JP7411930B2 - 検査システム - Google Patents
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Description
本発明は、建物基礎を検査する検査システムに関する。
建物基礎が設計図面通りに埋設されているか否かは建物工事において、重要な事項であり、正確に検査する必要がある。一方で、その検査に多くの人員や時間をさけない事情があり、その作業負担を軽減しつつ効率的に検査を遂行する手法が種々提案されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１には、鉄道建築限界（線路周辺にて列車走行の障害となりうる建築物等を
設置してならない範囲）の点検作業について、レーザースキャナを計測機器として利用することにより、点検作業の効率化を図る技術が開示されている。
レーザースキャナは、その周囲にレーザービームを照射し、その発射角度及び反射光の受信時間に基づいて、周囲の構造物の形状等を広範囲にわたって計測でき、作業効率も高い計測機器である。しかしながら、レーザースキャナは、その原理上、レーザービームの反射角度がばらつく部位（例えば、細い形状のものや凹凸のあるもの等）やレーザービームの照射が届かない部位については十分な精度で形状を捕捉しがたいという難点がある。
設置してならない範囲）の点検作業について、レーザースキャナを計測機器として利用することにより、点検作業の効率化を図る技術が開示されている。
レーザースキャナは、その周囲にレーザービームを照射し、その発射角度及び反射光の受信時間に基づいて、周囲の構造物の形状等を広範囲にわたって計測でき、作業効率も高い計測機器である。しかしながら、レーザースキャナは、その原理上、レーザービームの反射角度がばらつく部位（例えば、細い形状のものや凹凸のあるもの等）やレーザービームの照射が届かない部位については十分な精度で形状を捕捉しがたいという難点がある。
上記のようなレーザースキャナを用いた計測の難点を克服する手法として、特許文献１には、線路を走行する台車に一方のレール上に配置する第１のレーザースキャナと他方のレール上に配置する第２のレーザースキャナとを搭載し、２台のレーザースキャナによってレーザー照射を並行して行うことが開示されている。
しかしながら、特許文献１に開示されている手法は線路周辺の計測に用いられるものであり、一般的な建築物の基礎を検査する目的に転用しがたい。
しかしながら、特許文献１に開示されている手法は線路周辺の計測に用いられるものであり、一般的な建築物の基礎を検査する目的に転用しがたい。
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、建物基礎の検査業務を高い精度で行いつつ、その検査業務の効率化を図りうる検査システムを提供する。
本発明によれば、建物の基礎を検査する検査システムであって、前記建物の基礎をレーザースキャナで測定して得られる三次元点群データと、前記建物の基礎に関する設計データと、を取得するデータ取得手段と、前記三次元点群データに含まれる点群を解析して、前記建物の基礎に含まれる特定部位の縁と推定される基準線を求める点群解析手段と、前記点群解析手段によって求められた前記基準線を前記設計データにおける前記特定部位の位置データに合致させることによって前記設計データに対して前記三次元点群データを照合させ、前記三次元点群データの中に前記設計データに示される位置と合致しない位置に存在する部位が検出される又は前記三次元点群データの中に前記設計データに存在しない部位が検出されると異常である旨を判定するエラー判定手段と、を備え、前記点群解析手段は、前記建物の基礎の立ち上がり部について、当該立ち上がり部の上面を基準として、高さ方向について前記上面より下方側に所定寸法内に収まる点群を解析することによって当該立ち上がり部の縁の位置を推定し、推定した当該立ち上がり部の縁の位置を前記基準線として求め、前記所定寸法が、当該立ち上がり部の高さ寸法未満である、ことを特徴とする検査システムが提供される。
本発明によれば、建物の基礎を検査する検査システムであって、前記建物の基礎をレーザースキャナで測定して得られる三次元点群データと、前記建物の基礎に関する設計データと、を取得するデータ取得手段と、前記三次元点群データに含まれる点群を解析して、前記建物の基礎に含まれる特定部位の縁と推定される基準線を求める点群解析手段と、前記点群解析手段によって求められた前記基準線を前記設計データにおける前記特定部位の位置データに合致させることによって前記設計データに対して前記三次元点群データを照合させ、前記三次元点群データの中に前記設計データに示される位置と合致しない位置に存在する部位が検出される又は前記三次元点群データの中に前記設計データに存在しない部位が検出されると異常である旨を判定するエラー判定手段と、を備え、前記点群解析手段は、前記建物の基礎の立ち上がり部の少なくとも一つについて、当該立ち上がり部の上面を基準として、高さ方向について前記上面より上方側に位置する点群を解析することによって当該上面から上方に突出するアンカーボルトの位置を推定し、前記エラー判定手段は、前記点群解析手段によって推定された前記アンカーボルトの位置が、前記設計データに示される当該アンカーボルトの位置と合致しない位置に存在する場合、当該アンカーボルトが異常である旨を判定する、ことを特徴とする検査システムが提供される。
本発明によれば、建物の基礎を検査する検査システムであって、前記建物の基礎をレーザースキャナで測定して得られる三次元点群データと、前記建物の基礎に関する設計データと、を取得するデータ取得手段と、前記三次元点群データに含まれる点群を解析して、前記建物の基礎に含まれる特定部位の縁と推定される基準線を求める点群解析手段と、前記点群解析手段によって求められた前記基準線を前記設計データにおける前記特定部位の位置データに合致させることによって前記設計データに対して前記三次元点群データを照合させ、前記三次元点群データの中に前記設計データに示される位置と合致しない位置に存在する部位が検出される又は前記三次元点群データの中に前記設計データに存在しない部位が検出されると異常である旨を判定するエラー判定手段と、を備え、前記点群解析手段は、前記建物の基礎の立ち上がり部の少なくとも一つについて、当該立ち上がり部の上面を基準として、高さ方向について前記上面より上方側に位置する点群を解析することによって当該上面から上方に突出するアンカーボルトの位置を推定し、前記エラー判定手段は、前記点群解析手段によって推定された前記アンカーボルトの位置が、前記設計データに示される当該アンカーボルトの位置と合致しない位置に存在する場合、当該アンカーボルトが異常である旨を判定する、ことを特徴とする検査システムが提供される。
本発明によれば、建物基礎の検査業務を高い精度で行いつつ、その検査業務の効率化を図りうる検査システムが提供される。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
＜建物基礎検査システム１００の概要＞
まず、図１～図３を用いて、建物基礎検査システム１００の概要について説明する。
図１は、検査対象である建物基礎の斜視図である。
図２は、図１の建物基礎を計測するレーザースキャナの配置を示す図である。
図３は、建物基礎検査システム１００のブロック図である。
まず、図１～図３を用いて、建物基礎検査システム１００の概要について説明する。
図１は、検査対象である建物基礎の斜視図である。
図２は、図１の建物基礎を計測するレーザースキャナの配置を示す図である。
図３は、建物基礎検査システム１００のブロック図である。
図１に示すように、建物基礎１０に対し複数のアンカーボルトＡが埋設されている。本実施形態において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向と説明する場合は、図１に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のことである。
図１に示すように、アンカーボルトＡを建物基礎１０の上面１０ａに対してＺ軸上方向に突出させて埋設する。ここで、図１に示すように、建物基礎１０の上面１０ａに相当するアンカーボルトＡの位置をアンカーボルトＡの基部Ａａとする。
また、図１には、１つにのみアンカーボルトＡとして符号を付しているが、同様の形状のものは全てアンカーボルトＡである。言い換えれば、本明細書においてアンカーボルトＡとは、建物基礎１０に埋設されているアンカーボルトの総称である。また、他の図面についても特に言及しない限り同様である。
図１に示すように、アンカーボルトＡを建物基礎１０の上面１０ａに対してＺ軸上方向に突出させて埋設する。ここで、図１に示すように、建物基礎１０の上面１０ａに相当するアンカーボルトＡの位置をアンカーボルトＡの基部Ａａとする。
また、図１には、１つにのみアンカーボルトＡとして符号を付しているが、同様の形状のものは全てアンカーボルトＡである。言い換えれば、本明細書においてアンカーボルトＡとは、建物基礎１０に埋設されているアンカーボルトの総称である。また、他の図面についても特に言及しない限り同様である。
図２は、建物基礎１０を計測するレーザースキャナ２００の配置を示している。
図２に示すように、レーザースキャナ２００は地上に配置される、いわゆる地上型のレーザースキャナである。レーザースキャナ２００の配置は、建物基礎１０を計測する為に適した位置を適宜選択すればよく、図２では建物基礎１０の外側に配置することを例示したが、建物基礎１０の内側に配置してもよい。
なお、本発明の実施に用いるレーザースキャナは、必ずしも地上型のレーザースキャナである必要はなく、無人航空機に搭載させて空中からレーザービームを照査する形式のものであってもよい。
図２に示すように、レーザースキャナ２００は地上に配置される、いわゆる地上型のレーザースキャナである。レーザースキャナ２００の配置は、建物基礎１０を計測する為に適した位置を適宜選択すればよく、図２では建物基礎１０の外側に配置することを例示したが、建物基礎１０の内側に配置してもよい。
なお、本発明の実施に用いるレーザースキャナは、必ずしも地上型のレーザースキャナである必要はなく、無人航空機に搭載させて空中からレーザービームを照査する形式のものであってもよい。
図３は、建物基礎検査システム１００のブロック図である。
建物基礎検査システム１００は、後述する各種の処理を実行可能な情報処理端末である。なお、図示してはいないが、建物基礎検査システム１００は、キーボード、ポインティングデバイスなどの入力装置、演算処理装置、記憶部等を備えている。
表示手段３００は、建物基礎検査システム１００によって制御されるディスプレイ装置である。
建物基礎検査システム１００は、後述する各種の処理を実行可能な情報処理端末である。なお、図示してはいないが、建物基礎検査システム１００は、キーボード、ポインティングデバイスなどの入力装置、演算処理装置、記憶部等を備えている。
表示手段３００は、建物基礎検査システム１００によって制御されるディスプレイ装置である。
建物基礎検査システム１００は、データ取得手段１１０、点群解析手段１２０、エラー判定手段１３０、及び表示制御手段１４０を備えている。
データ取得手段１１０は、建物基礎１０をレーザースキャナ２００で測定して得られる三次元点群データと、建物基礎１０に関する設計データと、を取得する。
点群解析手段１２０は、三次元点群データに含まれる点群を解析して、建物基礎１０に含まれる特定部位の縁（例えば、建物基礎１０の立ち上がり部のエッジ）と推定される基準線を求める。
エラー判定手段１３０は、点群解析手段１２０によって求められた基準線を設計データにおける特定部位の位置データに合致させることによって設計データに対して三次元点群データを照合させてエラー判定を行う。エラー判定手段１３０がエラーと判定する条件には、（イ）三次元点群データの中に設計データに示される位置と合致しない位置に存在する部位が検出されること、（ロ）三次元点群データの中に設計データに存在しない部位が検出されること、等が挙げられる。
表示制御手段１４０は、上記の三次元点群データや設計データを表示手段３００に表示させたり、エラー判定手段１３０によって判定されたエラーに関する表示を表示手段３００に表示させたり、することができる。
なお、図１では、表示手段３００は、建物基礎検査システム１００に包含されない外部構成として説明するが、本発明の検査システムに包含される内部構成としてもよい。
データ取得手段１１０は、建物基礎１０をレーザースキャナ２００で測定して得られる三次元点群データと、建物基礎１０に関する設計データと、を取得する。
点群解析手段１２０は、三次元点群データに含まれる点群を解析して、建物基礎１０に含まれる特定部位の縁（例えば、建物基礎１０の立ち上がり部のエッジ）と推定される基準線を求める。
エラー判定手段１３０は、点群解析手段１２０によって求められた基準線を設計データにおける特定部位の位置データに合致させることによって設計データに対して三次元点群データを照合させてエラー判定を行う。エラー判定手段１３０がエラーと判定する条件には、（イ）三次元点群データの中に設計データに示される位置と合致しない位置に存在する部位が検出されること、（ロ）三次元点群データの中に設計データに存在しない部位が検出されること、等が挙げられる。
表示制御手段１４０は、上記の三次元点群データや設計データを表示手段３００に表示させたり、エラー判定手段１３０によって判定されたエラーに関する表示を表示手段３００に表示させたり、することができる。
なお、図１では、表示手段３００は、建物基礎検査システム１００に包含されない外部構成として説明するが、本発明の検査システムに包含される内部構成としてもよい。
ここで、「設計データ」とは、検査対象となる建物基礎１０に含まれる各構成要素の形状や位置等を示すデータであって、人間の設計行為によって生成されたもの（人間がコンピュータを設計ツールとして用いて生成されたものを含む）をいう。「設計データ」は、二次元で表現される形式のものであってもよいし、三次元で表現される形式のものであってもよい。
ここで「三次元点群データ」とは、レーザースキャナ２００の計測結果を示すデータであり、検査対象となる建物基礎１０に含まれる各構成要素の形状や位置等を三次元空間上に表現するデータである。
ここで「基準線」とは、点群解析手段１２０による三次元点群データの解析に基づいて算出される直線であり、建物基礎１０に含まれる特定部位の縁として推定される位置である。「基準線」は、演算処理によって算出される推定位置（計算上の位置）に過ぎず、三次元点群データに含まれる各点群が示す位置（実測上の位置）とは必ずしも一致しない。
ここで「特定部位」とは、建物基礎１０の全体のうち特定の位置を示す部分をいう。
ここで「三次元点群データ」とは、レーザースキャナ２００の計測結果を示すデータであり、検査対象となる建物基礎１０に含まれる各構成要素の形状や位置等を三次元空間上に表現するデータである。
ここで「基準線」とは、点群解析手段１２０による三次元点群データの解析に基づいて算出される直線であり、建物基礎１０に含まれる特定部位の縁として推定される位置である。「基準線」は、演算処理によって算出される推定位置（計算上の位置）に過ぎず、三次元点群データに含まれる各点群が示す位置（実測上の位置）とは必ずしも一致しない。
ここで「特定部位」とは、建物基礎１０の全体のうち特定の位置を示す部分をいう。
建物基礎１０を検査するにあたって、設計データ（設計上の建物基礎１０の形状や位置）と計測データ（実測上の建物基礎１０の形状や位置）とを照合する基準として特定部位の縁（エッジ）や角（コーナー）を用いることが一般的である。
しかしながら、レーザースキャナ２００による計測は、対象となる建物基礎１０を点群の集合体として捕捉するという原理上、特定部位の縁を直線として捕捉しがたく、その交点である特定部位の角の計測精度が粗くなりがちである。
このような課題を解決するべく、建物基礎検査システム１００は、点群解析手段１２０によって推定された基準線を設計データと三次元点群データの照合に用いる。これにより、比較的高い精度で設計データと三次元点群データを照らし合わせることができ、正確に位置ズレ等の異常を検出することができる。
しかしながら、レーザースキャナ２００による計測は、対象となる建物基礎１０を点群の集合体として捕捉するという原理上、特定部位の縁を直線として捕捉しがたく、その交点である特定部位の角の計測精度が粗くなりがちである。
このような課題を解決するべく、建物基礎検査システム１００は、点群解析手段１２０によって推定された基準線を設計データと三次元点群データの照合に用いる。これにより、比較的高い精度で設計データと三次元点群データを照らし合わせることができ、正確に位置ズレ等の異常を検出することができる。
＜建物基礎１０の検査作業の流れについて＞
続いて、図４～図９を用いて建物基礎１０の検査作業の流れを説明する。
図４は、建物基礎１０の検査手順を示すフロチャートである。
図５は、立ち上がり部１１に関する三次元点群データを側方側から視た模式図である。
図６は、立ち上がり部１１に関する三次元点群データを上方側から視た模式図である。
図７は、ステップＳ３０とステップＳ４０の処理結果を示す図である。
図８は、設計データに基づく建物基礎１０の上面図である。
図９は、ステップＳ５０における照合結果を示す図である。
続いて、図４～図９を用いて建物基礎１０の検査作業の流れを説明する。
図４は、建物基礎１０の検査手順を示すフロチャートである。
図５は、立ち上がり部１１に関する三次元点群データを側方側から視た模式図である。
図６は、立ち上がり部１１に関する三次元点群データを上方側から視た模式図である。
図７は、ステップＳ３０とステップＳ４０の処理結果を示す図である。
図８は、設計データに基づく建物基礎１０の上面図である。
図９は、ステップＳ５０における照合結果を示す図である。
＜建物基礎１０の計測（ステップＳ１０）＞
先ず、建物基礎１０の検査作業者は、レーザースキャナ２００を用いて、建物基礎１０をスキャニングし、各部位の形状や位置を計測する。その計測結果は、三次元点群データとして生成される。
レーザースキャナ２００によって生成された三次元点群データは、レーザースキャナ２００から直接的に又は他の装置を介して間接的に、建物基礎検査システム１００（データ取得手段１１０）によって取得される。
先ず、建物基礎１０の検査作業者は、レーザースキャナ２００を用いて、建物基礎１０をスキャニングし、各部位の形状や位置を計測する。その計測結果は、三次元点群データとして生成される。
レーザースキャナ２００によって生成された三次元点群データは、レーザースキャナ２００から直接的に又は他の装置を介して間接的に、建物基礎検査システム１００（データ取得手段１１０）によって取得される。
＜立ち上がり部の上面の特定（ステップＳ２０）＞
建物基礎検査システム１００（点群解析手段１２０）は、取得した三次元点群データを解析して、その三次元空間上における各立ち上がり部の上面の位置を特定する。
ここでは、モデルケースとして、レーザースキャナ２００の近傍に存在する立ち上がり部１１の上面１１ａを特定したものとする。本実施形態では、建物基礎１０の上面１０ａを平面（建物基礎１０を構成する全ての立ち上がり部の上面が同じ高さ）であるものと見做し、ステップＳ２０において特定した立ち上がり部１１の上面１１ａは、建物基礎１０の上面１０ａと一体であるものとして、以下説明する。
実際には、立ち上がり部によって異なる高さの上面を有する建物基礎も存在するが、このような建物基礎の検査においては、立ち上がり部ごとに上面を特定する必要がある。
建物基礎検査システム１００（点群解析手段１２０）は、取得した三次元点群データを解析して、その三次元空間上における各立ち上がり部の上面の位置を特定する。
ここでは、モデルケースとして、レーザースキャナ２００の近傍に存在する立ち上がり部１１の上面１１ａを特定したものとする。本実施形態では、建物基礎１０の上面１０ａを平面（建物基礎１０を構成する全ての立ち上がり部の上面が同じ高さ）であるものと見做し、ステップＳ２０において特定した立ち上がり部１１の上面１１ａは、建物基礎１０の上面１０ａと一体であるものとして、以下説明する。
実際には、立ち上がり部によって異なる高さの上面を有する建物基礎も存在するが、このような建物基礎の検査においては、立ち上がり部ごとに上面を特定する必要がある。
＜立ち上がり部１１のエッジ解析（ステップＳ３０）＞
続いて、建物基礎検査システム１００（点群解析手段１２０）は、ステップＳ２０で特定した立ち上がり部１１の上面１１ａを基準として、高さ方向について上面１１ａより下方側に所定寸法内（図５においてハッチングで示す領域Ｒ１）に収まる点群を解析することによって立ち上がり部１１の縁（エッジ）の位置を推定し、推定した立ち上がり部１１の縁の位置を基準線Ｌ１（図６において太線で示す部分）として求める。
上述のように、建物基礎検査システム１００は、上面１１ａと同じ高さの点群に限らず、その下方側に所定寸法分の領域Ｒ１に存在する点群もエッジ解析の対象に含める。これにより、建物基礎検査システム１００は、領域Ｒ１に存在する点群から立ち上がり部１１の側面が特定でき、その側面と上面１１ａとを交差させて生じる直線を立ち上がり部１１の縁として推定することができる。
図５には、上記の所定寸法が１０ｃｍであるものとして図示したが、立ち上がり部１１の高さ寸法未満であればよく、その値に限定されるものではない。
続いて、建物基礎検査システム１００（点群解析手段１２０）は、ステップＳ２０で特定した立ち上がり部１１の上面１１ａを基準として、高さ方向について上面１１ａより下方側に所定寸法内（図５においてハッチングで示す領域Ｒ１）に収まる点群を解析することによって立ち上がり部１１の縁（エッジ）の位置を推定し、推定した立ち上がり部１１の縁の位置を基準線Ｌ１（図６において太線で示す部分）として求める。
上述のように、建物基礎検査システム１００は、上面１１ａと同じ高さの点群に限らず、その下方側に所定寸法分の領域Ｒ１に存在する点群もエッジ解析の対象に含める。これにより、建物基礎検査システム１００は、領域Ｒ１に存在する点群から立ち上がり部１１の側面が特定でき、その側面と上面１１ａとを交差させて生じる直線を立ち上がり部１１の縁として推定することができる。
図５には、上記の所定寸法が１０ｃｍであるものとして図示したが、立ち上がり部１１の高さ寸法未満であればよく、その値に限定されるものではない。
図６に示すとおり、建物基礎検査システム１００は、レーザースキャナ２００に対向する面側（立ち上がり部１１においては図６の左側、立ち上がり部１２については図６の上側）の縁についてエッジ解析が可能である。一方、建物基礎検査システム１００は、上記の反対側（立ち上がり部１１においては図６の右側、立ち上がり部１２については図６の下側）の縁についてエッジ解析が困難である。なぜならば、レーザースキャナ２００から照射したレーザービームは、レーザースキャナ２００に対向しない側の面には当たらないので、その面から得られる三次元点群データがほぼ無いからである。
また、同様の理由で、レーザースキャナ２００に対向する面であっても、解析対象となる点群が比較的少ない領域（縁の長さが短い箇所の下方領域等）については、エッジ解析を行わず、基準線を求めなくてもよい。
また、同様の理由で、レーザースキャナ２００に対向する面であっても、解析対象となる点群が比較的少ない領域（縁の長さが短い箇所の下方領域等）については、エッジ解析を行わず、基準線を求めなくてもよい。
＜アンカーボルトＡの位置解析（ステップＳ４０）＞
続いて、建物基礎検査システム１００（点群解析手段１２０）は、ステップＳ２０で特定した立ち上がり部１１の上面１１ａを基準として、高さ方向について上面１１ａより上方側に位置する点群を解析することによって上面１１ａから上方に突出するアンカーボルトＡの位置を推定する。
図５及び図６には、アンカーボルトＡ１～Ａ５を対象として、レーザースキャナ２００が計測した点群を模式的に示している。これらに図示するように、アンカーボルトＡ１～Ａ５は実際には細い柱状であるが、レーザースキャナ２００によって計測された点群は実態より広範囲に拡散しているようになることが多々ある。特に、レーザースキャナ２００から遠い位置のアンカーボルトＡであるほど、そのようになる傾向が強い。
建物基礎検査システム１００は、上記のように実態より拡散した点群からアンカーボルトＡ１～Ａ５の位置を推定する為に、高さ方向について上面１１ａより上方側に位置し且つ平面方向について上面１１ａの範囲内に収まる点群の中から一塊と見做せる点群を別々のアンカーボルトＡに対応する点群として抽出する。そして、アンカーボルトＡごとに対応する点群のそれぞれの位置から重心を求め、求めた重心をアンカーボルトＡの位置として推定する。なお、本明細書において重心とは、幾何中心と同義として用いる。
続いて、建物基礎検査システム１００（点群解析手段１２０）は、ステップＳ２０で特定した立ち上がり部１１の上面１１ａを基準として、高さ方向について上面１１ａより上方側に位置する点群を解析することによって上面１１ａから上方に突出するアンカーボルトＡの位置を推定する。
図５及び図６には、アンカーボルトＡ１～Ａ５を対象として、レーザースキャナ２００が計測した点群を模式的に示している。これらに図示するように、アンカーボルトＡ１～Ａ５は実際には細い柱状であるが、レーザースキャナ２００によって計測された点群は実態より広範囲に拡散しているようになることが多々ある。特に、レーザースキャナ２００から遠い位置のアンカーボルトＡであるほど、そのようになる傾向が強い。
建物基礎検査システム１００は、上記のように実態より拡散した点群からアンカーボルトＡ１～Ａ５の位置を推定する為に、高さ方向について上面１１ａより上方側に位置し且つ平面方向について上面１１ａの範囲内に収まる点群の中から一塊と見做せる点群を別々のアンカーボルトＡに対応する点群として抽出する。そして、アンカーボルトＡごとに対応する点群のそれぞれの位置から重心を求め、求めた重心をアンカーボルトＡの位置として推定する。なお、本明細書において重心とは、幾何中心と同義として用いる。
図６に、アンカーボルトＡ１～Ａ５に対応する点群に重畳して図示する十字線は、その大きさが点群の存在範囲を示しており、その交点が各々の点群の重心を表している。建物基礎検査システム１００は、十字線で示す範囲の点群各々の重心をアンカーボルトＡ１～Ａ５の位置として推定する。
図６からも明らかであるように、アンカーボルトＡに対応する点群が存在する範囲は、アンカーボルトＡごとに異なり、画一的にはならない。
図６からも明らかであるように、アンカーボルトＡに対応する点群が存在する範囲は、アンカーボルトＡごとに異なり、画一的にはならない。
なお、上記のように、アンカーボルトＡに対応する点群が存在する範囲の重心を、そのアンカーボルトＡの位置として推定する手法は一具体例に過ぎず、他の手法によってアンカーボルトＡの位置を推定してもよい。
＜三次元点群データと設計データの照合（ステップＳ５０）＞
図７は、建物基礎１０の全体に関する三次元点群データに対してステップＳ３０の処理を行うことによって求められた基準線Ｌ１～Ｌ１６を図示している。また、図７は、基準線Ｌ３と基準線Ｌ４の交差点Ｃ１、基準線Ｌ５と基準線Ｌ６の交差点Ｃ２、基準線Ｌ８と基準線Ｌ９の交差点Ｃ３、基準線Ｌ１０と基準線Ｌ１１の交差点Ｃ４、基準線Ｌ１２と基準線Ｌ１３の交差点Ｃ５、基準線Ｌ１５と基準線Ｌ１６の交差点Ｃ６、をそれぞれ図示している。また、図７は、建物基礎１０の全体に関する三次元点群データに対してステップＳ４０の処理を行うことによって求められたアンカーボルトＡの推定位置を図示している。なお、説明の便宜上、アンカーボルトＡ６～Ａ８の推定位置にのみ符号を付している。
基準線Ｌ１や基準線Ｌ２のように他の基準線と交わらないものであっても、三次元点群データと設計データを照合させる基準となり得る。しかしながら、基準線Ｌ３や基準線Ｌ４のように複数の基準線が互いに交わり合うものの交差点Ｃ１を基準とした方が、三次元点群データと設計データを照合する処理により適している。交差点Ｃ１の一点が合致させることができれば、基準線Ｌ３や基準線Ｌ４の双方が合致することと概ね同じであり、ステップＳ５０の処理の簡便化を図ることができるからである。
図７は、建物基礎１０の全体に関する三次元点群データに対してステップＳ３０の処理を行うことによって求められた基準線Ｌ１～Ｌ１６を図示している。また、図７は、基準線Ｌ３と基準線Ｌ４の交差点Ｃ１、基準線Ｌ５と基準線Ｌ６の交差点Ｃ２、基準線Ｌ８と基準線Ｌ９の交差点Ｃ３、基準線Ｌ１０と基準線Ｌ１１の交差点Ｃ４、基準線Ｌ１２と基準線Ｌ１３の交差点Ｃ５、基準線Ｌ１５と基準線Ｌ１６の交差点Ｃ６、をそれぞれ図示している。また、図７は、建物基礎１０の全体に関する三次元点群データに対してステップＳ４０の処理を行うことによって求められたアンカーボルトＡの推定位置を図示している。なお、説明の便宜上、アンカーボルトＡ６～Ａ８の推定位置にのみ符号を付している。
基準線Ｌ１や基準線Ｌ２のように他の基準線と交わらないものであっても、三次元点群データと設計データを照合させる基準となり得る。しかしながら、基準線Ｌ３や基準線Ｌ４のように複数の基準線が互いに交わり合うものの交差点Ｃ１を基準とした方が、三次元点群データと設計データを照合する処理により適している。交差点Ｃ１の一点が合致させることができれば、基準線Ｌ３や基準線Ｌ４の双方が合致することと概ね同じであり、ステップＳ５０の処理の簡便化を図ることができるからである。
図８は、設計データに基づく建物基礎１０の上面図である。なお、図８に図示されているアンカーボルトＡの位置は、設計データ上は各アンカーボルトＡの基部Ａａの位置として定められている位置である。
また、図８は、角部Ｃ'１～Ｃ'６が図示されている。おり、角部Ｃ'１～Ｃ'６のそれぞれは、図７に図示されている交差点Ｃ１～Ｃ６に対応しており、三次元点群データと設計データの照合の基準点となる。
また、図８は、角部Ｃ'１～Ｃ'６が図示されている。おり、角部Ｃ'１～Ｃ'６のそれぞれは、図７に図示されている交差点Ｃ１～Ｃ６に対応しており、三次元点群データと設計データの照合の基準点となる。
ところで、三次元点群データに含まれる各点の位置情報は、レーザースキャナ２００（正確には、レーザービームの光源）を原点として角度θと距離ｒによって表現されるものである。一方、図８に示す上面図はＸＹ座標で表現されるものである。
従って、三次元点群データと設計データの照合（ステップＳ５０の処理）を実行する事前に、三次元点群データ及び三次元点群データから求められた交差点Ｃ１～Ｃ６やアンカーボルトＡの推定位置についても、ＸＹ座標で表現可能な形式とすることが好ましい。
従って、三次元点群データと設計データの照合（ステップＳ５０の処理）を実行する事前に、三次元点群データ及び三次元点群データから求められた交差点Ｃ１～Ｃ６やアンカーボルトＡの推定位置についても、ＸＹ座標で表現可能な形式とすることが好ましい。
建物基礎検査システム１００（エラー判定手段１３０）は、図７に図示する交差点Ｃ１～Ｃ６と、図８に図示する角部Ｃ'１～Ｃ'６と、を合致させることによって、三次元点群データと設計データとを照合させる。図９は、その照合結果を示している。
図９から明らかであるように、アンカーボルトＡ６～Ａ８の３つについては、ステップＳ４０の処理によって推定された位置と設計上のアンカーボルトの位置とが合致しない。このような場合、建物基礎検査システム１００（エラー判定手段１３０）は、アンカーボルトＡ６～Ａ８の３つについて異常である旨を判定する。
また、建物基礎検査システム１００（表示制御手段１４０）が、表示手段３００に照合結果を表示させる際には、異常と判定されたアンカーボルトＡ６～Ａ８の３つについては、図９に示すようにアラート表示（正常なアンカーボルトとは識別可能な表示）を付加することが好ましい。
図９から明らかであるように、アンカーボルトＡ６～Ａ８の３つについては、ステップＳ４０の処理によって推定された位置と設計上のアンカーボルトの位置とが合致しない。このような場合、建物基礎検査システム１００（エラー判定手段１３０）は、アンカーボルトＡ６～Ａ８の３つについて異常である旨を判定する。
また、建物基礎検査システム１００（表示制御手段１４０）が、表示手段３００に照合結果を表示させる際には、異常と判定されたアンカーボルトＡ６～Ａ８の３つについては、図９に示すようにアラート表示（正常なアンカーボルトとは識別可能な表示）を付加することが好ましい。
なお、本実施形態では、設計データと比較して異常のアンカーボルトＡ６～Ａ８については、建物基礎１０の上面図にアラート表示を付加するようにしたが、建物基礎１０の上面図とは分けて一覧形式でエラーを表示させてもよいし、これらの表示に代えて又は追加して音声によるエラー報知を行ってもよい。
上述の実施形態は、上述の説明に限定されるものではなく、種々の変形、改良等が可能である。
＜付記＞
本実施形態は、次のような技術思想を包含する。
（１）建物の基礎を検査する検査システムであって、建物の基礎をレーザースキャナで測定して得られる三次元点群データと、建物の基礎に関する設計データと、を取得するデータ取得手段と、三次元点群データに含まれる点群を解析して、建物の基礎に含まれる特定部位の縁と推定される基準線を求める点群解析手段と、点群解析手段によって求められた基準線を設計データにおける特定部位の位置データに合致させることによって設計データに対して三次元点群データを照合させ、三次元点群データの中に設計データに示される位置と合致しない位置に存在する部位が検出される又は三次元点群データの中に設計データに存在しない部位が検出されると異常である旨を判定するエラー判定手段と、を備える検査システム。
（２）点群解析手段は、建物の基礎の立ち上がり部について、当該立ち上がり部の上面を基準として、高さ方向について上面より下方側に所定寸法内に収まる点群を解析することによって当該立ち上がり部の縁の位置を推定し、推定した当該立ち上がり部の縁の位置を基準線として求め、所定寸法が、当該立ち上がり部の高さ寸法未満である、（１）に記載の検査システム。
（３）点群解析手段は、建物の基礎の立ち上がり部について、複数方向の基準線を求め、エラー判定手段は、点群解析手段によって求められた複数方向の基準線の交差点の位置と、設計データにおける当該立ち上がり部の隅部の位置と、を合致させることによって設計データに対して三次元点群データを照合させる、（１）又は（２）に記載の検査システム。
（４）点群解析手段は、建物の基礎の立ち上がり部の少なくとも一つについて、当該立ち上がり部の上面を基準として、高さ方向について上面より上方側に位置する点群を解析することによって当該上面から上方に突出するアンカーボルトの位置を推定し、エラー判定手段は、点群解析手段によって推定されたアンカーボルトの位置が、設計データに示される当該アンカーボルトの位置と合致しない位置に存在する場合、当該アンカーボルトが異常である旨を判定する、（１）から（３）のいずれか一つに記載の検査システム。
（５）点群解析手段は、上面を基準として、高さ方向について上面より上方側に位置し且つ平面方向について上面の範囲内に収まる点群について、平面方向における各点の位置から重心を求め、求めた重心をアンカーボルトの位置として推定する、（４）に記載の検査システム。
本実施形態は、次のような技術思想を包含する。
（１）建物の基礎を検査する検査システムであって、建物の基礎をレーザースキャナで測定して得られる三次元点群データと、建物の基礎に関する設計データと、を取得するデータ取得手段と、三次元点群データに含まれる点群を解析して、建物の基礎に含まれる特定部位の縁と推定される基準線を求める点群解析手段と、点群解析手段によって求められた基準線を設計データにおける特定部位の位置データに合致させることによって設計データに対して三次元点群データを照合させ、三次元点群データの中に設計データに示される位置と合致しない位置に存在する部位が検出される又は三次元点群データの中に設計データに存在しない部位が検出されると異常である旨を判定するエラー判定手段と、を備える検査システム。
（２）点群解析手段は、建物の基礎の立ち上がり部について、当該立ち上がり部の上面を基準として、高さ方向について上面より下方側に所定寸法内に収まる点群を解析することによって当該立ち上がり部の縁の位置を推定し、推定した当該立ち上がり部の縁の位置を基準線として求め、所定寸法が、当該立ち上がり部の高さ寸法未満である、（１）に記載の検査システム。
（３）点群解析手段は、建物の基礎の立ち上がり部について、複数方向の基準線を求め、エラー判定手段は、点群解析手段によって求められた複数方向の基準線の交差点の位置と、設計データにおける当該立ち上がり部の隅部の位置と、を合致させることによって設計データに対して三次元点群データを照合させる、（１）又は（２）に記載の検査システム。
（４）点群解析手段は、建物の基礎の立ち上がり部の少なくとも一つについて、当該立ち上がり部の上面を基準として、高さ方向について上面より上方側に位置する点群を解析することによって当該上面から上方に突出するアンカーボルトの位置を推定し、エラー判定手段は、点群解析手段によって推定されたアンカーボルトの位置が、設計データに示される当該アンカーボルトの位置と合致しない位置に存在する場合、当該アンカーボルトが異常である旨を判定する、（１）から（３）のいずれか一つに記載の検査システム。
（５）点群解析手段は、上面を基準として、高さ方向について上面より上方側に位置し且つ平面方向について上面の範囲内に収まる点群について、平面方向における各点の位置から重心を求め、求めた重心をアンカーボルトの位置として推定する、（４）に記載の検査システム。
１００ 建物基礎検査システム
１１０ データ取得手段
１２０ 点群解析手段
１３０ エラー判定手段
１４０ 表示制御手段
２００ レーザースキャナ
３００ 表示手段
１０ 建物基礎
１１、１２ 立ち上がり部
Ａ、Ａ１～Ａ８ アンカーボルト
Ｃ１～Ｃ６ 交差点
Ｌ１～Ｌ１６ 基準線
Ｒ１ 領域
１１０ データ取得手段
１２０ 点群解析手段
１３０ エラー判定手段
１４０ 表示制御手段
２００ レーザースキャナ
３００ 表示手段
１０ 建物基礎
１１、１２ 立ち上がり部
Ａ、Ａ１～Ａ８ アンカーボルト
Ｃ１～Ｃ６ 交差点
Ｌ１～Ｌ１６ 基準線
Ｒ１ 領域
Claims (3)
- 建物の基礎を検査する検査システムであって、
前記建物の基礎をレーザースキャナで測定して得られる三次元点群データと、前記建物の基礎に関する設計データと、を取得するデータ取得手段と、
前記三次元点群データに含まれる点群を解析して、前記建物の基礎に含まれる特定部位の縁と推定される基準線を求める点群解析手段と、
前記点群解析手段によって求められた前記基準線を前記設計データにおける前記特定部位の位置データに合致させることによって前記設計データに対して前記三次元点群データを照合させ、前記三次元点群データの中に前記設計データに示される位置と合致しない位置に存在する部位が検出される又は前記三次元点群データの中に前記設計データに存在しない部位が検出されると異常である旨を判定するエラー判定手段と、
を備え、
前記点群解析手段は、前記建物の基礎の立ち上がり部について、当該立ち上がり部の上面を基準として、高さ方向について前記上面より下方側に所定寸法内に収まる点群を解析することによって当該立ち上がり部の縁の位置を推定し、推定した当該立ち上がり部の縁の位置を前記基準線として求め、
前記所定寸法が、当該立ち上がり部の高さ寸法未満である、
ことを特徴とする検査システム。 - 建物の基礎を検査する検査システムであって、
前記建物の基礎をレーザースキャナで測定して得られる三次元点群データと、前記建物の基礎に関する設計データと、を取得するデータ取得手段と、
前記三次元点群データに含まれる点群を解析して、前記建物の基礎に含まれる特定部位の縁と推定される基準線を求める点群解析手段と、
前記点群解析手段によって求められた前記基準線を前記設計データにおける前記特定部位の位置データに合致させることによって前記設計データに対して前記三次元点群データを照合させ、前記三次元点群データの中に前記設計データに示される位置と合致しない位置に存在する部位が検出される又は前記三次元点群データの中に前記設計データに存在しない部位が検出されると異常である旨を判定するエラー判定手段と、
を備え、
前記点群解析手段は、前記建物の基礎の立ち上がり部の少なくとも一つについて、当該立ち上がり部の上面を基準として、高さ方向について前記上面より上方側に位置する点群を解析することによって当該上面から上方に突出するアンカーボルトの位置を推定し、
前記エラー判定手段は、前記点群解析手段によって推定された前記アンカーボルトの位置が、前記設計データに示される当該アンカーボルトの位置と合致しない位置に存在する場合、当該アンカーボルトが異常である旨を判定する、
ことを特徴とする検査システム。 - 前記点群解析手段は、前記上面を基準として、高さ方向について前記上面より上方側に位置し且つ平面方向について前記上面の範囲内に収まる点群について、平面方向における各点の位置から重心を求め、求めた重心を前記アンカーボルトの位置として推定する、
請求項２に記載の検査システム。
Priority Applications (1)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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| JP2005213972A (ja) | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Taisei Corp | 施工管理システム及び施工管理方法 |
| JP2006349578A (ja) | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Taisei Corp | 出来型確認システム及び方法並びにプログラム |
| JP2012003435A (ja) | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Shinsei Sokuryo Co Ltd | 三次元データ管理システム |
| JP2017204222A (ja) | 2016-05-13 | 2017-11-16 | 株式会社トプコン | 管理装置、管理方法および管理用プログラム |
| JP2020042329A (ja) | 2018-09-06 | 2020-03-19 | 株式会社ユニックス | 建築用資材プレ加工システム及び建築用資材プレ加工方法 |
-
2020
- 2020-03-30 JP JP2020060938A patent/JP7411930B2/ja active Active
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