(57)【要約】【課題】発電プラント内の構造物の３次元位置を、高精度でかつ迅速に測定する。【解決手段】電波を遮蔽する構造物で区切られた空間毎に４台以上の座標位置が既知の時間情報発信装置３が配置されている。この発信装置の信号を受信し、時間情報を有する２台の時間情報受信装置４が、固定手段６の両端部に配置されている。固定手段の受信装置間には、レーザ距離測定装置５が配置されている。固定手段は可動手段８ｂに載置されている。これらが３次元座標位置測定装置８を構成する。【選択図】　図１
2004028788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも４台の時間情報発信装置からの信号を２台の受信装置が受信して被測定物の位置を計測する位置計測方法において、２台の受信装置が前記発信装置から発信されこの受信装置が受信した信号に基づいて各受信装置の位置を求め、一方の受信装置と被測定物にレーザ光を照射するレーザ距離測定装置との距離および前記受信装置の位置を用いてレーザ距離測定装置の位置を求め、被測定物にレーザ距離測定装置からレーザを被測定物に照射し、その照射から反射光の受光までに要した時間に基づいて被測定物の位置を求めることを特徴とする位置計測方法。
【請求項２】
前記２台の受信装置は、各々時間情報を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の位置計測方法。
【請求項３】
前記時間情報発信装置は５個以上あり、その中から４個づつの組み合わせを設定し、各組み合わせにおいて測定した受信装置間の距離が、設定された受信装置間の距離に最も近いときの発信装置の組み合わせを用いることを特徴とする請求項１に記載の位置計測方法。
【請求項４】
前記発信装置から発信され受信装置が受信した信号に基づいて求めた受信装置間の距離が所定範囲内に無いときは、再度受信装置間の距離測定を実行することを特徴とする請求項１に記載の位置計測方法。
【請求項５】
少なくとも４個の位置情報の得られる発信手段と、時間情報を有する２個の受信手段と、被測定物にレーザ光を照射可能なレーザ距離測定装置と、受信装置が受信した情報を演算する演算装置とを備えたことを特徴とする位置計測装置。
【請求項６】
電波を遮蔽する構造物で区切られた空間毎に配設された少なくとも４台の座標位置が既知の時間情報発信装置と、少なくとも２台の時間情報を有する時間情報受信装置と、レーザ距離測定装置と、前記時間情報受信装置及びレーザ距離測定装置を固定する距離が既知の固定装置と、受信情報の演算処理装置とを備えた位置計測装置。
【請求項７】
前記レーザ距離測定装置と前記時間情報受信装置を載置する無人移動手段を設け、この無人移動手段に、データ通信可能な通信手段と、この通信手段が受発信する信号を処理する手段と、データ送信可能なカメラとを載置し、遠隔操作により被測定物の３次元座標位置を測定可能にしたことを特徴とする請求項６に記載の位置測定装置。
【請求項８】
少なくとも４台の時間情報発信装置からの信号を２台の受信装置が受信して被測定物の位置を計測し、その計測結果に基づき仮想空間内に構造モデルを構築する位置情報構築方法において、２台の受信装置が前記発信装置から発信されこの受信装置が受信した信号に基づいて各受信装置の位置を求め、一方の受信装置と被測定物にレーザ光を照射するレーザ距離測定装置との距離および前記受信装置の位置と方向を用いてレーザ距離測定装置の位置を求め、被測定物にレーザ距離測定装置からレーザを被測定物に照射し、その照射から反射光の受光までに要した時間とレーザ光の方向に基づいて被測定物の位置を求め、この位置測定を被測定物の異なる複数点に対して実行し、この求めた複数の位置情報に基づいて仮想空間内に被測定物の構造モデルを構築することを特徴とする位置情報構築方法。
【請求項９】
前記構造モデルが規格により定められるものであるときは、その規格情報に測定した位置情報をフィッティングすることを特徴とする請求項８に記載の位置情報構築方法。
【請求項１０】
被測定物の３次元座標位置情報を仮想空間の座標上にプロットし、予め形状及び寸法が登録された少なくとも配管とエルボと分岐管とバルブのいずれかのパーツデータにこのプロット点を関連付けて、前記仮想空間の座標上に３次元モデルを構築することを特徴とする請求項８に記載の位置情報構築方法。
【請求項１１】
鉄筋コンクリート等の電波を遮蔽する構造物で区切られた空間内に配設された座標位置が既知の少なくとも４台の時間情報発信装置と、少なくとも２台の時間情報受信装置と、レーザ距離測定装置とを用いた３次元座標位置の計測方法であって、時間情報発信装置からの信号により時間情報受信装置それぞれの位置を求め、この求めた受信装置各々の位置から受信装置間の距離を求め、この送信信号に基づく受信装置間の距離と２台の受信装置間を予め測定して求めた受信装置間距離とを比較して測定結果の精度を評価する位置計測方法。
【請求項１２】
前記精度評価において、送信信号に基づく距離と予め定めた距離との差が所定値以下であって最も小さいときに、被測定物の３次元座標位置測定結果として用いることを特徴とする請求項１１に記載の位置計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電プラントや火力発電プラント等における構造物の位置計測方法、位置計測装置および位置情報構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電所の建設工事や定期点検工事において、３次元センサを用いて配管やバルブ等を位置決めする例が、特開２００１−２８０９５８号公報に開示されている。この公報では、広範囲の測定やセンサの取り付けスペーサの制約にも対応可能なように、３次元センサを用いている。このセンサが計測した情報を用いて配管やバルブ等の構造物の移動範囲を調整し、位置決めする。その際、既設配管とこれから配管する配管の長さも、このセンサを用いて測定する。センサが検出した角度および長さに基づいて、制御手段が既設配管に対する配管の移動量および回転角度を求める。この求めた移動量および回転角度を用いて、制御部がチェーンブロックに指示を出し、配管を移動させる。
【０００３】
屋内で測定装置などを正確に位置決めするために、特開平１１−２８７８５８号公報では、壁面で囲まれた建物の内部の予め定められた複数の位置に、標的を設けている。保持手段がこの標的の位置座標を保持し、各標的のうち適宜なものまでの距離をレーザ距離計が測定する。この測定された各標的までの距離とこれら標的に関する保持中の位置座標とから、建物内における位置を処理手段が算定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開２００１−２８０９５８号公報に記載の構造物の位置決め方法では、比較的近距離にある配管相互間を３次元センサ等を用いて測定しているが、発電プラント内のように構造物相互間の距離が遠かったり構造物が複雑に入り組んでいて、３次元センサをそのままでは使用しにくい環境における位置測定については十分には考慮されていない。
【０００５】
また、特開平１１−２８７８５８号公報には、レーザービームを用いてクリーンルーム内を測定することが記載されている。この公報に記載のものはレーザー光を用いているので、計測前準備として測定器を精密に位置決めする必要があること、およびレーザの発射角度の初期調整が必要であること等の不具合がある。また発電プラント内等では構造物が相互に入り組んでいて、これらの測定器を据え付ける位置が限られ、測定位置を変えて測定することを余儀なくされるが、そのような場合にたびたび初期設定するのには多数の工数を必要とする。
【０００６】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、短時間で高精度な３次元位置測定を可能にすることにある。本発明の他の目的は、仮想空間内に３次元構造物モデルを構築することにより、構造物相互の関係を明確にすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の特徴は、少なくとも４台の時間情報発信装置からの信号を２台の受信装置が受信して被測定物の位置を計測する位置計測方法において、２台の受信装置が発信装置から発信されこの受信装置が受信した信号に基づいて受信装置の位置を求め、一方の受信装置と被測定物にレーザ光を照射するレーザ距離測定装置との距離および各受信装置の位置を用いてレーザ距離測定装置の位置を求め、被測定物にレーザ距離測定装置からレーザを被測定物に照射し、その照射から反射光の受光までに要した時間に基づいて被測定物の位置を求めるものである。
【０００８】
そしてこの特徴において、２台の受信装置は、各々時間情報を有するものであることが望ましく、時間情報発信装置は５個以上あり、その中から４個づつの組み合わせを設定し、各組み合わせにおいて測定した受信装置間の距離が、設定された受信装置間の距離に最も近いときの発信装置の組み合わせを用いることが望ましく、また、発信装置から発信され受信装置が受信した信号に基づいて求めた受信装置間の距離が所定範囲内に無いときは、再度受信装置間の距離測定を実行するのがよい。
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の他の特徴は、少なくとも４個の位置情報の得られる発信手段と、時間情報を有する２個の受信手段と、被測定物にレーザ光を照射可能なレーザ距離測定装置と、受信装置が受信した情報を演算する演算装置とを備えたものである。
【００１０】
上記目的を達成するための本発明のさらに他の特徴は、電波を遮蔽する構造物で区切られた空間毎に配設された少なくとも４台の座標位置が既知の時間情報発信装置と、少なくとも２台の時間情報を有する時間情報受信装置と、レーザ距離測定装置と、時間情報受信装置及びレーザ距離測定装置を固定する距離が既知の固定装置と、受信情報の演算処理装置とを備えたことにある。
【００１１】
そしてこの特徴において、レーザ距離測定装置と時間情報受信装置を載置する無人移動手段を設け、この無人移動手段に、データ通信可能な通信手段と、この通信手段が受発信する信号を処理する手段と、データ送信可能なカメラとを載置し、遠隔操作により被測定物の３次元座標位置を測定可能にしてもよい。
【００１２】
上記目的を達成するための本発明のさらに他の特徴は、少なくとも４台の時間情報発信装置からの信号を２台の受信装置が受信して被測定物の位置を計測し、その計測結果に基づき仮想空間内に構造モデルを構築する位置情報構築方法において、２台の受信装置が発信装置から発信されこの受信装置が受信した信号に基づいて受信装置間の距離を求め、一方の受信装置と被測定物にレーザ光を照射するレーザ距離測定装置との距離および前記受信装置間の距離を用いてレーザ距離測定装置の位置を求め、被測定物にレーザ距離測定装置からレーザを被測定物に照射し、その照射から反射光の受光までに要した時間に基づいて被測定物の位置を求め、この位置測定を被測定物の異なる複数点に対して実行し、この求めた複数の位置情報に基づいて仮想空間内に被測定物の構造モデルを構築するものである。
【００１３】
そして好ましくは、構造モデルが規格により定められるものであるときは、その規格情報に測定した位置情報をフィッティングするものである。また好ましくは、被測定物の３次元座標位置情報を仮想空間の座標上にプロットし、予め形状及び寸法が登録された少なくとも配管とエルボと分岐管とバルブのいずれかのパーツデ−タにこのプロット点を関連付けて、前記仮想空間の座標上に３次元モデルを構築するものである。
【００１４】
上記目的を達成するためのさらに他の特徴は、鉄筋コンクリート等の電波を遮蔽する構造物で区切られた空間内に配設された座標位置が既知の少なくとも４台の時間情報発信装置と、少なくとも２台の時間情報受信装置と、レーザ距離測定装置とを用いた３次元座標位置の計測方法であって、時間情報発信装置からの信号により時間情報受信装置それぞれの位置を求め、この求めた受信装置各々の位置から受信装置間の距離を求め、この送信信号に基づく受信装置間の距離と２台の受信装置間を予め測定して求めた受信装置間距離とを比較して測定結果の精度を評価するものである。
【００１５】
そして精度評価において、送信信号に基づく距離と予め定めた距離との差が所定値以下であって最も小さいときに、被測定物の３次元座標位置測定結果として用いるのが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
初めに、本発明に係る構造物の位置計測方法及び位置情報構築方法に用いる測定原理について説明する。図２に示すように、空間には多数の時間情報発信装置３が取付けられている。この中の４台の時間情報発信装置３の情報を用いて、被測定物の３次元座標位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を演算するのが主原理である。
【００１７】
４台の時間情報発信装置３の３次元座標位置を巻尺を用いて、またはハンディタイプのレーザ測距計を用いて求め、各発信装置３に、座標Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）〜Ｐ４（ｘ４，ｙ４，ｚ４）を設定する。固定装置６の両端部に固定された時間情報受信装置４、４間の距離をλ１０、固定装置６の先端部に固定されたレーザ距離測定装置５とこのレーザ距離測定装置５とは固定装置６対して反対端部に設けられた第２の時間情報受信装置４との距離をλ２０とする。各時間情報発信装置３、３、…の３次元座標位置は測定開始前に既に知られている。
【００１８】
第１の時間情報受信装置４の座標をＱ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、第２の時間情報受信装置４の座標をＱ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、レーザ距離測定装置５の座標をＱ３（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）とする。第１、第２の時間情報受信装置４、４、およびレーザ距離測定装置５は、それぞれ演算処理装置７に結線されており、第１、第２の時間情報受信装置４、４が受信した受信情報は、演算処理装置７に伝送される。演算処理装置７は、受信情報に基づき被測定物の３次元座標位置を演算する。
【００１９】
４台の時間情報発信装置３、３、…の時間は、基準時間に対してすべて時間あわせがなされている。４台の時間情報発信装置３、３、…が発生する時間情報をｔ１〜ｔ４、第１の時間情報受信装置４が発生する時間情報をｔａ、第２の時間情報受信装置４が発生する時間情報２をｔｂとする。レーザ距離測定装置５からレーザ光を被測定物１に照射したときの反射光を、レーザ距離測定装置５が受光する。その際、２台の時間情報受信装置４、４は、４台の時間情報発信装置から発信された位置情報と時間情報とを受信し、レーザ距離測定装置５が計測したレーザ光の照射から反射光の受光までに要する時間Δｔを用いて、被測定物１の座標位置を求める。
【００２０】
この被測定物１の座標位置の演算方法を、以下に詳述する。第１の時間情報受信装置４と４台の時間情報発信装置３、３、…との相対距離Ｌ１１〜Ｌ１４（最初の添字は時間情報受信装置４の種類を、次の添字は時間情報発信装置の種類を示す）は、式（１）および式（２）で示される。ここで、添字ｎは時間情報発信装置４の種類を示し、ｎ＝１，２，３，４のいずれかである。ｃは光速であり、ｃ＝２．９９７９２４５８×１０８ｍ／ｓである。Ｓは時間情報受信装置４と時間情報発信装置３が発生した時間情報の基準となる時計の誤差距離である。
【００２１】
Ｌ１ｎ＝ｃ（ｔａ−ｔｎ）　　　　　　　………式（１）
【００２２】
【数１】
2004028788.tif 000003
式（１）および式（２）から式（３）が導かれる。式（３）の４式に含まれる４個の未知数Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１，Ｓを求めることにより、第１の時間情報受信装置４の座標位置Ｑ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）が求まる。
【００２３】
【数２】
2004028788.tif 000004
第２の時間情報受信装置４の座標位置Ｑ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）も、同様に求められる。この２個の座標位置Ｑ１、Ｑ２と時間情報受信装置４、４間の距離λ１０及びレーザ距離測定装置５と第２の時間情報受信装置４間の距離λ２０を用いて、レーザ距離測定装置５の座標位置Ｑ３（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）は、式（４）〜式（６）から求められる。
【００２４】
Ｘ３＝λ２０（Ｘ１−Ｘ２）／λ１０＋Ｘ２　　………式（４）
Ｙ３＝λ２０（Ｙ１−Ｙ２）／λ１０＋Ｙ２　　………式（５）
Ｚ３＝λ２０（Ｚ１−Ｚ２）／λ１０＋Ｚ２　　………式（６）
レーザ距離測定装置５から被測定物１までの距離Ｌは、レーザ距離測定装置３が受信したレーザ光の照射から反射光の受光までに要した時間Δｔと光速ｃから、式（７）を用いて求められる。
【００２５】
Ｌ＝ｃΔｔ／２　　　　………式（７）
以上の演算結果から、被測定物１の座標位置Ｏ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、式（８）〜式（１０）で求められる。
【００２６】
Ｘ＝Ｌ（Ｘ１−Ｘ２）／λ１０＋Ｘ３　　………式（８）
Ｙ＝Ｌ（Ｙ１−Ｙ２）／λ１０＋Ｙ３　　………式（９）
Ｚ＝Ｌ（Ｚ１−Ｚ２）／λ１０＋Ｚ３　　………式（１０）
このようにして得られた測定結果は、式（１１）および式（１２）により評価される。
【００２７】
【数３】
2004028788.tif 000005
ここで、式（１）、式（２）を用いて求めた第１、第２の時間情報受信装置４、４の座標位置Ｑ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、Ｑ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）から、時間情報受信装置４、４間の距離λ１１が、式（１１）から求められる。この距離λ１１と予め知られている２個の時間情報受信装置４、４間の距離λ１０の差Δλ１が、式（１２）から求められる。求めたΔλ１を指標として測定精度を評価する。
【００２８】
上述の測定原理に基づいて発電プラント内の構造物を、具体的に位置測定する例を、以下に示す。図１に示すように、被測定物１を測定するときは、鉄筋コンクリート等により電波を遮蔽する構造物で区切られる空間２毎に、少なくとも４台以上の時間情報発信装置３を配置する。この配置位置は、予め図面等に記載されていて位置情報が既知である発電プラント内構造物に対して相対位置を求めることができる位置とする。時間情報発信装置３の設定位置は、時間情報発信装置３と図示しないハンディタイプのレーザ距離測定装置とを組み合わせ、予め図面等に記載された位置が既知の３平面まで距離を測定することにより、簡易に設定することも可能である。
【００２９】
座標位置を測定するためには、少なくとも４台以上の時間情報発信装置３からの情報が必要であるから、被測定物１に４台以上の時間情報発信装置３から信号が届くようにする。２台の時間情報受信装置４はそれ自身が時間情報を有している。レーザ距離測定装置５は、棒状の固定手段６の両端部に固定されており、この棒状の固定手段６の中間部は、可動台車８ａ上に設けた支柱部８ｂに回動可能に取り付けられている。３次元位置測定装置８は、レーザ距離測定装置５、２個の受信装置４、可動台車８ａおよび演算処理装置７を備えている。
【００３０】
図２に示す位置関係にある本実施例では、２個の時間情報受信装置４とレーザ距離測定装置５が受信した各情報を、演算処理装置７が演算処理し、被測定物１の３次元座標位置Ｏ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を算出する。この際、測定した２個の時間情報受信装置４の座標位置Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）から、受信装置４、４間の距離λ１１を求める。この距離λ１１と固定装置６の寸法から設定した２個の時間情報受信装置４、４間の距離λ１０とを比較し、その偏差Δλ１を求める。この距離の測定値と設定値との偏差Δλ１を、予め設定した要求精度と比較し、要求精度を満足するときは、測定に基づきえられた被測定物の座標位置Ｏ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を仮想空間の座標上にプロットする。偏差Δλ１が要求精度を満足しないときは、再度要求精度を満足する測定結果が得られるまで測定を繰返す。
【００３１】
上記実施例においては４台の時間情報発信装置３から発信される信号を受信するようにしているが、時間情報受信装置４が５台以上の時間情報発信装置３からの信号を受信するようにしてもよい。その場合、レーザ距離測定装置５からの１回のレーザ照射で生じる演算量が増える。そこで、任意の４台の時間情報発信装置３の組み合わせを作成し、その組み合わせの中から要求精度を満足する組み合わせを選ぶ。そしてこの組み合わせの中で、最も偏差Δλ１が小さくなったときの組み合わせを選定して得られた座標位置Ｏ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を、被測定物１の座標位置とする。なお、複数回測定し、その結果を平均した値を被測定物の座標位置としてもよい。
【００３２】
以上の手順を、図３に示す。本発明による位置計測が開始される（ステップ３００）と、空間に多数配置した発信装置３、３、…を初期設定（位置設定）する（ステップ３１０）。レーザ距離測定装置５を使用するかどうかを選択し（ステップ３２０）、レーザ距離測定装置５を使用するときは、レーザ距離測定装置５を位置決めする。この場合、既に位置関係が分かっている３平面までの距離を求めて、発信装置３の距離を求めるようにしてもよい。次に要求精度を設定するために、偏差Δλ１を定める（ステップ３４０）。
【００３３】
初期設定が済んだので、測定を開始する。レーザ距離測定装置５から被測定物１へレーザを照射する（ステップ３５０）。複数の発信装置３、３、…からデータを得る対象としての発信装置３の組み合わせを作成する（ステップ３６０）。この場合、発信装置３を４台ずつ組み合わせる。４台の発信装置３からの信号を２台の受信装置４が受信し、受信装置４自体の座標位置を求める（ステップ３７０）。各受信装置４の座標位置が求められたので、受信装置４間の距離が式（１１）により得られる（ステップ３８０）。式（１２）を用いて設定した受信装置間の距離と測定した受信装置間の距離との偏差を求め、この偏差が最も小さくなる発信装置３の組み合わせを選択する（ステップ３９０）。このように選択したときに、偏差が初期設定時に設定した要求精度を満たすかどうかを判断する（ステップ４００）。要求精度を満足しないときは、ステップ３６０に戻る。
【００３４】
要求精度を満たす測定結果が得られたら、被測定物１の座標位置を、式（８）〜式（１０）を用いて演算する（ステップ４１０）。演算装置７に作成した仮想空間に、被測定物１の座標位置をプロットする（ステップ４３０）。被測定物１の全体にわたって、この測定およびプロットを繰返すことにより、仮想空間内に被測定物の３次元モデルを構築し、位置計測を終了する（ステップ４３０）。
【００３５】
本実施例によれば、足場設置が必要であった高所における寸法測定でも足場設置が不要となる。また、高所に位置する構造物の調査作業時に大幅な工数低減が図られる。さらに、従来、計測位置の移動毎に初期設定していたが、１回の初期設定で時間情報発信装置からの信号が届く範囲を測定にできる。したがって、発電プラントのような複雑な配置の設備においても、連続計測に要する測定工数を少なくできる。
【００３６】
図４に、上述の手法により被測定物１の３次元モデルを仮想空間内に構築する様子を、図５にその手順を示す。ステップ５００において、３次元モデルの構築を開始する。被測定物１は、配管である。仮想空間の座標上に配管モデルを構築するためには、被測定物の少なくとも３点の座標位置が必要である。配管９の表面上の多数の点を、図２にしたがって測定する（ステップ５１０）。多数の点の中から、３点Ａ１０、Ｂ１１、Ｃ１２を選択する（ステップ５２０）。測定により仮想空間の座標上にプロットされた３点Ａ、Ｂ、Ｃが、配管９を決定する座標位置と定義する（ステップ５３０）。なお、配管の規格や形状、寸法等は予め演算装置７に登録されている。この登録された規格の形状と寸法の中で、実測から得られた寸法が最も近いものを選択して、３次元モデルを構築する。具体的には、配管の外形寸法が既に知られているときは、外径寸法を指定する（ステップ５４０）。被測定物１が配管以外のときや配管であっても外径以外の情報から被測定物の他の情報を知ることができるときは、その情報を入力してもよい。例えば、モデル化に際して測定者がルート情報として得た平行関係または直交関係にある壁面１３の情報を用いる。また、カメラから取り込んだ画像に示された形状を用いてもよい。
【００３７】
外径寸法を指定するときは、その指定された外径の円筒面に測定点が適合するよう円筒軸をフィッティングする（ステップ５６０）。外径寸法を指定しないときは、測定した３点が外表面上にある円筒を求める（ステップ５５０）。このようにして求めた円筒を、演算装置７内の仮想空間に構築する（ステップ５７０）。このとき、円筒の軸長は無限大とする。
【００３８】
ここで、ルートが指定されているかどうかを判断する（ステップ５８０）。このルート情報は、壁面に平行で床面に垂直などである。ルートが指定されているときは、先に選択した３点Ａ，Ｂ，Ｃでフィッティングしたルートを、指定されたルートに補正する（ステップ５９０）。モデルが構築されたので、モデルの境界を求める。配管の場合は、配管軸の両端を求めることになる。そこで、配管の両端にある点Ｄ１５、点Ｅ１６を、レーザ距離測定装置５を用いて測定する（ステップ６００）。この点Ｄ、点Ｅを配管両端と定義する（ステップ６１０）。これで配管の全体像が得られたので、配管の３次元モデルとして仮想空間に構築する（ステップ６２０）。被測定物物の数だけこの操作を繰り返し、測定を終える（ステップ６３０）。なおこの操作において、配管の肉厚や材質等、外観から判断できない情報については、施工図面に記載の情報等により測定時または測定後に入力する。
【００３９】
本実施例によれば、３次元モデルを測定作業時に構築できるので、現場調査後に測定結果から構築していたデータ構築作業が不要となる。なお、レーザの照射点をカメラ撮影した画像上に写せば、フィッティングの際に画像上の被測定物の形状を利用することができる。
【００４０】
図６および図７に、遠隔操作で位置測定する本発明の他の実施例を示す。図６は、遠隔操作で３次元座標位置を測定する様子を示したものであり、図７はその手順である。測定に基づき得られた第１、第２の時間情報受信装置４の座標位置Ｑ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、Ｑ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、およびレーザ距離測定装置５の座標位置Ｑ３（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）の何れかを用いて、遠隔測定装置１８が測定する。遠隔測定装置１８は、図１の実施例に示した３次元座標位置測定装置８に、データ送受信用アンテナ２０と、遠隔測定装置が自走できるようにバッテリー２７と、このバッテリー２７を駆動源とする制御装置２３とを付加している。
【００４１】
遠隔操作で位置計測を開始する（ステップ７００）ときは、初めに位置が既知の時間情報発信装置３を４台以上用意する。そして、これらの時間情報発信装置３からの信号が、遠隔測定装置１８に届くように配置する。遠隔測定装置１８の位置を、カメラ１９の画像と、時間情報受信装置４の座標位置Ｑ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、Ｑ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）またはレーザ距離測定装置５の座標位置Ｑ３（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）を用いて確認する。それとともに、その３次元座標位置測定装置８の位置を、遠隔地２８にいる測定者に送受信アンテナ２０を介して伝える（ステップ７１０）。
【００４２】
この送受信アンテナ２０からの信号は、発電プラント内のＰＨＳ回線基地局２１に伝送される。測定者は伝えられた位置情報に基づいて、位置測定装置８を被測定物１の測定可能範囲まで遠隔操作２２で移動させる（ステップ７２０）。次いで、位置測定装置８に搭載されたレーザ距離測定装置５の向きを、カメラ１９で監視しながら被測定物１に向け、照準をあわせる（ステップ７３０）。
【００４３】
なお、レーザ距離測定装置５を取付けた支持手段６の鉛直方向の角度は鉛直角度制御モータ２６を駆動して、水平方向の角度は水平角度制御モータ２５を駆動して変更する。これら２つのモータを駆動しても、良好な測定結果または情報が得られないときは、遠隔測定装置１８の移動用キャタピラ２４を駆動して遠隔測定装置１８をわずかに移動させる。測定条件が整ったときに、上述した被測定物１の位置測定と３次元モデルの構築を遠隔操作２２で実行する（ステップ７４０）。計測が終了したかどうかを判断し（ステップ７５０）、計測が残っていればステップ７２０に戻る。遠隔測定が終了したら、移動用キャタピラ２４を駆動して遠隔測定装置１８を回収し（ステップ７６０）、遠隔計測を終える（ステップ７７０）。
【００４４】
本実施例によれば、測定者は遠隔地２８からカメラ１９で得られた画像データと測定した遠隔測定装置１８の位置情報を用いて、図１に示した実施例と同様に、構造物を３次元モデル化できる。時間情報発信装置の位置を初期設定するときは、時間情報発信装置とレーザ距離測定装置を組み合わせて使用することにより、既知の３平面との寸法測定をすれば、簡易に設定できる。さらに、実機プラント内に設けられているＰＨＳ回線網を利用して、ＣＣＤカメラから取り込んだ画像を操作者へ伝送することにより、運転中であって立ち入りができない場所の現場調査が可能になる。プラントに不具合が発生してもその発生個所に容易に作業員が近づけないときには、測定装置だけを発生個所に遠隔操作で送ることにより、不具合発生個所の確認や対応処置等を行える。したがって、プラント運転中の改造工事や運転中の点検も可能になり、保守点検に要する時間を低減できる。また、高放射線環境に位置する構造物の調査も可能になる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、少なくとも４個の発信装置の信号を２台の受信装置が受信可能であるので、複雑に入り組んだ構造物の位置を容易に確認できる。また、２台の受信装置の相対距離を用いて測定精度を評価できる。したがって、高精度に３次元構造物の位置計測が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る位置計測方法の一実施例を説明する図。
【図２】計測原理を説明する図。
【図３】計測のフローチャート。
【図４】本発明に係る位置計測におけるモデル化を説明する図。
【図５】３次元モデル化フローチャート。
【図６】本発明に係る位置計測方法を他の実施例の図。
【図７】遠隔操作による計測のフローチャート。
【符号の説明】
１…被測定物、２…空間、３…時間情報発信装置、４…時間情報受信装置、５…レーザ距離測定装置、６…固定装置、７…演算処理装置、８…３次元座標位置測定装置、９…配管、１０…点Ａ、１１…点Ｂ、１２…点Ｃ、１３…壁面、１４…円筒モデル、１５…点Ｄ、１６…点Ｅ、１８…遠隔測定装置、１９…カメラ、２０…データ送受信用アンテナ、２１…ＰＨＳ回線基地局、２２…遠隔制御、２３…制御装置、２４…移動用キャタピラ、２５…水平角度制御モータ、２６…鉛直角度制御モータ、２７…バッテリー、２８…遠隔地。
【図１】
2004028788.tif 000006
【図２】
2004028788.tif 000007
【図３】
2004028788.tif 000008
【図４】
2004028788.tif 000009
【図５】
2004028788.tif 000010
【図６】
2004028788.tif 000011
【図７】
2004028788.tif 000012