(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺体である構造物を定められた計画位置に設置するに際し、
前記計画位置から離間した第１及び第２の位置と、前記構造物の先端近傍との間の各々に、第１及び第２の線状部材を張設すること、
前記第１及び第２の線状部材の各々の基準位置と、前記第１及び第２の線状部材の各々の現在位置に基づいて、前記第１及び第２の線状部材の各々の先端が固定された第１及び第２の固定位置を算出し、
前記第１及び第２の固定位置から前記構造物の先端の中心位置を算出して前記構造物の現在位置を特定すること、
を含む、構造物の位置測定方法。
【請求項２】
前記構造物と前記第１及び第２の位置の各々の間において、レーザ光を、少なくとも１の方向と２の方向から交差するように、前記第１及び第２の線状部材の各々に照射して、前記第１及び第２の線状部材の各々の現在位置を測定すること、
前記第１及び第２の線状部材の各々の基準位置と、前記第１及び第２の線状部材の各々の現在位置、及び、前記第１及び第２の線状部材の各々の長さに基づいて、前記第１及び第２の固定位置を導出すること、
を含む、請求項１に記載の構造物の位置測定方法。
【請求項３】
算出対象となる前記中心位置の座標を変数とし、当該変数に相当する座標からの、算出された前記第１及び第２の固定位置の各々への距離である疑似距離と、前記構造物の実際の中心位置からの、前記第１及び第２の各々の前記先端への実際の距離との差分を基にした値が収束するように前記変数を更新して前記中心位置を算出する、請求項１または２に記載の構造物の位置測定方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の線状部材はワイヤーであり、
請求項１から３のいずれか一項に記載の構造物の位置測定方法によって、前記第１及び第２の線状部材の各々の現在位置と鉛直線に基づいて、前記構造物の現在位置を測定しながら、液体中の前記計画位置に前記構造物を設置する、構造物の設置方法。
【請求項５】
構造物を定められた計画位置に設置するに際し、
前記計画位置から離間した位置と、前記構造物との間に、線状部材を張設すること、
前記構造物と前記離間した位置の間において、レーザ光を、少なくとも１の方向と２の方向から交差するように、前記線状部材に照射して、前記線状部材の現在位置を測定すること、
前記線状部材の基準位置と、前記線状部材の現在位置、及び、前記線状部材の長さに基づいて、前記線状部材の前記構造物への固定位置を導出すること、
を含む、構造物の位置測定方法であって、
前記線状部材の現在位置を測定する前に、前記１の方向と２の方向が直交するように、前記レーザ光間の角度を校正すること、
及び、
前記レーザ光間の角度を校正した後に、
前記レーザ光の光源が、前記１の方向と２の方向に移動するように、前記光源の移動方向を校正すること、
前記レーザ光の光源を備える測定装置に設置された基準線と、前記１の方向が平行となるように校正すること、
前記光源を移動して、前記レーザ光が前記線状部材を照射するように位置せしめること、
を更に含む、構造物の位置測定方法。
【請求項６】
構造物を定められた計画位置に設置するに際して使用する、構造物の位置測定装置であって、
前記計画位置から離間した位置と、前記構造物との間に張設された、線状部材と、
前記構造物と前記離間した位置の間において、レーザ光を、少なくとも１の方向と２の方向から交差するように、前記線状部材に照射して、前記線状部材の現在位置を測定する、レーザ変位計と、
前記線状部材の基準位置と、前記線状部材の現在位置、及び、前記線状部材の長さに基づいて、前記線状部材の前記構造物への固定位置を導出する、演算部と、
を含み、
前記レーザ変位計は、前記１の方向と２の方向により形成される平面内を移動自在に設けられている、構造物の位置測定装置。
【請求項７】
前記レーザ変位計は、前記１の方向と２の方向が直交するように、前記レーザ光間の角度を校正することが可能である、請求項６に記載の構造物の位置測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の位置測定方法、設置方法、及び位置測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築構造物の施工においては、例えば逆打ち工法を採用した場合などに、構真柱を地中に建て込むことが行われている。
【０００３】
構真柱の建て込みは、例えば次のように行われる。まず、掘削機により、杭が挿入可能な大きさの穴を、泥水置換して削孔する。その後、杭を所定の深度まで吊るし下げ、杭柱を所定の位置に調整する。特に施工場所に高さ制限があるような場合においては、構真柱を、施工時に何段も継いで、長さを伸ばすことによって、その先端を指定深度まで到達させる。その後、根固めコンクリートを打設する。高品質な構造物を施工するためには、杭を高い精度で垂直に建て込む必要がある。
【０００４】
上記の方法においては、構真柱の継ぎ増しや、根固めコンクリートの打設によって、構真柱先端の位置が、設計座標からずれる可能性がある。したがって、構真柱を建て込む際には、構真柱の先端位置をリアルタイムで監視し、先端位置が設計座標からずれていれば修正しなければならない。杭や柱の建て込みも同様である。
【０００５】
構造物を地中に建て込む際に、傾斜角などを測定する方法としては、例えば、特許文献１、２に開示されている装置、方法が知られている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、図１５に示されるような、地中に埋設された測定管２０５内の傾斜角を測定する、挿入式傾斜計２０１が開示されている。挿入式傾斜計２０１は、ガイド輪２０２、傾斜角検出部２０３、圧力検出部２０４を備えている。ガイド輪２０２が、測定管２０５の内側に軸方向に設けられた凹溝を移動することにより、挿入式傾斜計２０１が測定管２０５内を上下する。測定管２０５内には水が満たされており、圧力検出部２０４は水圧を検出することで、挿入式傾斜計２０１の深度を測定する。深度を測定しながら挿入式傾斜計２０１を上下させることにより、挿入式傾斜計２０１を所定の深度に移動させて、傾斜角検出部２０３が、当該深度における測定管２０５の傾斜角を測定する。
【０００７】
また、特許文献２には、図１６に示されるような、地盤内に挿入された鋼管３０１の鉛直精度を測定する計測システム３００が開示されている。計測システム３００は、レーザ光を鋼管３０１内の鉛直方向下向きに照射するレーザ鉛直器３０２、鋼管３０１内のダイヤフラム３０３上に設置され、レーザ鉛直器３０２から照射されるレーザ光を受光するターゲット３０４、ターゲット３０４上に照射されたレーザ光の到達位置を撮影する撮像装置３０５を備えている。ターゲット３０４の中心と、ターゲット３０４上に照射されたレーザ光の照射位置とのずれの程度をもとに、鋼管３０１の鉛直精度が測定される。
【０００８】
特許文献１、２に開示されている装置、方法は、測定管２０５や鋼管３０１の傾斜角などを測定するものであるが、ここで使用されている挿入式傾斜計２０１やレーザ鉛直器３０２を、構真柱の傾斜角、すなわち構真柱の中心位置の測定に応用することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２３２６５号公報
【特許文献２】特開２０１１−７５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示されているような、挿入式傾斜計を使用して、構真柱の中心位置を測定する場合には、事前に凹溝などのガイドを設置し、測量済みであって位置が明確に判明している、地上、あるいは測定管の上部の地点から、挿入式傾斜を一定間隔で移動させて計測を行い、後に深度と傾斜角を積分して、位置が明確に判明している地点との差分を算出する必要がある。この作業を行うには、多大な時間を必要とし、そのため、リアルタイムでの計測ができない。
【００１１】
また、鉛直方向に照射されるレーザ光を使用して、構真柱の中心位置を測定する場合には、レーザ光を通過させる測定用の管を準備し、測定用の管を防水加工し、その底部に受光センサーや、特許文献２に記載のような撮像装置を配置しなければならない。そのため、測定機材の設置スペースや、測定終了後の測定機材の回収方法などを事前に検討する必要が生じ、そのため、施工計画の策定に多くの時間を必要とする。
【００１２】
また、根固めコンクリートを打設する際には、地上からコンクリート打設位置までトレミー管を設置する必要がある。上記のように、根固めコンクリートの打設によって、構真柱先端の位置が、設計座標からずれる可能性があるため、根固めコンクリートの打設と、構真柱の中心位置の測定は、並行して行うのが望ましい。すなわち、測定機材を設置した状態で、トレミー管の設置、根固めコンクリートの打設を行わなければならない。しかし、挿入式傾斜計やレーザ光を使用した場合においては、これらの測定機器が障害となって、トレミー管設置などの施工が迅速に行われない場合がある。
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、施工に影響を与えずに、簡便に正確な測定を行うことが可能な、構造物の位置測定方法、設置方法、及び位置測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち、本発明は、構造物を定められた計画位置に設置するに際し、前記計画位置から離間した位置と、前記構造物との間に、線状部材を張設すること、前記線状部材の基準位置と、前記線状部材の現在位置に基づいて、前記構造物の現在位置を特定すること、を含む、構造物の位置測定方法を提供する。
上記のような構成によれば、予め定められた線状部材の基準位置と、線状部材の現在位置に基づいて、構造物の現在位置を特定するため、測定を容易に、少ない時間で行うことが可能となる。
また、構造物には線状部材を固定するだけで測定が可能であるため、施工に影響を与えにくく、したがって、測定を行うことで精度を管理しながら、施工を行うことが可能である。
また、測定材としては線状部材を使用するのみであるため、大掛かりな事前準備が不要であり、測定スペースの制約が少なく、測定後の機材撤去処理も簡単であり、更に、測定材に防水処置を施す必要もない。したがって、施工計画の策定や、実際の施工に及ぼす、時間的な影響が少ない。
【００１５】
前記構造物と前記離間した位置の間において、レーザ光を、少なくとも１の方向と２の方向から交差するように、前記線状部材に照射して、前記線状部材の現在位置を測定すること、前記線状部材の基準位置と、前記線状部材の現在位置、及び、前記線状部材の長さに基づいて、前記線状部材の前記構造物への固定位置を導出すること、を含んでもよい。
上記のような構成によれば、線状部材の現在位置は照射されたレーザ光を受光することによって即時に測定されるため、リアルタイムでの、正確な、構造物の位置測定が可能である。
【００１６】
前記構造物は長尺体であり、前記線状部材はワイヤーであり、該ワイヤーは前記長尺体の先端近傍に固定されており、上記のような構造物の位置測定方法によって、前記ワイヤーの現在位置と鉛直線に基づいて、前記長尺体の現在位置を測定しながら、液体中の前記計画位置に前記長尺体を設置してもよい。
上記のような構成によれば、構真柱などの長尺体の先端位置を、正確に、リアルタイムで、測定することが可能である。
【００１７】
前記構造物は海底に沈設する構造物であり、前記線状部材はワイヤーであり、該ワイヤーは前記海底に沈設する構造物の上面に固定されており、上記のような構造物の位置測定方法によって、前記ワイヤーの現在位置と鉛直線に基づいて、前記海底に沈設する構造物の現在位置を測定しながら、海中の前記計画位置に前記海底に沈設する構造物を設置してもよい。
上記のような構成によれば、沈埋函などの、海底に沈設する構造物の上面位置を、正確に、リアルタイムで、測定することが可能である。
【００１８】
また、本発明は、構造物を定められた計画位置に設置するに際し、前記計画位置から離間した位置と、前記構造物との間に、線状部材を張設すること、前記構造物と前記離間した位置の間において、レーザ光を、少なくとも１の方向と２の方向から交差するように、前記線状部材に照射して、前記線状部材の現在位置を測定すること、前記線状部材の基準位置と、前記線状部材の現在位置、及び、前記線状部材の長さに基づいて、前記線状部材の前記構造物への固定位置を導出すること、を含む、構造物の位置測定方法であって、前記線状部材の現在位置を測定する前に、前記１の方向と２の方向が直交するように、前記レーザ光間の角度を校正すること、を更に含む、構造物の位置測定方法を提供する。
上記のような構成によれば、予め定められた線状部材の基準位置と、線状部材の現在位置に基づいて、構造物の現在位置を測定するため、測定を容易に、少ない時間で行うことが可能となる。
また、構造物には線状部材を固定するだけで測定が可能であるため、施工に影響を与えにくく、したがって、測定を行うことで精度を管理しながら、施工を行うことが可能である。
また、測定材としては線状部材を使用するのみであるため、大掛かりな事前準備が不要であり、測定スペースの制約が少なく、測定後の機材撤去処理も簡単であり、更に、測定材に防水処置を施す必要もない。したがって、施工計画の策定や、実際の施工に及ぼす、時間的な影響が少ない。
また、線状部材の現在位置は、１の方向と２の方向が直交するように校正されたレーザ光を受光することによって即時に測定されるため、リアルタイムでの、正確な、構造物の位置測定が可能である。
【００１９】
前記レーザ光間の角度を校正した後に、前記レーザ光の光源が、前記１の方向と２の方向に移動するように、前記光源の移動方向を校正すること、前記レーザ光の光源を備える測定装置に設置された基準線と、前記１の方向が平行となるように校正すること、前記光源を移動して、前記レーザ光が前記線状部材を照射するように位置せしめること、を更に含んでもよい。
上記のような構成によれば、レーザ光の光源が、レーザ光の照射方向に移動するように、光源の移動方向を校正するため、光源の設置後に、線状部材がレーザ光の交差領域内に位置するように、光源を動かすような場合においても、測定精度を損なわずに移動させることが可能である。したがって、正確な測定が可能となる。
また、レーザ光の光源を備える測定装置に設置された基準線と、前記１の方向が平行となるように校正するため、測定装置を施工現場の任意の位置においても、構造物の位置を正確に測定することが可能となる。
【００２０】
また、本発明は、構造物を定められた計画位置に設置するに際して使用する、構造物の位置測定装置であって、前記計画位置から離間した位置と、前記構造物との間に張設された、線状部材と、前記構造物と前記離間した位置の間において、レーザ光を、少なくとも１の方向と２の方向から交差するように、前記線状部材に照射して、前記線状部材の現在位置を測定する、レーザ変位計と、前記線状部材の基準位置と、前記線状部材の現在位置、及び、前記線状部材の長さに基づいて、前記線状部材の前記構造物への固定位置を導出する、演算部と、を含む、構造物の位置測定装置を提供する。
上記のような構成によれば、予め定められた線状部材の基準位置と、線状部材の現在位置に基づいて、構造物の現在位置を測定するため、測定を容易に、少ない時間で行うことが可能となる。
また、構造物には線状部材を固定するだけで測定が可能であるため、施工に影響を与えにくく、したがって、測定を行うことで精度を管理しながら、施工を行うことが可能である。
また、測定材としては線状部材を使用するのみであるため、大掛かりな事前準備が不要であり、測定スペースの制約が少なく、測定後の機材撤去処理も簡単であり、更に、測定材に防水処置を施す必要もない。したがって、施工計画の策定や、実際の施工に及ぼす、時間的な影響が少ない。
【００２１】
前記レーザ変位計は、前記１の方向と２の方向が直交するように、前記レーザ光間の角度を校正することが可能であってもよい。
上記のような構成によれば、線状部材の現在位置は、１の方向と２の方向が直交するように校正されたレーザ光を受光することによって即時に測定されるため、リアルタイムでの、正確な、構造物の位置測定が可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、簡便に正確な測定を行うことが可能な、構造物の位置測定方法、設置方法、及び位置測定装置を、提供することが可能となる。
【００２３】
好ましい様態では、リアルタイムでの測定を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１、２の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、位置測定に使用する計測櫓を示した説明図である。
【図２】計測櫓に使用されるレーザ変位計の上面図である。
【図３】本発明の第１、２の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、計測櫓の設置状況を示す、一部断面視した上面図である。
【図４】本発明の第１、２の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、レーザ変位計の基準位置の設定状況を示す、一部断面視した側面図である。
【図５】本発明の第１、２の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、構真柱の中心位置の測定状況を示す、一部断面視した側面図である。
【図６】本発明の第１、２の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、構真柱に対する線状部材の固定状況を示す、一部断面視した上面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、２つのレーザ光軸間の校正状況を示す、レーザ変位計の上面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、レーザ変位計の移動方向の校正状況を示す、レーザ変位計の上面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、筐体とレーザ光軸間の校正状況を示す、一部断面視した（ａ）上面図と、（ｂ）側面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、測定装置の外枠の基準線とレーザ光軸間の校正状況を示す、レーザ変位計の上面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、測定装置の外枠の基準線とレーザ光軸間の校正状況を示す、一部断面視した上面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、位置測定に使用する計測櫓を示した図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、計測櫓の設置状況を示す、斜視図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、沈埋函の姿勢の測定状況を示す斜視図である。
【図１５】従来の計測システムを示す断面図である。
【図１６】従来の計測システムを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１、２の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、位置測定に使用する計測櫓１を示した図である。
【００２７】
計測櫓１は、構造物を定められた計画位置に設置するに際して使用する、構造物の位置測定装置であって、計画位置から離間した位置と、構造物との間に張設された、線状部材３と、構造物と離間した位置の間において、レーザ光を、少なくとも１の方向と２の方向から交差するように、線状部材３に照射して、線状部材３の現在位置を測定、特定する、レーザ変位計４と、線状部材３の基準位置と、線状部材３の現在位置、及び、線状部材３の長さに基づいて、線状部材３の構造物への固定位置を導出する、演算部８と、を備えている、構造物の位置測定装置である。計測櫓１は更に、筐体２、おもり５、前方シーブ６、後方シーブ７、及び表示部９を備えている。
【００２８】
筐体２は、レーザ変位計４、おもり５、前方シーブ６、後方シーブ７を、内部に格納している。図１においては、演算部８、及び表示部９は筐体２の外に設けられているが、筐体２内に設けられていてもよい。
【００２９】
線状部材３は、例えば、径が１ｍｍ程度のワイヤーであるが、これに限られない。線状部材３の先端３ａは、筐体２の外部に位置し、測定対象となる構造物に固定される。線状部材３は、筐体２の下面の図示しない開口部を挿通している。線状部材３は、構造物に固定された後、測定時には、後述のおもり５によって緊張状態に保たれる。開口部は、線状部材３の先端３ａが構造物に固定された後、構造物が想定された範囲で移動しても、線状部材３が開口部の縁に接触しない程度に、十分な大きさを有している。
【００３０】
円板形状である前方シーブ６は、中心軸６ｂが水平になるように配置されている。前方シーブ６の外周には、全周にわたって溝部が形成されており、前方シーブ６の上側に位置する溝部には、開口部に挿通される線状部材３が載置されている。線状部材３の先端３ａが固定された構造物の移動により、線状部材３はその延在方向に前後に移動するが、これに伴って前方シーブ６は中心軸６ｂに直交する鉛直面内で回転する。前方シーブ６の上側に位置する溝部の、線状部材３が接触している部位と、線状部材３が溝部から離間して開口部に向かう部位の境界である、線状部材送出点６ａが、筐体２の下面の開口部の略鉛直上方向に位置するように、前方シーブ６は筐体２内に配置されている。
【００３１】
後方シーブ７は、前方シーブ６と同様の形状を有し、その回転軸が前方シーブ６の回転軸と略平行になるように、かつ、前方シーブ６と後方シーブ７が略同一鉛直平面内に位置するように、筐体２内に配置されている。後方シーブ７の外周にも、全周にわたって溝部が形成されており、線状部材３は、前方シーブ６の上側に載置された後、後方シーブ７の上側に位置する溝部に載置されている。
【００３２】
線状部材３の後端３ｂは、おもり５に固定されている。これにより、先端３ａが構造物に固定された場合に、先端３ａと前方シーブ６の線状部材送出点６ａの間、前方シーブ６と後方シーブ７の間、及び、後方シーブ７とおもり５の間に位置する線状部材３が緊張する。
【００３３】
おもり５の重さは、線状部材３が緊張するために十分な重さである必要があるが、過度に重くするよりも、計測櫓１の取り扱いの容易さ、線状部材３の強度を考慮して、適度な重さを設定するのが好ましい。なお、本第１の実施形態においては、線状部材３を緊張させるためにおもり５を使用しているが、これに替えて、第３の実施形態で後述するようなテンションウィンチを使用しても構わない。
【００３４】
前方シーブ６の線状部材送出点６ａと、筐体２の下面の開口部の間に、レーザ変位計４が設置されている。レーザ変位計４は、図２に示すように、Ｘ軸方向送光部４ａ、Ｙ軸方向送光部４ｂ、Ｘ軸方向受光部４ｃ、Ｙ軸方向受光部４ｄを備えている。Ｘ軸方向送光部４ａとＹ軸方向送光部４ｂは、一定幅のレーザ光１０、１１を送光する。
【００３５】
Ｘ軸方向受光部４ｃとＹ軸方向受光部４ｄは、それぞれ、Ｘ軸方向送光部４ａとＹ軸方向送光部４ｂに対向して配置されている。Ｘ軸方向受光部４ｃとＹ軸方向受光部４ｄは、対応する送光部４ａ、４ｂが送光した一定幅のレーザ光１０、１１を受光する。
【００３６】
Ｘ軸方向送光部４ａとＹ軸方向送光部４ｂが送光するレーザ光１０、１１は、直交するように、各送光部４ａ、４ｂと受光部４ｃ、４ｄは配置されている。すなわち、レーザ光１０とレーザ光１１が交差する領域である交差部１２は、矩形、または、正方形の形状となっている。したがって、レーザ光１０、１１の各々の一側辺を１０ａ、１１ａとしたときに、側辺１０ａと側辺１１ａの延長線であるＸＬ、ＹＬをレーザ光軸とし、その交点ＯＬを原点とした、２つのレーザ光による座標系によって、交差部１２内の位置を表すことが可能である。
【００３７】
レーザ変位計４は、線状部材３を緊張させたとき、線状部材３がその交差部１２を通過するように配置されている。Ｘ軸方向受光部４ｃとＹ軸方向受光部４ｄによって取得される、レーザ光１０、１１の受光結果を基に、Ｘ軸方向送光部４ａとＸ軸方向受光部４ｃの間、及び、Ｙ軸方向送光部４ｂとＹ軸方向受光部４ｄの間に存在する線状部材３の位置を検出することが可能である。Ｘ軸方向送光部４ａが送光した、一定幅のレーザ光１０に関し、Ｘ軸方向受光部４ｃにおいて、ある一点のレーザ光１０が受光されていなければ、当該点に相当する位置に、線状部材３が存在すると判定することができる。Ｙ軸方向送光部４ｂとＹ軸方向受光部４ｄの間についても同様である。
【００３８】
すなわち、交差部１２上の、線状部材３の通過地点Ｗに対し、Ｌｘをレーザ光軸ＸＬ方向の線状部材３の検出点、Ｌｙをレーザ光軸ＹＬ方向の線状部材３の検出点とすると、通過地点Ｗのレーザ光座標系上の座標は（Ｌｘ、Ｌｙ）と表すことができる。
【００３９】
レーザ変位計４は、レーザ光座標系のレーザ光軸ＸＬが、筐体２の少なくとも一つの側面またはベース鋼材などの、図３に示される、基準線となる側線２ａと平行になるように、筐体２内に設置されている。
【００４０】
レーザ変位計４は、図示しないセンサーテーブルに固定され、このセンサーテーブルを介して計測櫓１に固定されている。センサーテーブルは、２つのレーザ光軸ＸＬ、ＹＬと平行な２方向に移動可能であり、これにより、センサーテーブルは２つのレーザ光軸ＸＬ、ＹＬにより形成される平面内を自由に移動することが可能である。
【００４１】
Ｘ軸方向受光部４ｃとＹ軸方向受光部４ｄは、レーザ光１０、１１の受光結果を、図１に示される演算部８に送信する。
【００４２】
演算部８は、Ｘ軸方向受光部４ｃとＹ軸方向受光部４ｄから、レーザ光１０、１１の受光結果を受信し、上記の要領で線状部材３の位置を検知する。この線状部材の位置情報を基に、後述する方法によって、構造物の位置を算出、測定する。
【００４３】
表示部９は、演算部８が測定した構造物の位置を表示する。
【００４４】
次に、図３〜６を用いて、上記に説明した計測櫓１を用いて長尺体の先端中心位置を測定する、第１の実施形態として示した方法を説明する。本方法は、構造物を定められた計画位置に設置するに際し、計画位置から離間した位置と、構造物との間に、線状部材３を張設すること、線状部材３の基準位置と、線状部材の現在位置に基づいて、構造物の現在位置を測定すること、を含む。ここで、構造物は長尺体であり、線状部材は長尺体の先端近傍に固定されており、上記のように線状部材の現在位置と鉛直線に基づいて、長尺体の現在位置を測定しながら、液体中の前記計画位置に前記長尺体を設置する。具体的には、削孔して立て込んだ、泥水中に位置する構真柱先端部近傍に固定された線状部材３の、交差部１２における通過位置をレーザ変位計４で検知し、この通過位置と、深度、すなわち線状部材３の長さから、線状部材３の先端部中心の実際の座標値を求める。
【００４５】
まず、計測櫓１を、構真柱を建て込む場所の近くに設置する。図３は、計測櫓１を地盤に設置した状況を示す上面図であり、構真柱の先端の中心が、定められた位置ＯＲに位置するように、構真柱を、建て込み穴２１の中の、定められた設計位置２０に設置する場合を示したものである。ＯＲは、構真柱の先端の中心が設置されるべき、実際の施工空間における実座標系の原点であり、軸ＸＲ、ＹＲが、互いに直交するように、原点ＯＲを通過している。
【００４６】
計測櫓１は、この実座標系上において、任意の設置位置、及び、軸ＸＲとの任意の回転角度で、配置することが可能である。筐体２の、レーザ光座標系のレーザ光軸ＸＬと平行な、基準線となる側面２ａの、鉛直方向に延びる２つの端辺の各々と、軸ＸＲとの距離を、Ｌａ、Ｌｂとする。また、実座標系における、計測櫓１の線状部材送出点６ａの座標を、（Ｘｓ１、Ｙｓ１）とする。
【００４７】
本第１の実施形態においては、図４に示すように、２台の計測櫓１、１´を使用する。後に図５に示すように、各計測櫓１、１´の線状部材３の先端は、構真柱の異なる場所に固定され、各固定位置の実座標系上の座標値が算出される。図４においては、２台の計測櫓１は、互いに正対して、構真柱の中心に対して対象であるように配置されている。しかし、２台の計測櫓１、１´の位置関係、及び回転関係は、任意であってよい。２台目の計測櫓１´の線状部材送出点６ａの座標を、（Ｘｓ２、Ｙｓ２）とする。
【００４８】
計測櫓１、１´を設置した後、各計測櫓１、１´に対し、線状部材３の先端３ａにおもり２２を固定し、水を入れた容器２３の中におもり２２を入れて、おもり２２の揺れを減衰させる。この状態で、線状部材３の基準位置を、前記交差部内に設定する。すなわち、レーザーテーブルを移動して、レーザ変位計４の交差部１２内を、線状部材３が通過するように調整した上で、この時点でのＸ軸方向受光部４ｃとＹ軸方向受光部４ｄの受光結果を演算部８に送信する。
【００４９】
演算部８は、受信した結果を基に、線状部材３の通過位置を測定し、レーザ光座標系上の基準位置（Ｘ０１、Ｙ０１）、（Ｘ０２、Ｙ０２）を決定する。
【００５０】
実際には、微小な線状部材３の揺れの影響を排除するため、一定の時間連続して測定を行い、その結果の移動平均をとることで、交差部１２における線状部材３の通過位置が決定される。
【００５１】
次に、図５に示すように、各計測櫓１、１´の線状部材３の先端３ａを、構真柱２４の先端近傍に固定する。図５においては、線状部材３を構真柱２４に直接固定することが容易でない場合を想定し、固定部材２５を介して線状部材３を構真柱２４に固定しているが、構真柱２４に直接固定してもよい。
【００５２】
その後、構真柱２４を建て込む。これに伴い、構真柱２４の先端は、徐々に建て込み穴２１中を深く下方向に移動する。構真柱２４の現在位置は、構造物と離間した位置の間において、レーザ光を、少なくとも１の方向と２の方向から交差するように、線状部材３に照射して、前記線状部材３の現在位置を測定すること、線状部材３の基準位置と、線状部材３の現在位置、及び、線状部材３の長さに基づいて、線状部材３の前記構造物への固定位置を導出することによって、測定される。
【００５３】
具体的には、まず、各計測櫓１、１´において、構真柱２４がある特定位置に到達した際の、交差部１２上の線状部材３の現在位置、すなわち、レーザ光座標系上の線状部材３の通過座標を、レーザ変位計４の検出結果を基に、演算部８が算出する。これを（Ｌｘ１、Ｌｙ１）、（Ｌｘ２、Ｌｙ２）とする。
【００５４】
次に、演算部８は、線状部材３の基準位置（Ｘ０１、Ｙ０１）、（Ｘ０２、Ｙ０２）と、線状部材３の現在位置（Ｌｘ１、Ｌｙ１）、（Ｌｘ２、Ｌｙ２）の差分を求め、レーザ光座標系における、レーザ光軸ＸＬ、ＹＬ方向の変位量を算出する。
【００５５】
【数１】
0006611522.tif 000002
【００５６】
ここで、図３に示されるように、計測櫓１の側線２ａは、レーザ光座標系のレーザ光軸ＸＬと平行である。また、計測櫓１の側線２ａは、実座標系から、軸ＸＲとの距離Ｌａ、Ｌｂの差分に応じて回転して配置されている。したがって、上記のレーザ光座標系における変位量を、実座標系における値に変換、すなわち回転補正するため、演算部８は以下の演算を行う。まず、計測櫓１の回転角φ１を、以下のように算出する。ここで、Ｂは計測櫓１の側線２ａの軸ＸＬ方向の長さである。
【００５７】
【数２】
0006611522.tif 000003
【００５８】
これにより、演算部８は、実座標系における変位量を、次式のように算出する。
【００５９】
【数３】
0006611522.tif 000004
【００６０】
演算部８は、２台目の計測櫓１´の実座標系における変位量を、数３と同様に、以下のように算出する。φ２は、２台目の計測櫓１´の回転角である。
【００６１】
【数４】
0006611522.tif 000005
【００６２】
演算部８は、数３、４から、各計測櫓１、１´の、線状部材３の先端３ａの、実座標系における位置を、次のように算出する。ここで、Ｌは線状部材送出点６ａと、レーザ変位計４、すなわち、各送光部４ａ、４ｂから送光されたレーザ光１０、１１までの間の、鉛直方向の距離である。また、ＬＬは、図５に示される、線状部材送出点６ａから線状部材３の先端３ａの構真柱２４への固定位置までの距離、すなわち、線状部材３の線状部材送出点６ａからの長さである。
【００６３】
【数５】
0006611522.tif 000006
【００６４】
数５においては、厳密には、Ｌの値として、線状部材送出点６ａから、レーザ光１０、１１と線状部材３が交差する位置までの、線状部材３の長さを使用するべきである。しかし、本第１の実施形態において、各設計櫓１、１´を構真柱２４の建て込み位置の近くに置く場合には、線状部材送出点６ａにおける鉛直方向と線状部材３のなす角度は非常に小さいため、実際には、上記の線状部材送出点６ａとレーザ変位計４の間の鉛直方向の距離と、線状部材送出点６ａから交差部１２までの線状部材３の長さの差は、線状部材送出点６ａから構真柱２４の先端までの距離に比べると微小なものであり、計算上誤差の範囲である。このため、数５においては、Ｌの値として固定の値、すなわち、線状部材送出点６ａと、レーザ変位計４の間の鉛直方向の距離を使用している。
【００６５】
次に、演算部８は、各計測櫓１、１´の、線状部材３の先端３ａの、実座標系における位置から、実座標系における構真柱２４の中心位置を算出する。図６は、構真柱２４に対する線状部材３の先端３ａの固定状況を示す、一部断面視した上面図であり、構真柱２４の中心位置を原点ＯＰとして、軸ＸＰ、ＹＰで表される構真柱座標系を説明するものである。上記のように、線状部材３の先端３ａは、固定部材２５を介して構真柱２４に固定されている。各計測櫓１、１´の、線状部材３の先端３ａの固定位置の、構真柱座標系における座標値を（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）とすると、原点ＯＰから各接続位置までの距離Ｌ１、Ｌ２は、次式のようになる。
【００６６】
【数６】
0006611522.tif 000007
【００６７】
実座標系における構真柱２４の中心位置を導出するためには、各計測櫓１、１´の線状部材３の先端３ａの、実座標系における位置（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）から、それぞれＬ１とＬ２の距離にある座標を算出すればよい。この座標を（ｘｓ、ｙｓ）とすると、演算部８は、ｘｓ、ｙｓを以下のように算出する。まず、疑似距離の差分が、以下のように表される。
【００６８】
【数７】
0006611522.tif 000008
【００６９】
数７を線形した近似式に変換すると、次式のようになる。
【００７０】
【数８】
0006611522.tif 000009
【００７１】
数７、８より、以下のように式変形が可能である。
【００７２】
【数９】
0006611522.tif 000010
【００７３】
【数１０】
0006611522.tif 000011
【００７４】
【数１１】
0006611522.tif 000012
【００７５】
すなわち、次式によって、解を求めることができる。
【００７６】
【数１２】
0006611522.tif 000013
【００７７】
上式を変形すると、次式のようになる。
【００７８】
【数１３】
0006611522.tif 000014
【００７９】
数１３の計算結果ｄｘ、ｄｙを、次式に代入し、ｄｘ、ｄｙが収束するまで計算を繰り返す。
【００８０】
【数１４】
0006611522.tif 000015
【００８１】
この収束値が、構真柱２４の中心位置（ｘｓ、ｙｓ）となる。
【００８２】
演算部８は、上記のようにして構真柱２４の中心位置を算出すると同時に、構真柱２４の捩れ角θ、すなわち、構真柱２４がどの程度捩れて設置されているかを、算出する。各計測櫓１、１´の、線状部材３の先端３ａの固定位置間の、構真柱座標系での差分Ｕｘ、Ｕｙと、実座標系での差分Ｖｘ、Ｖｙは、以下のように表される。
【００８３】
【数１５】
0006611522.tif 000016
【００８４】
演算部８は、Ｕｘ、Ｕｙ、Ｖｘ、Ｖｙから、捩れ角θを以下のように算出する。
【００８５】
【数１６】
0006611522.tif 000017
【００８６】
表示部９は、演算部８によって算出された、構真柱２４の中心位置と捩れ角を表示する。表示部９に表示された情報をもとに、構真柱２４の外表面と建て込み穴２１の壁との間に設置されたジャッキなどを使用して、構真柱２４の位置や捩れ角を修正する。
【００８７】
次に、上記の位置測定方法の作用、効果について説明する。
【００８８】
上記のような位置測定方法によれば、レーザ変位計４上の、予め定められた線状部材３の基準位置と、線状部材３の現在位置との差を検出することで、線状部材３の構真柱２４への固定位置を算出し、構真柱２４の中心位置を導出している。線状部材３の位置の検出は、レーザ変位計４により瞬時に行われる。また、演算部８により行われる、検出結果を基にした構真柱２４の中心位置の導出は、多大な計算時間を要するものではない。
【００８９】
したがって、リアルタイムでの、正確な、構真柱２４の位置測定を、容易に、少ない時間で行うことが可能となる。
【００９０】
また、構真柱２４には線状部材３を固定するだけで測定が可能であるため、施工に影響を与えにくく、したがって、測定を行うことで精度を管理しながら、施工を行うことが可能である。
【００９１】
また、測定材としては線状部材３を使用するのみであるため、大掛かりな事前準備が不要であり、測定スペースの制約が少なく、測定後の機材撤去処理も簡単であり、更に、測定材に防水処置を施す必要もない。したがって、施工計画の策定や、実際の施工に及ぼす、時間的な影響が少ない。
【００９２】
また、２台の計測櫓１、１´を使用し、実座標系における構真柱２４の２点の位置を測定し、これをもとに演算を行っている。このため、構真柱２４の中心位置を導出すると同時に、捩れ角を算出することが可能である。建て込まれた構真柱２４には、後の施工工程において、スラブが結合される。このため、構真柱２４には、スラブ接合用の金具が設けられている。この金具が計画通りの方向に向くように配置する必要があるので、構真柱２４の捩れの調整は重要である。本第１の実施形態によれば、上記のように、構真柱２４の中心位置を算出すると同時に、捩れ角を算出することができるため、目視などにより別途捩れ角を測定する必要がない。したがって、施工を迅速に行うことが可能となる。
【００９３】
また、実座標系における構真柱２４の２点の位置からの、構真柱２４の中心位置の導出は、これらの２点の位置からの各距離を基に行われる。したがって、構真柱２４の中心位置に対する、各線状部材３の先端３ａの固定位置は、例えば中心に対して対称的である必要がなく、任意の位置にあってもよい。これにより、どのような断面形状の構真柱２４であっても、また、構真柱２４の周囲に、中心に対して対称的に線状部材３を固定できない設計上の事情があっても、これらに影響されずに、構真柱２４の中心位置を測定することができる。これにより、施工の汎用性が高まる。
【００９４】
また、２台の計測櫓１、１´の各々に対して、実座標系における線状部材送出点６ａの位置（Ｘｓ１、Ｙｓ１）、（Ｘｓ２、Ｙｓ２）と、計測櫓１、１´の回転角φ１、φ２を個別に測定し、後の演算に使用しているため、２つの計測櫓１、１´は実座標系上の任意の位置に、任意の角度で、互いに独立して設置することが可能である。例えば、構真柱２４を建て込む位置が構造建築物の角にあり、２方向に壁が存在する場合であっても、残る２方向の各々に計測櫓１、１´を置くことで、構真柱２４の中心位置の測定が可能である。これにより、施工の柔軟性が高まる。
【００９５】
次に、図７〜１１を用いて、上記に説明した計測櫓１を用いて構真柱の先端中心位置を測定する、第２の実施形態として示した方法を説明する。本第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、図１に示された計測櫓１を使用して、構真柱の中心位置、捩れ角の測定を行う。第２の実施形態の、第１の実施形態との相違は、第１の実施形態による測定を実施する前に、計測櫓１を校正することである。
【００９６】
計測櫓１は、次の３つの手順で校正される。まず、２つのレーザ光軸が直交するように、レーザ光軸間の角度を校正する。次に、レーザ変位計４の移動方向が、２つのレーザ光軸の各方向に同一となるように、移動方向を校正する。最後に、レーザ変位計４を備える測定装置、すなわち計測櫓１に設置された基準線と、２つのレーザ光軸の一方向が平行となるように校正する。以下、順を追ってこれらの校正方法を説明する。
【００９７】
まず、２つのレーザ光軸が直交するように、前記レーザ光軸間の角度を校正する。すなわち、図２に示されるレーザ光座標系の軸ＸＬ、ＹＬが直交するように校正する。本校正方法は、出願人が特開平２−１２６１０７号公報に記した、レーザ変位計による２次元計測における相対角度の検出方法によるものである。以下にその詳細を記載する。
【００９８】
本構成においては、図７に示されるように、断面形状が正方形の角柱３０を使用する。この角柱３０を、交差部１２に、レーザ光軸に垂直になるように、位置させる。
【００９９】
このとき、レーザ変位計４の、レーザ光軸ＸＬ、ＹＬ方向の各方向において、検出された角柱３０の値がｄｘ、ｄｙであるものとする。レーザ光軸ＸＬとＹＬが正確に直交していれば、ｄｘとｄｙは同じ値を有する。すなわち、ｄｘ、ｄｙの差異により、傾きの程度を導出し、これを校正に使用する。
【０１００】
今、角柱３０の水平方向断面において、対角線の長さをｄとする。上記のように、ｄｘ、ｄｙを測定すると、ｄ、ｄｘ、ｄｙの間には、次の式が成立する。図７に示されるように、αは、Ｙ軸方向送光部４ｂが送信するレーザ光１１に直交する方向と、角柱３０の対角線との成す角度である。また、βは、Ｘ軸方向送光部４ａが送信するレーザ光１０に直交する方向と、角柱３０の対角線との成す角度である。
【０１０１】
【数１７】
0006611522.tif 000018
【０１０２】
すなわち、レーザ光軸ＸＬとＹＬはα―βの値だけ、９０°からずれていることになる。演算部８は上記の演算を行い、結果を表示部９に表示する。これに基づき、レーザ光軸ＸＬとＹＬのなす角度をα―β度だけ修正する。
【０１０３】
次に、レーザ変位計４の移動方向が、２つのレーザ光軸の各方向に同一となるように、レーザ変位計４の移動方向を校正する。すなわち、センサーテーブルの移動方向と、レーザ光座標系の各レーザ光軸ＸＬ、ＹＬが平行となるように校正する。
【０１０４】
計測櫓１は、図５に示されるように、構真柱２４の先端近傍に固定された線状部材３の先端３ａと、線状部材送出点６ａの間の線状部材３を緊張させたとき、レーザ変位計４の交差部１２を線状部材３が通過するような位置に、設置されなければならない。レーザ変位計４の各送光部４ａ、４ｂが送信したレーザ光１０、１１の幅は、数十ｍｍ程度であることが多い。すなわち、交差部１２は一辺が６０ｍｍ程度の正方形である。
【０１０５】
これに対し、構真柱２４の建て込み深さは数十ｍにも及び、計測櫓１の大きさは筐体の一辺が１ｍを超える規模のものとなる。また、計測櫓１は線状部材３を緊張させるためのおもり５を有する上に、構真柱２４の建て込み時に、移動する線状部材３の先端３ａに伴って計測櫓１が動くことがないよう、十分な重さを有するのが望ましく、したがって、計測櫓１は相当な重量を有する場合がある。このような計測櫓１の位置を緻密に調整して、線状部材３が交差部１２を通過するように位置せしめるのは困難である。
【０１０６】
上記調整を容易とする目的で、すなわち、計測櫓１を設置した後に、交差部１２を線状部材３が通過するように調整可能とするために、計測櫓１のセンサーテーブルは計測櫓１内を移動可能に設置されている。ここで、センサーテーブルの移動方向がレーザ光座標系の各レーザ光軸ＸＬ、ＹＬとずれていると、センサーテーブル移動時にレーザ光座標系の各レーザ光軸ＸＬ、ＹＬの方向がずれてしまうことがある。すなわち、レーザ変位計４の移動方向の校正は、このような、計測櫓１設置時のセンサーテーブルの調整において、各レーザ光軸ＸＬ、ＹＬの方向のずれを防止するためのものである。
【０１０７】
レーザ変位計４の移動方向の校正の、具体的な手順を説明する。
【０１０８】
まず、実際の測定においては、線状部材３としては例えばワイヤーを使用するのが望ましいが、校正時においてはこれに替え、または線状部材３に重ねて、テグスを、図１に示される前方シーブ６上に設置する。テグスの先端にはおもりを付け、前方シーブ６の線状部材送出点６ａで前方シーブ６から離間したテグスを、おもりの重さにより鉛直方向に緊張させる。おもりは水を入れた水槽の中に入れて、減衰させる。更に、テグスが交差部１２を通過するように、センサーテーブルを移動させて、初期位置とする。
【０１０９】
この状態で、センサーテーブルを、レーザ光座標系のレーザ光軸ＸＬ方向に移動させる。図８において、センサーテーブル移動前のテグスの通過点をＰｘ１、センサーテーブル移動後のテグスの通過点をＰｘ２とする。Ｐｘ１、Ｐｘ２の各々における、レーザ光軸ＹＬ上の検出値がＬｙ１、Ｌｙ２であるものとする。また、移動量をＭｘとする。
【０１１０】
その後、センサーテーブルを、レーザ光座標系のレーザ光軸ＹＬ方向に移動させる。図８において、センサーテーブル移動前のテグスの通過点をＰｙ１、センサーテーブル移動後のテグスの通過点をＰｙ２とする。Ｐｙ１、Ｐｙ２の各々における、レーザ光軸ＸＬ上の検出値がＬｘ１、Ｌｘ２であるものとする。また、移動量をＭｙとする。
【０１１１】
このとき、Ｌｙ１とＬｙ２が等しく、かつ、Ｌｘ１とＬｘ２が等しければ、センサーテーブル移動方向と、レーザ光座標系の各レーザ光軸ＸＬ、ＹＬが同一の方向となっている。
【０１１２】
レーザ光座標系の各レーザ光軸ＸＬ、ＹＬが、センサーテーブル移動方向と同一の方向ではない場合、次式を満たしている可能性がある。
【０１１３】
【数１８】
0006611522.tif 000019
【０１１４】
この場合は、センサーテーブルの、レーザ光軸ＸＬ方向の移動軸と、レーザ光軸ＹＬ方向の移動軸を、それぞれ、次式に表わされるθだけ回転させる。
【０１１５】
【数１９】
0006611522.tif 000020
【０１１６】
また、レーザ光座標系の各レーザ光軸ＸＬ、ＹＬが同一の方向ではなく、かつ、数１８を満たしていない場合がある。この場合は、レーザ光軸ＸＬ方向の移動軸、あるいは、レーザ光軸ＹＬ方向の移動軸を、次式に表わされるφだけ回転させると、２つの移動軸は直交に校正される。
【０１１７】
【数２０】
0006611522.tif 000021
【０１１８】
演算部８は上記の演算を行い、測定結果を表示部９に表示する。これに基づき、Ｌｙ１とＬｙ２が等しく、かつ、Ｌｘ１とＬｘ２が等しくなるまで、校正と測定を繰り返す。これにより、センサーテーブルの移動方向と、レーザ光座標系の各レーザ光軸ＸＬ、ＹＬが平行となるように校正される。
【０１１９】
最後に、レーザ変位計を備える測定装置、すなわち計測櫓１に設置された基準線と、２つのレーザ光軸の一つが平行となるように校正する。すなわち、レーザ光座標系の軸ＸＬと、図３に示される計測櫓１の側線２ａが平行となるように校正する。
【０１２０】
第１の実施形態においては、図３に示されるように、実座標系の軸ＸＲと、レーザ光座標系の軸ＸＬとの間の傾きは、側線２ａの軸ＸＲからの距離Ｌａ、Ｌｂを基に、算出されている。すなわち、第１の実施形態は、レーザ光座標系のレーザ光軸ＸＬが側線２ａと平行になるようにレーザ変位計４が設置されていることを前提とするものである。したがって、レーザ光座標系のレーザ光軸ＸＬと、計測櫓１の側線２ａが、高い精度で平行であることが重要である。
【０１２１】
以下に、具体的な手順を説明する。まず、図９（ａ）に示すように、計測櫓１を任意の場所に設置し、計測櫓１の設置面に、線状部材送出点６ａの直下を通過するように、側線２ａと平行な線３１を罫書きする。その後、センサーテーブルの移動方向の校正と同様に、テグス３２を、図１に示される前方シーブ６上に設置する。次に、図９（ｂ）に示すように、テグス３２を線状部材送出点６ａから鉛直下方向に緊張させて垂らした状態で、テグス３２の、レーザ変位計４から、例えば１０ｃｍ程度の、少しだけ上方の部分を、固定スリーブ３３で固定する。
【０１２２】
その後、テグス３２の、固定スリーブ３３で固定された部位よりも下側の任意の部位を、線３１上の任意の点３４に固定し、固定スリーブ３３と点３４間のテグス３２が緊張するように調整する。そして、図１０に示すように、レーザ変位計４において、テグス３２の通過位置Ｐ３４を測定する。
【０１２３】
更に、テグス３２の、固定スリーブ３３で固定された部位よりも下側の任意の部位を、線３１上の任意の、点３４とは異なる点３５に固定し、固定スリーブ３３と点３５間のテグス３２が緊張するように調整する。そして、レーザ変位計４において、テグス３２の通過位置Ｐ３５を測定する。
【０１２４】
Ｐ３４のレーザ光軸ＹＬ方向の座標をＬｙ１、Ｐ３５のレーザ光軸ＹＬ方向の座標をＬｙ２とすると、レーザ光軸ＸＬとＹＬは直交するように補正されているため、レーザ光軸ＸＬが側線２ａと平行であれば、Ｌｙ１とＬｙ２は等しくなるはずである。もしＬｙ１とＬｙ２が等しくなければ、レーザ光軸ＸＬは側線２ａと平行となっておらず、校正が必要である。
【０１２５】
演算部８は、この測定値を基に、校正すべき回転角ωを算出する。Ｐ３４のレーザ光軸ＸＬ方向の座標と、Ｐ３５のレーザ光軸ＸＬ方向の座標の差分をＬＸＸとすると、回転角ωは次式により求められる。
【０１２６】
【数２１】
0006611522.tif 000022
【０１２７】
測定結果は表示部９に表示される。これに基づき、レーザ光軸ＸＬが側線２ａと平行となるように校正する。具体的には、図１１に示すように、一つの内角がωである、三角柱状の当て板３６を作製して、側線２ａの外側に設置することで、校正を行う。
【０１２８】
上記の手順で計測櫓１を校正した後、第１の実施形態に記載の方法により、構真柱の中心位置の測定を行う。この際には、当て板３６の、側線２ａとωの角度がつけられた外側面３６ａを、新たに校正された側線２ａとして使用して、測定する。
【０１２９】
上記のように、第２の実施形態においては、第１の実施形態における測定を行う前に、計測櫓１を高精度に校正する。これにより、レーザ座標系と実座標系のＸ軸、Ｙ軸同士が高い精度で平行に校正されるため、構真柱の中心位置、及び捩れ角を、高い精度で測定することが可能である。
【０１３０】
また、レーザ変位計の移動方向が、２つのレーザ光軸の各方向に同一となるように、レーザ変位計の移動方向を校正するため、レーザ変位計の設置後に、線状部材が交差部内に位置するように、レーザ変位計を動かすような場合においても、測定精度を損なわずに、移動することが可能である。したがって、正確な測定が可能となる。
【０１３１】
また、レーザ変位計を備える測定装置に設置された基準線と、前記２つのレーザ光軸の一つが平行となるように校正するため、計測櫓を施工現場の任意の位置においても、構造物の位置を正確に測定することが可能となる。
【０１３２】
また、校正において、例えばワイヤーが使用される線状部材３の代替として、軽量で、軽い力をかけることで容易に緊張状態にすることができるテグス３２を使用するため、校正を容易に行うことができる。
【０１３３】
なお、本第２の実施形態が、リアルタイムでの、正確な、構真柱の位置測定を、容易に、少ない時間で行うことが可能である、測定を行うことで精度を管理しながら、施工を行うことが可能である、施工計画の策定や、実際の施工に及ぼす、時間的な影響が少ない、施工を迅速に行うことが可能となる、汎用性が高まる、施工の柔軟性が高まるという、第１の実施形態が有する様々な効果を同様に奏することは、いうまでもない。
【０１３４】
次に、図１２〜１４を用いて、計測櫓を用いて海底に沈設する構造物の姿勢を測定する、第３の実施形態として示した方法を説明する。すなわち、構造物は海底に沈設する構造物であり、線状部材は海底に沈設する構造物の上面に固定されており、上記のように線状部材の現在位置と鉛直線に基づいて、海底に沈設する構造物の現在位置を測定しながら、海中の前記計画位置に前記海底に沈設する構造物を設置する。図１２は、本発明の第３の実施形態として示した構造物の位置測定方法において、位置測定に使用する計測櫓４０を示した図である。本第３の実施形態においては、沈埋函の位置を測定する。
【０１３５】
図１に示される計測櫓１と、本図に示される計測櫓４０の差異は、計測櫓１においては、線状部材３の後端３ｂにはおもり５が固定されて後方シーブ７から鉛直下方向に垂下しているのに対し、計測櫓４０においては、後方シーブ７から鉛直下方向に垂下した先には、おもり５の代わりに自動テンションウィンチ４１が接続されていることと、エンコーダー４２を備えていることである。
【０１３６】
自動テンションウィンチ４１は、所定のテンション以上の力が加わると線状部材３が巻き出され、所定のテンションより小さい場合は線状部材３を巻き取るウィンチであり、これを使用することで、線状部材３に常に一定のテンションを与えることが可能である。エンコーダー４２は、自動テンションウィンチ４１から巻き出された線状部材３の長さを計測する。線状部材３は、第１、２の実施形態と同様、ワイヤーであってよい。
【０１３７】
第３の実施形態においては、３台の計測櫓４０を使用して、沈埋函の姿勢を測定する。図１３に計測櫓４０の設置状況を示す。３台の計測櫓４０が、作業船４３上に設置されている。作業船４３は沈埋函４４を設置するためのものであり、３台の計測櫓４０の各々の線状部材３の先端３ａが、沈埋函４４の上面に固定されている。作業船４３には２台のＧＰＳ４５が設置されており、これにより、作業船４３の３次元座標と、姿勢、すなわち向きを測定する。
【０１３８】
具体的な、沈埋函４４の位置、姿勢の測定は、次のように行われる。
【０１３９】
まず、第１の実施形態の、数１〜５を用いて示したものと同様な手順によって、各計測櫓４０の線状部材３の、沈埋函４４への固定位置（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）、（Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ）、（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）を測定する。
【０１４０】
沈埋函４４の、線状部材３の固定位置の平面方程式を、Ａｘ＋ｙ＋Ｂｚ＋Ｃ＝０とすると、次式が成立する。
【０１４１】
【数２２】
0006611522.tif 000023
【０１４２】
図１４は、沈埋函４４の上面４４ａと、上面４４ａが設置されるべき目標位置４６との関係を示す。上面４４ａが矩形である場合を考えると、目標位置４６の長さ方向の中央線４６ａ上の２点（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）、（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）と、幅方向の中央線４６ｂ上の１点（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）に対して、演算部８は、これらの点と、上面４４ａとの距離を、以下の式によって算出する。
【０１４３】
【数２３】
0006611522.tif 000024
【０１４４】
このように、上記各点からの距離を算出して、沈埋函４４の姿勢を把握する。
【０１４５】
上記のように、第３の実施形態においては、３台の計測櫓４０を使用するため、沈埋函の位置、捩れ角に加えて、平面性、すなわち目標平面位置に対する傾きなどの設置状況を把握できる。これにより、沈埋函の設置を容易に行うことが可能となる。
【０１４６】
本第３の実施形態が、リアルタイムでの、正確な、構真柱の位置測定を、容易に、少ない時間で行うことが可能である、測定を行うことで精度を管理しながら、施工を行うことが可能である、施工計画の策定や、実際の施工に及ぼす、時間的な影響が少ない、施工を迅速に行うことが可能となる、汎用性が高まる、施工の柔軟性が高まるという、第１の実施形態が有する様々な効果を同様に奏することは、いうまでもない。
【０１４７】
なお、上記の計測櫓１、４０においては、レーザ変位計４の交差部１２内に線状部材３を通過させるよう位置せしめるために、センサーテーブルを移動させたが、これに加え、前方シーブ６の位置を調整できるようにしてもよい。これにより、計測櫓１、４０の設置が更に容易になり、測定をより簡便に行うことが可能となる。
【０１４８】
また、上記の第１、２の実施形態においては、建て込み穴内の構真柱の、第３の実施形態においては海中の沈埋函の、各々の位置を計測したが、計測対象は上記に限られず、杭体、柱などの他の長尺体や、他の構造物であってもよいことは、いうまでもない。
【０１４９】
また、上記の第１、２、３の実施形態は、互いに組み合わせて使用しても構わない。例えば、第１、２の実施形態において、第３の実施形態で使用した計測櫓４０を使用しても構わないし、第３の実施形態において、沈埋函の位置測定の前に、第２の実施形態で示したような校正を行ってもよい。
【０１５０】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であればこれから様々な変形及び均等な実施の形態が可能であることが理解できるであろう。
【０１５１】
よって、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載される本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形や改良形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１５２】
１、４０        計測櫓
２              筐体
３              線状部材（ワイヤー）
４              レーザ変位計
５、２２        おもり
６              前方シーブ
７              後方シーブ
８              演算部
９              表示部
１０、１１      レーザ光
１２            交差部
２０            構真柱の設計位置
２１            建て込み穴
２３            容器
２４            構真柱
２５            固定部材
３０            角柱
３２            テグス
３３            固定スリーブ
３６            当て板
４１            自動テンションウィンチ
４２            エンコーダー
４３            作業船
４４            沈埋函
４５            ＧＰＳ
【図１】
0006611522.tif 000025
【図２】
0006611522.tif 000026
【図３】
0006611522.tif 000027
【図４】
0006611522.tif 000028
【図５】
0006611522.tif 000029
【図６】
0006611522.tif 000030
【図７】
0006611522.tif 000031
【図８】
0006611522.tif 000032
【図９】
0006611522.tif 000033
【図１０】
0006611522.tif 000034
【図１１】
0006611522.tif 000035
【図１２】
0006611522.tif 000036
【図１３】
0006611522.tif 000037
【図１４】
0006611522.tif 000038
【図１５】
0006611522.tif 000039
【図１６】
0006611522.tif 000040