JP6764768B2 - Position measuring device and position measuring method - Google Patents

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Description

本発明は、対象物の位置を測定する位置測定装置、及び位置測定方法に関する。 The present invention relates to a position measuring device for measuring the position of an object and a position measuring method.

特許文献1には、目標物の3次元位置を計測する3次元位置計測装置が記載されている。この3次元位置計測装置は、建築施工の作業現場においてターゲット板及び画像スキャニング装置が建物の上層階に配置されて用いられる。この3次元位置計測装置は、建て方の基準となる基準墨の上に設けられた3台の鉛直用レーザー装置と、各鉛直用レーザー装置から照射されるレーザー光を受ける前述の3枚のターゲット板と、ターゲット板を撮影する画像カメラを有する前述の画像スキャニング装置とを備えている。画像スキャニング装置の画像カメラが、各ターゲット板における鉛直用レーザー装置からのレーザー光の照射点であるレーザースポットを撮影することにより、目標物の位置が求められる。 Patent Document 1 describes a three-dimensional position measuring device that measures a three-dimensional position of a target object. This three-dimensional position measuring device is used by arranging a target plate and an image scanning device on the upper floor of a building at a construction work site. This three-dimensional position measuring device consists of three vertical laser devices installed on the standard ink, which is the standard for building, and the above-mentioned three targets that receive the laser light emitted from each vertical laser device. It includes a plate and the image scanning device described above having an image camera that captures a target plate. The position of the target object is determined by the image camera of the image scanning device photographing the laser spot which is the irradiation point of the laser beam from the vertical laser device on each target plate.

特開平6−186036号公報JP-A-6-186036

特許文献1では、ターゲット板を建物の上層階に物理的に配置している。従って、ターゲット板の取り付け作業が面倒である。また、風などの外力によって建物全体が揺れる場合があり、そのような場合、揺れによってレーザースポットがターゲット板から外れる懸念がある。レーザースポットがターゲット板から外れると、位置計測の精度が低下する。従って、高精度に位置計測を行うためには、レーザー光をターゲット板に確実に照射させる必要がある。よって、レーザー光を確実にターゲット板に照射するために、ターゲット板の配置を精度良く行わなければならない。このように、ターゲット板の配置を精度良く行わなければならないため、精度の良い位置情報を容易に取得できないという問題があった。 In Patent Document 1, the target plate is physically arranged on the upper floor of the building. Therefore, the work of attaching the target plate is troublesome. In addition, the entire building may shake due to an external force such as wind, and in such a case, there is a concern that the laser spot may deviate from the target plate due to the shaking. If the laser spot deviates from the target plate, the accuracy of position measurement will decrease. Therefore, in order to measure the position with high accuracy, it is necessary to reliably irradiate the target plate with the laser beam. Therefore, in order to reliably irradiate the target plate with the laser beam, the target plate must be arranged with high accuracy. As described above, since the target plate must be arranged with high accuracy, there is a problem that accurate position information cannot be easily obtained.

本発明は、精度の良い位置情報を容易に取得することができる位置測定装置、及び位置測定方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a position measuring device and a position measuring method capable of easily acquiring accurate position information.

本発明に係る位置測定装置は、対象物の位置を測定する位置測定装置であって、不動点に設置され、レーザ光を照射して空中に視認可能な基準点を表示するレーザ表示装置と、対象物に設置され、基準点を撮影するカメラと、カメラによって撮影された画像を用いて対象物の位置を計算する計算部と、を備える。 The position measuring device according to the present invention is a position measuring device that measures the position of an object, and is a laser display device that is installed at an immovable point and irradiates a laser beam to display a visible reference point in the air. It is provided with a camera installed on the object and taking a picture of a reference point, and a calculation unit for calculating the position of the object using an image taken by the camera.

本発明に係る位置測定装置において、基準点は、不動点に設置されたレーザ表示装置によってレーザ光を照射することにより空中に表示される。これにより、基準点を物理的に取り付ける場合と比較して容易に基準点を設けることができる。また、例えば建物に配置された対象物の位置を測定する場合であって、風などの外力によって建物が揺れた場合であっても、基準点は、空中に表示されるため、揺れに影響されず一定の位置を維持する。このように、空中に容易に基準点を表示させることができると共に、建物が揺れても基準点の位置を一定にすることができる。従って、この基準点をカメラで撮影して計算部が対象物の位置を計算することにより、精度の良い位置情報を容易に取得することができる。 In the position measuring device according to the present invention, the reference point is displayed in the air by irradiating the laser beam with the laser display device installed at the fixed point. As a result, the reference point can be easily provided as compared with the case where the reference point is physically attached. Also, for example, when measuring the position of an object placed in a building, even if the building shakes due to an external force such as wind, the reference point is displayed in the air, so it is affected by the shaking. Maintain a constant position. In this way, the reference point can be easily displayed in the air, and the position of the reference point can be kept constant even if the building shakes. Therefore, accurate position information can be easily obtained by photographing the reference point with a camera and calculating the position of the object by the calculation unit.

本発明に係る位置測定装置において、カメラは、全方位カメラであり、360度回転しながら撮影を行ってもよい。この場合、カメラが360度回転しながら撮影を行うので、より精度の良い位置情報を取得することができる。 In the position measuring device according to the present invention, the camera is an omnidirectional camera, and may take a picture while rotating 360 degrees. In this case, since the camera rotates 360 degrees while shooting, more accurate position information can be acquired.

本発明に係る位置測定装置において、対象物は、建物の作業階に配置されると共に建物を施工する施工機械を含んでおり、計算部によって計算された施工機械の位置を用いて施工機械の動作を制御する制御部を更に備えていてもよい。この場合、精度の良い位置情報を用いて容易に施工機械を動作させることができるので、施工効率を向上させることができる。 In the position measuring device according to the present invention, the object is placed on the work floor of the building and includes a construction machine for constructing the building, and the operation of the construction machine is performed using the position of the construction machine calculated by the calculation unit. A control unit for controlling the above may be further provided. In this case, since the construction machine can be easily operated by using the highly accurate position information, the construction efficiency can be improved.

本発明に係る位置測定装置において、対象物は、建物の作業階に位置しており、レーザ表示装置は、作業階の高さに応じて基準点の高さを調整してもよい。この場合、位置を測定する対象物から近い場所に基準点を表示させることができるので、施工状況に適した位置情報を取得することができる。 In the position measuring device according to the present invention, the object is located on the work floor of the building, and the laser display device may adjust the height of the reference point according to the height of the work floor. In this case, since the reference point can be displayed at a place close to the object whose position is to be measured, the position information suitable for the construction situation can be acquired.

本発明に係る位置測定方法は、対象物の位置を測定する位置測定方法であって、不動点に設置されたレーザ表示装置によってレーザ光を照射して、空中に視認可能な基準点を表示するステップと、対象物に設置したカメラによって基準点を撮影するステップと、カメラによって撮影された画像を用いて対象物の位置を計算するステップとを備える。 The position measurement method according to the present invention is a position measurement method for measuring the position of an object, in which a laser beam is irradiated by a laser display device installed at a fixed point to display a visible reference point in the air. It includes a step, a step of taking a reference point with a camera installed on the object, and a step of calculating the position of the object using an image taken by the camera.

本発明に係る位置測定方法では、不動点に設置されたレーザ表示装置によってレーザ光を照射して、空中に基準点を表示する。これにより、容易に基準点を設けることができる。また、風などの外力によって建物が揺れた場合であっても、基準点は、揺れに影響されず一定の位置を維持する。従って、建物が揺れた場合にも一定の位置を維持する基準点を容易に表示させることができるので、前述の位置測定装置と同様、精度の良い位置情報を容易に取得することができる。 In the position measurement method according to the present invention, a laser beam is irradiated by a laser display device installed at a fixed point to display a reference point in the air. As a result, a reference point can be easily set. Moreover, even if the building is shaken by an external force such as wind, the reference point is maintained at a constant position without being affected by the shaking. Therefore, since the reference point that maintains a constant position can be easily displayed even when the building shakes, it is possible to easily acquire accurate position information as in the above-mentioned position measuring device.

本発明によれば、精度の良い位置情報を容易に取得することができる。 According to the present invention, accurate position information can be easily obtained.

図1は、本発明の実施形態に係る位置測定装置を適用した施工現場の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of a construction site to which the position measuring device according to the embodiment of the present invention is applied. 図2は、本発明の実施形態に係る位置測定装置の装置構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an apparatus configuration of the position measuring apparatus according to the embodiment of the present invention. 図3は、位置測定装置のレーザ表示装置による基準点の高さ調整の様子を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a state of adjusting the height of the reference point by the laser display device of the position measuring device. 図4(a)及び図4(b)は、位置測定装置のカメラによる処理を説明するための図である。4 (a) and 4 (b) are diagrams for explaining the processing by the camera of the position measuring device. 図5は、位置測定装置の計算部による計算例を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a calculation example by the calculation unit of the position measuring device. 図6は、位置測定装置の計算部による計算例を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a calculation example by the calculation unit of the position measuring device. 図7は、位置測定装置の計算部による計算例を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a calculation example by the calculation unit of the position measuring device. 図8は、位置測定装置の表示部に表示される画像の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of an image displayed on the display unit of the position measuring device. 図9は、本発明の実施形態に係る位置測定方法を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing a position measurement method according to an embodiment of the present invention.

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る位置測定装置、及び位置測定方法の実施形態について詳細に説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the position measuring device and the position measuring method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent elements may be designated by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted.

図1は、本発明の実施形態に係る位置測定装置を適用した施工現場の模式図である。図1に示されるように、本実施形態に係る位置測定装置1は、例えば建物Bの施工に用いられる。建物Bの施工において作業が行われる作業階FLには、例えば建物Bを施工するクレーンC(施工機械)、鉄骨D(部材)、及び作業者Eが位置している。施工現場では、例えばトラック等によって運搬されてきた鉄骨Dを、クレーンCを用いて作業階FLの施工予定位置Pに設置する。また、作業階FLにおいて、クレーンC及び鉄骨Dは作業者Eに接触しないように位置を調整される。本実施形態では、位置測定装置1により、施工機械を用いて部材を設置する施工管理、及び、作業者に接触しないように施工機械及び部材の位置を調整する安全管理が自動で行われる。 FIG. 1 is a schematic view of a construction site to which the position measuring device according to the embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the position measuring device 1 according to the present embodiment is used, for example, for the construction of a building B. For example, a crane C (construction machine), a steel frame D (member), and a worker E who construct the building B are located on the work floor FL where the work is performed in the construction of the building B. At the construction site, for example, the steel frame D transported by a truck or the like is installed at the planned construction position P on the work floor FL by using the crane C. Further, on the work floor FL, the positions of the crane C and the steel frame D are adjusted so as not to come into contact with the worker E. In the present embodiment, the position measuring device 1 automatically performs construction management for installing members using a construction machine and safety management for adjusting the positions of construction machines and members so as not to come into contact with workers.

図2を併せて参照し、位置測定装置1について説明する。図2は、位置測定装置1の装置構成を示すブロック図である。位置測定装置1は、対象物Aの位置を測定する。本実施形態では、一例として、任意の原点O(図5参照)に対する対象物Aの相対的な3次元座標データを取得する。対象物Aは、前述のクレーンC、鉄骨D、及び作業者Eを含む。位置測定装置1は、レーザ表示装置2と、カメラ3と、コンピュータ4と、表示部5と、施工機械コントローラ6と、警報装置7とを備える。カメラ3、コンピュータ4、表示部5、施工機械コントローラ6、及び警報装置7のそれぞれは、例えば無線LAN(Local Area Network)又はBluetooth(登録商標)等の無線で通信するためのインターフェースを有しており、互いに無線によるデータの送受信が可能である。 The position measuring device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a device configuration of the position measuring device 1. The position measuring device 1 measures the position of the object A. In the present embodiment, as an example, the relative three-dimensional coordinate data of the object A with respect to an arbitrary origin O (see FIG. 5) is acquired. The object A includes the crane C, the steel frame D, and the worker E described above. The position measuring device 1 includes a laser display device 2, a camera 3, a computer 4, a display unit 5, a construction machine controller 6, and an alarm device 7. Each of the camera 3, the computer 4, the display unit 5, the construction machine controller 6, and the alarm device 7 has an interface for wireless communication such as a wireless LAN (Local Area Network) or Bluetooth (registered trademark). It is possible to send and receive data wirelessly to each other.

レーザ表示装置2は、レーザ光を照射して空中に視認可能な基準点TA(又は基準点TB)を表示する。レーザ表示装置2は、地上GLに直接設置される。ここで、地上GLは、風などの外力が作用した場合であっても変位しない不動点である。レーザ表示装置2は、地上GLにおける所定の位置に設置され(詳細は後述)、当該所定の位置の鉛直上方に基準点TA,TBを表示する。レーザ表示装置2は、例えばレーザ光を照射するレーザ照射部(不図示)を含むプラズマ発生装置によって構成されている。この場合、レーザ表示装置2は、所定の位置でプラズマを発生させ、空中における任意の位置に基準点TA,TBを表示する。 The laser display device 2 irradiates a laser beam to display a visible reference point TA (or reference point TB) in the air. The laser display device 2 is installed directly on the ground GL. Here, the ground GL is a fixed point that does not displace even when an external force such as wind acts on it. The laser display device 2 is installed at a predetermined position on the ground GL (details will be described later), and displays the reference points TA and TB vertically above the predetermined position. The laser display device 2 is composed of, for example, a plasma generator including a laser irradiation unit (not shown) that irradiates a laser beam. In this case, the laser display device 2 generates plasma at a predetermined position and displays the reference points TA and TB at arbitrary positions in the air.

レーザ表示装置2は、作業階FLの高さに応じて基準点TA,TBの高さを調整する。図3は、位置測定装置1のレーザ表示装置2による基準点TAの高さ調整の様子を示す模式図である。図3に示されるように、レーザ表示装置2は、例えば地上GLにおいて作業が行われるとき(作業階FL1の高さ位置が地上GLであるとき)、地上GLに近い位置に基準点TA1を表示する。具体的には、レーザ表示装置2は、地上GLよりも所定距離だけ上方に基準点TA1を表示する。 The laser display device 2 adjusts the heights of the reference points TA and TB according to the height of the working floor FL. FIG. 3 is a schematic view showing a state of height adjustment of the reference point TA by the laser display device 2 of the position measuring device 1. As shown in FIG. 3, the laser display device 2 displays the reference point TA1 at a position close to the ground GL, for example, when the work is performed on the ground GL (when the height position of the work floor FL1 is the ground GL). To do. Specifically, the laser display device 2 displays the reference point TA1 above the ground GL by a predetermined distance.

レーザ表示装置2は、地上GLよりも上方の作業階FL2において作業が行われるとき、基準点TA1よりも高い位置(作業階FL2よりも所定距離だけ上方)に基準点TA2を表示し、作業階FL2よりも上方の作業階FL3において作業が行われるとき、基準点TA2よりも高い位置(作業階FL3よりも所定距離だけ上方)に基準点TA3を表示する。レーザ表示装置2は、各作業階FL(FL1,FL2,FL3)に近い位置であって、作業が行われる場所から視認可能な高さ位置(各作業階FLよりも高い位置)に、基準点TA(TA1,TA2,TA3)を表示する。 When the work is performed on the work floor FL2 above the ground GL, the laser display device 2 displays the reference point TA2 at a position higher than the reference point TA1 (a predetermined distance above the work floor FL2), and displays the reference point TA2 on the work floor. When work is performed on the work floor FL3 above FL2, the reference point TA3 is displayed at a position higher than the reference point TA2 (a predetermined distance above the work floor FL3). The laser display device 2 is located at a position close to each work floor FL (FL1, FL2, FL3) and at a height position (higher than each work floor FL) visible from the place where the work is performed. Display TA (TA1, TA2, TA3).

基準点TA,TBは、対象物Aの位置を取得するための計算(後述)に用いられる。従って、基準点TA,TBは予め設定された一定の位置に表示される。ここでは、一例として2つの基準点TA及び基準点TBが表示される(図5参照)。2つの基準点TA,TBは、例えば2台のレーザ表示装置2のそれぞれによって表示される。2台のレーザ表示装置2のうち、一方のレーザ表示装置2は原点Oに設置され、他方のレーザ表示装置2は原点Oから任意の距離L1だけ離れたY軸上の地上の点G1に設置される。原点Oに設置されたレーザ表示装置2によって高さ位置H1の空中に基準点TAが表示され、点G1に設置されたレーザ表示装置2によって高さ位置H2の空中に基準点TBが表示される。このとき、基準点TAの3次元座標データは、(Txa,Tya,Tza)=(0,0,H1)であり、基準点TBの3次元座標データは、(Txb,Tyb,Tzb)=(0,L1,H2)である。 The reference points TA and TB are used in the calculation (described later) for acquiring the position of the object A. Therefore, the reference points TA and TB are displayed at a predetermined fixed position. Here, as an example, two reference points TA and a reference point TB are displayed (see FIG. 5). The two reference points TA and TB are displayed by, for example, each of the two laser display devices 2. Of the two laser display devices 2, one laser display device 2 is installed at the origin O, and the other laser display device 2 is installed at a point G1 on the ground on the Y-axis separated from the origin O by an arbitrary distance L1. Will be done. The laser display device 2 installed at the origin O displays the reference point TA in the air at the height position H1, and the laser display device 2 installed at the point G1 displays the reference point TB in the air at the height position H2. .. At this time, the three-dimensional coordinate data of the reference point TA is (Txa, Tya, Tza) = (0,0, H1), and the three-dimensional coordinate data of the reference point TB is (Txb, Tyb, Tzb) = ( 0, L1, H2).

カメラ3は、基準点TA,TBを撮影する。カメラ3は、全方位カメラである。カメラ3は、360度方向に亘って撮影する。図4(a)及び図4(b)は、位置測定装置1のカメラ3による処理を説明するための図である。図4(a)の二点鎖線はカメラ3によって撮影される画像3aの画像面を示し、図4(b)の二点鎖線は画像3aの画像面を平面展開した状態を示す。ここで、カメラ3の回転軸であるZc軸と、Zc軸にそれぞれ直交するXc軸及びYc軸によって構成される直交座標をカメラ座標系Scとする。画像3aにおいて、U軸はZc軸に平行であり、V軸はXc軸及びYc軸を含む平面に平行である。 The camera 3 captures the reference points TA and TB. The camera 3 is an omnidirectional camera. The camera 3 shoots in the 360-degree direction. 4 (a) and 4 (b) are diagrams for explaining the processing by the camera 3 of the position measuring device 1. The alternate long and short dash line in FIG. 4A shows the image plane of the image 3a taken by the camera 3, and the alternate long and short dash line in FIG. Here, the Cartesian coordinates composed of the Zc axis, which is the rotation axis of the camera 3, and the Xc axis and the Yc axis orthogonal to the Zc axis, respectively, are defined as the camera coordinate system Sc. In image 3a, the U axis is parallel to the Zc axis and the V axis is parallel to the plane including the Xc and Yc axes.

カメラ3は、対象物Aのそれぞれに設置され、対象物Aに設置された状態で360度回転しながら撮影を行う。なお、対象物Aが作業者Eである場合には、カメラ3は、例えば作業者Eが所持する携帯端末に内蔵される。カメラ3は、撮影部31と、記憶部32と、計算部33とを備える。また、カメラ3は、当該カメラ3を設置した対象物Aの水平方向の傾きを検知する姿勢センサ34を備える。 The camera 3 is installed on each of the objects A, and takes a picture while rotating 360 degrees while being installed on the object A. When the object A is the worker E, the camera 3 is built in, for example, a mobile terminal owned by the worker E. The camera 3 includes a photographing unit 31, a storage unit 32, and a calculation unit 33. Further, the camera 3 includes a posture sensor 34 that detects the horizontal inclination of the object A on which the camera 3 is installed.

図4及び図5に示されるように、カメラ3の撮影部31は、基準点TA,TBの撮影を行う。撮影部31は、Zc軸回りを360度回転しながら画像3aを取得する。このとき、撮影部31は、姿勢センサ34によって検知された対象物Aの傾きを用いて、カメラ座標系Scと現場座標系Sとを一致させて撮影を行う。図4(b)に示される平面展開した画像面において、U軸はZ軸に平行であり、V軸はX軸及びY軸を含む平面に平行である。また、撮影部31は、例えば、対象物Aに付された対象物Aの識別用バーコードを読み取るバーコード読み取り装置を有していてもよい。 As shown in FIGS. 4 and 5, the photographing unit 31 of the camera 3 photographs the reference points TA and TB. The photographing unit 31 acquires the image 3a while rotating 360 degrees around the Zc axis. At this time, the photographing unit 31 uses the inclination of the object A detected by the attitude sensor 34 to match the camera coordinate system Sc with the site coordinate system S and perform imaging. In the plane-developed image plane shown in FIG. 4B, the U-axis is parallel to the Z-axis and the V-axis is parallel to the plane including the X-axis and the Y-axis. Further, the photographing unit 31 may have, for example, a barcode reading device for reading the identification barcode of the object A attached to the object A.

記憶部32は、カメラ3を設置する各対象物Aを識別するID(Identification)を記憶する。記憶部32は、例えばIC(Integrated circuit)チップによって構成される。記憶部32は、IDに紐付けられる情報として、例えば、各対象物Aの名称、機能、寸法、形状、重量及び材質を記憶する。各対象物AのIDは、例えば各対象物Aにバーコードを表示させておき、そのバーコードを撮影部31のバーコード読み取り装置で読み取ることによって記憶部32に取得されてもよい。 The storage unit 32 stores an ID (Identification) that identifies each object A on which the camera 3 is installed. The storage unit 32 is composed of, for example, an IC (Integrated circuit) chip. The storage unit 32 stores, for example, the name, function, dimension, shape, weight, and material of each object A as information associated with the ID. The ID of each object A may be acquired by the storage unit 32 by displaying a barcode on each object A and reading the barcode with the barcode reading device of the photographing unit 31.

計算部33は、撮影部31によって撮影された画像3aと記憶部32が記憶する対象物AのIDとを用いて、対象物Aの3次元座標データ(位置)を計算する。具体的には、計算部33は、対象物Aに設置されたカメラ3の位置であるカメラ位置TCの3次元座標データを計算する。計算部33は、例えば図4(b)に示される画像3aから求められる基準点TAの座標データ(Va,Ua)、及び、基準点TBの座標データ(Vb,Ub)を用いてカメラ位置TCの3次元座標データを計算する。 The calculation unit 33 calculates the three-dimensional coordinate data (position) of the object A by using the image 3a captured by the photographing unit 31 and the ID of the object A stored by the storage unit 32. Specifically, the calculation unit 33 calculates the three-dimensional coordinate data of the camera position TC, which is the position of the camera 3 installed on the object A. The calculation unit 33 uses, for example, the coordinate data (Va, Ua) of the reference point TA obtained from the image 3a shown in FIG. 4 (b) and the coordinate data (Vb, Ub) of the reference point TB to obtain the camera position TC. Calculate the three-dimensional coordinate data of.

図5に示される3次元座標のうち、X軸及びY軸を含む2次元座標に着目して、次のようにTx及びTyを計算する。図6に示されるように、
θAB:基準点TA及びカメラ位置TCを結ぶ線分と基準点TB及びカメラ位置TCを結ぶ線分との成す角度
θAO:基準点TA及びカメラ位置TCを結ぶ線分とXc軸との成す角度
θAC:Y軸と基準点TB及びカメラ位置TCを結ぶ線分との成す角度
θBC:Y軸と基準点TA及びカメラ位置TCを結ぶ線分との成す角度
AB:基準点TAと基準点TBとの距離
AC:基準点TAとカメラ位置TCとの距離
BC:基準点TBとカメラ位置TCとの距離
と定義すると、各値は次のように求められる。
Of the three-dimensional coordinates shown in FIG. 5, focusing on the two-dimensional coordinates including the X-axis and the Y-axis, Tx and Ty are calculated as follows. As shown in FIG.
θ AB : The angle formed by the line segment connecting the reference point TA and the camera position TC and the line segment connecting the reference point TB and the camera position TC θ AO : The line segment connecting the reference point TA and the camera position TC and the Xc axis. Angle θ AC : Angle formed by the line segment connecting the Y-axis and the reference point TB and the camera position TC θ BC : Angle formed by the line segment connecting the Y-axis and the reference point TA and the camera position TC LAB : With the reference point TA Distance from reference point TB L AC : Distance between reference point TA and camera position TC L BC : Distance between reference point TB and camera position TC Each value is obtained as follows.

θABは絶対値|Vb―Va|(図4(b)参照)から求められ、θAOはVaから求められる。θBCは式(1)から求められ、θACは式(2)から求められる。

Figure 0006764768

Figure 0006764768
θ AB is obtained from the absolute value | Vb-Va | (see FIG. 4B), and θ AO is obtained from Va. θ BC is obtained from Eq. (1), and θ AC is obtained from Eq. (2).
Figure 0006764768

Figure 0006764768

ABはピタゴラスの定理より式(3)から求められ、LACは正弦定理より式(4)から求められる。

Figure 0006764768

Figure 0006764768
LA B is obtained from Eq. (3) from Pythagorean theorem, and L AC is obtained from Eq. (4) from the sine theorem.
Figure 0006764768

Figure 0006764768

式(1)及び式(4)から求めたθBC,LACを用いて式(5)からTxを得ることができ、式(6)からTyを得ることができる。

Figure 0006764768

Figure 0006764768
Theta BC was determined from the equation (1) and (4), using the L AC can be obtained Tx from equation (5) can be obtained Ty from equation (6).
Figure 0006764768

Figure 0006764768

なお、式(7)からLBCを求め、式(7)及び式(2)から求めたθAC,LBCを用いて、式(8)からTxを得てもよい。

Figure 0006764768

Figure 0006764768
Incidentally, obtains the L BC from equation (7), AC theta obtained from equation (7) and formula (2), with L BC, may be obtained Tx from equation (8).
Figure 0006764768

Figure 0006764768

Tzについては次のように計算する。図7に示されるように、基準点TA及びカメラ位置TCの垂直距離をHaと定義する。Haは、Ua(図4(b)参照)と、LAC(図6参照)と、カメラ3の撮影部31の焦点距離fとを用いて、式(9)から求められる。

Figure 0006764768

このHaを用いて、式(10)からTzを得ることができる。
Figure 0006764768

以上の計算から得た対象物Aの3次元座標データ(Tx,Ty,Tz)は、計算部33からコンピュータ4に送信される。 Tz is calculated as follows. As shown in FIG. 7, the vertical distance between the reference point TA and the camera position TC is defined as Ha. Ha is the Ua (see FIG. 4 (b)), L and AC (see FIG. 6), with the focal length f of the imaging unit 31 of the camera 3 is determined from the equation (9).
Figure 0006764768

Using this Ha, Tz can be obtained from the equation (10).
Figure 0006764768

The three-dimensional coordinate data (Tx, Ty, Tz) of the object A obtained from the above calculation is transmitted from the calculation unit 33 to the computer 4.

コンピュータ4は、例えば地上GL又は作業階FLに設置されている。コンピュータ4は、カメラ3から対象物Aの位置情報を受信する。コンピュータ4は、対象物Aの3次元座標データ(Tx,Ty,Tz)を用いて表示部5、施工機械コントローラ6、及び警報装置7を制御する。コンピュータ4は、記憶部41と、制御部42とを備える。 The computer 4 is installed, for example, on the ground GL or the work floor FL. The computer 4 receives the position information of the object A from the camera 3. The computer 4 controls the display unit 5, the construction machine controller 6, and the alarm device 7 by using the three-dimensional coordinate data (Tx, Ty, Tz) of the object A. The computer 4 includes a storage unit 41 and a control unit 42.

記憶部41は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスクなどの各種記憶媒体により構成される。記憶部41は、計算部33が計算した複数の対象物Aの位置情報を記憶する。また、記憶部41は、複数の鉄骨Dの施工予定位置Pの位置情報を記憶する。 The storage unit 41 is composed of various storage media such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a hard disk. The storage unit 41 stores the position information of the plurality of objects A calculated by the calculation unit 33. Further, the storage unit 41 stores the position information of the planned construction positions P of the plurality of steel frames D.

制御部42は、CPU(Central Processing Unit)により構成される。制御部42は、記憶部41に記憶される複数の位置情報を表示部5に表示させる。また、制御部42は、記憶部41に記憶される複数の位置情報を用いてクレーンCの動作を制御すると共に、警報装置7の動作を制御する。制御部42は、例えばクレーンCの位置情報を用いてクレーンCの動作を制御し、クレーンCに鉄骨Dを施工予定位置Pに設置させる。また、制御部42は、クレーンC又は鉄骨Dが作業者Eに接触することを防ぐため、クレーンC又は鉄骨Dと作業者Eとが互いに接近したときに警報を出力するように警報装置7を制御する。 The control unit 42 is composed of a CPU (Central Processing Unit). The control unit 42 causes the display unit 5 to display a plurality of position information stored in the storage unit 41. Further, the control unit 42 controls the operation of the crane C and also controls the operation of the alarm device 7 by using a plurality of position information stored in the storage unit 41. The control unit 42 controls the operation of the crane C by using, for example, the position information of the crane C, and causes the crane C to install the steel frame D at the planned construction position P. Further, in order to prevent the crane C or the steel frame D from coming into contact with the worker E, the control unit 42 sets an alarm device 7 so as to output an alarm when the crane C or the steel frame D and the worker E approach each other. Control.

表示部5は、例えば地上GL又は作業階FLに設置されている。表示部5は、対象物Aの位置情報を表示する。図8は、位置測定装置1の表示部5に表示される画像の例を示す図である。図8に示されるように、表示部5は、ディスプレイ51を有する。表示部5は、コンピュータ4の制御部42の制御により、対象物Aの位置情報をディスプレイ51に表示する。ディスプレイ51には、例えば各対象物AのXY平面上における点がリアルタイムで表示される。また、ディスプレイ51には、カメラ3の撮影部31が撮影した画像3aが表示されてもよい。 The display unit 5 is installed, for example, on the ground GL or the work floor FL. The display unit 5 displays the position information of the object A. FIG. 8 is a diagram showing an example of an image displayed on the display unit 5 of the position measuring device 1. As shown in FIG. 8, the display unit 5 has a display 51. The display unit 5 displays the position information of the object A on the display 51 under the control of the control unit 42 of the computer 4. On the display 51, for example, points on the XY plane of each object A are displayed in real time. Further, the display 51 may display the image 3a captured by the photographing unit 31 of the camera 3.

施工機械コントローラ6は、例えばクレーンCに内蔵されている。施工機械コントローラ6は、クレーンCを動作させるコントローラである。施工機械コントローラ6は、コンピュータ4の制御部42の制御により、クレーンCに施工させる。施工機械コントローラ6は、例えばクレーンCが鉄骨Dを施工予定位置Pに設置するように、クレーンCを動作させる。また、施工機械コントローラ6は、クレーンCが作業者Eに接触しないように、クレーンCの動作をコントロールする。 The construction machine controller 6 is built in, for example, the crane C. The construction machine controller 6 is a controller that operates the crane C. The construction machine controller 6 is constructed by the crane C under the control of the control unit 42 of the computer 4. The construction machine controller 6 operates the crane C so that the crane C installs the steel frame D at the planned construction position P, for example. Further, the construction machine controller 6 controls the operation of the crane C so that the crane C does not come into contact with the worker E.

警報装置7は、クレーンC又は鉄骨Dと作業者Eとが互いに接近したときに警報を出力する。警報装置7は、例えば作業階FLに設置されている。このように警報装置7が作業階FLに設置されることにより、作業階FLの作業者Eに確実に警報を伝えることができる。警報装置7は、警報音を発する報知器であってもよいし、光を発するパトランプであってもよい。なお、警報装置7は、作業者Eの所持する携帯端末に内蔵されていてもよく、携帯端末に警報を送信してもよい。 The alarm device 7 outputs an alarm when the crane C or the steel frame D and the worker E approach each other. The alarm device 7 is installed, for example, on the work floor FL. By installing the alarm device 7 on the work floor FL in this way, the alarm can be reliably transmitted to the worker E on the work floor FL. The alarm device 7 may be an alarm that emits an alarm sound, or may be a patrol lamp that emits light. The alarm device 7 may be built in the mobile terminal possessed by the worker E, or may transmit an alarm to the mobile terminal.

次に、図1、図2及び図9を参照しながら位置測定装置1を用いて対象物Aの位置を測定する位置測定方法について説明する。本実施形態では、一例として、クレーンCの3次元座標データ(Tx,Ty,Tz)を取得する場合について説明する。図9は、本発明の実施形態に係る位置測定方法を示すフローチャートである。位置測定方法は、基準点を表示するステップS1と、基準点を撮影するステップS2と、対象物の位置を計算するステップS3と、施工機械を制御するステップS4と、を備える。 Next, a position measuring method for measuring the position of the object A using the position measuring device 1 will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 9. In the present embodiment, as an example, a case where three-dimensional coordinate data (Tx, Ty, Tz) of the crane C is acquired will be described. FIG. 9 is a flowchart showing a position measurement method according to an embodiment of the present invention. The position measurement method includes a step S1 for displaying the reference point, a step S2 for photographing the reference point, a step S3 for calculating the position of the object, and a step S4 for controlling the construction machine.

まず、2台のレーザ表示装置2を地上GLに設置する。2台のレーザ表示装置2のうち、一方のレーザ表示装置2は原点Oに設置し、他方のレーザ表示装置2は原点Oから任意の距離L1だけ離れたY軸上の点G1に設置する(図5参照)。原点Oに設置されたレーザ表示装置2は、レーザ光を照射して空中に基準点TAを表示する。点G1に設置されたレーザ表示装置2は、レーザ光を照射して空中に基準点TBを表示する。以上のように、地上GLに設置されたレーザ表示装置2がレーザ光を照射して空中に視認可能な基準点TA,TBを表示する(基準点を表示するステップS1)。 First, two laser display devices 2 are installed on the ground GL. Of the two laser display devices 2, one laser display device 2 is installed at the origin O, and the other laser display device 2 is installed at a point G1 on the Y-axis separated from the origin O by an arbitrary distance L1 ( (See FIG. 5). The laser display device 2 installed at the origin O irradiates a laser beam to display a reference point TA in the air. The laser display device 2 installed at the point G1 irradiates the laser beam to display the reference point TB in the air. As described above, the laser display device 2 installed on the ground GL irradiates the laser beam to display the reference points TA and TB that can be visually recognized in the air (step S1 for displaying the reference point).

次に、クレーンCに設置されたカメラ3が回転しながら基準点TA,TBを撮影する。具体的には、クレーンCに設置されたカメラ3の撮影部31が、カメラ座標系ScのZc軸回りを360度回転しながら画像3aを撮影する(図4(a)及び図4(b)参照)。このとき、カメラ3の姿勢センサ34によって、クレーンCの水平方向における傾きを検出する。姿勢センサ34によって検知されたクレーンCの傾きを用いて、カメラ座標系Scと現場座標系Sとを一致させて撮影する。以上のように、クレーンCに設置したカメラ3によって基準点TA,TBを撮影する(基準点を撮影するステップS2)。 Next, the cameras 3 installed on the crane C take pictures of the reference points TA and TB while rotating. Specifically, the photographing unit 31 of the camera 3 installed on the crane C photographs the image 3a while rotating 360 degrees around the Zc axis of the camera coordinate system Sc (FIGS. 4A and 4B). reference). At this time, the attitude sensor 34 of the camera 3 detects the inclination of the crane C in the horizontal direction. Using the inclination of the crane C detected by the attitude sensor 34, the camera coordinate system Sc and the site coordinate system S are matched and photographed. As described above, the reference points TA and TB are photographed by the camera 3 installed on the crane C (step S2 for photographing the reference points).

次に、計算部33が、撮影部31によって撮影された画像3a及び記憶部32が記憶するクレーンCのIDを用いて、クレーンCの3次元座標データを計算する。具体的には、計算部33は、クレーンCに設置されたカメラ3のカメラ位置TCの3次元座標データ(Tx,Ty,Tz)を計算する(図5参照)。計算部33は、前述した方法によって3次元座標データ(Tx,Ty,Tz)を得る。計算部33は、3次元座標データ(Tx,Ty,Tz)を無線によりコンピュータ4に送信する。以上のように、カメラ3によって撮影された画像3aを用いてクレーンCの3次元座標データを計算する(対象物の位置を計算するステップS3)。 Next, the calculation unit 33 calculates the three-dimensional coordinate data of the crane C by using the image 3a captured by the photographing unit 31 and the ID of the crane C stored in the storage unit 32. Specifically, the calculation unit 33 calculates the three-dimensional coordinate data (Tx, Ty, Tz) of the camera position TC of the camera 3 installed on the crane C (see FIG. 5). The calculation unit 33 obtains three-dimensional coordinate data (Tx, Ty, Tz) by the method described above. The calculation unit 33 wirelessly transmits the three-dimensional coordinate data (Tx, Ty, Tz) to the computer 4. As described above, the three-dimensional coordinate data of the crane C is calculated using the image 3a captured by the camera 3 (step S3 for calculating the position of the object).

コンピュータ4は、クレーンCの3次元座標データ(Tx,Ty,Tz)を無線により受信する。クレーンCの3次元座標データ(Tx,Ty,Tz)を用いて、コンピュータ4の制御部42が施工機械コントローラ6を介してクレーンCの動作を制御する。制御部42の制御によって、例えばクレーンCが鉄骨Dを施工予定位置Pに設置する。また、制御部42の制御によって、クレーンCが作業者Eを避けて動作する。以上のように、計算部33によって計算されたクレーンCの3次元座標データ(Tx,Ty,Tz)を用いてクレーンCの動作を制御する(施工機械を制御するステップS4)。 The computer 4 wirelessly receives the three-dimensional coordinate data (Tx, Ty, Tz) of the crane C. Using the three-dimensional coordinate data (Tx, Ty, Tz) of the crane C, the control unit 42 of the computer 4 controls the operation of the crane C via the construction machine controller 6. Under the control of the control unit 42, for example, the crane C installs the steel frame D at the planned construction position P. Further, under the control of the control unit 42, the crane C operates while avoiding the operator E. As described above, the operation of the crane C is controlled by using the three-dimensional coordinate data (Tx, Ty, Tz) of the crane C calculated by the calculation unit 33 (step S4 for controlling the construction machine).

以上のように、施工機械を制御するステップS4が実行された後に一連の処理が完了する。この処理を、複数の対象物Aに対し、互いに独立して、且つ並行して繰り返し実行することにより、建物Bの施工を全自動で行うことが可能となる。 As described above, a series of processes is completed after step S4 for controlling the construction machine is executed. By repeatedly executing this process on a plurality of objects A independently of each other and in parallel, the construction of the building B can be performed fully automatically.

なお、対象物Aの種類に応じて、前述の施工機械を制御するステップS4を省略してもよい。施工機械を制御するステップS4の前後に、対象物Aの3次元座標データ(Tx,Ty,Tz)を用いて、表示部5によって対象物Aの位置を表示するステップを備えていてもよい。施工機械を制御するステップS4の前後に、対象物Aの3次元座標データ(Tx,Ty,Tz)を用いて、警報装置7によって警報を出力するステップを備えていてもよい。 Note that step S4 for controlling the construction machine may be omitted depending on the type of the object A. Before and after step S4 for controlling the construction machine, a step of displaying the position of the object A by the display unit 5 using the three-dimensional coordinate data (Tx, Ty, Tz) of the object A may be provided. Before and after the step S4 of controlling the construction machine, a step of outputting an alarm by the alarm device 7 may be provided by using the three-dimensional coordinate data (Tx, Ty, Tz) of the object A.

次に、本実施形態に係る位置測定装置1及び位置測定方法の作用効果について説明する。 Next, the operation and effect of the position measuring device 1 and the position measuring method according to the present embodiment will be described.

本実施形態に係る位置測定装置1において、基準点TA,TBのそれぞれは、地上GLに設置されたレーザ表示装置2によってレーザ光を照射することにより空中に表示される。これにより、基準点を物理的に取り付ける場合と比較して容易に基準点TA,TBを設けることができる。また、建物Bの作業階FLに配置された対象物Aの位置の測定中に、風などの外力によって建物Bが揺れた場合であっても、基準点TA,TBは、空中に表示されるため、揺れに影響されず一定の位置を維持する。このように、空中に容易に基準点TA,TBを表示させることができると共に、建物Bが揺れても基準点TA,TBの位置を一定にすることができる。従って、この基準点TA,TBをカメラ3で撮影して計算部33が対象物Aの3次元座標データ(Tx,Ty,Tz)を計算することにより、精度の良い位置情報をリアルタイムで容易に取得することができる。 In the position measuring device 1 according to the present embodiment, each of the reference points TA and TB is displayed in the air by irradiating the laser beam with the laser display device 2 installed on the ground GL. As a result, the reference points TA and TB can be easily provided as compared with the case where the reference points are physically attached. Further, even if the building B is shaken by an external force such as wind during the measurement of the position of the object A arranged on the work floor FL of the building B, the reference points TA and TB are displayed in the air. Therefore, it maintains a constant position without being affected by shaking. In this way, the reference points TA and TB can be easily displayed in the air, and the positions of the reference points TA and TB can be kept constant even if the building B shakes. Therefore, by photographing the reference points TA and TB with the camera 3 and calculating the three-dimensional coordinate data (Tx, Ty, Tz) of the object A by the calculation unit 33, accurate position information can be easily obtained in real time. Can be obtained.

また、カメラ3は、全方位カメラであり、360度回転しながら撮影を行う。カメラ3が360度回転しながら撮影を行うので、このカメラ3により一層確実に基準点TA,TBを撮影することができる。よって、より精度の良い位置情報を取得することができる。 Further, the camera 3 is an omnidirectional camera, and shoots while rotating 360 degrees. Since the camera 3 rotates 360 degrees for shooting, the camera 3 can more reliably shoot the reference points TA and TB. Therefore, more accurate position information can be acquired.

また、対象物Aは、建物Bの作業階FLに配置されると共に建物Bを施工するクレーンCを含んでおり、位置測定装置1は、計算部33によって計算されたクレーンCの3次元座標データ(Tx,Ty,Tz)を用いてクレーンCの動作を制御する制御部42を更に備える。これにより、精度の良い位置情報を用いて、容易にクレーンCを動作させることができるので、施工効率を向上させることができる。 Further, the object A includes a crane C that is arranged on the work floor FL of the building B and constructs the building B, and the position measuring device 1 is a three-dimensional coordinate data of the crane C calculated by the calculation unit 33. A control unit 42 that controls the operation of the crane C using (Tx, Ty, Tz) is further provided. As a result, the crane C can be easily operated by using the highly accurate position information, so that the construction efficiency can be improved.

また、対象物Aは、建物Bの作業階FLに位置しており、レーザ表示装置2は、作業階FLの高さに応じて基準点TA,TBのそれぞれの高さを調整する。これにより、位置を測定する対象物Aから近い場所に基準点TA,TBを表示させることができるので、施工状況に適した位置情報を取得することができる。 Further, the object A is located on the work floor FL of the building B, and the laser display device 2 adjusts the heights of the reference points TA and TB according to the height of the work floor FL. As a result, the reference points TA and TB can be displayed at a location close to the object A whose position is to be measured, so that position information suitable for the construction situation can be acquired.

本実施形態に係る位置測定方法では、地上GLに設置されたレーザ表示装置2によってレーザ光を照射して、空中に基準点TA,TBを表示する。これにより、容易に基準点TA,TBを設けることができる。また、風などの外力によって建物Bが揺れた場合であっても、基準点TA,TBは、揺れに影響されず一定の位置を維持する。従って、建物Bが揺れた場合にも一定の位置を維持する基準点TA,TBを容易に表示させることができるので、前述の位置測定装置1と同様、精度の良い位置情報を容易に取得することができる。 In the position measurement method according to the present embodiment, the laser light is irradiated by the laser display device 2 installed on the ground GL, and the reference points TA and TB are displayed in the air. As a result, the reference points TA and TB can be easily provided. Further, even when the building B is shaken by an external force such as wind, the reference points TA and TB are maintained at a constant position without being affected by the shaking. Therefore, since the reference points TA and TB that maintain a constant position even when the building B shakes can be easily displayed, accurate position information can be easily acquired as in the position measuring device 1 described above. be able to.

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能であることは、当業者にとって容易に認識される。 Although the embodiments according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. That is, it is easily recognized by those skilled in the art that various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims.

前述した実施形態では、レーザ表示装置2が直接地上GLに設置されている例について説明したが、レーザ表示装置2は直接地上GLに設置されなくてもよい。レーザ表示装置2は、例えば地上GLに載置された台の上に設置されてもよい。また、レーザ表示装置2が設置される場所は、地上GLでなくてもよい。レーザ表示装置2は、風などの外力が作用した場合であっても変位しない不動点に設置されていればよい。 In the above-described embodiment, the example in which the laser display device 2 is directly installed on the ground GL has been described, but the laser display device 2 may not be directly installed on the ground GL. The laser display device 2 may be installed on a table placed on the ground GL, for example. Further, the place where the laser display device 2 is installed does not have to be the ground GL. The laser display device 2 may be installed at a fixed point that does not displace even when an external force such as wind acts on it.

また、前述した実施形態では、レーザ表示装置2が作業階FLの高さに応じて基準点TA,TBの高さを調整する例について説明したが、レーザ表示装置は基準点の高さを調整しなくてもよい。レーザ表示装置は、例えば作業階FLが地上GLである段階から、施工完了後の建物Bの高さよりも高い位置(最上層の作業階FLよりも所定距離だけ上方)に基準点を表示しておいてもよい。また、前述した実施形態では、基準点TA,TBがレーザ表示装置2の鉛直上方に表示される例について説明したが、基準点はレーザ表示装置の鉛直上方以外の場所に表示されてもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the laser display device 2 adjusts the heights of the reference points TA and TB according to the height of the working floor FL has been described, but the laser display device adjusts the height of the reference points. You don't have to. For example, the laser display device displays a reference point at a position higher than the height of the building B after the construction is completed (a predetermined distance above the uppermost work floor FL) from the stage where the work floor FL is above ground GL. You may leave it. Further, in the above-described embodiment, the example in which the reference points TA and TB are displayed vertically above the laser display device 2 has been described, but the reference points may be displayed at a place other than the vertically above the laser display device 2.

また、前述した実施形態では、2つの基準点TA,TBを表示する例について説明したが、基準点は1つであってもよく、3つ以上であってもよい。なお、基準点の数に応じてレーザ表示装置2の台数を変更してもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example of displaying two reference points TA and TB has been described, but the number of reference points may be one or three or more. The number of laser display devices 2 may be changed according to the number of reference points.

また、前述した実施形態では、カメラ3が全方位カメラである例について説明したが、カメラは全方位カメラでなくてもよい。例えば、180度回転しながら撮影するカメラであってもよいし、他の角度の範囲で回転しながら撮影するカメラであってもよい。又は、カメラは回転しないで撮影を行うものであってもよい。カメラが回転しないで撮影を行う場合、複数のカメラを用いて複数の向きを撮影し、当該複数のカメラによって撮影した複数の画像を用いて位置を計算してもよい。このようにカメラの台数については特に限定されない。 Further, in the above-described embodiment, the example in which the camera 3 is an omnidirectional camera has been described, but the camera does not have to be an omnidirectional camera. For example, it may be a camera that shoots while rotating 180 degrees, or it may be a camera that shoots while rotating in a range of other angles. Alternatively, the camera may be one that shoots without rotating. When shooting without rotating the cameras, a plurality of cameras may be used to shoot a plurality of directions, and a plurality of images taken by the plurality of cameras may be used to calculate the position. As described above, the number of cameras is not particularly limited.

また、計算部33による計算は、前述した実施形態における計算例に限定されない。計算部33は、前述した式(1)〜式(10)以外の式を用いて3次元データを計算してもよい。計算部33は、カメラ位置TCから基準点TA,TBまでの距離及び角度を用いて、対象物Aの位置を計算してもよい。例えば、基準点TA,TBのそれぞれの大きさからカメラ位置TCと基準点TA,TBとの距離を計測し、計測した距離及び角度を用いて位置を計算してもよい。計算部33は、カメラ3の焦点距離fを用いてカメラ位置TCと基準点TA,TBとの距離を計算してもよい。 Further, the calculation by the calculation unit 33 is not limited to the calculation example in the above-described embodiment. The calculation unit 33 may calculate the three-dimensional data by using an equation other than the above-mentioned equations (1) to (10). The calculation unit 33 may calculate the position of the object A by using the distance and the angle from the camera position TC to the reference points TA and TB. For example, the distance between the camera position TC and the reference points TA and TB may be measured from the respective sizes of the reference points TA and TB, and the position may be calculated using the measured distances and angles. The calculation unit 33 may calculate the distance between the camera position TC and the reference points TA and TB using the focal length f of the camera 3.

また、前述した実施形態では、対象物AがクレーンC、鉄骨D、及び作業者Eを含む例について説明したが、対象物は、クレーンC、鉄骨D、及び作業者E以外のものであってもよい。対象物は、例えば、コンクリートの仕上げ作業を行うコンクリート仕上げロボット、ボルト締めを行うボルト締めロボット、配筋ロボット、又は壁取り付けロボットを含んでいてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the example in which the object A includes the crane C, the steel frame D, and the worker E has been described, but the objects are other than the crane C, the steel frame D, and the worker E. May be good. The object may include, for example, a concrete finishing robot for finishing concrete, a bolting robot for bolting, a bar arrangement robot, or a wall mounting robot.

また、前述した実施形態では、位置測定装置1が建物Bの施工に用いられる場合について説明したが、位置測定装置1は建物Bの施工以外にも適用することができる。位置測定装置1は、橋梁等の構造物の施工に適用してもよい。また、対象物は、例えば、構造物の施工を行うための足場に配置されており、当該構造物を施工するための施工機械を含んでいてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the position measuring device 1 is used for the construction of the building B has been described, but the position measuring device 1 can be applied to other than the construction of the building B. The position measuring device 1 may be applied to the construction of a structure such as a bridge. Further, the object is, for example, arranged on a scaffold for constructing a structure, and may include a construction machine for constructing the structure.

また、前述した実施形態では、対象物Aの位置を測定する例として原点Oに対する対象物Aの相対的な3次元座標データを取得する場合について説明したが、測定対象のデータは3次元座標データに限定されない。対象物Aの位置を測定して、原点Oに対する対象物Aの相対的な2次元座標データを取得してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case of acquiring the three-dimensional coordinate data of the object A relative to the origin O as an example of measuring the position of the object A has been described, but the data of the measurement target is the three-dimensional coordinate data. Not limited to. The position of the object A may be measured to obtain two-dimensional coordinate data of the object A relative to the origin O.

また、前述した実施形態では、カメラ3、コンピュータ4、表示部5、施工機械コントローラ6、及び警報装置7のそれぞれは、無線で通信することにより互いにデータの送受信が可能である例について説明したが、無線による通信に限定されない。例えばケーブルを用いて有線により通信を行ってもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which the camera 3, the computer 4, the display unit 5, the construction machine controller 6, and the alarm device 7 can transmit and receive data to and from each other by wirelessly communicating with each other. , Not limited to wireless communication. For example, a cable may be used for wired communication.

1…位置測定装置、2…レーザ表示装置、3…カメラ、3a…画像、33…計算部、42…制御部、A…対象物、B…建物、C…クレーン(施工機械)、FL…作業階、GL…地上(不動点)、TA,TB…基準点。 1 ... Position measuring device, 2 ... Laser display device, 3 ... Camera, 3a ... Image, 33 ... Calculation unit, 42 ... Control unit, A ... Object, B ... Building, C ... Crane (construction machine), FL ... Work Floor, GL ... Ground (fixed point), TA, TB ... Reference point.

Claims (5)

建物の施工において、前記建物の作業階に配置された対象物の位置を測定する位置測定装置であって、
前記建物の外に位置する不動点に設置され、レーザ光を照射して前記作業階の高さに応じた空中に視認可能な基準点を表示するレーザ表示装置と、
前記対象物に設置され、前記基準点を撮影するカメラと、
前記カメラによって撮影された画像を用いて前記対象物の位置を計算する計算部と、
を備える位置測定装置。
A position measuring device that measures the position of an object placed on the work floor of the building in the construction of a building .
A laser display device installed at a fixed point located outside the building and irradiating a laser beam to display a visible reference point in the air according to the height of the work floor .
A camera installed on the object and taking a picture of the reference point,
A calculation unit that calculates the position of the object using the image taken by the camera,
A position measuring device comprising.
前記カメラは、全方位カメラであり、360度回転しながら撮影を行う、
請求項1に記載の位置測定装置。
The camera is an omnidirectional camera and shoots while rotating 360 degrees.
The position measuring device according to claim 1.
前記対象物は、建物の作業階に配置されると共に前記建物を施工する施工機械を含んでおり、
前記計算部によって計算された前記施工機械の位置を用いて前記施工機械の動作を制御する制御部を更に備える、
請求項1又は2に記載の位置測定装置。
The object is placed on the work floor of the building and includes a construction machine for constructing the building.
A control unit that controls the operation of the construction machine by using the position of the construction machine calculated by the calculation unit is further provided.
The position measuring device according to claim 1 or 2.
前記対象物は、前記作業階において作業を行う作業者を更に含んでおり、The object further includes a worker who works on the work floor.
前記制御部は、前記計算部によって計算された前記施工機械の位置情報及び前記作業者の位置情報を用いて、前記施工機械が前記作業者に接触しないように、前記施工機械の動作を制御する、The control unit uses the position information of the construction machine and the position information of the worker calculated by the calculation unit to control the operation of the construction machine so that the construction machine does not come into contact with the worker. ,
請求項3に記載の位置測定装置。The position measuring device according to claim 3.
建物の作業階に配置された対象物の位置を測定する位置測定方法であって、
前記建物の外に位置する不動点に設置されたレーザ表示装置によってレーザ光を照射して、前記作業階の高さに応じた空中に視認可能な基準点を表示するステップと、
前記対象物に設置したカメラによって前記基準点を撮影するステップと、
前記カメラによって撮影された画像を用いて前記対象物の位置を計算するステップと、
を備える位置測定方法。
A position measurement method that measures the position of an object placed on the work floor of a building .
A step of irradiating a laser beam with a laser display device installed at a fixed point located outside the building to display a visible reference point in the air according to the height of the work floor .
A step of photographing the reference point with a camera installed on the object, and
The step of calculating the position of the object using the image taken by the camera, and
A position measurement method comprising.
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