JP6940047B2 - コンピュータによる鉄筋測定検査システム及び鉄筋測定検査方法 - Google Patents

Description

分野

[0001]本発明は、コンピュータによる鉄筋測定検査システムに関する。

背景

[0002]建物の建設現場において直面する問題は、建設工事の各段階の後に厳格な検査を行う必要があることである。検出されない誤差の影響は、施行者が補修しなければならなくなり得るため、甚大である。このプロセスにおいて最も重要とされる検査は、コンクリートが鉄筋の上に流し込まれる前に配筋を検査することである。現在、配筋検査は手作業で行われている。これは、設計への配筋の準拠性を確認するために遂行されなければならない、煩雑なプロセスである。労務費が増大し、検査、及び関連する修理／補修を必要に応じて遂行するための熟練工を探索するので、手作業の検査を遂行することは、人件費、及び検査の完了を待つ遅延の両方において、法外な費用がかかるものになる。

[0003]多くの場合、特定のミスは、特定の時点の後では費用がかかりすぎて修復できない。それゆえ、ある作業は、その検査が完了するまで続行することができない。したがって、建設の様々な作業が設計に従って行われていることを確実にする必要がある。特に、数千の鉄筋を有する大規模な構造を検査するには、検査されるべき鉄筋を探索し、全ての必要な設計図面を携え、現場を検査し、あらゆる不整合に標識を付けるなどすることに、多大な時間及び労働力を必要とする。

[0004]それゆえ、煩雑な手作業を、鉄筋の自動的な精細精度の検査、及び既存の建築設計との比較の遂行を支援することができるシステム及び方法と置換することが必要とされている。

概要

[0005]本発明は、コンピュータによる鉄筋の測定検査システムに関する。実施形態によっては、コンピュータによる鉄筋測定検査システムは、配筋の精細精度の鉄筋測定値及び／又は配筋鉄筋画像若しくは映像を得るように構成されたデータ取得システムと、データ取得システムによって取得された鉄筋測定値及び／又は鉄筋画像／映像から配筋の３Ｄ（３次元）点群データを生成するように構成された３Ｄ（３次元）点群データ生成システムと、生成された３Ｄ（３次元）点群データ、又はデータ取得システムによって取得された配筋鉄筋画像若しくは映像のうちの少なくとも１つのデータ内から鉄筋を検出するように構成された鉄筋検出システムと、鉄筋検出システムによって検出された鉄筋及び配筋の特徴を測定するための鉄筋測定システムと、鉄筋検出システムによって検出された配筋の測定された特徴を配筋の３Ｄ（３次元）ＢＩＭモデルと比較し、それらの間の任意の不一致を特定するように構成された不一致検出システムと、を含む。

[0006]実施形態によっては、コンピュータによる鉄筋の測定検査方法は、ｍｍ精度の測定値を得るように構成された高解像度センサの第１のセットから配筋の精細精度の測定値及び／又は画像を取得するステップと、取得された配筋の精細精度の測定値及び／又は画像を用いて配筋の３Ｄ（３次元）点群データを生成するステップと、配筋の３Ｄ（３次元）点群データ及び／又は画像内から鉄筋を検出するステップと、前記検出された鉄筋の測定値及び情報を特定するステップと、配筋の３Ｄ（３次元）ＢＩＭモデルを、検出された鉄筋について特定された測定値及び情報と比較するステップと、検出された鉄筋とＢＩＭとの間の不一致を検出するステップと、を含み得る。

[0007]本発明に係る、他の、及びさらなる実施形態が以下に説明される。

[0008]本発明の上述の特徴を詳細に理解することができるように、以上において簡潔に要約された、本発明のより具体的な説明が、諸実施形態を参照することにより行われ得る。諸実施形態のうちのいくつかは、添付の図面に示されている。しかし、本発明は他の同等に有効な実施形態も認めることができるため、添付の図面は、本発明に係る典型的な実施形態を示しているにすぎず、したがって、本発明の範囲の限定と見なされるべきではないことに留意されたい。

[0009]図１は、本発明の諸実施形態に係るコンピュータによる鉄筋測定検査システム（ＣＡＲＭＩＳ：ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｉｄｅｄ ｒｅｂａｒ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）の高レベルブロック図である。

[0010]図２は、本発明の諸実施形態に係るコンピュータによる鉄筋測定検査システム（ＣＡＲＭＩＳ）の高レベルブロック図の追加の図である。

[0011]図３は、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る、ハンドヘルドセンサ及びディスプレイパッケージを含むデータ取得システムの少なくとも１つの実施形態を示す図である。

[0012]図４Ａは、本発明の少なくとも実施形態に係るデータ取得システムによって取得された配筋の立体画像を示す図である。

[0013]図４Ｂは、本発明の少なくとも１つの実施形態に係るデータ取得システムによって取得されたデータから生成された配筋の３Ｄ（３次元）点群データを示す図である。

[0014]図５は、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る配筋の修正された３Ｄ（３次元）点群データを示す図である。

[0015]図６は、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る、図５における修 正された３Ｄ（３次元）点群データの２Ｄ（２次元）ヒストグラム表現を示す図である。

[0016]図７は、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る、鉄筋の特徴を用いておおよそ平行な筋の立体画像のフレーム内で検出された同様の鉄筋のセットを示す図である。

[0017]図８は、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る、立体画像内に手作業で注釈を付された鉄筋のセットを示す図である。

[0018]図９は、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る、修正された軸線推定が３Ｄ（３次元）点群データ上に重ね合わせられた、配筋の３Ｄ（３次元）点群データを示す図である。

[0019]図１０は、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る、統合された鉄筋測定及び直径ラベル／呼称を含む配筋の注釈を付された立体画像を示す図である。

[0020]図１１は、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る鉄筋継手を含む配筋の画像を示す図である。

[0021]図１２は、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る、鉄筋継手が自動的に検出された、図１１に示される配筋の画像の３Ｄ（３次元）点群データを示す図である。

[0022]図１３Ａは、本発明の少なくとも１つの実施形態に係るＢＩＭモデルの点群データを示す図である。

［図１３ＡＢ］[0023]図１３Ｂは、本発明の少なくとも１つの実施形態に係るデータ取得システムによって取得されたデータから生成された３Ｄ（３次元）点群データを示す図である。

[0024]図１３Ｃは、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る、３Ｄ（３次元）点群データ生成システムによって生成された３Ｄ（３次元）点群データに対応するＢＩＭの点群データの切り取られた部分を示す図である。

［図１３ＣＤ］[0025]図１３Ｄは、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る、ＢＩＭとシーンの３Ｄ（３次元）点群データとの差異を図示し、示す図である。

[0026]図１４Ａ−１４Ｃは、本発明の少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータによる鉄筋測定検査のためのユーザインターフェースを示す図である。 [0026]図１４Ａ−１４Ｃは、本発明の少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータによる鉄筋測定検査のためのユーザインターフェースを示す図である。 [0026]図１４Ａ−１４Ｃは、本発明の少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータによる鉄筋測定検査のためのユーザインターフェースを示す図である。

[0027]図１５は、本発明の概略的実施形態に係る、配筋の検査、誤差分析及び比較のためのコンピュータによる鉄筋測定検査方法の少なくとも１つの実施形態のフロー図である。

[0028]図１６は、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る、利用することができるコンピュータシステムの図である。

詳細な説明

[0029]理解を促進するために、図に共通している同一の要素を指定するために、可能な場合には、同一の参照符号が用いられている。図は原寸に比例して描かれておらず、明確にするために単純化されている場合がある。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる記述がなくとも、他の実施形態に有利に組み込まれ得ることが予期される。

[0030]コンピュータによる鉄筋測定検査システム（「ＣＡＲＭＩＳ」）の諸実施形態が本明細書において説明される。本開示は特定の例を参照して発明概念を説明する。しかし、その意図は、本開示と一貫した発明概念の全ての変更、同等物、及び代替例を網羅することである。本設計の完全な理解をもたらすために、ステップの数、カメラの種類、カメラの位置付け、用いられる画像の種類、ピッチ測定、ＢＩＭモデル、異なる可視化による鉄筋軸線推定表示のための方法論等などの、数多くの具体的詳細が説明される。しかし、当業者には、本設計は、これらの具体的詳細を有せず実施され得ることが明らかであろう。それゆえ、説明される具体的詳細は単なる例示にすぎない。また、１つの実施形態において実装される特徴は、論理的に可能な場合には、別の実施形態においても実装され得る。具体的詳細は変更することができ、本設計の趣旨及び範囲内にあることが依然として予期され得る。ＣＡＲＭＩＳは、限定するものではないが、以下のことを含む、複数の方法で検査の仕事を単純化する。１）ユーザが、配筋を設計（ＢＩＭモデル）と視覚的に比較すること、及び２）鉄筋特性（数、直径、位置等）を自動的に測定し、ＢＩＭモデルと比較し、準拠性報告を生成することを可能にすること。

[0031]これを達成するために、本発明の諸実施形態は、１）各区域における鉄筋を検出し、グループ化し、ジオロケートし、２）高精度局部測定（ミリメートル精度）を行い、３）構築された鉄筋をＢＩＭと比較し、４）ＢＩＭを計測画像上に重ね合わせて（ｏｖｅｒｌｙ）、画像とＢＩＭとの比較を可能にし、５）ユーザ対話、及び結果の表示のためのインターフェース及び可視化システムを提供することができる。このようなシステムの効果は、システムが検査プロセスを単純化し、検査に必要な時間及び人員数を削減することになることである。これは建設工期の短縮及びコストの削減につながる。追加の利点として、採用者らは本発明を用いて時間及び資源を節約するであろう。

[0032]本発明の諸実施形態は、ＢＩＭに対する配筋の準拠性を確認することができる。これを達成するために、システムは、煩雑な手作業を、少なくとも一部の実施形態では、カメラ及び他のセンサ（例えば、三眼立体カメラシステムなど）を用いて３Ｄ（３次元）測定値及び画像を取得し、配筋のｍｍ精度の局部測定値を得、３Ｄ（３次元）点群及び／又は画像内の鉄筋を検出し、３Ｄ（３次元）データ及び画像エッジからの鉄筋区分化及び直径推定を用いて鉄筋組立体（例えば、本数、直径、ピッチ等）を測定し、鉄筋継手（溶接型又は機械式結合型）を検出し、実際の配筋とＢＩＭとの間の不一致を検出し、測定された３Ｄ（３次元）点群データとＢＩＭによって提供された３Ｄ（３次元）モデルとの間の位置合わせを修正し、検出された鉄筋をＢＩＭにおけるものと比較する、自動システムと置換する。

[0033]次に、図１〜図９を参照して、コンピュータによる鉄筋測定検査システム（「ＣＡＲＭＩＳ」）及び方法の、並びにより詳細には、拡張現実及び局所化技法を用いて、精細精度の検査、及び配筋の３Ｄ（３次元）モデルとの比較を遂行するのを支援するための方法及びシステムに対する様々な実施形態が詳細に説明される。

[0034]図１は、本発明の諸実施形態に係るコンピュータによる鉄筋測定検査システム（ＣＡＲＭＩＳ）１００の高レベルブロック図を示す。ＣＡＲＭＩＳ１００は、データ取得システム１０２、データ分析システム１１０、及びユーザインターフェース１８０を含む。実施形態によっては、データ取得システム１０２、データ分析システム１１０、及びユーザインターフェース１８０は、以下において図２を参照して説明されるとおりのハンドヘルドセンサパッケージ２００などの、単一のデバイス上に配置されていてもよい。他の実施形態では、データ取得システム１０２、データ分析システム１１０、及びユーザインターフェース１８０、或いはこれらの部分は、以下において図２を参照して説明されるとおりの互いに通信可能に結合する複数のデバイス及びサーバにわたって分散していてもよい。

[0035]データ取得システム１０２は、配筋の精細精度の測定値１０４及び／又は配筋の画像若しくは映像１０６を得ることができる任意のデバイス、又は複数のデバイスであり得る。実施形態によっては、鉄筋の精細精度の測定値１０４は、慣性測定ユニット（ＩＭＵ：ｉｎｅｒｔｉａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔ）データ、奥行き情報、並びに／或いは気圧計、高度計、磁気計、ＧＰＳ、及びデータ取得システム１０２内に含まれる他のセンサ／デバイスからの他の情報を含み得る。実施形態によっては、配筋の画像及び映像１０６は、立体カメラから得られた立体画像の１つ又は複数のフレームを含み得る。

[0036]例えば、実施形態によっては、データ取得システム１０２は、図３において詳細に説明されるとおりのハンドヘルドセンサパッケージ／デバイス２００によるものでもよい。ハンドヘルドセンサパッケージ／デバイス２００は、より狭い視野を用いて作業することによってより高い解像度をもたらす、配筋の、局所相対測定値、並びに精細解像度画像及び映像を得ることができる。実施形態によっては、ｍｍの精度（例えば、約０．１ｍｍ〜約１０ｍｍの精度、又は実施形態によっては、約１ｍｍ〜約５ｍｍの精度）における局所精細精度相対測定のために用いられるハンドヘルドセンサパッケージ／デバイス２００は、図３に示されるとおりの、１つ又は複数のカメラ、三眼カメラ３０６ａ〜ｃ、高解像度範囲センサ、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）３１０、ＧＰＳ、可視化能力、照光用照明器３０８等を含み得る、タブレット３０２などの、ハンドヘルドデバイスを含む。ハンドヘルドタブレット３０２はまた、取っ手３１４、及びデータを転送するための通信ケーブル３１２（すなわち、ＵＳＢケーブルなど）を含み得る。実施形態によっては、データ取得システム１０２（例えば、ハンドヘルドセンサパッケージ２００）は、タブレット３０２を用いて鉄筋区分を走査することによって立体画像及び情報並びにＩＭＵデータを取り込むように構成されている。タブレット３０２は、少なくとも２ＭＰ以上の画像を取り込むことができ、２０〜６０度の視野（例えば、４０度の視野）を有する３つのカメラを含み得る。実施形態によっては、ＩＭＵデータは、位置推定を生成するために用いられる。他の実施形態では、特徴一致又は他の方法論が、初期位置を得るために用いられる。

[0037]データ分析システム１１０は、データ取得システム１０２からの鉄筋測定値１０４及び鉄筋画像／映像１０６からシーン（例えば、配筋）の３Ｄ（３次元）データを取得し、分析される配筋の３Ｄ（３次元）点群データを生成する３Ｄ（３次元）点群データ生成システム１２０を含む。実施形態によっては、３Ｄ（３次元）点群データ生成システム１２０によって、単一の画像又は映像フレームからの立体写真の使用を通じて配筋の奥行きが取得／特定され得る。実施形態によっては、複数の画像又は映像フレームは、より広い視野をカバーし、より高密度の３Ｄ（３次元）点群データを得るために用いられる。例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、図４Ａにおける配筋の立体画像がデータ取得システム１０２によって取得され、３Ｄ（３次元）点群データ生成システム１２０に提供される。次に、３Ｄ（３次元）点群データ生成システム１２０は、図４Ｂにおける配筋の３Ｄ（３次元）点群データを生成する。実施形態によっては、３Ｄ（３次元）点群データ生成システム１２０は、高密度点群データの統合技法及び／又はバンドル調整技法のうちの少なくとも１つを用いて、配筋の測定値１０４並びに／或いは配筋の画像及び映像１０６（例えば、データ取得システム１０２から受信された三眼立体データ及びＩＭＵデータ）を処理し、配筋の走査区域の統合された３Ｄ（３次元）点群データを計算する。バンドル調整は、カメラ位置、及び配筋内の各鉄筋に対応する３Ｄ（３次元）点部位を修正するために実行される。バンドル調整アルゴリズムは、データ取得ユニットの複数の立体カメラの間の相対運動が経時的に一定であるという事実を利用し、それは、３Ｄ（３次元）再現のスケールを固定するための校正から分かる。３Ｄ（３次元）点群データ生成システム１２０はまず、入力映像系列上の視覚ナビゲーションを実行し、画像ごとの初期位置推定を得る。これらの位置に基づき、画像のサブセット（キーフレーム）が３Ｄ（３次元）復元のために選択される。次に、特徴軌跡が複数のフレームにわたって生成される。次に、３Ｄ（３次元）点群データ生成システム１２０は、修正された位置を用いて、高密度視差マップから生成された点を統合する。最後に、各ステレオペアからの３Ｄ（３次元）点群データが集約され、検査される配筋のための高密度点群データを生成する。

[0038]データ分析システム１１０は、鉄筋を検出するための鉄筋検出システム１３０をさらに含む。鉄筋検出システム１３０は、以下において詳細に説明されるとおりの、分析される構造内の鉄筋を正確に検出するための多くの異なるサブシステム、各種の情報、及びアルゴリズム技法のうちの１つ又は複数を用いる。

[0039]実施形態によっては、鉄筋検出システム１３０は、点群データを修正し、外れ値を除去すること（点群データの枝刈り又はフィルタリングとも呼ばれる）によって、統合された３Ｄ（３次元）点群データから鉄筋を検出する。図５に、鉄筋検出後の修正された３Ｄ（３次元）点群データが示されている。図５に示されるように、配筋内の鉄筋を明瞭に認識することができる。鉄筋検出システム１３０が、修正された３Ｄ（３次元）点群データを生成した後に、きれいになった３Ｄ（３次元）点群データは、鉄筋の検出を容易にするために２Ｄ（２次元）ヒストグラムで表現される。実施形態によっては、鉄筋検出システム１３０は、図６に示されるとおりの水平及び鉛直方向に沿った鉄筋と垂直なｘ−ｙ、ｘ−ｚ、及びｙ−ｚ平面上に投影された３Ｄ（３次元）点群データのヒストグラム内のピーク６０２を検出する。直径は、ピーク区域６０２のサイズから大まかに推定することができる。直径は、（例えば、画像／映像１０６からの）エッジ情報を用いて複数のフレームを用いて修正される − これにより、推定の正確さ及び精度の増大がもたらされる。図６に示されるように、ピーク６０２は、鉄筋ごとに収集されたデータ点の数（すなわち、ヒストグラム）である − すなわち、多くの点が同じ部位に入り、その部位のその値がより高くなるため、鉄筋端部がピークとして現れる。それが、筋の位置を特定するとともに、ノイズ（すなわち、ピークの周りのグレー区域）のために、ノイズもフィルタリングして除去するために用いられる。

[0040]実施形態によっては、鉄筋検出システム１３０は、立体鉄筋画像／映像１０６及び／又は鉄筋測定値１０４を用いて鉄筋を検出する。鉄筋検出システム１３０は、同様の直径を有する鉄筋、平面を形成する鉄筋、及び場合によっては、図７に示されるとおりの規則正しく離間された鉄筋などの特徴を用いて、おおよそ平行な筋の立体画像のフレーム内で鉄筋のセットを検出し得る。鉄筋検出システム１３０は、消失点検出（すなわち、平行な線が一点において会して消失する幾何学的概念）、非最大抑制、或いは鉄筋の検出のため、又は鉄筋のセットを検出するための他の発見的方法などの技法を用い得る。非最大抑制は、システムがいずれかの鉄筋を識別／検出する − したがって、システムが、筋がそこにいくらかの間隔を有することを知る技法である。それゆえ、システムが鉄筋を検出した場合には、このとき、システムは、その部位の周りには、それ以上の鉄筋が見えると期待しないと想定することができ、他の鉄筋を検出するために、検出された鉄筋から少し遠くを見る。

[0041]鉄筋検出システム１３０のための主たる課題のうちの１つは、鉄筋のエッジ検出の精度である。境界検出の精度／再現度は鉄筋の検出に影響を及ぼし、エッジ局所化は直径の推定に影響を及ぼす。上述されたように、約０．１ｍｍ〜約１０ｍｍの精度、又は実施形態によっては、約１ｍｍ〜約５ｍｍの精度が達成される。ユーザは、図８に示されるように各鉄筋の画像境界及び範囲（セグメント）に手作業で注釈を付すことによって、正確に注釈を付されたデータセットを作成する。このとき、３Ｄ（３次元）幾何学を注釈から復元することができる。次に、注釈は、構造化ランダムフォレストなどのモデル訓練システムを用いてエッジ検出を訓練するためのオクルージョンマスクに変えられる。注釈は、全てのエッジ及び直径のための座標（画像内の部位）として保存／記憶される。

[0042]また、外観検出器を鉄筋テクスチャ検出のために訓練することもできる。用いることができるいくつかの例示的なモデル／訓練技法としては、有向勾配のヒストグラム（ＨＯＧ：ｈｉｓｔｏｇｒａｍｓ ｏｆ ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｇｒａｄｉｅｎｔｓ）、サポートベクターマシン（ＳＶＭ：Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｖｅｃｔｏｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）、シーケンシャルデータのための一種の弁別モデルである条件付き確率場（ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ ｒａｎｄｏｍ ｆｉｅｌｄ、ＣＲＦ）、ｐｉｘ２ｐｉｘ、ＣＮＮ、及び同様のものが挙げられる。３Ｄ（３次元）幾何学が復元され、モデル及び仮定（ＢＩＭ、鉄筋配列）からの物理的ずれを分析し、鉄筋テクスチャを特定することができる。評価は行われ、境界検出ＰＲ曲線、鉄筋検出ＰＲ曲線、及び半径／局所化誤差分布を用いることができる。

[0043]鉄筋検出システム１３０の目標のうちの１つは、異なる奥行きにおける、異なる種類の鉄筋のテクスチャ外観を検出する能力を含む。鉄筋の種類、及びカメラまでの距離に依存するピクセル波長を用いて、テクスチャの周期パターンを検出することができる。例えば、局所的なピクセル波長を検出するために、ガボールウェーブレットを用いることができる。次に、相関関係をパターン照合のために用いることができる。一例として、（１）所与の鉄筋の長さに沿って、（２）同様の向き／種類の鉄筋に沿って、鉄筋テクスチャを照合することができる。

[0044]上述されたように、３Ｄ（３次元）点群データ生成システム１２０によって３Ｄ（３次元）点群データを生成するために、マルチフレーム又は単回インスタント立体画像を用いることができる。同様に、鉄筋検出システム１３０は、鉄筋を検出するために、マルチフレーム又は単回インスタント立体画像を用いることができる。本方法は、立体写真からの範囲を組み込み、検証が必要な鉄筋の数を低減すること、並びに水平及び鉛直の立体写真を組み合わせ、全ての鉄筋（鉛直及び水平）に関する良好な範囲推定を得ることができるという利点を有する。

[0045]鉄筋検出システム１３０はまた、修正された鉄筋軸線の推定を遂行し、配筋の軸線を特定する。具体的には、鉄筋検出システム１３０は鉄筋区分化を用いて各鉄筋セグメントの周りのバウンディングボックスを計算する。次に、軸線推定が鉄筋ごとに修正され、図９に示されるように、推定された軸線９０２が３Ｄ（３次元）点群データ上に重ね合わせられる。これは、（１）鉄筋セグメント群及び鉄筋セグメントと主軸線との間の角度の推定、並びに（２）軸線のうちの一本と整列していない筋のための、より精密なピッチ測定を可能にする。

[0046]データ分析システム１１０は、鉄筋検出システム１３０によって検出された鉄筋及び配筋の特徴を測定するための鉄筋測定システム１４０をさらに含む（例えば、鉄筋及び配筋の数、直径、ピッチ等を測定する）。鉄筋測定システム１４０は、これらの測定を遂行するために、１つ又は複数のシステムを含み、様々な技法を用いる。例えば、実施形態によっては、鉄筋測定システム１４０は、鉄筋の直径を測定するための異なる方法を各々提供する、３Ｄ（３次元）点群直径推定システム１４２及び／又はエッジベース直径推定システム１４４を含む。各システムはその利点を有する。３Ｄ（３次元）点群直径推定システム１４２及びエッジベース直径推定システム１４４はまた、鉄筋のピッチ及び数を測定することもでき、鉄筋の直径の測定に限定されない。

[0047]例えば、エッジベース直径推定システム１４４は、鉄筋直径を推定するべくエッジ検出を遂行するために、高密度３Ｄ（３次元）点群データを必要とせず、カメラ位置及び校正のみを必要とする。その一方で、３Ｄ（３次元）点群直径推定システム１４２は、計算コストが高いエッジ検出技法／モデルを用いないため、直径をより高速に推定することができる。３Ｄ（３次元）点群直径推定システム１４２はまた、フル解像度における立体視差マップからも恩恵を受ける。

[0048]実施形態によっては、エッジベース直径推定システム１４４は、鉄筋の測定値を特定する（例えば、鉄筋及び配筋の数、直径、ピッチ等を測定する）ために、図８に示されるように、各鉄筋の画像境界及び範囲（セグメント）に注釈を付す、正確に注釈を付されたデータセットを用い得る。実施形態によっては、エッジベース直径推定システム１４４は、直径測定をシステム内に統合し、及び／又は図１０に示されるように、既定のルックアップ表を用いて直径推定からラベルに変換することによって、これを行う（例えば、鉄筋ラベル／呼称Ｄ２９は特定の直径及びピッチを有する）。具体的には、鉄筋は１２種ほどの可能な直径のものが提供されている。エッジベース直径推定システム１４４は、「Ｄ」ラベルごとに用いられる最小値及び最大値が筋の実際の直径と整合するよう調整／検証する。

[0049]実施形態によっては、直径推定は、円を、鉄筋軸線と垂直な平面上に投影された３Ｄ（３次元）点に適合させることによって達成される。実施形態によっては、より正確でより高速な鉄筋測定結果をもたらすために、３Ｄ（３次元）点群直径推定システム１４２及びエッジベース直径推定システム１４４の両方のアプローチが融合される。他の実施形態では、３Ｄ（３次元）点群データのアプローチごとに、推定を改善するために、その鉄筋に近接したカメラから取得された３Ｄ（３次元）点群データからの鉄筋点のみが用いられる。さらなる実施形態では、鉄筋クラスタを所与として、直径値を推定し、その値を個別の鉄筋呼称「Ｄ１０」〜「Ｄ５７」に関連付ける代わりに、２つの直径推定の算出が同様の支持を得る場合には、両方をより低い信頼値とともに報告する。

[0050]実施形態によっては、データ分析システム１１０は、継手（例えば、一体になった２つの鉄筋の加圧溶接された継手、又は機械式に結合された鉄筋継手）を検出するための鉄筋継手検出システム１５０をさらに含む。鉄筋継手検出システム１５０は、（１）鉄筋と他の鉄筋との全ての交差部の位置を特定すること、（２）鉄筋の残りの（すなわち、交差部以外の）部分を、平面を用いて区分し、３Ｄ（３次元）点群データから全ての測定／検出された点の包絡面を計算すること、並びに（３）包絡面計算の輪郭内の「こぶ」（すなわち、鉄筋の点群データの厚さが増大する部分）を探すことによって、鉄筋継手を検出する。特定されたこぶは、そのこぶが、実際に、鉄筋溶接継手又は機械式に結合する鉄筋継手であるのかどうかを判定するために、鉄筋溶接の輪郭、又は輪郭を描かれた機械式に結合された鉄筋継手のテンプレートと比較されてもよい。

[0051]実施形態によっては、鉄筋継手検出システム１５０は、鉄筋継手の検出を支援するために、鉄筋測定システム１４０によって生成された鉄筋に沿った複数の直径推定輪郭を用いる。実施形態によっては、システムは鉄筋継手を検出し、２本の接合された鉄筋セグメントの間の角度を推定することができる。加えて、システムは、フォールスアラームの数をさらに低減するために、点密度を考慮することができる。例えば、図１１は、実際の鉄筋継手１１０２を含む配筋の画像を示す。図１２は、鉄筋継手１２０２が鉄筋継手検出システム１５０によって自動的に検出された、図１１に示される配筋の画像の３Ｄ（３次元）点群データを示す。

[0052]データ分析システムは、鉄筋検出システム１４０及び／又は継手検出システム１５０によって検出された鉄筋及び配筋の測定された特徴を３Ｄ（３次元）ＢＩＭモデル１７０と比較するように構成された不一致検出システム１６０をさらに含む。不一致検出システム１６０は、ＢＩＭとの比較を遂行し、配筋について得られた測定値及び情報と鉄筋のＢＩＭとの間の任意の不一致を特定する。不一致が特定されてまとめられ、それらの不一致、又は不一致についての情報／概要を含む準拠性報告が生成される。配筋について得られた測定値及び情報と配筋のＢＩＭとの間で特定される不一致は、測定された鉄筋の数対モデルにおける鉄筋の数の差異、鉄筋の直径／厚さ、各鉄筋の間のピッチ、鉄筋上の引張標示、鉄筋の角度等の差異を含み得る。準拠性報告は、例えば、何が測定されたのか、及びどこに不一致が存在するのかを含み得る。実施形態によっては、測定されたデータはモデルデータと比較され、所定の閾値（例えば、期待値の０．１〜２５％）を超える値が不一致としてフラグを付けられ、準拠性報告に含まれてもよい。実施形態によっては、測定された値が既定の閾値を超えた場合には、誤りのある要素は修理／修正され、再検査されるであろう。実施形態によっては、不一致は、ＢＩＭ１７０、又はその部分を、図１３Ｄに示されるように生成された３Ｄ（３次元）点群データ上に重ね合わせて表示することによって、視覚的に検出されてもよい。

[0053]実施形態によっては、不一致検出システム１６０は、まず、図１３Ａに示されるように、ＢＩＭ１７０から点群データを生成してもよく、又はさもなければ、ＢＩＭ１７０から点群データを提供されてもよい。次に、不一致検出システム１６０は、図１３Ｂに示されるように、３Ｄ（３次元）点群データ生成システム１２０によって生成された３Ｄ（３次元）点群データを得ることになる。次に、不一致検出システム１６０は、図１３Ｃに示されるように、３Ｄ（３次元）点群データ生成システム１２０によって生成された３Ｄ（３次元）点群データに対応するＢＩＭ１７０の点群データの一部分を切り取ることになる。次に、不一致検出システム１６０は、図１３Ｄに示されるように、ＢＩＭへのシーンの３Ｄ（３次元）点群データの位置合わせを修正し、シーンとＢＩＭとの間の不一致を示すことになる。図１３Ｄでは、画像は４本の主筋を有するＢＩＭと、３本の筋を有するシーンの３Ｄ（３次元）点群データとの差異を示す。

[0054]実施形態によっては、ＣＡＲＭＩＳ１００は、ユーザインターフェース制御システム１８２及びデータ可視化システム１８４を含むユーザインターフェース１８０を含む。一実施形態では、ＣＡＲＭＩＳ１００はユーザインターフェース制御システム１８２を利用し、システムのユーザに、システムを訓練、制御、及び校正するための直感的で使いやすいインターフェースを提供する。

[0055]ユーザインターフェース制御システム１８２は、図１４Ａに示されるように、「ナビ開始」、「位置リセット」、「自動選択」、「保存」、「取り込み開始」、「処理」、「結果を記憶」、「色検出」、「３Ｄ（３次元）測定」、「鉄筋検出」、「主筋」、「フープ筋」、「ＢＩＭ比較」、及び「継手」などの対話ボタンを含む。「ナビ開始」ボタンはセンサを初期化し、ナビゲーションシステム及びモジュールを開始する。初期化プロセスが完了すると、ユーザは、ディスプレイのメインＧＵＩウィンドウ内で生映像を見ることになる。次のステップは、グローバル（ＢＩＭ）座標枠においてタブレットセンサの位置を初期化することである。これを行うために、ユーザは「位置リセット」オブジェクトを選択する。実施形態によっては、表１に示されるように、以下の選択可能オブジェクトがユーザインターフェース制御システム１８２によってユーザに利用可能にされてもよい。

[0056]例えば、図１４Ｂに示されるように、ユーザがユーザインターフェース１８０上で「鉄筋検出」オブジェクトを選択した場合には、ＣＡＲＭＩＳ１００は、データ取得ユニット１０２から取得された画像及びデータから鉄筋を検出することを始めることになる。さらに、図１４Ｃに示されるように、検出された鉄筋についての情報が表示され、編集、注釈付け、（仮想定規を用いた）測定などを行うことができる。データ可視化システム１８４は、カメラが現在取り込んでいるもの、又はＢＩＭ対算出値の比較画像を出力するための表示画面を含むことができる。表示画面は、システムによって算出された現在の測定などの有用な情報を重ね合わせるための重ね合わせオプション、図１４Ｃに示されるとおりの粗い測定を行うための定規、及び構造情報を有するためのホワイトボードをさらに含むことができる。

[0057]上述されたように、及び図２に示されるように、データ取得システム１０２、データ分析システム１１０、及びユーザインターフェース１８０は、ハンドヘルドセンサパッケージ２００などの、単一のデバイス上に配置され得る。他の実施形態では、データ取得システム１０２、データ分析システム１１０、及びユーザインターフェース１８０、或いはこれらの部分は、ネットワーク２２０を介して互いに通信可能に結合された、ハンドヘルドセンサパッケージ２００、装着式センサパッケージ２１０、及びサーバ２５０などの、複数のデバイスにわたって分散していてもよい。

[0058]ネットワーク／クラウド２２０は、ハブ、スイッチ、ルータ、及び同様のものなどの、様々な種類のよく知られたネットワーク要素によって促進される、ワイヤ、ケーブル、光ファイバ及び／又は無線リンクによってコンピュータを接続する１つ又は複数の通信システムを含む。ネットワーク２２０は、インターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク又は他のパケットベースの通信ネットワークを含むことができ、ネットワーク資源の間で情報を通信するための様々なよく知られたプロトコルを採用することができる。実施形態によっては、ハンドヘルドセンサパッケージ２００は、ＷＩＦＩ、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）、又は任意の他の無線若しくは有線通信プロトコルを通じて、装着式センサパッケージ２１０及びサーバ２５０と直接通信することができる。

[0059]実施形態によっては、ハンドヘルドセンサパッケージ２００は、中央処理装置（ＣＰＵ）２０２、支援システム２０４、ディスプレイ２０６、メモリ２０８、３Ｄ（３次元）点群データ生成システム１２０、鉄筋検出システム１３０、鉄筋測定システム１４０、鉄筋継手検出システム１５０、不一致検出システム１６０、ＢＩＭ１７０、ユーザインターフェース制御システム１８２及びデータ可視化システム１８４を含むユーザインターフェース１８０を備え得る。

[0060]実施形態によっては、サーバ２５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）２０２、支援システム２０４、ディスプレイ２０６、メモリ２０８、３Ｄ（３次元）点群データ生成システム１２０、鉄筋検出システム１３０、鉄筋測定システム１４０、鉄筋継手検出システム１５０、不一致検出システム１６０、ＢＩＭ１７０、ユーザインターフェース制御システム１８２及びデータ可視化システム１８４を含むユーザインターフェース１８０を備え得る。

[0061]実施形態によっては、装着式センサパッケージ２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）２０２、支援システム２０４、ディスプレイ２０６、メモリ２０８、ジオロケーション追跡システム２１２、ＢＩＭ１７０、ユーザインターフェース制御システム１８２及びデータ可視化システム１８４を含むユーザインターフェース１８０を備え得る。

[0062]実施形態によっては、ハンドヘルドセンサパッケージ２００の要素と装着式センサパッケージ２１０との間で、２つのシステムの間で情報を位置合わせするために、ハンドシェイキングプロセスが遂行される。具体的には、実施形態によっては、ヘルメット搭載カメラ、センサ、及びＡＲディスプレイを含む装着式センサパッケージ２１０は、タブレットを含むハンドヘルドセンサパッケージ２００とハンドシェイクし、ハンドヘルドセンサパッケージ２００によって取り込まれた位置を、装着式センサパッケージ２１０によって取り込まれた位置と位置合わせし得る。例えば、装着式センサパッケージ２１０又はハンドヘルドセンサパッケージ２００によって取り込まれた位置は、６（６）自由度（ｄｅｇｒｅｅｓ ｏｆ ｆｒｅｅｄｏｍ）（６ＤＯＦ）の位置であり得る。これは、多数の目立った特徴（画像特徴記述子及び対応する３Ｄ（３次元）点）を装着式センサパッケージ２１０からハンドヘルドセンサパッケージ２００へ送信することによって達成される。ハンドヘルドセンサパッケージ２００は、受信された特徴（及びタブレット画像内の照合される画像特徴に基づいて３Ｄ（３次元）−２Ｄ（２次元）照合を遂行し、タブレットカメラとヘルメットカメラとの間の６ＤＯＦ位置変換（回転及び並進）を計算する。次に、この変換を用いて、第２のセンサパッケージの位置を第１のセンサパッケージの位置と位置合わせする。このハンドシェイク手順は、第２のセンサ位置がグローバル基準系に位置合わせされることを確実にするために、局所検査のための系列を記録する前に、ユーザによって（例えば、タブレット上の、又は第１のセンサパッケージに関連付けられたボタンを押すことによって）開始される。

[0063]ＣＰＵ２０２は、データ処理及び記憶を促進する１つ又は複数の市販のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ等を備え得る。様々な支援システム２０４はＣＰＵ２０２の動作を促進し、１つ又は複数のクロック回路、電源、キャッシュ、入力／出力デバイス及び回路、並びに同様のものを含む。実施形態によっては、支援システム２０４は、本明細書において図３に関して説明されるものなどの、鉄筋測定値１０４及び鉄筋画像／映像１０６を生成するためのデータ取得カメラ及びセンサを含む。支援システム２０４の入力／出力デバイスは、音声入力及び出力（例えば、不一致が発見された場合の修理のためのコマンド又は命令）をさらに含み得る。メモリ２０８は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ディスクドライブ記憶装置、光記憶装置、取り外し可能記憶装置及び／又は同様のもののうちの少なくとも１つを含む。

[0064]図１５は、本発明の概略的実施形態に係る、配筋の検査、誤差分析及び比較のためのコンピュータによる鉄筋測定検査方法１５００のフロー図を示す。方法１５００は１５０２において開始し、１５０４へ進む。１５０４において、ｍｍ精度の測定値を得るように構成された高解像度センサの第１のセットから配筋の精細精度の測定値及び／又は画像を取得する。上述されたように、約０．１ｍｍ〜約１０ｍｍの精度、又は実施形態によっては、約１ｍｍ〜約５ｍｍの精度の測定値が得られる。１５０６において、取得された配筋の精細精度の測定値及び／又は画像を用いて配筋の３Ｄ（３次元）点群データを生成する。本方法は、配筋の３次元点群データ及び／又は画像内の鉄筋を検出する１５０８へ進む。１５１０において、前記検出された鉄筋の測定値及び情報を特定する。１５１２において、配筋の３Ｄ（３次元）ＢＩＭモデルを、検出された鉄筋について特定された測定値及び情報と比較する。本方法は、鉄筋とＢＩＭとの間の不一致を検出する１５１４へ進む。実施形態によっては、不一致を検出することは、特定された不一致を含む準拠性報告を生成することをさらに含む。本方法は１５１６において終了する。

[0065]上述の説明は、説明の目的のために、特定の実施形態を参照して説明された。しかし、上述の例示の説明は、網羅的であること、又は本発明を、開示された寸分違わぬ形態に限定することを意図されていない。多くの変更及び変形が上述の教示に鑑みて可能である。諸実施形態は、本開示の発明及びその実際の適用を最もうまく説明し、以て、他の当業者が、予期される特定の使用に適し得る様々な変更を施して本発明及び様々な実施形態を最もうまく利用することを可能にするために選定され、説明された。

[0066]図１６は、１つ又は複数の実施形態に係る、コンピュータ及び／又はディスプレイを実装するために本発明の様々な実施形態において利用することができるコンピュータシステム１６００を示す。

[0067]本明細書において説明されるとおりの、コンピュータによる鉄筋測定検査の様々な実施形態は、様々な他のデバイスと対話し得る、１つ又は複数のコンピュータシステム上で実行され得る。このようなコンピュータシステムの１つが、様々な実施形態において、図１〜図１５に示される要素又は機能性のうちの任意のものを実装し得る、図１６によって示されるコンピュータシステム１６００である。様々な実施形態では、コンピュータシステム１６００は、上述された方法を実施するように構成され得る。コンピュータシステム１６００は、上述の実施形態の任意の他のシステム、デバイス、要素、機能性又は方法を実施するために用いることができる。例示されている実施形態では、コンピュータシステム１６００は、方法１５００を、様々な実施形態における、プロセッサが実行可能な実行可能プログラム命令１６２２（例えば、プロセッサ（単数又は複数）１６１０によって実行可能なプログラム命令）として実施するように構成され得る。

[0068]例示されている実施形態では、コンピュータシステム１６００は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１６３０を介してシステムメモリ１６２０に結合された１つ又は複数のプロセッサ１６１０ａ〜１６１０ｎを含む。コンピュータシステム１６００は、Ｉ／Ｏインターフェース１６３０に結合されたネットワークインターフェース１６４０、並びにカーソル制御デバイス１６６０、キーボード１６７０、及びディスプレイ（単数又は複数）１６８０などの、１つ又は複数の入力／出力デバイス１６５０をさらに含む。様々な実施形態では、構成要素のうちの任意のものが、システムによって、上述されたユーザ入力を受けるために利用されてもよい。様々な実施形態では、ユーザインターフェースが生成され、ディスプレイ１６８０上に表示されてもよい。場合によっては、諸実施形態は、コンピュータシステム１６００の単一のインスタンスを用いて実現され得ることが予期され、その一方で、他の実施形態では、複数のこのようなシステム、又はコンピュータシステム１６００を構成する複数のノードが、様々な実施形態の異なる部分又はインスタンスをホストするように構成されていてもよい。例えば、一実施形態では、いくつかの要素は、他の要素を実現するそれらのノードと異なるコンピュータシステム１６００の１つ又は複数のノードを介して実現されてもよい。別の例では、複数のノードが、分散した様態でコンピュータシステム１６００を実現してもよい。

[0069]異なる諸実施形態では、コンピュータシステム１６００は、限定するものではないが、パーソナルコンピュータシステム、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、ノートブック、タブレット若しくはネットブックコンピュータ、メインフレームコンピュータシステム、ハンドヘルドコンピュータ、ワークステーション、ネットワークコンピュータ、カメラ、セットトップボックス、モバイルデバイス、消費者デバイス、ビデオゲームコンソール、ハンドヘルドビデオゲームデバイス、アプリケーションサーバ、記憶デバイス、スイッチ、モデム、ルータなどの周辺デバイス、又は概して、任意の種類の計算若しくは電子デバイスを含む、様々な種類のデバイスのうちの任意のものであり得る。

[0070]様々な実施形態では、コンピュータシステム１６００は、１つのプロセッサ１６１０を含む単一プロセッサシステム、又はいくつかのプロセッサ１６１０（例えば、２つ、４つ、８つ、若しくは別の好適な数）を含む多重プロセッサシステムであり得る。プロセッサ１６１０は、命令を実行する能力を有する任意の好適なプロセッサであり得る。例えば、様々な実施形態では、プロセッサ１６１０は、種々の命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ：ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｅｔ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）のうちの任意のものを実施する汎用又は組み込みプロセッサであり得る。多重プロセッサシステムでは、プロセッサ１６１０の各々が、必ずしもそうとは限らないが、同じＩＳＡを共通に実施し得る。

[0071]システムメモリ１６２０は、プロセッサ１６１０によってアクセス可能なプログラム命令１６２２及び／又はデータ１６３２を記憶するように構成され得る。様々な実施形態では、システムメモリ１６２０は、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、同期型ダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ：ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ）、不揮発性／フラッシュ型メモリ、又は任意の他の種類のメモリなどの、任意の好適なメモリ技術を用いて実装され得る。例示されている実施形態では、上述された諸実施形態の要素のうちの任意のものを実施するプログラム命令及びデータは、システムメモリ１６２０内に記憶されてもよい。他の実施形態では、プログラム命令及び／又はデータは、受信されるか、送信されるか、或いは異なる種類のコンピュータアクセス可能媒体上、又はシステムメモリ１６２０若しくはコンピュータシステム１６００と独立した同様の媒体上に記憶されてもよい。

[0072]一実施形態では、Ｉ／Ｏインターフェース１６３０は、プロセッサ１６１０、システムメモリ１６２０、並びにネットワークインターフェース１６４０、又は入力／出力デバイス１６５０などの他の周辺インターフェースを含む、デバイス内の任意の周辺デバイスの間のＩ／Ｏトラフィックを調整するように構成され得る。実施形態によっては、Ｉ／Ｏインターフェース１６３０は、１つの構成要素（例えば、システムメモリ１６２０）からのデータ信号を、別の構成要素（例えば、プロセッサ１６１０）による使用のために適したフォーマットに変換するために、任意の必要なプロトコル、タイミング、又は他のデータ変換を遂行してもよい。実施形態によっては、Ｉ／Ｏインターフェース１６３０は、例えば、周辺装置相互接続（ＰＣＩ：Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）バス規格又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）規格の変形体などの、様々な種類の周辺バスを通じて取り付けられたデバイスのためのサポートを含み得る。実施形態によっては、Ｉ／Ｏインターフェース１６３０の機能は、例えば、ノースブリッジ及びサウスブリッジなどの、２つ以上の別個の構成要素に分割されてもよい。また、実施形態によっては、システムメモリ１６２０へのインターフェースなどの、Ｉ／Ｏインターフェース１６３０の機能性の一部又は全ては、プロセッサ１６１０内に直接組み込まれてもよい。

[0073]ネットワークインターフェース１６４０は、コンピュータシステム１６００と、１つ又は複数の外部システムなどの、ネットワーク（例えば、ネットワーク１６９０）に取り付けられた他のデバイスとの間、又はコンピュータシステム１６００のノードの間でデータが交換されることを可能にするように構成され得る。様々な実施形態では、ネットワーク１６９０は、限定するものではないが、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（例えば、イーサネット［登録商標］若しくは企業ネットワーク）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）（例えば、インターネット）、無線データネットワーク、何らかの他の電子データネットワーク、又はこれらの何らかの組み合わせを含む、１つ又は複数のネットワークを含み得る。様々な実施形態では、ネットワークインターフェース１６４０は、例えば、任意の好適な種類のイーサネットネットワークなどの、有線若しくは無線汎用データネットワークを介した、デジタルファイバ通信ネットワークを介した、ファイバチャネルＳＡＮなどのストレージエリアネットワークを介した、或いは任意の他の好適な種類のネットワーク及び／又はプロトコルを介した通信をサポートし得る。

[0074]入力／出力デバイス１６５０は、実施形態によっては、１つ又は複数の表示端末、キーボード、キーパッド、タッチパッド、走査デバイス、音声若しくは光学認識デバイス、或いは１つ又は複数のコンピュータシステム１６００によるデータの入力又はデータへのアクセスのために適した任意の他のデバイスを含み得る。複数の入力／出力デバイス１６５０がコンピュータシステム１６００内に存在してもよく、又はコンピュータシステム１６００の様々なノード上に分散していてもよい。実施形態によっては、同様の入力／出力デバイスがコンピュータシステム１６００と独立していてもよく、ネットワークインターフェース１６４０を介するなどして、有線又は無線接続を通じてコンピュータシステム１６００の１つ又は複数のノードと対話してもよい。

[0075]実施形態によっては、例示されているコンピュータシステムは、図１５のフローチャートによって示される方法などの、上述された操作及び方法のうちの任意のものを実施し得る。他の実施形態では、異なる要素及びデータが含まれてもよい。

[0076]当業者は、コンピュータシステム１６００は単なる例示にすぎず、諸実施形態の範囲を限定することを意図されていないことを理解するであろう。具体的には、コンピュータシステム及びデバイスは、コンピュータ、ネットワークデバイス、インターネットアプライアンス、ＰＤＡ、無線電話、ページャ、及び同様のものを含む、様々な実施形態の指示される機能を遂行することができるハードウェア又はソフトウェアの任意の組み合わせを含み得る。コンピュータシステム１６００はまた、示されていない他のデバイスに接続されてもよく、又はその代わりに、独立型システムとして動作してもよい。加えて、例示されている構成要素によって提供される機能性は、実施形態によっては、より少数の構成要素に組み合わせられるか、又は追加の構成要素内に分散していてもよい。同様に、実施形態によっては、例示されている構成要素のうちのいくつかの機能性は提供されなくてもよく、及び／又は他の追加の機能性が利用可能であってもよい。

[0077]当業者はまた、様々な項目が、使用中に、メモリ内又は記憶装置上に記憶されるように示されているが、これらの項目又はその部分は、メモリ管理及びデータ保全性の目的のために、メモリと他の記憶デバイスとの間で転送されてもよいことも理解するであろう。代替的に、他の実施形態では、ソフトウェア構成要素の一部又は全ては、別のデバイス上のメモリ内で実行し、コンピュータ間通信を介して、例示されているコンピュータシステムと通信してもよい。システム構成要素又はデータ構造の一部又は全てはまた、様々な例が上述された、適切なドライブによって読み出されるべきコンピュータアクセス可能媒体又は携帯型物品上に（例えば、命令又は構造化データとして）記憶されてもよい。実施形態によっては、コンピュータシステム１６００と独立したコンピュータアクセス可能媒体上に記憶される命令は、伝送媒体、或いはネットワーク及び／又は無線リンクなどの通信媒体を介して伝達される、電気信号、電磁信号、又はデジタル信号などの信号を介してコンピュータシステム１６００へ伝送されてもよい。様々な実施形態は、上述の説明に従って実施される命令及び／又はデータを、コンピュータアクセス可能媒体上に、又は通信媒体を介して、受信、送信又は記憶することをさらに含み得る。概して、コンピュータアクセス可能媒体は、磁気又は光媒体、例えば、ディスク又はＤＶＤ／ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＡＭ（例えば、ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ、ＲＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、及び同様のもの）、ＲＯＭ、及び同様のものなどの揮発性若しくは不揮発性媒体などの、記憶媒体又はメモリ媒体を含み得る。

[0078]本明細書において説明される方法は、異なる実施形態において、ソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの組み合わせの形態で実施され得る。加えて、方法の順序は変更されてもよく、様々な要素が追加されるか、順序変更されるか、組み合わせられるか、省略されるか、又は他の仕方で変更されてもよい。本明細書において説明される全ての例は非限定的な様態で提示されている。本開示の恩恵を受ける当業者に明白であるように、様々な改変及び変更がなされ得る。諸実施形態に係る具体例が特定の実施形態の文脈で説明された。これらの実施形態は例示を意図されており、限定を意図されていない。多くの変形、変更、追加、及び改善が可能である。したがって、複数のインスタンスが、本明細書において説明される構成要素のために単一のインスタンスとして提供されてもよい。様々な構成要素、操作、及びデータストアの間の境界はいくらか任意であり、特定の操作は特定の例示的な構成の文脈で示されている。機能性の他の割り当ても想定され、添付の請求項の範囲に含まれ得る。最後に、例示的な構成における個別の構成要素として提示された構造及び機能性は、複合された構造又は構成要素として実施されてもよい。これら及び他の変形、変更、追加、及び改善も、添付の請求項において定義されるとおりの諸実施形態の範囲に含まれ得る。

[0079]上述の説明では、本開示のより完全な理解をもたらすために、数多くの具体的詳細、例、及びシナリオが説明された。しかし、本開示の諸実施形態は、このような具体的詳細を有せずに実施され得ることは理解されるであろう。さらに、このような例及びシナリオは例示のために提供され、本開示を限定することを全く意図されていない。当業者は、含まれる説明により、必要以上の実験を行うことなく適切な機能性を実施することができるはずである。

[0080]本明細書における「一実施形態」などへの言及は、説明されている実施形態は特定の特徴、構造、又は特性を含み得るが、全ての実施形態が必ずしもその特定の特徴、構造、又は特性を含み得るわけではないことを指示する。このような表現は必ずしも同じ実施形態に言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、又は特性が一実施形態に関して説明される時には、明示的に指示されているか否かにかかわらず、他の実施形態に関するこのような特徴、構造、又は特性にも関係することは、当業者の理解の範囲のことであると考えられている。

[0081]本開示に係る諸実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はこれらの任意の組み合わせの形態で実施され得る。諸実施形態はまた、１つ又は複数のプロセッサによって読み出され、実行され得る、１つ又は複数の機械可読媒体を用いて記憶される命令として実施され得る。機械可読媒体は、情報を、機械（例えば、コンピューティングデバイス、又は１つ又は複数のコンピューティングデバイス上で実行する「仮想機械」）によって可読の形態で記憶又は伝送するための任意の機構を含み得る。例えば、機械可読媒体は任意の好適な形態の揮発性又は不揮発性メモリを含み得る。
［発明の項目］
［項目１］
コンピュータによる鉄筋測定検査システムであって、
配筋の精細精度の鉄筋測定値及び／又は前記配筋の鉄筋画像若しくは映像を得るように構成されたデータ取得システムと、
前記データ取得システムによって取得された前記鉄筋測定値及び／又は鉄筋画像／映像から配筋の３次元点群データを生成するように構成された３次元点群データ生成システムと、
生成された前記３次元点群データ、又は前記データ取得システムによって取得された前記配筋の前記鉄筋画像若しくは映像のうちの少なくとも１つのデータ内から鉄筋を検出するように構成された鉄筋検出システムと、
前記鉄筋検出システムによって検出された前記鉄筋及び配筋の特徴を測定するための鉄筋測定システムと、
前記鉄筋検出システムによって検出された前記配筋の前記測定された特徴を前記配筋のＢＩＭモデルと比較し、それらの間の任意の不一致を特定するように構成された不一致検出システムと、
を備える、コンピュータによる鉄筋測定検査システム。
［項目２］
一体になった２本の鉄筋の鉄筋継手を検出するように構成された鉄筋継手検出システムであって、一体になった２本の鉄筋の前記鉄筋継手が、溶接された鉄筋継手又は機械式で結合された鉄筋継手のうちの少なくとも１つを含む、鉄筋継手検出システム
をさらに備える、項目１に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査システム。
［項目３］
前記鉄筋継手検出システムが、
鉄筋と他の鉄筋との全ての交差部の位置を特定すること、
前記位置を特定された交差部以外の前記鉄筋の残りの部分を、平面を用いて区分し、前記３次元点群データから全ての測定点の包絡面を計算すること、及び
前記鉄筋の３次元点群データの厚さが増大する前記鉄筋の部分を識別すること
によって、溶接された鉄筋継手を検出するように構成されている、項目２に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査システム。
［項目４］
前記データ取得システムが、高解像度画像及び３次元センサを含むコンピューティングデバイスを含む高解像度センサの第１のセットを含み、高解像度センサの前記第１のセットが、前記コンピューティングデバイスとともに前記配筋を走査することによって３次元点群データを取り込むように構成されている、項目１に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査システム。
［項目５］
前記３次元点群データが、前記配筋の走査区域で統合された３次元点群データを計算するためのバンドル調整モジュール及び高密度点群データの統合モジュールを用いて処理される、項目４に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査システム。
［項目６］
前記コンピュータによる鉄筋測定検査システムと対話するためのユーザ制御及びデータの特徴を可視化して提供するように構成されたユーザインターフェースをさらに備え、
前記ユーザインターフェースが、前記鉄筋検出システムによって検出された前記配筋の前記特徴と前記ＢＩＭとの間の前記不一致を表示し、
前記ユーザインターフェースが、
前記３次元点群データの生成を開始すること、
鉄筋検出を開始すること、
軸方向に沿って鉄筋が存在するという仮説のための軸線及び直径推定を開始すること、
前記ＢＩＭとの比較検出結果及び検査される配筋のための前記ＢＩＭへの前記３次元点群データの位置合わせを開始すること、或いは
所与の方向における鉄筋のための溶接継手の検出を開始すること
のうちの少なくとも１つを、そのユーザ区分に応じて行うように構成された選択可能オブジェクトを含む、項目１に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査システム。
［項目７］
ｍｍ精度の測定値を得るように構成された高解像度センサの第１のセットから配筋の精細精度の測定値及び／又は画像を取得するステップと、
取得された配筋の前記精細精度の測定値及び／又は画像を用いて前記配筋の３次元点群データを生成するステップと、
前記配筋の前記３次元点群データ及び／又は画像内から鉄筋を検出するステップと、
前記検出された鉄筋の測定値及び情報を特定するステップと、
前記配筋のＢＩＭモデルを、前記検出された鉄筋について特定された前記測定値及び情報と比較するステップと、
検出された前記鉄筋と前記ＢＩＭとの間の不一致を検出するステップと、
を含む、コンピュータによる鉄筋測定検査方法。
［項目８］
検出された前記鉄筋と前記ＢＩＭとの間の不一致を検出する前記ステップが、
前記配筋の前記３次元点群データを前記配筋の前記ＢＩＭと位置合わせするステップと、
前記配筋の前記３次元点群データを前記配筋の前記ＢＩＭと比較して、それらの間の不一致を検出するステップと、
を含む、項目７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
［項目９］
高解像度センサの前記第１のセットから前記配筋について得られた前記測定値及び情報と前記配筋の前記ＢＩＭとの間で特定された不一致を含む報告を生成するステップ
をさらに含む、項目７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
［項目１０］
前記データ取得システムが、高解像度画像及び３次元センサを含むコンピューティングデバイスを含む高解像度センサの第１のセットを含み、高解像度センサの前記第１のセットが、前記コンピューティングデバイスとともに前記配筋を走査することによって３次元データを取り込むように構成されている、項目７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
［項目１１］
前記３次元点群データが、前記配筋の走査区域の３次元点群データを計算するためのバンドル調整モジュール又は高密度点群データの統合モジュールのうちの少なくとも１つを用いて処理される、項目１０に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
［項目１２］
前記配筋の前記３次元点群データ内の鉄筋を検出する前記ステップが、検出後に、前記３次元点群データを枝刈りして外れ値データ点を除去して、前記配筋の修正された３次元点群データを生成するステップを含む、項目７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
［項目１３］
前記配筋の前記修正された３次元点群データが、前記鉄筋の検出を容易にするために、前記配筋の少なくとも１つの２次元ヒストグラム表現に変換される、項目１２に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
［項目１４］
前記ヒストグラムにおけるピークが、前記ヒストグラムが累積される平面と垂直である鉄筋に対応し、
前記鉄筋の直径が、前記ピーク区域のサイズから推定され、
前記鉄筋の前記直径の精度が、前記配筋の前記画像から特定されたエッジ検出情報を用いて修正される、項目１３に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
［項目１５］
前記配筋の前記画像内の鉄筋を検出する前記ステップが、
同様の直径を有する平行な鉄筋のセットを検出することであって、平行な鉄筋の前記セットは平面を形成し、互いに規則正しく離間されており、平行な鉄筋の前記セットが、非最大抑制及び／又は他の発見的方法を用いて検出される、検出すること
を含む、項目７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
［項目１６］
前記配筋の前記画像内の鉄筋を検出する前記ステップが、
エッジ検出技法を用いて、正確に注釈を付されたデータセットを作成して、１ｍｍ〜５ｍｍの精度範囲内まで鉄筋のエッジの部位を識別し、前記部位を、前記正確に注釈を付されたデータセット内に記憶すること
を含む、項目７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
［項目１７］
前記正確に注釈を付されたデータセット内に記憶された前記鉄筋に関連付けられた情報が、エッジ検出のためのモデルを訓練するため、又は鉄筋テクスチャを検出するための外観検出器を訓練するためのオクルージョンマスクを作成するために用いられる、項目１６に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
［項目１８］
前記訓練されたモデル又は外観検出器を用いて、鉄筋の他のセットを検出する、項目１７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
［項目１９］
前記配筋の前記画像内の鉄筋を検出する前記ステップが、
（１）鉄筋の種類、及び前記鉄筋の前記画像を取得するカメラまでの距離に依存する、局所的なピクセル波長／周波数を検出するためのガボールウェーブレット、又は
（２）同様の向き及び種類の鉄筋についての２本以上の鉄筋の間の鉄筋テクスチャパターン照合
のうちの少なくとも１つを用いて、異なる種類及び奥行きの鉄筋のテクスチャ外観を検出することを含む、項目７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
［項目２０］
前記配筋の前記画像内の鉄筋を検出する前記ステップが、
消失点技法を用いて鉄筋の方向及び向きを特定するステップ、並びに
同様の方向及び向きを有する追加の近接した鉄筋を特定するステップ
を含む、請求項７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。

１００ コンピュータによる鉄筋測定検査システム
１０２ データ取得システム、データ取得ユニット
１０４ 鉄筋測定値
１０６ 鉄筋画像及び／又は映像
１１０ データ分析システム
１２０ ３Ｄ（３次元）点群データ生成システム
１３０ 鉄筋検出システム
１４０ 鉄筋測定システム
１４２ ３Ｄ（３次元）点群直径推定システム
１４４ エッジベース直径推定システム
１５０ 鉄筋継手検出システム
１６０ 不一致検出システム
１７０ ３Ｄ（３次元）ＢＩＭモデル
１８０ ユーザインターフェース
１８２ ユーザインターフェース制御システム
１８４ データ可視化システム
２００ ハンドヘルドセンサパッケージ
２０２ 中央処理装置
２０４ 支援システム
２０６ ディスプレイ
２０８ メモリ
２１０ 装着式センサパッケージ
２１２ ジオロケーション追跡システム
２２０ ネットワーク
２５０ サーバ
３０２ ハンドヘルドタブレット
３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ 三眼カメラ
３０８ 照光用照明器
３１０ 慣性測定ユニット
３１２ 通信ケーブル
３１４ 取っ手
６０２ ピーク
９０２ 軸線
１１０２、１２０２ 鉄筋継手
１６００ コンピュータシステム
１６１０ａ、１６１０ｂ、１６１０ｎ プロセッサ
１６２０ システムメモリ
１６２２ プログラム命令
１６３０ 入力／出力インターフェース
１６３２ データ
１６４０ ネットワークインターフェース
１６５０ 入力／出力デバイス
１６６０ カーソル制御デバイス
１６７０ キーボード
１６８０ ディスプレイ
１６９０ ネットワーク

Claims (20)

1. コンピュータによる鉄筋測定検査システムであって、
   配筋の鉄筋画像若しくは映像を得るように構成されたデータ取得システムと、
   前記データ取得システムによって取得された前記鉄筋画像若しくは映像から配筋の３次元点群データを生成するように構成された３次元点群データ生成システムと、
   生成された前記３次元点群データ、及び前記データ取得システムによって取得された前記配筋の前記鉄筋画像若しくは映像の各々から鉄筋を検出するように構成された鉄筋検出システムであって、前記鉄筋検出システムが、前記鉄筋画像若しくは映像から鉄筋を検出することにおいて、非最大抑制を使用することにより平行な鉄筋のセットを検出しグループ化する、鉄筋検出システムと、
   前記鉄筋検出システムによって検出された前記鉄筋及び配筋の特徴を測定するための鉄筋測定システムと、
   前記鉄筋検出システムによって検出された前記配筋の前記測定された特徴を前記配筋のＢＩＭモデルと比較し、それらの間の任意の不一致を特定するように構成された不一致検出システムと、
   を備える、コンピュータによる鉄筋測定検査システム。
2. 一体になった２本の鉄筋の鉄筋継手を検出するように構成された鉄筋継手検出システムであって、一体になった２本の鉄筋の前記鉄筋継手が、溶接された鉄筋継手又は機械式で結合された鉄筋継手のうちの少なくとも１つを含む、鉄筋継手検出システム
   をさらに備える、請求項１に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査システム。
3. 前記鉄筋継手検出システムが、
   鉄筋と他の鉄筋との全ての交差部の位置を特定すること、
   前記位置を特定された交差部以外の前記鉄筋の残りの部分を、平面を用いて区分し、前記３次元点群データから全ての測定点の包絡面を計算すること、及び
   前記鉄筋の３次元点群データの厚さが増大する前記鉄筋の部分を識別すること
   によって、溶接された鉄筋継手を検出するように構成されている、請求項２に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査システム。
4. 前記データ取得システムが、高解像度画像及び３次元センサを含むコンピューティングデバイスを含む高解像度センサの第１のセットを含み、高解像度センサの前記第１のセットが、前記コンピューティングデバイスとともに前記配筋を走査することによって３次元点群データを取り込むように構成されている、請求項１に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査システム。
5. 前記３次元点群データが、前記配筋の走査区域で統合された３次元点群データを計算するためのバンドル調整モジュール及び高密度点群データの統合モジュールを用いて処理される、請求項４に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査システム。
6. 前記コンピュータによる鉄筋測定検査システムと対話するためのユーザ制御及びデータの特徴を可視化して提供するように構成されたユーザインターフェースをさらに備え、
   前記ユーザインターフェースが、前記鉄筋検出システムによって検出された前記配筋の前記特徴と前記ＢＩＭモデルとの間の前記不一致を表示し、
   前記ユーザインターフェースが、
   前記３次元点群データの生成を開始すること、
   鉄筋検出を開始すること、
   軸方向に沿って鉄筋が存在するという仮説のための軸線及び直径推定を開始すること、
   前記ＢＩＭモデルとの比較検出結果及び検査される配筋のための前記ＢＩＭモデルへの前記３次元点群データの位置合わせを開始すること、或いは
   所与の方向における鉄筋のための溶接継手の検出を開始すること
   のうちの少なくとも１つを、そのユーザ区分に応じて行うように構成された選択可能オブジェクトを含む、請求項１に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査システム。
7. ｍｍ精度の測定値を得るように構成された高解像度センサの第１のセットから配筋の画像を取得するステップと、
   取得された配筋の前記画像を用いて前記配筋の３次元点群データを生成するステップと、
   前記配筋の前記３次元点群データ及び画像の各々から鉄筋を検出するステップであって、前記画像から鉄筋を検出するステップが、非最大抑制を使用することにより平行な鉄筋のセットを検出しグループ化することを含む、ステップと、
   前記検出された鉄筋の測定値及び情報を特定するステップと、
   前記配筋のＢＩＭモデルを、前記検出された鉄筋について特定された前記測定値及び情報と比較するステップと、
   検出された前記鉄筋と前記ＢＩＭモデルとの間の不一致を検出するステップと、
   を含む、コンピュータによる鉄筋測定検査方法。
8. 検出された前記鉄筋と前記ＢＩＭモデルとの間の不一致を検出する前記ステップが、
   前記配筋の前記３次元点群データを前記配筋の前記ＢＩＭモデルと位置合わせするステップと、
   前記配筋の前記３次元点群データを前記配筋の前記ＢＩＭモデルと比較して、それらの間の不一致を検出するステップと、
   を含む、請求項７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
9. 前記検出された鉄筋について特定された前記測定値及び情報と前記配筋の前記ＢＩＭモデルとの間で特定された不一致を含む報告を生成するステップ
   をさらに含む、請求項７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
10. 高解像度センサの前記第１のセットが、高解像度画像及び３次元センサを含むコンピューティングデバイスを含み、高解像度センサの前記第１のセットが、前記コンピューティングデバイスとともに前記配筋を走査することによって３次元データを取り込むように構成されている、請求項７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
11. 前記３次元点群データが、前記配筋の走査区域の３次元点群データを計算するためのバンドル調整モジュール又は高密度点群データの統合モジュールのうちの少なくとも１つを用いて処理される、請求項１０に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
12. 前記配筋の前記３次元点群データ内の鉄筋を検出する前記ステップが、検出後に、前記３次元点群データを枝刈りして外れ値データ点を除去して、前記配筋の修正された３次元点群データを生成するステップを含む、請求項７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
13. 前記配筋の前記修正された３次元点群データが、前記鉄筋の検出を容易にするために、前記配筋の少なくとも１つの２次元ヒストグラム表現に変換される、請求項１２に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
14. 前記ヒストグラムにおけるピークが、前記ヒストグラムが累積される平面と垂直である鉄筋に対応し、
    前記鉄筋の直径が、前記ピークの区域のサイズから推定され、
    前記鉄筋の前記直径の精度が、前記配筋の前記画像から特定されたエッジ検出情報を用いて修正される、請求項１３に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
15. 平行な鉄筋の前記セットは、同様の直径を有し、平面を形成し、互いに規則正しく離間されており、平行な鉄筋の前記セットが、前記非最大抑制及び他のヒューリスティックスを用いて検出される、請求項７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
16. 前記配筋の前記画像から鉄筋を検出する前記ステップが、
    エッジ検出技法を用いて、正確に注釈を付されたデータセットを作成して、１ｍｍ〜５ｍｍの精度範囲内まで鉄筋のエッジの部位を識別し、前記部位を、前記正確に注釈を付されたデータセット内に記憶すること
    を含む、請求項７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
17. 前記正確に注釈を付されたデータセット内に記憶された前記鉄筋に関連付けられた注釈が、エッジ検出のためのモデルを訓練するため、又は鉄筋テクスチャを検出するための外観検出器を訓練するためのオクルージョンマスクを作成するために用いられる、請求項１６に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
18. 前記訓練されたモデル又は外観検出器を用いて、鉄筋の他のセットを検出する、請求項１７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
19. 前記配筋の前記画像から鉄筋を検出する前記ステップが、
    （１）鉄筋の種類、及び前記鉄筋の前記画像を取得するカメラまでの距離に依存する、局所的なピクセル波長／周波数を検出するためのガボールウェーブレット、又は
    （２）同様の向き及び種類の鉄筋についての２本以上の鉄筋の間の鉄筋テクスチャパターン照合
    のうちの少なくとも１つを用いて、異なる種類及び奥行きの鉄筋のテクスチャ外観を検出することを含む、請求項７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。
20. 前記配筋の前記画像から鉄筋を検出する前記ステップが、
    消失点技法を用いて鉄筋の方向及び向きを特定するステップ、並びに
    同様の方向及び向きを有する追加の近接した鉄筋を特定するステップ
    を含む、請求項７に記載のコンピュータによる鉄筋測定検査方法。

Images