JPH0711421B2

JPH0711421B2 - レ−ザ鉛直器を用いた鉄骨柱の建方精度測定方法とその装置

Info

Publication number: JPH0711421B2
Application number: JP11326886A
Authority: JP
Inventors: 卓美藤井; 昭夫鈴木; 光寿佐藤; 建夫川村; 勝小山; 隆義東藤
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 1986-05-16
Filing date: 1986-05-16
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPS62269009A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、レーザ鉛直器を用いた鉄骨柱の建方精度測定
方法とその装置、特に、鉄骨の建方工事において、鉄骨
柱の建方精度を、レーザ鉛直器を利用して測定する際
に、レーザビームの断面形状に異方性をもたせることに
よって、鉄骨柱の鉛直精度と捩れとを同時に測定できる
ようにし、鉄骨柱の建方精度を向上させる建方精度測定
方法とその装置に関する。

「従来の技術」鉄骨柱の鉛直精度を測定する方法としては、従来から行
われているトランシットや下げ振りを用いる方法の他
に、第９図に示すレーザ鉛直器を用いる方法がある。こ
の方法は、鉄骨柱Ａの足元にレーザ鉛直器Ｂ（投光器）
を設置し、柱頭部に受光板Ｃを設けて、該受光板にレー
ザ鉛直器から投光されるレーザビームを受け、受光板上
のレーザスポットの位置を目視で確認しながら鉛直精度
を測定するものである。

「発明が解決しようとする問題点」しかし、レーザ鉛直器を用いた従来の測定方法には、次
のような欠点がある。

ｉ）受光板におけるレーザスポットの位置の読取り精度
が不十分である。

レーザ鉛直器から発光されるレーザビームの径は、通
常、15〜20mm程度であり、これの中心位置を鉄骨柱頭部
で測定者が目視により読取っていたため、測定精度が不
十分であった。

ii）測定が危険作業である。

鉄骨柱の頭部において行われる測定は、危険な高所作業
である。

iii）鉄骨柱の捩れをも測定するためには、鉄骨頭部の
変位を２ケ所で測定する必要がある。

第10図に示すように、鉄骨柱Ａの頂部の変位は、平行移
動（鉄骨柱の倒れ）と捩れによって生じる。第10図にお
いて、点線が鉄骨柱Ａと受光板Ｃの正規の位置を、二点
鎖線が平行移動した位置を、実線が実際の位置を示し、
Δy₁,Δx₁は、平行移動量を、Δy₂,Δx₂は、捩れによっ
て発生するＹ方向及びＸ方向の移動量を示している。

したがって、レーザ鉛直器１台で鉛直精度を測定する
と、平行移動による変位と、捩れにる変位を分離するこ
とができず、第11図に示すように、実際には鉄骨柱Ａが
正規の位置からずれているにもかかわらず受光板Ｃのみ
が正規の位置にあると、鉄骨柱Ａも正規の位置に設置さ
れたものとみなされてしまう。

そこで、この捩れをも検出するためには、第12図に示す
ように、レーザ鉛直器を２台セットし、鉄骨柱頭部の変
位を２ケ所で測定する必要がある。

本発明は、斯る従来の欠点を除去しようとするものであ
る。

「問題点を解決するための手段」本発明は、投光するレーザビームの断面形状に異方性を
もたせ、受光側でそのレーザビームの受光位置と断面形
状がなす向きを電気的に検出する建方精度測定方法であ
り、また、当該方法を具現するための装置、すなわち、
投光するレーザビームに断面形状において異方性をもた
せるよう構成した異方性レーザ鉛直器と、該異方性レー
ザ鉛直器からのレーザビームを受光してその受光画像を
電気信号に変換する受光器と、該受光器からの信号を受
けてその受光画像の位置と向きを検出する画像処理装置
とから成る建方精度測定装置である。

「作用」如上の構成であり、建入れる鉄骨柱の足元に鉛直上方へ
向けて異方性レーザ鉛直器をセットし、これに対応させ
て建入れる鉄骨柱の柱頭部に受光器を取外し可能に装着
し、かつ、該受光器と上記足元等適所に配された画像処
理装置とを電気的に連係して、その鉄骨柱をクレーン等
により建入れる。

これにより、受光器は、異方性レーザ鉛直器からの断面
異方性のレーザビームを受けて、そのレーザスポットの
受光画像を電気信号に変換し、画像処理装置は、この信
号を所定の画像処理して平行移動及び捩れによる変位を
数値的に表示する。

そこで、この表示に従ってその鉄骨性の位置、方向等を
調整すればよい。

なお、異方性レーザ鉛直器と受光器を逆に使用してもよ
い。

「実施例」第１図乃至第８図は、本発明の実施例を示すものであ
る。

第１図乃至第３図において、Ａは、建方した鉄骨柱、１
は、該鉄骨柱の足元にセットした異方性レーザ鉛直器、
２は、該異方性レーザ鉛直器に対応させて鉄骨柱の柱頭
部に取外し可能に装着した受光器、３は、該受光器に電
気的に連なる画像処理装置である。

異方性レーザ鉛直器１は、第２図に示すように、レーザ
鉛直器本体11の先端に異方性付与装置12を付帯させて成
り、該異方性付与装置は、第４図の立面図Ｉ、平面図II
に示すように、商店距離f₁,f₂の異なる２枚のシリンド
リカルレンズ121,122を組合わせて、レーザ鉛直器本体1
1から発する断面円形のレーザビームを断面楕円形に変
形させるよう構成している。

レーザ鉛直器本体11は、従来と変りなく、断面円形のレ
ーザビームを発光し、異方性付与装置12は、そのレーザ
ビームを短軸において縮小した断面楕円形に変形させ
る。

その変形状態は、変形前の断面円形のレーザビームL₀の
直径をＤ、変形後の断面楕円形のレーザビーム（レーザ
スポット）L₁の長軸を同じくＤ、短軸をｄとすると、上
記焦点処理f₁,f₂との関係において、となる。

なお、レーザビームの変形は、断面楕円形に限るもので
はなく、その方向性（異方性）を判別できるものであれ
ばよい。したがって、異方性付与装置12をスリット等に
しても、或いは、一定方向に遥振させるようにしてもよ
い。

受光器２は、第３図、第５図に示すように、格子状に目
盛を入れた半透明の受光板21を設け、該受光板の背後に
テレビカメラ22を配して、第６図に示すように、受光板
21に受けた楕円形のレーザスポットL₁の画像をテレビカ
メラにより電気信号に変換するよう構成しており、この
信号を画像処理装置３へ送る。伝送方法としては、有
線、無線のいずれでもよい。なお、第６図において、点
線で表わす楕円形は、レーザスポットL₁の正規の位置を
示すものである。第６図中、Δy,Δｘは、中心点０′の
変位、θは、長軸の変位角を示す。

また、受光器２はアーム23を突設し、該アームを以て鉄
骨柱の柱頭部に着脱自在に取り付けている。

画像処理装置３は、上記テレビカメラ22からの信号を導
入して画像処理し、上記受ビーム板21に映った楕円形の
レーザスポットにおける中心及び長軸の方向を次のよう
にして検出するものである。

レーザスポットの中心位置の検出画像処理装置３においては、第７図斜線部に示すよう
に、図形は多数の画素の集まりとして表わされる。楕円
形がｎ個の画素ΔAiから形成されるとすると、第７図において、楕円の面積は、Ｘ軸（OX）に関する一次モーメントS_Xは、Ｙ軸（OY）に関する一次モーメントS_Yは、ここで、Xi、Yiは、画素ΔAiのＹ軸、Ｘ軸からの距離楕
円の中心座標を、とすると、として求める。実施にあたっては、１画素の大きさを十
分小さくすば、楕円の中心の座標は、精度よく求めるこ
とができる。

レーザスポットの長軸の方向の検出上述のようにして楕円の中心が求まったならば、第８図
のように、その楕円の中心点０′を中心とする円と楕円
との交点から楕円の長軸方向を求める。第８図におい
て、楕円と円との交点をＰ、Ｑとすると、PQの中点Ｍと
楕円の中心点０′を結ぶ方向が楕円の長軸方向と一致す
る。

「発明の効果」本発明によれば、次の効果を奏する。

１）１台の異方性のレーザ鉛直器によって、鉄骨柱の鉛
直精度と捩れとを同時に測定でき、建方の測定精度が向
上する。

２）レーザビームの中心を画像処理装置で演算処理して
正確に求めるので、従来のように、測定者がレーザスポ
ットの中心を目視で読取っていた場合よりも、はるかに
測定精度が向上する。

３）レーザスポットの位置を読取るために、測定者が鉄
骨柱頭部へ登るという高所作業がなくなるので、鉄骨建
方作業の安全性が向上する。

４）鉄骨柱の建方精度が向上することにより、鉄骨梁の
取付け作業が容易になる。

なお、本装置は、鉄骨柱の建方精度測定ばかりでなく、
サイロや煙突等の塔状構造物の施工精度の測定及びシー
ルド掘削機等の掘削精度の測定等に応用することも可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は、本発明の実施例で、第１図は、構
成要領説明図、第２図は異方性レーザ鉛直器の斜視図、
第３図は、受光器の斜視図、第４図I,IIは、異方性付与
装置の構成要領説明図、第５図は、受光器の構成要領説
明図、第６図は、受光板の平面図、第７図、第８図は、
画像処理装置における画像処理説明図、第９図は、従来
例を示す斜視図、第10図乃至第12図は、従来例における
説明図である。Ａ……鉄骨柱、１……異方性レーザ鉛直器２……受光器、３……画像処理装置 11……レーザ鉛直器本体 12……異方性付与装置 21……受光板、22……テレビカメラ 23……アーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川村建夫東京都中央区銀座８丁目21番１号株式会社竹中工務店東京本店内 (72)発明者小山勝東京都中央区銀座８丁目21番１号株式会社竹中工務店東京本店内 (72)発明者東藤隆義東京都中央区銀座８丁目21番１号株式会社竹中工務店東京本店内 (56)参考文献特開昭61−38516（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−184805（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−218011（ＪＰ，Ａ) 特公昭55−7527（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭56−52245（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】投光するレーザビームの断面形状に異方性
をもたせ、受光側でそのレーザビームの受光位置と断面
形状がなす向きを電気的に検出することを特徴とするレ
ーザ鉛直器を用いた鉄骨柱の建方精度測定方法。
【請求項２】投光するレーザビームに断面形状において
異方性をもたせるよう構成した異方性レーザ鉛直器と、
該異方性レーザ鉛直器からのレーザビームを受光してそ
の受光画像を電気信号に変換する受光器と、該受光器か
らの信号を受けてその受光画像の位置と方向を検出する
画像処理装置とから成るレーザ鉛直器を用いた鉄骨柱の
建方精度測定装置。