(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準線に対する構造物上の測定点のずれ量を測定する構造物の施工精度測定方法において、
前記構造物から離れた場所に、前記基準線を含む面内で回動可能にカメラを設置すると共に、該カメラの画面上に前記基準線と平行な第１中心線を設定し、
測定点から離れた位置で前記基準線上に基準点を設定すると共に、前記カメラから見て前記測定点とほぼ等しい距離にあり且つ前記測定点の近傍で該測定点から所定間隔ｃだけ離れた位置に参照点を設定し、
前記カメラのレンズを前記基準点に向け、該基準点の像がカメラの画面上の前記第１中心線上にくる第１の位置にカメラを初期セットし、
その状態でカメラを基準線に沿って回動させることにより、カメラの画面上に前記測定点と参照点を同時にとらえる第２の位置にカメラをセットし、
前記第２の位置にカメラをセットした状態での、カメラの画面上における第１中心線と測定点の像との距離ａと、カメラの画面上における測定点の像と参照点の像との距離ｂと、前記測定点と参照点の実際の距離ｃとから、前記測定点の基準線からのずれ量ｘを求めることを特徴とする構造物の施工精度測定方法。
【請求項２】
基準線に対する構造物上の測定点のずれ量を測定する構造物の施工精度測定方法において、
前記構造物から離れた場所に、前記基準線を含む面内で回動可能にカメラを設置すると共に、該カメラの画面上に前記基準線と平行な第１中心線と、該第１中心線と直交する第２中心線とを設定し、
測定点から離れた位置で前記基準線上に基準点を設定すると共に、前記カメラから見て前記測定点とほぼ等しい距離にあり且つ前記測定点の近傍で該測定点から所定間隔ｃだけ離れた位置に参照点を設定し、
前記カメラのレンズを前記基準点に向け、該基準点の像がカメラの画面上の前記第１中心線と前記第２中心線との交点上にくる第１の位置にカメラを初期セットし、
その状態でカメラを基準線に沿って回動させることにより、カメラの画面上に前記測定点と参照点を同時にとらえると共に、前記測定点の像が第２中心線上にくる第２の位置にカメラをセットし、
前記第２の位置にカメラをセットした状態での、カメラの画面上における第１中心線と測定点の像との距離ａと、カメラの画面上における測定点の像と参照点の像との距離ｂと、前記測定点と参照点の実際の距離ｃとから、前記測定点の基準線からのずれ量ｘを求めると共に、
前記第１の位置から第２の位置まで移動した際のカメラの回動角度から、前記第１の位置にカメラがあるときの水平線を基準にしたカメラの角度βと、前記第２の位置にカメラがあるときの水平線を基準としたカメラの角度αとを求め、これらの水平線を基準にしたカメラの角度α及びβと、前記測定点とカメラとの実際の距離Ｌ１及び前記基準点とカメラとの実際の距離Ｌ２とから、基準点から測定点までの距離Ｈを求めることを特徴とする構造物の施工精度測定方法。
【請求項３】
前記基準点、測定点、参照点に点発光体を設けて測定することを特徴とする請求項１または２記載の構造物の施工精度測定方法。
【請求項４】
前記カメラがＣＣＤカメラよりなり、カメラの画面の画素単位で前記画面上における距離ａ、ｂをデジタル値として取り出し、該デジタル値として取り出した距離ａ、ｂと、予め与えられた測定点と参照点の実際の距離ｃとから、前記測定点の基準線からのずれ量ｘを演算することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の構造物の施工精度測定方法。
【請求項５】
基準線に対する構造物上の測定点のずれ量を測定する構造物の施工精度測定装置において、
レンズを通して撮影した画面上に第１中心線と該第１中心線と直交する第２中心線とを映し出すカメラと、
該カメラを前記構造物を撮影できる位置に保持し、且つ、カメラの画面上における前記基準線の像と前記第１中心線とを一致させた状態でカメラを前記基準線に沿って回動させる回動台と、
前記カメラを基準線上の前記測定点から離れた基準点に向け、カメラの画面上において前記基準点の像が第１中心線と第２中心線の交点にくる第１の位置にカメラを初期セットした状態から、カメラを、前記測定点とその近傍に所定間隔ｃを隔てて設定した参照点とを共にとらえて測定点の像が第２中心線上にくる第２の位置まで回動させる回動制御手段と、
前記測定点とカメラとの実際の距離Ｌ１及び前記基準点とカメラとの実際の距離Ｌ２を測定する距離測定手段と、
前記第２の位置にカメラをセットした状態での、カメラの画面上における第１中心線と測定点の像との距離ａと、カメラの画面上における測定点の像と参照点の像との距離ｂと、測定点と参照点の実際の距離ｃとから、前記測定点の基準線からのずれ量ｘを求めると共に、前記第１の位置から第２の位置まで移動した際のカメラの回動角度から、前記第１の位置にカメラがあるときの水平線を基準にしたカメラの角度βと、前記第２の位置にカメラがあるときの水平線を基準としたカメラの角度αとを求め、これらの水平線を基準にしたカメラの角度α及びβと、前記測定点とカメラとの実際の距離Ｌ１及び前記基準点とカメラとの実際の距離Ｌ２とから、基準点から測定点までの距離Ｈを求める解析手段と、
を備えてなることを特徴とする構造物の施工精度測定装置。
【請求項６】
前記基準点、測定点、参照点に配置される点発光体を更に備えていることを特徴とする請求項５記載の構造物の施工精度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の柱の倒れや梁の撓み等の測定に利用する構造物の施工精度測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
構造物の施工精度の管理、例えば、鉄骨構造物の鉄骨柱の建方時の柱の倒れ等の測定は、従来では一般に、下げ振り、スケール、トランシット等を用いて行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の測定方法は、熟練した技術者を必要とする上、測定作業が面倒で、迅速な測定ができず、しかも、測定データを記録として残しにくいという問題を有していた。
【０００４】
本発明は、上記事情を考慮し、誰でも簡単に構造物の施工精度を測定することができ、しかも、測定データを記録として簡単に残すことのできる構造物の施工精度測定方法及び測定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基準線に対する構造物上の測定点のずれ量を測定する構造物の施工精度測定方法において、前記構造物から離れた場所に、前記基準線を含む面内で回動可能にカメラを設置すると共に、該カメラの画面上に前記基準線と平行な第１中心線を設定し、測定点から離れた位置で前記基準線上に基準点を設定すると共に、前記カメラから見て前記測定点とほぼ等しい距離にあり且つ前記測定点の近傍で該測定点から所定間隔ｃだけ離れた位置に参照点を設定し、前記カメラのレンズを前記基準点に向け、該基準点の像がカメラの画面上の前記第１中心線上にくる第１の位置にカメラを初期セットし、その状態でカメラを基準線に沿って回動させることにより、カメラの画面上に前記測定点と参照点を同時にとらえる第２の位置にカメラをセットし、前記第２の位置にカメラをセットした状態での、カメラの画面上における第１中心線と測定点の像との距離ａと、カメラの画面上における測定点の像と参照点の像との距離ｂと、前記測定点と参照点の実際の距離ｃとから、前記測定点の基準線からのずれ量ｘを求めることを特徴としている。
【０００６】
請求項２の発明は、基準線に対する構造物上の測定点のずれ量を測定する構造物の施工精度測定方法において、前記構造物から離れた場所に、前記基準線を含む面内で回動可能にカメラを設置すると共に、該カメラの画面上に前記基準線と平行な第１中心線と、該第１中心線と直交する第２中心線とを設定し、測定点から離れた位置で前記基準線上に基準点を設定すると共に、前記カメラから見て前記測定点とほぼ等しい距離にあり且つ前記測定点の近傍で該測定点から所定間隔ｃだけ離れた位置に参照点を設定し、前記カメラのレンズを前記基準点に向け、該基準点の像がカメラの画面上の前記第１中心線と前記第２中心線との交点上にくる第１の位置にカメラを初期セットし、その状態でカメラを基準線に沿って回動させることにより、カメラの画面上に前記測定点と参照点を同時にとらえると共に、前記測定点の像が第２中心線上にくる第２の位置にカメラをセットし、前記第２の位置にカメラをセットした状態での、カメラの画面上における第１中心線と測定点の像との距離ａと、カメラの画面上における測定点の像と参照点の像との距離ｂと、前記測定点と参照点の実際の距離ｃとから、前記測定点の基準線からのずれ量ｘを求めると共に、前記第１の位置から第２の位置まで移動した際のカメラの回動角度から、前記第１の位置にカメラがあるときの水平線を基準にしたカメラの角度βと、前記第２の位置にカメラがあるときの水平線を基準としたカメラの角度αとを求め、これらの水平線を基準にしたカメラの角度α及びβと、前記測定点とカメラとの実際の距離Ｌ１及び前記基準点とカメラとの実際の距離Ｌ２とから、基準点から測定点までの距離Ｈを求めることを特徴としている。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記基準点、測定点、参照点に点発光体を設けて測定することを特徴としている。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記カメラがＣＣＤカメラよりなり、カメラの画面の画素単位で前記画面上における距離ａ、ｂをデジタル値として取り出し、該デジタル値として取り出した距離ａ、ｂと、予め与えられた測定点と参照点の実際の距離ｃとから、前記測定点の基準線からのずれ量ｘを演算することを特徴としている。
【０００９】
請求項５の発明は、基準線に対する構造物上の測定点のずれ量を測定する構造物の施工精度測定装置において、レンズを通して撮影した画面上に第１中心線と該第１中心線と直交する第２中心線とを映し出すカメラと、該カメラを前記構造物を撮影できる位置に保持し、且つ、カメラの画面上における前記基準線の像と前記第１中心線とを一致させた状態でカメラを前記基準線に沿って回動させる回動台と、前記カメラを前記測定点から離れた基準線上の基準点に向け、カメラの画面上において前記基準点の像が第１中心線と第２中心線の交点にくる第１の位置にカメラを初期セットした状態から、カメラを、前記測定点とその近傍に所定間隔ｃを隔てて設定した参照点とを共にとらえて測定点の像が第２中心線上にくる第２の位置まで回動させる回動制御手段と、前記測定点とカメラとの実際の距離Ｌ１及び前記基準点とカメラとの実際の距離Ｌ２を測定する距離測定手段と、前記第２の位置にカメラをセットした状態での、カメラの画面上における第１中心線と測定点の像との距離ａと、カメラの画面上における測定点の像と参照点の像との距離ｂと、測定点と参照点の実際の距離ｃとから、前記測定点の基準線からのずれ量ｘを求めると共に、前記第１の位置から第２の位置まで移動した際のカメラの回動角度から、前記第１の位置にカメラがあるときの水平線を基準にしたカメラの角度βと、前記第２の位置にカメラがあるときの水平線を基準としたカメラの角度αとを求め、これらの水平線を基準にしたカメラの角度α及びβと、前記測定点とカメラとの実際の距離Ｌ１及び前記基準点とカメラとの実際の距離Ｌ２とから、基準点から測定点までの距離Ｈを求める解析手段と、を備えてなることを特徴としている。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項５において、前記基準点、測定点、参照点に配置される点発光体を更に備えていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態の測定方法を実施するために使用する測定装置は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、建物（構造物）Ｍから任意の距離だけ離れた位置（例えば、隣接する建物など）に当該建物Ｍに向かって設置されたＣＣＤカメラ１０と、カメラ１０を保持し且つカメラ１０を鉛直方向にのみ回動させる回動台１１と、カメラ１０から対象点までの距離を測定する図示しないレーザ測距計（距離測定手段）と、基準点Ｋ０、測定点Ｋ１、参照点Ｋ２に設置される図３に示す発光装置（点発光体）Ｋと、図示しないコンピュータ（回動制御手段及び解析手段としての機能を果たす）とから構成されている。
【００１２】
ＣＣＤカメラ１０の撮影した画像は、コンピュータのディスプレイに表示される。図２はＣＣＤカメラ１０の撮影した画面１２を示す。カメラ１０の撮影した画面１２上には、鉛直方向に縦中心線（第１中心線）Ｙ、水平方向に横中心線（第２中心線）Ｘが表示される。縦中心線Ｙと横中心線Ｘは、カメラのレンズの視野の中心で直交しており、縦中心線Ｙはカメラのレンズの視野を左右に二分し、横中心線Ｘはカメラのレンズの視野を上下に二分している。
【００１３】
発光装置Ｋは、図３に示すように、光源２０と、集光レンズ２１と、光ファイバ２２とからなる。光源２０からの光は、集光レンズ２１で集光されて、光ファイバ２２の一端面に入射し、光ファイバ２２の他端面から出射する。従って、光ファイバ２２の他端面が高輝度の点光源となる。
【００１４】
以上の装置を用いて、建物Ｍの柱の倒れ（鉛直精度）を測定する場合の方法について具体的に説明する。
【００１５】
まず、建物Ｍの１階の柱上（例えば柱の中心線上）で任意の高さに基準点Ｋ０を設定し、基準点Ｋ０を通る鉛直線を基準線として仮想的に設定する。そして、カメラ１０と回動台１１を建物Ｍに向かって設置し、水平精度等を調整する。この際、カメラ１０の画面１２上の縦中心線Ｙと基準線（ここでは鉛直線）とが一致するようにカメラ１０を調整した後、カメラ１０を水平にセットして回動角度を初期セットする。なお、図１（ａ）は、基準点Ｋ０が、カメラ１０の高さよりも下にある場合を示し、図１（ｂ）は、基準点Ｋ０が、カメラ１０の高さよりも上にある場合を示す。
【００１６】
また、測定対象階の柱上（例えば柱の中心線上）に測定点Ｋ１を設定すると共に、この測定点Ｋ１の近傍で、カメラ１０から見て測定点Ｋ１とほぼ等しい距離にあり、且つ、測定点Ｋ１から所定間隔ｃだけ離れた位置に参照点Ｋ２を設定する。なお、基準点Ｋ０、測定点Ｋ１、参照点Ｋ２には、発光装置Ｋの光ファイバ２２の先端をカメラ１０に向けて配置する。
【００１７】
また、測定点Ｋ１と参照点Ｋ２の間の距離ｃもコンピュータに入力する。
【００１８】
そして、カメラ１０のレンズを基準点Ｋ０に向け、図２（ａ）に示すように、基準点Ｋ０の像がカメラの画面１２上の縦中心線Ｙと横中心線Ｘの交点上にくるように、コンピュータによる自動制御により、カメラ１０を第１の位置まで回動させ、そのときの水平線を基準にしたカメラ１０の角度βを測定すると共に、レーザ測距計を用いて、カメラ１０と基準点Ｋ０との間の距離Ｌ２を測定し、次式に基づいてカメラ１０の水平高さから基準点Ｋ０までの距離Ｈ２を算出する。
Ｈ２＝Ｌ２・ｓｉｎβ
【００１９】
次いで、コンピュータによる自動制御により、そのままの状態で、カメラ１０を基準線（鉛直線）に沿って上方へ回動させることにより、図２（ｂ）に示すように、カメラの画面１２上に測定点Ｋ１と参照点Ｋ２を同時にとらえると共に、測定点Ｋ１の像が横中心線Ｘ上にくるようにカメラ１０を第２の位置にセットする。この際の動作制御は、ディスプレイ画面を見ながら手動で行ってもよいが、ここでは、コンピュータが画像処理を行いながら自動的に動作制御を行う。
【００２０】
測定点Ｋ１を横中心線Ｘ上にとらえると、コンピュータが、カメラの画面１２上における縦中心線Ｙと測定点Ｋ１の像との距離ａと、カメラの画面１２上における測定点Ｋ１の像と参照点Ｋ２の像との距離ｂとを解析し、それらの値ａ、ｂと、予め入力されている測定点Ｋ１と参照点Ｋ２の実際の距離ｃとから、測定点Ｋ１の鉛直線（基準線）に対する実際のずれ量ｘを算出する。ここで、鉛直線に対する測定点Ｋ１のずれ量ｘは、
ｘ＝ａｃ／ｂ
で得られる。
【００２１】
同時に、基準点Ｋ０から測定点Ｋ１まで移動した際のカメラ１０の実際の回動角度から、水平線を基準にしたカメラ１０の角度αを算出すると共に、レーザ測距計を用いて、カメラ１０と測定点Ｋ１との間の距離Ｌ１を測定し、次式に基づいて、カメラ１０の水平高さから測定点Ｋ１までの距離Ｈ１を算出する。
Ｈ１＝Ｌ１・ｓｉｎα
【００２２】
そして、Ｈ１とＨ２の関係から、基準点Ｋ０から測定点Ｋ１までの高さＨを算出する。この際、図１（ａ）のように、カメラ１０より基準点Ｋ０が低い位置にあるときは、Ｈは次式より求める。
Ｈ＝Ｈ１＋Ｈ２
【００２３】
また、図１（ｂ）のように、カメラ１０より基準点Ｋ０が高い位置にあるときは、Ｈは次式より求める。
Ｈ＝Ｈ１−Ｈ２
【００２４】
この測定データは、ディスプレイに表示すると共に、必要に応じて自動的に記録として残す。
【００２５】
ここで、コンピュータは、前記の画面１２上での距離ａ、ｂを割り出す際に、ＣＣＤカメラ１０の画素単位で距離データａ、ｂをデジタル値として割り出す。従って、画素の数が多い方が、精度よくデータを取り出すことができ、測定精度が上がる。また、カメラ１０の回転角度αは、エンコーダ等の角度センサによってデジタル値として取り出す。
【００２６】
このように、カメラ１０で撮影した画面上で鉛直線に対する柱の倒れ（ずれ量）を自動的に算出することができるので、測定作業の手間がかからず、誰でも簡単に精度のよい測定を行うことができる。また、自動的に記録をとることも容易であるため、施工精度の管理もたやすくできる。
【００２７】
なお、上記実施形態では、柱の倒れを測定する場合を説明したが、橋梁等の撓みを測定することもできる。その場合は、水平線を基準線として設定し、カメラを水平線に沿って回動させればよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、構造物の施工中に、基準線（鉛直線や水平線）に対するずれ量（例えば柱の倒れや梁の撓み等）を誰でも簡単に測定することができる。しかも、測定後のデータを自動的に記録することも容易であり、短時間に構造物全体の施工精度を管理することが可能で、管理精度の向上と測定作業の省力化及び迅速化が図れる。
【００２９】
請求項２、５の発明によれば、構造物の施工中に、基準点からの距離に応じた基準線（鉛直線や水平線）に対するずれ量（例えば柱の倒れや梁の撓み等）を誰でも簡単に測定することができる。しかも、測定後のデータを自動的に記録することも容易であり、短時間に構造物全体の施工精度を管理することが可能で、管理精度の向上と測定作業の省力化及び迅速化が図れる。
【００３０】
請求項３、６の発明によれば、基準点、測定点、参照点に点発光体を配置することにより、カメラの画面上での各点の認識精度が上がり、特に画像処理を行いながら自動制御によって測定動作を行う場合に、処理精度の向上と処理時間の短縮が図れる。
【００３１】
請求項４の発明によれば、ＣＣＤカメラの画像によりデータ処理を行うので、画素数に応じて測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の測定方法の説明図であり、（ａ）はカメラより基準点が低い場合、（ｂ）はカメラより基準点が高い場合を示す図である。
【図２】  本発明の測定方法に用いたカメラの画面を示す図で、（ａ）は基準点Ｋ０を画面中心にとらえた初期セット時の画面を示す図、（ｂ）は測定点を横中心線上にとらえた画面を示す図である。
【図３】  本発明の測定方法に使用する発光装置の構成図である。
【符号の説明】
Ｍ  建物（構造物）
１０  ＣＣＤカメラ
１１  回動台
１２  画面
Ｋ０  基準点
Ｋ１  測定点
Ｋ２  参照点
Ｋ  発光装置（点発光体）
Ｙ  縦中心線（第１中心線）
Ｘ  横中心線（第２中心線）
【図１】
0003653697.tif 000002
【図２】
0003653697.tif 000003
【図３】
0003653697.tif 000004