JP7793837B2 - Method for measuring thickness of coating material and method for applying coating material - Google Patents
Method for measuring thickness of coating material and method for applying coating materialInfo
- Publication number
- JP7793837B2 JP7793837B2 JP2025071058A JP2025071058A JP7793837B2 JP 7793837 B2 JP7793837 B2 JP 7793837B2 JP 2025071058 A JP2025071058 A JP 2025071058A JP 2025071058 A JP2025071058 A JP 2025071058A JP 7793837 B2 JP7793837 B2 JP 7793837B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating material
- thickness
- target surface
- dimensional coordinates
- dimensional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
- E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
- E04G21/14—Conveying or assembling building elements
- E04G21/16—Tools or apparatus
- E04G21/18—Adjusting tools; Templates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Conveying And Assembling Of Building Elements In Situ (AREA)
- Building Environments (AREA)
- Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
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 covering material applied to target surfaces such as walls and floors of buildings by spraying or other methods, a system for measuring the thickness of a covering material, and a method for applying a covering material.
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。
One known method for installing insulation on building walls and other surfaces involves on-site workers using a foaming machine to directly spray a foaming concentrate (a mixture of a foaming agent and a main ingredient) onto the target surfaces, such as the walls, floors, roofs, and ceilings of a building, allowing the foam to solidify. However, because the insulating effect of insulation is significantly affected by its thickness, it is necessary to achieve a uniform thickness. In particular, for buildings and apartment complexes, consistent quality is required, with thickness tolerances of 0 to 20 mm, and even 0 to 5 mm at the most. After spraying the foam onto the target surface and allowing it to solidify, the thickness must be checked, and any excess material must be trimmed away in areas that are too thick, while any additional material must be added in areas that are too thin. Specifically, during the spraying process, workers at the construction site insert needle-shaped measuring gauges into the foamed and solidified insulation to measure its thickness and determine whether any finishing work is required. This makes the installation of insulation a highly tedious and labor-intensive task for workers. Furthermore, the speed of work varies greatly depending on the skill level of the worker, and the quality of the work also varies.
Furthermore, in order to guarantee the quality of the insulation, reports to clients and others have been made by inserting a measuring gauge into various places in the construction area to check the thickness of the construction, marking the results (for example, the thickness measurement value) on the surface of the insulation (wall), and presenting a photograph of a portion of that surface. Inserting the measuring gauge multiple times in this way risks physically damaging the insulation, and also results in only scattered measurements, making sufficient quality control impossible.
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。
Patent Document 1 discloses a method and a robot that includes a spray nozzle connected to a foam supply source and a sensing device configured to monitor the thickness of the coating. The method of Patent Document 1 can reduce finishing work by controlling the amount of foam sprayed while monitoring the spray thickness with a laser rangefinder.
Patent Document 2 discloses a remotely controlled robot arm equipped with a spray nozzle and a range finder at the tip, and describes that the range finder can be used to measure the material (target object) before and after application, and calculate the thickness to be filled.
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 assumes the use of a robot, and using a robot is not necessarily advantageous in a messy work site. On the other hand, while it is possible to perform the method of Patent Document 1 manually, the thickness of the foam material sprayed is controlled by constantly monitoring the thickness with a laser rangefinder instead of a measurement gauge. This means that the worker still has to alternate between spraying and checking the thickness (checking the monitor), making the work cumbersome. For example, human error, such as misreading the monitor, is likely to occur. Furthermore, Patent Document 2 does not measure the entire material (target surface) to be applied, but only measures a portion of the material (target surface) to be applied at any time, which 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 applied shape including 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; 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, "thickness of the coating material" refers to the length in the direction perpendicular to the target surface. Furthermore, "three-dimensional coordinates on 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, this could be a set of three-dimensional coordinates of multiple points on the surface of the coating material. Furthermore, "distance from the target surface" refers to the length of the perpendicular line drawn 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 (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 thereof.
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 an applied shape that includes 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, by determining a virtual point that has the same plane coordinates (plane coordinates parallel to the target surface) as a given point on the coating material and whose distance from the target surface is the same as the reference three-dimensional coordinates, and comparing the given point on the coating material with the virtual point whose distance from the target surface is known, the thickness of the given point on the coating material can be calculated.
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。
Preferably, the method for measuring the thickness of a coating material of the present invention further comprises a step of calculating a virtual plane based on the three-dimensional coordinates of the acquired equidistant points, and calculating the thickness of the coating material based on the three-dimensional coordinates of the surface of the coating material and the virtual plane.
Alternatively, the method for measuring the thickness of a coating material of the present invention preferably has a step in which the distances of the equidistant points from the target surface are unknown and the reference points are points different from the equidistant points.More preferably, the method further comprises a step of calculating a virtual plane based on the acquired three-dimensional coordinates of the equidistant points and the reference three-dimensional coordinates, and further comprises a step of calculating the thickness of the coating material based on the three-dimensional coordinates of the surface of the coating material and the virtual plane.
The "virtual plane" refers to a plane parallel to the target surface and whose distance to the target surface is known, and preferably includes reference three-dimensional coordinates, but does not necessarily have to include them.
When calculating the thickness of the coating material based on a 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 placing a reference marker on or near the coating material before the step of acquiring the applied shape, and the reference three-dimensional coordinates are three-dimensional coordinates on the reference marker. In this case, it is preferable to place three or more reference markers and set at least one reference three-dimensional coordinate for each reference marker, as this allows three or more reference three-dimensional coordinates that are the same distance 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 placing the reference marker is a step of inserting the pin into the coating material so that the tip of the pin abuts 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, the equidistant points are preferably 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 is parallel to the target surface and whose distance to the target surface is known. For example, this could be a wall surface that is flush with the target wall surface, or the surface of a pillar or beam that is erected parallel to the target wall surface.
In this case, too, the thickness of the covering material can be easily calculated. In particular, if the distance between a surface parallel to the target surface of a structure and the target surface can be accurately determined from the design drawings, 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. This eliminates the need to install fiducial markers, reducing the risk of human error when installing fiducial markers. If the distance between a surface parallel to the target surface of a structure and the target surface is unknown, one or more fiducial markers can be installed on or near the covering material, and the thickness of the covering 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 fiducial 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 method of measuring the thickness of a coating material of the present invention preferably includes a step of displaying an image of the coating material showing the distribution of the thickness of the coating material by color or shade.
This type of coating material image, which shows the thickness distribution using color or shading, allows you to check for imperfect application areas at a glance, speeding 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 measurement 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 particularly preferably includes a step of displaying the defective application portion on the coating material image.
If the location of the defective application can be identified in this way, it is easy to identify the finishing treatment of the coating material. In particular, the image for determining the defective application 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. Furthermore, 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 spray-applied rigid polyurethane foam insulation, and the method includes a step of acquiring spraying conditions for the coating material, and a step of storing the spraying conditions in association with the thickness of the coating material.
By storing various data in association with the thickness of the coating material, it is easy to manage the data as coating material data. For example, this is easy to manage when there are many target surfaces, such as in buildings or apartment buildings. 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 even more advantageous for quality control as coating material data.
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 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, and the data processing unit calculates the thickness of the coating material based on the application shape.
By 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 distances of the equidistant points from the target surface are known, and that the equidistant points are also the reference points. Alternatively, it is preferable that the distances of the equidistant points from the target surface are unknown, and that the reference points are points different from the equidistant points.
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 that 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 simultaneously 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 measurement 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 measurement 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 distances from the target surface are 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 distances of the equidistant points from the target surface are known and the equidistant points are also the reference points, or that the distances of the equidistant points from the target surface are unknown and the reference points are points different from the equidistant points.
In a second aspect of the coating 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 time required for finishing work.
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, display unit, and 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 application to be checked in real time. This allows the coating material to be applied to a uniform thickness without failure or redoing, even if the worker's skill level is low. In addition, the thickness check that was previously required 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 for 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 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; and determining whether there are any poorly applied areas where the thickness of the coating material is outside a predetermined range.
In the coating application method of 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, or that the distances of the equidistant points from the target surface are unknown and the reference points are points different from the equidistant points.
The coating material application method of the present invention uses the thickness measurement method of the present invention, so that poor application locations can be identified at a glance, and coating materials of uniform quality can be provided regardless of the worker's level of skill.
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。 This invention allows on-site workers to determine the thickness of the applied coating material with a single measurement. This makes it easy to perform finishing treatments on areas with poor application. Furthermore, it also allows the measurement to be kept as objective data on the quality of the coating material.
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 at the same known distance. These three or more points are both equidistant points that are equidistant from the target surface and reference points that are at known distances 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 a site.
Target surfaces (construction surfaces) include the walls, floors, roofs, ceilings, and rooftops of buildings, and this method is particularly useful for areas where thickness measurement is difficult, such as roofs and ceilings.
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 insulation, fireproofing materials, waterproofing materials, and general building materials (FRP, FRC, FRG). Examples of insulation materials include flexible or rigid urethane foam, rock wool, and cellulose fiber. In particular, in-situ foamed rigid urethane foam (such as rigid urethane foam specified in JIS A9526) applied by spraying is preferred. Sprayed urethane foams using potassium octoate or lead octoate have a fast reaction rate. When sprayed onto the target surface, the foaming concentrate expands irregularly to a foaming ratio of approximately 20 to 120 times. This makes it difficult even for experienced workers to apply the foam to a uniform thickness (approximately 10 to 200 mm). Furthermore, the applied thickness directly affects the insulation performance. Examples of waterproofing materials include urethane-based materials, FRP-based materials, acrylic rubber-based materials, and acrylic resins.
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 and coating. Coating materials applied by spraying are particularly suitable for the thickness measurement method of the present invention, as 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。 The steps will now be explained. As shown in the flowchart of Figure 1, the thickness measurement method includes the steps of placing a reference marker (step 1), acquiring an application 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), calculating a virtual plane (step 3), calculating the thickness of the coating material (step 4), displaying an image of the coating material (step 5), determining whether finishing is necessary based on the image of the coating material (step 6), performing finishing if it is determined that finishing is necessary (step 7), and storing three-dimensional data of the coating material in association with the target surface if it is determined that finishing 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。 The first step is to place a reference marker on the covering material. More specifically, the 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 numeral 11 is the wall (target surface), reference numeral 12 is the covering material, and reference numeral 13 is a disk-shaped reference marker. This reference marker provides a reference point and its reference three-dimensional coordinates that serve as the basis for calculating the virtual plane in step 3. 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 attached to the head of a pin 13a, as shown in Figure 2b, for example. The pin 13a is then inserted into the cladding material 12 so that it is perpendicular to the target surface (so that the plane of the pin's head is parallel to the target surface) and the tip of the pin 13a is brought into contact with the target surface, thereby attaching the reference marker 13 to the cladding material 12. The distance from the reference marker 13 to the wall 11 at this time is defined as 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 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 set to be substantially the same as or slightly longer than the planned thickness of the cladding material 12. This prevents the reference marker 13 from being buried in the cladding material 12, which has been 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 Figure 2, four fiducial markers 13 are provided, and at least one reference three-dimensional coordinate is set for each fiducial marker. It is preferable to provide three or more fiducial markers to estimate the virtual plane. However, it is also possible to use one or two fiducial markers by setting multiple reference three-dimensional coordinates to one fiducial marker. This can be determined appropriately depending on the required accuracy. When multiple fiducial markers are provided, they are all installed so that they are all the same distance from the target surface.
Although the fiducial marker 13 is exemplified by a disk-shaped one, other shapes include a sphere, a cube, and a polygonal flat plate such as a triangle or square. The shape of the fiducial marker 13 is not particularly limited, but a fiducial marker having the geometric characteristics listed above is preferable because it is easy to automatically recognize by image processing. It is also preferable to use a fiducial marker of a predetermined color. For example, if the head of the fiducial marker is a predetermined color such as red, blue, or green that is easily distinguishable against the background of the covering material, automatic recognition of the fiducial marker can be facilitated using the color characteristics as a clue. When using a flat plate, it is important to ensure 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, allowing the worker to 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 an installation shape including three-dimensional coordinates of the surface of the coating material and 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, an installation shape including three-dimensional coordinates of the surface of the coating material 12 and three-dimensional coordinates of the surfaces of the fiducial markers 13 is obtained. For example, the installation shape 10 in Figures 2a and 2b includes three-dimensional coordinates of the coating material 12 and three-dimensional coordinates (reference three-dimensional coordinates) of the surfaces of the four fiducial markers 13.
"Acquisition of a construction shape" refers to, for example, acquiring the three-dimensional shape of a target surface as 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。
Three-dimensional measurement devices, such as three-dimensional scanners and stereo cameras, are used to acquire data. Three-dimensional scanners include those that irradiate a target surface with laser light and calculate the three-dimensional shape of the target surface using the reflected light (the so-called LIDAR method), and those that measure distance based on the time it takes for the irradiated light to reflect and return (the time-of-flight method). Stereo cameras, on the other hand, calculate the three-dimensional shape of a target surface using the principle of triangulation from images of the target surface captured by two cameras. To improve the matching accuracy of the two camera images, there are methods that project a measurement pattern using a separate projector, or replace one of the two cameras with a projector that projects patterned light (the so-called active stereo method). While an appropriate device can be selected taking into consideration measurement accuracy, measurement speed, and cost, since the indoor layout of the target surface varies depending on the building, a LIDAR-based three-dimensional scanner, which has relatively stable accuracy, is preferred. On the other hand, considering the complexity of installing a scanner on-site, a handheld active stereo scanner that can capture a large target surface at once is preferred.
It is also preferable that the construction shape includes color information of the target. For example, if 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. Reference markers and covering material areas can be recognized based on the color information of the construction shape.
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. Specifically, a virtual plane S is calculated within the construction shape by translating the target surface a predetermined distance in the direction perpendicular to the target surface based on the reference marker 13 (reference three-dimensional coordinates). Note that 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 for calculating the virtual plane S uses four reference markers 13 spaced a predetermined distance from the target surface (wall 11).
Specifically, four fiducial markers are first recognized from the construction shape based on their color and shape characteristics. For example, if a red fiducial marker is used, the red area from the construction shape can be recognized as the fiducial marker. This recognition can be done by the worker manually indicating the position of the fiducial marker on the screen, or it can be done automatically by a computer processing unit.
Next, three or more reference three-dimensional coordinates are extracted from the four recognized fiducial markers. For example, the centroid coordinates of each fiducial marker may be used as the reference three-dimensional coordinates. It is not necessary to use all four fiducial markers; multiple reference three-dimensional coordinates may be extracted from one fiducial marker. Next, a plane S1 is estimated based on the extracted three or more reference three-dimensional coordinates. At this time, due to influences such as measurement errors of the three-dimensional measurement device and the inclination of the fiducial markers relative to the target surface, it is expected that the reference three-dimensional coordinates will not strictly lie on the same plane. Therefore, a plane can be fitted to the multiple reference three-dimensional coordinates. Known techniques can be used for this. For example, a least-squares plane can be found for the multiple reference three-dimensional coordinates using 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 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 virtual 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 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 in the application shape for which the virtual plane was calculated.
Specifically, the distance between a point on the surface of the coating material intersecting a line perpendicular to the target surface and a point on a 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 relative to the target surface. That is, as shown in Figure 2c, if the distance between point C1 on the surface of the coating material intersecting a line perpendicular to the target surface V1 and the corresponding point T1 on the virtual plane is Z1, and point C1 is covered by the virtual plane S, the thickness of point C1 on the coating material is L - Z1. On the other hand, if the distance between point C2 on the surface of the coating material intersecting a line perpendicular to the target surface and the corresponding point T2 on the virtual plane is Z2, and point C2 protrudes from the virtual plane S, the thickness of point C2 on the coating material is L + Z2 (not shown). This method can be used to calculate the thickness of the entire area of the coating material. This calculation can be performed by subtracting the point cloud coordinates of the surface of the coating material from the point cloud coordinates of the virtual surface, or 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 material image, specifically, an image showing the surface of the coating material, in which the thickness distribution of the coating material is indicated by color or shading, and the image is calculated and displayed.
Examples of images showing the surface of the covering material include a perspective image that is expressed in three dimensions, and a two-dimensional image in which the construction 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。
The sixth step determines whether finishing is necessary based on the coating material image. Specifically, the coating material image is checked for imperfect application areas where the coating material thickness is outside a predetermined range. If imperfect application areas are found, finishing is deemed necessary. If no imperfect application areas are found, finishing is deemed unnecessary. The thickness of each portion of the coating material is calculated based on a predetermined reference thickness, and the thickness is determined based on whether it is within the predetermined range. For example, when the coating material is used as insulation, the application standard is a range of -0 mm to +20 mm relative to a reference thickness of 30 mm (thinner areas are considered imperfect, and thicker areas are acceptable up to 20 mm). A stricter range of -0 mm to +5 mm can also be set. For example, in the coating material image of the fifth step, imperfect application areas may be displayed in color or shade (application defect determination image). Furthermore, for example, the areas may be identified by lines in the coating material image, and a numerical value indicating the deviation of the area from a predetermined value may be displayed. Identifying imperfect application areas and clarifying the degree of imperfection in this way facilitates the finishing process of 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 areas that require finishing so that the thickness of the coating material falls within a predetermined range. Specifically, 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 application shape is acquired.
Thereafter, in the sixth step, steps two through seven are repeated until finishing is no longer necessary.
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 step 8, if it is determined that finishing is not required, the three-dimensional shape of the cladding surface and the cladding thickness, particularly the cladding material image, are associated with the target surface and stored as a database. In other words, if it is determined in step 6 that finishing is not required, the cladding application is completed and the data is saved. For example, by storing the location information and identification information of the target surface, such as the east wall of Room 102, in association with the cladding material image, it is possible to create database data managed for each target surface (wall). Furthermore, if 3D CAD data for the building exists, it is preferable to store the data in association with the 3D CAD data. In particular, storing the data in association with BIM (Building Information Modeling), which has been proposed recently, enables more efficient process and quality management. This is particularly easy to manage when there are multiple target surfaces, such as in buildings or apartment complexes. The unfinished three-dimensional shape may also be saved. This allows the work process to be tracked.
It is preferable to store these data as uneditable electronic files with security set using a password, for example. In particular, it is preferable to store these data as uneditable electronic files with time stamps to verify that they have not been tampered with and to verify the time stamp. By storing these 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。
As described above, the coating thickness measurement method of this embodiment calculates a virtual plane within the construction 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. Therefore, the thickness of the entire coating material can be determined with a single measurement after construction of the coating material, without having to measure the thickness of the coating material by inserting pins or the like. Furthermore, finishing processing of the coating material is also simple. In particular, using an image of the coating material makes it easy to identify the location of finishing processing.
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 also be installed near the covering material. For example, the fiducial markers may be installed on pillars around the covering material. The location of the fiducial markers can be determined appropriately depending on the target surface.
In the step of creating a coating material image (step 5), a coating material image is shown in which thickness is indicated by color or shading, but a projection image or a three-dimensional image (perspective image) of the coating material without color or shading according to thickness may also be used. Furthermore, in step 5, instead of displaying only an image, a table relating position data on the target surface with thickness data of the coating material may also 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. Because rigid urethane foam contains water as its blowing agent, if the target surface (wall surface) contains a large amount of moisture, the reaction balance may be disrupted, resulting in a deterioration in the quality of the insulating material. Therefore, by storing the moisture content of the wall surface before application along with the insulating material data, a more detailed database can be constructed. An existing high-frequency moisture meter, such as the HI-520-2 manufactured by Kett Electric Laboratory, can be used to measure the moisture content.
Furthermore, before applying the coating material, the temperature distribution of the target surface can be measured using a thermal camera or the like, and the temperature distribution can be stored in association with the three-dimensional shape of the surface of the coating material and the thickness of the coating material, particularly an image of the coating material. Because the temperature of the sprayed surface can affect the quality of rigid polyurethane foam, it is preferable to store the relationship between temperature distribution and thickness from a quality control perspective. In this case, the two-dimensional temperature image acquired by the thermal camera can be mapped onto the three-dimensional shape of the surface of the coating material based on a reference marker or structure.
Furthermore, when applying the coating material, the spraying conditions (in the case of two-component rigid urethane foam, the mixing pressure and mixing temperature of the two components) can be continuously acquired, and the spraying conditions can be stored in association with the three-dimensional shape of the surface of the coating material and the thickness of the coating material, particularly an image of the coating material. Because the quality of rigid urethane foam varies greatly depending on the spray conditions, storing the spray conditions before application along with the three-dimensional data of the insulation material is preferable for quality control and allows the construction of a detailed database.
In addition, indoor environmental information (temperature, humidity, etc.) during construction may be acquired, and this environmental information 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 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 flowchart of Fig. 3. This embodiment is performed without installing a fiducial marker.
As shown in the flowchart of Figure 3, this method includes a step of acquiring the 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 image of the coating material (step 5A), a step of performing 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).
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。
Step 1A acquires a construction shape. In this embodiment, the construction shape includes three-dimensional coordinates of the surface of the coating material and a structure located adjacent to or near the target surface. Here, the structure refers to a structure that includes a surface parallel to the target surface. The surface of the structure refers to a surface that includes a surface parallel to the target surface.
Examples of structures include pillars, sashes, thresholds, moldings, baseboards, beams, and other structures located in the same room as the wall surface of the target surface, as well as structures with characteristic shapes such as the boundaries between floors, ceilings, and walls, piping, doors, windows, openings such as ventilation openings, and distribution boxes. In addition, in the case of waterproofing the floor 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 of 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。 Step 2A calculates a virtual plane. Specifically, the three-dimensional coordinates of any three points on a plane parallel to the target surface of the structure are obtained and used as reference three-dimensional coordinates. Here, three points (not shown) are selected from plane S2 of column P and used as reference three-dimensional coordinates. The distance L of plane S2 from the target surface is assumed to be known based on the known dimensions of 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 the direction perpendicular to the target surface. The dotted line in Figure 4 represents the virtual plane S. In other words, in the structure (column P), the plane S2 parallel to the target surface is enlarged to the same size as the target surface and translated in the planar direction to calculate the virtual plane S within the construction shape. Note that if the construction shape is represented by a polygon mesh rather than point cloud data, it is possible to select a plane parallel to the target surface instead of obtaining three reference three-dimensional coordinates. However, this is essentially the same as selecting three reference three-dimensional coordinates 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。 As with the first embodiment, the thickness measurement method of this second embodiment can calculate a virtual plane within the construction shape by translating the target surface a predetermined distance in a direction perpendicular to the target surface. This makes it possible to confirm the thickness of the entire coating material with a single measurement after construction. As with the first embodiment, the coating material construction method using this thickness measurement method can provide coating material of consistent 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 thickness measurement method will be described.
In the thickness measurement methods of the first and second embodiments, a virtual plane is calculated based on the three-dimensional reference coordinates of three or more points that are equidistant from the target surface and have the same known distance from the target surface. These points are both equidistant points that are the same distance from the target surface and reference points that have a known distance from the target surface.
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 flowchart 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, only one reference marker needs to be placed, and one reference three-dimensional coordinate needs to be set on that 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 coating 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 refers to a structure including a surface parallel to the target surface, and the surface of the structure refers to that 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 covering 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 on 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 this plane is translated until the reference point on reference marker 13 is placed on this plane, thereby calculating virtual plane S 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。 As with the first embodiment, the thickness measurement method of this third embodiment can calculate a virtual plane within the construction shape by translating the target surface a predetermined distance in the vertical direction, making it possible to confirm the thickness of the entire coating material with a single measurement after construction. As with the first embodiment, the coating material construction method using this thickness measurement method can provide coating materials of consistent 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 (hereinafter referred to as a thickness measurement system) of the present invention will be described. The measurement system 20 in Figure 5 comprises 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 Figure 1. The reference marker 23 is substantially the same as the reference marker 13 used in the thickness measurement method of Figure 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 essentially 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 storage 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 surface of the coating material 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. The storage unit 26 stores the three-dimensional data of the surface of the coating material and the coating material thickness data, particularly 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 these data as electronic files with a time stamp to verify that they have not been tampered with and to verify the time stamp. Furthermore, the storage unit 26 itself may be locked with a password or the like to prevent rewriting by anyone other than those with special authorization.
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 with 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 reference markers 23 from the construction shape data based on color or shape characteristics, or extracts reference markers 23 specified by the worker, calculates virtual plane data by translating the target surface a predetermined distance in the 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 in the third step of the thickness measurement method of Figure 1. The thickness of the coating material is also calculated in the same manner as in the fourth step of the thickness measurement method of Figure 1.
The data processing unit 27 then converts the applied shape data into a coating material image, which is an image showing the surface of the coating material and indicates the thickness distribution of the coating material using colors or shading. The coating material image is essentially the same as that used in the thickness measurement method of Figure 1.
Furthermore, the data processing unit 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. That is, areas where the coating material is too thick or too thin are automatically indicated as poorly applied areas. For example, such poorly applied areas may be displayed in a special color in the coating material image, or the defective areas may be extracted and displayed, or may be made to blink. It is also preferable to indicate how far the poorly applied areas deviate from 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 dressing 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 allows the installation of a coating material by placing a fiducial marker 23 on the coating material and acquiring the installed shape, including the three-dimensional shapes of the coating material and the fiducial marker 23. This allows the total thickness of the coating material to be calculated, making it easy to identify areas with poor installation. Furthermore, since the confirmation work can be performed in one go, the worker's workload can be significantly reduced. Furthermore, since the display unit can display an image of the coating material, workers can easily and accurately identify the location of installation defects on-site.
Furthermore, the target surface can be associated with the three-dimensional shape of the surface of the coating material and the thickness of the coating material, and these can be stored in association with each other. This means that data on the coating material can be stored together, linked to 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 it may also be stored directly on 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 on a disk-shaped storage medium such as a CD-R or DVD-R that can be written to only once, or on a storage medium such as a USB or memory card with a tamper-proof function. Of course, instead of storing the data directly, it is also possible to copy the data stored in the memory unit 26 to a storage medium in an unalterable state and then delete the data 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 that is located adjacent to or near the target surface and that is 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 that surface. The method for calculating the virtual plane is the same as step 2A of the thickness measurement method in Figure 3.
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 projected image (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 imperfections in the coating material application 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 fourth embodiment of the thickness measurement system 20a includes a three-dimensional measurement device 21, a control unit 22, a reference marker 23, and an eyeglass-type display 30. The eyeglass-type display 30 displays the surface shape of the dressing material so that it overlaps with the target surface in the user's field of vision. The three-dimensional measurement device 21 and the control unit 22, which includes a memory unit 26 and a data processing unit 27, are substantially the same as those in the thickness measurement system 20 of 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-shaped display unit 31 is transparent and fixed to the frame of the eyeglass-type display 30 so as to be positioned 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 field of view 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, both of which are not 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 alignment processing so that the reference markers in the image data and 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 view. 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, or 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。 This configuration allows workers to simply wear the eyeglass-type display 30 and check the locations of any imperfections in the coating material through the lenses, 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 it, 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 superimposed on real-world 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), and the like 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 coating material image into the worker's field of vision so that it overlaps with the reference marker on the actual coating material.
In this way, workers 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 insufficient in thickness.
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 installed shape taken using a three-dimensional measuring device (MantisVision's handheld 3D scanner "F6 SMART"). On this wall surface, the shaded areas represent the installed insulation. In Figure 7, reference marker M1 in Figure 8a is placed in the area of "reference installation surface 1," and reference marker M2 in Figure 8b is placed in the area of "reference installation surface 2." The insulation is sprayed rigid urethane foam as shown in Table 1.
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。
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. 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, since 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 Cladding material; 13 Reference marker; 13a Pin; 20, 20a Measurement system; 21 Three-dimensional measurement 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 (9)
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、
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前記対象面を垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた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 selected from a wall, floor, roof, ceiling, and rooftop of a building, comprising :
a step of acquiring a construction shape including three-dimensional coordinates of the surface of the coating material, three or more three-dimensional coordinates of 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;
calculating a virtual plane obtained by translating the target surface by a predetermined distance in the vertical direction 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 the thickness of coating materials.
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 target 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.
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、
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。 a step of placing a reference marker on or near the coating material before the step of acquiring the construction shape;
The reference three-dimensional coordinates are three-dimensional coordinates on the reference marker.
The method for measuring the thickness of a coating material according to any one of claims 1 to 3 .
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。 the equidistant points are points on the surface of the structure adjacent to or near the coating material and the target surface;
The method for measuring the thickness of a coating material according to any one of claims 1 to 3 .
請求項1から5のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。 The construction shape is acquired by a LIDAR three-dimensional scanner.
The method for measuring the thickness of a coating material according to any one of claims 1 to 5.
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。 a projection mapping step of projecting a coating material image, which indicates the thickness distribution of the coating material in color, onto the surface of the coating material;
The method for measuring the thickness of a coating material according to any one of claims 1 to 6 .
請求項1から7のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。 The covering material is a sprayed polyurethane foam insulation material.
The method for measuring the thickness of a coating material according to any one of claims 1 to 7 .
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、
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前記対象面を垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた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。 1. A method for applying a covering material to a target surface selected from a wall, floor, roof, ceiling, and rooftop of a building, comprising :
applying the coating material to the target surface;
a step of acquiring a construction shape including three-dimensional coordinates of the surface of the coating material, three or more three-dimensional coordinates of 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;
calculating a virtual plane obtained by translating the target surface by a predetermined distance in the vertical direction 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 the three-dimensional coordinates of the surface of the coating material and the virtual plane ;
and determining whether there is a defective application portion where the thickness of the coating material is outside a predetermined range.
How to apply the covering material.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019039920 | 2019-03-05 | ||
| JP2019039920 | 2019-03-05 | ||
| JP2021503476A JP7499227B2 (en) | 2019-03-05 | 2020-02-05 | Coating material thickness measurement method, coating material thickness measurement system, and coating material application method |
| PCT/JP2020/004333 WO2020179336A1 (en) | 2019-03-05 | 2020-02-05 | Method for measuring thickness of coating material, system for measuring thickness of coating material, and method for constructing coating material |
| JP2024070250A JP7673291B2 (en) | 2019-03-05 | 2024-04-24 | Coating material thickness measurement method, coating material thickness measurement system, and coating material application method |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024070250A Division JP7673291B2 (en) | 2019-03-05 | 2024-04-24 | Coating material thickness measurement method, coating material thickness measurement system, and coating material application method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2025105777A JP2025105777A (en) | 2025-07-10 |
| JP7793837B2 true JP7793837B2 (en) | 2026-01-05 |
Family
ID=72336887
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021503476A Active JP7499227B2 (en) | 2019-03-05 | 2020-02-05 | Coating material thickness measurement method, coating material thickness measurement system, and coating material application method |
| JP2024070250A Active JP7673291B2 (en) | 2019-03-05 | 2024-04-24 | Coating material thickness measurement method, coating material thickness measurement system, and coating material application method |
| JP2025071058A Active JP7793837B2 (en) | 2019-03-05 | 2025-04-23 | Method for measuring thickness of coating material and method for applying coating material |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021503476A Active JP7499227B2 (en) | 2019-03-05 | 2020-02-05 | Coating material thickness measurement method, coating material thickness measurement system, and coating material application method |
| JP2024070250A Active JP7673291B2 (en) | 2019-03-05 | 2024-04-24 | Coating material thickness measurement method, coating material thickness measurement system, and coating material application method |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (3) | JP7499227B2 (en) |
| WO (1) | WO2020179336A1 (en) |
Families Citing this family (5)
| 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 (4)
| 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 |
| 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 |
| JP2022091630A (en) | 2020-12-09 | 2022-06-21 | 倉敷紡績株式会社 | Coating layer thickness measurement method |
| JP2022133525A (en) | 2021-03-02 | 2022-09-14 | 株式会社竹中工務店 | Measurement system |
Family Cites Families (10)
| 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 |
| JP2003269922A (en) * | 2002-03-13 | 2003-09-25 | Olympus Optical Co Ltd | Instrument for measuring height of confocal point |
| US20060009929A1 (en) * | 2004-07-06 | 2006-01-12 | Boyette Roger L Jr | In-service insulated tank certification |
| CA3107876C (en) * | 2013-05-23 | 2022-11-29 | Q-Bot Limited | Method of covering a surface of a building and robot therefor |
| GB2531576B (en) * | 2014-10-22 | 2018-04-25 | Q Bot Ltd | Modular Robot |
| JP6831700B2 (en) * | 2016-12-28 | 2021-02-17 | 株式会社キーエンス | Optical scanning height measuring device |
-
2020
- 2020-02-05 WO PCT/JP2020/004333 patent/WO2020179336A1/en not_active Ceased
- 2020-02-05 JP JP2021503476A patent/JP7499227B2/en active Active
-
2024
- 2024-04-24 JP JP2024070250A patent/JP7673291B2/en active Active
-
2025
- 2025-04-23 JP JP2025071058A patent/JP7793837B2/en active Active
Patent Citations (4)
| 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 |
| 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 |
| JP2022091630A (en) | 2020-12-09 | 2022-06-21 | 倉敷紡績株式会社 | Coating layer thickness measurement method |
| JP2022133525A (en) | 2021-03-02 | 2022-09-14 | 株式会社竹中工務店 | Measurement system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2025105777A (en) | 2025-07-10 |
| JPWO2020179336A1 (en) | 2020-09-10 |
| WO2020179336A1 (en) | 2020-09-10 |
| JP7673291B2 (en) | 2025-05-08 |
| JP2024091881A (en) | 2024-07-05 |
| JP7499227B2 (en) | 2024-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7793837B2 (en) | Method for measuring thickness of coating material and method for applying coating material | |
| JP7477945B2 (en) | METHOD FOR MEASURING THREE-DIMENSIONAL SHAPE OF COVERING MATERIAL AND MEASURING SYSTEM FOR THREE-DIMENSIONAL SHAPE OF COVERING MATERIAL | |
| JP7664452B2 (en) | Coating material thickness measurement method, coating material thickness measurement system, and coating material application method | |
| US20230055480A1 (en) | Automated drywall planning system and method | |
| Mill et al. | Combined 3D building surveying techniques–terrestrial laser scanning (TLS) and total station surveying for BIM data management purposes | |
| US20210192099A1 (en) | Method and system for generating an adaptive projected reality in construction sites | |
| CA2953205C (en) | Method of constructing digital terrain model | |
| CN110857591B (en) | Measuring and/or marking device, method and system for determining the installation area of a device | |
| JP5409771B2 (en) | Method and computer program for improving object dimension acquisition | |
| US20180349522A1 (en) | Adaptive Modeling of Buildings During Construction | |
| EP2569596B1 (en) | Surveying method | |
| JP6671852B2 (en) | Information setting system and simulation system | |
| Martínez et al. | Recording complex structures using close range photogrammetry: The cathedral of Santiago de Compostela | |
| KR101798165B1 (en) | System and method for facilitate construction using an augmented realty | |
| CN102246002A (en) | Measurement system for measuring spaces and/or objects | |
| JP2024062402A (en) | Construction verification inspection assistance system, construction verification assistance method, and program | |
| JP7554106B2 (en) | Coating thickness measurement method | |
| JP7843328B2 (en) | Method for measuring the thickness of coating material | |
| Markova et al. | 3D photogrammetry application for building inspection of cultural heritage objects | |
| JP7545223B2 (en) | Heat Insulation Evaluation Method and Heat Insulation Evaluation System | |
| JP2020143485A (en) | Thickness management system, server, and storage medium for coating material | |
| JP7598787B2 (en) | Information processing device | |
| CN111754616B (en) | A method for identifying engineering progress based on RTK technology | |
| JP7849245B2 (en) | Thickness measurement method, measuring device, and measurement program | |
| Funtik et al. | Geometric Tolerance Verification-Innovative Evaluation of Facade Surface Flatness Using TLS (Terrestrial Laser Scanning) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250520 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20250520 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20251216 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20251217 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7793837 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |