JP6236199B2 - 配筋検査システム - Google Patents

Description

本発明は、建築工事の現場における鉄筋の検査を行う配筋検査システムに関する。

従来、建築工事の現場において、鉄筋コンクリート構造物の鉄筋を検査する際には、デジタルカメラ、黒板、ロッド、図面等を持って行く。そして、図面を用いて検査すべき鉄筋を特定し、その鉄筋の場所ごとに、必要事項を記載した黒板及びロッドと共に、配筋の状態を証明写真として撮影する。

特開２０１２−２１３２３号公報

しかしながら、配筋検査（配筋写真撮影）を行う際に、ロッドを用いた鉄筋の径や鉄筋間のピッチ等の計測には時間がかかるため、限られた時間内で詳細な計測を行うことは困難であった。また、そのとき検査（撮影）している場所が本当に正しいか否かを確認することができなかった。
なお、特許文献１には、人為的な配筋検査ミスを防止することができる検査支援システムおよびプログラムが開示されているが、検査場所の妥当性を確認するものではない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、場所を間違えることなく、迅速に配筋検査を行うことにある。

上記課題を解決するために、本発明は、配筋検査システムであって、検査対象の鉄筋の位置である対象位置を取得する手段と、撮影予定の鉄筋の位置を計測した計測位置を取得する手段と、前記取得した対象位置と、前記取得した計測位置とが合致するか否かを判定し、当該判定した結果を出力する手段と、前記対象位置と、前記計測位置とが合致した場合に、前記計測位置にあるべき配筋の状態を示す設計情報を取得するとともに、前記取得した計測位置を記憶した後、前記計測位置にある鉄筋を撮影した画像情報を取得し、当該画像情報から当該配筋の状態を計測情報として抽出する手段と、前記取得した設計情報と、前記抽出した計測情報とが合致するか否かを判定し、当該判定した結果を出力する手段と、前記設計情報と、前記計測情報とが合致する場合に、前記画像情報、前記記憶した計測位置及び前記計測情報を関連付けて記憶する手段と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、検査すべき対象の図面上の鉄筋位置と、実際に撮影しようとしている鉄筋位置との合致を判定するので、検査対象でない鉄筋を誤って撮影することがなくなる。そして、配筋の状態に関して、その鉄筋位置に対応する設計情報と、実際の撮影画像から取得した計測情報との合致を判定するので、速やかに、かつ、精度よく配筋検査を行うことができる。
また、鉄筋の画像情報、鉄筋の位置、鉄筋の径やピッチ等の計測情報を関連付けた状態で記憶するので、鉄筋の画像、位置、配筋状態のデータを対応付けながら参照することができる。また、画像のデータを開かなくても、位置及び配筋状態のデータを参照できるので、例えば、位置や配筋状態をソートキーとして並べ替えを行い、その順序に従って、画像を出力することができる。これによれば、鉄筋画像を効率よく整理することが可能になる。

また、本発明の上記配筋検査システムにおいて、前記鉄筋の位置は、最寄の通り芯からの距離によって特定されることとしてもよい。
この構成によれば、鉄筋位置が、工事現場の通り芯からの距離で決められるので、当該通り芯を特定することにより、鉄筋位置が分かりやすい。しかも、最寄の通り芯が基準になるため、検査者に把握される距離が短くなるので、さらに鉄筋位置が分かりやすくなる。これよれば、検査者が鉄筋の位置を容易に把握できるので、工事現場における検査場所の誤認識を減らすことができる。

その他、本願が開示する課題及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。

本発明によれば、場所を間違えることなく、迅速に配筋検査を行うことができる。

配筋検査システム１の構成を示す図である。 携帯端末４のハードウェア構成を示す図である。 携帯端末４の記憶部４５に記憶されるデータの構成を示す図である。 配筋検査システム１の処理を示すフローチャートである。 ＧＰＳ座標からローカル座標への変換を示す図である。 携帯端末４の画面の構成例を示す図である。 画像情報４５４の構成例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。本発明の実施の形態に係る配筋検査システムは、検査者が、デジタルカメラ、測位用機器、モバイルＰＣ（Personal Computer）、マーカを付与した背景バーを持って、建築工事の現場に行き、測位用機器及びモバイルＰＣにより、撮影場所を確認することができ、また、デジタルカメラにより配筋写真を撮影すると、モバイルＰＣの画面に鉄筋の本数、径、鉄筋間のピッチ（配筋の状態）が表示され、予め登録した設計情報と比較した判定結果が表示されるものである。そして、撮影した配筋写真と、鉄筋の本数、径、ピッチの計測結果及び現場内のローカル座標とを合わせてモバイルＰＣに保存する。

これによれば、撮影しようとしている鉄筋が検査すべき対象か否かを確認できるとともに、撮影した配筋の状態が設計情報と適合しているか否かを、速やかにかつ精確に認識することができる。

≪システムの構成と概要≫
図１は、配筋検査システム１の構成を示す図である。配筋検査システム１は、鉄筋の位置を計測し、当該鉄筋の位置が妥当か否かを判定するとともに、配筋の状態を示すデータ（配筋情報）を計測し、当該配筋の状態が妥当か否かを判定するシステムであり、デジタルカメラ２、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機３及び携帯端末４を備える。

デジタルカメラ２は、検査対象となる配筋写真を撮影し、その配筋写真の画像情報を携帯端末４に無線転送する。配筋写真としては、ロッドの代わりに、円形のマーカＭを付与した背景バーＢを、検査すべき鉄筋の後ろ側に挿入したものを撮影する。そして、その配筋写真の画像情報は、デジタルカメラ２に内蔵された無線ＬＡＮ通信機能付きＳＤカード（例えば、Eye-Fiカード）に記憶され、そのＳＤカードから携帯端末４に転送される。

ＧＰＳ受信機３は、随時ＧＰＳ衛星から搬送波を受信しながら、自らの位置をＧＰＳ座標として計測し、計測したＧＰＳ座標を無線通信により携帯端末４に送信する。ＧＰＳ座標は、当該位置の緯度、経度及び高度（楕円体高）により表される。

携帯端末４は、モバイルＰＣ等によって実現され、予め配筋の設計情報及び配筋の位置を示す配筋位置データを取得し、ＧＰＳ受信機３から現在位置を示す現在位置データを受信し、デジタルカメラ２から配筋の画像情報を受信する。そして、予め取得した配筋位置データと、受信した現在位置データとを比較するとともに、画像情報から計測情報を抽出し、受信した現在位置データに対応する設計情報を取得し、計測情報と、設計情報とを照合し、その照合結果を表示する。

図２は、携帯端末４のハードウェア構成を示す図である。携帯端末４は、通信部４１、表示部４２、入力部４３、処理部４４及び記憶部４５を備え、各部がバス４６を介してデータを送受信可能なように構成される。通信部４１は、無線ＬＡＮや無線通信により他の装置（デジタルカメラ２、ＧＰＳ受信機４）と無線通信を行う部分であり、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等によって実現される。表示部４２は、処理部４４からの指示によりデータを表示する部分であり、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）等によって実現される。入力部４３は、オペレータがデータ（例えば、撮影場所のローカル座標等）や処理指示を入力する部分であり、例えば、タッチパネル等によって実現される。処理部４４は、所定のメモリを介して各部間のデータの受け渡しを行うととともに、携帯端末４全体の制御を行うものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が所定のメモリに格納されたプログラムを実行することによって実現される。記憶部４５は、処理部４４からデータを記憶したり、記憶したデータを読み出したりするものであり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の不揮発性記憶装置によって実現される。

≪データの構成≫
図３は、携帯端末４の記憶部４５に記憶されるデータの構成を示す図である。記憶部４５は、画像処理プログラム４５１、鉄筋規格情報４５２、設計情報４５３、画像情報４５４及び計測情報４５５を記憶する。画像処理プログラム４５１は、デジタルカメラ３で撮影された画像情報から配筋情報を抽出し、設計情報との適合性を判定する処理を行うプログラムであり、当該処理の必要に応じて処理部４４の指示により記憶部４５から読み出される。鉄筋規格情報４５２は、径長の分布から鉄筋の規格を求めるために用いられるテーブル情報である。なお、画像処理プログラム４５１及び鉄筋規格情報４５２の詳細な内容については、例えば、特開２０１２−６７４６２号公報の段落［００２７］〜［００５３］、図６〜９を参照のこと。

設計情報４５３は、ローカル座標系上の位置ごとに決められた配筋情報であり、詳細には、部材名（柱、梁、床、壁）、符号、鉄筋の本数、補強筋のピッチ、径の種類（太さの規格。例えば、Ｄ１０、Ｄ１３、Ｄ１６等）が記憶される。画像情報４５４は、デジタルカメラ３から受信した鉄筋の撮影画像であり、当該撮影画像に関する属性情報（撮影年月日、撮影箇所のＧＰＳ座標、ローカル座標等）を含む。例えば、画像ファイル形式の１つであるＥｘｉｆ（Exchangeable Image File Format）を用いることにより、デジタルカメラ２で撮影した画像情報４５４に、撮影条件に関する情報（メタデータ）を追加して保存することができる。計測情報４５５は、画像情報４５４から抽出された配筋情報であり、詳細には、鉄筋の本数、径、鉄筋間のピッチ等が記憶される。

≪システムの処理≫
図４は、配筋検査システム１の処理を示すフローチャートである。以下、デジタルカメラ２、ＧＰＳ受信機３及び携帯端末４の処理を中心に、配筋検査業務に係る処理の流れを説明する。

まず、携帯端末４は、配筋検査を実施すべき工事現場（工事対象の領域や建物等）における配筋に関する設計情報をサーバ等から取得し、設計情報４５３として記憶部４５に記憶する（Ｓ４０１）。なお、検査者が、図６に示す携帯端末４の画面のうち、「配筋情報の入力」欄から配筋設計情報を入力してもよいし、当該工事現場の配筋設計情報が予め登録された携帯端末４を用意しておいてもよい。

検査者は、デジタルカメラ２、ＧＰＳ受信機３、携帯端末４及び背景バーＢを所持して、工事現場に出かける。そして、最初の撮影場所に着くと、設計図面等を参照しながら、携帯端末４の「撮影場所の現場ローカル座標の入力」欄に、これから検査すべき鉄筋の位置として、例えば、現場で目印となる通り芯からの距離や階数（以下、「通り芯距離データ」という）を入力する。これにより、各工事現場固有に設定され、検査者にとって分かりやすい通り芯距離データが、携帯端末４の記憶部４５に記憶される。

次に、ＧＰＳ受信機３は、現在位置を計測し、そのＧＰＳ座標（緯度、経度及び楕円体高）を携帯端末４に送信する（Ｓ４０２）。このとき、検査者は、検査対象の鉄筋にＧＰＳ受信機３を極力近付けることにより、精確なＧＰＳ座標が得られるようにする。なお、専用のＧＰＳ受信機３がない場合には、例えば、ＧＰＳ機能付きの携帯電話等によりＧＰＳ座標を取得し、携帯端末４に直接手入力してもよい。一方、携帯端末４は、ＧＰＳ受信機３からＧＰＳ座標を受信し、そのＧＰＳ座標をローカル座標に変換し、そのローカル座標を通り芯距離データに変換する（Ｓ４０３）。

図５は、ＧＰＳ座標からローカル座標への変換を示す図である。ＧＰＳ座標は、緯度、経度及び高度からなる。ローカル座標は、工事現場に応じて分かり易く設定された座標系に基づいて設定され、図５の例では、サッカーコートの中心を原点として、サイドライン方向のＸ軸及びセンターライン方向のＹ軸が設定されている。そして、ＧＰＳ座標の真北方向からローカル座標のＹ軸までの回転角Θと、ＧＰＳ座標上におけるローカル座標の原点の位置座標Δｘ及びΔｙ（原点のずれ）とが特定されれば、ＧＰＳ座標からローカル座標への変換が可能になる。なお、図面等から回転角Θが特定できない場合には、いずれかの軸に平行な直線上の２点でＧＰＳ測位を行い、その結果から回転角Θを計算すればよい。

さらに、ローカル座標から通り芯距離データへの変換は、工事現場の通り芯に応じた座標変換マップ（図示せず）を用いて行われる。座標変換マップは、ローカル座標の各範囲に対する最寄の通り芯の名称、その通り芯からの距離及び階数を計算するためのテーブルである。

続いて、携帯端末４は、Ｓ４０２の前に入力された通り芯距離データ（対象位置）と、Ｓ４０３でＧＰＳ座標から変換した通り芯距離データ（計測位置）とを比較することにより、現在位置が撮影すべき場所か否かを判定する（Ｓ４０４）。検査者は、その判定結果を参照して、撮影すべき場所でなければ（Ｓ４０４のＮＯ）、図面の再確認等により正しいと思われる場所に移動し、ＧＰＳ受信機３を操作して、現在位置の計測及びその結果の送信（Ｓ４０２）を指示する。

撮影すべき場所であれば（Ｓ４０４のＹＥＳ）、携帯端末４は、Ｓ４０３で変換した通り芯距離データを位置データとしてメモリ上に保持し、デジタルカメラ２からの画像情報の受信を待つ（Ｓ４０５）。位置データの保持は、後で検査者が少し離れて鉄筋を撮影するため、ＧＰＳ受信機３の位置が鉄筋の場所からずれてしまうので、鉄筋の場所で先に位置情報を取得し、その精確な位置情報を、撮影画像に対応付けるべきデータとして確定させるものである。

続いて、デジタルカメラ２は、検査者の操作を受けて、背景バーＢを背景として鉄筋を撮影し、その撮影画像を携帯端末４に送信する（Ｓ４０６）。それに対して、携帯端末４は、デジタルカメラ２から撮影画像を受信し、当該撮影画像に上記位置データを付与したものを画像情報４５４として記憶部４５に記憶するとともに、受信した撮影画像を画面に表示する（Ｓ４０７）。このとき、図６に示す携帯端末４の「画像ファイル選択」欄に表示された画像ファイル（例えば、ファイル名及び更新日時）のうち、検査者の操作により選択されたものを表示してもよい。そして、画像処理プログラム４５１をメモリ上に読み出して、画像情報４５４からマーカＭを抽出する処理を行う（Ｓ４０８）。この処理は、検査者による、携帯端末４の「計測」ボタンの操作を受けて行われる。マーカＭの抽出処理がＮＧであれば（Ｓ４０９のＮＯ）、デジタルカメラ２は、再度、鉄筋の撮影及び撮影画像の送信を行う（Ｓ４０６）。

マーカＭの抽出処理がＯＫであれば（Ｓ４０９のＹＥＳ）、携帯端末４は、画像処理プログラム４５１を起動して、画像情報４５４のうち、マーカＭ間の信号データから鉄筋領域を抽出し（Ｓ４１０）、さらに鉄筋の本数、径、鉄筋間のピッチを計測し、その計測結果を計測情報４５５として記憶部４５に記憶する（Ｓ４１１）。径に関しては、まず、径長を計測し、次に、鉄筋規格情報４５２を参照して、計測した径長の範囲からＤ１０、Ｄ１３等の呼び径を特定する。なお、Ｓ４１０及びＳ４１１の処理は、検査者による、携帯端末４の「計測」ボタンの操作を受けて行われる。

そして、携帯端末４は、記憶部４５の、計測情報４５５と、設計情報４５３とを比較して、両者が合致するか否かを判定する（Ｓ４１２）。この場合、両者の、鉄筋の本数、径、ピッチ同士がすべて一致したときに、「合致した」と判定される。計測情報４５５及び設計情報４５３が合致していなければ（Ｓ４１２のＮＯ）、検査者は、配筋状態の手直しを行い（Ｓ４１３）、デジタルカメラ２により、再度、鉄筋の撮影及び撮影画像の送信を行う（Ｓ４０６）。このとき、配筋状態に手直しの余地がなければ、検査者は、図面の再確認を行い、必要に応じて設計情報４５３の修正を行うようにしてもよい。

計測情報４５５及び設計情報４５３が合致していれば（Ｓ４１２のＹＥＳ）、携帯端末４は、計測情報４５５を計測結果として表示する（Ｓ４１４）とともに、その計測結果を、Ｅｘｉｆ形式になっている画像情報４５４の属性情報（メタデータ）に書き込み、計測結果を含む画像情報４５４として再度記憶する（Ｓ４１５）。このとき、検査者は、図６に示す携帯端末４の画面のうち、「配筋情報に対する計測結果の判定」欄を参照して、「ＯＫ」が表示されていれば、「計測結果表示」ボタンを押し、表示内容を確認した後、「保存」ボタンを押す。

図７は、画像情報４５４の構成例を示す図である。図７のうち、中央から左側において、鉄筋の画像に呼び径及びピッチが付記されたものが示され、右側において、属性情報として、撮影年月日、ＧＰＳ座標、ローカル座標、通り芯距離データ、部材名、符号等が示されている。画像ファイル形式としてＥｘｉｆを用いることにより、属性情報は、専用ビューアーにより、参照可能である。これによれば、例えば、プリンタを接続した携帯端末４において、専用ソフトによって記憶部４５から画像情報４５４をメモリ上に読み出し、ローカル座標、部材名、符号等をソートキーとして並べ替え、帳票として印刷することができる。これによれば、配筋検査の結果として、鉄筋写真を効率よく整理することができる。

続いて、検査者は、当該工事現場の、次の撮影場所へ移動するか否かを判断する（Ｓ４１６）。次の撮影場所へ移動する際には（Ｓ４１６のＹＥＳ）、当該撮影場所の通り芯距離データを携帯端末４に入力した後、Ｓ４０２の処理から再度業務を進める。移動すべき撮影場所がなければ（Ｓ４１６のＮＯ）、当該工事現場における配筋検査業務を終了する。

なお、上記実施の形態では、図１に示す配筋検査システム１内の各装置を機能させるために、各装置のＣＰＵで実行されるプログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録し、その記録したプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行させることにより、本発明の実施の形態に係る配筋検査システム１が実現されるものとする。この場合、プログラムをインターネット等のネットワーク経由でコンピュータに提供してもよいし、プログラムが書き込まれた半導体チップ等をコンピュータに組み込んでもよい。

以上説明した本発明の実施の形態によれば、工事現場で配筋検査を行う際に、撮影すべき鉄筋の場所を間違えることがなくなる。次に、検査箇所における誤配筋を迅速にチェックすることができる。そして、配筋写真データに撮影場所の位置データ及び計測結果が付与されて、記録されるので、配筋状態が正しいことを証明することができる。

詳細には、図４のＳ４０２〜Ｓ４０４に示すように、検査者が実際に鉄筋を撮影する前に、ＧＰＳ受信機３により現在位置を測定し、携帯端末４により、そのＧＰＳ座標を通り芯距離データに変換し、変換した通り芯距離データと、予め登録した、撮影すべき場所の通り芯距離データとを比較するので、鉄筋の撮影場所を間違えずに済む。その際の通り芯距離データは、最寄の通り芯からの距離及び建屋の階数で表示されるので、検査者にとって分かりやすく、撮影すべき場所を容易に特定することができる。

次に、Ｓ４０６〜Ｓ４１２に示すように、デジタルカメラ２により、鉄筋を撮影し、携帯端末４により、その撮影画像から鉄筋の本数、径、ピッチを計測し、その計測情報と、予め登録した設計情報とを比較するので、配筋状態が正しいか否かを判定することができる。

さらに、Ｓ４１５に示すように、携帯端末４により、撮影した鉄筋の画像、位置データ及び計測情報を関連付けて保存するので、配筋検査の結果を効率よく整理することができる。

以上によれば、鉄筋径及びピッチの計測の省力化ができ、場所を間違えることなく計測ができる。そして、配筋写真データに撮影場所及び測定結果が記録されるので、後で整理しやすくなる。

≪その他の実施の形態≫
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、上記実施の形態では、配筋検査システム１において、デジタルカメラ２、ＧＰＳ受信機３及び携帯端末４がそれぞれ別々の単体装置であるように説明したが、その形態に限定されない。例えば、ＧＰＳ測位機能付きデジタルカメラ及び携帯端末を用いてもよいし、デジタルカメラ機能及びＧＰＳ測位機能を有する携帯端末を用いてもよい。

１ 配筋検査システム
２ デジタルカメラ
３ ＧＰＳ受信機
４ 携帯端末
４４ 処理部
４５ 記憶部
４５１ 画像処理プログラム
４５２ 鉄筋規格情報
４５３ 設計情報
４５４ 画像情報
４５５ 計測情報

Claims (2)

1. 検査対象の鉄筋の位置である対象位置を取得する手段と、
   撮影予定の鉄筋の位置を計測した計測位置を取得する手段と、
   前記取得した対象位置と、前記取得した計測位置とが合致するか否かを判定し、当該判定した結果を出力する手段と、
   前記対象位置と、前記計測位置とが合致した場合に、前記計測位置にあるべき配筋の状態を示す設計情報を取得するとともに、前記取得した計測位置を記憶した後、前記計測位置にある鉄筋を撮影した画像情報を取得し、当該画像情報から当該配筋の状態を計測情報として抽出する手段と、
   前記取得した設計情報と、前記抽出した計測情報とが合致するか否かを判定し、当該判定した結果を出力する手段と、
   前記設計情報と、前記計測情報とが合致する場合に、前記画像情報、前記記憶した計測位置及び前記計測情報を関連付けて記憶する手段と、
   を備えることを特徴とする配筋検査システム。
2. 請求項１に記載の配筋検査システムであって、
   前記鉄筋の位置は、最寄の通り芯からの距離によって特定される
   ことを特徴とする配筋検査システム。