JP7444839B2 - 位置計測方法、位置計測装置、及び、位置計測用治具 - Google Patents

Description

本開示は、位置計測方法、位置計測装置、及び、位置計測用治具に関する。

建屋の壁面、床、天井等には、様々な目的のために金物部材のような埋込部材が設けられることがある。例えば鉄筋コンクリート製建屋の建造時には、これらの埋込部材は、壁面、床、天井等の平面に沿って張り巡らされた基礎となる鉄筋に対してコンクリートを施工する前に、予め設計された位置に取り付けられる。埋込部材の取付位置は、従来、作業員の人手によって計測されることで確認・検査がなされていたが、計測結果が作業員の技量によって左右されやすく、良好な精度を得ることが難しかった。

このような埋め込まれた計測対象物の計測精度を向上させるためのツールとして、計測対象物を含む画像をカメラで撮影し、その画像を解析することにより計測対象物の位置を計測可能な装置が知られている。例えば特許文献１には、ラインカメラで計測点を撮影した画像を解析することにより、計測点の座標を演算的に求める技術が開示されている。

特開２００６－２５８４８６号公報

前述の特許文献１のような画像解析に基づく位置計測では、計測対象物が設置された計測対象面（建屋の壁面、床面、天井面など）に対して幾つかの基準点を設定し、これらの基準点とともに計測対象物を撮影して得られた画像を解析することで、画像に含まれる計測対象物の位置が座標変換によって求められる。このような位置計測における座標変換手法として、従来、３点法が用いられていた。３点法では、計測対象物が配置されている計測対象面に対して、３つの基準点が設定される。３つの基準点のうち２つは計測対象面上に設定され、残りの１つは計測対象面に対する垂直面上に設定される。これら３つの基準点の位置は作業者によって予め計測され、計測対象物とともに撮影された画像を解析することで、当該画像に含まれる計測対象物の位置が座標変換によって求められる。しかしながら３点法では、３つの基準点の位置計測結果に少なからず誤差が生じ、また解析時に３つの基準点に基づいて異なる座標軸に存在する点から面を構成する作業が発生するため、収斂誤差が大きくなり、良好な計測精度を得ることが難しい。特に計測対象物が配置される計測対象面が広範囲にわたると、その誤差による影響が大きくなる。

本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、計測対象面に配置された計測対象物の位置を良好な精度で計測可能な位置計測方法、位置計測装置、及び、位置計測用治具を提供することを目的とする。

本開示の少なくとも一実施形態に係る位置計測方法は、上記課題を解決するために、
計測対象面に沿って配置された少なくとも１つの計測対象物の位置を計測するための位置計測方法であって、
前記計測対象面に対して平行な基準面、及び、前記基準面に垂直な軸基準面を特定可能に設置された少なくとも３つの位置計測用治具を、前記少なくとも１つの計測対象物とともに撮影した画像を取得する工程と、
前記画像に対応する仮想空間における前記少なくとも１つの計測対象物の位置座標を、前記基準面及び前記軸基準面に対応する座標系に変換することにより、前記少なくとも１つの計測対象物の位置を算出する工程と、
を備える。

本開示の少なくとも一実施形態に係る位置計測装置は、上記課題を解決するために、
計測対象面に沿って配置された少なくとも１つの計測対象物の位置を計測するための位置計測装置であって、
前記計測対象面に対して平行な基準面、及び、前記基準面に垂直な軸基準面を特定可能に設置された少なくとも３つの位置計測用治具を、前記少なくとも１つの計測対象物とともに撮影した画像を取得するための画像取得部と、
前記画像に対応する仮想空間における前記少なくとも１つの計測対象物の位置座標を、前記基準面及び前記軸基準面に対応する座標系に変換することにより、前記少なくとも１つの計測対象物の位置を算出するための位置算出部と、
を備える。

本開示の少なくとも一実施形態に係る位置計測用治具は、上記課題を解決するために、
計測対象面に配置された少なくとも１つの計測対象物の位置計測に用いられる位置計測用治具であって、
前記計測対象面に支持するための支持部と
前記計測対象面に支持された際に、前記少なくとも１つの計測対象物とともに撮影される方向を向くように配置されたマーカが設けられたマーカ部と、
前記マーカ部を前記支持部に対して支持するためのアーム部と、
前記計測対象面に対して設置されるレーザ墨出し器からのレーザ光を用いて、前記計測対象面に対して平行な基準面、及び、前記基準面に垂直な軸基準面を前記マーカで特定可能な位置を決定するための位置決め部と、
を備える。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、計測対象面に配置された計測対象物の位置を良好な精度で計測可能な位置計測方法、位置計測装置、及び、位置計測用治具を提供できる。

本開示の少なくとも一実施形態に係る位置計測装置の計測対象である計測対象面１を示す斜視図である。 一実施形態に係る位置計測方法を示すフローチャートである。 位置計測用治具を単体で示す斜視図である。 図１の変形例である。 図２のステップＳ４で複数回にわたって撮影が行われる場合を示す模式図である。 ３点法の説明図である。 一実施形態に係る位置計測装置の構成を示すブロック図である。 図７の位置算出部に各種情報を入力するための入力インターフェースの一例である。 図７の位置算出部に各種情報を入力するための入力インターフェースの他の例である。 図７の位置算出部に各種情報を入力するための入力インターフェースの他の例である。 図２の各ステップに対応するチェックシートの一例である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は本開示の少なくとも一実施形態に係る位置計測装置の計測対象である計測対象面１を示す斜視図である。計測対象面１は、略水平なフィールド上に立設された建屋の一部であり、図１では、鉄筋コンクリートからなる壁面を構成する鉄筋構造２を有する（図１は鉄筋構造２に対してコンクリートが施工される前の状態が示されている）。鉄筋構造２は、互いに直交するＸ方向及びＺ方向にそれぞれ沿って延在する鉄筋部材２ａ、２ｂが格子状に交差して構成され、ＸＺ面に沿った計測対象面１を構成する。

ＸＺ面に沿った鉄筋構造２上には計測対象物４が配置される。計測対象物４は、所定の厚みを有する略長方形状を有する板部材であり、鉄筋構造２に対して少なくとも１つ配置される。本実施形態では、複数の計測対象物４が鉄筋構造２上に配置されている。計測対象面１における計測対象物４の位置は、予め用意された設計情報に基づいて設定されるが、実際の位置は設計情報に対して少なからず誤差を有する。後述の位置計測装置１００は、このような計測対象面１上における計測対象物４の位置を計測する。

尚、本実施形態における計測対象面１及び計測対象物４の構成は一例に過ぎず、これに限定されない。計測対象面１は少なくとも１つの計測対象物４が配置可能な広がりを有する限りにおいて任意の構成を有することができる。また計測対象面１は、フィールドに沿った床面であってもよいし、床面の上方側に対向する天井面であってもよい。また計測対象面１は建屋の一階領域に限られず、上層階であってもよいし、下層階（地下階）に属してもよい。計測対象物４は、本実施形態では、建屋壁面に配線系とともに埋め込まれる埋込金物であるが、その形状、材料、用途等は限定されない。

続いて上記構成を有する計測対象面１に配置された計測対象物４の位置を計測するための位置計測方法について説明する。図２は一実施形態に係る位置計測方法を示すフローチャートである。

まず計測対象面１が有する基準芯６を特定する（ステップＳ１）。基準芯６は、例えば予め芯出し作業によって墨出されたものに基づいて特定可能である。

続いてステップＳ１で特定した基準芯６に基づいて、レーザ墨出し器１０を設置する（ステップＳ２）。レーザ墨出し器１０は、レーザ光を壁面、床面、天井面等に照射することにより各種基準線を特定するためのツールであり、本実施形態では、後述のステップＳ３においてＸＺ面に沿った基準面１２、及び、Ｙ軸に沿った軸基準面１４を特定するための後述の位置計測用治具１６を配置するために設置される。

レーザ墨出し器１０が設置される位置は、基準芯６に基づいて決定される。レーザ墨出し器１０は基準芯６上に直接的に設置されてもよいが、図１では、例えば基準芯６が他の壁内に位置する等の理由によって物理的にアクセス不能である場合を想定しており、基準芯６に所定の逃がし量Ｘ１を設定し、当該逃がし量Ｘ１を考慮した基準芯６´（すなわち本来の基準芯６をＸ軸に沿って逃がし量Ｘ１の分だけ平行移動してなる基準線）上にレーザ墨出し器１０が設置される。逃がし量Ｘ１は作業者によって任意に設定可能である。

またＹ軸に沿ったレーザ墨出し器１０の位置は、予め設定されるオフセット量Ｙ１によって決定される。オフセット量Ｙ１は、計測対象面１と基準面１２とのＹ方向距離に対応し、作業者によって任意に設定可能である。

続いてステップＳ２で設置したレーザ墨出し器１０を用いて、少なくとも３つの位置計測用治具１６を設置する（ステップＳ３）。位置計測用治具１６は、計測対象面１にある鉄筋構造２に対して取り付けることで、基準面１２及び軸基準面１４を特定するためのマーカを所定の位置に表示する機能を有する。

ここでステップＳ３で設置される位置計測用治具１６の具体的構成について説明する。図３は位置計測用治具１６を単体で示す斜視図である。位置計測用治具１６は、鉄筋構造２を構成する鉄筋部材２ａ、２ｂを支持するための支持部１８と、表示すべきマーカ２０が配置されたマーカ部２２と、支持部１８とマーカ部２２との間を接続するように延びるアーム部２４とを備える。

支持部１８は、位置計測用治具１６を鉄筋構造２に対して安定的に固定するためのクランプ構造を有する。鉄筋構造２は、前述のように、Ｘ方向に延びる鉄筋部材２ａと、Ｚ方向に延びる鉄筋部材２ｂとが互いに交差することで格子状に構成されているが、支持部１８はＹ軸に沿って延びるアーム部２４に対して回転可能に構成されることで、どちらの鉄筋部材２ａ、２ｂに対しても安定的に取付可能である。本実施形態の支持部１８は、板状部材が折り曲げ形成されてなる本体部１８ａと、本体部１８ａに取り付け垂れたネジ部１８ｂとを有しており、ネジ部１８ｂが作業員によって回転操作されるとネジ部１８ｂが軸方向に沿って移動することで、ネジ部１８ｂの先端に設けられた先端部１８ｃと、本体部１８ａのうち先端部１８ｃに対向する押当面１８ｄとの間に、鉄筋部材２ａ又は２ｂが挟み込まれるように支持可能になっている。このような支持部１８の構成は一例であり、これに限定されない。

マーカ部２２は、後述の撮影時に、鉄筋構造２に取り付けられた位置計測用治具の位置を示すためのマーカ２０を有する。マーカ２０は、鉄筋構造２に対して位置計測用治具１６が取り付けられた際に、撮影方向（図１においてＹ方向手前側）に対向する面上に所定のパターンとして形成される。本実施形態では、マーカは当該面上に円形状に形成されている。
尚、本実施形態のマーカ部２２は、略Ｌ字アングル形状を有する両面にマーカ２０が設けられることで、裏側から撮影する場合においてもマーカ２０を認識可能になっている。

アーム部２４は、マーカ部２２を支持部１８に対して支持するための構成であり、位置計測用治具１６が鉄筋構造２に取り付けられた際に、鉄筋構造２に対するマーカ２０のＹ軸距離がオフセット量Ｙ１に対応するように構成される。このような要件を満たす限りにおいて、アーム部２４は様々な態様を採用可能であるが、図３では、複数の棒状部材２４ａが連結部材２４ｂによって組み合わされた場合が例示されている。
尚、アーム部２４のＹ方向長さを可変にすることにより、異なるオフセット量Ｙ１に対応可能にしてもよい。

また位置計測用治具１６は、ステップＳ２で設置されたレーザ墨出し器１０からのレーザ光に基づいて設置位置を調整するための位置決め部２６が設けられる。本実施形態では、位置決め部２６として、後述の基準面１２を特定するために位置計測用治具１６が第１位置計測用治具１６ａとして鉄筋構造２に取り付けられる場合に位置決めするために用いられる第１位置決め部２６ａと、後述の軸基準面１４を特定するために位置計測用治具１６が第２位置計測用治具１６ｂとして鉄筋構造２に取り付けられる場合に位置決めするために用いられる第２位置決め部２６ｂとを有する。

第１位置決め部２６ａは、レーザ墨出し器１０から軸基準面を特定するために照射されるレーザ光を受ける位置に設けられる。本実施形態では、マーカ部２２の面上に、直線的に延在する凹状の切り欠き部として構成されており、受光したレーザ光がこのような形状に整合するように位置計測用治具１６（第１位置計測用治具１６ａ）の位置合わせに用いられる。
尚、本実施形態では、第１位置決め部２６ａはマーカ部２２の面上に互いに交差する２本の切り欠き部として設けられている。このような第１位置決め部２６ａは、図３ではマーカ部２２の表側の面上に設けられていることが示されているが、裏側にも同様に設けられていてもよい。

第２位置決め部２６ｂは、レーザ墨出し器１０から基準面１２を特定するために照射されるレーザ光を受ける位置に設けられる。本実施形態では、アーム部２４の周方向に沿って延在する凹状の切り欠き部として構成されており、受光したレーザ光がこのような形状に整合するように位置計測用治具１６（第２位置計測用治具１６ｂ）の位置合わせに用いられる。

ステップＳ３では、少なくとも３つの位置計測用治具１６が、基準面１２及び軸基準面１４を特定可能な位置にそれぞれ設置される。これらの位置計測用治具１６が設置される位置は、前述したように、各位置計測用治具１６が有する位置決め部２６を用いて行われる。図１では、基準面１２を特定するための位置計測用治具１６として３つの第１位置計測用治具１６ａ、及び、軸基準面１４を特定するための位置計測用治具１６として２つの第２位置計測用治具１６ｂがそれぞれ設置された場合が例示されている。第１位置計測用治具１６ａは、少なくとも３つ設置されることにより、各第１位置計測用治具１６ａの第２位置決め部２６ｂを通る平面として基準面１２が一義的に特定される。第２位置計測用治具１６ｂは、少なくとも２つ設置されることにより、基準面１２に垂直であり、且つ、各第２位置計測用治具１６ｂのマーカ２０を通る直線として軸基準面１４が第１位置決め部２６ａを通る平面として一義的に特定される。

このように配置される位置計測用治具１６のうち基準面１２を特定可能に配置された第１位置計測用治具１６ａは、Ｙ方向から見て、計測対象物４が配置された領域より外側に設置されてもよい。すなわち、第１位置計測用治具１６ａは計測対象面１のうち計測対象物４より外側に配置されてもよい。この場合、第１位置計測用治具１６ａによって十分に広い基準面１２を特定することができるため、良好な計測精度を得ることができる。

また、このように配置される位置計測用治具１６のうち軸基準面１４を特定可能に配置された第２位置計測用治具１６ｂは、Ｙ方向から見て、軸基準面１４に沿った間隔が、計測対象物４が配置された領域を挟むように設置されてもよい。すなわち、軸基準面１４に沿ってみた場合に、軸基準面１４上に位置する一対の第２位置計測用治具１６ｂ同士の間隔が十分広く確保されてもよい。これにより、第２位置計測用治具１６ｂによって十分に大きな軸基準面１４を特定することができるため、良好な計測精度を得ることができる。

尚、図４は図１の変形例である。この変形例では、計測対象面１に設置される少なくとも３つの位置計測用治具１６として、前述の第１位置計測用治具１６ａ及び第２位置計測用治具１６ｂを兼用するように、３つの位置計測用治具１６が設置される。この場合、３つの位置計測用治具１６は基準面１２及び軸基準面１４の両方を通るように設置される。これにより、図１のように第１位置計測用治具１６ａ及び第２位置計測用治具１６ｂをそれぞれ別に設置する場合に比べて、より少ない数の位置計測用治具１６で、基準面１２及び軸基準面１４の特定が可能となる。その結果、計測対象面１に対する位置計測用治具１６の設置作業が軽減され、より少ない作業負担で位置計測が可能となる。

尚、以下の説明では図１の位置計測用治具１６の設置例に基づいて述べるが、図４の変形例についても同様に取り扱うことができる。

続いて上記のように位置計測用治具１６が設置された計測対象面１を撮影する（ステップＳ４）。計測対象面１の撮影は、計測対象面１に対して位置計測用治具１６が設置された側（前述の図１、図４では、計測対象面に対してＹ方向手前側）から行われる。このように撮影した画像には、少なくとも１つの計測対象物４が設置された計測対象面１に加えて、計測対象面１に取り付けられた少なくとも３つの位置計測用治具１６が含まれる。

尚、ステップＳ４では、例えばカメラなどの撮像装置を用いて撮影が行われる。撮影可能な範囲が、計測対象面１より狭い場合には、複数回の撮影に分けて行われてもよい。このとき複数回の撮影は、計測対象面１に対して撮影位置をずらしながら繰り返し実施される。

図５は図２のステップＳ４で複数回にわたって撮影が行われる場合を示す模式図である。図５では、計測対象面１より小さい撮影範囲Ａ、Ｂについて複数回にわたって撮影が行われる。この場合、計測対象面１には、隣接する撮影範囲Ａ，Ｂが重複する領域に複数のコードターゲット１５が予め配置される。複数のコードターゲット１５は互いに異なっており、撮影範囲Ａ、Ｂに対応して撮影した複数の画像の各々にそれぞれ写り込む。

続いてステップＳ４で撮影した画像を取得する（ステップＳ５）。図５を参照して前述したように撮影が複数回にわたって行われた場合には、取得した複数の画像は互いにつなぎ合わされることで解析対象の画像とする。この場合、複数の画像にはそれぞれ複数のコードターゲット１５が写り込んでいるため、これらのコードターゲット１５を基準として、複数の画像のつなぎ合わせを行うことができる。

続いてステップＳ５で取得した画像を解析し（ステップＳ６）、計測対象物４の位置を座標変換して算出する（ステップＳ７）。ステップＳ６では、まず画像に含まれる位置計測用治具１６を抽出することにより、基準面１２からオフセットされた面及び軸基準面１４が特定される。図１を撮影した画像では、３つの第１位置計測用治具１６ａと２つの第２位置計測用治具１６ｂとが抽出され、３つの第１位置計測用治具１６ａの各マーカ２０に対応する３点を通る平面として基準面１２からオフセットされた面が特定されるとともに、基準面１２に垂直であり、且つ、２つの第２位置計測用治具１６ｂの各マーカ２０に対応する２点を通る直線として軸基準面１４が特定される。そしてステップＳ７では、これらの基準面１２及び軸基準面１４を用いて１軸１平面法によって、画像に含まれる計測対象物４の位置を座標変換することで、計測対象物４の位置が算出される。

ここで１軸１平面法について、３点法と比較して説明する。図６は３点法の説明図である。３点法では、計測対象物４が配置されている計測対象面１に対して、３つの基準点Ｐ１´～Ｐ３´が設定される。３つの基準点Ｐ１´～Ｐ３´のうち２つの基準点Ｐ１´、Ｐ２´は計測対象面１上に設定され、残りの１つの基準点Ｐ３´は計測対象面１に対する垂直面上に設定される。これら３つの基準点Ｐ１´～Ｐ３´の位置は作業者によって予め計測され、計測対象物４とともに撮影された画像を解析することで、当該画像に含まれる計測対象物４の位置が座標変換によって求められる。しかしながら３点法では、解析時に３つの基準点Ｐ１´～Ｐ３´に基づいて異なる座標軸に存在する点から面を構成する作業が発生するため、収斂誤差が大きくなり、良好な計測精度を得ることが難しい。特に計測対象物４が配置される計測対象面１が広範囲にわたると、その誤差による影響が大きくなる。

一方で１軸１平面法では、前述のように計測対象面１に対して配置された位置計測用治具１６のマーカに基づいて、１平面として基準面１２、及び、１軸として軸基準面１４が特定される。このように１軸１平面法では、１平面に計測時から面を構成するため、３点法のように解析時の面を構成する際に誤差が生じない。このようにステップＳ７では、１軸１平面法を利用した座標変換を行うことで、従来の３点法のように各店の位置座標の計測ステップや複雑な収斂誤差が不要となり、計測誤差を抑えた精度のよい位置計測が可能となる。

続いてステップＳ７の算出結果を出力する（ステップＳ８）。ステップＳ８で出力される情報には、ステップＳ７の計測対象物の位置の算出結果に加えて、それに関連する各種情報を含めてもよい。以下、ステップＳ８で出力される情報の幾つかの態様について説明する。

ステップＳ８では、出力される情報としてログデータを含めてもよい。ログデータは、ステップＳ７において計測対象物の位置を算出するために用いられた各種情報を含むことができる。例えば、ステップＳ３における位置計測用治具１６の設置条件（具体的には、位置計測用治具１６の位置を決定する要因となる逃がし量Ｘ１やオフセット量Ｙ１など）、画像の撮影条件、又は、算出の根拠となる画像の少なくとも１つを含むことができる。このように出力されたログデータは、例えば不図示の記憶装置に記憶しておくことで、計測対象物４の位置の算出結果の検証にエビデンスとして活用可能である。

またステップＳ８では、ステップＳ７で算出された計測対象物４の位置の計測結果を設計モデルと比較し、その比較結果に基づく補正データを帳票化した帳票データを作成することで、帳票データを出力内容に含めてもよい。この場合、ステップＳ７の算出結果に基づいて、設計モデルにおける三次元空間の座標系における計測対象物４の計測モデルを生成し、設計モデルと計測モデルとを比較した比較結果に基づいて、設計モデルを補正するための補正データが導出され、導出された補正データが帳票化される。このように作成された帳票データの出力態様としては、例えば印刷装置に出力して、印刷装置から紙面となる帳票を出力してもよい。

また上記の補正データは設計モデルにフィードバックすることにより設計モデルの補正に用いられてもよい。この場合、補正データは例えばＣＡＤ装置へ向けて出力され、ＣＡＤ装置において補正データに基づく設計モデルの補正がなされる。これにより、実体に沿った計測対象物の位置が反映された設計モデルの構築が可能となる。

尚、上記の位置計測方法の各ステップの実施主体は、同一であってもよいし、複数であってもよい。例えば、ステップＳ１～Ｓ５は計測対象物４が存在する現場で行う必要があるため現場作業員によって行い、残りのステップＳ６～Ｓ８は現場から地理的に離れた遠隔地で実施されてもよい。この場合、ステップＳ１～Ｓ５で取得された各種情報は、現場と遠隔地との間で通信ネットワークを介して送受信可能である。

特にステップＳ６～Ｓ８は、以下に説明する位置計測装置１００を用いて実施可能である。図７は一実施形態に係る位置計測装置１００の構成を示すブロック図である。位置計測装置１００は、画像取得部１０２と、位置算出部１０４と、出力部１０６と、を備える。

尚、このような位置計測装置１００を実現するためのハードウェア構成は限定されないが、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等を備える情報処理装置として構成される。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。尚、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。

画像取得部１０２は、ステップＳ５で前述したように、ステップＳ４で撮影された画像を取得するための構成である。画像取得部１０２によって取得された画像は、不図示の画面等の表示部に表示され、ユーザが視認可能である。

位置算出部１０４は、ステップＳ６で前述したように、画像取得部１０２で取得された画像を解析することにより、計測対象物４の位置を算出するための構成である。位置算出部１０４における計測対象物４の位置の算出手法については前述した通りであるが、位置算出部１０４は当該演算を行うために必要な情報を適宜取得可能である。このような演算に必要な情報は、例えば、ユーザが所定の入力インターフェースを介して入力可能である。

ここで図８Ａ～図８Ｃは図７の位置算出部１０４に各種情報を入力するための入力インターフェースの一例である。図８Ａ～図８Ｃに示す入力インターフェースは、例えばディスプレイのような表示部の表示画像であり、位置算出部１０４における演算に必要な情報に対応する各項目に対して、ユーザがマウス、キーボード、タッチパネルなどのインターフェースデバイスを介して適宜入力可能になっている。

具体的に説明すると、この入力インターフェースは、上方のタブを選択することで、図８Ａ～図８Ｃに示す第１画面ＳＣ１～第３画面ＳＣ３を切替可能になっており、各画面において所定の項目に対する入力が求められる。図８Ａに示す第１画面ＳＣ１は基準面１２（ＺＸ平面）を指定する情報を入力するための画面であり、（ｉ）基準面１２の構成点（基準面１２を特定するための位置計測用治具１６（第１位置計測用治具１６ａ））に対応する点ＩＤ、（ｉｉ）オフセット量Ｙ１、（ｉｉｉ）Ｙ方向を指定するための点ＩＤを入力するための項目が設けられている。図８Ｂに示す第２画面ＳＣ２は基準点座標値を指定する情報を入力するための画面であり、（ｉｖ）Ｘ座標に関する基準点ＩＤ、基準芯６のＸ座標及び逃げ量Ｘ１、（Ｖ）Ｚ座標に関する基準点ＩＤ及びＥＬのＺ座標値を入力するための項目が設けられている。図８Ｃに示す第３画面ＳＣ３はＸ軸を設定するための情報を入力するための画面であり、（ｖｉｉ）軸の始点及び終点を入力するための項目が設けられている。

出力部１０６は位置算出部１０４による算出結果を含む出力データを出力する。出力データには、ステップＳ８で前述したように、計測対象物の位置の算出結果に加えて、算出結果に関連する各種情報（例えば前述のログデータ、帳票データなど）が含まれてもよい。

尚、図２に示す方法を実施する際には、各ステップに対応して、位置計測方法を実施する際にユーザが考慮すべきチェック項目を含むチェックシートを用意してもよい。この場合、各ステップの実施結果に関する項目をチェックシートに適宜記入し、記入後のチェックシートをステップＳ８で出力される解析結果とともに管理してもよい。このようなチェックシートには、例えば、撮影前に計測対象面１に対する位置計測用治具１６の設置に関する留意事項、位置計測用治具１６が設置された計測対象面１の撮影に関する留意事項、又は、撮影した画像を用いて解析する際の留意事項を含むことができる。

図９は図２の各ステップに対応するチェックシートの一例である。この例では、計測段階（ステップＳ１～Ｓ４）に関するチェック項目として、項目１「Ｘ方向の計測起点となる基準芯の確認とオフセット量Ｘ１の確認をしたか？」、項目２「計測対象物４から計測対象面１まではいくらか？」、項目３「位置計測用治具の配置が適切か？」が示されている。また解析段階（ステップＳ５以降）に関するチェック項目として、項目５「撮影した画像で計測対象物４が全て含まれているか？」、項目６「入力インターフェースにもれなく入力したか？」が示されている。
尚、これらのチェックシートに含まれるチェック項目は一例であり、上記各ステップに対応してユーザが適宜設定可能である。

このように方法の実施時にチェックシートを記入し、解析結果とともに活用することにより、ユーザは、各ステップにおけるエラーへの気づきや結果の整合性を簡易的に確認することができ、人為的エラーが効果的に防止される。またチェックシートの記入結果を保存することで、位置計測結果と関連付けたエビデンスとして適宜検証に利用したり、信頼性向上に有効である。

以上説明したように上記実施形態によれば、計測対象面に配置された計測対象物の位置を良好な精度で計測可能な位置計測方法、位置計測装置、及び、位置計測用治具を提供できる。

その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）一態様に係る位置計測方法は、
計測対象面に沿って配置された少なくとも１つの計測対象物の位置を計測するための位置計測方法であって、
前記計測対象面に対して平行な基準面、及び、前記基準面に垂直な軸基準面を特定可能に設置された少なくとも３つの位置計測用治具を、前記少なくとも１つの計測対象物とともに撮影した画像を取得する工程と、
前記画像に対応する仮想空間における前記少なくとも１つの計測対象物の位置座標を、前記基準面及び前記軸基準面に対応する座標系に変換することにより、前記少なくとも１つの計測対象物の位置を算出する工程と、
を備える。

上記（１）の態様によれば、計測対象物が配置された計測対象面に対して少なくとも３つの位置計測用治具が設置される。これらの位置計測用治具は、計測対象面に平行な基準面、及び、基準面に垂直な軸基準面を特定可能に配置され、計測対象物とともに撮影される。そして撮影によって得られた画像を解析し、１軸１平面法を用いて座標変換を行うことで、画像に対応する仮想空間における計測対象物の位置座標を、基準面及び軸基準面に対応する座標系に変換することで計測対象物の位置を求めることができる。このように少なくとも３つの位置計測用治具を用いた１軸１平面法では、従来の３点法のような複雑な収斂誤差が不要であるため、計測誤差を抑えた精度のよい位置計測が可能となる。

（２）他の態様では、上記（１）の態様において、
前記少なくとも３つの位置計測用治具は、
前記基準面を特定可能に設置された少なくとも３つの第１位置計測用治具と、
前記軸基準面を特定可能に設置された少なくとも２つの第２位置計測用治具と
を含む。

上記（２）の態様によれば、少なくとも３つの第１位置計測用治具によって基準面が特定されるとともに、第２位置計測用治具によって基準治具が特定される。このように本態様では、計測対称面に対して設置される位置計測用治具として、第１位置計測用治具及び第２位置計測用治具を用いることで、１軸１平面法による座標変換に基づく、計測対象物の位置計測が可能である。

（３）他の態様では、上記（１）の態様において、
前記少なくとも３つの位置計測用治具は、前記基準面及び前記軸基準面を通るように設置される。

上記（３）の態様によれば、基準面及び軸基準面を通るように位置計測用治具を設置することで、１軸１平面法による座標変換に基づく、計測対象物の位置計測が可能である。位置計測用治具は基準面及び軸基準面を通るように設置されることで、実質的前述の第１位置計測用治具及び第２位置計測用治具を兼用することができ、必要な位置計測用治具の数が抑えられる。これにより、計測対象面に対する位置計測用治具の設置作業が軽減され、より少ない作業負担で位置計測が可能となる。

（４）他の態様では、上記（１）から（３）のいずれか一態様において、
前記少なくとも３つの位置計測用治具のうち前記基準面を特定可能に配置された前記位置計測用治具は、前記基準面のうち前記少なくとも１つの計測対象物が配置された領域より外側に設置される。

上記（４）の態様によれば、基準面を特定するための位置計測用治具が、計測対象物が配置された領域より外側に設置される。これにより、計測対象物の配置領域に対して位置計測用治具によって特定される基準面を十分に大きく確保し、良好な計測精度を得ることができる。

（５）他の態様では、上記（１）から（４）のいずれか一態様において、
前記少なくとも３つの位置計測用治具のうち前記軸基準面を特定可能に配置された前記位置計測用治具は、前記軸基準面に沿った間隔が前記少なくとも１つの計測対象物が配置された領域を挟むように設置される。

上記（５）の態様によれば、軸基準面を特定するために配置された位置計測用治具同士の間隔を十分に大きく確保することで、計測精度を効果的に向上できる。

（６）他の態様では、上記（１）から（５）のいずれか一態様において、
前記少なくとも３つの位置計測用治具は、前記計測対象面に対して設定された基準芯に対する逃がし量、又は、前記基準面の前記計測対象面に対するオフセット量の少なくとも一方に基づいて設置されたレーザ墨出し器を用いて設置される。

上記（６）の態様によれば、基準光としてレーザ光を出射可能なレーザ墨出し器が、基準芯に対して所定の逃がし量又はオフセット量の少なくとも一方を有して設置される。このように設置されたレーザ墨出し器を用いることで、位置計測用治具の設置基準となる基準面及び軸基準面を精度よく特定できる。

（７）他の態様では、上記（６）の一態様において、
前記少なくとも３つの位置計測用治具は、前記レーザ墨出し器からのレーザ光が前記位置計測用治具に設けられた位置合わせ部を通るように設置される。

上記（７）の態様によれば、位置計測用治具に設けられた位置合わせ部に対して、レーザ墨出し器から出射されたレーザ光が通るように位置計測用治具を計測対象面に設置することで、基準面及び軸基準面を特定するための位置計測用治具の位置合わせを簡易的に行うことができる。

（８）他の態様では、上記（１）から（７）のいずれか一態様において、
前記少なくとも３つの位置計測用治具の設置条件、前記画像の撮影条件、又は、前記画像の少なくとも１つを含むログデータを出力する工程を更に備える。

上記（８）の態様によれば、計測対象物の位置計測結果に加えて、ログデータが出力される。ログデータは、位置計測用治具の設置条件、画像の撮影条件、又は、画像の少なくとも一方を含んでおり、これらを参考にすることで例えば位置の計測結果を後発的に検証する際のエビデンスとして活用可能である。

（９）他の態様では、上記（１）から（８）のいずれか一態様において、
前記少なくとも１つの計測対象物の位置の計測結果を設計モデルと比較した結果に基づく補正データを帳票化する工程を更に備える。

上記（９）の態様によれば、計測対象物の位置に関する計測結果の設計モデルとの比較結果を補正データとして帳票化することで、計測結果を有効に活用することができる。

（１０）他の態様では、上記（９）の一態様において、
前記補正データを前記設計モデルにフィードバックすることにより前記設計モデルを補正する工程を更に備える。

上記（１０）の態様によれば、計測結果と設計モデルとの比較結果に基づく補正データが設計モデルにフィードバックされる。これにより、実体に沿った計測対象物の位置が反映された設計モデルの構築が可能となる。

（１１）一態様に係る位置計測装置は、
計測対象面に沿って配置された少なくとも１つの計測対象物の位置を計測するための位置計測装置であって、
前記計測対象面に対して平行な基準面、及び、前記基準面に垂直な軸基準面を特定可能に設置された少なくとも３つの位置計測用治具を、前記少なくとも１つの計測対象物とともに撮影した画像を取得するための画像取得部と、
前記画像に対応する仮想空間における前記少なくとも１つの計測対象物の位置座標を、前記基準面及び前記軸基準面に対応する座標系に変換することにより、前記少なくとも１つの計測対象物の位置を算出するための位置算出部と、
を備える。

上記（１１）の態様によれば、計測対象物が配置された計測対象面に対して少なくとも３つの位置計測用治具が設置される。これらの位置計測用治具は、計測対象面に平行な基準面、及び、基準面に垂直な軸基準面を特定可能に配置され、計測対象物とともに撮影される。そして撮影によって得られた画像を解析し、１軸１平面法を用いて座標変換を行うことで、画像に対応する仮想空間における計測対象物の位置座標を、基準面及び軸基準面に対応する座標系に変換することで計測対象物の位置を求めることができる。このように少なくとも３つの位置計測用治具を用いた１軸１平面法では、従来の３点法のような複雑な収斂誤差が不要であるため、計測誤差を抑えた精度のよい位置計測が可能となる。

（１２）一態様に係る位置計測用治具は、
計測対象面に配置された少なくとも１つの計測対象物の位置計測に用いられる位置計測用治具であって、
前記計測対象面に支持するための支持部と
前記計測対象面に支持された際に、前記少なくとも１つの計測対象物とともに撮影される方向を向くように配置されたマーカが設けられたマーカ部と、
前記マーカ部を前記支持部に対して支持するためのアーム部と、
前記計測対象面に対して設置されるレーザ墨出し器からのレーザ光を用いて、前記計測対象面に対して平行な基準面、及び、前記基準面に垂直な軸基準面を前記マーカで特定可能な位置を決定するための位置決め部と、
を備える。

上記（１２）の態様によれば、位置計測用治具は、支持部によって計測対象面に対して支持される。計測対象面に対する位置計測用治具の支持位置は、位置決め部によってレーザ墨出し器からのレーザ光を用いて決定されることで、計測対象面に対して前述の位置計測方法を実施する際の基準面、及び軸基準面を簡易的に特定できる。

１ 計測対象面
２ 鉄筋構造
２ａ，２ｂ 鉄筋部材
４ 計測対象物
６ 基準芯
１０ レーザ墨出し器
１２ 基準面
１４ 軸基準面
１５ コードターゲット
１６ 位置計測用治具
１６ａ 第１位置計測用治具
１６ｂ 第２位置計測用治具
１８ 支持部
１８ａ 本体部
１８ｂ ネジ部
１８ｃ 先端部
１８ｄ 押当面
２０ マーカ
２２ マーカ部
２４ アーム部
２４ａ 棒状部材
２４ｂ 連結部材
２６ 位置決め部
２６ａ 第１位置決め部
２６ｂ 第２位置決め部
１００ 位置計測装置
１０２ 画像取得部
１０４ 位置算出部
１０６ 出力部

Claims (11)

1. 計測対象面に配置された少なくとも１つの計測対象物の位置を計測するための位置計測方法であって、
   前記計測対象面に対して平行な基準面、及び、前記基準面に垂直な軸基準面を特定可能に設置された少なくとも３つの位置計測用治具を、前記少なくとも１つの計測対象物とともに撮影した画像を取得する工程と、
   前記画像に対応する仮想空間における前記少なくとも１つの計測対象物の位置座標を、前記基準面及び前記軸基準面に対応する座標系に変換することにより、前記少なくとも１つの計測対象物の位置を算出する工程と、
   を備え、
   前記少なくとも３つの位置計測用治具は、前記計測対象面に対して設定された基準芯に対する逃がし量、又は、前記基準面の前記計測対象面に対するオフセット量の少なくとも一方に基づいて設置されたレーザ墨出し器を用いて設置される、位置計測方法。
2. 前記少なくとも３つの位置計測用治具は、
   前記基準面を特定可能に設置された少なくとも３つの第１位置計測用治具と、
   前記軸基準面を特定可能に設置された少なくとも２つの第２位置計測用治具と
   を含む、請求項１に記載の位置計測方法。
3. 前記少なくとも３つの位置計測用治具は、前記基準面及び前記軸基準面を通るように設置される、請求項１に記載の位置計測方法。
4. 前記少なくとも３つの位置計測用治具のうち前記基準面を特定可能に配置された前記位置計測用治具は、前記基準面のうち前記少なくとも１つの計測対象物が配置された領域より外側に設置される、請求項１から３のいずれか一項に記載の位置計測方法。
5. 前記少なくとも３つの位置計測用治具のうち前記軸基準面を特定可能に配置された前記位置計測用治具は、前記軸基準面に沿った間隔が前記少なくとも１つの計測対象物が配置された領域を挟むように設置される、請求項１から４のいずれか一項に記載の位置計測方法。
6. 前記少なくとも３つの位置計測用治具は、前記レーザ墨出し器からのレーザ光が前記位置計測用治具に設けられた位置合わせ部を通るように設置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の位置計測方法。
7. 前記少なくとも３つの位置計測用治具の設置条件、前記画像の撮影条件、又は、前記画像の少なくとも１つを含むログデータを出力する工程を更に備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の位置計測方法。
8. 前記少なくとも１つの計測対象物の位置の計測結果を設計モデルと比較した結果に基づく補正データを帳票化する工程を更に備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の位置計測方法。
9. 前記補正データを前記設計モデルにフィードバックすることにより前記設計モデルを補正する工程を更に備える、請求項８に記載の位置計測方法。
10. 計測対象面に沿って配置された少なくとも１つの計測対象物の位置を計測するための位置計測装置であって、
    前記計測対象面に対して平行な基準面、及び、前記基準面に垂直な軸基準面を特定可能に設置された少なくとも３つの位置計測用治具を、前記少なくとも１つの計測対象物とともに撮影した画像を取得するための画像取得部と、
    前記画像に対応する仮想空間における前記少なくとも１つの計測対象物の位置座標を、前記基準面及び前記軸基準面に対応する座標系に変換することにより、前記少なくとも１つの計測対象物の位置を算出するための位置算出部と、
    を備え、
    前記少なくとも３つの位置計測用治具は、前記計測対象面に対して設定された基準芯に対する逃がし量、又は、前記基準面の前記計測対象面に対するオフセット量の少なくとも一方に基づいて設置されたレーザ墨出し器を用いて設置される、位置計測装置。
11. 計測対象面に配置された少なくとも１つの計測対象物の位置計測に用いられる位置計測用治具であって、
    前記計測対象面に支持するための支持部と
    前記計測対象面に支持された際に、前記少なくとも１つの計測対象物とともに撮影される方向を向くように配置されたマーカが設けられたマーカ部と、
    前記マーカ部を前記支持部に対して支持するためのアーム部と、
    前記計測対象面に対して設置されるレーザ墨出し器からのレーザ光を用いて、前記計測対象面に対して平行な基準面、及び、前記基準面に垂直な軸基準面を前記マーカで特定可能な位置を決定するための位置合わせ部と、
    を備える、位置計測用治具。

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