(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に杭を打ち込む際に使用する杭打ち監視システムであって、打ち込み途時の前記杭を撮影する複数の撮影手段と、これらの撮影手段で撮影された杭映像を画面に表示する映像表示手段と、この映像表示手段により画面に表示される杭映像上で前記杭の打ち込み角度を確認する打ち込み角度確認手段とを有し、前記撮影手段と前記映像表示手段とは通信回線により接続され、前記打ち込み角度確認手段は、前記杭映像と共に画面に表示され前記杭の目標とする打ち込み角度を示すカーソル線を有し、このカーソル線の画面上における角度及び位置は、前記撮影手段，前記打ち込み途時の杭の位置並びに前記撮影手段のパン，チルト角度及び倍率に基づいて演算されるものであることを特徴とする杭打ち監視システム。
【請求項２】
請求項１記載の杭打ち監視システムにおいて、前記撮影手段は、前記杭の前方の異なる方向の２ヶ所に設けられていることを特徴とする杭打ち監視システム。
【請求項３】
請求項２記載の杭打ち監視システムにおいて、前記２ヶ所の撮影手段は、前記杭を中心とした平面内で挟角が略９０°となる位置に設けられていることを特徴とする杭打ち監視システム。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項に記載の杭打ち監視システムにおいて、前記映像表示手段は、前記杭映像を複数並設して表示するものであることを特徴とする杭打ち監視システム。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載の杭打ち監視システムにおいて、前記打ち込み角度確認手段は、前記撮影手段で撮影された前記杭映像の側縁、若しくは、前記杭映像の杭側面に軸方向に直線状に設けられたマーキングの縁が前記カーソル線と一致するか否かを視認することで、前記杭が目標とする打ち込み角度にあることを視認するものであることを特徴とする杭打ち監視システム。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか１項に記載の杭打ち監視システムにおいて、前記映像表示手段及び前記打ち込み角度確認手段は、前記杭を前記地盤に打ち込む機構を具備した杭打機に設けられていることを特徴とする杭打ち監視システム。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項に記載の杭打ち監視システムにおいて、前記通信回線は無線回線であることを特徴とする杭打ち監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭打機により杭を地盤に打ち込む際に用いる杭打ち監視システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土木基礎工事で施工される基礎杭（以下、単に、「杭」という。）は、三点パイルドライバ等の杭打機を用いて打ち込みされるものであり、当然のことながら、杭は地盤に対して所定の角度で打ち込まれなければならず、そのため施工中においては、杭の打ち込み角度を常に計測し、適宜打ち込み角度を修正している。
【０００３】
ところで、この杭打機は、例えば、特許文献１に示されるような、運転操作室を有する杭打機本体の前面に起伏自在に設けられたリーダを備え、このリーダの前面に例えば、オーガ及び油圧ハンマ等を昇降自在に取り付けられるようにした構造である。
【０００４】
この杭打機を用いると施工現場において、例えば、この杭打機のリーダにオーガを装着し、たて起こし、一方、大型のクレーンで中空の鋼管杭の中空部に掘削用のスクリューを挿通し所定の位置に立設し、次いで、オーガを起動してスクリューで地盤を掘削しながら鋼管杭を地中に押圧して地盤へ杭を打ち込んでいる。
【０００５】
このような杭打機で杭の打ち込み作業を行う場合、杭の角度の計測及び管理は、従来、この杭打機からやや離れた２地点に夫々工事管理者を配置し、各地点の工事管理者がトランシット等で杭の角度を計測して打ち込んでいる杭に所定の打ち込み角度からの逸脱が無いか否か監視し、修正が必要な場合には工事管理者が杭打機を運転操作するオペレータに合図や指示を出し、杭打機のオペレータが工事管理者の指示を受けて杭打機を操作し、杭の打ち込み角度を適宜に修正していた。
【０００６】
これは、この杭打機の運転操作室の前面には太い大きなリーダがあるため、運転操作室からの見通しが極めて悪く、また、作業中に土砂が運転操作室の窓に飛散するためオペレータの視界が一層悪くなる場合があり、従って、オペレータが打ち込み作業中の杭の打ち込み角度を直接視認して状況を確認することは困難であることによる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２９３３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
よって、この工事管理者の指示によりオペレータが杭の打ち込み角度の修正を行うという従来方法は、時間がかかり非効率であり、また、確実な修正も困難であり、より適切な方法が求められている。
【０００９】
本発明は、杭打機のオペレータ自身が杭の打ち込み角度を確認できるようにすることで、杭の打ち込み作業を迅速且つ安全確実に行うことができると共に杭の打ち込み作業の省力化を図ることができる杭打ち監視システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１１】
地盤１に杭２を打ち込む際に使用する杭打ち監視システムであって、打ち込み途時の前記杭２を撮影する複数の撮影手段３と、これらの撮影手段３で撮影された杭映像８を画面に表示する映像表示手段４と、この映像表示手段４により画面に表示される杭映像８上で前記杭２の打ち込み角度を確認する打ち込み角度確認手段６とを有し、前記撮影手段３と前記映像表示手段４とは通信回線５により接続され、前記打ち込み角度確認手段６は、前記杭映像８と共に画面に表示され前記杭２の目標とする打ち込み角度を示すカーソル線７を有し、このカーソル線の画面上における角度及び位置は、前記撮影手段３，前記打ち込み途時の杭２の位置並びに前記撮影手段３のパン，チルト角度及び倍率に基づいて演算されるものであることを特徴とする杭打ち監視システムに係るものである。
【００１２】
また、請求項１記載の杭打ち監視システムにおいて、前記撮影手段３は、前記杭２の前方の異なる方向の２ヶ所に設けられていることを特徴とする杭打ち監視システムに係るものである。
【００１３】
また、請求項２記載の杭打ち監視システムにおいて、前記２ヶ所の撮影手段３は、前記杭２を中心とした平面内で挟角が略９０°となる位置に設けられていることを特徴とする杭打ち監視システムに係るものである。
【００１４】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載の杭打ち監視システムにおいて、前記映像表示手段４は、前記杭映像８を複数並設して表示するものであることを特徴とする杭打ち監視システムに係るものである。
【００１５】
また、請求項１〜４いずれか１項に記載の杭打ち監視システムにおいて、前記打ち込み角度確認手段６は、前記撮影手段３で撮影された前記杭映像８の側縁、若しくは、前記杭映像８の杭側面に軸方向に直線状に設けられたマーキング10の縁が前記カーソル線７と一致するか否かを視認することで、前記杭２が目標とする打ち込み角度にあることを視認するものであることを特徴とする杭打ち監視システムに係るものである。
【００１６】
また、請求項１〜５いずれか１項に記載の杭打ち監視システムにおいて、前記映像表示手段４及び前記打ち込み角度確認手段６は、前記杭２を前記地盤１に打ち込む機構を具備した杭打機９に設けられていることを特徴とする杭打ち監視システムに係るものである。
【００１７】
また、請求項１〜６いずれか１項に記載の杭打ち監視システムにおいて、前記通信回線５は無線回線であることを特徴とする杭打ち監視システムに係るものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は上述のように、地盤に打ち込み途時の杭を撮影する複数の撮影手段と、これの撮影手段で撮影された杭映像を表示する映像表示手段と打ち込み角度確認手段とを有し、これらの間には通信回線が設けられるから、例えば、杭打機の運転操作室内で杭の打ち込み現場で杭の打ち込み角度を直ちに確認することが可能となり、従って、従来、工事管理者が確認及び指示することによって生じていた作業の遅れや誤認などを低減して、杭の打ち込み作業を迅速且つ安全確実に行うことができると共に省力化が可能な杭打ち監視システムとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施例に係る杭打ち監視システムの説明図である。
【図２】本実施例に係る杭打ち監視システムの要部の説明図である。
【図３】本実施例に係る杭打ち監視システムの機能説明図である。
【図４】本実施例に係る杭打ち監視システムの表示画面例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
地盤１に杭２を打ち込む際、打ち込み途時の杭２を複数の撮影手段３で、例えば、異なる方向から撮影し、これによって撮影された夫々の杭映像８は通信回線５により接続された映像表示手段４で表示され、この杭映像８を打ち込み角度確認手段６によって確認することで当該杭２の打ち込み角度を直ちに確認できることになる。
【００２１】
従って、従来、工事管理者が確認及び指示することによって生じていた作業の遅れや誤認などが低減され、杭打ち込み作業を迅速且つ確実に行うことができると共に省力化が可能な杭打ち監視システムとなる。
【実施例】
【００２２】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００２３】
本実施例は、地盤１に杭２を打ち込む際に使用する杭打ち監視システムであって、打ち込み途時の前記杭２を撮影する複数の撮影手段３と、これらの撮影手段３で撮影された杭映像８を表示する映像表示手段４と、この映像表示手段４により表示される杭映像８上で前記杭２の打ち込み角度を確認する打ち込み角度確認手段６とを有し、これらの撮影手段３と映像表示手段４とは通信回線５により接続されている。
【００２４】
本実施例は、この杭２の打ち込みを、通称、三点パイルドライバと呼ばれる杭打機９を用いて行っているが、その際、従来の工事管理者に代わって、杭２の打ち込み角度や打ち込み位置などの打ち込み状況を監視する杭打ち監視システム12を杭打ち施工現場に設け、杭打機９のオペレータ自身が杭打ち状況を監視しながら杭打ち作業を行っている。
【００２５】
詳細には、この杭打機９は、運転操作室20を有する杭打機９本体の前面に起伏自在に設けられたリーダ27を備え、このリーダ27の前面に作業装置としてオーガ28を昇降自在に取り付けられるようにした構造である。
【００２６】
本実施例では、施工現場において、この杭打機９のリーダ27にオーガ28を装着しリーダ27をたて起こし、一方、大型のクレーンで中空の杭２の中空部に掘削用のスクリュー29を挿通し所定の位置に立設し、次いで、オーガ28を起動してスクリュー29で地盤１を掘削しながら杭２を押圧して地盤１へ杭２を打ち込んでいる。
【００２７】
この撮影手段３は、杭２の打ち込み現場を動画で撮影する手段であり、杭打機９で保持された杭２の前方の異なる方向の複数箇所に設けることができるが、本実施例では異なる方向の２ヶ所に設け、この撮影手段３夫々は通信回線５によって映像表示手段４に接続されている。
【００２８】
また、この２ヶ所の撮影手段３は、杭２を中心とした平面内で挟角が略９０°となる位置に配設しているが、勿論、作業監視のために適宜に増やしてもよい。
【００２９】
また、地盤１に対する杭２の打ち込み角度は任意の角度で可能であり、その場合でも、打ち込み角度の測定には、撮影手段３は最低限２ヶ所に設ければ十分である。
【００３０】
本実施例の図１及び２は、杭２を鉛直に打ち込む場合を示し、２ヶ所の撮影手段３は、杭２を中心とした平面内で挟角が略９０°となる位置で且つ杭打機９の前方で杭を視認できる位置であれば、撮影手段３の設置場所は適宜に設定可能である。
【００３１】
具体的には、この撮影手段３としては、カメラ13と、アンテナ14を含む無線機能15とが一体になっているネットワークカメラ３を採用しており、このネットワークカメラ３は、パン／チルト（即ち、首振り／上下動），ズーム（倍率可変）動作及び無線ＬＡＮの子機機能を備えており、このネットワークカメラ３の撮影した杭映像８は、Ｍｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧによる画像圧縮方式で伝送される。
【００３２】
また、このネットワークカメラ３は測量用の三脚16に載置され、この三脚16に設けられた水準器17によってこのネットワークカメラ３の水平が予め確保され、透明な防風フード26で覆っている。
【００３３】
また、この映像表示手段４は、杭映像８を複数並設して表示できる。具体的には、この映像表示手段４はパソコンであって、２ヶ所のネットワークカメラ３で撮影され伝送されたＭｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧによる映像データはパソコンで再現されてパソコン画面に並べて表示される。勿論この映像表示手段４は、２ヶ所の杭映像８だけでなく、多数の撮影手段４からの杭映像８を表示して各位置から見た杭２の打ち込み状態を表示でき、また、これらの杭映像８を蓄積し、適宜の形式に編集し、杭映像８の適宜に拡大／縮小表示することは容易に行うことができ、遠隔の撮影手段３を制御したり、杭映像８を拡大縮小して杭打ち込み状況なども表示できる。
【００３４】
また、打ち込み角度確認手段６は、映像表示手段４により表示された杭映像８と共に表示され杭２の目標とする打ち込み角度を表示するカーソル線７を具備している。
【００３５】
また、この打ち込み角度確認手段６は、撮影手段３で撮影された杭映像８の側縁、若しくは、杭映像８の杭側面に軸方向に直線状に設けられたマーキング10の縁がカーソル線７と一致するか否かを視認することで、杭２が目標とする打ち込み角度にあることを視認するものである。
【００３６】
このカーソル線７は、表示された杭映像８上を適宜に移動制御して、杭２の目標とする打ち込み角度及び位置を表示できるものであり、パソコン画面に表示される杭映像８の夫々に表示が可能である。
【００３７】
また、この打ち込み角度確認手段６によって杭映像８上に表示するカーソル線７の角度及び位置は、撮影手段３及び杭２の夫々の現場位置、撮影手段３のパン／チルト角度及び倍率に関する各種パラメータなどから演算して、映像表示手段４上の映像に表示している。
【００３８】
従って、杭２の打ち込み角度は、打ち込み角度確認手段６で表示されるカーソル線７を移動させて杭映像８の側縁をこのカーソル線７と一致させることができるか否かで、杭２が所定の角度であるか否かを直ちに視認判定できることになる。
【００３９】
また、この打ち込み角度は、杭２の側面に軸方向に直線状にマーキング10を設けておき、映像中のマーキング10の縁をこのカーソル線７と一致させることで角度を視認判定することでもよい。
【００４０】
また、前記カーソル線７とは別にカーソル線群を設け、例えば、２本のカーソル線で挟まれた部分を打ち込み位置としたり、或いは、２本のカーソル線の交差部を打ち込み位置とする打ち込み位置確認手段を設けることで、杭打ち込み位置を直ちに視認確認することが可能となる。
【００４１】
また、映像表示手段４、打ち込み角度確認手段６及び打ち込み位置確認手段は、杭２を地盤１に打ち込む機構を具備した杭打機９の運転操作部に設けられている。
【００４２】
また、通信回線５は無線回線で形成され、複数の撮影手段３と映像表示手段４とがネットワーク接続できる構成である。
【００４３】
具体的には、この無線回線は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ若しくはＩＥＥＥ８０２．１１ｇ準拠の無線ＬＡＮ回線である。
【００４４】
本実施例では、無線ＬＡＮの仕様は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ，ＩＥＥＥ８０２．１１ｇのいずれを用いても施工現場での良好な屋外通信が可能であったが、例えば、50ＧＨｚ簡易無線等、他の無線通信方式によることでもよい。
【００４５】
ネットワークカメラ３は、この無線ＬＡＮの端末機能を備えている。一方、パソコン18は無線ＬＡＮのアクセスポイント装置19とＩＥＥＥ８０２．３準拠の１００ＢＡＳＥ−ＴＸ有線ＬＡＮで接続されて、このアクセスポイント装置19及びアンテナ25によって複数のネットワークカメラ３との間に無線ネットワークが形成される構成である。また、パソコン18とアクセスポイント装置19は共に杭打機９の運転操作室20に設置されている。
【００４６】
また、本実施例では、無線ＬＡＮ上には、映像のみを伝送したが、撮影手段３及び映像表示手段４に例えばヘッドセット等及び音声符号化手段等の音声通信手段を追加して無線ＬＡＮによってＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ）通信を行うように構成することも可能であり、このようにすると、工事管理者と杭打機２を操作するオペレータとの通話も可能となるから簡単な構成で双方のスムーズな意思の疎通も簡単に行えることになる。
【００４７】
以上の構成の杭打ち監視システム12を実現する映像表示手段４であるパソコン18の表示画面21の一例を図４に示す。この表示画面21によって杭２の角度を確認できる。
【００４８】
尚、この表示画面21は液晶表示パネル上にタッチパネルが設けられた構成である。
【００４９】
詳細には、この表示画面21の中央部分には映像表示部22が設けられ、撮影された杭映像８を表示すると共に、この映像表示部22には、この杭映像８にカーソル線７、横線23を夫々複数本重畳して表示し、このカーソル線７，横線23を杭映像８のエッジやマーキング10のエッジに合せることにより、杭２の角度や水平位置等を確認できるようにしている。
【００５０】
このカーソル線７、横線23の数や種類は適宜設ければよいが、本実施例の図１及び図４では、画面の中央を表示するための点線の縦線、横線と、杭映像８の左右のエッジに合せ得る２本のカーソル線７と、杭頭若しくは杭底等に合せ得る２本の横線23を表示できるようにしている。
【００５１】
また、パソコン18の表示画面21の上下端部及び左右端部にはネットワークカメラの操作や表示画面を操作するための設定操作部24が設けられ、ネットワークカメラ３のパン／チルト（即ち、首振り／上下動），ズーム（倍率可変）動作を適宜に行える構成である。
【００５２】
更に、この設定操作部24で縦線、横線、カーソル線７の選択を行った後、映像表示部22に表示されている縦線、横線及びカーソル線７に、指やタッチペンで接触してこの映像画面22内を縦線、横線及びカーソル線７を平行移動させて、映像画面22内の杭２のエッジや杭２に設けられたマーキング10のエッジに合せることができるようにしている。或いは、コマンドを投入して縦線若しくは横線を所定量だけ移動させることでもよい。
【００５３】
また、このパソコン18には、杭打ち監視システム12を構成するカメラ13の設置位置座標、杭２の位置座標、杭の幅、杭長さ、杭の打ち込み角度などの各種パラメータを設定するパラメータ設定部を備えると共に、このパラメータ設定部からのパラメータで映像表示手段への表示を制御する映像制御手段を備え、更に、遠隔に設けた撮影手段３であるネットワークカメラ３のパン／チルト（即ち、首振り／上下動），ズーム（倍率可変）を遠隔設定するカメラ制御手段を備えた構成である。
【００５４】
以上のように本実施例を構成したから、地盤１に杭２を打ち込む際、打ち込み中の杭２を２ヶ所の撮影手段３で杭２に対して直交する方向から撮影し、この撮影した夫々の映像を通信回線５によって映像表示手段４に送ると映像表示手段４上に打ち込み中の杭映像８を表示することができ、この際、この映像表示手段４に設けられている打ち込み角度表示手段６によって２ヶ所から撮影した杭２の夫々の角度が表示されることで打ち込み杭２の打ち込み角度や打ち込み位置及び打ち込み状態を直ちに視認して確認できることになる。
【００５５】
従って、地盤１に打ち込み中の杭２を異なる方向から撮影する撮影手段３と、この撮影手段３で撮影された杭映像８を表示すると共にこの杭映像８から杭２の打ち込み角度を表示する映像表示手段４とが設けられて、杭２の打ち込み現場である杭打機９内に映像表示手段４が設けられたため、オペレータが杭打機９を操作しながら杭２の打ち込み角度や打ち込み位置及び打ち込み状態を直ちに確認できることになり、従って、従来、工事管理者が杭打ち込み作業状態を確認して逐次オペレータに指示することによって生じていた指示遅れや誤認などを低減して、杭打ち込み作業を迅速且つ安全、確実に行うことができると共に省力化が可能な杭打ち監視システム12となる。
【００５６】
また、本実施例では、撮影手段３で撮影した杭映像８を杭打機９の設けた映像表示手段４で監視するようにした構成であるが、撮影手段３で撮影した杭映像８を現場の施工管制を行う管制室に設けた映像表示手段４に送り、この管制室に設けた別の制御装置で杭打機９を遠隔制御するように構成することも可能であり、このようにすると、例えば、無人の杭打機２で危険箇所の施工工事を行えることになる。
【符号の説明】
【００５７】
１  地盤
２  杭
３  撮影手段
４  映像表示手段
５  通信回線
６  打ち込み角度確認手段
７  カーソル線
８  杭映像
９  杭打機
10  マーキング
【図１】
0005517908.tif 000002
【図２】
0005517908.tif 000003
【図３】
0005517908.tif 000004
【図４】
0005517908.tif 000005