JP6796173B1 - 建て入れ誤差計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下側鉄骨柱の上面のプレートの中央部の穴を塞ぐようなベース板やターゲット等を取り付けることなく、上側鉄骨柱の建て入れ誤差を測定できるようにすると共に、上下の鉄骨柱を接合した後も上側鉄骨柱の建て入れ誤差を測定できるようにする。【解決手段】上側鉄骨柱２の中心位置から鉛直下方に十字ラインレーザ光を照射するレーザ墨出し器１２と、下側鉄骨柱３の上部に取り付けられて十字ラインレーザ光が照射可能なトッププレート３０上にレーザ墨出し器１２から照射された十字ラインレーザ光を撮影するカメラ１３と、上側鉄骨柱２の建て入れ誤差を算出する建て入れ誤差算出部４２と、建て入れ誤差算出部４２が算出した建て入れ誤差を表示する端末装置１５とを備えた建て入れ誤差計測装置１。【選択図】図１

Description

本発明は、高層ビル等の骨格を形成する鉄骨柱において、下側の鉄骨柱に上側の鉄骨柱を組み付ける際の上側の鉄骨柱の建て入れ誤差を計測する建て入れ誤差計測装置に関するものである。

高層ビル等の骨格を形成する鉄骨柱は、下側の鉄骨柱の上端部に上側の鉄骨柱の下端部が接合されて鉛直方向に何段も組み付けられるが、下側の鉄骨柱に対して上側の鉄骨柱が傾いて接合されないように、鉄骨柱には、鉛直精度、いわゆる建て入れ精度が要求される。
このため高層ビル等を建築するに際し、組み付けた鉄骨柱の鉛直度（建て入れ精度）を測定し、傾いている場合（誤差がある場合）はその傾き（誤差）を修正する必要があり、そのための種々の測定、修正方法等が提案されている。
例えば、特許文献１（特開２０１１−１１７８０３号公報）には、逆打支柱１０の上部にレーザ鉛直器１１０を設置し、柱部２０と杭部３０の間に介在するベースプレート４０上にボルト５０またはターゲット１５０を設置し、レーザ鉛直器１１０からボルト５０またはターゲット１５０にレーザを照射し、それをカメラ１２０により撮影して外部に設置された観測用モニタ１２２に画像表示し、ボルト５０の頭部にレーザが照射されたときにレーザ鉛直器１１０が地盤１の通り芯の位置からどれだけずれているか求めるようにし、または、ターゲット１５０における中心（目印）に対するレーザの照射されたスポット位置１７０がどの向きにどれだけずれているか目盛り線により読み取るようにした鋼管の建入誤差の測定方法が開示されている。
また、特許文献２（特開２０１３−９２４６３号公報）には、逆打ち支柱１０の頭部にカメラ１１０及び傾斜計１２０を設置し、柱部２０と杭部３０の間に介在するベースプレート４０の上面に板状のターゲット５０を取り付け、カメラ１１０が、ターゲット５０を撮影してその撮像データと傾斜計１２０からの計測データに基づいて、コンピュータ１３０がターゲット５０の中心点の位置データを建て入れ誤差として算出し、算出した値をモニタ１３８に表示させようにした建入れ誤差の測定システム１００が開示され、また、測定システム１００が算出した建入れ誤差が減少するように逆打ち支柱１０の建入れ姿勢を修正する逆打ち支柱の建入れ方法が開示されている。

しかしながら、地上に建てる鉄骨柱であって、コンクリートを充填してＣＦＴ柱とする鉄骨柱においては、上面と下面を形成するプレートの中央部に大きな穴が設けられており、このような鉄骨柱を上下に接合するに際し、特許文献１に開示された鋼管の建入誤差の測定方法を適用しようとすると、以下のような問題が生ずる。
下側の鉄骨柱の上面のプレート（トッププレート）の中央部の穴を塞ぐように、ベースプレート４０に相当するベース板を新たに取り付ける必要があり、また、建入誤差を測定した後は、トッププレートからベース板とボルト５０またはターゲット１５０を取り除く必要があり、建入誤差の測定前後の作業に負荷がかかるという問題がある。
仮に、下側の鉄骨柱のトッププレートの中央部にベース板を取り付けずにターゲット１５０が取り付けられるとしても、ターゲット１５０を下側の鉄骨柱のトッププレートに固定する必要があることから、トッププレートの穴を覆う大きなターゲット１５０が必要となり、また、ターゲット１５０によりトッププレートの穴が塞がれることから、下側の鉄骨柱にコンクリートを充填する前に、大きなターゲット１５０を取り除かなければならず、建入誤差の測定前後の作業に負荷がかかるということには変わりがない。
しかも、上下の鉄骨柱を接合した後は、下側の鉄骨柱のトッププレートに取り付けたターゲット等を取り除けないことから、上下の鉄骨柱を接合する前にターゲット等を取り除く必要があり、上下の鉄骨柱を接合した後は、上側の鉄骨柱の建て入れ誤差を測定することができなくなる。
また、ＣＦＴ柱とするような鉄骨柱を上下に接合するに際し、特許文献２の測定システム１００を適用する場合も、特許文献１と同様の問題が生ずる。
すなわち、下側の鉄骨柱のトッププレートの中央部の穴を塞ぐように、ベースプレート４０に相当するベース板を新たに取り付ける必要があり、また、建入誤差を測定した後は、トッププレートからベース板とターゲット５０を取り除く必要があり、建入誤差の測定前後の作業に負荷がかかるのみならず、上下の鉄骨柱を接合する前にターゲット等を取り除く必要があることから、上下の鉄骨柱を接合した後は、上側の鉄骨柱の建て入れ誤差を測定することができないという問題がある。

特開２０１１−１１７８０３号公報 特開２０１３−９２４６３号公報

本発明が解決しようとする課題は、上面と下面を形成するプレートの中央部に穴が設けられた鉄骨柱を上下に接合するに当たって、レーザ光照射手段と撮影手段を使用して、上側の鉄骨柱の建て入れ誤差を測定する際に、下側鉄骨柱の上面のプレートの中央部の穴を塞ぐようなベース板やターゲット等を取り付けることなく、上側鉄骨柱の建て入れ誤差を測定できるようにして、測定前後の作業負荷を軽減すると共に、上下の鉄骨柱を接合した後も上側鉄骨柱の建て入れ誤差を測定できるようにすることである。

請求項１の発明は、下側鉄骨柱に接合される上側鉄骨柱の上部に取り付けられて該上側鉄骨柱の中心位置から鉛直下方に十字ラインレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、前記下側鉄骨柱の上部に取り付けられて中央部に穴が設けられたプレートであって前記十字ラインレーザ光が照射可能な上部プレート上に前記レーザ光照射手段から照射された十字ラインレーザ光を撮影する撮影手段と、前記上側鉄骨柱の建て入れ誤差を算出する建て入れ誤差算出手段と、前記建て入れ誤差算出手段が算出した建て入れ誤差を出力する建て入れ誤差出力手段とを備えた建て入れ誤差計測装置であって、前記建て入れ誤差算出手段は、前記撮影手段が撮影した前記上部プレート上の十字ラインレーザ光の画像から、前記穴の中心位置である第１中心位置を算出する第１中心位置算出手段と、前記撮影手段が撮影した前記上部プレート上の十字ラインレーザ光の画像から、前記上部プレート上の前記十字ラインレーザ光の中心位置である第２中心位置を算出する第２中心位置算出手段と、前記第１中心位置算出手段が算出した第１中心位置と前記第２中心位置算出手段が算出した第２中心位置のずれ量を前記上側鉄骨柱の建て入れ誤差として算出するずれ量算出手段とを備えた建て入れ誤差計測装置を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項２の発明は、前記撮影手段は、前記上部プレート上の前記穴の周囲に設けられた反射材に照射された十字ラインレーザ光を撮影する建て入れ誤差計測装置を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項３の発明は、前記撮影手段は動画像撮影手段であり、前記第１中心位置算出手段は、前記動画像撮影手段が撮影した前記上部プレート上の十字ラインレーザ光の動画像を構成するフレームにおける前記穴の中心位置を算出し、算出した前記穴の中心位置を平均して前記第１中心位置を算出し、前記第２中心位置算出手段は、前記動画像撮影手段が撮影した前記上部プレート上の十字ラインレーザ光の動画像を構成するフレームにおける前記十字ラインレーザ光の画像の中心位置を算出し、算出した前記十字ラインレーザ光の画像の中心位置を平均して前記第２中心位置を算出する建て入れ誤差計測装置を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項４の発明は、前記第１中心位置算出手段が算出した前記第１中心位置と前記第２中心位置算出手段が算出した前記第２中心位置を表す擬似動画像を生成する擬似動画像生成手段をさらに備えた建て入れ誤差計測装置を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項５の発明は、前記擬似動画像生成手段が生成した擬似動画像を表示する画像表示手段をさらに備えた建て入れ誤差計測装置を提供して、上記課題を解決するものである。

請求項１に記載の発明の建て入れ誤差計測装置においては、下側鉄骨柱の上面のプレートの中央部の穴を塞ぐようなベース板やターゲット等を取り付けることなく、上側鉄骨柱の建て入れ誤差を測定でき、測定前後の作業負荷が軽減されると共に、上下の鉄骨柱を接合した後も上側鉄骨柱の建て入れ誤差を測定できるという効果を奏する。

請求項２に記載の発明の建て入れ誤差計測装置においては、さらに、照明光なしで反射体に照射された十字ラインレーザ光を撮影できるという効果を奏する。

請求項３に記載の発明の建て入れ誤差計測装置においては、さらに、上側鉄骨柱が揺れた場合であっても、バラツキの小さい正確な建て入れ誤差を算出できるという効果を奏する。

請求項４に記載の発明の建て入れ誤差計測装置においては、さらに、上側鉄骨柱が揺れた場合であっても、動かないように見える第１中心位置と第２中心位置を表す擬似動画像を生成するという効果を奏する。

請求項５に記載の発明の建て入れ誤差計測装置においては、さらに、作業者は、画像表示手段に表示された擬似動画像を見ながら迅速かつ正確に建て入れ誤差の修正を行うことができるという効果を奏する。

本発明の実施形態である建て入れ誤差計測装置を取り付けた鉄骨柱の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 建て入れ誤差計測装置、上側鉄骨柱及び下側鉄骨柱を分解した状態の分解斜視図である。 図１の建て入れ誤差計測装置を斜め下方から見た状態の斜視図である。 反射材Ｒ１〜Ｒ４が貼り付けられた下側鉄骨柱３のトッププレート３０の平面図である。 上側鉄骨柱２の建て入れ誤差を説明する説明図である。 制御ボックス１４と端末装置１５の構成を示すブロック図である。 演算制御装置４０の動作を示したフローチャートである。 トッププレート３０上の十字ラインレーザ光の動画像のフレームを説明する説明図である。 図９の第１フレーム中の十字ラインレーザ光の分割された画像を説明する説明図である。 図１０に示す画像から抽出された特定点を説明する説明図である。 抽出された各画像の特定点から穴３０ａの中心位置を求める方法を説明する説明図である。 図１０に示す画像の中心位置を求める方法を説明する説明図である。 第１中心位置算出部４２ａが算出した第１中心位置、第２中心位置算出部４２ｂが算出した第２中心位置、ずれ量算出部４２ｃが算出した建て入れを説明する説明図である。 擬似動画像生成部５０ａが生成した擬似動画像のフレームを説明する説明図である。

図１は、本発明の実施形態である建て入れ誤差計測装置を取り付けた鉄骨柱の正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は、建て入れ誤差計測装置、上側鉄骨柱及び下側鉄骨柱を分解した状態の分解斜視図、図４は、図１の建て入れ誤差計測装置を斜め下方から見た状態の斜視図である。
図中、１は建て入れ誤差計測装置、２は上側鉄骨柱、３は下側鉄骨柱、１０は取付架台、１０ａは外枠、１０ｂ、１０ｃは移動枠、１１は外箱、１１ａは開口部、１２はレーザ墨出し器、１２ａはレーザ照射部、１２ｌｄは十字ラインレーザ光中心の照射方向、１３はカメラ、１４は制御ボックス、１５は端末装置、２０、３０はトッププレート、２０ａ、３０ａは穴、２１は形状保持プレート、２２（２２ａ〜２２ｄ）、３２（３２ａ〜３２ｄ）は側板、Ｒ１〜Ｒ４は反射材である。
建て入れ誤差計測装置１は、取付架台１０、外箱１１、レーザ墨出し器１２、カメラ１３、制御ボックス１４、端末装置１５等から構成される。
取付架台１０は、外枠１０ａと、外枠１０ａの内側に移動可能に取り付けられた２本の平行な移動枠１０ｂ、１０ｃとから構成され、外枠１０ａの下面は、上側鉄骨柱２のトッププレート２０の上面に載置されて固定されている。
外箱１１は直方体形状の箱体であり、その上板の内面（下面）には、中心部に本発明のレーザ光照射手段となるレーザ墨出し器１２が取り付けられ、レーザ墨出し器１２の左側に本発明の動画像撮影手段となるカメラ１３が取り付けられ、レーザ墨出し器１２の右側に制御ボックス１４が取り付けられている。
外箱１１の上板の外面（上面）は、取付架台１０の移動枠１０ｂ、１０ｃに移動可能に取り付けられ、外箱１１を取り付けた取付架台１０を上側鉄骨柱２のトッププレート２０の上面に設置した状態で、外箱１１はトッププレート２０の穴２０ａの内側に納まるようになっている。
なお、外箱１１は直方体形状の箱体に限定されるものではなく、例えば、円筒形状の筒体等のレーザ墨出し器１２、カメラ１３及び制御ボックス１４が取り付けられる形状であればよい。

レーザ墨出し器１２はジンバル機構を備え、このジンバル機構に十字ラインレーザ光を照射するレーザ照射部１２ａが取り付けられ、十字ラインレーザ光中心の照射方向１２ｌｄ（図２にニ点鎖線で示す）が鉛直方向となるようになっている。
また、外箱１１の下板の中央部（レーザ照射部１２ａの真下部分）には、開口部１１ａが設けられ、外箱１１の下板のカメラ１３が位置する部分（カメラ１３の真下部分）にも開口部（図示せず）が設けられ、レーザ照射部１２ａから、下側鉄骨柱３の上部に取り付けられて中央部に穴が設けられたプレート（例えば、トッププレート３０）上に照射された十字ラインレーザ光を、カメラ１３により撮影できるようになっている。
そして、取付架台１０の外枠１０ａを上側鉄骨柱２のトッププレート２０の上面に固定した状態で、外箱１１が取り付けられた移動枠１０ｂ、１０ｃを外枠１０ａに対して左右方向に移動させ、外箱１１を移動枠１０ｂ、１０ｃに対して前後方向に移動させることにより、十字ラインレーザ光中心の照射方向１２ｌｄがトッププレート２０の中心位置を通るようにすることができる。
カメラ１３は、下側鉄骨柱３の上部に取り付けられて中央部に穴が設けられたプレートの上面に照射された十字ラインレーザ光を撮影し、撮影した動画像を制御ボックス１４に備えられた演算制御装置に送る。
なお、制御ボックスには１４には、バッテリー（図示せず）と演算制御装置、無線通信装置等が収納され、端末装置１５は、制御装置、無線通信装置、入力表示装置等を備えているが、これらについては後述する。

［上側鉄骨柱と下側鉄骨柱の構成］
上側鉄骨柱２は、鉄板よりなる長尺の中空直方体形状の柱であり、上面となるトッププレート２０、下面となる形状保持プレート２１、正面、背面、左右側面を形成する側板２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄより外枠が形成され、上側鉄骨柱２の梁が接続される位置の内側には、トッププレート２０と同様のプレートであるダイヤフラム（図示せず）が複数取り付けられている。
トッププレート２０と形状保持プレート２１の中央部には穴２０ａ、２１ａが設けられ、ダイヤフラムの中央部にも穴が設けられ、上側鉄骨柱２にコンクリートを充填して、ＣＦＴ柱を形成するようになっている。
下側鉄骨柱３は、上側鉄骨柱２と同じ形状・構成のものであり、上面となるトッププレート３０、正面、背面、左右側面を形成する側板３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを備え、さらに、複数のダイヤフラム、形状保持プレート（図示せず）を備えている。
トッププレート３０の中央部には穴３０ａが設けられ、複数のダイヤフラム、形状保持プレートの中央部にも穴が設けられ、上側鉄骨柱３にコンクリートを充填して、ＣＦＴ柱を形成するようになっている。
この場合、トッププレート３０とその直下に取り付けられたダイヤフラムが、下側鉄骨柱３の上部に取り付けられて中央部に穴が設けられたプレートとなるが、本実施形態では、トッププレート３０の穴３０ａが上側鉄骨柱２のダイヤフラムの穴より小さく、トッププレート３０にレーザ照射部１２ａからの十字ラインレーザ光が照射可能であるとし、トッププレート３０を上部プレートとして、その周囲には反射材Ｒ１〜Ｒ４が貼り付けられている（詳細は後述する。）
そして、下側鉄骨柱３の側板３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの上端面に、上側鉄骨柱２の側板２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの下端面が載せられ、上側鉄骨柱２が鉛直になるようにして下側鉄骨柱３の上端部と上側鉄骨柱２の下端部が溶接され、下側鉄骨柱３に上側鉄骨柱２が組み付けられる。

［上部プレート上に設けられた反射材］
図５は、反射材Ｒ１〜Ｒ４が貼り付けられた上部プレートとなる下側鉄骨柱３のトッププレート３０の平面図であり、図中、Ｃ１は穴３０ａの中心である第１中心、ＴＳは第１中心Ｃ１を通る縦線、ＹＳは第１中心Ｃ１を通る横線（縦線ＴＳに垂直な線）である。
下側鉄骨柱３のトッププレート３０の上面の穴３０ａの周囲には、反射材Ｒ１〜Ｒ４が貼り付けられている。
反射材Ｒ１〜Ｒ４は、縦５〜２０ｍｍ、横１０〜４０ｍｍの横長の長方形状の基材の裏面側に粘着層が設けられ、表面側にガラスビーズ等からなる反射層が形成され、その反射層の再帰反射係数は、１０ｃｄ／ｌｕｘ／ｍ２（観測角０．２度／入射角５度）以上であればよいが、カメラ１３のシャッタースピードを速くできる点で、１００〜６００ｃｄ／ｌｕｘ／ｍ２（観測角０．２度／入射角５度）が望ましく、３００〜６００ｃｄ／ｌｕｘ／ｍ^２（観測角０．２度／入射角５度）がより望ましい。
この場合、長方形状の基材は、金属（アルミニウム）とプラスチック等から構成される。
図５に示すように、反射材Ｒ１〜Ｒ４は、長辺がトッププレート３０の上面の穴３０ａの周縁に沿うように貼り付けられ、反射材Ｒ１、Ｒ３は、短辺方向の中心線が縦線ＴＳと一致するように貼り付けられ、反射材Ｒ２、Ｒ４は、短辺方向の中心線が横線ＹＳと一致するように貼り付けられる。
これにより、レーザ墨出し器１２からの十字ラインレーザ光の縦ラインが縦線ＴＳと平行となり、十字ラインレーザ光の横ラインが横線ＹＳと平行となるように建て入れ誤差計測装置１が上側鉄骨柱２のトッププレート２０に取り付けられ、十字ラインレーザ光の中心が第１中心Ｃ１の近傍に位置した場合、レーザ墨出し器１２からの十字ラインレーザ光が、反射材Ｒ１〜Ｒ４を横切るようにトッププレート３０の上面に照射され、反射材Ｒ１〜Ｒ４で反射したレーザ光を、カメラ１３により撮影することができる。
この場合、反射材Ｒ１〜Ｒ４の再帰反射係数は、上述のように３００〜６００ｃｄ／ｌｕｘ／ｍ^２と高く、トッププレート３０を照明する照明光なしで、反射材Ｒ１〜Ｒ４で反射したレーザ光を、カメラ１３により撮影することができる。
また、反射材Ｒ１〜Ｒ４に代えて再帰反射性塗料（例えば、ガラスビーズを含有した再帰反射性水性塗料）をトッププレート３０上の反射材Ｒ１〜Ｒ４が貼り付けられた位置に塗布してもよい。この場合、再帰反射性塗料の再帰反射係数は、２〜２０ｃｄ／ｌｕｘ／ｍ^２（観測角０．２度／入射角５度）であり、反射材Ｒ１〜Ｒ４の再帰反射係数に比べて低くなるが、カメラ１３のシャッタースピードを遅くすることにより、再帰反射性塗料で反射したレーザー光を撮影することができる。
なお、トッププレート３０の穴３０ａが上側鉄骨柱２のダイヤフラムの穴より大きく、トッププレート３０が上側鉄骨柱２のダイヤフラムによって隠れて、トッププレート３０にレーザ照射部１２ａからの十字ラインレーザ光が照射できない場合、トッププレート３０の直下に取り付けられたダイヤフラムには、レーザ照射部１２ａからの十字ラインレーザ光が照射可能であり、このダイヤプラムが上部プレートとなり、その穴の周囲に反射材Ｒ１〜Ｒ４が貼り付けられる。

［上側鉄骨柱の建て入れ誤差］
図６は、上側鉄骨柱２の建て入れ誤差を説明する説明図であり、同図（ａ）は、下側鉄骨柱３に上側鉄骨柱２が少し傾いて組み付けられた状態の上側鉄骨柱２等の縦断面図、同図（ｂ）は、下側鉄骨柱３のトッププレート３０の平面図であり、図中、Ｃ２は、レーザ墨出し器１２からの十字ラインレーザ光の中心である第２中心、Ｌ１〜Ｌ４はレーザ墨出し器１２からでトッププレート３０に照射された十字ラインレーザ光のライン（縦ラインと横ライン）である。
上側鉄骨柱２のトッププレート２０に取り付けられたレーザ墨出し器１２からトッププレート３０に照射される十字ラインレーザ光の中心、すなわち、第２中心Ｃ２が、トッププレート３０の穴３０ａの中心、すなわち、第１中心Ｃ１と一致するとき、下側鉄骨柱３に上側鉄骨柱２が鉛直に組み付けられていることとなる。
これに対して下側鉄骨柱３に上側鉄骨柱２が少し右斜め前に傾いて組み付けられた場合、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第２中心Ｃ２は、第１中心Ｃ１から少し右斜め前にずれた位置にあることとなり、第１中心Ｃ１からの第２中心Ｃ２のずれ量Δが、上側鉄骨柱２の下側鉄骨柱３に対する建て入れ誤差となる。
この場合、図６（ｂ）に示すように、レーザ墨出し器１２からトッププレート３０に照射される十字ラインレーザ光は、穴３０ａを除いたラインＬ１〜Ｌ４から構成される。
すなわち、十字ラインレーザ光の縦ラインのうちのラインＬ１、Ｌ３が、トッププレート３０上に照射され、十字ラインレーザ光の横ラインのうちのラインＬ２、Ｌ４が、トッププレート３０上に照射される（図６（ｂ）では、トッププレート３０上の十字ラインレーザ光を実線で表し、穴３０ａを通過する十字ラインレーザ光を点線で表す）。
そして、ラインＬ１〜Ｌ４は、反射材Ｒ１〜Ｒ４を横切ることから、反射材Ｒ１〜Ｒ４で反射された十字ラインレーザ光をカメラ１３で撮影することができ、カメラ１３で撮影した十字ラインレーザ光の画像を解析することにより、第１中心Ｃ１の位置と第２中心Ｃ２の位置を求めてそのずれ量を求めることができ、上側鉄骨柱２の下側鉄骨柱３に対する建て入れ誤差を算出することができる（詳細は後述する）。

［制御ボックスと端末装置の構成］
図７は、制御ボックス１４と端末装置１５の構成を示すブロック図であり、図中、４０は演算制御装置、４１は動画像取得部、４２は建て入れ誤差算出部、４２ａは第１中心位置算出部、４２ｂは第２中心位置算出部、４２ｃはずれ量算出部、４３は無線通信装置、５０は制御装置、５０ａは擬似動画像生成部、５１は無線通信装置、５２は入力表示装置、ＣＬは無線通信回線である。
制御ボックス１４は、演算制御装置４０、無線通信装置４３及びバッテリー（図示せず）を備え、演算制御装置４０は、動画像取得部４１と建て入れ誤差算出部４２を備え、建て入れ誤差算出部４２は、第１中心位置算出部４２ａ、第２中心位置算出部４２ｂ及びずれ量算出部４２ｃを備えている。
動画像取得部４１は、カメラ１３により撮影されて送られてくるトッププレート３０上の十字ラインレーザ光の動画像を取得し、取得した動画像を一旦保存した後、建て入れ誤差算出部４２に送る。
第１中心位置算出部４２ａは、動画像取得部４１から送られてくる十字ラインレーザ光の動画像を構成するフレームにおける穴３０ａの中心位置を算出し、算出した穴３０ａの中心位置を平均して第１中心Ｃ１の位置（第１中心位置）を算出する。
第２中心位置算出部４２ｂは、動画像取得部４１から送られてくる十字ラインレーザ光の動画像を構成するフレームにおける十字ラインレーザ光の画像の中心位置を算出し、算出した十字ラインレーザ光の画像の中心位置を平均して第２中心Ｃ２の位置（第２中心位置）を算出する。
ずれ量算出部４２ｃは、第１中心位置算出部４２ａが算出した第１中心Ｃ１の位置（第１中心位置）と第２中心位置算出部４２ｂが算出した第２中心Ｃ２の位置（第２中心位置）とのずれ量を上側鉄骨柱２の建て入れ誤差として算出する。
無線通信装置４３は、建て入れ誤差算出部４２から送られてくる第１中心位置のデータ、第２中心位置のデータ及び建て入れ誤差のデータを無線通信回線ＣＬにより端末装置１５に送信する。
端末装置１５は、ノートパソコン、スマートフォン、タブレット等の携帯端末やモバイル端末であり、制御装置５０、無線通信装置５１、入力表示装置５２を備え、制御装置５０は、擬似動画像生成部５０ａを備え、入力表示装置５２は、タッチパネル式のディスプレイ等の入力部と表示部を備えている。
無線通信装置５１は、無線通信装置４３から無線通信回線ＣＬを介して送信された第１中心位置のデータ、第２中心位置のデータ及び建て入れ誤差のデータを受信し、受信したデータを制御装置５０に送る。
制御装置５０の擬似動画像生成部５０ａは、無線通信装置５１から送られてくる第１中心位置のデータと第２中心位置のデータから第１中心位置と第２中心位置を表す擬似動画像を生成する。
また、制御装置５０は、無線通信装置５１から送られてくる建て入れ誤差のデータと擬似動画像生成部５０ａが生成する擬似動画像のデータを保存し、入力表示装置５２の入力部からの入力される指示に基づいて、保存したデータから建て入れ誤差や擬似動画像を入力表示装置５２の表示部に表示する。

［演算制御装置の動作］
図８は、演算制御装置４０の動作を示したフローチャート、図９は、トッププレート３０上の十字ラインレーザ光の動画像のフレームを説明する説明図、図１０は、図９の第１フレーム中の十字ラインレーザ光の分割された画像を説明する説明図、図１１は、図１０に示す画像から抽出された特定点を説明する説明図、図１２は、抽出された各画像の特定点から穴３０ａの中心位置を求める方法を説明する説明図、図１３は、図１０に示す画像の中心位置を求める方法を説明する説明図、図１４は、第１中心位置算出部４２ａが算出した第１中心位置、第２中心位置算出部４２ｂが算出した第２中心位置、ずれ量算出部４２ｃが算出した建て入れ誤差を説明する説明図である。
図中、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３０、Ｆ３１、Ｆ６０、Ｆ３０×ｎは、各々第１フレーム、第２フレーム、第３０フレーム、第３１フレーム、第３０×ｎフレームであり、Ｉ１１〜Ｉ１４は、第１フレームＦ１（以下「フレームＦ１」という、他のフレームについても同様とする。）中のレーザ光の画像（以下「レーザ光画像」という。）、Ｐ１１〜Ｐ１４はレーザ光画像Ｉ１１〜Ｉ１４の特定点、Ｃ１１は穴３０ａの中心位置、Ｃ１２はレーザ光画像の中心位置、Ｃ１ｍは各フレームの穴３０ａの中心位置を平均した第１中心位置、Ｃ２ｍは各フレームのレーザ光画像の中心位置を平均した第２中心位置、Ｐｍ１〜Ｐｍ４は各フレームのレーザ光画像中の特定点の平均位置、Ｆ１’、Ｆ２’、Ｆ３０’、Ｆ３１’、Ｆ６０’、Ｆ３０×（ｎ−１）’は各々擬似動画像の第１フレーム、第２フレーム、第３０フレーム、第３１フレーム、第３０×ｎフレーム、ｔは経過時間である。
また、各フレームにおいては、フレームの左上角を原点として、横方向にＸ軸をとり、縦方向にＹ軸をとり、フレームの中の各点の位置をＸＹ座標で表す。
以下、演算制御装置４０の動作を説明する。

まず、動画像取得部４１が、カメラ１３により撮影されて送られてくるトッププレート３０上の十字ラインレーザ光の動画像を取得し、保存する（Ｓ１）。
カメラ１３により撮影された動画像は、図９に示すように、１秒３０フレームからなり、最初の１秒がフレームＦ１〜Ｆ３０、次の１秒がフレームＦ３１〜Ｆ６０となり、ｎ秒まででフレームＦ１〜Ｆ３０×ｎの画像から構成されている。
トッププレート３０上の十字ラインレーザ光は、図６（ｂ）に示すようにラインＬ１〜Ｌ４からなるが、ラインＬ１〜Ｌ４のうち反射材Ｒ１〜Ｒ４で反射されたレーザ光は、反射材Ｒ１〜Ｒ４以外の部分で反射されたレーザ光より格段に明るいことから、カメラ１３は反射材Ｒ１〜Ｒ４で反射されたレーザ光のみを撮影する。
このため、動画像取得部４１が取得するトッププレート３０上の十字ラインレーザ光の動画像は、反射材Ｒ１〜Ｒ４で反射されたレーザ光のみの動画像となり、図１０に示すようにフレームＦ１のレーザ光画像は、十字ラインレーザ光が分割された状態のレーザ光画像Ｉ１１〜Ｉ１４から構成される。
すなわち、レーザ光画像Ｉ１１〜Ｉ１４はそれぞれ反射材Ｒ１〜Ｒ４で反射された十字ラインレーザ光の画像である。
この場合、下側鉄骨柱３に組み付けられた上側鉄骨柱２が揺れてトッププレート２０が揺れると、レーザ墨出し器１２が揺れて、トッププレート３０上の十字ラインレーザ光のラインＬ１〜Ｌ４が左右前後に広がり、レーザ光画像Ｉ１１〜Ｉ１４は図１０に示すように広がった画像となる。

次いで、第１中心位置算出部４２ａが、フレームＦ１中のレーザ光画像Ｉ１１〜Ｉ１４の特定点を抽出する（Ｓ２）。
特定点は、フレームＦ１における穴３０ａの中心位置を求めるための点であり、本実施形態では、レーザ光画像Ｉ１１〜Ｉ１４の最も内側の点（長手方向に対向する画像に最も近い点）、すなわち、レーザ光画像Ｉ１１〜Ｉ１４中の穴３０ａの周縁上にあると推定される点である。
具体的には、図１１に示すように、レーザ光画像Ｉ１１では上端の点Ｐ１１（ｘ１１，ｙ１１）が特定点となり、レーザ光画像Ｉ１２では左端の点Ｐ１２（ｘ１２，ｙ１２）が特定点となり、レーザ光画像Ｉ１３では下端の点Ｐ１３（ｘ１３，ｙ１３）が特定点となり、レーザ光画像Ｉ１４では右端の点Ｐ１４（ｘ１４，ｙ１４）が特定点となる。
次いで、第１中心位置算出部４２ａがレーザ光画像Ｉ１１〜Ｉ１４の特定点Ｐ１１〜Ｐ１４から、穴３０ａの中心位置を算出して保存する（Ｓ３）。
具体的には、図１２に示すように特定点Ｐ１１〜Ｐ１４を通る円（図１２に一点鎖線で示す）の中心位置Ｃ１１（ｘｃ１１，ｙｃ１１）を穴３０ａの中心位置とする。中心位置Ｃ１１は、例えば、各特定点を結ぶ線の垂直二等分線の交点を求めてその平均をとることにより算出する。
次いで、第２中心位置算出部４２ｂがレーザ光画像Ｉ１１〜Ｉ１４の中心位置を算出して保存する（Ｓ４）。
具体的には、図１３に示すように、レーザ光画像Ｉ１１〜Ｉ１４の長手方向に対向する特定点Ｐ１１と特定点Ｐ１３を結ぶ線と、特定点Ｐ１２と特定点Ｐ１４を結ぶ線との交点の位置を算出してそれを中心位置Ｃ２１（ｘｃ２１，ｙｃ２１）とする。
この後、次のフレームＦ２について、ステップＳ２〜Ｓ４の処理を続けるかが判断され（Ｓ５）、本実施形態では、フレームＦ３０までステップＳ２〜Ｓ４の処理が続けられ、フレームＦ１〜Ｆ３０について、穴３０ａの中心位置とレーザ光画像の中心位置が算出されて、保存される。
なお、レーザ光画像Ｉ１１〜Ｉ１４の特定点は、上記のような、レーザ光画像Ｉ１１〜Ｉ１４の最も内側の点に限定されるものではなく、フレームＦ１における穴３０ａの中心位置を求めるのに適した点、例えば、レーザ光画像Ｉ１１〜Ｉ１４の重心や図心であってもよい。

このようにしてフレームＦ１〜Ｆ３０について、穴３０ａの中心位置とレーザ光画像の中心位置が算出されて保存されると、次のステップに移り、第１中心位置算出部４２ａが、フレームＦ１〜Ｆ３０について、算出した穴３０ａの中心位置を平均した第１中心位置を算出して保存する（Ｓ６）。
また、第２中心位置算出部４２ｂが、フレームＦ１〜Ｆ３０について、算出したレーザ光画像の中心位置を平均した第２中心位置を算出して保存する（Ｓ７）。
次いで、ずれ量算出部４２ｃは、第１中心位置算出部４２ａが算出した第１中心位置と第２中心位置算出部４２ｂが算出した第２中心位置とのずれ量Δを上側鉄骨柱２の建て入れ誤差として算出して保存する（Ｓ８）。
具体的には、図１４に示すように、フレームＦ１〜Ｆ３０について、各フレームのレーザ光画像中の特定点の平均位置Ｐｍ１（ｘｍ１，ｙｍ１）、Ｐｍ２（ｘｍ２，ｙｍ２）、Ｐｍ３（ｘｍ３，ｙｍ３）、Ｐｍ４（ｘｍ４，ｙｍ４）を通る円の中心位置（各特定点Ｐｍ１〜Ｐｍ４を結ぶ線の垂直二等分線の交点を求めてその平均）が、第１中心位置Ｃ１ｍ（ｘｃ１ｍ，ｙｃ１ｍ）となり、特定点Ｐｍ１と特定点Ｐｍ３を結ぶ線と、特定点Ｐｍ２と特定点Ｐｍ４を結ぶ線との交点の位置が、第２中心位置Ｃ２ｍ（ｘｃ２ｍ，ｙｃ２ｍ）となり、第１中心位置Ｃ１ｍと第２中心位置Ｃ２ｍとのずれ量Δが、建て入れ誤差となる。
そして、無線通信装置４３が、算出された第１中心位置、第２中心位置、建て入れ誤差のデータ、具体的には、第１中心位置Ｃ１ｍ、第２中心位置Ｃ２ｍ、ずれ量Δのデータを端末装置１５に送信する（Ｓ９）。

この後、１フレームずらしたフレームＦ２〜Ｆ３１の画像について、ステップＳ２〜Ｓ９の処理を続けるかが判断され（Ｓ１０）、動画像取得部４１が取得したトッププレート３０上の十字ラインレーザ光の動画像にフレームＦ３１が存在する場合は、ステップＳ２〜Ｓ９の処理が続けられ、トッププレート３０上の十字ラインレーザ光の動画像の最終フレームまでステップＳ２〜Ｓ９の処理が続けられる。
このようにして、トッププレート３０上の十字ラインレーザ光の動画像に対して３０フレーム（１秒）単位で、１フレームずらしながら第１中心位置、第２中心位置及び建て入れ誤差の算出が行われ、フレームＦ１〜Ｆ３０×ｎから構成されるトッププレート３０上の十字ラインレーザ光の動画像に対して、３０（ｎ−１）個の第１中心位置、第２中心位置及び建て入れ誤差のデータが作成される。
よって、下側鉄骨柱３に組み付けられた上側鉄骨柱２が揺れてトッププレート２０が揺れる場合であっても、第１中心位置算出部４２ａが算出する第１中心位置、第２中心位置算出部４２ｂが算出する第２中心位置、ずれ量算出部４２ｃが算出する建て入れ誤差（ずれ量Δ）は、バラツキの小さい正確なものである。

本実施形態においては、３０個のフレームから算出した穴３０ａの中心位置を平均して第１中心位置を算出し、３０個のフレームから算出したレーザ光画像の中心位置を平均して第２中心位置を算出したが、第１中心位置と第２中心位置を算出する対象となるフレームの数は、トッププレート３０上の十字ラインレーザ光の動画像の変化の度合（大きさ・速さ等）に応じて適宜設定することができる。
具体的には、トッププレート３０上の十字ラインレーザ光の動画像の変化の度合が小さい場合は、第１中心位置と第２中心位置を算出する対象となるフレームの数を、例えば１５フレーム（０．５秒）と少なくし、トッププレート３０上の十字ラインレーザ光の動画像の変化の度合が大きい場合は、第１中心位置と第２中心位置を算出する対象となるフレームの数を、例えば６０フレーム（２秒）と多くすればよい。

［端末装置の動作］
端末装置１５においては、無線通信装置５１が、無線通信装置４３から無線通信回線ＣＬを介して送信された３０（ｎ−１）個の第１中心位置、第２中心位置、建て入れ誤差のデータが無線通信装置５１で受信され、制御装置５０に送られて保存される。
制御装置５０においては、擬似動画像生成部５０ａが、第１中心位置と第２中心位置を表す擬似画像、例えば、スポット状の画像を生成し、これを擬似動画像の第１フレームＦ１’として保存する。
図１５は、擬似動画像生成部５０ａが生成した擬似動画像のフレームを示したもので、図９に示すフレームＦ１〜Ｆ３０からフレームＦ１’が生成され、フレームＦ２〜Ｆ３１からフレームＦ２’が生成され、フレームＦ３０〜Ｆ５９からフレームＦ３０’が生成され、フレームＦ６０〜Ｆ８９からフレームＦ６０’が生成されることとなる。
このフレームＦ１’〜 Ｆ３０×（ｎ−１）’から構成される擬似動画像は、動きが小さく動かないように見えるものとなる。
また、制御装置５０では、入力表示装置５２の入力部からの入力される指示等に基づいて、建て入れ誤差のデータと擬似動画像のデータが加工・処理され、入力表示装置５２の表示部に表示される。
例えば、入力表示装置５２の表示部の中央に３０（ｎ−１）のフレームからなる擬似動画像が表示され、その横に建て入れ誤差のデータが数値（座標値）として表示される。
これにより、作業者は、下側鉄骨柱３に組み付けられた上側鉄骨柱２の建て入れ誤差の程度を擬似動画像と数値で確認することができる。
そして、表示された建て入れ誤差が許容範囲を超えている場合は、上側鉄骨柱２の組み付け角度の微調整（建て入れ誤差の修正）が行われる。
このとき上側鉄骨柱２が揺れてトッププレート２０が揺れ、レーザ墨出し器１２からの十字ラインレーザ光も揺れて、撮影されるトッププレート３０上の十字ラインレーザ光の動画像は、前後左右に速く移動して誤差の程度が視認できないものであり、その動画像から直接得られる建て入れ誤差の数値もバラツキの大きいものであるが、入力表示装置５２の表示部に表示される第１中心位置と第２中心位置を表す擬似動画像は、動かないように見え、建て入れ誤差がどの程度小さくなったかを目視で確認することができ、表示される建て入れ誤差のデータの数値（座標値）もバラツキが小さいものであり、作業者は、入力表示装置５２の表示部を見ながら迅速かつ正確に建て入れ誤差の修正を行うことができる。

本発明の建て入れ誤差計測装置は、上面と下面を形成するプレートの中央部に穴が設けられた鉄骨柱を上下に接合するに当たって、レーザ光照射手段と撮影手段を使用して、上側の鉄骨柱の建て入れ誤差を測定する際に、下側鉄骨柱の上面のプレートの中央部の穴を塞ぐようなベース板やターゲット等を取り付けることなく、上側鉄骨柱の建て入れ誤差を測定できるようにして、測定前後の作業負荷を軽減すると共に、上下の鉄骨柱を接合した後も上側鉄骨柱の建て入れ誤差を測定できるものであり、高層ビル等の骨格を形成する鉄骨柱の建て入れ誤差の計測に利用することができる。

１ 建て入れ誤差計測装置
２ 上側鉄骨柱
３ 下側鉄骨柱
１０ 取付架台
１０ａ 外枠
１０ｂ、１０ｃｃ 移動枠
１１ 外箱
１１ａ 開口部
１２ レーザ墨出し器
１２ｌｄ 十字ラインレーザ光中心の照射方向
１３ カメラ
１４ 制御ボックス
１５ 端末装置
２０、３０ トッププレート
２０ａ、３０ａ 穴
２１ 形状保持プレート
２２（２２ａ〜２２ｄ）、３２（３２ａ〜３２ｄ） 側板
４０ 演算制御装置
４１ 動画像取得部
４２ 建て入れ誤差算出部
４２ａ 第１中心位置算出部
４２ｂ 第２中心位置算出部
４２ｃ ずれ量算出部
４４ 無線通信装置
５０ 制御装置
５０ａ 擬似動画像生成部
５１ 無線通信装置
５２ 入力表示装置
Ｃ１ 第１中心
Ｃ１１ 穴３０ａの中心位置
Ｃ１ｍ 第１中心位置
Ｃ２ 第２中心
Ｃ１２ レーザ光画像の中心位置
Ｃ２ｍ 第２中心位置
ＣＬ 無線通信回線
Ｌ１〜Ｌ４ 十字ラインレーザ光のライン
Ｉ１１〜Ｉ１４ フレームＦ１のレーザ光画像
Ｐ１１〜Ｐ１４ レーザ光画像Ｉ１１〜Ｉ１４の特定点
Ｐｍ１〜Ｐｍ４ 特定点の平均位置
Ｒ１〜Ｒ４ 反射材
ＴＳ 縦線
ＹＳ 横線

Claims (5)

1. 下側鉄骨柱に接合される上側鉄骨柱の上部に取り付けられて該上側鉄骨柱の中心位置から鉛直下方に十字ラインレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、
   前記下側鉄骨柱の上部に取り付けられて中央部に穴が設けられたプレートであって前記十字ラインレーザ光が照射可能な上部プレート上に前記レーザ光照射手段から照射された十字ラインレーザ光を撮影する撮影手段と、
   前記上側鉄骨柱の建て入れ誤差を算出する建て入れ誤差算出手段と、
   前記建て入れ誤差算出手段が算出した建て入れ誤差を出力する建て入れ誤差出力手段と
   を備えた建て入れ誤差計測装置であって、
   前記建て入れ誤差算出手段は、
   前記撮影手段が撮影した前記上部プレート上の十字ラインレーザ光の画像から、前記穴の中心位置である第１中心位置を算出する第１中心位置算出手段と、
   前記撮影手段が撮影した前記上部プレート上の十字ラインレーザ光の画像から、前記上部プレート上の前記十字ラインレーザ光の中心位置である第２中心位置を算出する第２中心位置算出手段と、
   前記第１中心位置算出手段が算出した第１中心位置と前記第２中心位置算出手段が算出した第２中心位置のずれ量を前記上側鉄骨柱の建て入れ誤差として算出するずれ量算出手段と
   を備えたことを特徴とする建て入れ誤差計測装置。
2. 前記撮影手段は、前記上部プレート上の前記穴の周囲に設けられた反射体材に照射された十字ラインレーザ光を撮影することを特徴とする請求項１記載の建て入れ誤差計測装置。
3. 前記撮影手段は動画像撮影手段であり、
   前記第１中心位置算出手段は、前記動画像撮影手段が撮影した前記上部プレート上の十字ラインレーザ光の動画像を構成するフレームにおける前記穴の中心位置を算出し、算出した前記穴の中心位置を平均して前記第１中心位置を算出し、
   前記第２中心位置算出手段は、前記動画像撮影手段が撮影した前記上部プレート上の十字ラインレーザ光の動画像を構成するフレームにおける前記十字ラインレーザ光の画像の中心位置を算出し、算出した前記十字ラインレーザ光の画像の中心位置を平均して前記第２中心位置を算出すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２記載の建て入れ誤差計測装置。
4. 前記第１中心位置算出手段が算出した前記第１中心位置と前記第２中心位置算出手段が算出した前記第２中心位置を表す擬似動画像を生成する擬似動画像生成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載した建て入れ誤差計測装置。
5. 前記擬似動画像生成手段が生成した擬似動画像を表示する画像表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の建て入れ誤差計測装置。
   

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