要があるという判定をし、設計の線Ｌ１の外側である場合は施工完了という判定を行う。

ｚ＜ｃｘ＋ｄ・・・（１）
ｚ＜ｅｘ＋ｆ・・・（２）
ｚ＜ｇｘ＋ｈ・・・（３）
ｚ＜ｉｘ＋ｊ・・・（４）
０＜ｚ＜ｈ・・・（５）

３Ｄスキャナ１２により得た位置計測結果が送られた演算装置１６は、ある注目した点について盛土の成形が必要であるかを、設計のデータと比較して判定する。この場合、例えば、その点と隣の点は盛土の成形が必要かを判定する（ステップＳ５）。必要と判定した場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、成形が必要と判定された点のうち、隣接した点どうしを結んだ成形対象範囲を形成する（ステップＳ６）。必要と判定しない場合（ステップＳ５でＮｏ）、処理をステップＳ７に進める。全ての計測点での判定が完了するまでステップＳ５〜Ｓ７を繰り返し、成形が完了したかを判定する（ステップＳ８）。成形が完了していない場合には（ステップＳ８でＮｏ）、処理をステップＳ９に進める。成形が完了した場合には（ステップＳ８でＹｅｓ）、プロジェクタ１４による画像照射を終了して盛土の成形を終了し（ステップＳ１２）、保護容器２８の開口部３０の方向を変化させ、傾斜計２４と回転角検出器２６の計測値を用いて開口部３０の方向を求める（ステップＳ１３）。一方、ステップＳ８において成形が完了していないと判定した場合には（ステップＳ８でＮｏ）、照射用のゆがんだ画像を作成し（ステップＳ９）、成形が必要な箇所に画像を照射する（ステップＳ１０）。そして、照射された画像を見ながら盛土の成形作業を行い（ステップＳ１１）、ステップＳ８で成形が完了したと判定されるまで、３Ｄスキャナ１２による施工対象物の位置計測（ステップＳ４）以降の作業を繰り返す。

次に、演算装置１６による照射画像の作成方法についてより具体的に説明する。
上述したように、３Ｄスキャナ１２により得た位置計測結果が送られた演算装置１６は、ある注目した点について盛土の成形が必要であるかを、設計のデータと比較して判定する。図８は、計測対象物の位置計測点と照射される予定の画像の対応を示した上面図であり、（ａ）は位置計測点、（ｂ）は照射される多角形の画像である。例えば図８では、照射画像の作成のために成形の必要がある箇所の点の位置データのみを抽出する。なお、Ｐ０は計測対象物、Ｐ１は３Ｄスキャナ１２による位置計測点、Ｐ２は成形の必要のある箇所、Ｐ３は成形の必要のない箇所、Ｐ４は成形対象範囲である。

抽出された位置データをそれぞれの点Ａ（ξ_１，η_１，ζ_１）、点Ｂ（ξ_２，η_２，ζ_２）、・・・点ｎ（ξ_ｎ，η_ｎ，ζ_ｎ）とすると、これらの点を照射用の画像の位置に描写するために、演算装置１６にてそれぞれの点に対応する点Ａ’（Ｌ，ｙ_１，ｚ_１）、点Ｂ’（Ｌ，ｙ_２，ｚ_２）、・・・点ｎ’（Ｌ，ｙ_ｎ，ｚ_ｎ）を求め、照射用のゆがんだ画像を作成する。図９は、点ｎ’の座標の求め方の説明図であり、（ａ）は相似な三角形、（ｂ）は演算装置が演算する点ｎ’の座標である。（ｂ）のＱの領域は演算装置１６が演算している画像である。ここで、ｙ_ｎ、ｚ_ｎは図９に示す相似な三角形を用いて以下の式（６）、（７）から求まる。

ｚ_ｎ＝ζ_ｎ・Ｌ／ξ_ｎ・・・（６）
ｙ_ｎ＝η_ｎ・Ｌ／ξ_ｎ・・・（７）

式（６）、（７）から求めた照射する計測点は、隣の計測点との隙間があると視認しにくい場合があるので、ステップＳ１０では、図１０に示すように、照射画像の点の大きさを調節し、視認しやすい画像にして照射を行う。なお、図１０において、Ｐ５は成形が必要と判定された計測点、Ｐ６は演算装置１６が演算した投影用のひずませた画像である。

次に、ステップＳ１１において、画像が照射された部分の成形を行う。ある程度成形が終わったら重機３８を３Ｄスキャナ１２の位置計測のレーザーを遮らない箇所まで移動し、３Ｄスキャナ１２による施工対象物の位置計測に戻り、再度位置計測を行い（ステップＳ４）、演算装置１６による計測結果に基づいて、プロジェクタ１４により画像が投影された成形の必要な箇所の成形を行い（ステップＳ１１）、成形の必要な箇所が無くなるまで（ステップＳ８でＹｅｓ）、上記のステップＳ４〜Ｓ１１の作業を繰り返す。

３Ｄスキャナ１２で位置計測を再び行うタイミングとしては、一定の時間が経過すると自動で位置計測を行い、プロジェクタ１４から照射する画像の更新を行うオートモードと、手動で位置計測を行い、照射する画像の更新を行うマニュアルモードの２種類により管理することもできる。例えば、図１１に示すように、プロジェクタ１４の照射範囲Ｐ７内に現在のモードの表示を行い、さらにオートモードの場合は再計測までの時間の表示を行うようにしてもよい。

なお、三脚の盛り替えを行わずに球座３４を用いて保護容器２８の開口部３０の向いている方向のみを変えて位置計測、画像照射範囲を変える場合は、傾斜計２４と回転角検出器２６の計測値を用いて保護容器２８の開口部３０の向いている方向を求めた後に、位置計測、画像照射、盛土の成形を行う。

上記の従来の技術では、位置計測と画像照射を複数の箇所に行うために保護容器の開口部の方向を変えた場合、保護容器の開口部の方向をトータルステーションにより求める必要があった。これに対し、本実施の形態によれば、３Ｄスキャナ１２とプロジェクタ１４を収納する保護容器２８に傾斜計２４、回転角検出器２６、球座３４を設置することにより、計測、照射箇所を変化させる際に盛替を行わず保護容器２８の開口部３０の方向が変化した場合でも、トータルステーション１８で保護容器２８の位置を計測することなく、傾斜計２４と回転角検出器２６の計測値を用いて開口部３０の方向を求めることができ、施工管理に要する作業の手間と時間を削減することができる。また、上記の従来の技術では、３Ｄスキャナの各計測点とその周りの８点の設定した条件の判定を行うため、データ処理に時間を要していたが、本実施の形態によれば、演算装置１６で照射画像を作成する際に、計測点のみ条件の判定を行うように照射画像の作成方法を簡略化していることから、データ処理の時間を短縮することができる。

上記の実施の形態では、盛土の施工管理に適用する場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば切土の掘削量の管理や山岳トンネルでの余掘り量などの施工管理にも適用可能である。

以上説明したように、本発明に係る施工管理装置によれば、施工対象物の施工予定箇所の３次元形状データを取得する３次元形状データ取得手段と、３次元形状データ取得手段により取得した３次元形状データに基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成する演算手段と、演算手段により作成した画像を施工予定箇所に照射する画像照射手段とを備え、施工対象物の施工管理を行う装置であって、３次元形状データ取得手段の取得方向および画像照射手段の照射方向を検出する位置方向検出手段と、３次元形状データ取得手段の取得方向および画像照射手段の照射方向の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段と、回転角度を検出する回転角検出手段とをさらに備え、演算手段は、位置方向検出手段および傾斜角検出手段および回転角検出手段による検出結果に基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成するので、１度位置方向検出手段で位置と方向が得られていれば、３次元形状データ取得手段における取得方向および画像照射手段における照射方向を変更した場合に、再度位置方向検出手段で変更後の位置と方向を検出することなく、傾斜角検出手段および回転角検出手段による検出結果に基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成することができ、施工管理に要する作業の手間と時間を削減することができる。

また、本発明に係る施工管理方法によれば、施工対象物の施工予定箇所の３次元形状データを取得する３次元形状データ取得工程と、３次元形状データ取得工程により取得した３次元形状データに基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成する演算工程と、演算工程により作成した画像を施工予定箇所に照射する画像照射工程とを備え、施工対象物の施工管理を行う方法であって、３次元形状データ取得工程における取得方向および画像照射工程における照射方向を検出する位置方向検出工程と、３次元形状データ取得工程における取得方向および画像照射工程における照射方向の傾斜角度を検出する傾斜角検出工程と、回転角度を検出する回転角検出工程とをさらに備え、演算工程は、位置方向検出工程および傾斜角検出工程および回転角検出工程による検出結果に基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成するので、１度位置方向検出手段で位置と方向が得られていれば、３次元形状データ取得工程における取得方向および画像照射工程における照射方向を変更した場合に、位置方向検出工程で変更後の位置と方向を検出することなく、傾斜角検出工程および回転角検出工程による検出結果に基づいて施工必要箇所を判定し、施工予定箇所に照射する画像を作成することができ、施工管理に要する作業の手間と時間を削減することができる。

以上のように、本発明に係る施工管理装置および施工管理方法は、例えば盛土、切土、トンネル掘削等の出来形管理を３Ｄスキャナおよびプロジェクタを用いて行う場合に有用であり、特に、施工管理の作業時間を短縮するのに適している。

１０施工管理装置
１２３Ｄスキャナ（３次元形状データ取得手段）
１４プロジェクタ（画像照射手段）
１６演算装置（演算手段）
１８トータルステーション（位置方向検出手段）
２０パソコン
２２ルーター
２４傾斜計（傾斜角検出手段）
２６回転角検出器（回転角検出手段）
２８保護容器
３０開口部
３２プリズム
３４球座
３６ねじ穴
３８重機

Claims

所定の領域における土の成形に係る施工予定箇所の３次元形状データを取得する３次元形状データ取得手段と、３次元形状データ取得手段により取得した３次元形状データに基づいて施工予定箇所における土の成形が必要な箇所を判定し、土の成形が必要な箇所に照射する画像を作成する演算手段と、演算手段により作成した画像を土の成形が必要な箇所に照射する画像照射手段とを備え、所定の領域における土の成形に係る施工管理を行う装置であって、
３次元形状データ取得手段および画像照射手段の位置、ならびに、３次元形状データ取得手段の取得方向および画像照射手段の照射方向を検出する位置方向検出手段と、３次元形状データ取得手段の取得方向および画像照射手段の照射方向の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段と、回転角度を検出する回転角検出手段とをさらに備え、
演算手段は、位置方向検出手段および傾斜角検出手段および回転角検出手段による検出結果と、施工中において取得した３次元形状データと、仮想の設計の線に基づいて土の成形が必要な箇所を判定することを特徴とする施工管理装置。
３次元形状データ取得手段および画像照射手段は、開口部を有する保護容器に収納され、３次元形状データ取得手段の取得方向および画像照射手段の照射方向は、開口部から外側に向いていることを特徴とする請求項１に記載の施工管理装置。
所定の領域における土の成形に係る施工予定箇所の３次元形状データを取得する３次元形状データ取得工程と、３次元形状データ取得工程により取得した３次元形状データに基づいて施工予定箇所における土の成形が必要な箇所を判定し、土の成形が必要な箇所に照射する画像を作成する演算工程と、演算工程により作成した画像を土の成形が必要な箇所に照射する画像照射工程とを備え、所定の領域における土の成形に係る施工管理を行う方法であって、
３次元形状データ取得工程および画像照射工程における位置、ならびに、３次元形状データ取得工程における取得方向および画像照射工程における照射方向を検出する位置方向検出工程と、
３次元形状データ取得工程における取得方向および画像照射工程における照射方向の傾斜角度を検出する傾斜角検出工程と、回転角度を検出する回転角検出工程とをさらに備え、
演算工程は、位置方向検出工程および傾斜角検出工程および回転角検出工程による検出結果と、施工中において取得した３次元形状データと、仮想の設計の線に基づいて土の成形が必要な箇所を判定することを特徴とする施工管理方法。