JP6932616B2 - 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、施工対象となる建設構造物を俯瞰する位置に画像データを取得するための装置を設置し、取得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に関するものである。 The present invention relates to a system for acquiring construction volume data, and more specifically, a device for acquiring image data is installed at a position overlooking the construction structure to be constructed, and the acquired image data is obtained. It is related to a system for acquiring construction volume data by using it.
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。)、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. It is common to calculate the volume from etc. 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、建設作業現場の3次元形状を把握して、丁張りと現況出来形との関係や走行可能範囲や危険範囲などを、建機オペレータに的確に知らせるための現場の画像生成システムに関するものである。 The technique described in Patent Document 2 is for grasping the three-dimensional shape of a construction work site and accurately informing the construction machine operator of the relationship between the tension and the current finished shape, the travelable range, the dangerous range, and the like. It is related to the image generation system in the field.
この画像生成システムは、複数のカメラからなるステレオカメラを備えた複数のカメラポールがそれぞれ異なる場所に配置され、各ステレオカメラが建設作業現場を撮影するようになっている。各ステレオカメラは、撮影画像をステレオ処理して距離画像を得る。また、各ステレオカメラから距離画像を取得したホスト装置が、距離画像を統合して建設作業現場の3次元モデルデータを生成する。そして、建機オペレータは、運転席からホスト装置に対して任意の仮想視点を指定すると、ホスト装置は、指定された仮想視点から建設作業現場を見た画像を、3次元モデルデータに基づいて描いて建機に送り、運転席に表示させるようになっている。 In this image generation system, a plurality of camera poles including stereo cameras composed of a plurality of cameras are arranged at different locations, and each stereo camera captures a construction work site. Each stereo camera stereo-processes the captured image to obtain a distance image. In addition, the host device that has acquired the distance image from each stereo camera integrates the distance image to generate three-dimensional model data of the construction work site. Then, when the construction machine operator specifies an arbitrary virtual viewpoint from the driver's seat to the host device, the host device draws an image of the construction work site from the designated virtual viewpoint based on the three-dimensional model data. It is sent to the construction machine and displayed in the driver's seat.
特許文献3に記載された技術は、3次元構造体の出来形形状の良し悪しを直感的に把握可能とした出来形可視化システムに関するものである。 The technique described in Patent Document 3 relates to a finished shape visualization system that can intuitively grasp the quality of the finished shape of a three-dimensional structure.
この出来形可視化システムは、表計算ソフト、3次元CADモデル表示ソフト及び可視化データ生成プログラムがインストールされたコンピュータを備えている。プログラムは、表計算ソフトによるデータ入力表に入力されたデータに基づいて、3次元構造体上の計測点における座標値、設計値及び出来形の実測値のデータを取得するデータ取得部と、3次元構造体の表面位置に設計値と実測値の差分をコンター図として表示するための出来形表示データを生成する表示データ生成部とを備えている。そして、コンピュータは、表示ソフトを動作させ、データを用いて出来形のコンター図を3次元表示させるようになっている。 This finished form visualization system includes a computer in which spreadsheet software, three-dimensional CAD model display software, and a visualization data generation program are installed. The program is a data acquisition unit that acquires data of coordinate values, design values, and actual measurement values of finished products at measurement points on a three-dimensional structure based on the data input to the data input table by table calculation software, and 3 It is equipped with a display data generation unit that generates finished product display data for displaying the difference between the design value and the measured value as a contour diagram at the surface position of the dimensional structure. Then, the computer operates the display software and uses the data to display the finished contour diagram in three dimensions.
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、複雑な手順が必要であり、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 described above, a series of operations from confirming the finished product to obtaining the volume requires a complicated procedure, and it is necessary to reduce the workload of the field 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.
特に、広大な土木建設現場において、出来形を確認して出来高を取得するまでの一連の作業を行う場合に、作業員が立ち入ることができない区域が存在したり、既に建造、造成された構造物等に隠れて横方向から現場の状況を正確に把握できなかったりすることが考えられ、この場合には、さらに多大な時間と労力を要してしまうという問題がある。 In particular, at a vast civil engineering construction site, when performing a series of work from confirming the finished shape to obtaining the volume, there are areas that workers cannot enter, or structures that have already been built or constructed. It is conceivable that the situation at the site cannot be accurately grasped from the side by hiding in the above, and in this case, there is a problem that a great deal of time and labor is required.
なお、特許文献1〜特許文献3に記載された技術は、コンピュータを用いて出来形データを生成し管理する技術であるが、作業員が立ち入ることができない区域が存在したり、既に建造、造成された構造物等に隠れて横方向から現場の状況を正確に把握できなかったりする施工現場において出来高データを取得することについては何ら考慮されていない。 The techniques described in Patent Documents 1 to 3 are techniques for generating and managing finished data using a computer, but there are areas where workers cannot enter, or they have already been constructed or created. No consideration is given to acquiring volume data at a construction site where the situation of the site cannot be accurately grasped from the lateral direction because it is hidden behind the constructed structure.
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、施工状況データ生成手段と、出来形データ分析手段と、施工モデルデータ取得手段と、出来高データ算出手段とを備えたことを特徴としている。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、例えば、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 includes an image data acquisition means, a construction status data generation means, a finished form data analysis means, a construction model data acquisition means, and a volume data calculation means. It is a feature. In the present invention, the image data is data for expressing an image three-dimensionally, for example, 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を俯瞰するように、施工現場に設置されたクレーンの適宜位置に取り付けられ、当該建設構造物の施工過程における複数の画像データを取得するための手段である。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、連続して一体となった立体的な三次元画素データからなる施工状況データを生成するための手段である。 The image data acquisition means is attached to an appropriate position of a crane installed at the construction site so as to give a bird's-eye view of the construction structure to be constructed, and is used to acquire a plurality of image data in the construction process of the construction structure. It is a means. The construction status data generation means is a means for generating construction status data composed of continuously integrated three-dimensional three-dimensional pixel data based on the acquired image data.
出来形データ分析手段は、生成した施工状況データを入力情報として、ディープラーニングを用いることにより画像解析を行い、現段階の出来形データを分析結果として出力するための手段である。施工モデルデータ取得手段は、施工対象となる建設構造物に関する施工モデルデータを取得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と取得した施工モデルデータと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 finished product data analysis means is a means for performing image analysis by using the generated construction status data as input information and using deep learning, and outputting the finished product data at the current stage as an analysis result. The construction model data acquisition means is a means for acquiring construction model data related to the construction structure to be constructed. The volume data calculation means is a means for calculating volume data based on the analyzed volume data and the acquired construction model data.
また、上述した構成に加えて、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することが可能である。この場合には、逐次取得した画像データに基づいて、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。 Further, in addition to the above-described configuration, the image data acquisition means can sequentially acquire image data according to the progress of construction. In this case, based on the sequentially acquired image data, the construction status data is generated by the construction status data generation means, the finished product data is analyzed by the finished product data analysis means, and the volume data is calculated by the volume data calculating means. ..
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、電子カメラ等の光学機器と、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、電子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、電子カメラ等の光学機器は、施工現場を俯瞰できる位置に設置されており、施工状況に関する画像データを上方から見た状態で取得することができる。 The construction volume data acquisition system having such a configuration is composed of an optical device such as an electronic camera, a computer and its accessories, and a program installed in the computer. 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 an electronic camera. At this time, the optical equipment such as an electronic camera is installed at a position where the construction site can be overlooked, and the image data related to the construction status can be acquired in a state of being viewed from above.
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。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. 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。また、施工モデルデータ取得手段の機能により、施工対象となる建設構造物の施工モデルデータ(例えば、BIMモデルデータ)を取得する。 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. In addition, the construction model data (for example, BIM model data) of the construction structure to be constructed is acquired by the function of the construction model data acquisition means.
そして、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と取得した施工モデルデータとに基づいて出来高データを算出する。例えば、出来形データとBIMモデルデータとを比較して、建造物の現状高さが設計高さの何%まで施工されているか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。 Then, the volume data is calculated based on the analyzed volume data and the acquired construction model data by the function of the volume data calculation means. For example, by comparing the finished product data with the BIM model data and grasping what percentage of the design height the current height of the building is being constructed, the volume data according to the progress of the construction status is calculated. can do. Furthermore, construction progress data can be generated 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。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, 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、施工対象となる建設構造物を俯瞰する位置に電子カメラ等の光学機器からなる画像データ取得手段を設置し、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、作業員が立ち入ることができない区域や、既に建造、造成された構造物等に隠れて横方向から現場の状況を正確に把握できない場合であっても、容易かつ確実に画像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 consisting of an optical device such as an electronic camera is installed at a position overlooking the construction structure to be constructed, and image data in the construction process of the construction structure is acquired. Therefore, even if it is hidden in an area where workers cannot enter or a structure that has already been constructed or constructed and the situation of the site cannot be accurately grasped from the side, image data can be easily and surely acquired. can do.
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1〜3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は三次元画像と出来高の関係を示す説明図、図3は施工過程と出来高の関係を示す模式図である。 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 3 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 a relationship between a three-dimensional image and a volume, and FIG. Is a schematic diagram showing the relationship between the construction process and the volume.
<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、施工対象となる建設構造物を俯瞰する位置に設置された電子カメラ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、施工状況データ生成手段20と、出来形データ分析手段30と、施工モデルデータ取得手段50と、出来高データ算出手段40とを備えている。
<Overview of construction volume data acquisition system>
The construction volume data acquisition system according to the embodiment of the present invention is for acquiring construction volume data by using, for example, image data captured by an electronic camera installed at a position overlooking the construction structure to be constructed. As shown in FIG. 1, the system includes an image data acquisition means 10, a construction status data generation means 20, a finished product data analysis means 30, a construction model data acquisition means 50, and a volume data calculation means 40. I have.
また、上述した手段に加えて、施工モデルデータを記憶するための施工モデルデータ記憶手段60と、各種データの表示制御を行うための表示制御手段70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80に表示される。 Further, in addition to the above-mentioned means, the construction model data storage means 60 for storing the construction model data and the display control means 70 for performing display control of various data may be provided. The finished product data and the volume data are displayed on the display means 80 under the control of the display control means 70.
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 or the like 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取得するための手段であり、施工対象となる建設構造物を俯瞰する位置に設置されている。この画像データ取得手段10は、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。また、3Dカメラを用いるのではなく、施工対象となる建設構造物について複数アングルの画像データを取得し、これらの画像データを用いて画像処理を施すことにより、三次元画素データを生成してもよい。
<Image data acquisition means>
The image data acquisition means 10 is a means for acquiring image data in the construction process of the construction target to be constructed, and is installed at a position where the construction target to be constructed is overlooked. The image data acquisition means 10 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. Further, instead of using a 3D camera, even if image data of a plurality of angles is acquired for the construction structure to be constructed and image processing is performed using these image data, three-dimensional pixel data can be generated. good.
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。そして、施工状況データ生成手段20による施工状況データの生成、出来形データ分析手段30による出来形データの分析、出来高データ算出手段40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。なお、画像データ取得手段10の設置場所に、画像データ取得手段10に電源を供給するためのバッテリーや、画像データ取得手段10で取得した画像データを送信するためのデータ送信手段を設置することが好ましい。 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. Then, the construction status data is generated by the construction status data generating means 20, the finished product data is analyzed by the finished product data analyzing means 30, and the finished product data is calculated by the volume data calculating means 40 in sequence as the construction progresses. At the installation location of the image data acquisition means 10, a battery for supplying power to the image data acquisition means 10 and a data transmission means for transmitting the image data acquired by the image data acquisition means 10 may be installed. preferable.
画像データ取得手段10を設置する場所は、施工対象となる建設構造物を俯瞰する位置であり、例えば、施工現場に設置されたクレーン90の適宜位置(例えば、ジブの先端部やフックの近傍)に画像データ取得手段10を取り付けることができる。建設構造物を施工する現場にはクレーン90が設置されているのが一般的であり、このクレーン90を利用して画像データ取得手段10を吊り下げれば、画像データ取得手段10を取り付けるための新たな装置を設ける必要はなく、荷の運搬時に自動的に画像データを取得することができる。これにより、画像データ取得手段10の設置が容易となるばかりでなく、特別な機器を必要としないので、費用も低減することができる。
The place where the image data acquisition means 10 is installed is a position for looking down on the construction structure to be constructed, for example, an appropriate position of the
また、画像データ取得手段10は一つに限られず、二つ以上設置してもよい。クレーン90の適宜位置に画像データ取得手段10を取り付けることにより、クレーン作業を行う際にジブやフックを移動させると、ジブやフックの移動に伴って、施工現場の俯瞰画像データを取得することができる。なお、通常のクレーン作業だけでは、施工対象となる建設構造物全体の俯瞰画像データを取得できない場合には、俯瞰画像データを取得するためにジブやフックを移動させてもよい。
Further, the image data acquisition means 10 is not limited to one, and two or more may be installed. By attaching the image data acquisition means 10 to an appropriate position of the
また、画像データ取得手段10を設置する場所はクレーン90のジブやフックに限られず、施工対象となる建設構造物を俯瞰可能な位置であれば、施工現場の周辺に建造された建造物の屋上や、タワーの上部等であってもよい。この場合には、施工対象となる建設構造物全体の俯瞰画像データを取得できるように、画像データ取得手段10を複数設置してもよい。
Further, the place where the image data acquisition means 10 is installed is not limited to the jib and hook of the
本実施形態では、図1及び図3に示すように、クレーン90が画像データ取得手段10を移動させるための移動手段として機能するが、移動手段は他の装置等を利用することができる。例えば、施工現場の上空にワイヤーロープを掛け渡すとともに、ワイヤーロープに移動装置を取り付けて、移動装置により画像データ取得手段10を移動させることができる。また、空港周辺や人口集中地区のように、ドローンの飛行が制限されている区域でなければ、ドローンを用いて画像データ取得手段10を移動させてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, the
<施工状況データ生成手段>
施工状況データ生成手段20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。具体的には、取得した複数の画像データ(2D)に基づいて3Dメッシュを生成する。
<Construction status data generation means>
The construction status data generation means 20 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). Specifically, a 3D mesh is generated based on the acquired plurality of image data (2D).
<出来形データ分析手段>
出来形データ分析手段30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取得することができる。なお、施工状況データに対するディープラーニングは、出来形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 means>
The finished product data analysis means 30 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 30 is installed. Become. By performing deep learning and analyzing the construction status data, it is possible to acquire 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 finished product data is to be acquired but also for other construction structures.
<施工モデルデータ取得手段>
施工モデルデータ取得手段50は、施工対象となる建設構造物に関する施工モデルデータを取得するための手段である。施工モデルデータ取得手段50で取得する施工モデルデータは、建設構造物毎に作成されるデータであり、いわゆるBIM(Building Information Modeling)データのことであるが、さらに他のデータを含んでいてもよい。施工モデルデータを取得する方法は特に限定されず、施工対象となる建設構造物に関して、その都度入力された施工モデルデータを取得してもよいし、予め作成しておいた施工モデルデータを読み込むことにより取得してもよい。
<Construction model data acquisition means>
The construction model data acquisition means 50 is a means for acquiring construction model data related to the construction structure to be constructed. The construction model data acquired by the construction model data acquisition means 50 is data created for each construction structure and is so-called BIM (Building Information Modeling) data, but may further include other data. .. The method of acquiring the construction model data is not particularly limited, and the construction model data input may be acquired each time for the construction structure to be constructed, or the construction model data created in advance may be read. May be obtained by.
施工モデルデータは、3次元CADアプリケーション等のソフトウェアを用いて作成することができ、完成データだけではなく、施工手順に沿って時系列的に作成しておくことにより、施工の進行に伴い、逐次、設計データと出来形データとを比較して、正確な施工が行われているか否か等を把握することができる。 Construction model data can be created using software such as a three-dimensional CAD application, and by creating not only completed data but also time-series according to the construction procedure, it will be created sequentially as the construction progresses. , It is possible to grasp whether or not accurate construction is performed by comparing the design data and the finished product data.
<施工モデルデータ記憶手段>
施工モデルデータ記憶手段60は、施工モデルデータ取得手段50で取得する施工モデルデータを記憶しておくための手段であり、例えば、HDDやSDD等の大容量記憶装置により構成することができる。なお、施工モデルデータ記憶手段60は、サーバーの機能手段として構成することが好ましく、例えば、クラウドサーバー上に設置される。
<Construction model data storage means>
The construction model data storage means 60 is a means for storing the construction model data acquired by the construction model data acquisition means 50, and can be configured by, for example, a large-capacity storage device such as an HDD or an SDD. The construction model data storage means 60 is preferably configured as a functional means of the server, and is installed on, for example, a cloud server.
本実施形態では、クラウドサーバー上に設置された施工モデルデータ記憶手段60に、各建設構造物の施工モデルデータを記憶しておき、インターネット、公衆電話回線、専用データ通信回線、無線LAN回線、有線LAN回線等の電子通信回線を単独でまたは組み合わせて使用することにより、クラウドサーバーにアクセスして、所望の施工モデルデータを受信し、あるいは施工モデルデータに変更を加えることができる。 In the present embodiment, the construction model data storage means 60 installed on the cloud server stores the construction model data of each construction structure, and the Internet, public telephone line, dedicated data communication line, wireless LAN line, and wired. By using an electronic communication line such as a LAN line alone or in combination, it is possible to access the cloud server, receive desired construction model data, or make changes to the construction model data.
<出来高データ算出手段>
出来高データ算出手段40は、分析した出来形データと取得した施工モデルデータと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、出来高算出を行う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。出来高データ算出手段40では、分析した出来形データと取得した施工モデルデータとを比較することにより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、出来高データを簡易的に算出するため、例えば、図2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してもよい。なお、図2に示す三次元画像は、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 40 is a means for calculating volume data based on the analyzed volume data and the acquired construction model data. For example, from a calculation program for calculating volume and a computer on which the volume data is installed. Become. The volume data calculation means 40 calculates the volume data by comparing the analyzed volume data with the acquired construction model data. The calculation of volume data will be described in detail later. In addition, in order to calculate the volume data easily, for example, as shown in FIG. 2, the finished 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. Then, the volume data may be calculated according to the progress of the construction situation. The three-dimensional image shown in FIG. 2 is represented in two dimensions for convenience, but is actually represented in three dimensions.
<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ための表示制御手段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80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80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 means 80 including a display control means 70 for controlling the display of a video signal, a liquid crystal display device for displaying various data, and the like. And have. The finished product data and the volume data are displayed by the display means 80 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80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2及び図3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 80, 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. 2 and 3 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。例えば、図3に示すように、クレーン90のフックに取り付けた電子カメラ(画像データ取得手段10)により、マンションの建設現場を撮影したとする。図3に示す例では、20階建ての3棟のマンションを建設しており、左側の棟では16階まで建設が進んでおり、中央の棟では4階まで建設が進んでおり、右側の棟では10階まで建設が進んでいるとする。
<Procedure for acquiring volume data>
The procedure for acquiring the volume data using the above-mentioned construction volume data acquisition system will be described. For example, as shown in FIG. 3, it is assumed that the construction site of the condominium is photographed by an electronic camera (image data acquisition means 10) attached to the hook of the
図3に示す例において、画像データ取得手段10により画像データを取得し、施工状況データ生成手段20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を生成し、出来形データ分析手段40の機能により出来形データを分析し、出来高データ算出手段40の機能により出来高データを算出すると、躯体工事における左側の棟の出来高は80%、中央の棟の出来高は20%、右側の棟の出来高は50%となる。 In the example shown in FIG. 3, image data is acquired by the image data acquisition means 10, and the function of the construction status data generation means 20 continuously generates integrated three-dimensional construction status data, and the finished product data analysis means. When the volume data is analyzed by the function of 40 and the volume data is calculated by the function of the volume data calculation means 40, the volume of the left building in the skeleton construction is 80%, the volume of the center building is 20%, and the volume of the right building. The volume will be 50%.
さらに具体的に説明すると、各建設構造物の施工現場において、施工対象となる建設構造物を俯瞰する位置(例えば、クレーン90のジブの先端部やフックの近傍)に設置された電子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、画像データを得ることができない施工範囲がないようにクレーン90のジブやフックを移動させて、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。
More specifically, at the construction site of each construction structure, an electronic camera or the like installed at a position (for example, near the tip of a jib of a
取得した画像データは、施工状況データ生成手段20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30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 20. Then, by the function of the finished product data analysis means 30, 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40の機能により、分析した出来形データと取得した施工モデル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 and the acquired construction model data by the function of the volume data calculation means 40. 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 easily and surely confirmed. can.
マンションの建設工事における出来高データの取得を例にとって説明する。マンションを建設するには、例えば、掘削工事、杭打工事、基礎工事、躯体工事、内装工事、外装工事、外構工事等が行われる。また、工法の違いに応じて、種々の工事が行われる。そして、画像データに基づいて分析した出来形データと施工モデルデータとを比較することにより、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たりする場合もある。 The acquisition of volume data in the construction work of a condominium will be described as an example. In order to construct an apartment, for example, excavation work, pile driving work, foundation work, skeleton work, interior work, exterior work, exterior work, etc. are performed. In addition, various works are carried out according to the difference in the construction method. Then, by comparing the finished product data analyzed based on the image data with the construction model data, it is possible to grasp to what stage the construction has progressed. 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.
また、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もできる。例えば、マンション工事において、掘削工事、杭打工事、基礎工事、躯体工事、内装工事及び外装工事、外構工事を全工種数とする。この場合には、全工種数は「6」となる。 Further, if the total number of work types is used as the denominator and the number of work types currently completed is used as the numerator, it is possible to calculate the approximate data of the volume. For example, in condominium construction, the total number of works includes excavation work, pile driving work, foundation work, skeleton work, interior work and exterior work, and exterior work. In this case, the total number of work types is "6".
ここで、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ことができる。例えば躯体工事が開始されているという分析結果である場合には、基礎工事までは終了していると判断する。すなわち、この状態では、掘削工事、杭打工事、基礎工事という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(6)で除した値となり、出来高データは50%となる。 Here, by performing deep learning on the construction status data and analyzing the finished product data, it is possible to grasp which construction stage (work type) is currently in progress. For example, if the analysis result shows that the skeleton work has started, it is judged that the foundation work has been completed. That is, in this state, it is determined that the three types of work, excavation work, pile driving work, and foundation work, 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 (6), and the volume data is 50%.
また、上述したように、20階建てのマンションを建築する場合に、躯体工事における出来高を算出することもできる。この場合、12階までの躯体工事が完了していると判断した場合には、躯体工事における出来高は12/20=60%となる。他の工事においても、同様に部分的な出来高を算出することができる。 Further, as described above, when constructing a 20-story condominium, it is possible to calculate the volume of the skeleton work. In this case, if it is determined that the skeleton work up to the 12th floor has been completed, the volume of the skeleton work will be 12/20 = 60%. In other works, the partial volume can be calculated in the same way.
なお、上述した実施形態ではマンションの建設工事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。 Although the construction work of the condominium has been described in the above-described embodiment, the application target of the construction work volume data acquisition system according to the present invention is not limited to such construction work, such as tunnel excavation work, filling work, etc. It can be applied to the acquisition of volume data of various construction structures including civil engineering work.
10 画像データ取得手段
20 施工状況データ生成手段
30 出来形データ分析手段
40 出来高データ算出手段
50 施工モデルデータ取得手段
60 施工モデルデータ記憶手段
70 表示制御手段
80 表示手段
90 クレーン
10 Image data acquisition means 20 Construction status data generation means 30 Finished form data analysis means 40 Volume data calculation means 50 Construction model data acquisition means 60 Construction model data storage means 70 Display control means 80 Display means 90 Crane
Claims (2)
取得した前記画像データに基づいて、連続して一体となった立体的な三次元画素データからなる施工状況データを生成する施工状況データ生成手段と、
生成した前記施工状況データを入力情報として、ディープラーニングを用いることにより画像解析を行い、現段階の出来形データを分析結果として出力する出来形データ分析手段と、
前記建設構造物に関する施工モデルデータを取得する施工モデルデータ取得手段と、
分析した前記出来形データと取得した前記施工モデルデータと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 that is attached to an appropriate position of a crane installed at a construction site and acquires a plurality of image data in the construction process of the construction structure so as to give a bird's-eye view of the construction structure to be constructed.
A construction status data generation means that generates construction status data consisting of three-dimensional three-dimensional pixel data that is continuously integrated based on the acquired image data.
An as-built data analysis means that performs image analysis by using the generated construction status data as input information and uses deep learning, and outputs the as-built data at the current stage as an analysis result.
Construction model data acquisition means for acquiring construction model data related to the construction structure, and
A volume data calculation means for calculating volume data based on the analyzed volume data and the acquired construction model data, and
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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