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JP7499227B2 - Coating material thickness measurement method, coating material thickness measurement system, and coating material application method - Google Patents
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JP7499227B2 - Coating material thickness measurement method, coating material thickness measurement system, and coating material application method - Google Patents

Coating material thickness measurement method, coating material thickness measurement system, and coating material application method Download PDF

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Description

本発明は、吹付け工法等によって建築物の壁や床等の対象面に施工される被覆材の厚さ計測方法、被覆材の厚さ計測システム、および、被覆材の施工方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring the thickness of a coating material applied to a target surface such as a wall or floor of a building by a spraying method or the like, a coating material thickness measurement system, and a coating material application method.

建築物の壁等に断熱材を設ける方法として、現場で作業者が発泡機を用いて、建築物の壁部、床部、屋根部や天井部等の対象面に、主原料に発泡材を加えた発泡原液を直接吹き付けて、発泡固化させる方法が知られている。しかし、断熱材は、その厚さによって断熱効果が大きく左右されるため、均等な厚さにすることが求められている。特に、ビルや集合住宅等では、均一な品質の提供が求められており、厚さの誤差が0~20mm、厳しいもので0~5mmでの施工が求められている。つまり、対象面に発泡材を吹き付けて発泡固化させた後、その厚さを確認し、厚すぎる部位については余剰分を切削し、薄すぎる部位については追加する仕上げ処理を必要とする。詳しくは、施工現場において、吹き付け作業をしながら、発泡固化した断熱材の各所に針状の測定ゲージを刺し、その厚さを計測し、各所に仕上げ処理が必要かを確認しながら行っている。そのため、断熱材の施工作業は、作業者にとって非常に煩雑な作業の一つとなっている。また、作業者の熟練度によって、作業スピードが大きく異なり、その品質にもばらつきが見られる。
さらに、断熱材の品質を保証するための施主等への報告は、施工部位の各所に測定ゲージを差し込むことで施工厚さをチェックし、その結果に関するマーク(例えば、厚さの計測値)を断熱材(壁)の表面に記し、その表面の一部の写真を提示することにより行ってきた。このように測定ゲージを何回も差し込むことは断熱材に物理的なダメージを与えるおそれもあり、かつ、飛び飛びの計測値しか得ることが出来ず、十分な品質管理ができなかった。
As a method for providing insulation on the walls of buildings, etc., a method is known in which a worker at the site uses a foaming machine to directly spray a foaming liquid containing a foaming material added to the main raw material on the target surface of the building, such as the wall, floor, roof, or ceiling, and foams and solidifies it. However, since the insulation effect of the insulation material is greatly affected by its thickness, it is required to make it uniform in thickness. In particular, in buildings and apartment buildings, uniform quality is required, and construction is required to have a thickness error of 0 to 20 mm, and in the strictest case, 0 to 5 mm. In other words, after spraying the foaming material on the target surface and foaming and solidifying it, the thickness is checked, and if the part is too thick, the excess is cut off, and if the part is too thin, a finishing process is required in which additional material is added. In detail, while performing the spraying work at the construction site, a needle-shaped measuring gauge is inserted into each part of the foamed and solidified insulation material, the thickness is measured, and the work is performed while checking whether finishing treatment is required in each part. For this reason, the construction work of insulation material is one of the most troublesome tasks for workers. In addition, the work speed varies greatly depending on the skill of the worker, and the quality also varies.
Furthermore, in order to guarantee the quality of the insulation, reports to clients and the like have been made by inserting a measuring gauge into each part of the construction to check the construction thickness, marking the results (for example, the thickness measurement value) on the surface of the insulation (wall), and presenting a photograph of a part of the surface. Inserting the measuring gauge multiple times in this way may physically damage the insulation, and it is also impossible to obtain sufficient quality control because only discrete measurements can be obtained.

特許文献1には、発泡材の供給源に連結された吹き付けノズル、および、その被覆の厚さをモニターするように構成されたセンシング機器を備えた方法およびロボットが開示されている。この特許文献1の方法では、レーザー距離計で吹き付け厚をモニターしながら、発泡材の吹きつけ量を制御することにより、仕上げ処理を減少させることができる。
特許文献2には、先端にスプレーノズルとレンジファインダとを備えた遠隔操作可能なロボットアームが開示されている。このロボットアームにおいて、レンジファインダで塗布する前後の材料(対象物)の測定を行い、補填する厚さを計算することができるとの記載がある。
US Patent No. 5,399,633 discloses a method and a robot that includes a spray nozzle connected to a source of foam material and a sensing device configured to monitor the thickness of the coating, and the method reduces finishing operations by controlling the amount of foam material sprayed while monitoring the spray thickness with a laser range finder.
Patent Document 2 discloses a remotely controlled robot arm equipped with a spray nozzle and a range finder at the tip. It is described that the range finder can be used to measure the material (target object) before and after application, and the thickness to be filled can be calculated.

特開2016-526121号公報JP 2016-526121 A 特開2017-536976号公報JP 2017-536976 A

しかし、特許文献1の方法は、ロボットを用いることを前提としているが、乱雑な現場において必ずしもロボットの使用が有利であるとは限らない。一方、特許文献1の方法を作業者によって行うことも考えられるが、測定ゲージの代わりにレーザー距離計で厚さを随時モニターしながら発泡材の吹き付け作業による厚さを制御するものであるため、吹き付け作業と厚さの確認(モニターの確認)とを交互に行うことには変わりなく、作業は煩雑である。例えば、モニターを見間違えるなどの人為的なミスが起こりやすい。また特許文献2も塗布する材料(対象面)の全体を測定するものではなく、随時、塗布する材料(対象面)の一部を測定するものであり、特許文献1と同様の問題がある。
本発明は、建築物の壁等の対象面に施工される被覆材の厚さ計測方法、被覆材の厚さ計測システムおよび被覆材の施工方法を提供することを目的としている。
However, the method of Patent Document 1 is premised on the use of a robot, and the use of a robot is not necessarily advantageous in a messy work site. On the other hand, the method of Patent Document 1 can be performed by an operator, but since the thickness of the foam material sprayed is controlled while constantly monitoring the thickness with a laser distance meter instead of a measuring gauge, the operator still has to alternate between spraying and checking the thickness (checking the monitor), making the work cumbersome. For example, human errors such as misreading the monitor are likely to occur. Patent Document 2 also does not measure the entire material to be applied (target surface), but measures a part of the material to be applied (target surface) at any time, and has the same problems as Patent Document 1.
An object of the present invention is to provide a method for measuring the thickness of a coating material applied to a target surface such as a wall of a building, a system for measuring the thickness of a coating material, and a method for applying a coating material.

本発明は、対象面に施工した被覆材の厚さを計測する方法であって、前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい3点以上の等距離点の三次元座標及び前記対象面からの距離が既知である1点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得する工程と、前記被覆材の表面の三次元座標、前記等距離点の三次元座標及び前記基準三次元座標に基づいて前記被覆材の厚さを算出する工程とを有することを特徴としている。
本発明において「被覆材の厚さ」とは、対象面に対して垂直な方向の長さをいう。また「被覆材の表面の三次元座標」とは、対象面と反対の空間側に露出した被覆材表面上の三次元座標をいう。例えば、被覆材表面上の複数の点の三次元座標の集合が挙げられる。さらに「対象面からの距離」とは、その点から対象面におろした垂線の長さをいう。
三次元座標の表現方法については、計算機上で処理可能なものであれば特に限定しない。例えば、(X,Y,Z)の三次元直交座標系の座標値の集合(いわゆる点群データ)で表現したものであってもよいし、ポリゴンメッシュや平面/曲面の数式やパラメータ表現、またはボリュームデータ表現(ボクセル等)、およびそれらの組み合わせであってもよい。
The present invention is a method for measuring the thickness of a coating material applied to a target surface, comprising the steps of: acquiring an application shape including three-dimensional coordinates of the surface of the coating material, three-dimensional coordinates of three or more equidistant points that are at the same distance from the target surface, and reference three-dimensional coordinates of one or more reference points whose distance from the target surface is known; and calculating the thickness of the coating material based on the three-dimensional coordinates of the surface of the coating material, the three-dimensional coordinates of the equidistant points, and the reference three-dimensional coordinates.
In the present invention, the "thickness of the coating material" refers to the length in the direction perpendicular to the target surface. Furthermore, the "three-dimensional coordinates of the surface of the coating material" refers to the three-dimensional coordinates on the surface of the coating material exposed on the side of the space opposite the target surface. For example, it can be a set of three-dimensional coordinates of multiple points on the surface of the coating material. Furthermore, the "distance from the target surface" refers to the length of the perpendicular line from that point to the target surface.
The method of expressing three-dimensional coordinates is not particularly limited as long as it can be processed on a computer. For example, it may be expressed as a set of coordinate values in a three-dimensional orthogonal coordinate system of (X, Y, Z) (so-called point cloud data), or it may be expressed as a polygon mesh, a mathematical expression or parameter expression of a plane/curved surface, or a volume data expression (voxel, etc.), or a combination of these.

本発明の被覆材の厚さ計測方法は、前記被覆材の表面の三次元座標及び前記対象面からの距離が等しい3点以上の等距離点の三次元座標および前記対象面からの距離が既知である1点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得しているため、被覆材の所定の点と同じ平面座標(対象面と平行な平面座標)であって、対象面との距離が基準三次元座標と同じ仮想点を求め、被覆材の所定の点と、その対象面との距離が既知である仮想点とを比較することにより、被覆材の所定の点の厚さを算出することができる。The coating material thickness measurement method of the present invention acquires a construction shape including the three-dimensional coordinates of the surface of the coating material, the three-dimensional coordinates of three or more equidistant points that are the same distance from the target surface, and the reference three-dimensional coordinates of one or more reference points whose distance from the target surface is known. Therefore, it is possible to calculate the thickness of the specified point on the coating material by determining a virtual point that has the same plane coordinates (plane coordinates parallel to the target surface) as a specified point on the coating material and has the same distance from the target surface as the reference three-dimensional coordinates, and comparing the specified point on the coating material with the virtual point whose distance from the target surface is known.

本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、前記等距離点の前記対象面からの距離が既知であって、前記等距離点が前記基準点でもあるものが好ましい。また、取得した前記等距離点の三次元座標に基づいて仮想平面を算出する工程をさらに有し、前記被覆材の表面の三次元座標と前記仮想平面に基づいて前記被覆材の厚さを算出するのがさらに好ましい。
あるいは、本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、前記等距離点の前記対象面からの距離が未知であって、前記基準点が前記等距離点と異なる点であるものが好ましい。また、取得した前記等距離点の三次元座標と前記基準三次元座標に基づいて仮想平面を算出する工程をさらに有し、前記被覆材の表面の三次元座標と前記仮想平面に基づいて前記被覆材の厚さを算出するのがさらに好ましい。
なお、「仮想平面」とは、対象面との距離が既知で対象面と平行な平面をいい、基準三次元座標を含むものが好ましいが、含んでいなくてもよい。
このように仮想平面に基づいて被覆材の厚さを算出する場合、仮想平面と、被覆材の表面との距離を計算することにより、被覆材の厚さを算出することができる。特に、仮想平面が少なくとも対象面を対象面に対して垂直方向に平行移動させた平面を含んでいる場合、一度の計算により被覆材全体の厚さを算出することができる。このように被覆材を施工した後、一回の計測で、被覆材全体の厚さを算出することができるため、好ましい。
In the method for measuring the thickness of a coating material according to the present invention, it is preferable that the distances of the equidistant points from the target surface are known and the equidistant points are also the reference points. It is further preferable that the method further comprises a step of calculating a virtual plane based on the acquired three-dimensional coordinates of the equidistant points, and calculates the thickness of the coating material based on the three-dimensional coordinates of the surface of the coating material and the virtual plane.
Alternatively, in the method for measuring the thickness of a coating material of the present invention, it is preferable that the distances of the equidistant points from the target surface are unknown and the reference points are points different from the equidistant points. It is further preferable that the method further comprises a step of calculating a virtual plane based on the three-dimensional coordinates of the acquired equidistant points and the reference three-dimensional coordinates, and calculates the thickness of the coating material based on the three-dimensional coordinates of the surface of the coating material and the virtual plane.
The term "virtual plane" refers to a plane that is parallel to the target surface and has a known distance from the target surface, and preferably includes reference three-dimensional coordinates, but does not have to include them.
When calculating the thickness of the coating material based on the virtual plane in this way, the thickness of the coating material can be calculated by calculating the distance between the virtual plane and the surface of the coating material. In particular, when the virtual plane includes at least a plane obtained by translating the target surface in a direction perpendicular to the target surface, the thickness of the entire coating material can be calculated with a single calculation. This is preferable because the thickness of the entire coating material can be calculated with a single measurement after the coating material is applied.

本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、前記施工形状を取得する工程の前に、前記被覆材上または前記被覆材の近傍に基準マーカーを設置する工程を有し、前記基準三次元座標は前記基準マーカー上の三次元座標であるのが好ましい。この場合、基準マーカーを3以上設置し、各基準マーカーに少なくとも一つの基準三次元座標を設定すれば、対象面からの距離が等しい3以上の基準三次元座標が得られるので好ましい。また前記基準マーカーが一方向に延びるピンを有しており、前記基準マーカーを設置する工程が、前記ピンの先端が前記対象面に当接するように前記ピンを前記被覆材に挿通する工程であるのが好ましい。 The method for measuring the thickness of a coating material of the present invention preferably includes a step of installing a reference marker on or near the coating material before the step of acquiring the construction shape, and the reference three-dimensional coordinates are three-dimensional coordinates on the reference marker. In this case, it is preferable to install three or more reference markers and set at least one reference three-dimensional coordinate for each reference marker, since this allows three or more reference three-dimensional coordinates that are equal distances from the target surface to be obtained. It is also preferable that the reference marker has a pin extending in one direction, and the step of installing the reference marker is a step of inserting the pin into the coating material so that the tip of the pin abuts against the target surface.

本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、前記等距離点は、前記被覆材及び前記対象面に隣接もしくは近傍の構造物の表面上の点であることが好ましい。
ここで「構造物」とは、対象面と平行な面を含む構造物であり、「構造物の表面」とは、その対象面との距離が既知で対象面と平行な面を含んだものをいう。例えば、対象面である壁面と面一の壁面や、対象面である壁面と平行に建てられた柱や梁等の表面である。
この場合も被覆材の厚さの算出が簡単にできる。特に、構造物の対象面と平行な面と、対象面との距離が、設計図により正確に把握できる場合は、構造物の表面上の等距離点は対象面からの距離が既知であり、等距離点であると同時に基準点とすることが可能である。そのため、基準マーカーを設置する必要がなく、基準マーカーを設置する際の人為的なミスを軽減できる。構造物の対象面と平行な面と対象面との距離が不明な場合は、被覆材上または被覆材近傍に1以上の基準マーカーを設け、構造物の表面上の3点以上の等距離点と、基準マーカー上の基準三次元座標に基づいて、被覆材の厚さを算出できる。
In the coating material thickness measurement method of the present invention, it is preferable that the equidistant points are points on the surface of the coating material and a structure adjacent to or near the target surface.
Here, a "structure" refers to a structure that includes a surface parallel to the target surface, and a "surface of a structure" refers to a surface that includes a surface parallel to the target surface and whose distance to the target surface is known. For example, this includes a wall surface that is flush with the target wall surface, and the surfaces of columns and beams that are erected parallel to the target wall surface.
In this case, the thickness of the coating material can be calculated easily. In particular, when the distance between the target surface and a surface parallel to the target surface of the structure can be accurately grasped from the design drawing, the equidistant points on the surface of the structure have a known distance from the target surface and can be used as both equidistant points and reference points. Therefore, there is no need to install a reference marker, and human error when installing the reference marker can be reduced. When the distance between the target surface and a surface parallel to the target surface of the structure is unknown, one or more reference markers can be installed on or near the coating material, and the thickness of the coating material can be calculated based on three or more equidistant points on the surface of the structure and the reference three-dimensional coordinates on the reference markers.

本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、前記被覆材の厚さの分布を色または濃淡で示した被覆材画像を表示する工程を有することが好ましい。
このように厚さの分布を色または濃淡で示した被覆材画像は、施工不良の部位を一目で確認することができ、作業の高速化が可能になる。また、品質管理上の被覆材のデータとしても見やすく好ましい。
The coating thickness measuring method of the present invention preferably includes a step of displaying an image of the coating material showing the distribution of the coating material thickness in color or shade.
Such a coating material image showing the thickness distribution by color or shading makes it possible to check at a glance any areas of poor application, which makes it possible to speed up the work. It is also easy to see and is preferable as coating material data for quality control.

本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、前記被覆材の厚さが所定の範囲から外れている施工不良箇所の有無を判断する工程を有することが好ましい。特に、前記施工不良箇所を、前記被覆材画像に表示する工程を有することが好ましい。
このように施工不良箇所がわかれば、被覆材の仕上げ処理の特定が簡単である。特に、施工不良判定画像は、作業性も高くなる。
The coating thickness measuring method of the present invention preferably includes a step of determining whether or not there is a defective application portion where the coating thickness is outside a predetermined range, and in particular, preferably includes a step of displaying the defective application portion on the coating image.
If the defective construction parts are identified in this way, it is easy to specify the finishing treatment of the coating material. In particular, the defective construction judgment image also improves workability.

本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、被覆材の厚さを前記対象面と関連付けて記憶させる工程を有することが好ましい。特に被覆材画像を前記対象面と関連付けて記憶させる工程を有することが好ましい。なお、前記被覆材を施工する前に、前記対象面の水分率を計測する工程と、前記水分率を被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有することが好ましい。あるいは、前記被覆材を施工する前に、対象面の温度分布を測定する工程と、前記温度分布を被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有することが好ましい。さらに、前記被覆材は吹き付け硬質ウレタンフォーム断熱材であり、前記被覆材の吹き付け条件を取得する工程と、前記吹き付け条件を被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有することが好ましい。
このように被覆材の厚さと種々のデータとを関連付けて記憶させることにより、被覆材のデータとして管理しやすい。例えば、ビルや集合住宅のように対象面が多数ある場合、管理しやすい。特に、被覆材の厚さと、対象面の水分率、温度分布および/または吹き付け条件とを、関連付けて記憶させることにより、被覆材のデータとして品質管理上一層好ましい。
The coating thickness measurement method of the present invention preferably includes a step of storing the thickness of the coating material in association with the target surface. In particular, it is preferable to include a step of storing an image of the coating material in association with the target surface. It is preferable to include a step of measuring the moisture content of the target surface before applying the coating material, and a step of storing the moisture content in association with the thickness of the coating material. Alternatively, it is preferable to include a step of measuring the temperature distribution of the target surface before applying the coating material, and a step of storing the temperature distribution in association with the thickness of the coating material. Furthermore, it is preferable that the coating material is a sprayed rigid urethane foam insulation material, and the step of acquiring the spraying conditions of the coating material, and a step of storing the spraying conditions in association with the thickness of the coating material.
By storing the thickness of the coating material in association with various data in this way, it is easy to manage the data as coating material. For example, when there are many target surfaces, such as in a building or an apartment building, it is easy to manage. In particular, storing the thickness of the coating material in association with the moisture content, temperature distribution, and/or spraying conditions of the target surface is more preferable for quality control as data on the coating material.

本発明の被覆材の厚さ計測システムは、対象面に施工した被覆材の厚さを計測するシステムであって、三次元計測装置と、データ処理部とを備え、前記三次元計測装置は、前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい3点以上の等距離点の三次元座標及び前記対象面からの距離が既知である1点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得し、前記データ処理部は、前記施工形状に基づいて前記被覆材の厚さを算出することを特徴としている。
この計測システムを用いることにより、被覆材の厚さを一回の計測で正確に測ることができる。
The coating material thickness measurement system of the present invention is a system for measuring the thickness of a coating material applied to a target surface, and is equipped with a three-dimensional measurement device and a data processing unit, wherein the three-dimensional measurement device acquires an application shape including three-dimensional coordinates of the surface of the coating material, three-dimensional coordinates of three or more equidistant points that are at the same distance from the target surface, and reference three-dimensional coordinates of one or more reference points whose distance from the target surface is known, and the data processing unit calculates the thickness of the coating material based on the application shape.
Using this measurement system, the thickness of the coating material can be accurately measured in one measurement.

本発明の被覆材の厚さ計測システムであって、前記等距離点の前記対象面からの距離が既知であって、前記等距離点が前記基準点でもあることが好ましい。あるいは、本発明の被覆材の厚さ計測システムであって、前記等距離点の前記対象面からの距離が未知であって、前記基準点が前記等距離点と異なる点であることが好ましい。In the coating thickness measurement system of the present invention, it is preferable that the distance of the equidistant point from the target surface is known and the equidistant point is also the reference point. Alternatively, it is preferable that the distance of the equidistant point from the target surface is unknown and the reference point is a point different from the equidistant point.

本発明の被覆材の厚さ計測システムであって、前記被覆材上または前記被覆材の近傍に設置される基準マーカーをさらに備えており、前記データ処理部は、前記施工形状から色又は形状の特徴に基づいて前記基準マーカーを認識するものが好ましい。
このように施工形状から基準マーカーを自動認識させると同時に、前記基準マーカー上の三次元座標を前記基準三次元座標と認識させることにより、基準マーカーの認識を正確かつ迅速にできる。
It is preferable that the coating material thickness measurement system of the present invention further includes a reference marker installed on or near the coating material, and the data processing unit recognizes the reference marker based on color or shape characteristics from the construction shape.
In this way, by automatically recognizing the reference marker from the construction shape and at the same time recognizing the three-dimensional coordinates on the reference marker as the reference three-dimensional coordinates, the reference marker can be recognized accurately and quickly.

本発明の被覆材の厚さ計測システムの第2の態様は、対象面に施工した被覆材の厚さを計測するシステムであって、三次元計測装置と、データ処理部と、使用者が身に付け、使用者の眼前に設けられる表示部とを備え、前記データ処理部は、前記三次元計測装置で取得した前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい3点以上の等距離点の三次元座標及び前記対象面からの距離が既知である1点以上の基準点の基準三次元座標に基づいて前記被覆材の厚さを算出し、前記被覆材の厚さの分布を示した被覆材画像を算出し、前記表示部において、使用者の視界における被覆材上に、前記被覆材画像をオーバーラップさせて表示することを特徴としている。
本発明の被覆材の厚さ計測システムの第2の態様において、前記等距離点の前記対象面からの距離が既知であって、前記等距離点が前記基準点でもあることが好ましい。あるいは、本発明の被覆材の厚さ計測システムの第2の態様において、前記等距離点の前記対象面からの距離が未知であって、前記基準点が前記等距離点と異なる点であることが好ましい。
本発明の被覆材の厚さ計測システムの第2の態様は、使用者が表示部を備えたデバイスを装着することにより、使用者は現場で被覆材の厚さを確認できる。そのため、仕上げ作業時間を短縮させることができる。
A second aspect of the coating material thickness measurement system of the present invention is a system for measuring the thickness of a coating material applied to a target surface, comprising a three-dimensional measuring device, a data processing unit, and a display unit worn by a user and placed in front of the user's eyes, wherein the data processing unit calculates the thickness of the coating material based on the three-dimensional coordinates of the surface of the coating material acquired by the three-dimensional measuring device, the three-dimensional coordinates of three or more equidistant points that are the same distance from the target surface, and the reference three-dimensional coordinates of one or more reference points whose distance from the target surface is known, calculates a coating material image showing the distribution of the thickness of the coating material, and displays the coating material image on the display unit, overlapping it on the coating material in the user's field of vision.
In a second aspect of the coating thickness measurement system of the present invention, it is preferable that the distance of the equidistant point from the target surface is known and the equidistant point is also the reference point. Alternatively, in the second aspect of the coating thickness measurement system of the present invention, it is preferable that the distance of the equidistant point from the target surface is unknown and the reference point is a point different from the equidistant point.
In the second aspect of the coating material thickness measurement system of the present invention, a user can check the thickness of the coating material on-site by wearing a device equipped with a display unit, thereby shortening the finishing work time.

このような被覆材の三次元形状の計測システムにおいて、前記使用者の眼の視界方向を撮影する画像取得部を備え、前記画像取得部が撮影した画像上の前記被覆材の表面に前記被覆材画像をオーバーラップさせるものが好ましい。
さらに、前記の三次元計測装置、表示部、データ処理部を一体的に構成し、なおかつ使用者が装着可能なウェアラブルコンピュータシステムとすることがより好ましい。例えば、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)やスマートグラスのような頭部装着型デバイスを用いてもよい。これにより、施工後の仕上げ作業をリアルタイムで確認しながら行うことができる。これにより、作業者の熟練度が低い場合でも、施工の失敗・やり直しがなく、被覆材を均一の厚さに施工できる。また、従来仕上げ作業の度に繰り返し必要だった施工後の厚さチェック作業も不要となる。
In such a measurement system for the three-dimensional shape of a dressing, it is preferable that the system is provided with an image acquisition unit that captures an image in the field of view of the user's eye, and that the image of the dressing is overlapped on the surface of the dressing on the image captured by the image acquisition unit.
Furthermore, it is more preferable to integrate the three-dimensional measuring device, the display unit, and the data processing unit into a wearable computer system that can be worn by the user. For example, a head-mounted device such as a head-mounted display (HMD) or smart glasses may be used. This allows the finishing work after construction to be performed while being checked in real time. This allows the coating material to be applied to a uniform thickness without failure or redoing the work, even if the worker has low skill. In addition, the thickness check work after construction, which was previously required repeatedly after each finishing work, is no longer necessary.

本発明の被覆材の施工方法は、対象面に被覆材を施工する方法であって、前記対象面に前記被覆材を施工する工程と、前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい3点以上の等距離点の三次元座標および前記対象面からの距離が既知である1点以上の基準点の基準三次元座標を取得する工程と、前記被覆材の表面の三次元座標、前記等距離点の三次元座標および前記基準三次元座標に基づいて前記被覆材の厚さを算出する工程と、前記被覆材の厚さが所定の範囲から外れている施工不良箇所の有無を判断する工程とを有することを特徴としている。
本発明の被覆材の施工方法であって、前記等距離点の前記対象面からの距離が既知であって、前記等距離点が前記基準点でもあるものが好ましい。あるいは、本発明の被覆材の施工方法であって、前記等距離点の前記対象面からの距離が未知であって、前記基準点が前記等距離点と異なる点であることが好ましい。
本発明の被覆材の施工方法は、本発明の厚さ計測方法を用いているため、施工不良個所を一目で確認することができ、作業者の熟練度に限らず、均一な品質の被覆材を提供することができる。
The coating material application method of the present invention is a method of applying a coating material to a target surface, and is characterized by comprising the steps of: applying the coating material to the target surface; acquiring three-dimensional coordinates of the surface of the coating material, three-dimensional coordinates of three or more equidistant points that are the same distance from the target surface, and reference three-dimensional coordinates of one or more reference points whose distances from the target surface are known; calculating a thickness of the coating material based on the three-dimensional coordinates of the surface of the coating material, the three-dimensional coordinates of the equidistant points, and the reference three-dimensional coordinates; and determining whether or not there are any poorly applied areas where the thickness of the coating material is outside a predetermined range.
In the coating method of the present invention, it is preferable that the distance of the equidistant point from the target surface is known and the equidistant point is also the reference point, or in the coating method of the present invention, it is preferable that the distance of the equidistant point from the target surface is unknown and the reference point is a point different from the equidistant point.
The coating material application method of the present invention uses the thickness measurement method of the present invention, so that any poor application locations can be identified at a glance, and coating materials of uniform quality can be provided regardless of the skill level of the worker.

本発明によれば、現場の作業者が、施工した被覆材の厚さを一度の計測で把握することができる。そのため、施工不良の部位への仕上げ処理も簡単にできる。さらに、被覆材の品質の客観的なデータとして残すことができる。 According to the present invention, on-site workers can grasp the thickness of the applied coating material with a single measurement. This makes it easy to perform finishing treatment on areas with poor application. Furthermore, the measurement can be kept as objective data on the quality of the coating material.

本発明の被覆材の厚さ計測方法の第1の実施形態を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing a first embodiment of a coating thickness measurement method of the present invention. 図2aは施工形状を示す正面図であり、図2bはX-X線断面図であり、図2cは仮想平面を算出した施工形状を示す斜視図である。FIG. 2a is a front view showing the construction shape, FIG. 2b is a cross-sectional view taken along line XX, and FIG. 2c is a perspective view showing the construction shape calculated on a virtual plane. 本発明の被覆材の厚さ計測方法の第2の実施形態を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a second embodiment of a coating thickness measurement method of the present invention. 本発明の被覆材の厚さ計測方法の第2の実施形態で用いられる仮想平面を算出した施工形状を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a construction shape calculated from a virtual plane used in a second embodiment of the coating material thickness measurement method of the present invention. 本発明の被覆材の厚さ計測システムの第1の実施形態の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a coating material thickness measurement system of the present invention. FIG. 本発明の被覆材の厚さ計測システムの第4の実施形態の構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of a fourth embodiment of a coating material thickness measurement system of the present invention. 断熱材の表面の三次元形状を含む施工形状を示す画像である。1 is an image showing an installation shape including a three-dimensional shape of the surface of the insulating material. 図8a、図8bは、それぞれ断熱材の厚さの分布を示す被覆材画像である。8a and 8b are coating images showing the distribution of insulation thickness, respectively. 本発明の被覆材の厚さ計測方法の第3の実施形態を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a third embodiment of a coating thickness measurement method of the present invention. 本発明の被覆材の厚さ計測方法の第3の実施形態で用いられる仮想平面を算出した施工形状を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing a construction shape calculated from a virtual plane used in a third embodiment of the coating material thickness measurement method of the present invention.

次に、図1のフローチャートを参照して、対象面に施工した被覆材の厚さを計測する方法(以下、厚さ計測方法とする)の第1の実施形態について説明する。
本実施形態では、対象面からの距離が既知で等しい3点以上の三次元座標に基づいて被覆材の厚さを算出する。この3点以上の点は、対象面からの距離が等しい等距離点であると同時に、対象面からの距離が既知である基準点でもある。
Next, a first embodiment of a method for measuring the thickness of a coating material applied to a target surface (hereinafter, referred to as a thickness measurement method) will be described with reference to the flowchart of FIG.
In this embodiment, the thickness of the coating material is calculated based on the three-dimensional coordinates of three or more points that are equidistant from the target surface and have the same known distance from the target surface. These three or more points are both equidistant points that are the same distance from the target surface and reference points that are the same distance from the target surface.

初めに、実施形態の厚さ計測方法が計測する被覆材は、作業者等が、現場において対象面に施工することによって被覆するものである。
対象面(施工面)としては、建築物の壁、床、屋根、天井、屋上などが挙げられ、特に屋根・天井のような厚さ測定の難しい部位に有用である。
First, the coating material measured by the thickness measurement method of the embodiment is applied to a target surface by a worker or the like at the work site to cover the target surface.
Target surfaces (construction surfaces) include building walls, floors, roofs, ceilings, and rooftops, and the method is particularly useful for areas such as roofs and ceilings where thickness measurement is difficult.

被覆材としては、断熱材、耐火材、防水材、一般建材(FRP、FRC、FRG)等が挙げられる。断熱材としては、軟質または硬質ウレタンフォーム、ロックウール、セルロースファイバー等が挙げられる。特に、吹き付け工法によって施工される現場発泡型の硬質ウレタンフォーム(例えばJISA9526に規定される硬質ウレタンフォーム)が好ましい。オクチル酸カリウムやオクチル酸鉛を用いた反応速度の速い吹付ウレタンフォームは、対象面に吹き付けた発泡原液が、発泡倍率20倍~120倍程度に不規則に膨張するため、熟練者であっても均一な厚さ(10~200mm程度)に施工するのが難しいうえ、施工厚さが断熱性能に直接影響するからである。一方、防水材としては、ウレタン系、FRP系、アクリルゴム系、アクリル系樹脂等が挙げられる。Examples of covering materials include heat insulating materials, fireproofing materials, waterproofing materials, general building materials (FRP, FRC, FRG), etc. Examples of heat insulating materials include soft or hard urethane foam, rock wool, cellulose fiber, etc. In particular, hard urethane foam (such as hard urethane foam specified in JIS A9526) that is foamed on site and applied by spraying is preferred. Sprayed urethane foam with a fast reaction rate using potassium octylate or lead octylate expands irregularly to a foaming ratio of about 20 to 120 times when sprayed onto the target surface, making it difficult even for an experienced worker to apply it to a uniform thickness (about 10 to 200 mm), and the thickness of application directly affects the heat insulating performance. On the other hand, examples of waterproofing materials include urethane-based, FRP-based, acrylic rubber-based, and acrylic resin-based materials.

施工方法については、吹き付け(スプレー)または塗布が挙げられる。特に、吹き付けで施工する被覆材は、施工後の厚さが塗布に比べて均一な厚さにすることが難しいため、本発明の厚さ計測方法に適している。Application methods include spraying or coating. In particular, coating materials applied by spraying are suitable for the thickness measurement method of the present invention because it is more difficult to achieve a uniform thickness after application than coating materials applied by coating.

次に工程について説明する。厚さ計測方法は、図1のフローチャートに示すように、基準マーカーを設置する工程(第1工程)と、被覆材の表面の三次元座標及び3点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得する工程と(第2工程)と、仮想平面を算出する工程(第3工程)と、被覆材の厚さを算出する工程(第4工程)と、被覆材画像を表示する工程(第5工程)と、被覆材画像に基づいて仕上げ処理が必要かを判断する工程(第6工程)と、仕上げ処理が必要であると判断した場合、仕上げ処理を行う工程(第7工程)と、仕上げ処理が必要でないと判断した場合、被覆材の三次元データを対象面と関連付けて記憶させる工程(第8工程)とを有する。Next, the steps are described. As shown in the flowchart of FIG. 1, the thickness measurement method includes a step of installing a reference marker (step 1), a step of acquiring a construction shape including the three-dimensional coordinates of the surface of the coating material and the reference three-dimensional coordinates of three or more reference points (step 2), a step of calculating a virtual plane (step 3), a step of calculating the thickness of the coating material (step 4), a step of displaying an image of the coating material (step 5), a step of determining whether finishing processing is necessary based on the image of the coating material (step 6), a step of performing finishing processing if it is determined that finishing processing is necessary (step 7), and a step of storing three-dimensional data of the coating material in association with the target surface if it is determined that finishing processing is not necessary (step 8).

第1工程は、被覆材上に基準マーカーを設置する。詳しくは、被覆材上であって、対象面から所定の距離だけ離れた位置に基準マーカーを設置する。例えば、図2a、bにおいて、符号11は壁(対象面)であり、符号12は被覆材であり、符号13は円板状の基準マーカーである。この基準マーカーは、第3工程における仮想平面を算出するときの基準となる基準点及びその基準三次元座標を与える。なお、以下において、対象面と基準点との距離を「基準距離」ということがある。 In the first step, a reference marker is placed on the covering material. More specifically, a reference marker is placed on the covering material at a position a predetermined distance away from the target surface. For example, in Figures 2a and 2b, reference number 11 is a wall (target surface), reference number 12 is the covering material, and reference number 13 is a disk-shaped reference marker. This reference marker provides a reference point and its reference three-dimensional coordinates that serve as a reference for calculating the virtual plane in the third step. Note that, below, the distance between the target surface and the reference point may be referred to as the "reference distance."

基準マーカー13は、例えば、図2bに示すように、ピン13aの頭に設ける。そして、ピン13aが対象面に対して垂直となるように(ピン13aの頭の平面が対象面と平行になるように)ピン13aを被覆材12に刺して、ピン13aの先端を対象面に当接させることにより、基準マーカー13を被覆材12上に設けることができる。このときの基準マーカー13から壁11までの距離をL(ピンの長さ+基準マーカー13の厚さ)とする。つまり、基準マーカー13から対象面におろした垂線の長さが距離Lとなり、基準マーカー上の任意の点を基準三次元座標とすることができる。なお、ピン13aの長さは、予定している被覆材12の厚さに対して、実質的に同じか、若干大きくする。これにより、基準マーカー13が予定された厚さに施工されている被覆材12内に埋もれることがない。 The reference marker 13 is provided on the head of a pin 13a, for example, as shown in FIG. 2b. Then, the pin 13a is inserted into the covering material 12 so that the pin 13a is perpendicular to the target surface (so that the plane of the head of the pin 13a is parallel to the target surface), and the tip of the pin 13a is brought into contact with the target surface, so that the reference marker 13 can be provided on the covering material 12. The distance from the reference marker 13 to the wall 11 at this time is L (the length of the pin + the thickness of the reference marker 13). In other words, the length of the perpendicular line drawn from the reference marker 13 to the target surface is the distance L, and any point on the reference marker can be used as the reference three-dimensional coordinate. The length of the pin 13a is substantially the same as or slightly larger than the planned thickness of the covering material 12. This prevents the reference marker 13 from being buried in the covering material 12 that is applied to the planned thickness.

図2では基準マーカー13を4つ設け、各基準マーカーに少なくとも1つの基準三次元座標を設定しており、仮想平面を推定するためには基準マーカーを3つ以上設けるのが好ましい。しかし、複数の基準三次元座標を一つの基準マーカーに設定することにより、基準マーカーを1つまたは2つとしても構わない。求められる精度に応じて適宜決定することができる。複数の基準マーカーを設ける場合、全ての基準マーカーが対象面からの距離が同じとなるように設置する。
基準マーカー13としては、円板状のものを挙げたが、球体やキューブ、三角や四角等の多角形の平板などが挙げられる。基準マーカー13の形状は、特に限定されるものではないが、上記列挙したような幾何的特徴を有していれば画像処理で自動認識しやすいため好ましい。また、所定の色の基準マーカーを用いるのが好ましい。例えば、基準マーカーの頭部を赤、青、緑等の被覆材を背景として識別しやすい所定の色にしておけば、色の特徴を手掛かりに基準マーカーを自動認識することが容易となる。なお、平板を用いる場合、設置したとき、その平板が対象面と平行であるようにすることが重要となる。
また基準マーカー13を支持するピン13aも、特に限定されない。例えば、3本以上のピンで基準マーカーを支持してもよい。この場合、3本のピンの先端を対象面(壁11)と当接させるように被覆材12に刺すことにより、3本のピン13aを対象面に対して垂直とすることができ、作業者は、簡単に基準マーカーを対象面から所定の距離に設置することができる。
In Fig. 2, four reference markers 13 are provided, and at least one reference three-dimensional coordinate is set for each reference marker. It is preferable to provide three or more reference markers in order to estimate the virtual plane. However, it is also possible to use one or two reference markers by setting multiple reference three-dimensional coordinates to one reference marker. This can be appropriately determined according to the required accuracy. When multiple reference markers are provided, they are installed so that all of them are the same distance from the target surface.
Although the reference marker 13 is exemplified by a disk-shaped one, it can also be a sphere, a cube, or a polygonal flat plate such as a triangle or a square. The shape of the reference marker 13 is not particularly limited, but it is preferable that the reference marker has the geometric characteristics listed above, since it is easy to automatically recognize it by image processing. It is also preferable to use a reference marker of a predetermined color. For example, if the head of the reference marker is a predetermined color such as red, blue, or green that is easy to distinguish against the background of the covering material, it becomes easy to automatically recognize the reference marker using the color characteristics as a clue. When a flat plate is used, it is important that the flat plate is parallel to the target surface when installed.
The pins 13a supporting the reference marker 13 are not particularly limited. For example, the reference marker may be supported by three or more pins. In this case, by inserting the three pins into the covering material 12 so that the tips of the three pins abut against the target surface (wall 11), the three pins 13a can be made perpendicular to the target surface, and the worker can easily install the reference marker at a predetermined distance from the target surface.

第2工程は、被覆材の表面の三次元座標及び対象面から距離が既知で実質的に同じである3点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得する。詳しくは、被覆材12の表面の三次元座標および基準マーカー13の表面の三次元座標を含む施工形状を取得する。例えば、図2a、図2bの施工形状10は、被覆材12の三次元座標および4つの基準マーカー13の表面の三次元座標(基準三次元座標)を含む。
「施工形状の取得」とは、例えば、対象面の三次元形状を三次元座標の集合によって取得することをいう。例えば、三次元計測装置等で対象面をスキャンした点群データが挙げられる。
The second step is to obtain a construction shape including the three-dimensional coordinates of the surface of the coating material and the reference three-dimensional coordinates of three or more reference points that are at known and substantially the same distance from the target surface. More specifically, a construction shape including the three-dimensional coordinates of the surface of the coating material 12 and the three-dimensional coordinates of the surfaces of the reference markers 13 is obtained. For example, the construction shape 10 in Fig. 2a and Fig. 2b includes the three-dimensional coordinates of the coating material 12 and the three-dimensional coordinates (reference three-dimensional coordinates) of the surfaces of the four reference markers 13.
The term "acquisition of a construction shape" refers to, for example, acquiring the three-dimensional shape of a target surface by a set of three-dimensional coordinates. For example, point cloud data obtained by scanning a target surface with a three-dimensional measuring device or the like can be used.

三次元計測装置としては、三次元スキャナーやステレオカメラ等の三次元計測装置で取得する。三次元スキャナーは、対象面にレーザー光を当てて、その反射光によって対象面の三次元形状を算出するもの(いわゆるLIDAR方式)や照射した光が反射して返ってくるまでの時間で距離を計測するもの(TOF方式)等がある。一方、ステレオカメラは、2台のカメラによって撮像した対象面の画像から三角測量の原理で三次元形状を算出するものであり、2台のカメラ画像のマッチング精度を高めるために別途プロジェクターで計測用パターンを投影する手法や2台のカメラのうち片方をパターン光を投影するプロジェクターに置き換えた手法も存在する(いわゆるアクティブステレオ法)。計測精度、計測速度およびコストを考慮し適切な装置を選択すればよいが、対象面がある屋内の間取りは、建築物によって様々であるため、精度が比較的安定しているLIDAR方式の三次元スキャナーが好ましい。一方で、現場でスキャナーを設置する煩雑さを考慮すると、広い対象面を一度に撮像できるアクティブステレオ方式のハンディスキャナーが好ましい。
また、施工形状には対象の色情報が含むことが好ましい。例えば、三次元計測にカラーカメラを用いる場合は、三次元座標と同時にカラー画像も取得することができ、色情報を付加した点群データを生成できる。施工形状の色情報に基づいて基準マーカーや被覆材領域を認識することができる。
The three-dimensional measurement device is a three-dimensional measurement device such as a three-dimensional scanner or a stereo camera. There are three-dimensional scanners that apply laser light to the target surface and calculate the three-dimensional shape of the target surface by the reflected light (so-called LIDAR method), and three-dimensional scanners that measure the distance by the time it takes for the irradiated light to reflect and return (TOF method). On the other hand, a stereo camera calculates the three-dimensional shape from the image of the target surface captured by two cameras using the principle of triangulation, and there are also methods in which a measurement pattern is projected by a separate projector to improve the matching accuracy of the two camera images, and a method in which one of the two cameras is replaced with a projector that projects pattern light (so-called active stereo method). It is sufficient to select an appropriate device in consideration of measurement accuracy, measurement speed, and cost, but since the layout of the interior where the target surface is located varies depending on the building, a three-dimensional scanner using the LIDAR method, which has relatively stable accuracy, is preferable. On the other hand, considering the cumbersomeness of installing a scanner on site, a handy scanner using the active stereo method that can capture a wide target surface at once is preferable.
In addition, it is preferable that the construction shape includes color information of the object. For example, when a color camera is used for 3D measurement, color images can be acquired simultaneously with 3D coordinates, and point cloud data with added color information can be generated. Based on the color information of the construction shape, the reference markers and the covering material area can be recognized.

第3工程は、仮想平面を算出する。詳しくは、基準マーカー13(基準三次元座標)に基づいて、対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面Sを施工形状内に算出する。なお、基準三次元座標に基づいて対象面を算出してもよい。The third step is to calculate a virtual plane. More specifically, a virtual plane S is calculated within the construction shape by translating the target surface a predetermined distance in a direction perpendicular to the target surface based on the reference marker 13 (reference three-dimensional coordinates). The target surface may also be calculated based on the reference three-dimensional coordinates.

図2cは、仮想平面Sを算出した施工形状10aである。仮想平面Sの算出方法は、対象面(壁11)から所定の距離に離れた4つの基準マーカー13を用いる。
具体的には、まず施工形状の中から色や形状の特徴に基づいて4つの基準マーカーを認識する。例えば、赤色の基準マーカーを用いた場合は、施工形状から赤色の領域を基準マーカーとして認識することができる。このような認識は、作業者が手動で画面上の基準マーカーの位置を指示してもよく、コンピューターの処理部に自動的に認識させてもよい。
次に認識した4つの基準マーカーから3点以上の基準三次元座標を抽出する。例えば、各基準マーカーの重心座標をそれぞれ基準三次元座標としてもよい。必ずしも4つの基準マーカー全てを用いる必要はなく、1つの基準マーカー上から複数の基準三次元座標を抽出してもよい。次に、抽出した3点以上の基準三次元座標に基づいて平面S1を推定する。このとき、三次元計測装置の計測誤差や、基準マーカーの対象面に対する傾き等の影響で、各基準三次元座標は厳密には同一平面上には乗らないことが予想される。そこで、複数の基準三次元座標に対して平面をフィッティングすればよい。これには既知の手法を用いることができる。例えば、最小二乗法で複数の基準三次元座標に対して最小二乗平面を求めればよい。この平面S1は、壁11と平行であり、かつ、所定の距離Lだけ離れている。この平面S1を、対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた位置および大きさまで拡大させることによって仮想平面Sを算出する。仮想平面Sは、対象面から所定の基準厚さだけ離れた位置に算出してもよい。このとき被覆材が基準厚さ通りに施工されていれば、被覆材表面は仮想平面Sと一致する。
2c shows a construction shape 10a obtained by calculating the virtual plane S. The method of calculating the virtual plane S uses four reference markers 13 spaced a predetermined distance from the target surface (wall 11).
Specifically, first, four reference markers are recognized from the construction shape based on the characteristics of color and shape. For example, when a red reference marker is used, the red area can be recognized as the reference marker from the construction shape. Such recognition can be performed by the worker manually indicating the position of the reference marker on the screen, or the recognition can be performed automatically by the processing unit of the computer.
Next, three or more reference three-dimensional coordinates are extracted from the four recognized reference markers. For example, the barycentric coordinates of each reference marker may be the reference three-dimensional coordinates. It is not necessary to use all four reference markers, and multiple reference three-dimensional coordinates may be extracted from one reference marker. Next, a plane S1 is estimated based on the extracted three or more reference three-dimensional coordinates. At this time, due to the influence of measurement errors of the three-dimensional measuring device and the inclination of the reference marker with respect to the target surface, it is expected that each reference three-dimensional coordinate will not be strictly on the same plane. Therefore, a plane may be fitted to multiple reference three-dimensional coordinates. A known method may be used for this. For example, a least squares plane may be obtained for multiple reference three-dimensional coordinates by the least squares method. This plane S1 is parallel to the wall 11 and is separated by a predetermined distance L. A virtual plane S is calculated by expanding this plane S1 to a position and size obtained by translating the target surface by a predetermined distance in a direction perpendicular to the target surface. The virtual plane S may be calculated at a position separated by a predetermined reference thickness from the target surface. At this time, if the coating material is applied according to the standard thickness, the surface of the coating material will coincide with the imaginary plane S.

第4工程は、被覆材の厚さを算出する。詳しくは、仮想平面を算出した施工形状において、被覆材の表面の三次元座標と基準三次元座標に基づいて算出された仮想平面に基づいて被覆材の厚さを算出する。
具体的には、対象面に対する垂直線と交差する被覆材の表面の点および仮想平面の点の距離を算出し、対象面に対する仮想平面の距離Lを考慮して当該被覆材の表面の点の厚さを算出する。つまり、図2cに示すように、対象面に対する垂直線V1と交差する被覆材の表面の点C1と、それに対応する仮想平面の点T1の距離がZ1であり、点C1が仮想平面Sに覆われている場合、被覆材の点C1の厚さは、L-Z1となる。一方、対象面に対する垂直線と交差する被覆材の表面の点C2と、それに対応する仮想平面の点T2の距離がZ2であり、点C2が仮想平面Sから突出している場合、被覆材の点C2の厚さは、L+Z2となる(図示せず)。この方式で被覆材の全領域における厚さを算出することができる。このような計算は、被覆材の表面の点群座標および仮想表面の点群座標を減算して求めてもよく、点群からメッシュに変換して面同士の計算によって差分を計算してもよい。
The fourth step is to calculate the thickness of the coating material. More specifically, in the application shape in which the virtual plane has been calculated, the thickness of the coating material is calculated based on the virtual plane calculated based on the three-dimensional coordinates of the surface of the coating material and the reference three-dimensional coordinates.
Specifically, the distance between the point on the surface of the coating material intersecting with the perpendicular line to the target surface and the point on the virtual plane is calculated, and the thickness of the point on the surface of the coating material is calculated taking into account the distance L of the virtual plane to the target surface. That is, as shown in FIG. 2c, when the distance between the point C1 on the surface of the coating material intersecting with the perpendicular line V1 to the target surface and the corresponding point T1 on the virtual plane is Z1, and the point C1 is covered by the virtual plane S, the thickness of the point C1 of the coating material is L-Z1. On the other hand, when the distance between the point C2 on the surface of the coating material intersecting with the perpendicular line to the target surface and the corresponding point T2 on the virtual plane is Z2, and the point C2 protrudes from the virtual plane S, the thickness of the point C2 of the coating material is L+Z2 (not shown). In this manner, the thickness of the entire region of the coating material can be calculated. Such calculations may be performed by subtracting the point cloud coordinates of the surface of the coating material and the point cloud coordinates of the virtual surface, or the difference may be calculated by converting the point cloud into a mesh and calculating the difference between the surfaces.

第5工程は、被覆材画像を表示する。詳しくは、被覆材の表面を表示した画像であって、被覆材の厚さの分布を色または濃淡で示した被覆材画像を算出し、表示する。
被覆材の表面を表示した画像としては、三次元的に表現したパースペクティブ画像や、施工形状を所定の平面(例えば、対象面と平行な平面)に投影した二次元画像が挙げられる。
The fifth step is to display a coating image, specifically, an image showing the surface of the coating material, in which the distribution of the thickness of the coating material is shown by color or shade, and the coating image is calculated and displayed.
Examples of images showing the surface of the coating material include a three-dimensional perspective image and a two-dimensional image in which the application shape is projected onto a specified plane (for example, a plane parallel to the target surface).

第6工程は、被覆材画像に基づいて仕上げ処理が必要かを判断する。詳しくは、被覆材画像に基づいて、被覆材の厚さが所定の範囲から外れている施工不良箇所の有無を確認し、施工不良箇所がある場合、仕上げ処理が必要と判断し、施工不良箇所が無い場合は、仕上げ処理が不必要と判断する。またその被覆材の部位が所定の基準厚さからどれだけ厚いか、または、薄いかを算出し、厚さが所定の範囲内かどうかで判定する。被覆材を断熱材とする場合、その施工基準の一例としては、基準厚さ30mmに対して-0mm~+20mmの範囲である(基準より薄い部分は不良、厚い部分は20mmまで許容する)。より厳しく-0mm~+5mmの範囲と設定することもできる。例えば、第5工程の被覆材画像において、施工不良箇所を色または濃淡で示して表示してもよい(施工不良判定画像)。また例えば、被覆材画像において、引き出し線でその部位を特定し、その部位が所定値からどれだけずれているかの数値を示してもよい。このように施工不良箇所を特定し、かつ、その不良度合を明確にすることにより、第7工程の仕上げ処理を行いやすい。
そして、仕上げ処理が必要であると判定した場合、第7工程に行き、仕上げ処理が不必要であると判定した場合、第8工程に行く。
In the sixth step, it is determined whether or not a finishing process is necessary based on the coating material image. In detail, based on the coating material image, the presence or absence of a defective construction part where the thickness of the coating material is out of a predetermined range is confirmed, and if there is a defective construction part, it is determined that a finishing process is necessary, and if there is no defective construction part, it is determined that a finishing process is unnecessary. In addition, how thick or thin the part of the coating material is from a predetermined standard thickness is calculated, and it is determined whether the thickness is within the predetermined range. When the coating material is a heat insulating material, an example of the construction standard is a range of -0 mm to +20 mm with respect to a standard thickness of 30 mm (a part thinner than the standard is defective, and a thicker part is allowed up to 20 mm). It is also possible to set a stricter range of -0 mm to +5 mm. For example, in the coating material image in the fifth step, the defective construction part may be displayed by color or shade (defective construction judgment image). Also, for example, in the coating material image, the part may be identified by a leader line, and a numerical value indicating how far the part deviates from a predetermined value may be displayed. By identifying the defective construction part in this way and clarifying the degree of defect, it is easy to perform the finishing process in the seventh step.
If it is determined that finishing processing is necessary, the process proceeds to the seventh step, and if it is determined that finishing processing is unnecessary, the process proceeds to the eighth step.

第7工程は、仕上げ処理が必要であると判断した場合、仕上げ処理を行う。つまり、第6工程において、仕上げ処理が必要であると判断された場合、仕上げ処理が必要である部位に、被覆材の厚さが所定の範囲となるように仕上げ処理を行う。詳しくは、所定の範囲より厚い部分についてはその余剰分を切削し、所定の範囲より薄い部分については追加で吹き付けたり、塗布したりする。なお、仕上げ処理を行った後は、第2工程に戻り、その施工形状を取得する。
その後、第6工程において、仕上げ処理が不必要となるまで第2工程から第7工程を繰り返す。
In the seventh step, if it is determined that finishing is necessary, finishing is performed. In other words, if it is determined that finishing is necessary in the sixth step, finishing is performed on the area that requires finishing so that the thickness of the coating material falls within a predetermined range. In more detail, for areas that are thicker than the predetermined range, the excess is cut off, and for areas that are thinner than the predetermined range, additional coating is sprayed or applied. After finishing is performed, the process returns to the second step, and the applied shape is obtained.
Thereafter, in a sixth step, steps two through seven are repeated until no further finishing is required.

第8工程は、仕上げ処理が必要でないと判断した場合、被覆材の表面の三次元形状および被覆材の厚さ、特に、被覆材画像と、対象面と関連付けてデータベースとして記憶させる。つまり、第6工程において、仕上げ処理が必要でないと判断された場合、被覆材の施工を完了し、そのデータを保存する。例えば、102号室の東側の壁等のように対象面の位置情報や識別情報と、被覆材画像とを関連付けて記憶させておくことにより、対象面(壁)毎に管理するデータベースのデータとすることができる。また、建築物の3DCADデータが存在する場合は、当該3DCADデータに関連付けて記憶することが好ましい。特に、近年提唱されているBIM(Building Information Modeling)と関連付けて記憶することでより効率的な工程管理・品質管理が可能である。特に、ビルや集合住宅のように対象面が多数ある場合、管理しやすい。なお、仕上げ前の三次元形状も一緒に保存してもよい。これにより、作業の過程を追跡することができる。
なお、これらのデータは、例えば、パスワードでセキュリティを設定し編集不可の電子ファイルとして保存するのが好ましい。特に、タイムスタンプを付与して非改ざん証明および時刻証明を行った電子ファイルとするのが好ましい。このように編集不可の電子ファイルとすることにより、データの客観性を保つことができる。
In the eighth step, if it is determined that finishing is not necessary, the three-dimensional shape of the surface of the covering material and the thickness of the covering material, particularly the covering material image, are stored as a database in association with the target surface. That is, if it is determined that finishing is not necessary in the sixth step, the construction of the covering material is completed and the data is saved. For example, by storing the position information and identification information of the target surface, such as the east wall of Room 102, in association with the covering material image, the data can be used as database data managed for each target surface (wall). In addition, if 3D CAD data of a building exists, it is preferable to store the data in association with the 3D CAD data. In particular, more efficient process management and quality management are possible by storing the data in association with BIM (Building Information Modeling), which has been proposed in recent years. In particular, when there are many target surfaces such as buildings and apartment buildings, it is easy to manage. The three-dimensional shape before finishing may also be saved together. This makes it possible to track the process of the work.
It is preferable to store these data as uneditable electronic files with security set by, for example, a password. In particular, it is preferable to store the data as uneditable electronic files with a time stamp to prove non-tampering and time stamped. By storing the data as uneditable electronic files, the objectivity of the data can be maintained.

このように本実施形態の被覆材の厚さ計測方法は、基準三次元座標に基づいて対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面を施工形状内に算出し、被覆材の表面と仮想平面とから被覆材の厚さを算出しているため、ピン等を刺しながら被覆材の厚さを計測することなく、被覆材の施工後、1回の計測で、被覆材全体の厚さがわかる。また被覆材の仕上げ処理も簡単である。特に、被覆材画像とすることにより、仕上げ処理の場所の特定が簡単になる。
この厚さ計測方法を用いた被覆材の施工方法は、作業者の熟練度に限らず、均一な品質の被覆材を提供することができる。
In this way, the coating thickness measurement method of this embodiment calculates a virtual plane within the application shape by translating the target surface a predetermined distance in a direction perpendicular to the target surface based on the reference three-dimensional coordinates, and calculates the thickness of the coating material from the surface of the coating material and the virtual plane, so that the thickness of the coating material can be determined with a single measurement after application of the coating material without measuring the thickness of the coating material while inserting a pin or the like. In addition, the finishing process of the coating material is also simple. In particular, by using an image of the coating material, it is easy to identify the location of the finishing process.
The coating application method using this thickness measurement method can provide coating materials of uniform quality, regardless of the skill level of the worker.

基準マーカーを用いた第1の実施形態の被覆材の厚さ計測方法は、上記に限定されるものではない。
例えば、基準マーカーを設置する工程(第1工程)において、被覆材上に基準マーカーを設置しているが、被覆材の近傍に基準マーカーを設置してもよい。例えば、被覆材の周辺の柱に基準マーカーを設置してもよい。どこに基準マーカーを設置するかは、対象面に応じて適宜決めることができる。
また被覆材画像を作成する工程(第5工程)において、厚さを色または濃淡で示した被覆材画像を挙げているが、厚さによる色または濃淡を設けない被覆材の投影画像あるいは三次元画像(パースペクティブ画像)としてもよい。また第5工程において、画像だけを表示するのではなく、対象面における位置データと、被覆材の厚さデータとを関連付けた表を表示してもよい。
The method for measuring the thickness of a coating material using a fiducial marker according to the first embodiment is not limited to the above.
For example, in the step of installing the fiducial markers (first step), the fiducial markers are installed on the covering material, but the fiducial markers may be installed near the covering material. For example, the fiducial markers may be installed on pillars around the covering material. Where to install the fiducial markers can be appropriately determined depending on the target surface.
In the step of creating a coating material image (step 5), a coating material image showing thickness by color or shading is given, but a projection image or a three-dimensional image (perspective image) of the coating material without color or shading according to thickness may be used. In step 5, instead of displaying only an image, a table relating position data on the target surface to thickness data of the coating material may be displayed.

他に、被覆材を施工する前において、対象面の水分率を計測し、その水分率を被覆材の厚さ、特に、被覆材画像と関連付けて記憶させてもよい。硬質ウレタンフォームは、その発泡剤に水が含まれているため、対象面(壁面)に多く水分が含まれていると、反応のバランスが崩れて断熱材としての品質が低下することがある。そのため、断熱材のデータと共に施工前の壁面の水分率を記憶させておくことにより、より詳細なデータベースを構築することができる。水分率の計測には、既存の高周波式水分計「株式会社ケツト科学研究所社製HI-520-2」等を用いることができる。
また、被覆材を施工する前において、対象面の温度分布を、サーモカメラ等を用いて計測し、その温度分布を被覆材の表面の三次元形状および被覆材の厚さ、特に、被覆材画像と関連付けて記憶させてもよい。硬質ウレタンフォームは、吹付け面の温度が品質に影響することがあるため、品質管理の観点から温度分布と厚さの関係を記憶しておくことが好ましい。この際、サーモカメラで取得した2次元の温度画像を、基準マーカーあるいは構造物に基づいて被覆材の表面の三次元形状にマッピングしてもよい。
さらに、被覆材の施工の際、吹き付け条件(2液式の硬質ウレタンフォームの場合、2液の混合圧力、混合温度)を連続して取得し、その吹き付け条件を被覆材の表面の三次元形状および被覆材の厚さ、特に、被覆材画像と関連付けて記憶させてもよい。硬質ウレタンフォームは、スプレー条件によって品質が大きく変化するため、断熱材の三次元データと共に施工前のスプレー条件を記憶させておくことにより、品質管理上好ましく、詳細なデータベースを構築することができる。
その他にも施工時の室内の環境情報(温度、湿度等)を取得し、その環境情報を被覆材の表面の三次元形状および被覆材の厚さ、特に、被覆材画像と関連付けて記憶させてもよい。
Alternatively, the moisture content of the target surface may be measured before the coating material is applied, and the moisture content may be stored in association with the thickness of the coating material, particularly an image of the coating material. Rigid polyurethane foam contains water in its blowing agent, so if the target surface (wall surface) contains a large amount of moisture, the balance of the reaction may be lost and the quality of the insulating material may be reduced. Therefore, by storing the moisture content of the wall surface before application together with the data on the insulating material, a more detailed database can be constructed. An existing high-frequency moisture meter such as "Kett Electric Laboratory Co., Ltd. HI-520-2" can be used to measure the moisture content.
In addition, before applying the coating material, the temperature distribution of the target surface may be measured using a thermo camera or the like, and the temperature distribution may be stored in association with the three-dimensional shape of the surface of the coating material and the thickness of the coating material, particularly the coating material image. Since the temperature of the sprayed surface may affect the quality of rigid polyurethane foam, it is preferable to store the relationship between the temperature distribution and the thickness from the viewpoint of quality control. In this case, the two-dimensional temperature image acquired by the thermo camera may be mapped onto the three-dimensional shape of the surface of the coating material based on a reference marker or a structure.
Furthermore, when applying the coating material, the spray conditions (in the case of a two-component rigid urethane foam, the mixing pressure and mixing temperature of the two components) may be continuously acquired, and the spray conditions may be stored in association with the three-dimensional shape of the surface of the coating material and the thickness of the coating material, particularly the coating material image. Since the quality of rigid urethane foam varies greatly depending on the spray conditions, storing the spray conditions before application together with the three-dimensional data of the insulation material is preferable for quality control, and a detailed database can be constructed.
In addition, indoor environmental information (temperature, humidity, etc.) during construction may be obtained and stored in association with the three-dimensional shape of the surface of the coating material and the thickness of the coating material, in particular, an image of the coating material.

次に、図3のフローチャートを参照して、厚さ計測方法の第2の実施形態について説明する。この実施形態は、基準マーカーを設置することなく行うものである。
図3のフローチャートに示すように、施工形状を取得する工程(第1A工程)と、仮想平面を算出する工程(第2A工程)と、被覆材の厚さを算出する工程(第3A工程)と、被覆材画像を表示する工程(第4A工程)と、被覆材画像に基づいて仕上げ処理が必要かを判断する工程(第5A工程)と、仕上げ処理が必要であると判断した場合、仕上げ処理を行う工程(第6A工程)と、仕上げ処理が必要でないと判断した場合、被覆材の三次元データを対象面と関連付けて記憶させる工程(第7A工程)とを有する。
なお、第3A工程から第7A工程は、図1の実施形態の第4工程から第8工程と実質的に同じである。
Next, a second embodiment of the thickness measurement method will be described with reference to the flow chart of Fig. 3. This embodiment is performed without setting a fiducial marker.
As shown in the flowchart of Figure 3, this method includes a step of acquiring a construction shape (step 1A), a step of calculating a virtual plane (step 2A), a step of calculating the thickness of the coating material (step 3A), a step of displaying an image of the coating material (step 4A), a step of determining whether finishing processing is necessary based on the coating material image (step 5A), a step of performing the finishing processing if it is determined that finishing processing is necessary (step 6A), and a step of storing three-dimensional data of the coating material in association with the target surface if it is determined that finishing processing is not necessary (step 7A).
It should be noted that steps 3A to 7A are substantially the same as steps 4 to 8 of the embodiment shown in FIG.

第1A工程は、施工形状を取得する。この実施形態において、施工形状は、被覆材および対象面に隣接もしくは近傍に位置した構造物の表面の三次元座標を含むものである。ここで構造物とは、対象面と平行な面を含む構造物である。そして、構造物の表面とは、その対象面と平行な面を含んだものをいう。
構造物としては、例えば、対象面の壁面と同室に位置した柱、サッシ、敷居、回り縁、幅木、梁材等の構造物、または、床、天井、壁の境界部、配管、ドア、窓、換気口等の開口部、配電ボックスの特徴的な形状を有する構造物が挙げられる。また、駐車場床面の防水施工の場合は、パラペット等の立ち上がり部や、柱等の構造物を基準点として用いることができる。
例えば、図4の施工形状10は、被覆材12と、対象面と平行な面S2を有する柱Pとを含んでいる。
In step 1A, a construction shape is acquired. In this embodiment, the construction shape includes three-dimensional coordinates of the surface of the coating material and the structure adjacent to or located near the target surface. Here, the structure is a structure that includes a surface parallel to the target surface. The surface of the structure includes a surface parallel to the target surface.
Examples of structures include structures such as pillars, sashes, thresholds, moldings, baseboards, beams, etc. located in the same room as the wall surface of the target surface, or structures having characteristic shapes such as floors, ceilings, boundary parts of walls, piping, doors, windows, openings such as vents, and distribution boxes. In addition, in the case of waterproofing the floor surface of a parking lot, the rising parts of parapets, etc., and structures such as pillars can be used as reference points.
For example, the construction shape 10 in FIG. 4 includes a cladding material 12 and a column P having a surface S2 parallel to the target surface.

第2A工程は、仮想平面を算出する。詳しくは、構造物の対象面と平行な面上の任意の3点の三次元座標を取得し、基準三次元座標とする。ここでは柱Pの平面S2上から図示しない3点を選択し、基準三次元座標とする。平面S2は、既知である柱Pの寸法から、対象面からの距離Lが既知であるものとする。S2上の基準三次元座標に基づいて、対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面Sを施工形状内に算出する。図4の点線は、仮想平面Sである。つまり、構造物(柱P)において、対象面と平行な面S2を、対象面を対象面と同じ大きさまで拡大させるとともに、平面方向に平行移動させることによって仮想平面Sを施工形状内に算出する。なお、施工形状が点群データではなく、ポリゴンメッシュで表現されている場合、3点の基準三次元座標を取得する代わりに対象面と平行な面を1つ選択すればよいが、結局、これは選択した面を規定する3点の基準三次元座標を選択していることと同じである。 In the second step A, a virtual plane is calculated. In detail, the three-dimensional coordinates of any three points on a plane parallel to the target surface of the structure are obtained and used as the reference three-dimensional coordinates. Here, three points (not shown) are selected from the plane S2 of the column P and used as the reference three-dimensional coordinates. The plane S2 is assumed to have a known distance L from the target surface based on the known dimensions of the column P. Based on the reference three-dimensional coordinates on S2, a virtual plane S is calculated within the construction shape by translating the target surface a predetermined distance in a direction perpendicular to the target surface. The dotted line in FIG. 4 is the virtual plane S. In other words, in the structure (column P), the surface S2 parallel to the target surface is expanded to the same size as the target surface, and the virtual plane S is calculated within the construction shape by translating the surface in the planar direction. Note that if the construction shape is expressed by a polygon mesh rather than point cloud data, one surface parallel to the target surface may be selected instead of obtaining the reference three-dimensional coordinates of the three points, but this is ultimately the same as selecting the reference three-dimensional coordinates of the three points that define the selected surface.

この第2の実施形態の厚さ計測方法でも、第1の実施形態と同様に、対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面を施工形状内に算出することができるため、被覆材の施工後、1回の計測で、被覆材全体の厚さを確認することができる。この厚さ計測方法を用いた被覆材の施工方法も、第1の実施形態と同様に、作業者の熟練度に限らず、均一な品質の被覆材を提供することができる。 In the thickness measurement method of this second embodiment, as in the first embodiment, a virtual plane can be calculated within the construction shape by translating the target surface a predetermined distance in the direction perpendicular to the target surface, so that the thickness of the entire coating material can be confirmed with a single measurement after construction of the coating material. As in the first embodiment, the coating material construction method using this thickness measurement method can provide coating materials of uniform quality regardless of the skill level of the worker.

次に、被覆材の厚さ計測方法の第3の実施形態について説明する。
第1および第2の実施形態が厚さ計測方法では、対象面からの距離が既知で等しい3点以上の三次元基準座標に基づいて仮想平面を算出した。これらの点は、対象面からの距離が等しい等距離点であると同時に、対象面からの距離が既知である基準点でもあった。
本実施形態では、対象面からの距離が等しいが未知である3点以上の等距離点の三次元座標と、対象面からの距離が既知である1点以上の基準点の基準三次元座標に基づいて仮想平面を算出する。
本実施形態のフローチャートを図9に示す。第4B工程から第8B工程は、図1の第4工程から第8工程と実質的に同じである。
Next, a third embodiment of the coating material thickness measuring method will be described.
In the thickness measurement method according to the first and second embodiments, a virtual plane is calculated based on three-dimensional reference coordinates of three or more points whose distances from the target surface are known and equal. These points are equidistant points whose distances from the target surface are equal, and at the same time, they are reference points whose distances from the target surface are known.
In this embodiment, a virtual plane is calculated based on the three-dimensional coordinates of three or more equidistant points that are at equal but unknown distances from the target surface, and the reference three-dimensional coordinates of one or more reference points whose distances from the target surface are known.
A flow chart of this embodiment is shown in Fig. 9. Steps 4B to 8B are substantially the same as steps 4 to 8 in Fig. 1.

第1B工程において、被覆材上に基準マーカーを設置する。基準マーカーは第1実施形態と同じものを用いることができる。ただし、設置する基準マーカーは1つでよく、当該基準マーカー上に1つの基準三次元座標が設定されていればよい。In step 1B, a reference marker is placed on the covering material. The same reference marker as in the first embodiment can be used. However, it is sufficient to place one reference marker, and one reference three-dimensional coordinate needs to be set on the reference marker.

第2B工程において、施工形状を取得する。この実施形態において、施工形状は、被覆材および対象面に隣接もしくは近傍に位置した構造物の表面の三次元座標や、上記基準マーカーに設定された基準三次元座標を含むものである。第2実施形態と同様に、ここで構造物とは対象面と平行な面を含む構造物であり、構造物の表面とは対象面と平行なその面をいう。構造物の例も第2実施形態と同じである。
例えば、図10の施工形状10bは、被覆材12と、1つの基準マーカー13と、対象面と平行な面S2を有する柱Pとを含んでいる。
In step 2B, the construction shape is acquired. In this embodiment, the construction shape includes the three-dimensional coordinates of the surface of the covering material and the structure located adjacent to or near the target surface, and the reference three-dimensional coordinates set in the reference marker. As in the second embodiment, the structure here is a structure including a surface parallel to the target surface, and the surface of the structure is the surface parallel to the target surface. Examples of the structure are also the same as in the second embodiment.
For example, the construction shape 10b in FIG. 10 includes a coating material 12, one reference marker 13, and a column P having a surface S2 parallel to the target surface.

第3B工程において、仮想平面を算出する。具体的には、構造物の対象面と平行な面上の任意の3点を等距離点として、その三次元座標を取得する。図10では、柱Pの平面S2上から図示しない3点を等距離点として選択する。S2上の等距離点の三次元座標に基づいて対象面に平行な平面を算出し、当該平面上に基準マーカー13上の基準点が乗る位置まで当該平面を平行移動させて、仮想平面Sを施工形状内に算出する。図10に点線で示したのが仮想平面Sである。 In step 3B, a virtual plane is calculated. Specifically, any three points on a plane parallel to the target surface of the structure are set as equidistant points, and their three-dimensional coordinates are obtained. In Figure 10, three points (not shown) are selected as equidistant points from plane S2 of column P. A plane parallel to the target surface is calculated based on the three-dimensional coordinates of the equidistant points on S2, and the plane is translated to a position where the reference point on the reference marker 13 is placed on the plane, and the virtual plane S is calculated within the construction shape. The virtual plane S is shown by a dotted line in Figure 10.

この第3の実施形態の厚さ計測方法でも、第1の実施形態と同様に、対象面を垂直な方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面を施工形状内に算出することができるため、被覆材の施工後、1回の計測で、被覆材全体の厚さを確認することができる。この厚さ計測方法を用いた被覆材の施工方法も、第1の実施形態と同様に、作業者の熟練度に限らず、均一な品質の被覆材を提供することができる。 In the thickness measurement method of this third embodiment, as in the first embodiment, a virtual plane can be calculated within the construction shape by translating the target surface a predetermined distance in the vertical direction, so that the thickness of the entire coating material can be confirmed with a single measurement after construction of the coating material. As in the first embodiment, the construction method of the coating material using this thickness measurement method can provide coating material of uniform quality regardless of the skill level of the worker.

次に、本発明の被覆材の厚さを計測するシステム(以下、厚さ計測システムとする。)の第1の実施形態について説明する。図5の計測システム20は、三次元計測装置21と、制御部22と、基準マーカー23と、表示部24とを備えている。三次元計測装置21は、対象面に施工した被覆材12の表面の三次元形状を含む施工形状を計測する。この厚さ計測システム20は、図1の厚さ計測方法に用いることができる。そして、基準マーカー23は、図1の厚さ計測方法に用いられた基準マーカー13と実質的に同じものである。Next, a first embodiment of a system for measuring the thickness of a coating material of the present invention (hereinafter referred to as a thickness measurement system) will be described. The measurement system 20 of FIG. 5 includes a three-dimensional measurement device 21, a control unit 22, a reference marker 23, and a display unit 24. The three-dimensional measurement device 21 measures the applied shape including the three-dimensional shape of the surface of the coating material 12 applied to the target surface. This thickness measurement system 20 can be used in the thickness measurement method of FIG. 1. The reference marker 23 is substantially the same as the reference marker 13 used in the thickness measurement method of FIG. 1.

三次元計測装置21は、レーザー光を発光する発光部21aと、被覆材で反射したレーザー光を受光する受光部21bと、演算部(図示せず)とを備えた三次元スキャナーである。三次元計測装置21は、図1の計測方法に用いられた三次元計測装置と実質的に同じものであり、被覆材の表面の三次元形状を計測できる装置であれば特に限定されない。The three-dimensional measuring device 21 is a three-dimensional scanner equipped with a light emitting unit 21a that emits laser light, a light receiving unit 21b that receives the laser light reflected by the coating material, and a calculation unit (not shown). The three-dimensional measuring device 21 is substantially the same as the three-dimensional measuring device used in the measurement method of Figure 1, and is not particularly limited as long as it is a device that can measure the three-dimensional shape of the surface of the coating material.

制御部22は、記憶部26と、被覆材の厚さを算出するデータ処理部27とを備えている。
記憶部26は、三次元計測装置21が計測した被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状データを記憶する。また後述するようにデータ処理部27によって算出される仮想平面データおよび被覆材の厚さデータを記憶する。そして、被覆材の表面の三次元データおよび被覆材の厚さデータ、特に、被覆材画像と対象面とを関連付けて記憶する。
なお、施工時の気温、湿度等の環境情報や、スプレーのスプレー条件(2液式の硬質ウレタンフォームの混合圧力、温度)や、対象面の水分率を計測したデータを被覆材画像を関連付けて記憶させてもよい。
なお、これらのデータは、例えば、パスワードでセキュリティを設定し編集不可の電子ファイルとして保存するのが好ましい。特に、タイムスタンプを付与して非改ざん証明および時刻証明を行った電子ファイルとするのが好ましい。また記憶部26自体をパスワード等でロックし、特別な権限以外のものは書換えができないようにしてもよい。
記憶部26に記憶させたデータは、パスワード等によって設定された特別な権限を有する者によって、CD、DVD等のディスク状の記憶媒体や、USBやメモリーカード等の記憶媒体に記憶させてもよい。特に、記憶媒体としては、CD-RやDVD-Rなどのデータを一回だけ書き込みが可能なディスク状の記憶媒体や、改ざん防止機能付きのUSBやメモリーカード等の記憶媒体が好ましい。
The control unit 22 includes a memory unit 26 and a data processing unit 27 that calculates the thickness of the coating material.
The storage unit 26 stores application shape data including the three-dimensional shape of the coating material surface measured by the three-dimensional measuring device 21. It also stores virtual plane data and coating material thickness data calculated by the data processing unit 27 as described below. It then stores the three-dimensional data of the coating material surface and the coating material thickness data, in particular, the coating material image and the target surface in association with each other.
In addition, environmental information such as temperature and humidity during application, spray conditions (mixing pressure and temperature of two-component rigid urethane foam), and measured data on the moisture content of the target surface may be stored in association with the coating material image.
It is preferable to store these data as uneditable electronic files with security set by, for example, a password. In particular, it is preferable to store the data as electronic files with a time stamp to prove that the data has not been tampered with and to prove the time. The storage unit 26 itself may be locked by a password or the like so that it cannot be rewritten by anyone other than those with special authority.
The data stored in the storage unit 26 may be stored in a disk-shaped storage medium such as a CD or DVD, or a storage medium such as a USB or memory card by a person having special authority set by a password or the like. In particular, as the storage medium, a disk-shaped storage medium such as a CD-R or DVD-R to which data can be written only once, or a storage medium such as a USB or memory card with a tamper-proof function is preferable.

データ処理部27は、施工形状データから色又は形状の特徴に基づいて基準マーカー23を自動的に抽出し、または、作業者が指定して抽出し、その基準マーカー23に基づいて対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面データを算出し、かつ、被覆材の表面の三次元形状データと仮想平面データとに基づいて被覆材の厚さを算出する。仮想平面データの算出は、図1の厚さ計測方法の第3工程と同じ方法で算出する。また被覆材の厚さも、図1の厚さ計測方法の第4工程と同じ方法で算出する。
またデータ処理部27は、その施工形状データから被覆材の表面を表示した画像であって、被覆材の厚さの分布を色または濃淡で示した被覆材画像へと変換する。被覆材画像は、図1の厚さ計測方法と実質的に同じものである。
さらにデータ処理部27は、被覆材の厚さに基づいて、被覆材の厚さが所定の範囲から外れている被覆材の部位を特定する。つまり、被覆材の厚すぎる部位、または、薄すぎる部位の施工不良の部位を自動的に示す。例えば、そのような施工不良の部位を、被覆材画像において、特別な色で表示したり、不良部位だけを抽出して表示したり、点滅させたりすることが挙げられる。また、施工不良の部位が、所定の範囲からどれ位ずれているかを示すのが好ましい。
The data processing unit 27 automatically extracts the reference markers 23 from the construction shape data based on the color or shape characteristics, or extracts them by the operator, calculates virtual plane data by translating the target surface a predetermined distance in a direction perpendicular to the target surface based on the reference markers 23, and calculates the thickness of the coating material based on the three-dimensional shape data of the surface of the coating material and the virtual plane data. The calculation of the virtual plane data is performed in the same manner as the third step of the thickness measurement method in FIG. 1. The thickness of the coating material is also calculated in the same manner as the fourth step of the thickness measurement method in FIG. 1.
The data processor 27 converts the applied shape data into a coating material image, which is an image showing the surface of the coating material and shows the distribution of the coating material thickness in color or shade. The coating material image is substantially the same as that in the thickness measurement method of FIG. 1.
Furthermore, the data processor 27 identifies areas of the coating material where the thickness of the coating material is outside a predetermined range based on the thickness of the coating material. In other words, areas of poor application where the coating material is too thick or too thin are automatically indicated. For example, such areas of poor application may be displayed in a special color in the coating material image, or only the defective areas may be extracted and displayed, or may be made to blink. It is also preferable to indicate how far the areas of poor application are out of the predetermined range.

表示部24は、データ処理部27によって作成された被覆材画像を表示する二次元液晶モニターである。 The display unit 24 is a two-dimensional LCD monitor that displays the coating material image created by the data processing unit 27.

この計測システム20は、被覆材を施工後、基準マーカー23を被覆材に設置し、被覆材および基準マーカー23の三次元形状を含む施工形状を取得することにより、被覆材の全体の厚さを算出することができるため、施工不良な部位を簡単に突き止めることができる。また確認作業を一度で行うことができるため、作業者の手間を大幅に減少させることができる。さらに、表示部に被覆材画像として表示できるため、現場において、作業者は、施工不良の位置を簡単に、かつ、正確に確認することができる。
また対象面と、被覆材の表面の三次元形状および被覆材の厚さを関連付けて記憶させることができるため、つまり、対象面と紐付けて被覆材のデータをまとめて保管できるため、被覆材の品質管理が簡単にできる。
なお、この計測システム20では、制御部22の記憶部26に、被覆材の厚さ等のデータを記憶させたが、CD、DVD、USBやメモリーカード等の記憶媒体に直接記憶させるようにしてもよい。特に、CD-RやDVD-Rなどのデータを一回だけ書き込みが可能なディスク状の記憶媒体や、改ざん防止機能付きのUSBやメモリーカード等の記憶媒体に直接記憶させるようにすることにより、データの客観性を保持することができる。もちろん、直接記憶させるだけでなく一旦記憶部26に記憶させたデータを改変不可の状態で記憶媒体にコピーしたのち、記憶部26のデータを削除するようにしてもよい。
This measurement system 20, after the coating material is applied, places a reference marker 23 on the coating material and obtains the applied shape including the three-dimensional shapes of the coating material and the reference marker 23, thereby being able to calculate the overall thickness of the coating material, and therefore being able to easily locate areas with poor application. In addition, since the confirmation work can be performed in one go, the labor of the worker can be significantly reduced. Furthermore, since the coating material image can be displayed on the display unit, the worker can easily and accurately confirm the location of the poor application at the site.
In addition, the target surface can be associated with the three-dimensional shape of the coating material surface and the thickness of the coating material, and these can be stored in association with each other. In other words, data on the coating material can be stored together in a linked manner with the target surface, making it easy to control the quality of the coating material.
In this measurement system 20, data such as the thickness of the coating material is stored in the memory unit 26 of the control unit 22, but the data may be stored directly in a storage medium such as a CD, DVD, USB, or memory card. In particular, the objectivity of the data can be maintained by directly storing the data in a disk-shaped storage medium such as a CD-R or DVD-R that can be written only once, or in a storage medium such as a USB or memory card with a tamper-proof function. Of course, instead of storing the data directly, the data once stored in the memory unit 26 may be copied to a storage medium in an unalterable state and then deleted from the memory unit 26.

厚さ計測システム20では、基準マーカー23を認識し、その基準マーカー23に基づいて仮想平面データを算出させた。しかし、基準マーカー23を用いずに対象面に隣接もしくは近傍に位置した構造物の表面であって、その構造物の対象面と平行な面に基づいて仮想平面データを算出させてもよい。
この厚さ計測システムの第2の実施形態では、データ処理部27は、施工形状データから対象面と平行な構造物の面を自動的に抽出し、または、作業者が指定して抽出し、その面に基づいて対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面データを算出することになる。その仮想平面の算出方法は、図3の厚さ計測方法の工程2Aと同じである。
他の処理は、厚さ計測システム20と実質的に同じである。
In the thickness measurement system 20, the reference marker 23 is recognized, and the virtual plane data is calculated based on the reference marker 23. However, the virtual plane data may be calculated based on a surface of a structure located adjacent to or near the target surface, and parallel to the target surface of the structure, without using the reference marker 23.
In the second embodiment of the thickness measurement system, the data processing unit 27 automatically extracts a surface of the structure parallel to the target surface from the construction shape data, or extracts one specified by the worker, and calculates virtual plane data by translating the target surface by a predetermined distance in the direction perpendicular to the target surface based on the surface. The method of calculating the virtual plane is the same as step 2A of the thickness measurement method in FIG. 3.
The other processes are substantially the same as those in the thickness measurement system 20 .

厚さ計測システムの第3の実施形態として、計測システム20の表示部24としてプロジェクターを用いてもよい。その場合、データ処理部27において、被覆材に設置されている基準マーカーと、投影する画像の基準マーカー(あるいは構造物の平面)との位置合わせを行い、被覆材にその厚さが表示されるようにプロジェクションマッピングを行うのが好ましい。
このように構成することにより、作業者は、対象面に投影された画像から被覆材の施工不良の位置が特定できるため、仕上げ処理を簡単にできる。
As a third embodiment of the thickness measurement system, a projector may be used as the display unit 24 of the measurement system 20. In this case, it is preferable that the data processing unit 27 aligns the reference markers on the coating material with the reference markers on the image to be projected (or the plane of the structure) and performs projection mapping so that the thickness of the coating material is displayed.
This configuration allows the worker to identify the location of any defects in the application of the coating material from the image projected onto the target surface, simplifying the finishing process.

第4の実施形態である厚さ計測システム20aは、図6に示すように、三次元計測装置21と、制御部22と、基準マーカー23と、メガネ型ディスプレイ30とを備えている。そして、このメガネ型ディスプレイ30において、被覆材の表面形状が、使用者の視界における対象面とオーバーラップするように表示される。なお、三次元計測装置21、及び、記憶部26及びデータ処理部27を備えた制御部22は、図5の厚さ計測システム20と実質的に同じである。 As shown in Fig. 6, the thickness measurement system 20a according to the fourth embodiment includes a three-dimensional measurement device 21, a control unit 22, a reference marker 23, and an eyeglass-type display 30. In the eyeglass-type display 30, the surface shape of the covering material is displayed so as to overlap with the target surface in the user's field of vision. The three-dimensional measurement device 21 and the control unit 22 including the memory unit 26 and data processing unit 27 are substantially the same as those in the thickness measurement system 20 in Fig. 5.

メガネ型ディスプレイ30は、レンズ状の表示部31、画像取得部32と、ディスプレイ用制御部33とを備えている。
レンズ状の表示部31は、メガネ型ディスプレイ30を使用者の頭部に取り付けたとき、使用者の眼前に位置するようにメガネ型ディスプレイ30のフレームに固定される透明なものである。
画像取得部32は、レンズ状の表示部31を介した使用者の眼の視界方向の情報を画像データとして取得する。例えば、表示部31近辺において、メガネ型ディスプレイ30のフレームに固定されたカメラ等が挙げられる。
The eyeglass-type display 30 includes a lens-shaped display unit 31 , an image acquisition unit 32 , and a display control unit 33 .
The lens-like display section 31 is transparent and fixed to the frame of the eyeglass-type display 30 so as to be located in front of the user's eyes when the eyeglass-type display 30 is attached to the user's head.
The image acquisition unit 32 acquires, as image data, information on the visual field direction of the user's eyes via the lens-shaped display unit 31. For example, a camera or the like fixed to the frame of the eyeglass-type display 30 near the display unit 31 can be used.

ディスプレイ用制御部33は、図示しないディスプレイ用記憶部33a及びディスプレイ用データ処理部33bとを有する。
ディスプレイ用記憶部33aは、画像取得部32によって取得した画像データおよびデータ処理部27によって作成された被覆材画像を記憶する。また表示部31と画像データとの幾何的な関係を記憶する。例えば、画像を投影する表示部31と、画像取得部32が取得する画像データとの位置関係やサイズ比率等の関係を記憶する。
ディスプレイ用データ処理部33bは、画像取得部32によって取得した画像データと、被覆材画像とを比較し、画像データの基準マーカーと被覆材画像の基準マーカーとがオーバーラップするように画像の変形処理や位置合わせ処理を行う。その上で、表示部31と画像データの関係に基づいて、使用者の視界における被覆材に、被覆材画像がオーバーラップするように、被覆材画像を表示部31に投影する。ディスプレイ用データ処理部33bと、データ処理部27との間のデータの通信は、有線あるいは無線でもよい。また、データ処理部27の計算をディスプレイ用データ処理部33bで行ってもよく、反対にディスプレイ用データ処理部33bの計算をデータ処理部27で行ってもよい。
The display control unit 33 includes a display storage unit 33a and a display data processing unit 33b, neither of which is shown.
The display storage unit 33a stores the image data acquired by the image acquisition unit 32 and the dressing image created by the data processing unit 27. It also stores the geometric relationship between the display unit 31 and the image data. For example, it stores the positional relationship, size ratio, and other relationships between the display unit 31 that projects the image and the image data acquired by the image acquisition unit 32.
The display data processing unit 33b compares the image data acquired by the image acquisition unit 32 with the dressing image, and performs image deformation processing and position adjustment processing so that the reference markers of the image data and the reference markers of the dressing image overlap. Then, based on the relationship between the display unit 31 and the image data, the dressing image is projected onto the display unit 31 so that the dressing image overlaps with the dressing in the user's field of vision. Data communication between the display data processing unit 33b and the data processing unit 27 may be wired or wireless. Furthermore, the calculations of the data processing unit 27 may be performed by the display data processing unit 33b, and conversely, the calculations of the display data processing unit 33b may be performed by the data processing unit 27.

このように構成されているため、作業者はメガネ型ディスプレイ30を装着するだけで、被覆材の施工不良の位置をレンズを通して確認することができ、仕上げ処理を一層簡単にできる。 Because of this configuration, workers can simply wear the eyeglass-type display 30 and check through the lenses for locations of poor application of the coating material, making the finishing process even easier.

なお、第4の実施形態である厚さ計測システム20aにおいて、第2の実施形態の厚さ計測システムのように、基準マーカーを用いずに、データ処理部27によって、施工形状から構造物の対象面と平行な平面を自動的に抽出させ、または、作業者が指定して抽出し、その平面に基づいて対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面データを算出させてもよい。
さらに、第4の実施形態である厚さ計測システム20aにおいて、表示部31を不透明のものにしてもよい。この場合、表示部には、画像取得部が撮影した画像及び被覆材画像を表示部に表示する。この場合も同様の効果が得られる。
In the thickness measurement system 20a of the fourth embodiment, instead of using a reference marker as in the thickness measurement system of the second embodiment, the data processing unit 27 may automatically extract a plane parallel to the target surface of the structure from the construction shape, or the worker may specify and extract the plane, and based on that plane, calculate virtual plane data by translating the target surface a predetermined distance in the direction perpendicular to the target surface.
Furthermore, in the thickness measurement system 20a according to the fourth embodiment, the display unit 31 may be opaque. In this case, the display unit displays the image captured by the image acquisition unit and the image of the dressing material. In this case, the same effect can be obtained.

さらに、本発明の計測システムの他の実施形態として、例えば、メガネ型ディスプレイに変えてヘッドマウントディスプレイ(HMD)等のウェラブルディスプレイを用いても良い。この場合、三次元計測装置21及び制御部22も、HMDに内蔵される。
そのようなHMDとしては、例えば、Microsoft社製のホログラフィックコンピュータである「HoloLens(登録商標)」等が挙げられる。HoloLens(登録商標)は現実の風景にコンピュータグラフィックスを重ねて投影することができる、いわゆる複合現実型のウェアラブルデバイスである。つまり、この三次元計測システムは、2Dカメラ(画像取得部)、3Dセンサ(三次元計測装置)、加速度センサ(IMU)等の各種センサ及びCPU(データ処理部及びディスプレイ用データ処理部)や記憶装置(記憶部及びディスプレイ用記憶部)等がHMDに内蔵されている。
この操作方法は、基準マーカーを被覆材に設置し、HoloLens(登録商標)を装着し、施工後の被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状を三次元計測装置で取得し、施工した被覆材画像をリアルタイムに計算し、作業者の視界に対して、現実の被覆材上の基準マーカーに被覆材画像の基準マーカーをオーバーラップさせるように投影する。
このように作業者は被覆材を施工中に施工部位全体の施工結果をリアルタイムに確認することができ、被覆材の厚さが不足している施工不良箇所に対して即座に処置を行うことができる。
Furthermore, as another embodiment of the measurement system of the present invention, for example, a wearable display such as a head mounted display (HMD) may be used instead of the glasses-type display. In this case, the three-dimensional measurement device 21 and the control unit 22 are also built into the HMD.
An example of such an HMD is "HoloLens (registered trademark)", a holographic computer manufactured by Microsoft. HoloLens (registered trademark) is a so-called mixed reality wearable device that can project computer graphics over real scenery. In other words, this three-dimensional measurement system has various sensors such as a 2D camera (image acquisition unit), a 3D sensor (three-dimensional measurement device), and an acceleration sensor (IMU), as well as a CPU (data processing unit and display data processing unit), a storage device (storage unit and display storage unit), etc. built into the HMD.
This operating method involves placing a reference marker on the coating material, attaching a HoloLens (registered trademark), obtaining the applied shape including the three-dimensional shape of the surface of the coating material after application using a three-dimensional measuring device, calculating an image of the applied coating material in real time, and projecting the reference marker on the actual coating material into the worker's field of vision so that the reference marker on the coating material image overlaps with the reference marker on the actual coating material.
In this way, the worker can check the application results for the entire application area in real time while applying the coating material, and can immediately take action on any application defects where the coating material is not thick enough.

図7の画像は、三次元計測装置(MantisVision社製ハンディ3Dスキャナ「F6 SMART」)を用いた施工形状の画像である。この壁面において、斜線部が施工された断熱材である。図7において、「リファレンス設置面1」の範囲に図8aの基準マーカーM1を設け、「リファレンス設置面2」の範囲に図8bの基準マーカーM2を設けている。なお、断熱材は、表1の硬質ウレタンフォームを吹き付けたものである。 The image in Figure 7 is an image of the construction shape taken using a three-dimensional measuring device (MantisVision's handheld 3D scanner "F6 SMART"). On this wall surface, the shaded areas represent the insulation that has been constructed. In Figure 7, reference marker M1 in Figure 8a is set in the range of "reference installation surface 1", and reference marker M2 in Figure 8b is set in the range of "reference installation surface 2". The insulation is the rigid polyurethane foam in Table 1 that has been sprayed on.

Figure 0007499227000001
Figure 0007499227000001

図8aは、断熱材上に設けられた基準マーカーM1に基づいた仮想平面に対して、断熱材の表面の三次元形状がどれだけ離れているかを示すコンター図である。図8bは、対象面に隣接された柱P上に設けられた基準マーカーM2に基づいた仮想平面に対して、断熱材の表面の三次元形状がどれだけ離れているかを示すコンター図である。
このようにそれぞれの仮想平面に対する断熱材の厚さや凹凸が一目でわかる。そして、作業者は、この画像を足がかりに仕上げ処理を行うことができる。
またこのように断熱材の状態を客観的なデータとして保管することができるため、施工した断熱材の品質保証としてのデータとしても最適である。
Fig. 8a is a contour diagram showing how far the three-dimensional shape of the surface of the insulating material is separated from a virtual plane based on a reference marker M1 provided on the insulating material, and Fig. 8b is a contour diagram showing how far the three-dimensional shape of the surface of the insulating material is separated from a virtual plane based on a reference marker M2 provided on a pillar P adjacent to the target surface.
In this way, the thickness and unevenness of the insulation material relative to each virtual plane can be seen at a glance. Then, workers can use this image as a starting point for finishing work.
In addition, because the condition of the insulation can be stored as objective data in this way, it is also ideal as data for quality assurance of the installed insulation.

10、10a、10b 施工形状; 11 壁; 12 被覆材; 13 基準マーカー; 13a ピン; 20、20a 計測システム; 21 三次元計測装置; 21a 発光部; 21b 受光部; 22 制御部; 23 基準マーカー; 24 表示部; 26 記憶部; 27 データ処理部; 30 メガネ型ディスプレイ; 31 表示部; 32 画像取得部; 33 ディスプレイ用制御部; 33a ディスプレイ用記憶部; 33b ディスプレイ用データ処理部; M1 基準マーカー; M2 基準マーカー; P 柱; S 仮想平面; S1 面; S2 面; V1 垂直線10, 10a, 10b Construction shape; 11 Wall; 12 Covering material; 13 Reference marker; 13a Pin; 20, 20a Measurement system; 21 Three-dimensional measuring device; 21a Light emitting unit; 21b Light receiving unit; 22 Control unit; 23 Reference marker; 24 Display unit; 26 Memory unit; 27 Data processing unit; 30 Glasses-type display; 31 Display unit; 32 Image acquisition unit; 33 Display control unit; 33a Display memory unit; 33b Display data processing unit; M1 Reference marker; M2 Reference marker; P Pillar; S Virtual plane; S1 Surface; S2 Surface; V1 Vertical line

Claims (14)

建築物の対象面に施工した被覆材の厚さを計測する方法であって、
前記被覆材が吹き付け工法によって施工される断熱材、耐火材または防水材であり、
前記被覆材の施工後に、一方向に延びるピンを有する基準マーカーを前記ピンの先端が前記対象面に当接するように前記ピンを前記被覆材に挿通して、前記被覆材上に前記基準マーカーを設置する工程と、
前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい3点以上の等距離点の三次元座標及び前記基準マーカー上の三次元座標であって前記対象面からの距離が既知である1点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得する工程と、
取得した前記等距離点の三次元座標と前記基準三次元座標に基づいて仮想平面を算出する工程と、
前記被覆材の表面の三次元座標と前記仮想平面に基づいて前記被覆材の厚さを算出する工程とを有する、
被覆材の厚さ計測方法。
A method for measuring the thickness of a covering material applied to a target surface of a building, comprising:
The coating material is a heat insulating material, a fireproof material, or a waterproof material applied by a spraying method,
a step of, after application of the coating material, inserting a reference marker having a pin extending in one direction into the coating material so that a tip of the pin abuts against the target surface, thereby placing the reference marker on the coating material;
acquiring a construction shape including three-dimensional coordinates of the surface of the coating material, three or more equidistant points that are equidistant from the target surface , and reference three-dimensional coordinates of one or more reference points on the reference marker, the distance of which from the target surface being known;
calculating a virtual plane based on the acquired three-dimensional coordinates of the equidistant points and the reference three-dimensional coordinates;
Calculating a thickness of the coating material based on three-dimensional coordinates of the surface of the coating material and the virtual plane.
How to measure coating thickness.
前記等距離点の前記対象面からの距離が既知であって、前記等距離点が前記基準点でもある、
請求項1に記載の被覆材の厚さ計測方法。
the distance of the equidistant point from the object surface is known, and the equidistant point is also the reference point;
The method for measuring the thickness of a coating material according to claim 1.
前記等距離点の前記対象面からの距離が未知であって、前記基準点が前記等距離点と異なる点である、
請求項1に記載の被覆材の厚さ計測方法。
a distance of the equidistant point from the target surface is unknown, and the reference point is a point different from the equidistant point;
The method for measuring the thickness of a coating material according to claim 1.
前記被覆材の厚さの分布を色または濃淡で示した被覆材画像を表示する工程を有する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
displaying a coating image showing the distribution of the coating thickness in color or shade;
A method for measuring the thickness of a coating material according to any one of claims 1 to 3 .
前記被覆材の厚さが所定の範囲から外れている施工不良箇所の有無を判断する工程を有する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
A step of determining whether or not there is a defective application portion where the thickness of the coating material is outside a predetermined range.
A method for measuring the thickness of a coating material according to any one of claims 1 to 4 .
前記被覆材の厚さが所定の範囲から外れている施工不良箇所の有無を判断する工程と、
前記施工不良箇所を、前記被覆材画像に表示する工程とを有する、
請求項4に記載の被覆材の厚さ計測方法。
A step of determining whether or not there is a defective application portion where the thickness of the coating material is outside a predetermined range;
and displaying the defective application location on the coating material image.
The method for measuring the thickness of a coating material according to claim 4 .
前記被覆材の厚さを前記対象面と関連付けて記憶させる工程を有する、
請求項1から6のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
storing said coating thickness in association with said target surface;
A method for measuring the thickness of a coating material according to any one of claims 1 to 6 .
前記被覆材を施工する前に、前記対象面の水分率を計測する工程と、
前記水分率を前記被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有する、
請求項7に記載の被覆材の厚さ計測方法。
measuring the moisture content of the target surface prior to application of the coating material;
and storing the moisture content in association with a thickness of the coating material.
The method for measuring the thickness of a coating material according to claim 7 .
前記被覆材を施工する前に、前記対象面の温度分布を測定する工程と、
前記温度分布を前記被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有する、
請求項7または8に記載の被覆材の厚さ計測方法。
measuring a temperature distribution on the target surface prior to application of the coating material;
and storing the temperature distribution in association with a thickness of the coating material.
The method for measuring the thickness of a coating material according to claim 7 or 8 .
前記被覆材は吹き付けウレタンフォーム断熱材である、
請求項1から9のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
The coating material is a sprayed polyurethane foam insulation material.
A method for measuring the thickness of a coating material according to any one of claims 1 to 9 .
前記被覆材の吹き付け条件を取得する工程と、
前記吹き付け条件を前記被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有する、
請求項10に記載の被覆材の厚さ計測方法。
acquiring spray conditions for the coating material;
and storing the spraying conditions in association with the thickness of the coating material.
The method for measuring the thickness of a coating material according to claim 10 .
建築物の対象面に施工した被覆材の厚さを計測するシステムであって、
前記被覆材が吹き付け工法によって施工される断熱材、耐火材または防水材であり、
三次元計測装置と、
データ処理部と
一方向に延びるピンを有する基準マーカーを備え、
前記三次元計測装置は、前記被覆材の施工後に、前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい3点以上の等距離点の三次元座標及び前記対象面からの距離が既知である1点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得し、
前記基準三次元座標は、前記基準マーカーを前記ピンの先端が前記対象面に当接するように前記ピンを前記被覆材に挿通して、前記被覆材上に設置された前記基準マーカー上の三次元座標であり、
前記データ処理部は、取得した前記等距離点の三次元座標と前記基準三次元座標に基づいて仮想平面を算出し、前記被覆材の表面の三次元座標と前記仮想平面に基づいて前記被覆材の厚さを算出する、
被覆材の厚さ計測システム。
A system for measuring the thickness of a covering material applied to a target surface of a building, comprising:
The coating material is a heat insulating material, a fireproof material, or a waterproof material applied by a spraying method,
A three-dimensional measuring device,
A data processing unit ;
a reference marker having a pin extending in one direction ;
the three-dimensional measuring device acquires, after application of the coating material, an application shape including three-dimensional coordinates of a surface of the coating material, three-dimensional coordinates of three or more equidistant points that are at equal distances from the target surface, and reference three-dimensional coordinates of one or more reference points whose distances from the target surface are known;
the reference three-dimensional coordinates are three-dimensional coordinates on the reference marker that is placed on the covering material by inserting the pin into the covering material so that the tip of the pin abuts on the target surface,
the data processing unit calculates a virtual plane based on the acquired three-dimensional coordinates of the equidistant points and the reference three-dimensional coordinates, and calculates a thickness of the coating material based on the three-dimensional coordinates of the surface of the coating material and the virtual plane.
Coating thickness measurement system.
記データ処理部は、前記施工形状から色又は形状の特徴に基づいて前記基準マーカーを認識する、
請求項12に記載の被覆材の厚さ計測システム。
The data processing unit recognizes the reference marker based on color or shape characteristics from the construction shape.
13. The coating thickness measurement system of claim 12 .
建築物の対象面に被覆材を施工する方法であって、
前記被覆材が吹き付け工法によって施工される断熱材、耐火材または防水材であり、
前記対象面に前記被覆材を施工する工程と、
施工後の前記被覆材上に、一方向に延びるピンを有する基準マーカーを前記ピンの先端が前記対象面に当接するように前記ピンを前記被覆材に挿通して設置する工程と、
前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい3点以上の等距離点の三次元座標及び前記基準マーカー上の三次元座標であって前記対象面からの距離が既知である1点以上の基準点の基準三次元座標を取得する工程と、
取得した前記等距離点の三次元座標と前記基準三次元座標に基づいて仮想平面を算出する工程と、
前記被覆材の表面の三次元座標と前記仮想平面に基づいて前記被覆材の厚さを算出する工程と、
前記被覆材の厚さが所定の範囲から外れている施工不良箇所の有無を判断する工程とを有する、
被覆材の施工方法。
A method for applying a covering material to a target surface of a building, comprising:
The coating material is a heat insulating material, a fireproof material, or a waterproof material applied by a spraying method,
applying the coating to the target surface;
a step of installing a reference marker having a pin extending in one direction on the applied covering material by inserting the pin into the covering material so that a tip of the pin abuts on the target surface;
acquiring three-dimensional coordinates of the surface of the dressing, three or more equidistant points that are equidistant from the target surface , and one or more reference three-dimensional coordinates of the fiducial marker, the reference marker having a known distance from the target surface;
calculating a virtual plane based on the acquired three-dimensional coordinates of the equidistant points and the reference three-dimensional coordinates;
calculating a thickness of the coating material based on three-dimensional coordinates of a surface of the coating material and the virtual plane;
and determining whether or not there is a defective application portion where the thickness of the coating material is outside a predetermined range.
How to apply the covering material.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7554106B2 (en) * 2020-12-09 2024-09-19 倉敷紡績株式会社 Coating thickness measurement method
CN113739709B (en) * 2021-09-08 2024-12-13 中冶长天国际工程有限责任公司 An online detection method and online detection system for sintering material layer thickness
CN114705145A (en) * 2022-03-31 2022-07-05 中国建筑第五工程局有限公司 Novel steel construction anticorrosion coating thickness detect device
JP7849245B2 (en) * 2022-08-05 2026-04-21 旭有機材株式会社 Thickness measurement method, measuring device, and measurement program
JP7523761B1 (en) 2024-03-29 2024-07-29 大末建設株式会社 Construction work inspection system using point cloud data

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000283756A (en) 1999-03-29 2000-10-13 Sato Kogyo Co Ltd Method for measuring spray thickness and measuring device therefor
JP2003269922A (en) 2002-03-13 2003-09-25 Olympus Optical Co Ltd Instrument for measuring height of confocal point
JP2016526121A (en) 2013-05-23 2016-09-01 キュー−ボット リミテッドQ−Bot Limited Building surface coating method and robot therefor
JP2016197073A (en) 2015-04-06 2016-11-24 株式会社日本アクア Urethane thickness confirmation pin and heat insulation structure
JP2017536976A (en) 2014-10-22 2017-12-14 キュー−ボット リミテッドQ−Bot Limited Robot equipment
JP2018109543A (en) 2016-12-28 2018-07-12 株式会社キーエンス Optical scanning height measuring device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS572401U (en) * 1980-06-03 1982-01-07
JPH08334311A (en) * 1995-06-05 1996-12-17 Nikon Corp Pattern position measuring device
JPH1183410A (en) * 1997-09-11 1999-03-26 Kansai Paint Co Ltd Film thickness measuring instrument
JP2000055626A (en) * 1998-08-06 2000-02-25 Nanotemu:Kk Plate thickness measuring method and device therefor
JP3972638B2 (en) * 2001-11-14 2007-09-05 大同特殊鋼株式会社 Coating material manufacturing method and manufacturing equipment
US20060009929A1 (en) * 2004-07-06 2006-01-12 Boyette Roger L Jr In-service insulated tank certification
JP7554106B2 (en) * 2020-12-09 2024-09-19 倉敷紡績株式会社 Coating thickness measurement method
JP7538742B2 (en) * 2021-03-02 2024-08-22 株式会社竹中工務店 Measurement System

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000283756A (en) 1999-03-29 2000-10-13 Sato Kogyo Co Ltd Method for measuring spray thickness and measuring device therefor
JP2003269922A (en) 2002-03-13 2003-09-25 Olympus Optical Co Ltd Instrument for measuring height of confocal point
JP2016526121A (en) 2013-05-23 2016-09-01 キュー−ボット リミテッドQ−Bot Limited Building surface coating method and robot therefor
JP2017536976A (en) 2014-10-22 2017-12-14 キュー−ボット リミテッドQ−Bot Limited Robot equipment
JP2016197073A (en) 2015-04-06 2016-11-24 株式会社日本アクア Urethane thickness confirmation pin and heat insulation structure
JP2018109543A (en) 2016-12-28 2018-07-12 株式会社キーエンス Optical scanning height measuring device

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