以下、本実施形態に係る計測システム、計測方法及び施工方法を、図面を用いて説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る計測システム1の概略構成の一例を示す図である。計測システム1は、杭200を打設する前において、打設する杭200の仕様に関する情報を計測する。
杭200の打設とは、施工現場において予め決められた打設位置に対して一つ以上の杭200(例えば、鋼管杭)を埋設することであり、本実施形態では施工ともいう。なお、一つの打設位置に対して一つの杭200を打設する場合もあれば、二つ以上の杭200を打設する場合もある。例えば、一つの打設位置に対して二つの杭200を打設する場合には、打設位置に最初に打設する杭200を「下杭」と称し、次に下杭の上に打設(建て込み)する杭を「上杭」と称する場合がある。例えば、一つの打設位置に対して三つの杭を打設する場合には、打設位置に最初に打設する杭200を「下杭」と称し、その下杭の上に打設(建て込み)する杭200を「中杭」と称し、最後に中杭の上に打設(建て込み)する杭200を「上杭」と称する場合がある。なお、以下の説明において、この上杭、中杭、下杭などのどの位置に杭を埋設するかの情報を「区分」と称する場合がある。
杭200は、少なくとも本体部210を有する。本体部210は、例えば、直管状の管体を備える。杭200は、羽根部220を有してもよい。羽根部220は、本体部210の外周部に螺旋羽根を有する。羽根部220は、本体部210の先端に取付けられてもよいし、先端以外に取付けられてもよい。例えば、羽根部220は、本体部210の先端から鉛直上向きに所定の長さだけずれた位置に取付けられてもよい。このように、杭200は、羽根部220が取り付けられたものであってもよいし、羽根部220が無くてもよい。
本実施形態に係る計測システム1の概略構成の一例について、図1を用いて説明する。
計測システム1は、撮像部10及び情報処理装置20を備える。
撮像部10は、ある打設位置に打設される杭200を撮像する。撮像部10は、撮像した撮像画像を情報処理装置20に送信する。撮像画像は、静止画像であってもよいし、動画像であってもよい。例えば、撮像部10は、杭打機100に設置され、杭打機100によって把持された杭200を撮像する。例えば、撮像部10は、通信ネットワークNを介して情報処理装置20に接続される。撮像部10は、通信ネットワークNを介して情報処理装置20に送信してもよい。撮像部10が設置される位置には、特に限定されず、杭打機100以外の位置に固定されてもよい。撮像画像には、把持部120で把持された杭200の短手方向(径方向)が写っていればよく、杭200の長手方向全体が撮像画像に写っていなくてもよい。例えば、撮像部10は、ドローンなどの移動体に固定されてもよい。例えば、撮像部10は、カメラである。
通信ネットワークNは、有線通信の伝送路であってもよいし、無線通信の伝送路(例えば、無線LAN)であってもよく、無線通信の伝送路及び有線通信の伝送路の組み合わせであってもよい。通信ネットワークNは、携帯電話回線網などの移動体通信網、無線パケット通信網、インターネット及び専用回線又はそれらの組み合わせであってもよい。例えば、通信ネットワークNは、省電力広域ネットワーク(LPWAN:Low-power Wide-area)を用いてもよいし、短距離無線通信規格であるZigBee(登録商標)、WiFi(登録商標)、BLE等を用いてもよい。
図1に示す杭打機100に関しては公知であるため詳細については省略するが、杭打機100は、杭200を立設させながら回転させ、地盤に埋設させる機械である。例えば、杭打機100は、リーダー110及び把持部120を備える。リーダー110は、鉛直方向に立設している。把持部120は、打設する杭200を把持する。
把持部120は、リーダー110に沿って移動可能に設置される。把持部120は、リーダー110の長手方向に沿って昇降する。把持部120は、杭200を把持した状態で回転駆動しながらリーダー110に沿って下降する。これにより、杭200は回転しながら地盤Gに圧入される。
情報処理装置20は、通信ネットワークNを介して撮像部10から撮像画像を取得する。情報処理装置20は、杭打機100に設置されてもよい。例えば、情報処理装置20は、杭打機100の運転室内に設置されてもよい。情報処理装置20は、杭打機100以外の位置に固定されてもよいし、オペレーターまたは工事管理者などのユーザによって携帯(装着を含む)可能な装置であってもよい。例えば、情報処理装置20は、コンピュータ又はスマートデバイスである。例えば、情報処理装置20は、ウェアラブル端末又は携帯情報端末である。ウェアラブル端末の一例としては、撮像機能を有するとともに表示画面上にデジタル情報を表示する機能を有するスマートグラス又はスマートウォッチである。携帯情報端末の一例としては、スマートフォン又はタブレット端末である。ただし、情報処理装置20は、ユーザによって携帯(装着を含む)可能なスマートデバイスに限定されず、例えば、現場において設置されてもよい。
以下に、第1の実施形態に係る情報処理装置20の構成例について説明する。
情報処理装置20は、計測部21、格納部22及び出力部23を備える。これらの構成要素は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integrated circuit)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)等のハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めHDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等の記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROM等の着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶装置は、例えば、HDD、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)等により構成される。
計測部21は、撮像部によって撮像された撮像画像に基づいて、少なくとも杭200の本体部210の外径(以下、「本体径」という。)及び杭200の羽根径のいずれか又は両方である径情報を計測する。羽根径とは、羽根部220の外径である。
図2は、第1の実施形態に係る撮像画像の第1の例を示す図である。図2に示す例では、羽根部220を撮像部10のモニターの中央部付近で捉えた撮像画像を示す。例えば、1ピクセル当たりの杭200の実寸法(二次元)の情報(以下、「寸法情報」という。)が予め格納部22に格納されている。例えば、計測部21は、格納部22に格納されている寸法情報に基づいて、本体径及び羽根径の少なくともいずれかを計測する。
例えば、計測部21は、撮像画像から羽根径のピクセル数を計算し、計算したピクセル数と寸法情報とに基づいて羽根径を求める。一例として、実寸法の10[cm]が撮像画像上で30ピクセルに当たるとする。そして、計測部21によって羽根径のピクセル数が300ピクセルであると計算されたとする。この場合には、計測部21は、300ピクセル×(10[cm]/30ピクセル)を求めることで、実寸法の羽根径=100[cm]を得る。計測部21は、同様の方法で本体径も撮像画像上で何ピクセルであるかを求めることによって、実寸法の本体径を計測することができる。ただし、計測部21による本体径及び羽根径の計測方法は、これに限定されず、撮像画像に対して画像処理を適用して実寸法の本体径及び羽根径を求めることができれば、種々の方法を適用することができる。
図3は、第1の実施形態に係る撮像画像の第2の例を示す図である。図3は、図2に示す状態から把持部120で杭200を鉛直下向きに下げた状態を示している。図3は、杭200の全長(以下、「杭長」という。)が撮像画像に写っている。したがって、計測部21は、径情報の他に、杭200の杭長を計測してもよい。例えば、計測部21は、杭長が撮像画像上で何ピクセルであるかを求めることによって、実寸法の杭長を計測してもよい。また、事前に作業者等が杭200の所定の位置にマーキングGを施し、計測部21は、撮像画像上で杭200の先端部からマーキングGまでの位置と、マーキングGから把持部120の下端までの位置とのそれぞれが何ピクセルであるかを求める。
ここで、杭200の先端部からマーキングGまでの実寸法は、既知であり、予め格納部22に格納されている。また、杭200の最上端部が把持部120の下端から何[cm]上方にあるかの情報(以下、「最上端部情報」)は、予め規定されており、格納部22に格納されている。これにより、計測部21は、寸法情報に基づいて実寸法の杭長を計測することができる。なお、マーキングGによらず、計測部21は、撮像画像上で杭200の先端から把持部120の下端までのピクセル数と、寸法情報と、最上端部情報とを用いて実寸法の杭長を計測してもよい。
図4は、第1の実施形態に係る撮像画像の第3の例を示す図である。図4は、杭200の全長が撮像画像上で捉えられない場合を示す。図4に示す例では、杭200の先端を基準として例えば所定間隔(例えば、2[m])ごとにマーキングHが施されている。このマーキングHは、事前に作業者等によって杭200に施される。上記所定間隔の情報は、既知であり、格納部22に格納されている。計測部21は、鉛直下向き又は鉛直上向きに移動する杭200の各撮像画像から全てのマーキングHの数をカウントする。そして、計測部21は、そのカウント数と最も上方にあるマーキングHから把持部120の下端までのピクセル数と、最上端部情報と、寸法情報とを用いることで実寸法の杭長を計測してもよい。
格納部22には、計測部21が計測した結果が格納されてもよい。例えば、格納部22には、打設位置ごとに計測部21が計測した径情報や杭長などの情報が格納されてもよい。
出力部23は、計測部21が計測した結果を出力する。例えば、出力部23は、表示装置を備えてもよい。例えば、出力部23は、計測した径情報及び杭長を表示部に出力してもよい。出力部23は、人の視覚、聴覚及び触覚の少なくともいずれかに訴えかける態様で、計測部21が計測した結果を出力してもよい。出力部23は、現場にいる作業者や施工管理者などの通信端末などの外部装置に計測部21が計測した結果を出力してもよい。
以下に、第1の実施形態の計測方法の流れを説明する図である。図5は、第1の実施形態の計測方法の流れを説明する図である。
ある打設位置に杭200を打設する際には、杭打機100の把持部120によって杭200が把持される。この際、情報処理装置20は、撮像部10から撮像画像を取得する(ステップS101)。なお、情報処理装置20は、ステップS101において、杭打機100によって杭200が回転しながら鉛直下向きに移動している場合の杭200の撮像画像を取得してよい。
情報処理装置20は、ステップS101で取得した撮像画像に基づいて少なくとも径情報を計測する(ステップS102)。情報処理装置20は、ステップS102で計測した径情報を出力する(ステップS103)。ユーザは、ステップS103で出力された径情報と、施工計画書で規定された上記打設位置に打設する杭200の径情報と、が一致していれば、把持部120で把持している杭200の打設を実行する。なお、ステップS103において、径情報の他に、杭長の情報が出力されれば、ユーザは、ステップS103で出力された径情報及び杭長と、施工計画書で規定された上記打設位置に打設する杭200の径情報と杭長、が一致していれば、把持部120で把持している杭200の打設を実行する。
上述したように、第1の実施形態の計測システム1は、撮像部10及び計測部21を備える。撮像部10は、杭200を撮像する。計測部21は、撮像部10によって撮像された撮像画像に基づいて、少なくとも杭200の本体部210の外径及び杭200の羽根径のいずれか又は両方である径情報を計測する。
このような構成により、ユーザは、杭200を打設するにあたっては、最終的な確認作業として作業者がメジャーなどの計測器を用いることなく杭情報を計測することができる。その結果、計測システム1は、杭を打設するにあたって、打設する杭の確認作業にかかる時間を短縮化することができ、ヒューマンエラーを防止することができる。
(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態に係る計測システム1Aの概略構成の一例を示す図である。以下の説明において、第1の実施形態で説明した内容と同様の機能を有する部分については、同様の名称および符号を付するものとし、その機能に関する具体的な説明は省略する。
計測システム1Aは、第1の実施形態と比較して、計測部21で計測した径情報が予め計測システム1Aに登録された仕様情報と一致するか否かを判定する照合部32を備える点で異なる。
計測システム1Aは、撮像部10及び情報処理装置20Aを備える。
情報処理装置20Aは、第1の実施形態と同様に、通信ネットワークNを介して撮像部10から撮像画像を取得する。情報処理装置20Aの設置位置は、第1の実施形態と同様である。情報処理装置20Aは、第1の実施形態と同様に、例えば、コンピュータ又はスマートデバイスである。
情報処理装置20Aは、計測部21、格納部22A、杭番号取得部30、受付部31、照合部32、及び出力部23Aを備える。これらの構成要素は、例えば、APU等のハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSIやASIA、FPGA、GPU等のハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めHDDやフラッシュメモリ等の記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやAD-ROM等の着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶装置は、例えば、HDD、フラッシュメモリ、EEPROM、ROM、またはRAM等により構成される。
格納部22Aには、現場で使用される杭の径情報を含む仕様の情報が格納されている。例えば、格納部22Aには、複数の杭番号と、各杭番号に応じた杭の径情報を含む仕様の情報(以下、「仕様情報」という。)と、が対応付けられて格納されている。杭番号とは、打設位置を識別する情報である。この杭番号は、例えば、図7に示すような杭伏図によってユーザ又は情報処理装置20Aによって設定される。杭伏図の情報は、格納部22Aに格納される。仕様情報は、例えば、区分、本体部210と羽根部220のそれぞれの杭径,厚さ,材質、継手の種類、継手の位置(上端か下端か)、杭長などの各項目の情報である。仕様情報は、施工計画書などからユーザ又は情報処理装置20Aによって設定される。したがって、格納部22Aには、打設位置ごとに、打設する1つ以上の杭200の仕様情報が予め登録されている。以下、格納部22Aに格納されている杭200の仕様情報を「登録仕様」と称する場合がある。
図8は、格納部22Aに格納される登録仕様の第1の例をテーブル形式で示した図である。図8に示す例には、複数の杭番号と、各杭番号に打設する一つ以上の杭の径情報を含む仕様情報と、が関連付けられている。例えば、杭番号「1」に、上杭と下杭の2つの杭を打設する場合には、杭番号「1」に、上杭の仕様情報及び下杭の仕様情報が関連付けられる。1つの打設位置に打設される杭の組み合わせ(例えば、上杭と下杭)を杭セットと称する。杭番号「1」の杭セットの仕様は、上杭の仕様情報及び下杭の仕様情報を含む。
図9は、格納部22Aに格納される登録仕様の第2の例をテーブル形式で示した図である。図9に示す例には、格納部22Aは、杭仕様テーブルと杭番号テーブルとを備える。
図9(a)は、杭仕様テーブルを示す一例である。杭仕様テーブルには、杭符号と杭セットの仕様情報とが関連付けられている。杭符号とは、一つの打設位置に対して全ての杭が打設された後の杭全体、すなわち杭セットの仕様のパターンを表す情報である。換言すれば、杭符号とは、一つの打設位置に打設する杭200の組み合わせの仕様を示す情報である。したがって、複数の打設位置に同じ杭符号が割り当てられた場合には、その複数の打設位置のそれぞれに打設する杭の仕様及び組み合わせ(打設順序も含む)は、原則、すべて同じである。
図9(b)は、杭番号テーブルを示す一例である。杭番号テーブルには、杭番号と杭符号とが関連付けられている。本実施形態では、格納部22Aにおいて、杭仕様テーブルと杭番号テーブルが格納されることで、打設位置に対して打設すべき杭の仕様情報が予め打設位置ごとに関連付けられる。なお、杭仕様テーブルと杭番号テーブルとは、一つのテーブルとしてまとめられてもよい。
杭番号取得部30は、複数の打設位置のうち、杭打機100が杭200を打設する位置(以下、「打設対象位置」という。)の杭番号を取得する。例えば、杭番号取得部30は、図10を用いて説明する方法で杭番号を取得してもよい。例えば、図10に示すように、現場において、元請業者などによって予め各打設位置に杭番号がマーキングされている。例えば、各打設位置に鉄筋300が埋め込まれており、埋め込まれた鉄筋300の上端部分に、各打設位置を示す杭番号が表示されているラベル310が付されている。通常、鉄筋300の上端部が地面から出ないように鉄筋300が地面に埋め込まれており、ラベル310がユーザにより視認可能である。ラベル310は、杭番号を示す色などで表示してもよい。このように、各打設位置に杭番号を示すラベル310が取り付けられている。なお、ラベル310は、杭番号のマーキングや杭番号を示す色などが表示されることによって杭番号を示すものである。ただし、杭番号のマーキングや杭番号を示す色に限定されず、ラベル310は、杭番号を示すものであればよく、杭番号を示す態様には特に限定されない。
施工時においては、ユーザは、打設対象位置のラベル310に表示されている杭番号を情報処理装置20Aに読み取らせる。この場合には、杭番号取得部30は、カメラなどの撮像部を備えてもよい。例えば、杭番号取得部30は、ラベルに付された杭番号を撮像し、その撮像した画像(以下、「ラベル画像」という。)からラベルを取得する。例えば、杭番号取得部30は、ラベル画像に公知の画像処理を適用することにより杭番号を読み取る。なお、ラベル画像を撮像する撮像部は、撮像部10であってもよい。すなわち、ラベルを撮像する撮像部と杭200を撮像する撮像部とは、撮像部10で共用されてもよい。杭番号取得部30は、取得した杭番号を受付部31に入力する。
受付部31は、杭番号取得部30からの杭番号の入力を受け付ける。ただし、受付部31は、杭番号取得部30以外からも打設対象位置の杭番号を受け付けてもよい。例えば、受付部31は、ユーザが所有する携帯端末やコンピュータなどの情報端末から打設対象位置の杭番号を受け付けてもよい。受付部31は、情報処理装置20Aに備え付けられたタッチパネルやキーボードなどの操作部から打設対象位置の杭番号を受け付けてもよい。
照合部32は、計測部21が計測した径情報の計測値と、格納部22Aに格納されている当該杭の径情報の登録仕様と、を照合する。例えば、照合部32は、計測部が計測した杭200の径情報の計測値と、受付部31で受け付けた杭番号に対応付けられた格納部22A内の径情報の登録仕様と、を照合する。照合部32は、計測部21が計測した径情報の計測値と、格納部22A内の径情報の登録仕様との照合の結果を出力部23Aに出力する。
より具体的な例として、照合部32は、受付部31で受け付けた杭番号に対応付けられた仕様情報を図8又は図9に示すテーブルから読み取る。そして、照合部32は、読み取った径情報の登録仕様(本体径及び羽根径の両方又はいずれか)と、計測部21が計測した径情報(本体径及び羽根径の両方又はいずれか)とを照合して一致すれば、照合が成功したことを示す情報を出力部23Aに出力し、一致しなければ照合が失敗したことを示す情報を出力部23Aに出力する。
出力部23Aは、照合部32が照合した結果を外部装置などに出力する。例えば、出力部23Aは、計測部21が計測した径情報の計測値と、格納部22A内の径情報の登録仕様とが一致しない場合にはエラーを出力してもよい。例えば、出力部23Aは、人の視覚、聴覚及び触覚の少なくともいずれかに訴えかける態様でエラーを出力する。人の視覚に訴えかえる態様として、表示画面にエラー表示してもよいし、エラーを示す表示灯を点灯させてもよい。人の聴覚に訴えかえる態様として、エラーを示す音を出力してもよい。人の触覚に訴えかえる態様として、情報処理装置20Aを振動させてもよい。
出力部23Aは、計測部21が計測した径情報の計測値と、格納部22A内の径情報の登録仕様とが一致した場合には、照合が成功したことを示す情報を人の視覚、聴覚及び触覚の少なくともいずれかに訴えかける態様で出力してもよい。その場合には、当然、エラーではないことをわかるように、エラーを示す音とは異なる音を出力したり、エラーを示す表示とは異なる表示を出力したり、エラーを示す振動とは異なる振動を出力したりする。
なお、出力部23Aは、出力部23と同様に、計測部21が計測した径情報を出力してもよい。
以下に、第2の実施形態の計測方法の流れを説明する図である。図11は、第2の実施形態の計測方法の流れを説明する図である。
情報処理装置20Aは、こらから杭打機100で杭200を打設する打設位置を示す杭番号を受付部31にて受け付ける(ステップS201)。
情報処理装置20Aは、撮像部10から撮像画像を取得する(ステップS202)。なお、情報処理装置20Aは、ステップS202において、杭打機100によって杭200が回転しながら鉛直下向きに移動している場合の杭200の撮像画像を取得してよい。なお、ステップS201は、ステップS202の後に実行されてもよいし、ステップS202と同時に実行されてもよい。
情報処理装置20Aは、ステップS202で取得した撮像画像に基づいて少なくとも径情報を計測する(ステップS203)。情報処理装置20Aは、ステップS203で計測した径情報と、受付部31で受け付けた杭番号に対応付けられた径情報の登録仕様とを照合する(ステップS204)。情報処理装置20Aは、ステップS203で計測した径情報と、受付部31で受け付けた杭番号に対応付けられた径情報の登録仕様とが一致する場合には、照合が成功である情報を表示画面に表示するなどして出力する(ステップS205)。情報処理装置20Aは、ステップS203で計測した径情報と、受付部31で受け付けた杭番号に対応付けられた径情報の登録仕様とが一致しない場合には、照合が失敗である情報を表示画面に表示するなどして出力する(ステップS206)。そのため、ユーザは、照合が成功した場合には、把持部120で把持している杭200の打設を杭打機100に実行させる。ユーザは、照合が失敗した場合には、把持部120で把持している杭200の仕様を確認して適切な仕様の杭200に交換する。
このように、第2の実施形態の計測システム1A又は計測方法を用いて所定の打設位置に杭200を打設する施工方法は、打設する杭200を杭打機100で把持し、撮像部10によって杭200を撮像し、撮像部10が撮像した画像に基づいて、少なくとも杭200の本体部210の外径及び杭200の羽根径のいずれか又は両方である径情報を計測し、所定の位置を示す杭番号に予め対応付けられた杭200の仕様の情報と、計測した杭200の径情報の計測値とを照合し、照合が成功した場合には、杭打機100に把持されている杭の打設を開始する。このような構成により、施工にかかる時間を短縮することができる。
上述したように、第2の実施形態の計測システム1Aは、第1の実施形態と同様の効果を奏する他、径情報の計測値と径情報の登録仕様との照合を行うため、さらに打設する杭の確認作業にかかる時間を短縮化することができる。
なお、計測部21がさらに実寸法の杭長を計測した場合には、ステップS204において、照合部32は、計測部21が計測した径情報及び杭長の各計測値と、受付部31で受け付けた杭番号に対応付けられた径情報及び杭長の各登録仕様とを照合し、照合が成功した場合にはステップS205に移行し、照合が失敗した場合にはステップS206に移行してもよい。
(第3の実施形態)
図12は、第3の実施形態に係る計測システム1Bの概略構成の一例を示す図である。以下の説明において、第1の実施形態及び第2の実施形態で説明した内容と同様の機能を有する部分については、同様の名称および符号を付するものとし、その機能に関する具体的な説明は省略する。
計測システム1Bは、第2の実施形態と比較して、杭200に仕様に関する情報である杭情報400を読み取る読取部40を備える点で異なる。
計測システム1Bは、撮像部10及び情報処理装置20Bを備える。
情報処理装置20Bは、第1の実施形態と同様に、通信ネットワークNを介して撮像部10から撮像画像を取得する。情報処理装置20Bの設置位置は、第1の実施形態と同様である。情報処理装置20Bは、第1の実施形態と同様に、例えば、コンピュータ又はスマートデバイスである。
情報処理装置20Bは、計測部21、読取部40、格納部22B、杭番号取得部30、受付部31、照合部32B、及び出力部23Bを備える。これらの構成要素は、例えば、CPU等のハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSIやBSIC、FPGB、GPU等のハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めHDDやフラッシュメモリ等の記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROM等の着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶装置は、例えば、HDD、フラッシュメモリ、EEPROM、ROM、またはRBM等により構成される。
読取部40は、杭200に仕様に関する情報である杭情報400が表示されている場合には、撮像画像から杭情報400を読み取る。読取部40は、読み取った杭情報400に対応する杭の仕様の情報である杭読取情報を照合部32Bに出力する。ここで、杭情報400とは、例えば、杭200の材質、鋼管厚、杭長、ロット数などの杭読取情報を表す情報を含んでもよい。杭読取情報は、杭200の仕様のうち、計測部21では計測できない又は計測が困難な情報を含んでもよい。撮像画像による杭の材質や鋼管厚、ロット数の計測は困難である。そのため、杭読取情報は、撮像画像から計測するのが困難な情報を含んでもよい。杭情報400は、杭200に表示されていればよい。例えば、本体部210に杭情報400が直接印字されてもよいし、杭情報400が印字されたラベルが本体部210に貼付されてもよい。杭情報400は、バーコードなどの一次元コードであってもよいし、QRコード(登録商標)などの二次元コードであってもよい。杭情報400は、予め規定されたルールに従った数字の羅列や記号の羅列、アルファベットの羅列、又はそれらの組み合わせであってもよい。予め規定されたルールの情報は、格納部22Bに格納されてもよい。
読取部40は、杭200に表示された杭情報400を読み取り、読み取った杭情報400から杭読取情報(例えば、杭200の材質、鋼管厚、杭長、ロット数など)を照合部32Bに出力する。
格納部22Bには、格納部22Aに格納されている情報と同様の情報が格納されている。
照合部32Bは、計測部21が計測した径情報の計測値及び読取部40から出力された当該杭の杭読取情報を含む情報と、受付部31で受け付けた杭番号に対応付けられた登録仕様とを照合する。例えば、照合部32Bは、計測部が計測した杭200の径情報の計測値と受付部31で受け付けた杭番号に対応付けられた格納部22B内の径情報の登録仕様と、を照合し、読取部40から出力された杭200の杭読取情報(例えば、杭200の材質、鋼管厚、杭長、ロット数など)と受付部31で受け付けた杭番号に対応付けられた格納部22B内の登録仕様(例えば、杭200の材質、鋼管厚、杭長、ロット数など)と、を照合する。照合部32Bは、照合した結果を出力部23Bに出力する。
出力部23Bは、照合部32Bの照合結果を外部装置などに出力する。出力部23Bの出力態様は、出力部23Aの出力態様と同様であるため、説明を省略する。
以下に、第3の実施形態の計測方法の流れを説明する図である。図13は、第3の実施形態の計測方法の流れを説明する図である。
情報処理装置20Bは、こらから杭打機100で杭200を打設する打設位置を示す杭番号を受付部31にて受け付ける(ステップS302)。
情報処理装置20Bは、撮像部10から撮像画像を取得する(ステップS302)。なお、情報処理装置20Bは、ステップS302において、杭打機100によって杭200が回転しながら鉛直下向きに移動している場合の杭200の撮像画像を取得してよい。なお、ステップS301は、ステップS302の後に実行されてもよいし、ステップS302と同時に実行されてもよい。
情報処理装置20Bは、ステップS302で取得した撮像画像に基づいて少なくとも径情報を計測する(ステップS303)。情報処理装置20Bは、把持部120によって杭200に把持された状態又は杭200の回転中又は回転埋設中に、杭200の管表面に印字された杭情報400を読み取り、読み取った杭情報400から鋼管厚、鋼管材質、杭長等の杭読取情報を取得する(ステップS304)。これにより、杭情報400の読み取りミスを軽減することができる。
情報処理装置20Bは、ステップS303で計測した径情報及びステップS304で取得した杭読取情報と、受付部31で受け付けた杭番号に対応付けられた登録仕様とを照合する(ステップS305)。情報処理装置20Bは、照合が成功である場合には、その照合の成功を示す情報を表示画面に表示するなどして出力する(ステップS306)。情報処理装置20Bは、照合が失敗した場合には、照合が失敗である情報を表示画面に表示するなどして出力する(ステップS307)。そのため、ユーザは、照合が成功した場合には、把持部120で把持している杭200の打設を実行させる。ユーザは、照合が失敗した場合には、把持部120で把持している杭200の仕様を確認して適切な仕様の杭200に交換する。
上述したように、第3の実施形態の計測システム1Bは、第1の実施形態及び第2の実施形態と同様の効果を奏する他、杭情報400を読み取る読取部40を備えることで、撮像画像では得られにくい杭200の仕様の情報を、計測器を用いることなく取得することができる。
なお、出力部23Bは、照合部32Bで照合した結果以外に、計測部21で計測した径情報及び読取部40で取得した杭読取情報を出力部23と同様の方法で出力してもよい。
(第4の実施形態)
図14は、第4の実施形態に係る計測システム1Cの概略構成の一例を示す図である。以下の説明において、第1の実施形態、第2の実施形態及び第3の実施形態で説明した内容と同様の機能を有する部分については、同様の名称および符号を付するものとし、その機能に関する具体的な説明は省略する。
計測システム1Cは、第3の実施形態と比較して、杭200の杭長を計測する方法が異なる。計測システム1Cは、撮像部10、取得部50、及び情報処理装置20Cを備える。
取得部50は、把持部120の位置情報(以下、「把持部位置」という。)を取得する。把持部位置は、少なくとも鉛直方向の位置を含む。例えば、把持部位置は、地面から把持部120までの距離の情報である。第3の実施形態では、取得部50は、杭打機100に設けられるが、これに限定されず、情報処理装置20Cに設けられてもよい。
情報処理装置20Cは、計測部21、読取部40、算出部51、格納部22C、杭番号取得部30、受付部31、照合部32C、及び出力部23Cを備える。これらの構成要素は、例えば、CPU等のハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSIやASIC、FPGA、GPU等のハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めHDDやフラッシュメモリ等の記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROM等の着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶装置は、例えば、HDD、フラッシュメモリ、EEPROM、ROM、またはRAM等により構成される。
算出部51は、取得部50から通信ネットワークNWを介して把持部位置を取得する。算出部51は、取得部50で取得された把持部位置に基づいて把持部120が把持している杭200の杭長を算出する。例えば、算出部51は、杭200の下端が地面に接している場合には、把持部位置を杭200の杭長として算出する。ここで、算出部51は、杭200の下端が地面に接しているか否かを撮像画像に基づいて判定してもよい。
杭打機100のオペレータは、取得部50によって把持部位置が取得される前に、運転席にある操作装置を操作して杭200の下端を地面に接した状態に制御してもよい。その後、取得部50による把持部位置の取得が開始されてもよい。
杭200の下端と地面とが接していない場合には、撮像部10は、杭200の下端と地面との間を撮像する。そして、算出部51は、その撮像画像に基づいて、杭200の下端と地面との間の距離(以下、「離間距離」という。)を計測してもよい。この場合には、算出部51は、把持部位置と離間距離との差を算出することで把持部120が把持している杭200の杭長を算出する。
格納部22Cには、格納部22Aに格納されている情報と同様の情報が格納されている。
照合部32Cは、計測部21が計測した径情報の計測値、読取部40から出力された杭読取情報及び算出部51が算出した杭長を含む情報と、受付部31で受け付けた杭番号に対応付けられた登録情報とを照合する。照合部32Cは、照合した結果を出力部23Cに出力する。
出力部23Cは、照合部32Cが照合した照合結果を外部装置などに出力する。出力部23Cの出力態様は、出力部23Aの出力態様と同様であるため、説明を省略する。
以下に、第4の実施形態の計測方法の流れを説明する図である。図15は、第4の実施形態の計測方法の流れを説明する図である。
情報処理装置20Cは、こらから杭打機100で杭200を打設する打設位置を示す杭番号を受付部31にて受け付ける(ステップS401)。
情報処理装置20Cは、撮像部10から撮像画像を取得する(ステップS402)。なお、情報処理装置20Cは、ステップS402において、杭打機100によって杭200が回転しながら鉛直下向きに移動している場合の杭200の撮像画像を取得してよい。なお、ステップS401は、ステップS402の後に実行されてもよいし、ステップS402と同時に実行されてもよい。
情報処理装置20Cは、ステップS402で取得した撮像画像に基づいて少なくとも径情報を計測する(ステップS403)。情報処理装置20Cは、把持部120によって杭200に把持された状態又は杭200の回転埋設中に、杭200の管表面に印字された杭情報400を読み取り、読み取った杭情報400から鋼管厚、鋼管材質、杭長、ロット番号等の杭読取情報を取得する(ステップS404)。
例えば、杭打機100は、杭200の下端を地面に接するまで把持部120を鉛直下向きに移動させる。取得部50は、杭200の下端を地面に接すると、把持部位置を取得する。取得部50は、取得した把持部位置を情報処理装置20Cに送信する。情報処理装置20Cは、取得部50から得らえた把持部位置を杭長として算出する(ステップS405)。なお、第4の実施形態では、杭長の算出に、少なくとも把持部位置を用いればよく、撮像画像などのその他の情報を用いてもよい。
情報処理装置20Cは、ステップS403で計測した径情報、ステップS404で取得した杭読取情報及びステップS405で取得した杭長と、受付部31で受け付けた杭番号に対応付けられた登録仕様とを照合する(ステップS406)。情報処理装置20Cは、照合が成功である場合には、その照合の成功を示す情報を表示画面に表示するなどして出力する(ステップS407)。情報処理装置20Cは、照合が失敗した場合には、照合が失敗である情報を表示画面に表示するなどして出力する(ステップS408)。そのため、ユーザは、照合が成功した場合には、把持部120で把持している杭200の打設を実行させる。ユーザは、照合が失敗した場合には、把持部120で把持している杭200の仕様を確認して適切な仕様の杭200に交換する。
上述したように、第4の実施形態の計測システム1Cは、第1の実施形態、第2の実施形態及び第3の実施形態と同様の効果を奏する他、杭200の全長が撮像画像上で捉えられない場合などに全長を算出することができる。
なお、出力部23Cは、照合部32Cで照合した結果以外に、計測部21で計測した径情報、読取部40で取得した杭読取情報及び算出部51で算出した杭長を出力部23と同様の方法で出力してもよい。
また、第4の実施形態の計測システム1Cは、読取部40の構成を省略してもよい。
(第5の実施形態)
図16は、第5の実施形態に係る計測システム1Dの概略構成の一例を示す図である。以下の説明において、第1の実施形態、第2の実施形態、第3の実施形態及び第4の実施形態で説明した内容と同様の機能を有する部分については、同様の名称および符号を付するものとし、その機能に関する具体的な説明は省略する。
計測システム1Dは、第2の実施形態と比較して、図10に示す杭番号のマーキングが杭伏図や施工計画書どおりか否かを確認する杭番号確認処理を実行する構成を備える点で異なる。図10に示す杭番号のマーキングは、例えば、元請業者などが杭伏図や施工計画書を確認しながら行う場合がある。ただし、元請業者は、ある打設位置に間違った杭番号(ラベル310)を付してしまう場合ある。そこで、計測システム1Dは、打設位置に付されている杭番号が正しいか否かを判定する。
計測システム1Dは、撮像部10及び情報処理装置20Dを備える。
情報処理装置20Dは、第1の実施形態と同様に、通信ネットワークNを介して撮像部10から撮像画像を取得する。情報処理装置20Dの設置位置は、第1の実施形態と同様である。情報処理装置20Dは、第1の実施形態と同様に、例えば、コンピュータ又はスマートデバイスである。
情報処理装置20Dは、計測部21、格納部22D、杭番号取得部30D、距離計測部60、受付判定部61、受付部31、照合部32D、及び出力部23Dを備える。照合部32Dは、照合部32Aと同様の構成を備える。出力部23Dは、出力部23Aと同様の構成を備える。これらの構成要素は、例えば、APU等のハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSIやASIA、FPGA、GPU等のハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めHDDやフラッシュメモリ等の記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやAD-ROM等の着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶装置は、例えば、HDD、フラッシュメモリ、EEPROM、ROM、またはRAM等により構成される。
格納部22Dには、格納部22Aに格納されている情報と同様の情報が格納されている。また、格納部22Dには、杭番号が示す打設位置と現場に設置された2か所以上の定点ポイントとの各距離(以下、「距離設定値」という。)が杭番号ごとに予め格納されている。本実施形態では、現場において、2つの定点ポイント500,510が設置されている。この定点ポイント500,510の各位置は、既知であり、杭伏図や施工計画書に反映されている。したがって、図17に示すように、格納部22Dには、打設位置と定点ポイント500との間の距離である距離設定値L1と、打設位置と定点ポイント510との間の距離である距離設定値L2とが杭番号ごとに予め格納される。この距離設定値L1,L2は、杭伏図や施工計画書に基づいて情報処理装置20D又は情報処理装置20D以外の装置によって設定されてもよいし、工事管理者によって設定されてもよい。
杭番号取得部30Dは、杭番号取得部30と同様の機能を有する。例えば、現場において図10に示すような各打設位置に埋め込まれた鉄筋300に杭番号が表示されたラベル310が取り付けられている。杭番号取得部30Dは、撮像部10又は撮像部10以外のカメラなどから入力された任意のラベル画像に基づいて、そのラベル画像に写っているラベル310に表示された杭番号を取得する。
距離計測部60は、杭番号取得部30Dで取得された杭番号が示す打設位置(打設対象位置)と、現場に設置された2か所以上の定点ポイントと、の各距離を、打設対象位置及び2か所以上の定点ポイントを含む画像に基づいて計測する。例えば、距離計測部60は、撮像部10から少なくても打設対象位置及び定点ポイント500,510を含む撮像画像を取得する。距離計測部60は、その撮像画像に基づいて、打設対象位置と定点ポイント500との間の距離(以下、「距離計測値L1´」)と、打設対象位置と定点ポイント510との間の距離(以下、「距離計測値L2´」)と、を計測する。
受付判定部61は、距離計測部60Dが計測した前記各距離計測値L1´,L2´に基づいて、杭番号取得部30Dで取得された杭番号を受付部31で受け付けるか否かを判定する。受付判定部61は、杭番号取得部30Dで取得された杭番号に対応する各距離設定値L1,L2を格納部22Dから読み取り、読み取った各距離設定値L1,L2と距離計測部60で計測された各距離計測値L1´,L2´とが一致していれば、杭番号取得部30Dで取得された杭番号の受け付けを許可する。一方、受付判定部61は、読み取った各距離設定値L1,L2と距離計測部60で計測された各距離計測値L1´,L2´とが一致しなければ、杭番号取得部30Dで取得された杭番号の受け付けを禁止する。各距離設定値L1,L2と各距離計測値L1´,L2´とが一致しない場合は、打設対象位置に誤った杭番号のラベル310が付されている可能性を示す。
以下、杭番号確認処理について、図18を用いて説明する。図18は、杭番号確認処理の説明する図である。図18(a)は、杭伏図上において、2つの定点ポイント500,510が反映された図である。図18(b)は、現場において、2つの定点ポイント500,510に設置され、各打設位置にラベル310が付されていることを示す図である。
図18(b)では、実際には杭番号「4」が付される打設位置に、誤って杭番号「9」が付されてしまっている。ユーザは、杭番号「9」の打設位置を打設対象位置とする場合には、撮像部10に対して打設対象位置のラベル310を撮像させる。このラベル画像は、通信ネットワークNを介して情報処理装置20Dに送信される。また、ユーザは、少なくとも打設対象位置と2つの定点ポイント500,510とを含む撮像画像(以下、「現場画像」という。)を撮像部10に対して撮像させる。この現場画像は、ラベル画像と同一であてもよい。杭番号取得部30Dは、ラベル画像から杭番号「9」を取得する。距離計測部60は、現場画像に基づいて、杭番号取得部30Dで取得された杭番号「9」の打設位置と、各定点ポイント500,510との距離を計測する。距離計測部60は、計測した杭番号「9」の打設位置と定点ポイント500との距離である距離計測値L1´と、杭番号「9」の打設位置と定点ポイント510との距離である距離計測値L2´とを受付判定部61に出力する。
受付判定部61は、杭番号取得部30Dで取得された杭番号「9」に対応する各距離設定値L1,L2を格納部22Dから読み取る。この読み取った各距離設定値L1,L2は、杭伏図上では、図18(a)に示す距離である。受付判定部61は、読み取った距離設定値L1と距離計測値L1´とが一致しているか否かを判定し、読み取った距離設定値L2と距離計測値L2´とが一致しているか否かを判定する。図18に示す例では、杭番号「9」のラベル310が誤った打設位置に付されている。そのため、受付判定部61は、距離設定値L1と離計測値L1´とが不一致であることと、距離設定値L2と離計測値L2´とが不一致であることの少なくともいずれかを検知する。受付判定部61は、少なくともいずれかの不一致を検知した場合には、受付部31による杭番号「9」の受け付けを禁止する。なお、出力部23Dは、少なくともいずれかの不一致が検知された場合には、杭番号「9」が誤った打設位置に付されていることを示す情報を外部装置などに出力してもよい。
上述したように、第1の実施形態の計測システム1Dは、第1の実施形態、第2の実施形態、第3の実施形態及び第4の実施形態と同様の効果を奏する他、現場で設置された杭番号のラベル310が正しいか否かを確認することができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」、「有する」や「備える」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。
また、明細書に記載の「…部」の用語は、少なくとも1つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェアまたはソフトウェアとして具現されてもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで具現されてもよい。
なお、出力部23,23A,23B,23C,23Dの「出力」とは、有線又は無線を介した情報の送信を含んでもよい。