JP6932062B2

JP6932062B2 - 配管竣工図作成システム及び配管施工図作成方法、並びに配管竣工図作成システムに用いる飛行体、管接合位置算出装置

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Publication number: JP6932062B2
Application number: JP2017204649A
Authority: JP
Inventors: 彰山下; 正蔵岸; 維斗小丸
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2021-09-08
Anticipated expiration: 2037-10-23
Also published as: JP2019078595A

Description

本発明は、管布設工事の施工現場で収集した管の施工管理情報に基づいて情報処理装置により配管施工図を作成する配管竣工図作成システム及び配管施工図作成方法、並びに、配管竣工図作成システムに用いる飛行体、管接合位置算出装置に関する。

上水道管路網等の配管布設工事の施工に付帯して、施工業者は当日の作業終了時に配管の使用材料や工事内容を特定する図面を工事日報に書き込み、工事の終了後に管路の埋設位置を表す竣工図や、竣工図よりも管路の正確な埋設位置を表すオフセット図を工事管理者に提出する必要がある。

しかし、施工業者にとってこのような書類の作成作業は非常に煩雑であるため、正確な情報の記入が保証され難いという問題があった。例えば、工事に用いられる多品種の管材料や各管の埋設位置を手帳にメモしておき、後にそのメモを参照して上述の書類をまとめて作成する場合が多いのであるが、その際に転記ミスも多く、また、配管の埋設後に位置を計測するような場合も多いため、正確さに欠けるのである。

また、管接合部（管継手部）の接合作業が適切に行なわれたか否かを工事の後に検証可能な形態で記録する手立てが求められていた。

そこで、特許文献１には、このような煩雑さを軽減するために、施工現場に配置された管に貼付された管情報ラベルの撮影情報に基づいて管情報を取得する管情報取得装置と、施工現場の位置情報を取得するＧＰＳ受信装置と、配管の継手部の画像を取得する画像取得装置とを介して得られた管情報、位置情報、及び画像情報を送信装置により施工管理情報サーバにアップロードし、前記施工管理情報サーバから情報処理端末にダウンロードした管情報、位置情報、及び画像情報に基づいて、前記情報処理端末に備えたマッピング処理部で管理される地図上に竣工図を生成する管路竣工図作成方法が提案されている。

当該管路竣工図作成方法によれば、作業者が管情報を手帳にメモしたり、測量装置で位置を測量したり、撮影作業を行なうような労力を伴わずに、管情報、位置情報、及び画像情報が施工現場で収集されて施工管理情報サーバにアップロードされ、そのような情報に基づいて工事日報などを自動生成し、施工管理情報サーバと接続することにより場所を問わずに情報処理端末上で竣工図を生成することができるようになる。

特開２０１５−７５９２７号公報

上述した従来の管路竣工図作成方法では、例えば管の接合部（継手部）の位置を取得するために、ＧＰＳ受信装置が組み込まれたタブレットコンピュータなどモバイル情報処理機器を接合部の近傍に設置した状態で位置情報を取得する必要があった。

しかし、施工現場の周囲に建築物、電線、樹木などのある程度の高さの電波障害物があると、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できずに測位できない場合や、建築物などで電波が反射されるマルチパスの影響を受けて正確な位置情報が得られない場合があった。

本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、管布設現場の周囲環境に影響を受けることなく正確な位置情報を取得して、適切な竣工図を自動生成できる配管竣工図作成システム及び配管施工図作成方法、並びに、配管竣工図作成システムに用いる飛行体、管接合位置算出装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による配管施工図作成方法の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、管布設工事の施工現場で収集した管の施工管理情報に基づいて配管竣工図を作成する配管竣工図作成システムであって、ＧＰＳ測位装置と撮像装置とが搭載され、上空から管布設工事現場を撮影する飛行体と、管布設工事現場で布設対象管毎に入力される管形状と、当該管形状に対して入力された当該布設対象管の向き及び／または接合対象口の接合順を含む管布設情報と、前記管布設情報から生成される各布設対象管の接合関係情報と、を含む配管施工図基礎情報を生成して記憶する配管施工図基礎情報生成部を備えたモバイル情報処理部と、前記配管施工図基礎情報に基づいて各布設対象管の平面視での相対的接続関係を表す配管施工図を生成する配管施工図生成部と、前記撮像装置で撮影された管布設工事現場の撮像情報と、撮影時の前記飛行体の位置情報とに基づいて、前記撮像情報に含まれる各管の接合位置を算出する管接合位置算出部と、前記配管施工図に含まれる管接合位置を前記管接合位置算出部で算出された管接合位置と整合させて配管竣工図を生成する竣工図生成部と、を備えている点にある。

管布設工事現場で管が布設される度に、モバイル情報処理部に備えた配管施工図基礎情報生成部により、布設対象管の管形状を特定する情報が取得され、当該管形状に対して入力された当該布設対象管の向き及び／または接合対象口の接合順を含む管布設情報と、管布設情報から生成される各布設対象管の接合関係情報とを含む配管施工図基礎情報が生成されてメモリに記憶される。

また、飛行体に備えた撮像装置により上空から布設対象管の接合部を含む管布設工事現場が撮影されて撮像情報が取得される。配管施工図生成部では、このような配管施工図基礎情報に基づいて各布設対象管の平面視での相対的接続関係を表す配管施工図が生成され、管接合位置算出部では、上述の撮像情報と撮影時の飛行体の位置情報とに基づいて、撮像情報に含まれる各管の接合位置が算出される。

そして、竣工図生成部によって配管施工図に含まれる管接合位置が管接合位置算出部で算出された管接合位置と整合されて正確な配管竣工図が生成される。ＧＰＳ測位装置によって得られる撮影時の飛行体の位置情報は、仮に施工現場の周囲に電波障害物があった場合でも、あまりそれらの影響を受けることがない上空での精度の高い位置情報となる。この様な精度の高い位置情報から撮像情報に含まれる管接合位置の位置情報を精度良く算出することができるようになる。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記施工現場で管接合処理が終了する度に管形状が入力され、当該管形状に対して布設対象管の向き及び／または接合対象口の接合順を含む管布設情報が入力され、前記管布設情報から前記接合関係情報が生成され、前記撮像装置で管接合部を含む施工現場が撮影され、各情報が関連付けられるように構成されている点にある。

例えば直管であるか異形管であるかの識別、異形管であれば曲管であるか分岐部を有する管であるかの識別といった管形状が入力され、当該管情報に基づいて布設対象管の向き及び／または接合対象口の接合順を含む管布設情報が入力される。布設対象管の向きとは、例えば曲管であればその曲がり方向、分岐管であればその分岐方向を特定する情報をいい、接合対象口の接合順とは、例えば分岐部を備えた管のように接合対象管端部が複数ある場合に、各管端部への接合順を特定する情報をいう。管形状と管布設情報に基づいて各布設対象管の接合関係情報が生成される。接合関係情報とは例えば管の接合部を特定するための情報で、接合部を構成する各管の識別情報と接合された管端部が受口であるか挿口であるかといった情報をいう。そして、各布設対象管の接合関係情報と撮像装置で撮像された管接合部を含む施工現場の撮像情報が管接合位置の位置情報を算出するために関連付けられる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、各布設対象管の接合部の接合状態を示す接合状態情報を取得する管検査装置をさらに備え、前記管検査装置により取得された接合状態情報を前記配管施工図または前記配管竣工図の各接合部に関連付けて記憶する記憶部を備えている点にある。

管検査装置によって取得された各布設対象管の接合部の接合状態を示す接合状態情報が配管施工図または配管竣工図の各接合部に関連付けて記憶部に記憶される。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記管接合位置算出部は、前記撮像情報及び撮影時の前記飛行体の位置情報に加えて、前記撮像装置の姿勢情報に基づいて前記撮像情報に含まれる各管の接合位置を算出する点にある。

例えば撮像情報が飛行体の位置情報が管接合部の直上から大きく偏った状況で得られたような場合には、当該位置情報と例えばジャイロセンサによって得られる飛行体の姿勢情報とから、撮像情報に含まれる管接合位置の位置情報を精度良く算出することができるようになる。

本発明による飛行体の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成を備えた配管竣工図作成システムに用いられる飛行体であって、ＧＰＳ測位装置と撮像装置とが搭載され、前記撮像装置で上空から管布設工事現場を撮影した撮像情報に、撮影時の前記飛行体の位置情報を付加して記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された撮像情報を前記位置情報とともに出力する出力部とを備えている点にある。

撮像情報に飛行体の位置情報が付加されることにより、撮像情報に含まれる管接合部などの位置情報が算出可能になる。

本発明による管接合位置算出装置の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成を備えた配管竣工図作成システムに用いられる管接合位置算出装置であって、前記撮像装置で撮影された管布設工事現場の撮像情報と、撮影時の前記飛行体の位置情報とに基づいて、前記撮像情報に含まれる各管の接合位置の緯度と経度及び／または近傍の構造物から各管の接合位置までの距離を算出するように構成されている点にある。

管布設工事現場の撮像情報に含まれる各管の接合位置に対応する位置情報及び当該撮像情報に含まれる近傍の構造物に対応する位置情報が、撮影時の飛行体の位置情報に基づいて算出され、各位置情報に基づいて近傍の構構造物から各管の接合位置までの距離が算出され、これらの値が竣工図やオフセット図に反映される。

本発明による配管竣工図作成方法の第一の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、管布設工事の施工現場で収集した管の施工管理情報に基づいて配管施工図を作成する配管竣工図作成方法であって、モバイル情報処理装置を用いて、布設対象管毎に入力された管形状と、当該管形状に対して入力された当該布設対象管の向き及び／または接合対象口の接合順を含む管布設情報と、前記管布設情報から生成される各布設対象管の接合関係情報と、を含む配管施工図基礎情報を生成及び記憶する配管施工図基礎情報生成ステップと、前記配管施工図基礎情報に基づいて、各布設対象管の平面視での相対的接続関係を表す配管施工図を生成する配管施工図生成ステップと、ＧＰＳ測位装置と撮像装置とが搭載された飛行体を用いて、上空から管接合部を含む管布設工事現場を撮影する撮影ステップと、前記撮影ステップで撮影された管布設工事現場の撮像情報と、撮影時の前記飛行体の位置情報とに基づいて、前記撮像情報に含まれる各管の接合位置を算出する管接合位置算出ステップと、前記配管施工図に含まれる管接合位置を前記管接合位置算出ステップで算出された管接合位置と整合させて配管竣工図を生成する竣工図生成ステップと、を備えている点にある。

同第二の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記施工現場で管接合処理が終了する度に、当該接合部を含む前記配管施工図生成ステップが実行され、前記撮影ステップが実行される点にある。

以上説明した通り、本発明によれば、管布設現場の周囲環境に影響を受けることなく正確な位置情報を取得して、適切な竣工図を自動生成できる配管竣工図作成システム及び配管施工図作成方法、並びに、配管竣工図作成システムに用いる飛行体、管接合位置算出装置を提供することができるようになった。

直管の接合作業の説明図配管施工図作成装置の機能ブロック構成図配管施工図作成装置で生成された配管施工図の説明図工事日報の説明図（ａ），（ｂ）は管布設情報入力部の入力画面の説明図情報処理端末で実行される配管施工図作成方法のフローチャート情報処理サーバで実行される配管施工図作成方法のフローチャート飛行体の説明図

以下に、ダクタイル鋳鉄管（以下、「鉄管」と記す。）を用いた上水道管に対する配管の接合作業を例に、本発明による配管竣工図作成システム及び配管施工図作成方法、並びに、配管竣工図作成システムに用いる飛行体、管接合位置算出装置を説明する。

図１には、所謂プッシュオンタイプの管継手構造を備えた直管の接合作業が示されている。一方の管２の受口２Ａに他方の管３の挿口を預けて、受口２Ａ近傍で受口側の管２にスリングベルトやチェーンで構成される接合器具２００を巻き付けるとともに、挿口近傍で挿口側の管３に同じく接合器具２０１を巻き付け、管２，３の両側で接合器具間に夫々レバーホイスト２０２，２０３を装着して手動操作で巻き上げるという接合作業が行なわれる。

布設対象管として直管以外の異形管では、一方の管の受口に他方の管の挿口を挿入した後に、押輪を用いて挿口と受口の隙間にシール部材を挿入するように、押輪と受口のフランジ部との間がＴ頭ボルト及びナットで締め付けられる。異形管には、曲り角度が９０°，４５°，２２．５°，１１．２５°等の各曲管、乙字管、三受十字管や二受Ｔ字管等の分岐管が含まれる。

配管施工現場では、工事終了後に竣工図等を作成するための配管施工情報を工事日毎に記録する必要がある。本発明による配管竣工図作成システムは、管布設工事の施工現場で収集した管の施工管理情報に基づいて、布設された各管の種類、呼び径、長さ、及び、各管の接合関係が識別できる簡易的な配管施工図を自動生成可能にするとともに、各管の接合部の緯度及び経度で示される位置情報に基づいて詳細な配管竣工図を自動生成可能にするシステムである。

図２に示すように、配管竣工図作成システム１００は、施工現場に設置されモバイル情報処理部として機能する情報処理端末１１０と、情報処理端末１１０と通信可能で施工現場から遠隔地に設置される情報処理サーバ１２０と、上空から管布設工事現場を撮影する飛行体（ドローン）１３０とを備えて構成されている。

飛行体１３０には、揚力を確保するための４系統以上の回転翼と、バッテリーと飛行姿勢検出用のジャイロセンサ３１と、機体位置（緯度、経度、高度）を測位するＧＰＳ測位装置３２と、管布設工事現場を上空から撮影するための撮像装置３３と、それらを制御する制御部３０などが搭載されている。

情報処理端末１１０と情報処理サーバ１２０との間、情報処理端末１１０と飛行体１３０との間で、それぞれＷｉ-Ｆｉを用いたインターネット接続や専用通信回線を介した通信接続が可能になるように、情報処理端末１１０、情報処理サーバ１２０及び飛行体１３０のそれぞれに通信処理部１５，２６，３４が設けられている。

情報処理端末１１０としてモバイルコンピュータ（ラップトップコンピュータやタブレット型コンピュータやスマートフォン等を含む。）が用いられる。情報処理端末１１０にインストールされたアプリケーションソフトウェアが実行され、或いはクラウドに準備されたアプリケーションソフトウェアが情報処理端末１１０を介して実行されることにより、配管施工図基礎情報生成部としての機能ブロックが具現化される。

さらに、情報処理端末１１０は、飛行体１３０を無線操縦するコントローラＣとの間でBluetooth（登録商標）などの近距離無線通信インタフェースを介して接続され、情報処理端末１１０にインストールされた遠隔操縦用のアプリケーションソフトウェアが実行されることにより、飛行体１３０の遠隔制御部１６としての機能も備わっている。

配管施工図基礎情報生成部は、管布設工事現場で布設対象管毎に入力される管形状と、当該管形状に対して入力された当該布設対象管の向き及び／または接合対象口の接合順を含む管布設情報と、管布設情報から生成される各布設対象管の接合関係情報とを含む施工管理情報としての配管施工図基礎情報を生成して記憶する機能ブロックであり、後述する管情報取得部１１と、管布設情報入力部１２と、接合関係情報生成部１３と、配管施工図表示部１４としての機能ブロックで構成されている。

また、施工現場毎に用いられる複数の情報処理端末１１０と通信処理部１５，２６を介して接続される情報処理サーバ１２０には、予めインストールされたアプリケーションソフトウェアが実行されることにより配管図面を自動生成可能なマッピング処理部２１が設けられ、配管施工図を生成する配管施工図生成部２３、各管の接合位置を算出する管接合位置算出部２４、竣工図を生成する竣工図生成部２２、オフセット図を生成するオフセット図生成部２５が当該マッピング処理部２１に組み込まれている。これらマッピング処理部２１に組み込まれた機能ブロックは、情報処理サーバ１２０に接続された操作用の端末装置に表示される操作画面をオペレータが操作することにより動作するように構成されている。

配管施工図生成部２３は、情報処理端末１１０から送信された配管施工図基礎情報に基づいて各布設対象管の平面視での相対的接続関係を表す簡易的な配管施工図を生成する機能ブロックである。

管接合位置算出部２４は、飛行体１３０に搭載された撮像装置３３で撮影された管布設工事現場の撮像情報と、撮影時の飛行体１３０の位置情報とに基づいて、撮像情報に含まれる各管の接合位置を算出する機能ブロックである。

竣工図生成部２２は、配管施工図生成部２３で生成された配管施工図に含まれる管接合位置を管接合位置算出部２４で算出された管接合位置と整合させて、施工現場における詳細な配管布設情報となる配管竣工図を生成する機能ブロックである。

オフセット図生成部２５は、維持管理上重要な管路の布設位置、付属設備等の設置位置を明確にするオフセット図を自動生成する機能ブロックである。オフセット図は、布設対象管のうち特定の布設対象管に設定された測点と、道路境界杭や将来撤去されることがない近隣の構造物などから選択する２か所の基点とを結ぶ線及びその長さを表した図である。管接合部、Ｔ字管の管分岐点、曲管の折れ曲がり点、弁や栓の中心点などが測点となる。

上述の管情報取得部１１は、布設対象管に付加された管情報表示から管形状を特定可能な管情報を取得する機能ブロックである。例えば、管の受口側の表面に貼付されたＱＲコード（登録商標）のような情報ラベルを管情報表示として用い、情報処理端末１１０に接続されたコードリーダ２０を介して情報ラベルを読み取るように構成することができる。また、ＱＲコード（登録商標）に代えて管の受口側の表面に付加された情報ラベルに記され、或いは、管に直接表示されたシリアルナンバーなどのコード情報を作業者が読み取って情報処理端末１１０のキーボードなどから入力するように構成してもよい。さらに、作業者が、呼び径、管種、製造年、メーカなど管に鋳出しや刻印で表示された情報を目視で読み取り、情報処理端末１１０に入力することにより、管情報取得部１１が管情報を取得するように構成してもよい。

管情報には、製造年月日、製造工場、型式、管種、呼び径、管の個体番号等が含まれる。当該情報処理端末１１０からインターネットを介してこれらの情報が格納された管情報データベースにアクセスして当該ＱＲコード情報やシリアルナンバーなどに対応する管形状を表す画像データなどの詳細な管情報を取得することができる。管情報に含まれる管種及び呼び径により管形状を把握することができる。

管布設情報入力部１２は、管情報から得られた管形状に基づいて布設対象管の向き及び／または接合対象口の接合順を含む管布設情報を入力する機能ブロックである。

図５（ａ）には、布設対象管が４５°の曲管である場合の向きを管布設情報として入力する例が示されている。情報処理端末１１０のタッチパネル１２ａの画面に、曲管の布設方向に沿って左曲りと、垂直曲りと、右曲りの選択肢が表示され、何れかを選択することにより、曲管の向きが左曲りか、垂直曲りか、右曲りかが特定される。

図５（ｂ）には、分岐管の例として二受Ｔ字管が布設対象管となる場合の向き及び接合対象口の接合順を管布設情報として入力する例が示されている。情報処理端末１１０のタッチパネル１２ａの画面に、曲管の布設方向に沿って分岐部が左側に位置するか、右側に位置するか、そして２か所の受口の何れを先に接合するかの選択枝が表示され、何れかを選択することにより、二受Ｔ字管の分岐部の方向と接合順が特定される。

図５（ａ），（ｂ）は例示であり、具体的な管布設情報を入力する手法はこの様な例に限定されるものではないが、タッチパネル１２ａの画面に選択肢を表示することが好ましい。

つまり、管布設情報入力部１２は、管形状に基づいて布設対象管が曲管と判断される場合に左曲り、右曲りまたは垂直曲りの何れかが布設対象管の向きとして入力され、布設対象管が分岐を有する管と判断される場合に分岐管の布設方向が布設対象管の向きとして入力されるとともに接合対象口の接合順が入力されるように構成されている。

接合関係情報生成部１３は、管情報取得部１１で管情報が取得された管の順番に、管布設情報入力部１２で入力された管布設情報に従って、接合順に管接合部を特定する継手番号と、管接合部を構成する管を特定する管番号及び管端部の種別（受口か挿口かの種別）を特定する管端部情報を含む各布設対象管の接合関係情報を生成する機能ブロックである。

図３には、配管施工図が例示されている。括弧書きの番号が継手番号を示し、括弧の無い番号が管番号を示している。接合関係情報とは、継手番号の若い順に接合処理が行なわれること、各継手番号の接合部を構成する管が管番号で特定されること、各管番号の受口と挿口の何れが当該接合部となるのかが特定されることを示す情報である。例えば、継手番号（３）の継手は三番目の接合作業で接合された継手であり、管番号３の受口に管番号４の挿口が接合された継手であることが特定される情報である。

上述したように、情報処理端末１１０には飛行体１３０に備えた制御部３０に対する遠隔制御部１６が設けられ、遠隔制御部１６は制御部３０を介して飛行体１３０に備えた回転翼で生じる揚力を制御することにより、飛行高度、直進、後退、旋回などの飛行姿勢を制御するとともに、ＧＰＳ測位装置３２による測位動作、撮像装置３３による撮像動作を制御するように構成されている。

作業員は、管布設工事現場で各管の接合作業が終了する度に遠隔制御部１６を起動させて、情報処理端末１１０の表示画面に表示される操作画面を操作することにより施工現場で飛行体１３０を飛翔させて、上空からその接合部を含む管布設工事現場を撮影するとともに、撮影に同期してＧＰＳ測位装置３２を介して飛行体１３０の位置を測位するように遠隔制御する（図２の機能ブロック図を参照）。

図８に示すように、遠隔制御部１６により飛行体１３０を接合部の直上に飛翔させて、撮像装置３３を制御して受口側の管２と挿口側の管３が接合された接合部４を含む管布設工事現場を撮影する。撮像装置３３により撮影され、飛行体１３０から送信される映像及びＧＰＳ測位装置３２により所定時間間隔で測位された位置情報が情報処理端末１１０の表示画面にモニター表示される。操作者はモニター表示された映像を目視し、適切な撮影位置に到達したと判断するとその時点の撮像情報を静止画として取り込むべく操作画面に備えた画像取込みスイッチを操作する。

当該スイッチ操作に同期して撮像装置３３によって静止画となる撮像情報が取り込まれるとともに、その時点でＧＰＳ測位装置３２により測位された飛行体１３０の位置情報（緯度、経度、高度）が取り込まれ、さらにその際の撮像装置３３の姿勢情報が取り込まれてメモリに記憶され、その後、撮像情報、位置情報及び姿勢情報がメモリから読み出されて情報処理端末１１０に送信される。撮像情報には撮像倍率（焦点距離）、水準器、時刻などの撮影時の条件を示す情報が付加されている。姿勢情報は飛行体１３０に搭載されたジャイロセンサの出力から算出された撮像装置３３の光軸方向を示す情報である。

情報処理端末１１０に備えた接合関係情報生成部１３は、飛行体１３０から送信された撮像情報、飛行体の位置情報、撮像装置の姿勢情報をその撮像時の各管の接合部４（図８参照）と関連付けて記憶する。

例えば、各撮像情報を、管接合部を特定する継手番号で関連付けることが可能である。また、情報処理端末１１０で画像取込みスイッチを操作した時点の時刻をタイムスタンプとして継手番号に付すとともに、撮像装置３３により撮像情報に付されたタイムスタンプとを照合することにより関連付けできるように構成してもよい。

情報処理端末１１０は、管が接合される度に上述の管情報、管布設情報、接合関係情報を配管施工図基礎情報として情報処理サーバ１２０に送信するとともに、飛行体１３０から受信した撮像情報、位置情報、姿勢情報を情報処理サーバ１２０に送信するように構成されている。

操作用の端末装置に対する操作入力に従って動作する情報処理サーバ１２０のマッピング処理部２１は、情報処理端末１１０から送信された配管施工図基礎情報及び撮像情報、位置情報、姿勢情報を記憶部に記憶して配管施工図生成部２３を起動する。配管施工図生成部２３は、管形状と管布設情報と接合関係情報に基づいて、情報処理装置により各布設対象管の平面視での相対的接続関係を表す配管施工図を生成する機能ブロックである。

配管施工図生成部２３は、配管施工図として図３に示したような線図を自動生成して記憶部に格納するとともに、通信処理部２６，１５を介して情報処理端末１１０に送信するように構成されている。

具体的に説明する。配管施工図では、接合部の位置情報は問わないので、最初の管の接合部を描画レイヤの任意の位置に設定し、当該接合部を起点に管情報から得られる管の形状及び長さと、管布設情報から得られる管の布設情報、つまり管が何れに曲がるのか、何れに分岐するのかといった情報に基づいて管の平面視での長さに相当する線を描画する処理が、情報処理端末１１０から配管施工情報が送信される度に繰り返される。例えば曲管が垂直曲りである場合には、平面視での長さに変換されて描画される。このような配管施工図によって、どのように管が布設されたのであるか、管同士の相対接合関係が把握できるようになる。

また、配管施工図生成部２３は、同時に工事日報を自動生成して記憶部に格納するとともに、通信処理部２６，１５を介して情報処理端末１１０に送信するように構成されている。

図４には、工事日報が例示されている。工事日報は、工事名称、工事現場、受注者の各識別名称欄と、工事が行なわれた日時、天候、工程、出来高延長、使用材料合計、使用材料詳細、残管という各項目欄を備え、各項目欄に管情報を含む施工管理情報が示された帳票である。

尚、配管施工図及び工事日報は、情報処理端末１１０から上述の管情報、管布設情報、接合関係情報を含む配管施工図基礎情報が送信される度に更新処理されて、その結果が情報処理端末１１０に送信される。

情報処理端末１１０に備えた配管施工図表示部１４は、情報処理サーバ１２０から配管施工図及び工事日報が送信される度にタッチパネル１４ａにそれらを表示する機能ブロックである。

少なくとも施工現場で各管接合処理を行なう前または後の何れかに、管情報取得部１１を介して管情報が取得され、管布設情報入力部１２を介して布設対象管の向き及び／または接合対象口の接合順を含む管布設情報が入力され、接合関係情報生成部１３を介して接合関係情報が生成される。

管布設情報入力部１２には、少なくとも最初の布設対象管の接合対象管端部の種別を入力するための入力画面を表示する管端部種別入力部を備えている。最初の管の接合部が受口か挿口の何れであるかが特定されると、以後の管の接合部は自動的に決定できるようになる。例えば、最初の管の接合部が受口であれば、次の管の挿口が当該最初の管の受口に挿入され、当該次の管の受口にさらに次の管の挿口が挿入されることになる。

全ての管布設工事が終了すると、管接合位置算出部２４によって各接合部の位置（緯度、経度）が算出され、竣工図生成部２２によって、上述した管接合位置算出部２４によって算出された管接合位置を配管施工図に含まれる管接合位置に割り付けて整合させた配管竣工図が生成される。

詳述すると管接合位置算出部２４は、写真測量技術などに基づいて、撮像情報に含まれる管接合部の位置（緯度、経度）を、飛行体１３０の位置情報（緯度、経度、高度）、姿勢情報（撮像装置の光軸方向）から幾何学的に算出する。撮像された画像の中心位置と飛行体１３０の位置とを結ぶ線が光軸となるので、飛行体１３０の位置情報（緯度、経度、高度）を基準とする撮像画像の中心点の緯度及び経度が幾何学的に求まる。さらに、撮像画像の縮尺を基に撮像画像の中心点と管接合部の位置が幾何学的に求まる。

ここで、撮像画像の縮尺は、飛行体１３０の位置情報のうち高度の情報と、配管布設工事現場の地面の標高を利用して以下の式に基づいて求められる。
１／縮尺＝写真の焦点距離／（撮影高度−配管布設工事現場の地面の標高）
なお、掘削溝に布設された配管の深さを考慮して、掘削溝の深さ情報を利用して縮尺を求めることで、より正確な管接合位置を算出することができる。

また、撮像画像の縮尺は、撮像情報に含まれる既知の配管設備、例えば長さが既知の定尺管の画像上の長さを基準にすることで、飛行体１３０の高度の情報を利用せずに求めることもできる。つまり、実際の距離を写真上の距離で除するもとにより縮尺が求まる。この方法では、定尺管の長さと撮像画像における定尺管の長さを対比すれば良い。ここで、基準とする長さとしては定尺管に限られるものではなく、道路幅や路面標示などの情報も縮尺を求めるための基準画像として利用することができる。

なお、管接合部の位置は管接合部の形状から画像処理により管接合部の形状を認識することで特定することが可能であり、図８に示すように、管接合部４の所定位置に予めマーカ部材Ｍを添付した後に撮像するように構成し、当該マーカ位置を画像処理で認識することにより特定してもよい。

また、管接合部の位置を特定し、撮像画像の縮尺を算出するための基準画像の位置を特定するために、情報処理サーバ１２０に接続された端末の操作画面に表示される撮像画像に対してマウスなどのポインティングデバイスを用いて位置を特定するように構成し、指定された位置に基づいて実際の位置や縮尺を算出するように構成してもよい。

竣工図生成部２２は、配管施工図生成部２３によって生成された配管施工図に示される接続関係と、管情報から得られる管形状、管接合位置算出部２４により算出された管接合部の位置（緯度、経度）に従って竣工図を自動生成する。

さらに管接合位置算出部２４は、撮像された画像からオフセット図の作成に必要な測点及び基点となる位置（緯度及び経度）を幾何学的に算出して、それら間の距離を算出するように構成されている。例えば、測点及び基点となる位置にマーカを配し、撮像画像に移されたマーカ位置を画像処理により認識し、認識したマーカ位置に対して幾何学的に算出すればよい。なお、この場合も、情報処理サーバ１２０に接続された端末の操作画面に表示される撮像画像に対してマウスなどのポインティングデバイスを用いて測点及び基点を特定し、位置に対して幾何学的に算出することも可能である。

なお、撮像情報及びＧＰＳ測位情報に基づいて管接合部、測点及び基点の位置を算出する演算手法は上述した例に限るものではなく、適宜公知の演算手法を用いて求めることも可能である。

オフセット図生成部２５は、管接合位置算出部２４により算出された測点及び基点となる位置及び距離を管布設工事現場の道路図面上に自動生成する。道路図面は、情報処理サーバ１２０に予めマッピングデータとして準備されている。

図６，７には、上述の配管施工図作成装置１００で実行される配管施工図作成手順が示されている。破線で示された処理は作業者が行なう実作業であり、配管施工図作成装置１００が主体的に行なう処理でないことを示している。

情報処理端末１１０は、管布設作業が行なわれ（Ｓ１）、一つの接合作業が終わると（Ｓ２）、管情報取得部１１によってコードリーダ２０を介して管に貼付された管情報表示が読み取られ、管情報データベースから管情報表示に対応する管情報が取得される（Ｓ３）。なお、管情報表示を読み取る時期は接合作業の実行前であってもよい。

接合された管が異形管であれば、続いて管敷設情報入力部１２によって、タッチパネルに図５（ａ），（ｂ）に示したような選択画面が表示され、布設対象管の向き及び／または接合対象口の接合順を含む管布設情報が入力される（Ｓ４）。

さらに、接合関係情報生成部１３によって、各布設対象管の接合関係情報が生成されるとともに（Ｓ５）、飛行体１３０から送信された撮像情報、位置情報及び姿勢情報が受信され（Ｓ６）、得られた管情報、管布設情報、接合関係情報を含む配管施工図基礎情報と、当該接合部の撮像情報、飛行体の位置情報及び撮像装置の姿勢情報が情報処理サーバ１２０に送信される（Ｓ７）。

情報処理サーバ１２０から配管施工図が送信されると（Ｓ８）、配管施工図表示部により配管施工図が表示される（Ｓ９）。ステップＳ３からステップＳ９までの処理が、作業当日の予定されていた接合作業が終了するまでの間繰り返される（Ｓ１０）。

図７に示すように、情報処理サーバ１２０の配管施工図生成部２３は、情報処理端末１１０から配管施工図基礎情報、接合部の撮像情報、飛行体の位置情報及び撮像装置の姿勢情報が送信されると（Ｓ１１）、配管施工図基礎情報を記憶部に記憶し（Ｓ１２）、上述した配管施工図を生成して（Ｓ１３）、当該配管施工図を記憶部に記憶するとともに（Ｓ１４）、配管施工図を情報処理端末１１０に送信する（Ｓ１５）。ステップＳ１１からステップＳ１５の処理が、作業当日の予定されていた接合作業が終了するまでの間（Ｓ１６）、そして工事計画に沿って全ての接合作業が終了するまでの間（Ｓ１７）、繰り返される。

工事計画に沿って全ての接合作業が終了すると（Ｓ１７）、管接合位置算出部２４によって各接合部、基点、測点の位置（緯度、経度）が算出され（Ｓ１８）、竣工図生成部２２によって、上述した管接合位置算出部２４によって算出された管接合位置を配管施工図に含まれる管接合位置に割り付けて整合させた配管竣工図が生成されて記憶部に格納され（Ｓ１９）、オフセット図生成部２５によってオフセット図が生成されて記憶部に格納される（Ｓ２０）。

即ち、本発明による管竣工図作成方法は、管布設工事の施工現場で収集した管の施工管理情報に基づいて配管施工図を作成する配管竣工図作成方法であって、モバイル情報処理装置を用いて、布設対象管毎に入力された管形状と、当該管形状に対して入力された当該布設対象管の向き及び／または接合対象口の接合順を含む管布設情報と、前記管布設情報から生成される各布設対象管の接合関係情報とを含む配管施工図基礎情報を生成及び記憶する配管施工図基礎情報生成ステップと、前記配管施工図基礎情報に基づいて、各布設対象管の平面視での相対的接続関係を表す配管施工図を生成する配管施工図生成ステップと、ジャイロセンサとＧＰＳ測位装置と撮像装置とが搭載された飛行体を用いて、上空から管接合部を含む管布設工事現場を撮影する撮影ステップと、前記撮影ステップで撮影された管布設工事現場の撮像情報と、撮影時の前記飛行体の位置情報とに基づいて、前記撮像情報に含まれる各管の接合位置、基点及び測点位置を算出する管接合位置算出ステップと、前記配管施工図に含まれる管接合位置を前記管接合位置算出ステップで算出された管接合位置と整合させて配管竣工図を生成する竣工図生成ステップと、前記管接合位置算出ステップで算出された基点及び測点位置に基づいてオフセット図を生成するオフセット図を生成ステップを備えている。

そして、前記施工現場で管接合処理が終了する度に、当該接合部を含む前記配管施工図生成ステップが実行され、前記撮影ステップが実行される。

上述した実施形態では、配管竣工図作成システムが施工現場に設置される情報処理端末と、飛行体と、情報処理端末と通信可能で施工現場から遠隔地に設置される情報処理サーバとで構成され、管情報取得部と管布設情報入力部と接合関係情報生成部が情報処理端末に設けられ、配管施工図生成部、管接合位置算出部、竣工図生成部、オフセット図生成部が情報処理サーバに設けられた例を説明したが、配管竣工図作成システムの構成はこの例にかぎるものではない。

例えば、管接合位置算出部及び配管施工図生成部を情報処理端末に備えて、情報処理端末で配管施工図が情報処理端末で生成されるように構成してもよい。この場合、情報処理端末で生成された配管施工図は、管情報、管布設情報、接合関係情報とともに、情報処理端末と通信可能で施工現場から遠隔地に設置される情報処理サーバに送信されるように構成すればよい。

上述した実施形態は本発明の一実施形態に過ぎず、該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的な構成処理ステップ等は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能である。

１１：管情報取得部
１２：管敷設情報入力部
１３：接合関係情報生成部
１４：配管施工図表示部
１６：遠隔制御部
２１：マッピング処理部
２２：竣工図生成部
２３：配管施工図生成部
２４：管接合位置算出部
２５：オフセット図生成部
３１：ジャイロセンサ
３２：ＧＰＳ測位装置
３３：撮像装置
１００：配管施工図作成システム
１１０：情報処理端末
１２０：情報処理サーバ
１３０：飛行体

Claims

管布設工事の施工現場で収集した管の施工管理情報に基づいて配管竣工図を作成する配管竣工図作成システムであって、
ＧＰＳ測位装置と撮像装置とが搭載され、上空から管布設工事現場を撮影する飛行体と、
管布設工事現場で布設対象管毎に入力される管形状と、当該管形状に対して入力された当該布設対象管の向き及び／または接合対象口の接合順を含む管布設情報と、前記管布設情報から生成される各布設対象管の接合関係情報と、を含む配管施工図基礎情報を生成して記憶する配管施工図基礎情報生成部を備えたモバイル情報処理部と、
前記配管施工図基礎情報に基づいて各布設対象管の平面視での相対的接続関係を表す配管施工図を生成する配管施工図生成部と、
前記撮像装置で撮影された管布設工事現場の撮像情報と、撮影時の前記飛行体の位置情報とに基づいて、前記撮像情報に含まれる各管の接合位置を算出する管接合位置算出部と、
前記配管施工図に含まれる管接合位置を前記管接合位置算出部で算出された管接合位置と整合させて配管竣工図を生成する竣工図生成部と、
を備えている配管竣工図作成システム。
前記施工現場で管接合処理が終了する度に管形状が入力され、当該管形状に対して布設対象管の向き及び／または接合対象口の接合順を含む管布設情報が入力され、前記管布設情報から前記接合関係情報が生成され、前記撮像装置で管接合部を含む施工現場が撮影され、各情報が関連付けられるように構成されている請求項１記載の配管竣工図作成システム。
各布設対象管の接合部の接合状態を示す接合状態情報を取得する管検査装置をさらに備え、前記管検査装置により取得された接合状態情報を前記配管施工図または前記配管竣工図の各接合部に関連付けて記憶する記憶部を備えている請求項１または２記載の配管竣工図作成システム。
前記管接合位置算出部は、前記撮像情報及び撮影時の前記飛行体の位置情報に加えて、前記撮像装置の姿勢情報に基づいて前記撮像情報に含まれる各管の接合位置を算出する請求項１から３の何れかに記載の配管竣工図作成システム。
請求項１から４の何れかに記載の配管竣工図作成システムに用いられる飛行体であって、ＧＰＳ測位装置と撮像装置とが搭載され、前記撮像装置で上空から管布設工事現場を撮影した撮像情報に、撮影時の前記飛行体の位置情報を付加して記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された撮像情報を前記位置情報とともに出力する出力部とを備えている飛行体。
請求項１から４の何れかに記載の配管竣工図作成システムに用いられる管接合位置算出装置であって、前記撮像装置で撮影された管布設工事現場の撮像情報と、撮影時の前記飛行体の位置情報とに基づいて、前記撮像情報に含まれる各管の接合位置の緯度と経度及び／または近傍の構造物から各管の接合位置までの距離を算出するように構成されている管接合位置算出装置。
管布設工事の施工現場で収集した管の施工管理情報に基づいて配管施工図を作成する配管竣工図作成方法であって、
モバイル情報処理装置を用いて、布設対象管毎に入力された管形状と、当該管形状に対して入力された当該布設対象管の向き及び／または接合対象口の接合順を含む管布設情報と、前記管布設情報から生成される各布設対象管の接合関係情報と、を含む配管施工図基礎情報を生成及び記憶する配管施工図基礎情報生成ステップと、
前記配管施工図基礎情報に基づいて、各布設対象管の平面視での相対的接続関係を表す配管施工図を生成する配管施工図生成ステップと、
ＧＰＳ測位装置と撮像装置とが搭載された飛行体を用いて、上空から管接合部を含む管布設工事現場を撮影する撮影ステップと、
前記撮影ステップで撮影された管布設工事現場の撮像情報と、撮影時の前記飛行体の位置情報とに基づいて、前記撮像情報に含まれる各管の接合位置を算出する管接合位置算出ステップと、
前記配管施工図に含まれる管接合位置を前記管接合位置算出ステップで算出された管接合位置と整合させて配管竣工図を生成する竣工図生成ステップと、
を備えている配管竣工図作成方法。
前記施工現場で管接合処理が終了する度に、当該接合部を含む前記配管施工図生成ステップが実行され、前記撮影ステップが実行される請求項７記載の配管竣工図作成方法。