JP7053019B2 - 構造物の検査システム及び検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、構造物の検査を支援するための構造物の検査システム及び検査方法に関し、特に、構造物の撮影画像と設計情報との比較をして検査を行う構造物の検査システム及び検査方法に関する。

建設現場においては、各種の工事について施工精度を確認するための検査を実施している。そして、事後の確認や検証等に供するために、着手前の状況、施工状況、完成状況等の多種多様な工事写真を撮影する必要がある。

その検査の一つとして鉄筋の配筋施工状態を確認する配筋検査があり、配筋が設計通りに正しく配列されていない場合、倒壊のおそれ等を生じることから施工後に強度を保証することができなくなる。従って、施工管理上、配筋検査は重要である。

従来の配筋検査は、建設工事現場で仕上がった配筋構造が、設計通りの位置、ピッチであるか、使用されている鉄筋の径（直径）が設計図通りであるか等をチェックリストに従って目視で確認していたが、このような検査方法の場合、チェックミスや記入ミスが生じやすいという問題があった。

このような問題から、特許文献１には、コンクリート打設前の鉄筋の量、位置、間隔、継手、定着状態など鉄筋が設計通りに正しく配置されているか否かをチェックし、かつその補修支持などの業務を携帯用のソフト処理端末を利用して簡便に行うことができる検査システムが開示されている。

特開平１０－２５８９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、配筋状態を目視で確認するために、人為的な間違いが発生する可能性が未だ残るといった問題がある。

本発明は、係る問題に鑑みてなされたものであり、検査対象となる構造物の撮影画像と、設計情報から生成される３次元モデルとを重畳させた画像を表示させることで検査を容易かつ、正確に行うことが可能となる構造物の検査システム及び検査方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の構造物の検査システムは、構造物ごとの図面情報、ＢＩＭデータ検査情報を記憶する管理サーバと、作業現場を撮影する情報処理端末とがネットワークを介して接続されている構造物の検査システムであって、前記管理サーバは、前記情報処理端末によって撮影された作業現場の撮影画像に該当する前記ＢＩＭデータをもとにして３次元モデルを生成する３次元モデル生成手段を備え、前記情報処理端末は、画像表示及び操作入力を受け付ける表示部を備え、前記管理サーバから受信した該３次元モデル生成手段によって生成された３次元モデルと、前記撮影画像とを重畳させた重畳画像を作成し、前記作業現場に該当する目視用の１又は複数の検査項目を含む検査情報を前記管理サーバから取得して、前記重畳画像と該検査情報とを前記表示部の画面上に同一に表示させ、前記重畳画像から目視で判断された１又は複数の検査項目に該当する検査結果を前記表示部で入力を受け付けることを特徴とする。

また、前記情報処理端末は、前記検査情報に基づいて前記重畳画像から前記撮影画像と前記３次元モデルとを比較し、比較結果を前記管理サーバへ送信することを特徴とする。

また、前記管理サーバは、前記情報処理端末で図面情報から選択された特定箇所の３次元モデルを生成することが可能なことを特徴とする。

また、前記管理サーバは、前記情報処理端末から受信した前記重畳画像の比較結果をもとに帳票を作成する帳票作成手段を有することを特徴とする。

また、前記管理サーバは、前記情報処理端末によって作成された前記重畳画像から撮影画像と３次元モデルとの比較を行い、誤差を検出する誤差検出手段を有することを特徴とする。

さらに、構造物の検査方法は、構造物ごとの図面情報、ＢＩＭデータ、検査情報を記憶する管理サーバと、作業現場を撮影する情報処理端末とがネットワークを介して接続されている構造物の検査方法であって、前記管理サーバは、前記情報処理端末によって撮影された作業現場の撮影画像に該当する前記ＢＩＭデータをもとにして３次元モデルを生成し、前記情報処理端末は、前記管理サーバから受信した該３次元モデルと、前記撮影画像とを重畳させた重畳画像を作成し、前記作業現場に該当する目視用の１又は複数の検査項目を含む検査情報を前記管理サーバから取得して、前記重畳画像と該検査情報とを前記情報処理端末が備える入力操作も受け付け可能な表示部の画面上の同一に表示させ、前記重畳画像から目視で判断された１又は複数の検査項目に該当する検査結果を前記表示部で入力を受け付けることを特徴とする。

本発明によれば、検査する作業現場の撮影画像と、撮影画像に該当する３次元モデルを生成し、撮影画像と３次元モデルとを重畳させることで撮影画像と３次元モデルとの間で誤差があるか否かを容易に確認することができる。

構造物の検査システムの構成を示した図である。 図２は、情報処理端末の構成を示した図である。 図３は、管理サーバの構成を示した図である。 図４は、構造物の検査システムにおける検査方法の処理を示したフローチャートである。 図５は、表示部に表示される図面モードの一例を示した図であり、 図６は、表示部に表示される撮影モードの一例を示した図であり、 図７は、表示部に表示される重畳モードの一例を示した図であり、 図８は、表示部に表示される検査モードの一例を示した図であり、 図９は、表示部に表示される検査モードの一例を示した図である。

次に、図面を参照して、本実施形態に係る構造物の検査システム及び検査方法について説明する。
図１は、構造物の検査システムの構成を示した図であり、図２は、情報処理端末の構成を示した図であり、図３は、管理サーバの構成を示した図である。

図１に示すように、構造物の検査システムは、作業現場で作業員が携帯する複数の情報処理端末１０と、管理サーバ２０とがネットワーク１を介して接続されている。
情報処理端末１０は、例えば、スマートフォン、携帯電話機、ＰＨＳ、ＰＤＡ、ノート型ＰＣ等であり、図２に示すように、制御部１１と、通信部１２と、操作部１３と、表示部１４と、撮影部１５と、記憶部１６とから構成されている。

制御部１１は、ＣＰＵ等からなり情報処理端末１０全体の動作を制御し、通信部１２はネットワーク１を介して情報の送受信を行い、表示部１３は、ディスプレイ等で構成された情報を表示し、操作部１４は、撮影ボタンや各種キーボタン等で構成され、操作することで情報を入力することができ、撮影部１５は、作業現場を撮影し、記憶部１６は、各種情報を記憶する。
なお、撮影部１５は、ステレオ方式の機能を有するカメラで構成されており、撮影対象までの距離を測定したり、撮影対象のサイズ（長さ、高さ、幅）を測定したりすることができる。

また、制御部１１は、現在時刻の計時機能及びＧＰＳ等による現在位置の計測機能を有し、操作部１３及び表示部１４は一体に構成され、タッチパネルを構成するようにしてもよい。

管理サーバ２０は、図３に示すように、制御部２１と、通信部２２と、記憶部２３と、３次元モデル生成部２４と、帳票作成部２５とから構成されている。制御部２１は、ＣＰＵ等からなり管理サーバ２０全体の動作を制御するものであり、通信部２２は、ネットワーク１を介して情報処理端末１０と情報の送受信を行う。

記憶部２３は、ＢＩＭデータを格納するＢＩＭデータベース２３ａと、図面データを格納する図面データベース２３ｂと、検査項目データベース２３ｃと、画像データベース２３ｄ、検査結果データベース２３ｅとから構成されている。

ＢＩＭデータベース２３ａは、ＢＩＭ（Building Information Modeling）データを格納している。このＢＩＭデータは、コンピュータ上に作成された建物の仮想３次元（３Ｄ）モデルであり、建物を構成する部品の集合体のモデルである。このＢＩＭデータでは、建物を構成する部品ごとに形態（形状・位置）、形態から算出される面積などの数量、仕様などを含む属性情報が付加されている。

例えば、建物の壁について「壁」という情報、サイズ・厚さ等を含む形状情報、その壁の名称（型番）や仕様の情報などの属性情報が付加されてＢＩＭデータベース２３ａに登録される。また、ＢＩＭデータは、建物の空間を構成する部屋なども部品として扱われ、部屋データには、部屋の属性情報が付加される。

図面データベース２３ｂには、建物や部屋ごとの図面情報（間取り図など）が格納されており、検査項目データベース２３ｃには、建物や部屋ごとに必要な検査項目が格納されている。画像データベース２３ｄは、情報処理端末１０で撮影した撮影画像や、撮影画像と後述する３次元モデルとを重畳させた重畳画像を格納する。検査結果データベース２３ｅは、検査結果情報を格納する。

３次元モデル生成部２４は、記憶部２３のＢＩＭデータベース２３ａに格納されているＢＩＭデータから検査対象となる建物や部屋の３次元モデルを生成する。帳票作成部２５は、検査結果に基づいて帳票を作成する。

＜検査方法について＞
次に、図４～９を参照して構造物の検査方法について説明する。
図４は、構造物の検査システムにおける検査方法の処理を示したフローチャートであり、図５は、表示部に表示される図面モードの一例を示した図であり、図６は、表示部に表示される撮影モードの一例を示した図であり、図７は、表示部に表示される重畳モードの一例を示した図であり、図８は、表示部に表示される検査モードの一例を示した図であり、
図９は、表示部に表示される検査モードの一例を示した図である。

図４に示すように、まず、情報処理端末１０から管理サーバ２０に対して、検査対象となる構造物（建物や部屋等）の図面情報、検査情報、３次元モデルを要求する（ステップＳ１）。管理サーバ２０は、情報処理端末１０からの要求に対して３次元モデル生成部２４が記憶部２３のＢＩＭデータベース２３ａから検査対象となる構造物のＢＩＭデータを取得して３次元モデルを生成する（ステップＳ２）。

また、管理サーバ２０は、情報処理端末１０からの要求に対して記憶部２３の図面データベース２３ｂ及び検査項目データベース２３ｃとから検査対象となる構造物の図面情報や検査項目情報を取得し、上記の３次元モデルとともに、情報処理端末１０へ送信する（ステップＳ３）。

情報処理端末１０は、管理サーバ２０から受信した図面情報及び検査情報、３次元モデルを記憶部１６に格納する（ステップＳ４）。次に、ユーザの操作により、表示部１４に図面情報を表示する（ステップＳ５）。図５に示すように、情報処理端末１０の表示部１４には図面モードとして左欄に取得した図面情報である間取り図が表示される。右欄には、ユーザが間取り図で指定した箇所の３次元モデルが表示される。
図示するように、ユーザの操作によって間取り図の壁を指定すると、右欄には、壁に配設されている配筋が３次元モデルで表示される。

次に、ユーザの操作によって情報処理端末１０のカメラ１５を起動させることで、図６に示すように表示部１４は図面モードから撮影モードに切り替る。撮影モードでは、表示部１４の右欄に撮影する作業場所を写しながら撮影する（ステップＳ６）。

図示するように、検査対象となる○○○マンション３０５号室の壁の配筋を撮影し、撮影画像を管理サーバ２０へ送信する（ステップＳ７）。管理サーバ２０は、受信した撮影画像を記憶部２３の画像データベース２３ｄに格納する（ステップＳ８）。

次に、ユーザの操作により情報処理端末１０の表示部１４の表示を図７に示すように、重畳モードに切り替えて、撮影画像と３次元モデルとを重畳させる（ステップＳ９）。図示のように、表示部１４の右欄に撮影画像と３次元モデルとを同時に表示させ、ユーザの操作によって撮影画像に３次元モデルを重畳させる。

重畳した重畳画像を管理サーバ２０へ送信し（ステップＳ１０）、管理サーバ２０は、記憶部２３の画像データベース２３ｄに重畳画像を格納する（ステップＳ１１）。
次に、ユーザの操作により情報処理端末１０の表示部１４を図８に示すように検査モードに切り替え、重畳画像を確認する（ステップＳ１２）。

図示するように、情報処理端末１０の表示部１４に表示される検査モードでは、表示部１４の左欄に重畳画像が表示され、右欄に検査項目が表示される。検査項目については、情報処理端末１０の記憶部１６から取得する。

検査モードにおいて、ユーザは重畳画像を見ながら検査項目ごとの合否を判定する。検査項目には、縦配筋及び横配筋の太さ（ｍｍ）、本数（本）、間隔（ｍｍ）、結束線の有無があり、ユーザそれぞれの項目について重畳画像を見て撮影画像と３次元モデルとの間にズレが生じていないかを確認し、各項目にチェックを入れる。

図８に示す重畳画像では、撮影画像と３次元モデルとの重なりが完全に一致していることから、縦配筋及び横配筋の太さ、本数、間隔について「合格」と判定することができる。また、縦配筋と横配筋とを結束するための結束線については、ユーザが結束箇所を確認して合否の判定を行う。

一方、図９に示す重畳画像では、撮影画像と３次元モデルとの重なりにズレが生じているのがわかる。このような場合、撮影画像の縦配筋の本数と間隔が３次元モデルと異なっており、ユーザは、縦配筋の本数及び間隔については「不合格」の判定をして、検査項目の不合格の欄にチェックを入れる。

なお、重畳画像を目視で検査する場合について説明したが、例えば、重畳画像の検査を管理サーバ２０が行ってもよい。この場合、上記したように情報処理端末１０の撮影部１５はステレオカメラで構成されていることから、検査対象が配筋である場合には、配筋を撮影することで太さや本数、配筋の配設間隔を自動的に計測することができる。

このため、配筋の撮影画像は、配筋の「太さ（ｍｍ）」、「本数（本）」、「間隔（ｍｍ）」の計測データを所持している。また、３次元モデルは、ＢＩＭデータをもとにしているため、３次元モデルを構成する部品自体もサイズデータを所持している。

そこで、管理サーバ２０により、計測データを所持した撮影画像と、サイズデータを所持している３次元モデルとを重畳させることで、撮影画像と３次元モデルとの間でズレが生じているか否かを判定することが可能である。

重畳画像の確認が終了すると、情報処理端末１０から管理サーバ２０へ検査結果を送信し（ステップＳ１３）、管理サーバ２０は、検査結果を記憶部２３の検査結果データベース２３ｅに格納する（ステップＳ１４）と共に、検査結果をもとに帳票作成部２５が帳票を作成し（ステップＳ１５）、作成された帳票は、記憶部２３の帳票データベース２３ｆに格納される。

ユーザは情報処理端末１０を操作して、いつでも管理サーバ２０から帳票を取得することができ、例えば、情報処理端末１０を印刷機に接続して帳票を紙媒体に印刷することが可能である。

上記したように、本実施形態では、検査対象となる作業現場を撮影し、撮影画像とＢＩＭデータを利用して生成した作業現場の３次元モデルとを重畳させることにより、撮影画像と３次元モデルとの間にズレが生じているか否かを容易に確認することができる。このため、施工状況に不備がないかを容易に確認することができる。
なお、本実施形態では、構造物の配筋検査について説明したが、例えば、構造物の床や梁、壁、配管等の施工状況を検査する場合でも本システムを利用することは可能である。

１ ネットワーク
１０ 情報処理端末
２０ 管理サーバ
１１、２１ 制御部
１２、２２ 通信部
１３ 操作部
１４ 表示部
１５ 撮影部
１６、２３ 記憶部
２４ ３次元モデル生成部
２５ 帳票作成部

Claims (6)

1. 構造物ごとの図面情報、ＢＩＭデータ、検査情報を記憶する管理サーバと、作業現場を撮影する情報処理端末とがネットワークを介して接続されている構造物の検査システムであって、
   前記管理サーバは、前記情報処理端末によって撮影された作業現場の撮影画像に該当する前記ＢＩＭデータをもとにして３次元モデルを生成する３次元モデル生成手段を備え、
   前記情報処理端末は、画像表示及び操作入力を受け付ける表示部を備え、
   前記管理サーバから受信した該３次元モデル生成手段によって生成された３次元モデルと、前記撮影画像とを重畳させた重畳画像を作成し、前記作業現場に該当する目視用の１又は複数の検査項目を含む検査情報を前記管理サーバから取得して、前記重畳画像と該検査情報とを前記表示部の画面上に同一に表示させ、前記重畳画像から目視で判断された１又は複数の検査項目に該当する検査結果を前記表示部で入力を受け付けることを特徴とする構造物の検査システム。
2. 前記情報処理端末は、前記検査情報に基づいて前記重畳画像から前記撮影画像と前記３次元モデルとを比較し、比較結果を前記管理サーバへ送信することを特徴とする請求項１記載の構造物の検査システム。
3. 前記管理サーバは、前記情報処理端末で図面情報から選択された特定箇所の３次元モデルを生成することが可能なことを特徴とする請求項１記載の構造物の検査システム。
4. 前記管理サーバは、前記情報端末から受信した前記重畳画像の比較結果をもとに帳票を作成する帳票作成手段を有することを特徴とする請求項１記載の構造物の検査システム。
5. 前記管理サーバは、前記情報処理端末によって作成された前記重畳画像から撮影画像と３次元モデルとの比較を行い、誤差を検出する誤差検出手段を有することを特徴とする請求項１記載の構造物の検査システム。
6. 構造物ごとの図面情報、ＢＩＭデータ、検査情報を記憶する管理サーバと、作業現場を撮影する情報処理端末とがネットワークを介して接続されている構造物の検査方法であって、
   前記管理サーバは、前記情報処理端末によって撮影された作業現場の撮影画像に該当する前記ＢＩＭデータをもとにして３次元モデルを生成し、
   前記情報処理端末は、前記管理サーバから受信した該３次元モデルと、前記撮影画像とを重畳させた重畳画像を作成し、
   前記作業現場に該当する目視用の１又は複数の検査項目を含む検査情報を前記管理サーバから取得して、前記重畳画像と該検査情報とを前記情報処理端末が備える入力操作も受け付け可能な表示部の画面上の同一に表示させ、
   前記重畳画像から目視で判断された１又は複数の検査項目に該当する検査結果を前記表示部で入力を受け付けることを特徴とする構造物の検査方法。
   

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