JP6990809B2 - 建方支援方法及び建方支援システム - Google Patents
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Description
本発明が適用される建築構造材とは、鉄骨柱などの垂直荷重を受ける柱材、水平外力に対して軸組の補剛に用いる筋かいなどの斜材、柱材間に水平方向に架けられ、主に曲げ応力を担う梁材、鋼板製の壁材などの建築構造物の剛性を保つための骨組みとなる建築部材、並びに柱材と梁材の組立体をいう。
図7(a)には柱材11が示され、平面視で柱材11の中心を縦方向に貫く線が部材芯Pとなり、部材芯Pが設計位置に位置するように、上端側に一つのマーカープリズム12が設置されている。マーカープリズム12の位置は、部材芯Pからのオフセット値で規定されているため、マーカープリズム12の位置が判明すると部材芯Pの位置が算出できる。
以下、建築構造材として柱材を例にして本発明による建方支援システムを説明する。柱材11の部材芯Pとして柱材11の長手方向に沿って柱材を貫く柱芯Pが用いられる(図7(a)参照。)。
図1に示すように、建方支援システム1は、建て込まれた鉄骨柱(以下、単に「柱」という。)11が所定の建方精度に収まるように調整する作業者Hを支援するシステムであり、測量機器10と、建方支援装置20と、単一または複数の表示装置30と、建方管理サーバ40などを備えている。
図2に示すように、測量機器10は、水準器を備え、光波測距儀と角度を計測するセオドライトを組み合わせて測量するトータルステーションからなる測量部10aと、撮像装置10bと、姿勢調整装置10cと、第1通信IF10dを備えて構成され、三脚(図1参照。)に所定姿勢で固定されている。
表示装置30はモバイルコンピュータ、例えばタッチパネル式の液晶表示部を備えたタブレット型のコンピュータや携帯電話装置などで構成され、案内画像表示処理部30aと、第2通信IF30bと、上述した測量機器10に備えた姿勢調整装置10cを遠隔操作する遠隔操作部30cなどの機能ブロックを備えている。
建方支援装置20は、CPU、メモリ及び入出力回路などを備えたCPUボードが内蔵され液晶表示部を備えたモバイルコンピュータで構成され、測量機器10と接続する第1通信IF20aと、インターネット5に接続する第2通信IF20bと、測量制御装置20cと、補正演算装置20f、遠隔操作部20iなどの機能ブロックを備えている。当該CPUボードに搭載されたメモリに記憶されるアプリケーションプログラムがCPUで実行されることによって各機能ブロックが具現化される。
上述の建方支援システムを用いた柱材の建方支援方法について説明する。
図5に示すように、建方支援方法は、第1計測ステップと(SA1)、部材芯位置算出ステップと(SA2)、第1補正演算ステップと(SA3)、第1表示ステップと(SA4)、視準方向切替ステップと(SA5)、第1調整ステップと(SA6)、第2計測ステップと(SA7)、第2補正演算ステップと(SA8)、第2表示ステップと(SA9)、第2調整ステップと(SA10)、を備えている。
例えば、図8(a)に示す平面視が略矩形の柱11では、予めマーカー12と軸心Pの位置関係がオフセット値(x1、y1、z1)で定まっているため、マーカー12の位置(xm、ym、zm)が測量機器10で測量されると、軸心Pの(x、y)座標は(xm、ym+y1)、マーカー12と同じ高さの軸心位置の(x、y、z)座標は(xm、ym+y1、zm)と求まる。
φx=k×nx(nxはx方向画素数)
φz=k×nz(nzはz方向画素数)
なお、1画素当たりの偏り角度kは撮像装置10b固有の値であり、予め実測しておくことにより獲得でき、撮像装置10bの画角を画像の幅方向のピクセル数で除すことで求まる。
補正案内画像50は、柱芯の設計位置51で交差する方位線52,53と、実測値から算出される柱芯の現在位置を示す柱芯マーカー54と、柱芯の設計位置51の周りに区画され許容範囲を示す第1領域55と、第1領域55の外側に区画され非許容領域を示す第2領域56と、柱芯マーカー54を設計位置51に移動するように調整するための東西南北の補正方向及び補正量(矢印が補正方向を示し、数値が補正量を示す。)と、高さ方向の補正量(矢印が補正方向を示し、数値が補正量を示す。)を示す表示部57を備えている。本実施形態では、画面の背景は白色、方位線52,53は黒色、柱芯マーカー54は赤色、第1領域55は青色、第2領域56は黄色に設定されている。
建方支援装置20で建方支援アプリケーションプログラムが立ち上がると(SB1)、建方管理サーバ40から設計ファイルがダウンロードされて記憶装置に記憶される(SB2)。測量機器10が起動されて建方支援装置20との間で通信が確立すると(SB3)、測量機器10が初期設定される(SB4)。
上述した実施形態では、建入れ作業に用いるマーカー12が各建築構造材に一つ設置された場合の態様を説明したが、図7(c),(d)に示したような、各建築構造材にマーカー12が複数設置され、其々のマーカー12に対して部材芯を調整する必要がある場合にも、本発明を適用することができる。
5:インターネット
10:測量機器
11:建築構造材(柱)
12:マーカープリズム
13:建入れ調整治具
20:建方支援装置
20c:測量制御装置
20f補正演算装置
30:表示装置
30a:案内画像表示処理部
40:建方管理サーバ
DB:データベース
Claims (6)
- 建築構造材が所定の建方精度に収まるように調整する作業者を支援する建方支援方法であって、
視準方向と画像中心とが所定の位置関係となる撮像装置を備えた測量機器を用いて、前記建築構造材の部材芯と所定の位置関係を有する位置に設置されたマーカープリズムを視準してプリズム測量データを取得するとともに前記マーカープリズムを含む撮像データを基準画像として取得する第1計測ステップと、
前記第1計測ステップで取得したプリズム測量データに基づいて前記建築構造材の部材芯の現在位置を算出する部材芯位置算出ステップと、
前記部材芯の現在位置を設計位置に向けて案内する補正量及び補正方向を算出する第1補正演算ステップと、
前記第1補正演算ステップで算出した補正量及び補正方向を示す第1補正案内画像を表示装置に表示する第1表示ステップと、
前記測量機器の視準方向を前記マーカープリズムから前記設計位置に切り替える視準方向切替ステップと、
第1表示ステップで表示される前記第1補正案内画像に基づいて作業者が前記建築構造材に取付けた建入れ調整治具を操作する第1調整ステップと、
前記第1調整ステップで調整された後に、前記視準方向切替ステップで切り替えた視準方向を維持した状態でノンプリズム測量データを取得するとともに撮像データを参照画像として取得する第2計測ステップと、
前記参照画像と前記第1計測ステップで取得した基準画像のマッチング処理を行なうことにより前記マーカープリズムの画像位置を抽出し、前記測量機器から前記参照画像に含まれる前記マーカープリズムの画像位置と前記参照画像の視準方向に対応する画像位置との成す角度と前記ノンプリズム測量データとに基づいて、前記部材芯の現在位置を設計位置に向けて案内する補正量及び補正方向を算出する第2補正演算ステップと、
前記第2補正演算ステップで算出した補正量及び補正方向を示す第2補正案内画像を表示装置に表示する第2表示ステップと、
第2表示ステップで表示される前記第2補正案内画像に基づいて作業者が前記建入れ調整治具を操作する第2調整ステップと、
を備え、
前記第2計測ステップから前記第2調整ステップの一連のステップを繰り返すように構成されている建方支援方法。 - 前記建築構造材が円柱状建築構造材である場合に、前記第1計測ステップは、前記マーカープリズムを視準してプリズム測量データを取得するとともに前記マーカープリズムと同一高さの前記円柱状建築構造材の外周上の一点を視準してノンプリズム測量データを取得するように構成され、前記部材芯位置算出ステップは、第1計測ステップで取得したプリズム測量データ及びノンプリズム測量データと、前記円柱状建築構造材の半径に基づいて前記円柱状建築構造材の部材芯の現在位置を算出するように構成されている請求項1記載の建方支援方法。
- 前記建築構造材に設定された少なくとも二つの部材芯に対応して其々設置された各マーカープリズムに対して、前記第1計測ステップと、部材芯位置算出ステップと、前記第1補正演算ステップと、前記第1表示ステップとを実行し、
複数の部材芯に対して前記第1調整ステップ以降の処理を実行する際に、前記視準方向切替ステップにより前記測量機器の視準方向を対応する部材芯の設計位置に切り替えるように構成されている請求項1記載の建方支援方法。 - 前記複数の部材芯は、前記第1補正演算ステップにより算出された各部材芯位置に対する補正量及び補正方向に基づいて、前記第1調整ステップ以降の処理が必要と判断された部材芯である請求項3記載の建方支援方法。
- 建て込まれた建築構造材が所定の建方精度に収まるように調整する作業者を支援する建方支援システムであって、
視準方向と画像中心とが所定の位置関係となる撮像装置を備えた測量機器と、
前記測量機器を用いて前記建築構造材の部材芯と所定の位置関係を有する位置に設置されたマーカープリズムを視準して取得したプリズム測量データと前記マーカープリズムを含む基準画像としての撮像データを記憶する第1記憶部と、前記測量機器を用いて前記建築構造材の部材芯の設計位置を視準して取得したノンプリズム測量データと参照画像となる撮像データを記憶する第2記憶部と、を含む測量制御装置と、
前記プリズム測量データに基づいて前記建築構造材の部材芯の現在位置を算出し、前記部材芯の現在位置を設計位置に向けて案内する補正量及び補正方向を算出して第1補正案内画像を生成する第1補正演算部と、前記参照画像と前記基準画像のマッチング処理を行なうことにより前記マーカープリズムの画像位置を抽出し、前記測量機器から前記参照画像に含まれる前記マーカープリズムの画像位置と前記参照画像の視準方向に対応する画像位置との成す角度と前記ノンプリズム測量データとに基づいて、前記部材芯の現在位置を設計位置に向けて案内する補正量及び補正方向を算出して第2補正案内画像を生成する第2補正演算部と、を含む補正演算装置と、
前記建築構造材に取付けられた建入れ調整治具を操作する作業者の近傍に設置され、前記補正演算装置で生成された補正案内画像を表示する表示装置と、
を備えている建方支援システム。 - 前記測量機器は視準方向を遠隔操作可能な姿勢調整装置を備え、前記表示装置に前記姿勢調整装置を遠隔操作して前記マーカープリズムを視準する遠隔操作部を備えている請求項5記載の建方支援システム。
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