(57)【要約】【課題】  建設構造物を施工するための資材等について、製造から搬入及び施工に至るまでの過程において、資材の数量や寸法の検収や、トレーサビリティの向上を図る。【解決手段】  資材の三次元画像データを取得する三次元画像データ取得手段１０と、取得した三次元画像データに基づきディープラーニングを行い、各資材について、少なくとも種類、寸法、数量を含む資材データを生成する資材データ生成手段２０とを備える。資材データの生成は、資材の製造時または受け入れ時の少なくとも一方で実施する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
資材の三次元画像データを取得する三次元画像データ取得手段と、
前記取得した三次元画像データに基づきディープラーニングを行い、各資材について、少なくとも種類、寸法、数量を含む資材データを生成する資材データ生成手段と、
を備えたことを特徴とする資材の検収システム。
【請求項２】
前記資材データ生成手段による前記資材データの生成は、資材の製造時または受け入れ時の少なくとも一方で実施することを特徴とする請求項１に記載の資材の検収システム。
【請求項３】
施工対象となる建設構造物の施工に必要な資材に関する施工条件データを取得する施工条件データ取得手段と、
前記資材データ生成手段により生成した資材データ及び前記施工条件データ取得手段により取得した施工条件データに基づき、各資材について、少なくとも種類、在庫数、施工位置を含む施工管理データを生成する施工管理データ生成手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の資材の検収システム。
【請求項４】
前記施工管理データに基づいて、資材の施工位置を指示する施工位置指示手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の資材の検収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、資材の検収システムに関するものであり、詳しくは、３Ｄカメラ等を用いて撮影した画像データを利用して、建設構造物の施工に用いる資材等の数量や寸法の検収や、トレーサビリティの向上を図るためのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設構造物を施工するための資材をはじめとして、その他各種の資材の管理は人手や時間を要する作業であった。例えば、建設構造物を施工するための資材を工場で作製する際、工事現場に受け入れる際には、建設現場の職員立ち会いのもと、目視や計測等によって出来形、数量及び品質を確認している。また、このような資材を用いて建設構造物を施工する際には、図面上の適切な位置に資材を設置して、設置した資材に関する情報を管理、記録している
【０００３】
従来、資材の検収及びトレーサビリティを適切に管理して、人為的ミスをなくすようにした技術が種々開示されている（以下に示す各特許文献参照）。
【０００４】
特許文献１には、コンクリート製品のトレーサビリティを確立することにより、製作や据え付けのプロセスを改善して、個々の製品の維持管理を効率的に行うことを目的とした技術が開示されている。特許文献１に記載されたコンクリート製品統合管理システムは、二次元コードおよびＩＣタグを備えた管理用タグをコンクリート製品に固定する。また、個々のコンクリート製品ごとの各種情報（製作・据え付けのプロセスや維持管理に関する情報）をデータベースに格納しておく。そして、コンクリート製品に付した二次元コード及びＩＣタグから情報を読み取り、データベースに格納した情報との照合を行って、コンクリート製品のトレーサビリティを確立するとしている。
【０００５】
特許文献２には、現場合わせ作業や現場加工作業をなくすことにより、工数や労務費を抑制し、建築廃棄物をゼロにするとともに、既存建築物のデータを効率よく整理し、墨出しの手間を軽減し、人的ミスの発生を防止することを目的とした技術が開示されている。特許文献２に記載された建築生産システムは、建築物の既存部分の電子化データを３次元ＣＡＤデータに変換して、３次元レーザースキャナにより取得された点群データや、該点群データから作成された３次元ポリゴンモデルなどの各種現場調査データとともに格納する既存部分調査手段と、３次元ポリゴンモデルに対して新たに施工される部材オブジェクトを配置する施工部材設計手段と、部材工場でプレカットされた部材に取り付けられた電子タグをＩＤリーダで読み取ることにより得られた部材オブジェクトをその施工位置情報と共に３次元ＣＡＤモデルから検索して出力する部材施工位置出力手段と、部材施工位置出力手段により出力された部材オブジェクトの施工位置情報に基づき、既存部分における部材の施工位置を指し示す自動位置指示装置とを備えている。
【０００６】
特許文献３には、ＩＣタグ等を付すことができない流動物（例えば、生コンクリート）等のトレーサビリティを向上させるための技術が開示されている。特許文献３に記載されたトレーサビリティシステムは、製品等の運搬物に直接ＩＣタグ等を付するのではなく、運搬物の受け渡しを行う設備間で運搬物に関する管理情報の受け渡しを行うことにより、運搬物の流通履歴を管理するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２４３９１８号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４９１１９号公報
【特許文献３】特開２０１１−３９９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、例えば、建設構造物を施工するためには多種多様の資材が必要であり、これらの資材を施工現場へ搬入する場合には、その都度、数量や寸法の検収及びその後の数量管理に多大な労力や時間を要する。このため、種々の技術が提案されているが、ＩＣタグや二次元コードを用いた場合には、施工後の資材を確認するために、ＩＣタグ等から情報を読み取らなければならず、省力化が図られているとは言い難かった。
【０００９】
また、運搬物の受け渡しを行う設備間で運搬物に関する管理情報の受け渡しを行う技術では、その施工位置等について総合的に管理できるとは言い難かった。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、建設構造物を施工するための資材等について、製造から搬入及び施工に至るまでの過程において、資材の数量や寸法の検収や、トレーサビリティの向上を図ることが可能なシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る資材の検収システムは、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明に係る資材の検収システムは、三次元画像データ取得手段及び資材データ生成手段を主要な構成要素としている。また、施工条件データ取得手段、施工管理データ生成手段、施工位置指示手段を備えることが可能である。
【００１２】
三次元画像データ取得手段は、資材の三次元画像データを取得するための手段である。資材データ生成手段は、取得した三次元画像データに基づきディープラーニングを行い、各資材について、少なくとも種類、寸法、数量を含む資材データを生成するための手段である。この資材データ生成手段による資材データの生成は、資材の製造時または受け入れ時の少なくとも一方で実施することが可能である。
【００１３】
施工条件データ取得手段は、施工対象の施工に必要な資材に関する施工条件データを取得するための手段である。施工管理データ生成手段は、資材データ生成手段により生成した資材データに基づき、各資材について、少なくとも施工位置、在庫数を含む施工管理データを生成するための手段である。施工位置指示手段は、施工管理データに基づいて、資材の施工位置を指示するための手段である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る資材の検収システムでは、３Ｄカメラ等を用いて取得した資材の三次元画像データに基づいて、資材の種類、寸法、数量等のデータを把握することができるので、資材に貼付したり埋め込んだりしたＩＣタグからデータを読み取る作業等を行う必要がなく、検収作業の手間を大幅に省力化することができる。
【００１５】
すなわち、本発明に係る資材の検収システムによれば、建設構造物を施工するための資材等について、製造から搬入及び施工に至るまでの過程において、資材の数量や寸法の検収や、トレーサビリティの向上を図ることが可能となる。また、資材の施工位置の指示についても、機械学習した資材データを用いているので、正確かつ適切な資材管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る資材の検収システムの構成を示すブロック図。
【図２】資材の三次元画像データの取得を示す説明図。
【図３】資材の検収及びトレーサビリティの手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る資材の検収システムを説明する。図１〜図３は本発明の実施形態に係る資材の検収システムを説明するもので、図１はシステム構成を示すブロック図、図２は資材の三次元画像データの取得を示す説明図、図３は資材の検収及びトレーサビリティの手順を示すフローチャートである。
【００１８】
＜資材の検収システムの概要＞
本発明の実施形態に係る資材の検収システムは、建設構造物の施工に使用する資材等について、その検収及びトレーサビリティを向上させるためのシステムに関するものである。建設構造物の施工に使用する資材とは、例えば、プレキャスト部材や鉄筋のことであり、これらの資材を３Ｄカメラ等により撮像し、撮像した三次元画像データに基づきディープラーニングを行うことにより、各資材について、種類、寸法、数量等のデータを含む資材データを生成する。資材データは、施工現場における受け入れ時に生成してもよいし、工場製品の場合には製造時に生成してもよい。
【００１９】
＜資材の検収システムの構成＞
本発明の実施形態に係る資材の検収システムは、三次元画像データに基づいて生成した資材データを、資材の検収やトレーサビリティに使用することにより、検収やトレーサビリティに関わる職員の労力を軽減するとともに、正確性を確保するため、図１に示すように、三次元画像データ取得手段１０と、資材データ生成手段２０とを備えている。また、これらの手段に加えて、施工条件データ取得手段３０と、施工管理データ生成手段４０と、施工位置指示手段５０とを備えていてもよい。
【００２０】
以下、各手段について説明する。なお、各手段は、光学機器や電子機器及びその付属装置と、コンピュータに読み込まれることにより、ハードウェア資源と協働して機能を発揮するソフトウェアと、これと同等の機能を実現することが可能な論理回路等のことをいう。
【００２１】
＜三次元画像データ取得手段＞
三次元画像データ取得手段１０は、資材の三次元画像データを取得するための手段であり、例えば、図２に示すように、３Ｄカメラにより構成することができる。３Ｄカメラは、２眼撮像方式であってもよいし、偏光子を用いた単眼撮像方式であってもよい。三次元画像データ取得手段１０で取得した三次元画像データは、ＲＡＭ等の一時記憶領域に記憶して、資材データの生成に使用する。
【００２２】
＜資材データ生成手段＞
資材データ生成手段２０は、取得した三次元画像データに基づきディープラーニングを行い、各資材について、少なくとも種類、寸法、数量を含む資材データを生成するための手段であり、例えば、画像認識を行うためのプログラムとこれをインストールしたコンピュータからなる。
【００２３】
資材データ生成手段２０では、取得した三次元画像データを画像認識するとともにディープラーニングを行うことにより、各資材の種類、寸法、数量を認識して資材データを生成する。資材データは、種類、寸法、数量に限られず、さらに、資材を区別するための他のデータ（例えば、色彩、模様、材質等）を含んでいてもよい。資材データ生成手段２０で生成した資材データは、ＨＤＤ等の記憶手段に記憶して、資材データの管理に使用する。
【００２４】
＜施工条件データ取得手段＞
施工条件データ取得手段３０は、建設構造物の施工に必要な資材に関する施工条件データを取得するための手段である。施工条件データは、施工対象となる建設構造物等について、必要となる各資材の種類、寸法、数量等に関するデータである。施工条件データは、必要となる資材に関する種類、寸法、数量だけではなく、資材を区別するための他のデータ（例えば、色彩、模様、材質等）を含んでいてもよい。
【００２５】
施工条件データ記憶手段６０は、施工条件データ取得手段３０で取得する施工条件データを記憶するための手段であり、例えば、ＨＤＤやＳＤＤ等の大容量記憶装置により構成することができる。なお、施工条件データ記憶手段６０は、サーバーの機能手段として構成することが好ましく、例えば、クラウドサーバー上に設置される。
【００２６】
本実施形態では、クラウドサーバー上に設置された施工条件データ記憶手段６０に、施工対象となる各建設構造物の施工条件データを記憶しておき、インターネット、公衆電話回線、専用データ通信回線、無線ＬＡＮ回線、有線ＬＡＮ回線等の電子通信回線を単独でまたは組み合わせて使用することにより、クラウドサーバーにアクセスして、所望の施工条件データを受信し、あるいは施工条件データに変更を加えることができる。
【００２７】
＜施工管理データ生成手段＞
施工管理データ生成手段４０は、資材データ生成手段２０により生成した資材データ及び施工条件データ取得手段３０により取得した施工条件データに基づき、各資材について、少なくとも種類、在庫数、施工位置を含む施工管理データを生成するための手段である。施工管理データは、各資材の管理を行うためのデータであり、資材を区別するための他のデータ（例えば、色彩、模様、材質等）を含んでいてもよい。施工管理データ生成手段４０で生成した施工管理データは、ＨＤＤ等の記憶手段に記憶して、資材の施工管理に使用する。
【００２８】
＜施工位置指示手段＞
施工位置指示手段５０は、施工管理データ生成手段４０で生成した施工管理データに基づいて、資材の施工位置を指示するための手段であり、例えば、データ分析を行うためのプログラムとこれをインストールしたコンピュータからなる。施工位置を指示するには、例えば、ＡＲ（拡張現実）、ＭＲ（複合現実）、ＶＲ（仮想現実）等の技術を用いて、利用者が装着したデバイスや表示装置の表示画面に各資材の施工位置（施工すべき場所、向き等）を表示すればよい。また、プロジェクションマッピングの技術を用いて、実際の施工場所に対して資材の施工位置を投影してもよい。
【００２９】
＜表示手段＞
図１に示すように、本実施形態に係る資材の検収システムでは、ビデオ信号の表示制御を行う表示制御手段７０と、各種のデータを表示するための液晶表示装置等からなる表示手段８０とを備えている。資材データ、施工管理データ、施工位置指示データ、資材維持管理データは、表示手段８０により、作業者や監督者等が視認可能となるように表示することができる。この表示制御手段７０及び表示手段８０は、コンピュータ及びその付属機器により構成することができる。
【００３０】
資材データ、施工管理データ、施工位置指示データ等の各種データを表示手段８０の表示画面に表示することにより、作業者や監督者が各種データを把握することができる。また、各種データは、所定のテンプレートに適用し、プリンタを用いて印刷してもよい。これにより、資材の検収及びトレーサビリティに関する帳票類を自動的に作成することができる。
【００３１】
＜資材の検収及びトレーサビリティ＞
本実施形態に係る資材の検収システムを用いて、資材の検収を行う手順及びトレーサビリティについて説明する。なお、以下の説明では、プレキャスト部材や鉄筋等のように工場で生産した資材や、その他の施工資材を施工現場に搬入する際の具体的な検収及びトレーサビリティについて説明する。
【００３２】
＜モデルデータの取得＞
図３に示すように、施工条件データ取得手段３０の機能により、施工対象の図面や施工計画書のデータ、資材データ等からなるモデルデータを取得する（Ｓ３）。なお、最初にモデルデータを取得するとしているが、資材の検収を行うだけであれば、資材の三次元画像データを取得してディープラーニングを行い、各資材の資材データを生成すればよい（Ｓ１、Ｓ２）。
【００３３】
＜製造時における資材の検収＞
図３に示すように、資材がプレキャスト部材や鉄筋等工場製品である場合には、三次元データ取得手段（３Ｄカメラ）の機能により、資材の３Ｄ写真（３次元空間情報）を撮影する（Ｓ１）。続いて、資材データ生成手段２０の機能により、撮影した３Ｄ写真に基づいてディープラーニングを行い、各資材の資材データ（種類、寸法、数量等）を生成する（Ｓ２）。続いて、施工管理データ生成手段４０の機能により、生成した資材データ及び取得した施工条件データに基づいて、各資材の施工管理データ（種類、在庫数、施工位置等）を生成する（Ｓ４）。
【００３４】
＜施工現場における資材の検収及び施工位置の指示＞
資材が施工現場に搬入されたら、製造時と同様に、三次元データ取得手段（３Ｄカメラ）の機能により、資材の３Ｄ写真（３次元空間情報）を撮影し（Ｓ１）、資材データ生成手段２０の機能により、撮影した３Ｄ写真に基づいてディープラーニングを行い、各資材の資材データ（種類、寸法、数量等）を生成する（Ｓ２）。資材の搬入が完了したら、施工位置指示手段５０の機能により、施工管理データに基づいて、各資材の施工位置を指示する（Ｓ５）。例えば、ＡＲ（拡張現実）、ＭＲ（複合現実）、ＶＲ（仮想現実）等の技術を用い、あるいはプロジェクションマッピングの技術を用いて、各資材の施工位置を指示することができる。
【００３５】
＜従来技術と比較した有利な効果＞
本発明に係る資材の検収システムでは、撮影した資材の３Ｄ写真をディープラーニングにより分析することで、従来の手法において個別化していた作業（写真撮影、寸法計測、数量確認、各種のデータ整理等）について、最初の計測を除いて自動化されるので、その後のトレーサビリティも容易になる。すなわち、作業の自動化による省力化および時間短縮を図ることができ、在庫管理が自動化されるので作業が簡略化され、資材データと図面等のデータを連動させることにより、資材の使用位置を指示することができるため、誤った資材の使用などの手戻りを無くすことができる。
【００３６】
また、ＡＲ（拡張現実）、ＭＲ（複合現実）、ＶＲ（仮想現実）、プロジェクションマッピング等の技術を用いることにより、資材の使用位置を視覚化することができるので、資材の維持管理を容易に行うことができる。さらに、プレキャスト部材などのように同一形状の資材（製品）を取り扱う場合には、資材の使用位置の判別が困難になるため、日々の進捗や工程等のデータ入力が必要不可欠となっていたが、本発明に係る資材の検収システムを用いることにより、従来、人手により行っていた種々の作業を自動化することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  三次元画像データ取得手段
２０  資材データ生成手段
３０  施工条件データ取得手段
４０  施工管理データ生成手段
５０  施工位置指示手段
６０  施工条件データ記憶手段
７０  表示制御手段
８０  表示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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