JP6901929B2 - Construction volume data acquisition system - Google Patents
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Description
本発明は、施工出来高データを取得するためのシステムに関するものであり、詳しくは、3Dカメラ等からなる撮像手段を自動巡回させて撮影した画像データを利用し、施工出来高データを取得するためのシステムに関するものである。 The present invention relates to a system for acquiring construction volume data. Specifically, the present invention is a system for acquiring construction volume data by using image data taken by automatically patrolling an imaging means consisting of a 3D camera or the like. It is about.
建設構造物の施工現場では、現場職員が目視、測量、数量検収、写真撮影等によって、建設構造物の出来形を確認し、人工(作業者の工賃等のことである。以下同様。)、資機材費等々から出来高を算出するのが一般的である。このように、出来高を取得する作業は人手に頼っているのが現状であり、現場職員の作業を軽減するための工夫がなされている。例えば、以下に示す特許文献には、建設構造物の施工管理を省力化するための技術が開示されている(特許文献1〜特許文献3参照)。 At the construction site of the construction structure, the site staff confirms the finished shape of the construction structure by visual inspection, surveying, quantity inspection, photography, etc., and artificially (worker's wages, etc. The same shall apply hereinafter), It is common to calculate the volume from the cost of equipment and materials. In this way, the current situation is that the work of acquiring the volume relies on manpower, and measures have been taken to reduce the work of on-site staff. For example, the patent documents shown below disclose techniques for saving labor in construction management of construction structures (see Patent Documents 1 to 3).
特許文献1に記載された技術は、施工現場において、標定点装置の設定や写真撮影を実施し、標定点の特定等を行って、被測定物の3次元データを算出するための写真撮影管理方法に関するものである。 The technique described in Patent Document 1 is a photography management for calculating three-dimensional data of an object to be measured by setting a control point device and taking a picture at a construction site, specifying a control point, and the like. It's about the method.
この写真撮影管理方法は、ステレオ撮影された一連のデジタル画像データから施工管理に利用する出来形の3次元データを求めるようになっている。すなわち、計画準備、撮影、計測、出来形取得までの各作業工程に関するデータをデータベースで管理する技術であり、使用カメラや基準点データ等のプロジェクト情報に基づいて、撮影条件や画像データ等の撮影点情報、標定点計測データ等のステレオモデル情報、3次元計測範囲等の3次元計測情報、ブレイクラインデータ等の出来形情報を生成するようになっている。 In this photography management method, three-dimensional data of a finished product to be used for construction management is obtained from a series of digital image data taken in stereo. In other words, it is a technology that manages data related to each work process from planning preparation, shooting, measurement, and acquisition of finished products in a database, and shoots shooting conditions and image data based on project information such as the camera used and reference point data. Stereo model information such as point information and control point measurement data, three-dimensional measurement information such as three-dimensional measurement range, and finished form information such as breakline data are generated.
特許文献2に記載された技術は、画像情報を利用して、作業者、作業内容、機械を認識して、作業に関する情報を表示する工事管理支援装置に関するものである。この工事管理支援装置は、作業者を認識するための作業者特定情報を格納する記憶部と、撮像手段により撮像された対象工事の画像情報を取得する取得部と、作業者特定情報を参照して、取得した画像情報を解析し、作業者を認識する画像解析部と、認識した作業者の作業時間を計測する計測部と、認識した作業者と、当該作業者に関連付けられた作業時間とを含む作業情報(例えば労務日報)を表示する表示部とを備えている。 The technique described in Patent Document 2 relates to a construction management support device that recognizes a worker, a work content, and a machine by using image information and displays information on the work. This construction management support device refers to a storage unit that stores worker identification information for recognizing a worker, an acquisition unit that acquires image information of the target construction imaged by an imaging means, and a worker identification information. The image analysis unit that analyzes the acquired image information and recognizes the worker, the measurement unit that measures the work time of the recognized worker, the recognized worker, and the work time associated with the worker. It is equipped with a display unit that displays work information (for example, daily labor report) including.
特許文献3に記載された技術は、3Dレーザースキャナ計測データ及び設計データに基づいてトンネルの出来形を推定する際に高速で精度良くトンネルの管理を行うことを目的としたトンネル内空形状の把握方法である。このトンネル内空形状の把握方法は、3Dレーザースキャナを用いてトンネルの内空壁面を計測し、計測により得られた点群のデータを、RANSAC(Random Sampling Consensus)を用いてノイズ及び外れ値を排除してトンネルの内空壁面断面形状の少なくとも一部の形状データに対して、基本的な平面図形を近似させる処理を行うことにより、基本的な平面図形の結合を含むトンネルの内空壁面の形状を推定するようになっている。 The technique described in Patent Document 3 grasps the empty shape inside the tunnel for the purpose of managing the tunnel at high speed and with high accuracy when estimating the completed shape of the tunnel based on the measurement data and the design data of the 3D laser scanner. The method. In this method of grasping the shape of the sky inside the tunnel, the inner wall surface of the tunnel is measured using a 3D laser scanner, and the point cloud data obtained by the measurement is used for noise and outliers using RANSAC (Random Samplering Consensus). By excluding and performing a process of approximating the basic plane figure to at least a part of the shape data of the inner sky wall surface shape of the tunnel, the inner sky wall surface of the tunnel including the combination of the basic plane figures is performed. The shape is estimated.
上述したように、出来形を確認して出来高を取得するまでの一連の作業は、自動化されていないのが現状であり、現場職員の労働負荷を軽減する必要がある。また、これら一連の作業を手作業で行った場合には、多大な時間を要するという問題もある。さらに、工事の進捗と人件費や材料費との関係性を把握する必要があるため、作業に慣れていない職員では出来高の算出に長時間を要してしまう。 As mentioned above, the current situation is that the series of operations from confirming the finished product to obtaining the volume is not automated, and it is necessary to reduce the workload of the on-site staff. Further, when these series of operations are performed manually, there is a problem that a large amount of time is required. Furthermore, since it is necessary to grasp the relationship between the progress of construction work and labor costs and material costs, it takes a long time for staff who are not accustomed to the work to calculate the volume.
なお、特許文献1に記載された技術は、画像データを用いて出来形の3次元データを求めるための技術である。また、特許文献2に記載された技術は、画像データを用いて作業者を認識し、認識した作業者の動作に基づいて労務日報等を作成するための技術である。この点、本発明に係る施工出来高データ取得システムは、建設構造物の施工現場において、画像データを取得するための装置を自動巡回させ、画像データの取得範囲に欠損が生じないようにして画像データを取得することにより、連続して一体となった施工状況データを生成し、ディープラーニングにより出来形データを分析することを前提として、分析した出来形データに基づいて出来高データを算出するという総合的なシステムであり、従来の技術をただ単に組み合わせたものではない。 The technique described in Patent Document 1 is a technique for obtaining three-dimensional data of a finished product using image data. Further, the technique described in Patent Document 2 is a technique for recognizing a worker using image data and creating a daily labor report or the like based on the movement of the recognized worker. In this regard, the construction volume data acquisition system according to the present invention automatically patrols the device for acquiring image data at the construction site of the construction structure so that the image data acquisition range is not damaged. By acquiring, the construction status data that is continuously integrated is generated, and on the premise that the finished product data is analyzed by deep learning, the volume data is calculated based on the analyzed finished product data. System, not just a combination of conventional technologies.
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、迅速かつ正確に出来形データ及び出来高データを取得することが可能な施工出来高データ取得システムを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a construction volume data acquisition system capable of quickly and accurately acquiring volume data and volume data.
本発明に係る施工出来高データ取得システムは、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明に係る施工出来高データ取得システムは、画像データ取得手段と、巡回手段と、施工状況データ生成手段と、出来形データ分析手段と、出来高データ算出手段とを備えたことを特徴とする。なお、本発明において、画像データとは画像を三次元的に表現するためのデータのことであり、具体的には三次元画素データのことをいう。 The construction volume data acquisition system according to the present invention has the following features in order to achieve the above-mentioned object. That is, the construction volume data acquisition system according to the present invention is characterized by including an image data acquisition means, a patrol means, a construction status data generation means, a finished form data analysis means, and a volume data calculation means. .. In the present invention, the image data refers to data for expressing an image three-dimensionally, and specifically refers to three-dimensional pixel data.
画像データ取得手段は、施工対象となる建設構造物の施工過程における画像データを、少なくとも2点の座標データを含んで取得するための手段である。巡回手段は、施工対象となる建設構造物の施工現場において、画像データの取得範囲に欠損が生じないように、画像データ取得手段を巡回させるための手段である。 The image data acquisition means is a means for acquiring image data in the construction process of the construction structure to be constructed, including coordinate data of at least two points. The patrol means is a means for patrol the image data acquisition means so that the image data acquisition range is not damaged at the construction site of the construction target to be constructed.
施工状況データ生成手段は、取得した画像データに基づいて、連続して一体となるとともに、絶対座標データを含む立体的な施工状況データを生成するための手段である。出来形データ分析手段は、生成した施工状況データに対してディープラーニングを行って、出来形データを分析するための手段である。出来高データ算出手段は、分析した出来形データに基づいて出来高データを算出するための手段である。 The construction status data generation means is a means for continuously integrating and generating three-dimensional construction status data including absolute coordinate data based on the acquired image data. The finished product data analysis means is a means for performing deep learning on the generated construction status data and analyzing the finished product data. The volume data calculation means is a means for calculating volume data based on the analyzed volume data.
画像データ取得手段では、施工の進行に応じて画像データを逐次取得し、施工状況データ生成手段による施工状況データの生成、出来形データ分析手段による出来形データの分析、出来高データ算出手段による出来高データの算出を実施することが好ましい。 The image data acquisition means sequentially acquires image data according to the progress of construction, generates construction status data by the construction status data generation means, analyzes the finished form data by the finished form data analysis means, and the volume data by the volume data calculation means. It is preferable to carry out the calculation of.
また、上述した構成に加えて、巡回手段が施工現場を巡回する際に、画像データを得ることができない施工範囲がないように、巡回手段の最短巡回経路を決定する巡回経路決定手段を備えることが可能である。 Further, in addition to the above-described configuration, a patrol route determining means for determining the shortest patrol route of the patrol means is provided so that there is no construction range in which image data cannot be obtained when the patrol means patrols the construction site. Is possible.
また、上述した構成に加えて、取得した画像データを建設構造物に重ね合わせて表示させる映像重畳表示制御手段を備えることが可能である。 Further, in addition to the above-described configuration, it is possible to provide an image superimposition display control means for superimposing and displaying the acquired image data on the construction structure.
このような構成からなる施工出来高データ取得システムは、3Dカメラ等の光学機器と、光学機器を搭載して施工現場を巡回可能な巡回装置と、コンピュータ及びその付属機器と、コンピュータにインストールされたプログラムとにより構成される。施工出来高データ取得システムでは、3Dカメラ等の光学機器からなる画像データ取得手段により、建設構造物の施工過程における画像データを取得する。この際、3Dカメラ等の光学機器は、施工現場を巡回する走行装置等の巡回手段に搭載される。また、巡回装置が施工現場を巡回する際に、画像データを得ることができない施工範囲がないように、巡回装置の最短巡回経路を決定することが好ましい。 The construction volume data acquisition system having such a configuration includes an optical device such as a 3D camera, a patrol device equipped with the optical device and capable of patrol the construction site, a computer and its accessory devices, and a program installed in the computer. It is composed of. In the construction volume data acquisition system, image data in the construction process of a construction structure is acquired by an image data acquisition means consisting of an optical device such as a 3D camera. At this time, an optical device such as a 3D camera is mounted on a patrol means such as a traveling device that patrols the construction site. Further, it is preferable to determine the shortest patrol route of the patrol device so that there is no construction range in which image data cannot be obtained when the patrol device patrols the construction site.
施工状況データ生成手段では、取得した画像データに基づいて、連続して一体となった立体的な施工状況データを生成する。画像データは、少なくとも2点の座標データを含んでいるため、施工状況データも座標データを含んでいることになる。この施工状況データは、施工現場の立体画像であり、施工状況を把握することができるようになっている。 The construction status data generation means continuously generates integrated three-dimensional construction status data based on the acquired image data. Since the image data includes the coordinate data of at least two points, the construction status data also includes the coordinate data. This construction status data is a three-dimensional image of the construction site, and the construction status can be grasped.
そして、出来形データ分析手段の機能により、施工状況データに対してディープラーニングを行って、出来形データを分析する。分析した出来形データは、液晶表示装置の表示画面に表示し、あるいはプリンタにより印刷することができる。また、出来形データをHDD等の記憶装置に記憶してもよい。 Then, by the function of the finished product data analysis means, deep learning is performed on the construction status data to analyze the finished product data. The analyzed finished product data can be displayed on the display screen of the liquid crystal display device or printed by a printer. Further, the finished product data may be stored in a storage device such as an HDD.
また、出来高データ算出手段の機能により、分析した出来形データに基づいて出来高データを算出する。例えば、出来形データを分析して、鉄筋の建て込み、型枠の施工、壁コンクリートの打設等の施工状況を把握することにより、施工状況の進行に応じた出来高データを算出することができる。さらに、算出した出来高データに基づいて、施工の進行状況データを生成することができる。 In addition, the volume data is calculated based on the analyzed volume data by the function of the volume data calculation means. For example, by analyzing the finished shape data and grasping the construction status such as the construction of reinforcing bars, the construction of formwork, and the placement of wall concrete, it is possible to calculate the volume data according to the progress of the construction status. .. Further, it is possible to generate construction progress data based on the calculated volume data.
算出した出来高データは、液晶表示装置の表示画面に表示し、あるいはプリンタにより印刷することができる。また、出来高データをHDD等の記憶装置に記憶してもよい。また、取得した画像データを建設構造物に重ね合わせて表示してもよい。さらに、施工の進行に合わせて、逐次、出来形データ及び出来高データを記憶しておくことにより、施工完了後に配筋位置等を確認することができる。 The calculated volume data can be displayed on the display screen of the liquid crystal display device or printed by a printer. Further, the volume data may be stored in a storage device such as an HDD. Further, the acquired image data may be superimposed on the construction structure and displayed. Further, by sequentially storing the finished product data and the finished product data according to the progress of the construction, it is possible to confirm the bar arrangement position and the like after the construction is completed.
本発明に係る施工出来高データ取得システムでは、3Dカメラ等の光学機器からなる画像データ取得手段を巡回手段に搭載して巡回させ、建設構造物の施工過程における画像データを取得するので、容易かつ確実に三次元データを取得することができる。 In the construction volume data acquisition system according to the present invention, an image data acquisition means composed of an optical device such as a 3D camera is mounted on the patrol means to patrol and acquire image data in the construction process of the construction structure, so that it is easy and reliable. It is possible to acquire three-dimensional data.
また、施工状況データに対してディープラーニングを行って、出来形データを分析するので、正確な出来形データを迅速に取得することができる。さらに、正確な出来形データを取得しているので、出来高データの算出も容易かつ正確なものとなる。 In addition, since deep learning is performed on the construction status data and the finished product data is analyzed, accurate finished product data can be quickly acquired. Further, since the accurate finished product data is acquired, the calculation of the volume data becomes easy and accurate.
このように、本発明に係る施工出来高データ取得システムによれば、作業員の熟練度に頼ることなく、迅速かつ正確に出来形データ及び出来高データを取得することが可能となる。また、出来形データ及び出来高データは、施工過程において適時取得することができるので、施工の進行状況を正確に把握することができるだけではなく、施工完了後に部材の配設位置を確認することができる。 As described above, according to the construction volume data acquisition system according to the present invention, it is possible to quickly and accurately acquire the volume data and the volume data without relying on the skill level of the worker. In addition, since the finished product data and the volume data can be acquired in a timely manner during the construction process, not only can the progress of the construction be accurately grasped, but also the arrangement position of the members can be confirmed after the construction is completed. ..
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る施工出来高データ取得システムを説明する。図1〜6は本発明の実施形態に係る施工出来高データ取得システムを説明するもので、図1はシステム構成を示すブロック図、図2は画像データの取得を示す説明図、図3は三次元画像と出来高の関係を示す説明図、図4及び図5は施工過程の模式図、図6は巡回経路の一例を示す説明図である。 Hereinafter, the construction volume data acquisition system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 6 show a construction volume data acquisition system according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration, FIG. 2 is an explanatory diagram showing image data acquisition, and FIG. 3 is a three-dimensional diagram. An explanatory diagram showing the relationship between the image and the volume, FIGS. 4 and 5 are schematic views of the construction process, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the patrol route.
<施工出来高データ取得システムの概要>
本発明の実施形態に係る施工出来高データ取得システムは、例えば、建設構造物の施工現場を巡回させた3Dカメラ等により撮像した画像データを利用して施工出来高データを取得するためのシステムであり、図1に示すように、画像データ取得手段10と、巡回手段20と、施工状況データ生成手段30と、出来形データ分析手段40と、出来高データ算出手段50とを備えており、さらに、巡回経路決定手段60と、表示制御手段70と、映像重畳表示制御手段80とを備えていてもよい。出来形データや出来高データは、表示制御手段70の制御により、表示手段90に表示される。また、映像重畳表示制御手段80を用いて、取得した画像データを施工現場に重畳して表示することもできる。
<Overview of construction volume data acquisition system>
The construction volume data acquisition system according to the embodiment of the present invention is a system for acquiring construction volume data using, for example, image data captured by a 3D camera or the like that patrols the construction site of a construction structure. As shown in FIG. 1, it is provided with an image data acquisition means 10, a patrol means 20, a construction status data generation means 30, a finished product data analysis means 40, and a volume data calculation means 50, and further, a patrol route. The determination means 60, the display control means 70, and the image superimposition display control means 80 may be provided. The finished product data and the volume data are displayed on the display means 90 under the control of the display control means 70. Further, the acquired image data can be superimposed and displayed on the construction site by using the image superimposition display control means 80.
以下、各手段について説明する。なお、各手段は、各機能を発揮するための機器及び付属装置と、コンピュータに読み込まれることにより、ハードウェア資源と協働して機能を発揮するソフトウェアと、これと同等の機能を実現することが可能な論理回路等のことをいう。 Hereinafter, each means will be described. In addition, each means shall realize the equipment and accessory devices for exerting each function, the software that exerts the function in cooperation with the hardware resources by being read into the computer, and the equivalent function. It refers to a logic circuit that can be used.
<画像データ取得手段>
画像データ取得手段10は、施工対象となる建設構造物の施工過程における画像データを、少なくとも2点の座標データを含んで取得するための手段であり、例えば、3Dカメラにより構成することができる。3Dカメラは、2眼撮像方式であってもよいし、偏光子を用いた単眼撮像方式であってもよい。画像データ取得手段10で取得した画像データは、RAM等の一時記憶領域に記憶して、施工状況データの生成に用いる。なお、画像データの取得は、施工の進行に伴い逐次実施する。これに伴い、施工状況データ生成手段30による施工状況データの生成、出来形データ分析手段40による出来形データの分析、出来高データ算出手段50による出来高データの算出を施工の進行に伴い逐次実施する。
<Image data acquisition means>
The image data acquisition means 10 is a means for acquiring image data in the construction process of the construction structure to be constructed including at least two coordinate data, and can be configured by, for example, a 3D camera. The 3D camera may be a two-lens imaging system or a monocular imaging system using a polarizer. The image data acquired by the image data acquisition means 10 is stored in a temporary storage area such as a RAM and used for generating construction status data. The image data will be acquired sequentially as the construction progresses. Along with this, the construction status data is generated by the construction status data generating means 30, the finished product data is analyzed by the finished product data analyzing means 40, and the finished product data is calculated by the finished product data calculating means 50 in sequence as the construction progresses.
取得する画像データに少なくとも2点の座標データを含ませるためには、巡回手段20による巡回経路における任意の2地点以上に、座標データを示すマーカーを設置すればよい。なお、座標データを取得するための手段はマーカーに限られるものではなく、座標データを取得することができればどのような手段であってもよい。例えば、位置データを発信するRFIDタグ、GPSシステムを利用した位置座標取得装置等を利用して座標データを取得することができる。 In order to include the coordinate data of at least two points in the image data to be acquired, markers indicating the coordinate data may be installed at any two or more points in the patrol route by the patrol means 20. The means for acquiring the coordinate data is not limited to the marker, and any means may be used as long as the coordinate data can be acquired. For example, coordinate data can be acquired by using an RFID tag that transmits position data, a position coordinate acquisition device that uses a GPS system, or the like.
取得する画像データは、少なくとも2点の座標データを含んでいるため、施工状況データを作成する際に、当該座標データに基づいて絶対座標を付与することができる。画像データに含まれる座標データは、任意の地点の座標データとすることができるが、巡回手段20の出発点の座標データを含ませることにより、絶対座標の付与が正確なものとなる。 Since the image data to be acquired includes coordinate data of at least two points, absolute coordinates can be given based on the coordinate data when creating the construction status data. The coordinate data included in the image data can be the coordinate data of an arbitrary point, but by including the coordinate data of the starting point of the patrol means 20, the absolute coordinates are given accurately.
<巡回手段>
巡回手段20は、施工対象となる建設構造物の施工現場において、画像データの取得範囲に欠損が生じないように、画像データ取得手段10を巡回させるための機器及びその制御装置からなる。例えば、台車、駆動車輪、走行制御装置等を備えた走行装置や、敷設されたケーブルやレールに沿って走行する走行装置、ドローン等を用いて、巡回手段20を構成することができる。
<Means of patrol>
The patrol means 20 includes an apparatus for patrol the image data acquisition means 10 and a control device thereof so that the image data acquisition range is not damaged at the construction site of the construction target to be constructed. For example, the patrol means 20 can be configured by using a traveling device including a trolley, drive wheels, a traveling control device, a traveling device that travels along a laid cable or a rail, a drone, or the like.
<施工状況データ生成手段>
施工状況データ生成手段30は、取得した画像データに基づいて、連続して一体となった立体的な施工状況データを生成するための手段であり、例えば、合成画像を生成するためのプログラムとこれをインストールしたコンピュータからなる。連続して一体となった立体的な画像とは、あたかも実際の施工現場を視認しているのと同様の画像のことであり、周囲を見渡したり、施工現場を巡回したりした状態を再現するものである。すなわち、施工状況データを生成することにより、仮想的な施工現場空間(全方位を視認可能な仮想空間)を創出することができる。
<Construction status data generation means>
The construction status data generation means 30 is a means for continuously and integrally generating three-dimensional construction status data based on the acquired image data, and is, for example, a program for generating a composite image and the same. Consists of the computer on which you have installed. A continuous and integrated three-dimensional image is an image as if you were visually observing the actual construction site, and reproduces the state of looking around and patrolling the construction site. It is a thing. That is, by generating the construction status data, it is possible to create a virtual construction site space (a virtual space in which all directions can be visually recognized).
<出来形データ分析手段>
出来形データ分析手段40は、生成した施工状況データに対してディープラーニングを行って、出来形データを分析するための手段であり、例えば、画像解析を行うためのプログラムとこれをインストールしたコンピュータからなる。ディープラーニングを行って施工状況データを分析することにより、現段階の出来形データを得ることができる。なお、施工状況データに対するディープラーニングは、出来高データの取得対象となる建設構造物だけではなく、他の建設構造物を含んで広く実施することが好ましい。
<Finished data analysis method>
The finished product data analysis means 40 is a means for performing deep learning on the generated construction status data and analyzing the finished product data. For example, from a program for performing image analysis and a computer on which the finished product data analysis means 40 is installed. Become. By performing deep learning and analyzing the construction status data, it is possible to obtain the finished product data at the current stage. It is preferable that deep learning for the construction status data is widely carried out not only for the construction structure for which the volume data is to be acquired but also for other construction structures.
<出来高データ算出手段>
出来高データ算出手段50は、分析した出来形データに基づいて出来高データを算出するための手段であり、例えば、出来高データを算出するための演算プログラムとこれをインストールしたコンピュータからなる。出来高データを算出するには、例えば、図3に示すように、出来形データを分析して、鉄筋の建て込み、型枠の施工、壁コンクリートの打設等の施工状況を把握し、施工状況の進行に応じた出来高データを算出する。出来高データの算出については、後に詳述する。なお、図3に示す三次元画像は、図2に示す網掛け部分の画像であり、便宜上、二次元で表現しているが、実際には三次元で表現されている。
<Volume data calculation means>
The volume data calculation means 50 is a means for calculating volume data based on the analyzed volume data, and includes, for example, an arithmetic program for calculating volume data and a computer on which the volume data is calculated. In order to calculate the volume data, for example, as shown in FIG. 3, the completed form data is analyzed to grasp the construction status such as the construction of reinforcing bars, the construction of formwork, and the placement of wall concrete, and the construction status. Calculate the volume data according to the progress of. The calculation of volume data will be described in detail later. The three-dimensional image shown in FIG. 3 is an image of the shaded portion shown in FIG. 2, and is expressed in two dimensions for convenience, but is actually expressed in three dimensions.
<巡回経路決定手段>
巡回経路決定手段60は、巡回手段20が施工現場を巡回する際に、画像データを得ることができない施工範囲がないように、巡回手段20の最短巡回経路を決定するための手段であり、例えば、画像データ取得手段10が、巡回開始地点から巡回終了地点までの間を一筆書きで巡回可能な経路を導出するための演算プログラム及びこれをインストールしたコンピュータからなる。なお、最短の巡回経路を導出するためのアルゴリズムは種々提案されているが、本実施形態では、画像データを得ることができない施工範囲が存在しなければ完全な一筆書きとする必要はなく、演算手段の処理能力に応じた適宜なアルゴルズムを用いればよい。すなわち、本実施形態では、画像データを得ることができない施工範囲が生じないようにすることが重要であるため、巡回経路の重複を許容する場合もある。
<Means for determining the patrol route>
The patrol
巡回経路決定手段60は、巡回手段20の巡回開始地点と巡回終了地点の座標データと巡回範囲の座標データとを用いて、画像データ取得手段10により画像データを得ることができない施工範囲がないように、巡回手段20を巡回させることが可能な巡回経路を決定する。この際、図6に示すように、巡回範囲内に障害物がある場合には、障害物の座標データを取得して、巡回手段20が障害物を避けて巡回するとともに、障害物が存在した場合であっても画像データを得ることができない施工範囲が生じないように巡回経路を決定する。 The patrol route determining means 60 uses the coordinate data of the patrol start point and the patrol end point of the patrol means 20 and the coordinate data of the patrol range so that there is no construction range in which the image data cannot be obtained by the image data acquisition means 10. In addition, a patrol route capable of patrol the patrol means 20 is determined. At this time, as shown in FIG. 6, when there is an obstacle within the patrol range, the coordinate data of the obstacle is acquired, the patrol means 20 patrols while avoiding the obstacle, and the obstacle exists. Even in this case, the patrol route is determined so that there is no construction area where image data cannot be obtained.
この際、取得した画像データを用いて、連続して一体となった立体的な施工状況データを生成できるか否か(画像を欠損なく繋ぎあわせることができるか否か)を確認し、適切な施工状況データを生成できない場合には、画像データ取得手段10の位置を修正したり、カメラの向きを修正したりするような制御を行うことが好ましい。 At this time, using the acquired image data, it is confirmed whether or not it is possible to continuously generate integrated three-dimensional construction status data (whether or not the images can be joined without any loss), and it is appropriate. When the construction status data cannot be generated, it is preferable to perform control such as correcting the position of the image data acquisition means 10 or correcting the direction of the camera.
<映像重畳表示制御手段>
映像重畳表示制御手段80は取得した画像データを建設構造物に重ね合わせて表示させるための手段である。映像重畳表示制御手段80は、例えば、透過型のスマートグラスやヘッドマウントディスプレイを用いても構成してもよいし、プロジェクションマッピングの技術を用いて構成してもよい。
<Video superimposition display control means>
The image superimposition display control means 80 is a means for superimposing and displaying the acquired image data on the construction structure. The image superimposition display control means 80 may be configured by using, for example, a transmissive smart glass or a head-mounted display, or may be configured by using a projection mapping technique.
具体的には、作業者に透過型のスマートグラスやヘッドマウントディスプレイを装着させ、AR技術等の画像合成技術を用いて、取得した画像データを建設構造物に重ね合わせて表示させる。あるいは、プロジェクションマッピング技術を用いて、取得した画像データを建設構造物に投影する。これにより、作業者は、建設構造物の外観からは視認することができない鉄筋や配管等の位置を正確に把握することができる。 Specifically, the operator is made to wear a transmissive smart glass or a head-mounted display, and the acquired image data is superimposed and displayed on the construction structure by using an image composition technology such as AR technology. Alternatively, projection mapping technology is used to project the acquired image data onto the construction structure. As a result, the worker can accurately grasp the positions of the reinforcing bars, pipes, etc., which cannot be visually recognized from the appearance of the construction structure.
<表示手段>
図1に示すように、本実施形態の施工出来高データ取得システムでは、ビデオ信号の表示制御を行う表示制御手段70と、各種のデータを表示するための液晶表示装置等からなる表示手段90とを備えている。出来形データや出来高データは、表示制御手段70の制御を受けて表示手段90により表示される。これにより、作業者や監督者等が出来形データや出来高データを確認することができる。
<Display means>
As shown in FIG. 1, in the construction volume data acquisition system of the present embodiment, a display control means 70 for controlling the display of a video signal and a display means 90 including a liquid crystal display device for displaying various data are provided. I have. The finished product data and the volume data are displayed by the display means 90 under the control of the display control means 70. As a result, the worker, the supervisor, and the like can confirm the finished product data and the volume data.
分析された出来形データや算出された出来高データを表示手段90の表示画面に表示することにより、作業者や監督者が出来形データ及び出来高データを把握することができる。また、出来形データや出来高データは、プリンタを用いて印刷してもよい。これにより、施工状況に関する帳票類を自動的に作成することができる。なお、図3〜図5に示す出来高データの数値は、目標となる出来高に対する相対的な数値であり、施工完了時の出来高データに対する絶対的な数値ではない。このように、出来高データは、目標に対する相対的な数値として表すことができる。 By displaying the analyzed volume data and the calculated volume data on the display screen of the display means 90, the worker or the supervisor can grasp the volume data and the volume data. Further, the finished product data and the finished product data may be printed by using a printer. As a result, forms related to the construction status can be automatically created. The numerical values of the volume data shown in FIGS. 3 to 5 are numerical values relative to the target volume, not absolute values with respect to the volume data at the completion of construction. In this way, the volume data can be expressed as a numerical value relative to the target.
<出来高データの取得手順>
上述した施工出来高データ取得システムを用いて出来高データを取得する手順を説明する。以下の説明では、図4(a)、図4(b)、図5(a)、図5(b)の順で施工を行い、図2に示すように画像データを取得し、図3に示すように出来高データを算出する。図4(a)はスラブコンクリート100を打設してアンカー110を埋め込んだ状態、図4(b)は鉄筋120を建て込んだ状態、図5(a)は型枠130を組み立てた状態、図5(b)は壁コンクリート140の打設が完了した状態を示している。
<Procedure for acquiring volume data>
The procedure for acquiring the volume data using the above-mentioned construction volume data acquisition system will be described. In the following description, the construction is performed in the order of FIG. 4 (a), FIG. 4 (b), FIG. 5 (a), and FIG. 5 (b), image data is acquired as shown in FIG. 2, and FIG. 3 shows. Calculate volume data as shown. FIG. 4A shows a state in which the
この際、巡回経路決定手段60で決定した巡回経路は、例えば図6に示すように、柱等の障害物を避けるとともに、画像データを得ることができない施工範囲が生じないようになっている。なお、図6において、符号Sは巡回手段20のスタート地点を示し、符号Eは巡回手段20の巡回終了地点を示している。また、出発地点を含む任意の2地点以上に座標マーカーが設置されているものとする。
At this time, as shown in FIG. 6, for example, the patrol route determined by the patrol
本発明の実施形態に係る施工出来高データ取得システムにより、施工出来高データを取得するには、各建設構造物の施工現場において、3Dカメラ等の光学機器からなる画像データ取得手段10を用いて、建設構造物の施工過程における画像データを取得(撮影)する。この際、画像データ取得手段10を巡回手段20に搭載し、画像データを得ることができない施工範囲がないように巡回手段20を駆動して、建設構造物の施工現場内における画像データを取得(撮影)する。 In order to acquire the construction volume data by the construction volume data acquisition system according to the embodiment of the present invention, construction is performed at the construction site of each construction structure by using the image data acquisition means 10 composed of an optical device such as a 3D camera. Acquire (photograph) image data in the construction process of the structure. At this time, the image data acquisition means 10 is mounted on the patrol means 20, and the patrol means 20 is driven so that there is no construction range in which the image data cannot be obtained, and the image data in the construction site of the construction structure is acquired ( Take a picture).
取得した画像データは、施工状況データ生成手段30の機能により連続して一体となった立体的な施工状況データとして適宜な記憶手段(例えば、RAMやHDD)に記憶する。そして、出来形データ分析手段40の機能により、施工状況データに対してディープラーニングを行って、出来形データを分析する。ディープラーニングは、施工状況データと出来形の関係を導き出すための機械学習であり、複数の施工現場から取得した数多くの施工状況データに対してディープラーニングを行うことにより、より一層精度が高い出来形データの分析を行うことができる。 The acquired image data is stored in an appropriate storage means (for example, RAM or HDD) as three-dimensional construction status data that is continuously integrated by the function of the construction status data generation means 30. Then, by the function of the finished product data analysis means 40, deep learning is performed on the construction status data to analyze the finished product data. Deep learning is machine learning for deriving the relationship between construction status data and finished product, and by performing deep learning on a large number of construction status data acquired from multiple construction sites, the finished product is even more accurate. You can analyze the data.
出来形データを分析したら、出来高データ算出手段50の機能により、分析した出来形データに基づいて出来高データを算出する。また、施工の進行に伴って、逐次、出来形データ及び出来高データをHDD等の記憶装置に記憶しておくことにより、当該データを読み出して、施工の進行状況を容易かつ確実に確認することができる。 After the volume data is analyzed, the volume data is calculated based on the analyzed volume data by the function of the volume data calculation means 50. In addition, as the construction progresses, the finished product data and the volume data are sequentially stored in a storage device such as an HDD, so that the data can be read out and the progress status of the construction can be confirmed easily and surely. it can.
マンションの一室における出来高データの取得を例にとって説明する。マンションの一室では、例えば、鉄筋の建て込み、型枠の施工、壁コンクリートの打設、内装工事、設備設置といった手順で工事が進められる。そして、施工状況データに対してディープラーニングを行って出来形データを分析することにより、鉄筋の建て込み、型枠の施工、壁コンクリートの打設、内装工事、設備設置のうちのどの段階まで工事が進んでいるかを把握することができる。なお、上述した施工手順は一例であり、他の施工手順を含んでいたり、施工手順の一部が省略されている場合もある。 The acquisition of volume data in one room of an apartment will be described as an example. In one room of the condominium, for example, the construction is carried out by the procedure of building reinforcing bars, constructing formwork, placing wall concrete, interior construction, and installing equipment. Then, by performing deep learning on the construction status data and analyzing the finished form data, it is possible to construct any of the following stages: rebar construction, formwork construction, wall concrete placement, interior construction, and equipment installation. Can be grasped whether is progressing. The above-mentioned construction procedure is an example, and other construction procedures may be included or a part of the construction procedure may be omitted.
すなわち、全工種数を分母とし、現在完了している工種数を分子とすれば、出来高の概略データを算出することができる。具体的には、マンション工事において、鉄筋の建て込み、型枠の施工、壁コンクリートの打設、内装工事、設備設置を全工種数とする。この場合には、全工種数は「5」となる。 That is, if the total number of work types is the denominator and the number of work types currently completed is the numerator, the approximate data of the volume can be calculated. Specifically, in condominium construction, the total number of works includes the construction of reinforcing bars, the construction of formwork, the placement of wall concrete, the interior construction, and the installation of equipment. In this case, the total number of work types is "5".
そして、施工状況データに対してディープラーニングを行って出来形データを分析することにより、現在、いずれの施工段階(工種)であるかを把握する。例えば、内装材が最前面となっているという分析結果である場合には、内装工事が始まっているので、壁コンクリートの打設までの施工は完了していると判断する。すなわち、この状態では、鉄筋の建て込み、型枠の施工、壁コンクリートの打設という3つの工種が完了していると判断する。したがって、出来高は、施工が完了している工種数(3)を全工種数(5)で除した値となり、出来高データは60%となる。 Then, by performing deep learning on the construction status data and analyzing the finished product data, it is possible to grasp which construction stage (construction type) is currently being performed. For example, if the analysis result shows that the interior material is in the foreground, it is determined that the interior work has started and the work up to the placement of the wall concrete has been completed. That is, in this state, it is judged that the three types of work, that is, the construction of the reinforcing bar, the construction of the formwork, and the placement of the wall concrete have been completed. Therefore, the volume is a value obtained by dividing the number of work types (3) for which construction has been completed by the total number of work types (5), and the volume data is 60%.
なお、上述した実施形態ではスラブコンクリート上に鉄筋を建て込み、型枠を施工して壁コンクリートを打設する施工例について説明したが、本発明に係る施工出来高データ取得システムの適用対象は、このような施工に限定されるものではなく、トンネル掘削作業、盛り土作業等の土木作業を含めて、種々の建設構造物の出来高データ取得に対して適用することが可能である。 In the above-described embodiment, a construction example in which a reinforcing bar is built on slab concrete, a formwork is constructed, and wall concrete is placed has been described, but the application target of the construction volume data acquisition system according to the present invention is this. It is not limited to such construction, but can be applied to the acquisition of volume data of various construction structures including civil engineering work such as tunnel excavation work and filling work.
10 画像データ取得手段
20 巡回手段
30 施工状況データ生成手段
40 出来形データ分析手段
50 出来高データ算出手段
60 巡回経路決定手段
70 表示制御手段
80 映像重畳表示制御手段
90 表示手段
100 スラブコンクリート
110 アンカー
120 鉄筋
130 型枠
140 壁コンクリート
10 Image data acquisition means 20 Patrol means 30 Construction status data generation means 40 Formwork data analysis means 50 Volume data calculation means 60 Patrol route determination means 70 Display control means 80 Image superimposition display control means 90 Display means 100 Slab concrete 110
Claims (4)
施工対象となる建設構造物の施工現場において、画像データの取得範囲に欠損が生じないように、前記画像データ取得手段を巡回させる巡回手段と、
前記取得した画像データに基づいて、連続して一体となるとともに、絶対座標データを含む立体的な施工状況データを生成する施工状況データ生成手段と、
生成した施工状況データに対してディープラーニングを行って、出来形データを分析する出来形データ分析手段と、
分析した出来形データに基づいて出来高データを算出する出来高データ算出手段と、
を備えたことを特徴とする施工出来高データ取得システム。 An image data acquisition means for acquiring image data in the construction process of a construction structure to be constructed, including coordinate data of at least two points, and an image data acquisition means.
At the construction site of the construction structure to be constructed, the patrol means for patrol the image data acquisition means and the patrol means so as not to cause a defect in the image data acquisition range.
Based on the acquired image data, a construction status data generation means that continuously integrates and generates three-dimensional construction status data including absolute coordinate data, and
A means of analyzing the finished product data, which analyzes the finished product data by performing deep learning on the generated construction status data.
Volume data calculation means that calculates volume data based on the analyzed volume data,
A construction volume data acquisition system characterized by being equipped with.
前記施工状況データ生成手段による施工状況データの生成、前記出来形データ分析手段による出来形データの分析、前記出来高データ算出手段による出来高データの算出を実施する、
ことを特徴とする請求項1に記載の施工出来高データ取得システム。 In the image data acquisition means, image data is sequentially acquired according to the progress of construction.
The construction status data is generated by the construction status data generating means, the finished product data is analyzed by the finished product data analyzing means, and the volume data is calculated by the volume data calculating means.
The construction volume data acquisition system according to claim 1, wherein the construction volume data acquisition system is characterized in that.
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