(57)【要約】      （修正有）【課題】現況実測値を重ねた正確な三次元モデルを作成可能なマンホール及び管渠接続部用の計測装置と、三次元モデル生成システムを提供する。【解決手段】マンホールや管渠接続部の三次元モデルを生成するのに必要な点群データを取得するための計測装置であって、マンホールの蓋を開いてなる開口部を覆うように設置する設置部材１０と、設置部材１０に取り付けて開口部から下方へと侵入可能な伸縮部材２０と、伸縮部材２０の下端に取り付けて、マンホールの内部の点群データを取得するレーザースキャナ３０と、を有する。設置部材を上下に移動可能な昇降機構を有する三脚で構成し、伸縮部材を昇降機構の下端に取り付けて下方に伸長可能な一脚で構成することで、安価に計測装置を製作できる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
マンホールや管渠接続部の三次元モデルを生成するのに必要な点群データを取得するための計測装置であって、
マンホールの蓋を開いてなる開口部を覆うように設置する、設置部材と、
前記設置部材に取り付けて、前記開口部から下方へと侵入可能な、伸縮部材と、
前記伸縮部材の下端に取り付けて、前記マンホールの内部の点群データを取得する、レーザースキャナと、を有することを特徴とする、
マンホール及び管渠接続部用の計測装置。
【請求項２】
前記マンホールの内部を撮影可能なカメラをさらに有することを特徴とする、
請求項１に記載のマンホール及び管渠接続部用の計測装置。
【請求項３】
前記マンホールの内部を照らす照明部材をさらに有することを特徴とする、
請求項１または２に記載のマンホール及び管渠接続部用の計測装置。
【請求項４】
前記設置部材が、上下に移動可能な昇降機構を有する三脚であり、
前記伸縮部材が、前記昇降機構の下端に取り付けて下方に伸長可能な一脚であることを特徴とする、
請求項１乃至３のうち何れか１項に記載のマンホール及び管渠接続部用の計測装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の計測装置と、
前記レーザースキャナの位置を変えて得た複数の点群データに基づいて、前記マンホールの三次元モデルを生成する、情報処理装置と、
を少なくとも具備してなる、
三次元モデル生成システム。
【請求項６】
前記情報処理装置が、さらに前記計測装置による計測作業をリモート操作する機能を備えてあることを特徴とする、
請求項５に記載の三次元モデル生成システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、マンホールや管渠接続部の三次元モデルを生成するためのシステムおよび当該システムに用いる計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
国土交通省は平成２４年度よりＣＩＭとして三次元モデルの活用による建設生産システムの生産性向上を目指しており、平成３０年３月には、ＣＩＭ導入ガイドラインの改訂版を公開した。現状のガイドラインでは、構造物を中心にしており、地下埋設物に関する記述は少ない。
【０００３】
この地下埋設物の種類は、水インフラ、通信、熱エネルギー、交通インフラなど多岐にわたっている。これらの施設の管理は管理台帳のみか、これに二次元平面図とＧＩＳを用いた手法が主流となっている。
このため、新規に地下インフラを埋設する場合には、調査段階で先行敷設物を二次元平面図に集約定義し、計画・設計段階で調査データを正として（疑義がある場合には、試掘や非破壊探査を行う）、新規埋設物の規模・位置や深度の検討・決定、工事費を算出し、施工段階で設計図面を基に試掘などで現地照合し、不整合があれば設計に立ち戻る。
ＣＩＭを推進する中では、こうした不明確な情報をできるだけ早く正確な情報とすることで手戻りを減らすことが重要である。
【０００４】
都市部の土木工事では、しばしば埋設構造物の位置情報が不明確で、実施工において既存管路施設や残置構造物との接触事故が後を絶たない状況にある。
地下インフラの管理者が二次元情報をもとにした手法で管理していることから、その情報から生成された地下モデルが不明確であり施工段階ではほとんど活用されていない、
特に圧力管およびケーブルの埋設管理台帳は、基本的に埋設深度を土被りで管理しており、台長作成当時の標高と現在の標高差を認識することが重要であるところ、敷設年次が古い場合、敷設時の地形と現在の地形の平面的並びに標高の差異を読み解くことは、経験豊富な技術者であっても困難である。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
これらから、現状の課題として、調査・設計段階での不確実な情報による設計が、そのまま施工段階へ引き継がれてしまうことが挙げられる。
この課題を解決するためには、現況実測値を重ねた正確な三次元モデルを作成し利用することが最も確実である。
【０００６】
よって、本考案は、現況実測値を重ねた正確な三次元モデルを作成可能な手段の提供を目的との一つとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべくなされた本願考案は、マンホールや管渠接続部の三次元モデルを生成するのに必要な点群データを取得するための計測装置であって、マンホールの蓋を開いてなる開口部を覆うように設置する、設置部材と、前記設置部材に取り付けて、前記開口部から下方へと侵入可能な、伸縮部材と、前記伸縮部材の下端に取り付けて、前記マンホールの内部の点群データを取得する、レーザースキャナと、を有することを特徴とする。
また、本願考案は、前記マンホールの内部を撮影可能なカメラをさらに設けても良い。
また、本願考案は、前記マンホールの内部を照らす照明部材をさらに設けても良い。
また、本願考案は、前記設置部材を上下に移動可能な昇降機構を有する三脚で構成し、前記伸縮部材を前記昇降機構の下端に取り付けて下方に伸長可能な一脚で構成することができる。
また、本願考案は、三次元モデル生成システムとして、前記した計測装置と、前記レーザースキャナの位置を変えて得た複数の点群データに基づいて、前記マンホールの三次元モデルを生成する、情報処理装置と、を少なくとも具備して構成することができる。
また、本願考案は、前記情報処理装置が、さらに前記計測装置による計測作業をリモート操作する機能を備えておくよう構成することができる。
【考案の効果】
【０００８】
本考案によれば、以下に記載する効果のうち、少なくとも何れか１つの効果を奏する。
（１）マンホール内部への作業員の侵入を要することなく、三次元モデルの生成作業が可能となる。
（２）レーザースキャナを支持する部材に、市販の三脚や一脚を用いるため、安価に計測装置を製作することができる。
（３）点群データの取得に併せてさらにマンホール内部のカメラ撮影を行うことで、写真による現況確認資料の提供が可能となる。
また、カメラによる映像をリアルタイムに確認しながらレーザースキャナをマンホール内部に侵入させていくことで、高価なレーザースキャナが何らかの部材にぶつかって破損するなどの危険性を回避することができる。
（４）照明部材を設けることで、周囲の視認性を高め、レーザースキャナの侵入作業や、カメラによる撮影作業を効率良く行うことができる。
（５）情報処理装置でもって、複数の点群データを情報処理することによりマンホールの三次元モデルの生成が可能となる。
（６）情報処理装置でもって、計測装置による計測作業をリモート操作することで、マンホール内部への作業員の侵入を要することなく、三次元モデルの生成作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本考案に係る三次元モデル計測システムの構成を示す図。
【図２】照明装置の取付例を示す図。
【図３】三次元モデル計測システムを用いた計測作業を示す図。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本考案の実施例について説明する。
【実施例】
【００１１】
＜１＞全体構成（図１）
本考案に係るマンホール用の三次元モデル計測システムは、計測対象のマンホール周辺に設置する計測装置Ａと、前記計測装置Ａで取得したデータを情報処理して三次元モデルを生成する情報処理装置Ｂと、を少なくとも具備する。
計測装置Ａは、設置部材１０、伸縮部材２０およびレーザースキャナ３０と、を少なくとも有する。
以下、各要素の詳細について説明する。
【００１２】
＜２＞設置部材
設置部材１０は、計測装置Ａを設置箇所に設置するための部材である。
本実施例では、設置部材１０として三脚を使用している。
この三脚は、開脚機構を有する脚部１１の根本に、上下に移動可能な昇降機構を有しており、この昇降機構の下端には、後述する伸縮手段２０を取付可能な機構を設けている。
設置部材１０（三脚）は、マンホールの蓋を開いてなる開口部を覆うように脚部１１を展開した状態で設置し、三脚の脚部１１の伸縮機構および開脚角度と、昇降機構の移動機構とを調整することで、後述するレーザースキャナ３０の位置を調整することができる。
【００１３】
＜３＞伸縮部材
伸縮部材２０は、先端にレーザースキャナ３０を取り付けるための部材である。
本実施例では、伸縮部材２０として一脚を用いている。
伸縮部材２０（一脚）の後端には、前記した昇降機構との取付機構を設け、先端にはレーザースキャナ３０との取付機構を設けている。
この一脚は長手方向に伸縮可能な機構を設けており、一脚を伸縮することで、前記した三脚の調整と同様、レーザースキャナ３０の位置を調整することができる。
【００１４】
＜４＞レーザースキャナ
レーザースキャナ３０は、マンホールの内壁の点群データを取得するための部材である。
本実施例では、レーザースキャナ３０に、ライカジオシステムズ社の「ＢＬＫ３６０」を用いている。この製品は、高さが１６５ｍｍ、直径が１００ｍｍで、重量が１ｋｇ程度であるため、マンホールの開口部から内部への侵入に支障はなく、また三脚や一脚でも十分に倒立状態を維持しながら支持することが可能である。
【００１５】
＜５＞カメラ
カメラ（図示せず）は、レーザースキャナによる点群データの取得対象であるマンホールの内壁を撮影するための装置である。
カメラによる撮影方法は、静止画または動画、或いはこれらの組合せを適宜選択可能であると好ましい。
また、カメラの取付位置は特段限定しない。
また、カメラはレンズの画角に併せて適宜回転しながら撮影するよう構成することもできる。
なお、複数のカメラを組み合わせて、一度に全周を撮影可能に構成してもよい。
【００１６】
＜６＞照明部材（図２）
照明部材４０は、前記マンホールの内部を照らすための部材である。
マンホールの内部を照らすことで、周囲の視認性を高め、レーザースキャナ３０の侵入作業や、カメラによる撮影作業を効率良く行うことができる
照明部材４０の取付位置は特段限定しない。
図２に示す照明装置の取付例では、一脚の先端近傍に全周にＬＥＤ４１を配置している。
【００１７】
＜７＞情報処理装置
情報処理装置Ｂは、レーザースキャナで取得した点群データを情報処理して三次元モデルを生成する装置である。
情報処理装置Ｂは、ＰＣ、タブレット、スマートフォンなどの公知の情報処理装置を使用することができる。
なお、本実施例のようにレーザースキャナに「ＢＬＫ３６０」を用いている場合、「ＢＬＫ３６０」で無線通信が可能なｉＯＳ端末上で動作するアプリとして「Ａｕｔｏｄｅｓｋ（登録商標）  ＲｅＣａｐ  Ｐｒｏ  ｆｏｒ  ｍｏｂｉｌｅ」をインストールしたｉＰａｄ  Ｐｒｏ（登録商標）を、本考案における情報処理装置Ｂとして使用することができる。
【００１８】
＜８＞使用イメージ（図３）
次に、本実施例に係る三次元モデル計測システムの使用イメージについて図３を参照しながら説明する。
【００１９】
（１）計測装置の準備
レーザースキャナ３０（ＢＬＫ３６０）を、三脚アダプターにセットし、逆さ付けの状態にして、伸縮部材２０（一脚）を経由して設置部材１０（三脚）に接続する。
そして、現場のマンホールＣの大きさに合わせ、設置部材１０（三脚）の脚部１１を伸縮・開閉し、レーザースキャナ３０を確実に保持できるように調整する。
並行して、レーザースキャナ３０と情報処理装置Ｂを、ＷｉＦｉ（登録商標）接続して双方向通信を可能な状態とする。
【００２０】
（２）情報処理装置の準備
情報処理装置Ｂ上で、「Ａｕｔｏｄｅｓｋ  ＲｅＣａｐ  Ｐｒｏ  ｆｏｒ  ｍｏｂｉｌｅ」を起動し、新規プロジェクトを作成、スキャンの詳細設定を行なう。詳細設定の項目としては、スキャン密度、カメラ画像、フラッシュ、ＨＤＲなどがある。
【００２１】
（３）計測作業の開始
設置部材１０（三脚）およびまたは伸縮部材（一脚）を用いてレーザースキャナがマンホールの最下部に位置するように地上で長さ調整を行ってから、レーザースキャナ３０をマンホールの内部に侵入させる。
その後、情報処理装置Ｂのアプリ上でスキャンボタンを選択して１レベル目（スキャン領域Ｄ１）のスキャンを行い、マンホールＣの底部周辺と、マンホールＣから横方向に伸びる管渠接続部Ｃ１を含んだスキャン領域Ｄ１の点群データを取得する（図３（ａ））。このとき、
スキャン終了後は、伸縮部材２０（一脚）を縮めるなどして２レベル目の長さを調整したのち、２スキャン目（スキャン領域Ｄ２）を行い、スキャン領域Ｄ１の点群データを取得する（図３（ｂ））
これらの手順をマンホールＣの深さに応じて複数回繰り返して、点群データの取得が地上に達するまでスキャンを行う。
なお、中間スラブがあるような深いマンホールでは、中間スラブを設置部材の設置面として計測装置をセットし、最下部から順次計測作業を行えばよい。
【００２２】
（４）情報処理装置の挙動
情報処理装置Ｂで起動中のアプリで、複数回行ったスキャン動作で取得した各点群データを解析・結合し、自動で三次元モデルを生成する。
【符号の説明】
【００２３】
Ａ  ：計測装置
１０：設置部材（三脚）
２０：伸縮部材（一脚）
３０：レーザースキャナ
４０：照明部材
Ｂ  ：情報処理装置
Ｃ  ：マンホール
Ｃ１：管渠接続部
Ｄ１，Ｄ２：スキャン領域
【図１】
0003218374.tif 000003
【図２】
0003218374.tif 000004
【図３】
0003218374.tif 000005