(57)【要約】      （修正有）【課題】配筋検査作業を効率化させることが可能な配筋検査システムを提供する。【解決手段】一端側にレーザー距離計５０が配され、他端側に反射鏡が収納された反射鏡収納部を配し、前記反射鏡収納部を前記第１軸および第１軸と直交する第２軸を中心に回転させるモーターと、前記反射鏡収納部の回転角を検出する第１、第2の回転角検出部とを有し、前記レーザー距離計５０で計測される距離と、前記第１、第２回転角検出部で検出される回転角とを受信し記憶する情報処理部（パーソナルコンピューター１００）と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2020038067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側にレーザー距離計が配され、他端側に反射鏡が収納された反射鏡収納部が配された筐体と、
第１軸を中心に、前記筐体に対して前記反射鏡収納部を回転させる第１モーターと、
前記第１軸と直交する第２軸を中心に、前記反射鏡を回転させる第２モーターと、
前記反射鏡収納部の回転角を検出する第１回転角検出部と、
前記反射鏡の回転角を検出する第２回転角検出部と、
前記第１モーターと前記第２モーターに対して制御指令を送信すると共に、
前記レーザー距離計で計測される距離と、前記第１回転角検出部で検出される第１回転角と、前記第２回転角検出部で検出される第２回転角とを受信し記憶する情報処理部と、を有することを特徴とする配筋検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設工事現場において、鉄筋が設計通りに組まれたものであるか検査を行う配筋検査システム及び配筋検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート構造物の構築工程においては、例えば、柱部材や梁部材の主筋、及び帯筋やあばら筋といった補強筋とからなる鉄筋が組まれた後に、設計通りに組まれたものであるか検査を行い、確認することは非常に重要である。
【０００３】
このような検査工程においては、現場の作業員が配筋された主筋の径や本数、補強筋の径やピッチを計測・確認することが一般的であるが、近年、その作業量は膨大になっており、作業にあたる作業員の確保の問題や、作業時間の長時間化の問題があった。
【０００４】
そこで、このような検査工程を自動化する試みが提案されている。例えば、特許文献１（特開２０１３−２１７８８１号公報）には、型枠１１上に主筋１３および配力筋１５を格子状に配列した配筋状態に対し、主筋方向に沿って間隔を空けて、複数のレーザー光線２３ａ、２３ｂを配力筋方向に照射し、加えて、配力筋方向に対し傾斜した方向にもレーザー光線２３ｃを照射し、カメラ２５により、各レーザー光線２３ａ〜２３ｃの主筋１３等への投影部を、配力筋方向の複数の撮影範囲で撮影し、次に、撮影した各画像３０ａを正射変換し、レーザー光線２３ｃとレーザー光線２３ａの距離に基づき画像３０ａを繋ぎ合わせて画像５０ａを作成し、投影部の配置等に基づき、主筋１３の本数、間隔、鉄筋径、かぶり厚さを算出する配筋記録システム１が開示されている。
【特許文献１】特開２０１３−２１７８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の従来技術では、レーザー光を用いた配筋記録システムで複数個所からレーザーを照射することで死角を減らす工夫がされているが、外部からのレーザー計測であるため深部の配筋状態の記録が困難である、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記課題を解決するものであって、本発明に係る配筋検査システムは、一端側にレーザー距離計が配され、他端側に反射鏡が収納された反射鏡収納部が配された筐体と、第１軸を中心に、前記筐体に対して前記反射鏡収納部を回転させる第１モーターと、前記第１軸と直交する第２軸を中心に、前記反射鏡を回転させる第２モーターと、前記反射鏡収納部の回転角を検出する第１回転角検出部と、前記反射鏡の回転角を検出する第２回転角検出部と、前記第１モーターと前記第２モーターに対して制御指令を送信すると共に、前記レーザー距離計で計測される距離と、前記第１回転角検出部で検出される第１回転角と、前記第２回転角検出部で検出される第２回転角とを受信し記憶する情報処理部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る配筋検査システムは、情報処理部に、前記レーザー距離計で計測される距離と、前記第１回転角検出部で検出される第１回転角と、前記第２回転角検出部で検出される第２回転角とを受信し記憶するので、このような本発明に係る配筋検査システムによれば、深部における配筋状態の記録を行うことが可能となり、かつ、客観的なデータを自動的に取得することができ、配筋検査作業が効率化する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る配筋検査システム１のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る配筋検査システム１の概要を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る配筋検査システム１の検査時のセッティングを説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係る配筋検査システム１によるデータ取得処理のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係る配筋検査システム１のシステム構成を示すブロック図である。また、図２は本発明の実施形態に係る配筋検査システム１の概要を示す図である。
【００１０】
本発明に係る配筋検査システム１は、鉄筋が設計通りに組まれたものであるか検査を行うものである。本発明に係る配筋検査システム１では、前記のような検査を自動で行うために、レーザー距離計５０と、レーザー距離計５０から出射されるレーザー光を走査する構成などからなる。
【００１１】
レーザー距離計５０は、レーザー距離計筐体のセンシング開口部５５から、レーザー光を計測対象物に向けて照射して、当該計測対象物からの反射光を受光することで、当該計測対象物との間の距離を計測する。レーザー距離計５０は、市販のものを用いることができるが、情報処理部として用いるパーソナルコンピューター１００とのデータ通信部を有するものが好ましい。
【００１２】
配筋検査システム１の筐体３０は、一方の端部に設けられる第１端部３１と、他方の端部に設けられる第２端部３２と、第１端部３１と第２端部３２との間に設けられる中間胴部３３とを有している。
【００１３】
レーザー距離計５０は第１端部３１に取り付けられており、一方、第２端部３２には反射鏡収納部４０が設けられている。第１端部３１に取り付けられたレーザー距離計５０からのレーザー光は、反射鏡収納部４０内に収納されている反射鏡４３に向けて出射されるようになっている。
【００１４】
第１端部３１と中間胴部３３とは着脱可能とされており、第２端部３２と中間胴部３３とも着脱可能とされている。中間胴部３３は、長さが異なるものを予め複数準備しておくことが好ましい。複数の長さの中間胴部３３を、検査する鉄筋２００の規模に応じて適宜変更することにより、本発明に係る配筋検査システム１をより柔軟に利用することができる。また、第１端部３１と第２端部３２とが直接装着されるようにしてもよい。また、各部の間の着脱にはねじ込み式を採用することができる。
【００１５】
なお、本実施形態では、筐体３０は略円柱状を筐体３０の形状がこれに限定されるものではない。また、本実施形態では、長さの異なる中間胴部３３を複数用いることで筐体３０の長さを変更可能としているが、筐体３０を伸縮式に構成することもできる。この場合、ズームレンズなどの伸縮機構を採用することができる。また、この伸縮をリニアアクチュエータなどで電動化することもできる。この際、筐体３０の伸縮状態（すわなち、レーザー距離計５０と反射鏡４３との間の距離）については、パーソナルコンピューター（情報処理部）１００で把握可能に構成する。
【００１６】
また、筐体３０は、計測範囲を広げるための反射鏡４３からの反射レーザー光を透過する素材、または計測範囲は限られるが金属を使用することができる。
【００１７】
筐体３０における第２端部３２に設けられた反射鏡収納部４０は、第１モーター１２（図２には不図示）によって、第１軸（図２中一点鎖線）を中心に、筐体３０に対して回転するように構成されている。第１軸は、レーザー距離計５０の照射光・反射光の光路と重なる。
【００１８】
また、反射鏡収納部４０に収納され、レーザー距離計５０からのレーザー光が照射される反射鏡４３は、第２モーター２２（図２には不図示）によって、第１軸と直交する第２軸（図２中二点鎖線）を中心に回転するように構成されている。
【００１９】
なお、このような第２モーター２２に代え、反射鏡４３の角度を鏡角度調整用アクチュエータにより変化させるようにしてもよい。
【００２０】
第１モーター１２及び第２モーター２２に給電を行うバッテリー（不図示）は、筐体３０の第２端部３２に側のレーザー光の光路外の箇所に設けることができる。また、筐体３０における第２端部３２と、反射鏡収納部４０との間にはスリップリング（不図示）を配することで、給電路、データ送受信路を形成することができる。
【００２１】
なお、データの送受信は無線通信方式を採用することで、データ送受信のためのスリップリングを省略することもできる。また、反射鏡収納部４０内にバッテリーを配する構造とすれば、スリップリングを省略することもできる。
【００２２】
反射鏡収納部４０や反射鏡４３を回転駆動する構成を回転機構５と称している。反射鏡収納部４０には、反射鏡４３によって反射されるレーザー光が、反射鏡収納部４０から出入りするスリット状開口部４８が設けられている。スリット状開口部４８はレーザー光が透過する素材で覆うように構成することで、反射鏡４３の保護を行うようにすることもできる。
【００２３】
第１モーター１２を駆動し反射鏡収納部４０を回転し反射鏡収納部４０を所定角（例えば角度α）に位置決めした上で、第２モーター２２を駆動し反射鏡４３を回転させながら、レーザー距離計５０で距離データを計測していくことで、計測対象物までの距離を計測する。次に、第１モーター１２を駆動し反射鏡収納部４０を回転し、反射鏡収納部４０を次の所定角（例えば角度α＋Δａ）に位置決めした上で、第２モーター２２を駆動し反射鏡４３を回転させながら、レーザー距離計５０で距離データを計測していくことで、計測対象物までの距離を計測する。このように回転機構５によれば、レーザー距離計５０から出射されるレーザー光を走査しつつ、レーザー距離計５０によって距離データを取得することができる。
【００２４】
反射鏡収納部４０の回転角（第１の回転角θという）は第１エンコーダー１３（図２には不図示）によって検出されるようになっている。また、反射鏡４３の回転角（第２の回転角φという）は第２エンコーダー２３によって検出されるようになっている。
【００２５】
第１エンコーダー１３によって検出される反射鏡収納部４０の第１回転角θ、及び、第２エンコーダー２３よって検出される反射鏡４３の第２回転角φは、制御部１１０に送信されるようになっている。制御部１１０は、ＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理装置である。
【００２６】
このような制御部１１０を含む構成として、本実施形態では、パーソナルコンピューター１００を用いるようにしているが、本発明に係る配筋検査システム１で用い得る制御部１１０を提供する構成がパーソナルコンピューター１００に限定されるものではない。
【００２７】
制御部１１０は、図示されている制御部１１０と接続される各構成と協働・動作する。また、本発明に係る配筋検査システム１における種々の制御処理は、制御部１１０内のＲＯＭやＲＡＭなどの記憶手段に記憶保持されるプログラムをＣＰＵが実行することによって実現されるものである。
【００２８】
上記のような制御部１１０は、回転機構５において、反射鏡収納部４０を回転駆動する第１モーター１２、及び、反射鏡４３を回転駆動する第２モーター２２に対して、制御指令を送信するようになっている。
【００２９】
また、制御部１１０には、書き換え可能な記憶部１５０が、データ通信可能に設けられている。このような記憶部１５０としては、パーソナルコンピューター１００内蔵のＨＤＤやＳＳＤなどの記憶手段を用いることができる。
【００３０】
レーザー距離計５０で計測される距離データと、距離データを取得したときにおける反射鏡収納部４０、反射鏡４３の回転角に係るデータ（第１エンコーダー１３が検出した第１回転角、第２エンコーダー２３が検出した第２回転角）とは、制御部１１０に送信される。制御部１１０は、これらのデータを対応付けて、記憶部１５０に記憶する。
【００３１】
記憶部１５０には、本発明に係る配筋検査システム１の検査対象となる鉄筋２００の設計データを、検査前段階で記憶させておくとよい。このような設計データには、鉄筋２００の断面に係る情報、主筋２１０の寸法や種類と本数、及び、補強筋２２０の寸法や種類とピッチなどの情報が含まれている。前記のような設計データのうち、少なくとも、主筋２１０の径と本数に係る情報を主筋情報と称し、補強筋２２０の径とピッチに係る情報を補強筋情報と称する。
【００３２】
また、パーソナルコンピューター１００に設けられているインターフェイス部１８０は、本発明に係る配筋検査システム１のユーザーインターフェイスとして利用される。インターフェイス部１８０は、ユーザーが情報を入力する入力部１８１（例えば、キーボード）と、ユーザーに対して情報を表示する表示部１８２（例えば、ディスプレイ）とからなることができる。
【００３３】
以上のように構成される本発明に係る配筋検査システム１は、筐体３０における反射鏡収納部４０側を、検査対象の鉄筋２００の内側に配することで、検査を行う。図３は本発明の実施形態に係る配筋検査システム１の検査時のセッティングを説明する図である。図３に示すように、反射鏡収納部４０は、主筋２１０、補強筋２２０で組まれた鉄筋２００の間の空間を利用して、挿通されて、配筋検査システム１が検査に供される。
【００３４】
このように本発明に係る配筋検査システム１は、配筋された場所の内部において、レーザー照射の方向を変え、深部の鉄筋の形状を計測することを可能としている。
【００３５】
次に、上記のようにセッティングされた配筋検査システム１によるデータ取得処理について説明する。図４は本発明の実施形態に係る配筋検査システム１によるデータ取得処理のフローチャートを示す図である。
【００３６】
ステップＳ１００で、配筋検査システム１によるデータ取得処理が開始されると、ステップＳ１０１では、初期基準位置にセットされる。ここで、初期基準位置とは、例えば、反射鏡収納部４０の第１回転角θ＝０、反射鏡４３の第２回転角φ＝０の状態と定義することができる。
【００３７】
ステップＳ１０２では、レーザー距離計５０で計測される距離データ、第１エンコーダー１３で検出される第１回転角データ、第２エンコーダー２３で検出される第２回転角データを受信する。続いて、ステップＳ１０３においては、ステップＳ１０２で受信した各データを対応付けて記憶部１５０に記憶する。
【００３８】
ステップＳ１０４では、データ取得が予め決められた予定範囲について完了したか否かが判定される。ステップＳ１０４の判定がＮＯであれば、ステップＳ１０２に進み、第１モーター１２、第２モーター２２のいずれか、又は、両方を駆動することで、反射鏡収納部４０、反射鏡４３のいずれか、又は、両方を回転する。一方、ステップＳ１０４の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１０６に進み、データ取得処理が終了する。
【００３９】
上記のようなデータ取得処理で取得されたデータが解析され、記憶部１５０に記憶された設計データにおける主筋２１０の寸法や種類と本数、及び、補強筋２２０の寸法や種類とピッチなどの情報と比較されることで、設計値との誤差、配筋検査結果などを表示部１８２に出力することが可能となる。また、このような設計値との誤差、配筋検査結果などは、記憶部１５０に格納しておくことができる。
【００４０】
なお、主筋２１０や補強筋２２０などの設計データは、パーソナルコンピューター１００の記憶部１５０に記憶させておく必要はなく、パーソナルコンピューター１００とネットワークを介したデータ通信可能なサーバーなどに記憶させるようにすることもできる。
【００４１】
また、本発明の配筋検査システム１は、近傍に配されるＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）で取得されるデータを利用することで、主筋２１０や、補強筋２２０に絶対座標を付与することもできる。
【００４２】
以上のように構成される本発明に係る配筋検査システム１は、情報処理部に、前記レーザー距離計で計測される距離と、前記第１回転角検出部（第１エンコーダー１３）で検出される第１回転角と、前記第２回転角検出部（第２エンコーダー２３）で検出される第２回転角とを受信し記憶するので、このような本発明に係る配筋検査システム１によれば、深部における配筋状態の記録を行うことが可能となり、かつ、客観的なデータを自動的に取得することができ、配筋検査作業が効率化する。
【００４３】
また、本発明に係る配筋検査システム１では従来困難であった深部の配筋状態を記録することが可能となる。したがって、従来困難であった配筋状態のエビデンスを残すことが可能となる。
【００４４】
また、本発明に係る配筋検査システム１では、反射鏡４３の角度を調整することで任意の方向へレーザーを照射することが可能となり、深部から表面へレーザーを反射するよう反射鏡４３の角度を調整することで、表面からは確認が不可能である裏側の状態まで計測ができるようになる。
【００４５】
また、本発明に係る配筋検査システム１では、レーザー距離計５０で計測される距離データ、第１エンコーダー１３で検出される第１回転角データ、第２エンコーダー２３で検出される第２回転角データを組み合わせることで三次元点群が取得可能となる。
【００４６】
また、本発明に係る配筋検査システム１では、筐体３０を差し込むことにより狭小部内の計測を可能とする。
【００４７】
また、本発明に係る配筋検査システム１では、レーザー距離計５０から反射鏡４３までの距離を、長さを固定した筐体３０または伸展機構を有する筐体３０とすることで異なる深度の空間内で最適な位置に反射鏡４３を設置することができる。
【００４８】
精度の高い据え置き型三次元形状計測器は高価であるが、本発明に係る配筋検査システム１は配筋箇所の内部からの計測を対象としているため、主要な構成は、単軸のレーザー距離計５０と小型の筐体３０、反射鏡４３などだけで十分であり、安価な計測システムが構築可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・配筋検査システム
５・・・回転機構
１１・・・第１軸
１２・・・第１モーター
１３・・・第１エンコーダー（第１回転角検出部）
２１・・・第２軸
２２・・・第２モーター
２３・・・第２エンコーダー（第２回転角検出部）
３０・・・筐体
３１・・・第１端部
３２・・・第２端部
３３・・・中間胴部
４０・・・反射鏡収納部
４３・・・反射鏡
４８・・・スリット状開口部
５０・・・レーザー距離計
５５・・・センシング開口部
１００・・・パーソナルコンピューター（情報処理部）
１１０・・・制御部
１５０・・・記憶部
１８０・・・インターフェイス部
１８１・・・入力部
１８２・・・表示部
２００・・・鉄筋
２１０・・・主筋
２２０・・・補強筋
【図１】
2020038067.tif 000003
【図２】
2020038067.tif 000004
【図３】
2020038067.tif 000005
【図４】
2020038067.tif 000006