(57)【要約】【課題】効率よく丁張作業を行うことができる新たな枠組みを提供する。【解決手段】構造物等の線形の近傍に、測量機を設置した位置から視通できるように丁張杭を設置する工程と、前記測量機を用いて前記設置した丁張杭の位置を求める工程と、前記位置を求めた丁張杭から前記線形へ下ろした垂線の足を線形分割点として決定する工程と、前記線形に基づき前記決定した線形分割点の高さ及び方向を算出する工程と、前記算出した線形分割点の高さ及び方向に基づいて、前記位置を求めた丁張杭に前記線形に従ったぬき材を設置する工程と、前記垂線の距離を算出し、該距離に基づいて前記ぬき材上に前記決定した線形分割点に対応する位置をマークする工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】図４
2008039445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物等の線形の近傍に、測量機を設置した位置から視通できるように丁張杭を設置する工程と、
前記測量機を用いて前記設置した丁張杭の位置を求める工程と、
前記位置を求めた丁張杭から前記線形へ下ろした垂線の足を線形分割点として決定する工程と、
前記線形に基づき前記決定した線形分割点の高さ及び方向を算出する工程と、
前記算出した線形分割点の高さ及び方向に基づいて、前記位置を求めた丁張杭に前記線形に従ったぬき材を設置する工程と、
前記垂線の距離を算出し、該距離に基づいて前記ぬき材上に前記決定した線形分割点に対応する位置をマークする工程と、
を備えることを特徴とする丁張設置方法。
【請求項２】
前記位置を求めた丁張杭から前記線形へ下ろした垂線の足を線形分割点として決定する工程、前記決定した線形分割点の高さ及び方向を算出する工程、前記垂線の距離を算出する工程の少なくともいずれかの工程を、前記測量機と通信可能な情報処理端末において実行することを特徴とする請求項１記載の丁張設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物等の建設時に使用する丁張の設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
測量技術を用いて行われる作業の一つに、土木構造物や建築構造物など（以下、「構造物等」という）の基準となる高さ・方向・位置等を示す丁張を設置する作業がある。具体的には、ａ）ＣＡＤ装置を用いて設計図面上で構造物等の線形を分割した線形分割点を決定し、ｂ）現場において線形分割点に分割杭を打って位置出しを行い、ｃ）その分割杭に対応づけて丁張杭やぬき材を設置し、ｄ）そしてぬき材上に分割杭からの鉛直線上の位置をマークし（例えば、釘を打つ）、ｅ）その後に分割杭を抜く、といった手順で丁張の設置が行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の発明者らは、従来の丁張設置作業について検討した結果、次のような種々の問題点があることに気づいた。すなわち、１）線形分割点に打った分割杭の位置出しを行うためには、測量機を設置した位置から線形分割点（分割杭）を視通できる必要があるが、現場の環境によっては測量機を設置した位置から線形分割点が必ずしも視通できるとは限らず、視通できない場合は再度、ＣＡＤ装置を用いて線形分割点を決定し直さなければならないので、その間工事がストップしてしまい、作業効率が大きく低下する点、２）分割杭は、ぬき材上にマーク位置を最終的に決定づけるものであるため、その位置出しを高精度に行う必要があり、その作業に多くの時間を要する点、３）分割杭は、ぬき材上にマークした後は不要となり除去されるにもかかわらず、線形分割点の数に応じて多数必要となる点、４）分割杭は、ぬき材上にマークした後に除去されるまで線形上に設置されたままとなるので、工事作業の邪魔になりやすく、作業効率が低下する点、５）ぬき材上に分割杭からの鉛直線上の位置をマークするためには、分割杭とぬき材とが同一平面上に配置していなければならないが、現場においてそのように正確に配置することは難しく、その結果、ぬき材上のマーク位置に誤差が生じやすい点、などである。
【０００４】
そこで、本発明は、これらの問題点を解消し、効率よく丁張作業を行うことができる新たな枠組み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】
【０００５】
本発明の丁張設置方法は、構造物等の線形の近傍に、測量機を設置した位置から視通できるように丁張杭を設置する工程と、前記測量機を用いて前記設置した丁張杭の位置を求める工程と、前記位置を求めた丁張杭から前記線形へ下ろした垂線の足を線形分割点として決定する工程と、前記線形に基づき前記決定した線形分割点の高さ及び方向を算出する工程と、前記算出した線形分割点の高さ及び方向に基づいて、前記位置を求めた丁張杭に前記線形に従ったぬき材を設置する工程と、前記垂線の距離を算出し、該距離に基づいて前記ぬき材上に前記決定した線形分割点に対応する位置をマークする工程と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
好適には、前記位置を求めた丁張杭から前記線形へ下ろした垂線の足を線形分割点として決定する工程、前記決定した線形分割点の高さ及び方向を算出する工程、前記垂線の距離を算出する工程の少なくともいずれかの工程を、前記測量機と通信可能な情報処理端末において実行することを特徴とする。
【０００７】
なお、本明細書において、手段とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その手段が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの手段が有する機能が２つ以上の物理的手段により実現されても、２つ以上の手段の機能が１つの物理的手段により実現されても良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、効率よく丁張作業を行うことができる新たな枠組みを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下に本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１０】
図１は、本発明の丁張設置方法に使用する情報処理システム１００の概略構成を示すブロック図である。図に示すように、情報処理システム１００は、測量機１、情報処理端末２等を備えており、測量機１と情報処理端末２とは、例えばＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）などの規格に基づく通信路を介して通信可能に構成される。なお、ＬＡＮ、インターネット、専用線、パケット通信網、それらの組み合わせ等の通信ネットワークを介して通信する構成であってもよい。
【００１１】
測量機１は、従来の測量機と同様の機能構成であり、例えば、水平方向と垂直方向の回転角と対象物までの距離を同時に取得し、内蔵されているコンピュータで水平角度、鉛直角度、距離の入出力などを自動的に行えるトータルステーションを測量機１として用いることができる。このようなトータルステーションの機能構成は公知であるため、本明細書では説明を省略する。
【００１２】
情報処理端末２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置（不揮発性メモリカードを含む）、ユーザインタフェース、ディスプレイ、通信インタフェース等のハードウェアを備える（図２（ａ）参照）。このような情報処理端末２としては、一般的なノートパソコンやＰＤＡを用いることができる。
【００１３】
情報処理端末２は、ＣＰＵがＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置などに記憶された所定のプログラムを実行することにより、測量機１が出力する各種データを受信する機能、丁張杭から構造物等の線形へ下ろした垂線の足を線形分割点として決定する機能（丁張杭対応線形分割点決定機能）、線形分割点の高さ及び方向を算出する機能（線形分割点の高さ・方向算出機能）、丁張杭と線形との間の距離、すなわち前記垂線の距離を算出する機能（丁張杭線形間距離算出機能）などを実現する（図２（ｂ）参照）。同図では、これらの機能を機能手段として図示している。
【００１４】
以下、図３に模式的に示す構造物等の線形Ｓを例として、情報処理システム１００を利用して丁張を設置する方法を図４に示すフローチャートに基づき詳細に説明する。
【００１５】
まず、ＣＡＤ装置（図示せず）を用いて設計図面上で、線形Ｓの線形データや高さデータに基づき、線形Ｓ上に線形分割基本点Ａ、Ｂを決定する（Ｓ１００）。
【００１６】
線形分割基本点の決定方法としては、線形Ｓの水平方向の形状が図３に示すように直線である場合、線形の両端点を線形分割基本点とすることが考えられる。一方、複数の直線を組み合わせて全体の線形が構成されている場合は、線形の端点に加えて各コーナを線形分割基本点とする。
【００１７】
ここで、線形データとは、水平方向の線形を少なくとも特定するデータであり、例えば、レコード番号に対応づけて、点名、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標、半径Ｒ、始点側クロソイドパラメータＡ１、終点側クロソイドパラメータＡ２、クロソイド曲線であることを示すフラグなどのデータを含んで構成することができる（図５（ａ）参照）。なお、図３に示す例では水平方向の線形は直線で表されるため、半径Ｒ等の曲線データは０を採ることになる。
【００１８】
一方、高さデータは、縦断方向の線形を特定するデータであり、例えば構造物が道路等である場合、レコード番号に対応づけて、路線名、路線始点名、路線終点名、起点距離、変化点名、追加距離（起点からの距離）、計画高、縦断曲線長（ＶＣＬ）などのデータを含んで構成することができる（図５（ｂ））。
【００１９】
なお、これら線形データや高さデータは、予めＣＡＤ装置などにおいて設定され、記憶されているものとする。また、線形データが各点のＺ座標のデータを含んでいる場合、かかるＺ座標のデータを高さデータとして利用することもできる。
【００２０】
次に、ＣＡＤ装置から線形Ｓ及び線形分割基本点Ａ、Ｂの線形データ、高さデータを測量機１に転送する（Ｓ１０１）。ＣＡＤ装置から測量機１への転送は、情報処理端末２との通信同様、例えばＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）などの規格に基づいて行うことができる。または、ＳＤカードなどの記憶装置を介して入出力を行ってもよい。
【００２１】
次に、工事現場において、従来と同様にして、工事用基準点Ｐに測量機１を設置し、他の工事用基準点Ｑとの関係を利用して、線形分割基本点Ａ、Ｂに分割杭を打って位置出しを行い、必要に応じて丁張を設定する（Ｓ１０２）。工事用基準点Ｐ、Ｑは、現場環境や境界などの要因に応じて予め位置が決定され、現場付近の座標既知点に基づいて測量されているものとする。なお、本実施形態では測量機１を工事用基準点Ｐに設置しているが、測量機の設置位置は工事用基準点に限られず、３点以上の基準点を視通できる位置であれば工事用基準点以外の位置に測量機を設置してもよい。
【００２２】
本実施例では、このように線形分割基本点について分割杭を打って位置出しを行う必要があるが、線形分割基本点は線形の端点やコーナなどに決定されるものであり、その数は従来設定される線形分割点の数より十分に少ないため、従来のように全ての線形分割点に分割杭を打って位置出しを行う場合に比べて、大きく作業負担を軽減することができる。
【００２３】
次に、工事現場において、線形分割基本点Ａ、Ｂに打った分割杭に基づいて（例えば、分割杭を結ぶラインを目視により見通すなどして）、現場における構造物等の線形Ｓをおおよそ把握し、該おおよそ把握した線形Ｓの近傍であって、測量機１を設置した工事用基準点Ｐから視通できる位置に、丁張杭Ｍを設置する（Ｓ１０３）。本発明では、後述するように、丁張杭Ｍの設置時点では線形分割点はまだ決定されていないため、この段階において従来必要であった線形分割点の高精度の位置出しは不要である。そのため、線形Ｓをおおよそ把握するといった緩い条件のもとで丁張杭Ｍの設置を行うことができる。
【００２４】
なお、線形の近傍とは、丁張杭Ｍにぬき材を設置した際にぬき材が線形をまたぐことができる程度の範囲であり、例えば線形からの距離が２０ｃｍ以内の範囲である。
【００２５】
また、丁張杭は、上述の条件（線形の近傍であって、視通できる位置）を満たす限り、工事作業に必要な精度に応じて任意の位置に任意の数を設置して良い。例えば５ｍ程度の間隔で設置することが考えられるが、そのような間隔で定めた位置が測量機から視通できない位置となる場合は、視通できる位置までずらして設置する。なお、設置位置をずらしたり、等間隔位置への丁張杭の設置を省略した場合は、前後の丁張杭の位置を調整して間隔が開き過ぎないようにすることが望ましい。
【００２６】
図３に示す例は、線形分割基本点ＡＢ間が１５ｍ程度であり、従って例えばＡＢ間を３等分して２つの丁張杭を設置することが考えられるが、現場に存在する障害物Ｘによって工事用基準点Ｐから線形の一部への見通しが遮られているため、工事用基準点Ｐから視通できる位置に丁張杭Ｍをずらして設置している。
【００２７】
次に、工事現場において、従来と同様にして、工事用基準点Ｐの測量機１により、工事用基準点Ｑとの関係を利用して、丁張杭Ｍの平面座標位置を求める（Ｓ１０４）。
【００２８】
次に、測量機１から線形Ｓの線形データ、高さデータ及び前記求めた丁張杭Ｍの位置データを情報処理端末２に転送する（Ｓ１０５）。なお、線形Ｓの線形データ、高さデータについては、ＣＡＤ装置などから直接、情報処理端末２に転送したり、情報処理端末２のユーザインタフェースを介して直接、手入力してもよい。また、ＳＤカードなどの記憶装置を介して入力してもよい。
【００２９】
次に、前記各データを受信した情報処理端末２において、丁張杭対応線形分割点決定手段を利用して、丁張杭Ｍから構造物等の線形Ｓへ水平に下ろした垂線の足を求め、これを線形分割点Ｎとして決定する（Ｓ１０６）。具体的には、丁張杭Ｍの平面座標を（ｍｘ、ｍｙ）、線形データの直線の式をＹ＝ａＸ＋ｂとした場合、丁張杭Ｍから線形Ｓへ水平に下ろした垂線の足、すなわち線形分割点Ｎの平面座標（ｎｘ、ｎｙ）は、以下の式に従って求めることができる。
ｎｘ＝（ａ×ｍｙ＋ｍｘ−ａ×ｂ）／（ａ２＋１）
ｎｙ＝（ａ２×ｍｙ＋ａ×ｍｘ＋ｂ）／（ａ２＋１）
【００３０】
次に、情報処理端末２において、線形分割点高さ・方向算出手段を利用して、線形データ及び線形高さデータに基づいて、線形分割点Ｎの高さ（計画高）及び方向を算出する（Ｓ１０７）。なお、線形分割点Ｎの方向は、本実施例のように線形データが直線で表される場合はその直線の傾きとなるため、線形分割点Ｎの位置にかかわらず一定である。
【００３１】
次に、工事現場において、前記算出した線形分割点Ｎの方向と垂直にぬき材が設置されるように丁張杭Ｍと対となる杭を打ち、丁張杭Ｍと該杭の間に線形Ｓを跨ぐように、前記算出した線形分割点Ｎの高さに水平にぬき材を設置する（Ｓ１０８）。なお、線形分割点Ｎの高さに水平にぬき材を設置できたことの確認は測量機１を用いて行うことができるが、別途設置した水準測量機を用いて行ってもよい。
【００３２】
次に、情報処理端末２において、丁張杭線形間距離算出手段を利用して、丁張杭Ｍと線形Ｓとの間の水平距離、すなわち、丁張杭Ｍから線形Ｓに水平に下ろした垂線の距離を算出する（Ｓ１０９）。
【００３３】
次に、工事現場において、前記算出した垂線の距離に基づき、ぬき材上に線形分割点Ｎに対応する位置を例えば釘を打つなどしてマークし、現場における線形分割点Ｎに対応する位置を確定する（Ｓ１１０）。具体的には、ぬき材は線形分割点Ｎの方向と垂直、すなわち前記垂線の方向に設置されているので、ぬき材上において丁張杭Ｍから前記算出した距離だけ離れた位置をマークすれば、現場における線形分割点Ｎに対応する位置を確定できる。
【００３４】
このように本発明では、現場において、現場環境に応じて工事用基準点から視通できる位置に丁張杭を打ち、かかる丁張杭に基づいて線形分割点を決定するので、従来のように現場にて工事用基準点から線形分割点を視通できないためにＣＡＤ装置による線形分割点の決定をやり直すといった事態は生じず、作業効率を大幅に向上させることができる。また、現場において線形分割点を追加できるので、現場にて必要と判断した精度に応じて線形分割点の数や間隔を柔軟に設定することができる。
【００３５】
また、線形分割点への分割杭の打設自体が不要となるため、分割杭の準備や打設作業に要する負担を省くことができる。また線形分割点上に杭が設置されないため、丁張設置による他の工事作業への影響を軽減することができる。
【００３６】
更に、分割杭が不要となることから、従来において丁張杭設置の前工程として必要であった、分割杭の高精度の位置出しも不要となるため、かかる点でも作業効率を大幅に向上させることができる。
【００３７】
また、従来の方法では、分割杭とぬき材とが同一平面上とならないことに起因して誤差が生じるという問題があったが、本発明では、線形分割点Ｎの方向と垂直にぬき材を設置する限り、ぬき材上に必ず線形分割点が存在するため、上記のような問題が生じるおそれはない。更に、線形分割点Ｎの方向とぬき材が垂直でない場合であっても、数回、再計測を行うことで、ぬき材上で限りなく誤差が０となる点を線形分割点として位置出しすることができる。
【００３８】
また、従来の方法では、分割杭の上方に正確に線形分割点の高さ、方向に即したぬき材を設置する必要あるため、該ぬき材を支える丁張杭も分割杭同様、高精度に位置出しを行う必要があったが、本発明によれば、丁張杭の設置時点では線形分割点はまだ決定されていないため、丁張杭について高精度に位置出しを行う必要はなく、かかる点でも作業効率を大幅に向上させることができる。
【００３９】
（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。例えば、上記実施形態では、情報処理端末２においていくつかの機能を実現しているが、これらの機能を測量機１において実現してもよい。また、ＣＡＤ装置を別体として説明しているが、測量機１や情報処理端末２がＣＡＤ装置の機能を備えていても良い。
【００４０】
また例えば、構造物等の線形は、直線だけででなく、円弧やクロソイド曲線といった曲線や、それらの組み合わせであってもよい。
【００４１】
線形が曲線部分を含む場合、その曲線部分について、例えばＢＣ（Beginning of Curve）、ＥＣ（End of Curve）、ＩＰ（intersection point）などを線形分割基本点として決定する。
【００４２】
また、構造物等の線形が円弧である場合、丁張杭から線形へ下ろした垂線の足は、円弧と、丁張杭位置と円弧の中心を結んだ線との交点として求めることができる。
【００４３】
一方、構造物等の線形がクロソイド曲線の場合、丁張杭から線形へ下ろした垂線の足は、例えば次のようにして漸近的に求めることができる（図６参照）。
【００４４】
まず、クロソイド曲線として表される線形のＢＣ、ＥＣ間を始点、終点に設定する（Ｓ２００）。
【００４５】
次に、始点終点間を、Ｋ個の区間（例えば、Ｋ＝１０）に等分割する（Ｓ２０１）。
【００４６】
次に、（Ｋ−１）個の区間境界点のうち丁張杭の位置に最も近い区間境界点Ｈを決定する（Ｓ２０２）。
【００４７】
次に、丁張杭と区間境界点Ｈとの距離Ｌ１と、丁張杭と区間境界点Ｈに隣接する２つの区間境界点Ｉ、Ｊ（始点や終点に隣接する場合は、始点や終点を区間境界点として扱う）との距離Ｌ２、Ｌ３との差が、所定閾値（例えば、１ｍｍ）以下となっているかどうかを判断する（Ｓ２０３）。
【００４８】
Ｌ２、Ｌ３の両方について前記差が所定閾値を越える場合、２つの区間境界点Ｉ、Ｊを始点、終点に再度、設定し（Ｓ２０４）、Ｓ２０１に戻る。
【００４９】
一方、Ｌ２、Ｌ３のいずれかについて前記差が所定閾値以下となる場合、区間境界点Ｈを、丁張杭から線形（クロソイド曲線）へ下ろした垂線の足とする（Ｓ２０５）。
【００５０】
なお、上記実施形態では、位置出しを行った線形分割基本点に基づき構造物等の線形を把握する手順としているが、予め工事現場において構造物等の線形がおおよそ把握できる場合は、線形分割基本点を決定することなく該おおよそ把握した線形の近傍に丁張杭を設置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】情報処理システム１００の概略構成を示すブロック図である。
【図２】情報処理端末２の構成を示すブロック図である。
【図３】実施例の構造物等の線形Ｓ及び各要素の位置を説明する図である。
【図４】本発明の丁張を設置する方法を示すフローチャートである。
【図５】線形データ、高さデータのデータ構造例を示す図である。
【図６】丁張杭から線形（クロソイド曲線）へ下ろした垂線の足を求める方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１  測量機
２  情報処理端末
Ａ、Ｂ  線形分割基本点
Ｐ、Ｑ  工事用基準点
Ｍ  丁張杭
Ｎ  線形分割点
【図１】
2008039445.tif 000003
【図２】
2008039445.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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