(57)【要約】      （修正有）【課題】建築物の壁等に塗装によって設けられる被覆材の三次元形状の計測方法および被覆材の三次元形状の計測システムを提供する。【解決手段】被覆材を施工する前の対象部位の表面の三次元形状を含む施工前形状を取得する工程と、対象部位に被覆材を施工する工程と、被覆材を施工後の被覆材の表面の三次元形状および対象部位の表面形状を含む施工形状を取得する工程と、施工前形状と施工形状の位置合わせを行う工程と、施工前形状と施工形状から被覆材の表面および被覆材と対象部位との接触面からなる領域形状を被覆材の三次元形状として算出する工程とを有することを特徴とする被覆材の三次元形状の計測方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象部位に施工した被覆材の三次元形状を計測する方法であって、
前記被覆材を施工する前の前記対象部位の表面の三次元形状を含む施工前形状を取得する工程と、
前記対象部位に前記被覆材を施工する工程と、
前記被覆材を施工中または施工後の前記被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状を取得する工程と、
前記施工前形状と施工形状の位置合わせを行う工程と、
前記施工前形状と前記施工形状から、前記被覆材の表面および前記被覆材と前記対象部位との接触面からなる領域形状を算出する工程とを備えた、
被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項２】
前記位置合わせの工程は、基準点に基づいて前記施工前形状と施工形状の位置合わせを行う、
請求項１に記載の被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項３】
前記施工前形状に前記基準点を設定する工程と、
前記施工形状に前記基準点を設定する工程とを備え、
前記被覆材を施工する工程は、前記基準点を被覆材で被覆しないように被覆材を施工する、
請求項２に記載の被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項４】
前記基準点が、前記対象部位に設けられるマーカあるいは、前記対象部位に隣接もしくは近傍に位置した構造物である、
請求項２または３に記載の被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項５】
前記基準点がマーカであり、
前記施工前形状を取得する工程の前に、前記対象部位に前記基準点としてのマーカを設ける工程をさらに有する、
請求項４に記載の被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項６】
前記施工前形状を取得する工程および前記施工形状を取得する工程を、三次元計測装置を用いて取得し、
前記三次元計測装置の位置に基づいて前記施工前形状と施工形状の位置合わせを行う、
請求項１に記載の被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項７】
前記領域形状を被覆材画像として表示する工程を備えた、
請求項１から６のいずれかに記載の被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項８】
前記被覆材画像が、前記領域形状から導き出される画像であって、前記被覆材の厚さの分布を色または濃淡で示したものである、
請求項７に記載の被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項９】
前記領域形状に基づい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があるかを判定する工程を備えた、
請求項１から８のいずれかに記載の被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項１０】
前記施工不良箇所を、色または濃淡で示した施工不良判定画像として表示する工程を備えた、
請求項９に記載の被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項１１】
前記領域形状を前記対象部位と関連付けて記憶させる工程を備えた、
請求項１から１０いずれかに記載の被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項１２】
前記被覆材を施工する工程の前において、前記対象部位の水分率を計測する工程と、
前記水分率を前記対象部位および／または前記領域形状と関連付けて記憶させる工程とを備えた、
請求項１１に記載の被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項１３】
前記対象部位の温度分布を測定する工程と、
前記温度分布と前記領域形状を関連付けて記憶させる工程とを備えた、
請求項１１に記載の被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項１４】
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る、
請求項１から１３のいずれか一項に記載の被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項１５】
前記被覆材を施工する工程において、吹き付け条件を取得する工程と、
前記吹き付け条件を前記対象部位および／または前記領域形状と関連付けて記憶させる工程とを備えた、
請求項１４に記載の被覆材の三次元形状の計測方法。
【請求項１６】
対象部位に施工した被覆材の三次元形状を計測するシステムであって、
三次元計測装置と、
前記三次元計測装置が計測したデータを記憶する記憶部と、
データ処理部とを備え、
前記記憶部は、前記被覆材を施工する前の前記対象部位の表面の三次元形状を含む施工前形状データと、前記被覆材を施工中または施工後の前記被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状データとを記憶し、
前記データ処理部は、前記施工前形状データと前記施工形状データから前記被覆材の表面および前記被覆材と前記対象部位との接触面からなる領域形状を算出する、
被覆材の三次元形状の計測システム。
【請求項１７】
対象部位に被覆材を施工する施工方法であって、
前記被覆材を施工する前の前記対象部位の表面の三次元形状を含む施工前形状を取得する工程と、
前記対象部位に前記被覆材を施工する工程と、
前記被覆材を施工中または施工後の前記被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状を取得する工程と、
前記施工前形状と施工形状の位置合わせを行う工程と、
前記施工前形状と前記施工形状から、前記被覆材の表面および前記被覆材と前記対象部位との接触面からなる領域形状を算出する工程とを備えた、
被覆材の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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部位に施工される被覆材の三次元形状の計測方法、被覆材の三次元形状の計測システム、および、被覆材の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、その厚みによって断熱効果が大きく左右されるため、均等な厚み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、厚みの誤差が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、その厚みを確認し、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、その厚みを計測し、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、厚みの計測値）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差し込むことで断熱材に物理的なダメージを与えるうえ、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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−５２６１２１号公報
【特許文献２】特開２０１７−５３６９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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み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みを制御するものであるため、吹き付け作業と厚みの確認（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。特許文献１は、ミスのないロボットを用いることを前提としているため、全体的な品質の確認を行うものではない。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、建築物の壁等に設けられる被覆材の三次元形状の計測方法、被覆材の三次元形状の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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、対象部位に施工した被覆材の三次元形状を計測する方法であって、前記被覆材を施工する前の前記対象部位の表面の三次元形状を含む施工前形状を取得する工程と、前記対象部位に前記被覆材を施工する工程と、前記被覆材を施工中または施工後の前記被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状を取得する工程と、前記施工前形状と施工形状の位置合わせを行う工程と、前記施工前形状と前記施工形状から、前記被覆材の表面および前記被覆材と前記対象部位との接触面からなる領域形状を算出する工程とを備えたことを特徴としている。
本発明において「三次元形状」とは物体の立体形状を表したものである。「被覆材の三次元形状」とは、被覆材の厚みを含んだ三次元形状をいう。「被覆材の厚み」とは、対象部位（施工面）に対して略垂直な方向の長さをいう。「表面の三次元形状」とは、厚みを含まない表面の三次元形状をいう。「領域形状」とは、被覆材の空間側に露出している部分（被覆材の表面）と、被覆材が対象部位と接触（接着）している部分（被覆材と対象部位との接触面）からなる仮想領域の三次元形状をいう。つまり、空間上で被覆材が存在する領域を表したものである。
三次元形状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、３次元座標の集合（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。
なお「施工中」とは、現場において予定される作業が全部終わる前であって、被覆材を対象部位に一定の領域吹き付けた後の状態をいう。「施工後」とは、予定される作業が全部終わって、対象部位が被覆材によって覆われた状態をいう。
【０００７】
本発明は、施工前形状および施工形状を取得し、それらに基づいて被覆材の三次元形状を算出する。目に見えない部分である接触面の形状も含めた領域形状を被覆材の三次元形状として算出しているため、施工不良な点を簡単に、かつ、正確に突き止めることができる。そのため、この計測方法を使用して被覆材の施工を行うことにより、作業者の熟練度に限らず、高精度に施工でき、かつ、施工品質の均一化が図れる。そして、被覆材の三次元形状のデータは、施主等に提示するための客観的なデータとして品質管理に利用することができる。
【０００８】
本発明の被覆材の三次元形状の計測方法であって、前記位置合わせの工程を基準点に基づいて前記施工前形状と施工形状の位置合わせで行うのが好ましい。この場合、前記施工前形状に前記基準点を設定する工程と、前記施工形状に前記基準点を設定する工程をさらに備え、前記被覆材を施工する工程は、前記基準点を被覆材で被覆しないように被覆材を施工するのが好ましい。このような基準点としては、前記対象部位に設けられるマーカあるいは、前記対象部位に隣接もしくは近傍に位置した構造物が挙げられる。特に、前記基準点がマーカであり、前記施工前形状を取得する工程の前に、前記対象部位に前記基準点としてマーカを設ける工程を有するのが好ましい。
前記位置合わせの工程が、基準点に基づいて前記施工前形状と施工形状の位置合わせで行う場合、基準点を手掛りに形状同士の位置と向きを合わせることにより、２つの形状の位置合わせが正確にできる。なお、施工前形状に基準点を設定し、かつ、その基準点を被覆材で被覆しないように被覆材を施工する場合、施工する領域にその基準点が現れるため、基準点に基づいた位置合わせが容易にできる。特に、施工前形状を取得する工程の前に、前記対象部位に前記基準点としてのマーカを設ける工程をさらに有する場合、基準点を確実に対象部位内に設けることができ、位置合わせの精度を向上させることができる。
【０００９】
本発明の被覆材の三次元形状の計測方法であって、前記施工前形状を取得する工程および前記施工形状を取得する工程を、三次元計測装置を用いて取得し、前記三次元計測装置の位置に基づいて前記施工前形状と施工形状の位置合わせを行うのが好ましい。
このように形状取得時における三次元計測装置の空間上の三次元座標および向きが分かっていれば、施工前形状と施工形状の位置合わせを簡単に行うことができる。例えば、施工現場の所定の位置を原点とする絶対座標系を定めておき、施工現場に設置した三次元計測装置の当該座標系における位置（具体的には三次元計測装置の位置座標と向きからなるローカル座標系）を、測量機等を用いて測位する。施工前形状取得時および施工形状取得時それぞれで測位しておけば、その位置情報を基に２つの形状の位置合わせが可能である。なお、三次元計測装置の位置を変化させずに施工前形状と施工形状を取得した場合は、２つの形状に相対的な位置の差はないため、座標系を合わせるだけで位置合わせができる。
【００１０】
本発明の被覆材の三次元形状の計測方法であって、前記領域形状を被覆材画像として表示する工程をさらに備えるのが好ましい。特に、前記被覆材画像が、前記領域形状から導き出される画像であって、前記被覆材の厚さの分布を色または濃淡で示したものであるものが好ましい。
このように領域形状を画像として表示することにより、施工不良の有無がわかりやすい。特に、厚み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。
【００１１】
本発明の被覆材の三次元形状の計測方法であって、前記領域形状に基づい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があるかを判定する工程をさらに備えるのが好ましい。特に、前記施工不良箇所を、色または濃淡で示した施工不良判定画像として表示する工程を備えるのが好ましい。
このように施工不良箇所があるかを判定する場合、被覆材を高精度に施工することができる。特に、施工不良判定画像は、作業性も高くなる。
【００１２】
本発明の被覆材の三次元形状の計測方法であって、前記領域形状を対象部位と関連付けて記憶させる工程をさらに備えるのが好ましい。特に、前記被覆材を施工する工程の前において、前記対象部位の水分率を計測する工程と、前記水分率を前記対象部位および／または前記領域形状と関連付けて記憶させる工程とを備えるのが好ましい。あるいは、前記対象部位の温度分布を測定する工程と、前記温度分布と前記領域形状を関連付けて記憶させる工程とを備えるのが好ましい。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、前記被覆材を施工する工程において、吹き付け条件を取得する工程と、前記吹き付け条件を前記対象部位および／または前記領域形状と関連付けて記憶させる工程とを備えるのが好ましい。
このように被覆材の三次元形状として算出した領域形状と対象部位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部位が多数ある場合、管理しやすい。特に、対象部位および／または領域形状と、対象部位の水分率、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。
【００１３】
本発明の被覆材の三次元形状の計測システムは、対象部位に施工した被覆材の三次元形状を計測するシステムであって、三次元計測装置と、前記三次元計測装置が計測したデータを記憶する記憶部と、データ処理部とを備え、前記記憶部は、前記被覆材を施工する前の前記対象部位の表面の三次元形状を含む施工前形状データと、前記被覆材を施工中または施工後の前記被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状データとを記憶し、前記データ処理部は、前記施工前形状データと前記施工形状データから前記被覆材の表面および前記被覆材と前記対象部位との接触面からなる領域形状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、対象部位への被覆材の施工を高速化でき、かつ、被覆材を高精度に施工することができる。
【００１４】
本発明の被覆材の三次元形状の計測システムの第２の態様は、対象部位に施工した被覆材の三次元形状の計測システムであって、三次元計測装置と、前記三次元計測装置が計測したデータを記憶する記憶部と、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、前記記憶部は、前記被覆材を施工する前の前記対象部位の表面の三次元形状を含む施工前形状と、前記被覆材を施工中または施工後の前記被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状とを記憶し、前記データ処理部は、前記施工前形状データと前記施工形状データから前記被覆材の表面および前記被覆材と前記対象部位との接触面からなる領域形状を算出し、前記表示部において、使用者の視界における対象部位上に、前記領域形状から導かれる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。
この被覆材の三次元形状の計測システムにおいて、前記表示部は、透明であっても、不透明であってもよい。
本発明の被覆材の三次元形状の計測システムの第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、使用者は現場で施工中にリアルタイムで被覆材の三次元形状を確認できる。そのため、一層施工時間を短縮させることができる。
【００１５】
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対象部位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。
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、使用者の移動を感知する慣性計測装置（ＩＭＵ）を備え、前記記憶部は対象部位を含む作業空間の三次元データを記憶し、前記データ処理部は使用者の移動に応じた使用者の作業空間内の位置を算出し、前記作業空間内における使用者の位置に基づいて現実の前記対象部位の位置に合わせてリアルタイム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。
なお、画像取得部が撮影した画像及び作業空間内における使用者の位置の両方に基づいて対象部位に被覆材画像をオーバーラップさせてもよい。
さらに、前記の三次元計測装置、表示部、記憶部、データ処理部および慣性計測装置を一体的に構成し、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。これを施工作業者が装着して施工作業を行うことで、自身が施工している被覆材の三次元形状（厚さ）をリアルタイムに確認しながら施工作業を行うことができる。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、従来必要だった施工後の厚さチェック作業も不要となる。
【００１６】
本発明の被覆材の施工方法は、対象部位に被覆材を施工する施工方法であって、前記被覆材を施工する前の前記対象部位の表面の三次元形状を含む施工前形状を取得する工程と、前記対象部位に前記被覆材を施工する工程と、前記被覆材を施工中または施工後の前記被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状を取得する工程と、前記施工前形状と施工形状の位置合わせを行う工程と、前記施工前形状と前記施工形状から、前記被覆材の表面および前記被覆材と前記対象部位との接触面からなる領域形状を算出する工程とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、現場の作業者が、施工不良の部位を正確に、かつ、簡単に確認することができる。また被覆材の品質の客観的なデータを作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の被覆材の三次元形状の計測方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。
【図２】図２ａは施工前形状を示す斜視図であり、図２ｂは施工後形状を示す斜視図であり、図２ｃは被覆材の三次元形状として算出した領域形状を示す斜視図である。
【図３】本発明の被覆材の三次元形状の計測方法の第２の実施形態を示すフローチャートである。
【図４】本発明の被覆材の三次元形状の計測システムの第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の被覆材の三次元形状の計測システムの第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図６】施工現場の全体を示す画像である。
【図７】図７ａは断熱材を施工する前を示す写真図であり、図７ｂは断熱材を施工した後を示す写真図である。
【図８】断熱材の三次元形状として算出した領域形状を示す被覆材画像の一例である。
【図９】図９ａ、図９ｂは、それぞれ断熱材の三次元形状として算出した領域形状を示す被覆材画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、図１のフローチャートを参照して、対象部位に施工した被覆材の三次元形状の計測方法（以下、計測方法とする）の実施形態について説明する。
初めに、実施形態の計測方法が計測する被覆材は、作業者等が、現場において対象部位に施工することによって被覆するものである。
対象部位としては、建築物の壁、床、屋根、天井、屋上などが挙げられ、特に屋根・天井のような厚み測定の難しい部位に有用である。
被覆材としては、断熱材、防水材、一般建材（ＦＲＰ、ＦＲＣ、ＦＲＧ）等が挙げられる。断熱材としては、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、施工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。
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、施工後の厚みが塗布に比べて均一な厚さにすることが難しいため、本発明の計測方法に適している。
【００２０】
この実施形態において、後述するように被覆材を施工する前後の対象部位の表面の三次元形状（施工前形状および施工形状）を比較する工程を備えているが、それらを比較する際に手掛かりとする基準点が用いられる。つまり、基準点に基づいて、２つの形状の位置合わせを行う。この基準点は、対象部位に被覆材を施工した後も、被覆材によって覆われず確認できる部位またはものが選択される。
【００２１】
このような基準点としては、例えば、対象部位または対象部位に隣接もしくは近傍に設けられる円や四角等の二次元マーカあるいは球体やキューブ等の三次元マーカ、または、対象部位に隣接もしくは近傍に位置した構造物が挙げられる。特に、二次元マーカあるいは三次元マーカは、対象部位上に直接設けることが好ましい。対象部位内に基準点が設けられることになり、計算しやすい。
二次元マーカとしては、円や四角等のパターン図形を印刷した紙やフィルム、ＱＲコード（登録商標）などを用いたＡＲマーカ、または対象部位にパターン図形を直接投影してもよい。
三次元マーカとしては、球体やキューブ等のものだけでなく、対象部位に存在する下地材、スペーサ、スタッド等の部材で代用してもよい。三次元マーカとして、下地材、スペーサ、スタッド等の部材を用いる場合、基準点として特別なものを設ける必要がなく好ましい。
構造物としては、例えば、対象部位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。
基準点は１箇所でもよいが、位置合わせの精度を高めるために上記いずれの２箇所以上とするのが好ましい。
【００２２】
次に工程について説明する。計測方法は、図１のフローチャートに示すように、被覆材を施工する前の対象部位の表面の三次元形状を含む施工前形状を取得する工程（第１工程）と、施工前形状に基準点を設定する工程（第２工程）と、対象部位に被覆材を施工する工程（第３工程）と、被覆材を施工中または施工後の被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状を取得する工程（第４工程）と、施工形状に基準点を設定する工程（第５工程）と、施工前形状と施工形状の位置合わせを行う工程（第６工程）と、施工前形状と施工形状から領域形状を算出する工程（第７工程）と、領域形状から導き出される被覆材画像を作成して表示する工程（第８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９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１０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１１工程）とを有する。
【００２３】
第１工程は、被覆材を施工する前の対象部位の表面の三次元形状（以下、「表面形状」という。）を含む施工前形状を取得する。「表面の三次元形状」とは、厚みを含まない表面の三次元形状を表したものをいう。例えば、対象部位の表面形状を表す三次元座標の集合等が挙げられ、三次元計測装置等で対象部位をスキャンした点群データや、３ＤＣＡＤソフトでモデリングした対象部位のＣＡＤデータ等が含まれる。
図２ａは、断熱材Ｃ（被覆材）が設けられる前のスペーサＳ（三次元マーカ）が設けられた壁面Ｗ（対象部位）及び柱Ｐの表面形状（構造体）からなる施工前形状である。このようなスペーサＳ（三次元マーカ）は、施工前形状を取得する工程の前に、壁面Ｗ（対象部位）に設けられる。
図２ａに示すように、施工前形状は、少なくとも対象部位の表面形状があればよく、対象部位の厚みは無くてもよい。この実施形態において施工前形状は、被覆材を施工する前の対象部位（図２ａの壁面Ｗ）および基準点（図２ａのスペーサＳ及び柱Ｐ）の表面形状が含まれる。
【００２４】
このような施工前形状は、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）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も存在する。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。
しかし、施工前形状の取得方法は、三次元計測装置によるものに限定されず、設計図面等の既存の３ＤＣＡＤデータを取り込んでもよい。
【００２５】
第２工程は、施工前形状に基準点を設定する。具体的には、施工前形状のデータにおいて、被覆材によって覆わない部位を作業者が指示する。基準点は１箇所でもよいが、方向やスケールを合わせるために２箇所以上を設定するのが好ましい。例えば、図２ａの施工前形状では７つのスペーサＳ及び柱Ｐを基準点として設定する。
なお、施工前形状を取得する前に、あらかじめ基準点を決めている場合や専用のマーカを用いる場合は、基準点の形状や色等の特徴を手がかりに二次元又は三次元パターンマッチング手法によって自動的に基準点を設定するようにしてもよい。
また、施工前形状を設計図面等の既存の３ＤＣＡＤデータから取り込む場合、３ＤＣＡＤデータに対して基準点の位置を設定すればよい。
【００２６】
第３工程は、対象部位に被覆材を施工する。被覆材は、上述したように、基準点を覆わないように施工される。なお、施工方法は、上述したように吹き付けまたは塗布による。
本実施形態では、仕上げ処理が必要かの最終確認を行うため、被覆材を被覆する工程において、被覆材の厚みを確認する必要がない。厚みの確認を行わないことにより、塗装と厚みの確認作業とを独立して行うことができ、作業を単純化でき、作業時間を短縮できる。また検査ピンによって被覆材を損傷するおそれがない。しかし、被覆材の厚みの確認を行いながら被覆材を被覆してもよい。
【００２７】
第４工程は、被覆材を施工中または施工後の被覆材の表面形状を含む施工形状を取得する。「施工中」とは、現場において予定される作業が全部終わる前であって、被覆材を対象部位に一定の領域吹き付けた後の状態をいう。つまり、施工中の施工形状とは、対象部位への被覆材の吹き付けを２以上の複数回に分けたとき、施工が完成する前の状態における被覆材の表面形状、あるいは、被覆材の表面形状と対象部位の表面形状を含んだ形状となる。一方、施工後の施工形状とは、対象部位が被覆材で覆われているため、対象部位の表面形状を含まない被覆材の表面形状を含んだ形状となる。
図２ｂは、施工後の断熱材Ｃ（被覆材）およびスペーサＳ（三次元マーカ）が設けられた壁面Ｗ（対象部位）と、柱Ｐ（構造体）との表面形状からなる施工形状である。また図２ｂにおいて、想像線で示すように壁面Ｗの半分まで被覆材を設けた施工中の場合は、半分だけ施工した断熱材の表面形状と施工されていない残り半分の対象部位の表面形状からなる施工形状となる。つまり、施工形状には、施工した被覆材自体の表面形状と、被覆材に被覆されなかった対象部位の表面形状および基準点の表面形状を含む。
施工形状は、第１工程と同様の三次元計測装置で取得する。その場合、三次元計測装置の三次元スキャナー、または、ステレオカメラを同じ位置に固定して第１工程および第３工程を行うことにより、施工前形状および施工形状のスケールおよび位置関係を同じにすることができ、位置合わせを簡単に行うことができる。
【００２８】
第５工程は、施工形状に基準点を設定する。被覆材を施工後、基準点は被覆材によって覆われてないため、施工形状に設定する基準点は施工前形状の基準点と一対一で対応する。その設定方法としては、第１工程で施工前形状に基準点を設定したときと同じ方法を用いることができる。例えば、作業者が、図２ｂにおける施工形状のスペーサＳ及び柱Ｐを基準点として設定する。なお、施工前形状の基準点を設計図面等の既存の３ＤＣＡＤデータに対して設定している場合、施工形状において施工前形状の基準点と一対一となる点を設定する。
【００２９】
第６工程は、施工前形状と施工形状の位置合わせを行う。この実施形態では、基準点に基づいて施工前形状と施工形状の位置合わせを行う。
施工前形状の基準点と、施工形状の基準点は、一対一で対応しているため、この基準点で施工前形状および施工形状の位置合わせを行う。つまり、座標、スケール、角度等を合わせる。例えば、三次元計測装置の位置を変えて施工前形状及び施工形状を取得した場合、それぞれの向き、スケールは異なっている。そのため、これらの向き、スケールを合わせた上でそれぞれの位置を合わせる。なお、三次元計測装置を固定している場合、取得される施工前形状および施工形状の座標系は同じであるが、基準点に基づいて計測することにより、計測装置自体の計測誤差を小さくすることができる。しかし、様々な作業が行われている建築現場等において、現場に三次元計測装置を固定したままにすることは難しい場合がある。この実施形態の計測方法によれば、そのような現場でも正確に位置合わせができる。
【００３０】
第７工程は、施工前形状と施工形状から領域形状を算出する。領域形状は、被覆材の表面および接触面からなる仮想領域の三次元データであって、三次元座標の集合からなる。被覆材の表面とは被覆材が露呈している外側の部分を指し、接触面とは被覆材が対象部位と接している内側の部分を指す。つまり、空間上で被覆材が存在する領域を表したものであり、被覆材の三次元形状として算出する形状である。そのため、この領域形状に基づいて被覆材の厚さを求めることができる。
施工形状は施工前形状に被覆材が追加された形状であるため、領域形状は、位置合わせを行った状態において、施工形状から施工前形状を差し引くこと（差分処理）により算出できる。差分処理は、具体的には２つの形状で重複部分を除去する処理である。両方の三次元形状データを構成する点群の座標同士を減算してもよいし、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。またそれぞれの形状の点群からボクセル等で表現されるボリュームデータを作成し、施工前形状と施工形状とのボリュームデータ同士で体積の差分を計算してもよい。図２ｃは、図２ｂの施工形状から図２ａの施工前形状を差し引いた断熱材Ｃの三次元形状として算出した領域形状である。つまり、図２ａと図２ｂの形状同士で重なり合う部分（例えば、柱Ｐの被覆されなかった部分やスペーサＳの前面部分など）を除去し、残った部分の形状が領域形状となる。
【００３１】
第８工程は、領域形状から被覆材画像を作成して表示する。
詳しくは、領域形状を表す三次元データから導き出される画像であって、被覆材の厚みを色または濃淡で示した被覆材画像を作成して表示する。
被覆材の三次元データから導き出される画像としては、三次元的に表現したパースペクティブ画像や、被覆材の領域形状を所定の平面（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。
【００３２】
第９工程は、領域形状に基づいて仕上げ処理が必要かを判断する。詳しくは、領域形状の三次元データに基づいて、被覆材の厚みが所定の範囲から外れている施工不良箇所があるかを判定する。例えば、第８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。断熱材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、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すのが好ましい。これにより第１０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１０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１１工程に行く。
【００３３】
第１０工程は、仕上げ処理を行う。つまり、第９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、被覆材の厚み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る。なお、仕上げ処理を行った後は、その状態が被覆材を被覆した後の対象部位となるため、第４工程に戻り、その施工形状を取得する。
その後、第９工程において、仕上げ処理が不必要となるまで第４工程から第１０工程を繰り返す。
【００３４】
第１１工程は、被覆材の三次元形状を対象部位と関連付けてデータベースとして記憶させる。つまり、第９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部位の位置情報や識別情報と、被覆材の三次元形状として算出した領域形状とを関連付けて記憶させておくことにより、対象部位（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。
【００３５】
このように本実施形態の被覆材の三次元形状の計測方法は、施工前形状と施工形状から領域形状を算出しているため、作業者の熟練度に限らず、均一な品質を提供することができる。特に、作業者による人為的なミスがあっても施工不良を見つけることができる。
また、施工後、これまでは飛び飛びに検査ピンで確認したマークが記された部分的な被覆材の写真でしか被覆材の品質を証明することができなかったが、被覆材画像（または三次元データ）として保管することができるため、その品質保証の証明力が高い。
さらに、被覆材の三次元データを、被覆材の形状と、被覆材の厚みとを関連付けた被覆材画像に変換しているため、被覆材の厚みが所定の範囲に含まれる位置（正常な位置）と、被覆材の厚みが所定の範囲に含まれない位置（施工不良な位置）とを一目で確認することができる。そのため、作業者は、現場において、この被覆材画像に基づいて仕上げ作業を行うことにより、作業の高速化、一層の高精度化を実現することができる。
【００３６】
基準点を設定する実施形態の被覆材の三次元形状の計測方法は、上記に限定されるものではない。
例えば、被覆材画像を作成する工程（第８工程）において、厚みを色または濃淡で示した被覆材画像を挙げているが、厚み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８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、被覆材の厚みデータとを関連付けた表を表示してもよい。
他に、被覆材を施工する工程（第３工程）の前において、対象面の水分率を計測し、その水分率を対象面および／または領域形状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、断熱材の三次元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。
【００３７】
また、被覆材を施工する工程（第３工程）の前において、対象部位の温度分布を、サーモカメラ等を用いて計測し、その温度分布を領域形状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、基準点に基づいて被覆材の三次元形状にマッピングしてもよい。
また、被覆材を施工する工程（第３工程）において、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対象面および／または領域形状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。
さらに、被覆材を施工する工程（第３工程）において、施工時の室内の環境情報（温度、湿度等）を取得し、その環境情報を対象面および／または被覆材の三次元データと関連付けて記憶させてもよい。
【００３８】
次に、図３のフローチャートを参照して、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、基準点を設定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、三次元計測装置で被覆材を被覆する前の対象部位を含む施工前形状を取得する工程（第１Ａ工程）と、対象部位に被覆材を施工する工程（第２Ａ工程）と、施工前形状と同じ位置から前記三次元計測装置で被覆材を施工した後の被覆材の表面の三次元形状および対象部位の表面の三次元形状を含む施工形状を取得する工程（第３Ａ工程）と、施工前形状と施工形状の位置合わせを行う工程（第４Ａ工程）、施工前形状と施工形状から領域形状を算出する工程（第５Ａ工程）と、領域形状から導き出される被覆材画像を作成して表示する工程（第６Ａ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７Ａ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８Ａ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９Ａ工程）とを有する。
なお、第１Ａ工程は、図１の実施形態の第１工程と実質的に同じであり、第５Ａ工程から第９Ａ工程は、図１の実施形態の第７工程から第１１工程と実質的に同じ工程である。
【００３９】
第２Ａ工程は、対象部位に被覆材を施工する。施工前形状には基準点を設定していないため、施工前形状の全部に被覆材を施工してもよい点で、図１の実施形態の第３工程と異なる。他の構成は、図１の実施形態の第３工程と実質的に同じである。
第３Ａ工程は、施工前形状と同じ位置から前記三次元計測装置で被覆材を施工後の被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状を取得する。つまり、三次元計測装置を施工前形状と同じ位置に固定して、施工形状を取得しているため、施工前形状と施工形状とは、三次元計測装置の位置に基づいて同じ座標系であると推定できる。
ここで「施工前形状と同じ位置」とは、対象部位に対して三次元計測装置の位置、向きを同じにして施工形状を取得することを意味する。また、三次元計測装置の画角や解像度などの計測条件も同じにするのが好ましい。他の構成は、図１の実施形態の第４工程と実質的に同じである。
第４Ａ工程は、施工前形状と施工形状との位置合わせを行う。この実施形態の場合、三次元計測装置の位置を固定しているため、位置合わせ工程は、施工前形状と施工形状の座標系を合わせるだけでよい。つまり、第１実施形態と異なり、位置合わせ工程において２つの形状の位置と向きを補正する処理が省略される。
【００４０】
このような工程から構成されているため、図１の実施形態と同様の効果が得られる。つまり、施工が完了してから厚みの確認作業ができ、作業者の熟練度に限らず、均一な品質を提供することができる。また、証明力が高いデータを取得することができる。
なお、この実施形態は、三次元計測装置の能力が低いと誤差が大きくなるため、図１の実施形態のように基準点を設け、三次元計測装置及び基準点の両方に基づいて位置合わせを行うのが好ましい。
【００４１】
基準点を設定しない第２の実施形態の被覆材の三次元形状の計測方法も、上記に限定されるものではない。
例えば、施工形状を取得する工程（第３Ａ工程）において、施工前形状と同じ位置から三次元計測装置で施工形状を取得するとしているが、設計図面等の既存の３ＤＣＡＤデータ等の対象部位を含む作業空間の三次元データを有している場合、施工前形状と異なる位置から三次元計測装置で施工形状を取得してもよい。この場合、施工形状を取得した後、施工前形状と施工形状の位置合わせを行う。つまり、三次元計測装置の位置と姿勢をその三次元データ上に登録することにより、それぞれ施工前および施工後における対象部位と三次元計測装置との位置関係（座標系の変換行列）が算出できるため、その位置関係に基づいて施工前形状及び施工形状の位置合わせができる。
【００４２】
上述した本発明の被覆材の三次元形状の計測方法は、被覆材の施工方法に用いることができる。
【００４３】
次に、本発明の被覆材の三次元形状の計測システム（以下、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４の計測システム１０は、三次元計測装置１１と、制御部１２と、表示部１３とを備えている。三次元計測装置１１は、被覆材を施工する前の対象部位の表面の三次元形状を含む施工前形状、ならびに、被覆材を施工した後の被覆材の表面の三次元形状および対象部位の表面の三次元形状を含む施工形状を計測する。この計測システム１０は、本発明の被覆材の三次元形状の計測方法に用いることができる。
【００４４】
三次元計測装置１１は、レーザー光を発光する発光部１１ａと、対象面（または被覆材を被覆した対象面）で反射したレーザー光を受光する受光部１１ｂ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１１は、図１の実施形態と実質的に同じものであり、対象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。三次元スキャナーは、対象面の状態にかかわらず繰返し精度が比較的安定しているため好ましい。
【００４５】
制御部１２は、記憶部１６と、被覆材の三次元データを算出するデータ処理部１７とを備えている。
記憶部１６は、三次元計測装置１１が計測した被覆材を施工する前の対象部位および基準点の表面形状を含む施工前形状データと、被覆材を施工した後の被覆材、対象部位および基準点の表面形状を含む施工形状データとを記憶する。また後述するようにデータ処理部１７によって算出される被覆材の三次元データ（および／または被覆材画像）と対象部位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対象面および三次元データと関連付けて記憶させてもよい。
【００４６】
データ処理部１７は、施工前形状データと施工形状データから領域形状を算出する。具体的には、基準点あるいは三次元計測装置の位置に基づいて施工前形状と施工形状の位置合わせを行い、施工形状から施工前形状を差し引くことにより、領域形状を算出する。
またデータ処理部１７は、その領域形状から導き出される被覆材の画像であって、被覆材の厚み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の実施形態と実質的に同じものである。
さらにデータ処理部１７は、領域形状に基づいて、被覆材の厚み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。
【００４７】
表示部１３は、データ処理部１７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。
【００４８】
この計測システム１０は、三次元計測装置１１を設置し、施工前形状データと施工形状データを取得することにより、被覆材の全体形状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三次元形状と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三次元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。
【００４９】
本発明の計測システムの第２の実施形態として、計測システム１０の表示部１３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１７において、対象部位と、対象部位に投影する被覆材の画像との位置合わせを行い、対象部位にその被覆材の厚み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。
【００５０】
本発明の計測システムの第３の実施形態の計測システム２０は、図５に示すように、三次元計測装置１１と、制御部１２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、被覆材の三次元画像が、使用者の視界における対象部位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１１、及び、記憶部１６及びデータ処理部１７を備えた制御部１２は、図４の計測システム１０と実質的に同じである。
【００５１】
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。
【００５２】
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１７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、画像データの対象部位に被覆材画像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対象部位に、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１７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１７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１７で行ってもよい。
【００５３】
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。つまり、メガネ型ディスプレイ３０を装着することにより、第１の実施形態の計測システム１０と異なり、リアルタイムの領域形状がわかる。つまり、メガネ型ディスプレイ３０を装着しながら被覆材の施工を行うことにより、被覆材を吹き付けながら被覆材の三次元形状（厚み）を確認でき、一層施工時間を短縮させることができる。
なお、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。
【００５４】
本発明の計測システムの第４の実施形態として、メガネ型ディスプレイ３０に、使用者の移動を感知する慣性計測装置（ＩＭＵ）を設けたものが挙げられる。この場合、ディスプレイ用記憶部３３ａは、対象部位を含む作業空間の三次元データをさらに記憶する。つまり、あらかじめ施工前形状のデータを記憶していることとなる。ディスプレイ用データ処理部３３ｂは使用者の移動に応じた使用者の作業空間内の位置を算出し、作業空間内における使用者の位置を算出する。そのため、一度、使用者の初期位置を作業範囲内に登録（キャリブレーション）すれば、その使用者の位置の変化に基づいて、使用者が表示部３１を介して見える対象部位を計算できる。そして、算出された対象部位に、被覆材画像をオーバーラップさせて表示部３１に表示する。ＩＭＵとしては、加速度センサやジャイロセンサ等が挙げられる。なお、この表示部３１も不透明にしてよい。
このように第４の実施形態は、画像取得部が撮影した画像及び作業空間内における使用者の位置の両方に基づいて対象部位に被覆材画像をオーバーラップさせるため、一層精度高くオーバーラップさせることができる。またＩＭＵを備えている場合、画像取得部３２及びそれによって撮影された画像の処理を省略することができる。ＩＭＵによって、作業空間内における使用者と対象部位との位置関係はリアルタイムで算出できるためである。
【００５５】
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１１及び制御部１２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。
【００５６】
この操作方法は、あらかじめ本体内の記憶装置に対象部位の施工前形状を取り込んでおき、被覆材を施工する作業者がＨｏｌｏＬｅｎｓ（登録商標）を装着し、施工中の対象部位の３次元形状（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、現実の施工部位に被覆材画像をオーバーラップさせるように投影する。この際、基準点の設定方法は、施工前形状に対して任意の基準点位置を設定しておき、施工作業を行う前に、現場において、所定の二次元または三次元マーカを基準点位置に対応する現実の位置に置き、２Ｄカメラまたは３Ｄセンサで撮影することで位置合わせとスケール合わせをすることができる。またＩＭＵを搭載しているため、上記基準点を設定するキャリブレーション作業を一度実施すれば、後は使用者の移動に追従して被覆材画像の位置または向きを調整して表示させることができる。
もちろん他の実施形態と同様に基準点を自動的に抽出し、リアルタイムにトラッキングすることで施工前形状と施工形状の位置合わせを行ってもよい。これにより、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。
【実施例】
【００５７】
図６の画像は、三次元計測装置（ＦＡＲＯ  ＦｏｃｕｓＳ  ７０）を用いて作成した画像である。この図６の建築物の左側の壁面及び右側の壁面に、表１の硬質ウレタンフォームを吹き付けて断熱材を施工した。
図７ａ、図７ｂは、建築物の左側の壁面の施工前形状及び施工形状の一部を示す。そして、ＦＡＲＯ  ＦｏｃｕｓＳ  ７０を三次元計測装置１１とした図４の計測システム１０を用いて断熱材の三次元形状を計測した。図８は、建築物の左側の壁面に施工した断熱材を斜め上から見た被覆材画像である。図９ａは建築物の左側の壁面に施工した断熱材を正面から見た被覆材画像であり、図９ｂは建築物の右側の壁面に施工した断熱材を正面から見た被覆材画像である。
【００５８】
【表１】
2020076585.tif 000003
【００５９】
図８では、所定の厚みの範囲から外れた部分については、その数値および位置が引き出し線によって特定されている。このように図８及び図９から断熱材の厚みの不足部および過剰部等の施工不良が一目でわかる。作業者は、この現場において、この画像を足がかりに仕上げ処理を行うことができる。そのため、仕上げ処理を簡単に行え、かつ、作業者の熟練度による品質の差を最小限にすることができる。
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、品質保証としてのデータとしても最適である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  計測システム
１０ａ  計測システム
１１  三次元計測装置
１１ａ  発光部
１１ｂ  受光部
１２  制御部
１３  表示部
１６  記憶部
１７  データ処理部
３０  メガネ型ディスプレイ
３１  表示部（レンズ）
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
Ｃ  断熱材
Ｓ  スペーサ
Ｗ  壁面
【図１】
2020076585.tif 000004
【図２】
2020076585.tif 000005
【図３】
2020076585.tif 000006
【図４】
2020076585.tif 000007
【図５】
2020076585.tif 000008
【図６】
2020076585.tif 000009
【図７】
2020076585.tif 000010
【図８】
2020076585.tif 000011
【図９】
2020076585.tif 000012