(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
計測対象とする場所に設置されたレーザ距離計から第1の方向に照射されたレーザ可視光の一部を透過し、一部を反射させて前記レーザ距離計に受光させる半透明部材を有する治具と、
前記治具の前記半透明部材を透過したレーザ可視光を撮像するカメラと、
前記カメラによって撮像された画像から予め設定された色成分を有する部分を抽出し、その抽出された部分の光の強度に基づいて前記レーザ可視光の重心座標を求める画像処理手段と
を具備したことを特徴とする基準位置設定システム。
前記画像処理手段によって求められた前記レーザ可視光の重心座標を前記第1の方向と直交する第2の方向の位置情報として取得し、前記レーザ距離計によって計測される前記第1の方向の位置情報を関連付けて記録する情報処理手段をさらに具備したことを特徴とする請求項1記載の基準位置設定システム。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
[第1の実施形態]
第1の実施形態に係る基準位置設定システムについて、エレベータ昇降路内にエレベータ機材としてガイドレールを設置する場合を想定して説明する。
【0009】
図1〜
図14はエレベータ機材の設置方法を説明するための図である。エレベータ昇降路の縦断面及び横断面を示す各図において、破線はBIM(Building Information Modeling)を示し、実線は設置されている壁面を示している。壁面はBIMに対して若干の凹凸や歪みが生じている。
【0010】
図1に示すように、本実施形態に用いられるレーザ照射ユニット1は、一方のレーザ照射器3aと他方のレーザ照射器3bと、各レーザ照射器3a,3bを垂直軸回りに回転自在に設けた一対の回転台5a,5bと、各回転台5a,5bを支持する支持体7とを備えている。
【0011】
回転台5a,5bは、支持体7の両端付近に一定の間隔をあけて設けられており、それぞれ対応するレーザ照射器3a,3bが載置されている。
【0012】
各レーザ照射器3a,3bは、第1垂直レーザ可視光2aと、第2垂直レーザ可視光2d(
図5参照)と、水平レーザ可視光2bと、マーキング用直下レーザ可視光2c(
図2参照)を照射する。マーキング用直下レーザ可視光2cは、各レーザ照射器3a,3bの直下にピンポイントで照射する。
【0013】
図5に示すように、第1垂直レーザ可視光2aと第2垂直レーザ可視光2dは、それぞれ垂直面を照射すると共に互いに直角の角度を形成している。水平レーザ可視光2bは、水平面を照射する。本実施の形態では、各レーザ照射器3a,3bは、レーザ墨出し器である。
【0014】
レーザ照射ユニット1は、
図1に示すように、エレベータ建屋9におけるエレベータ昇降路9aのドア開口8aに設置しても良いし、エレベータ昇降路9a内に上下可能に吊り下げても良いし、エレベータ昇降路9a内の床面9bに設置されていても良い。
【0015】
次に、エレベータ機材の基準位置設定方法を含むエレベータ機材の設置方法について、工程毎に説明する。なお、第1の実施形態では、エレベータ機材として、エレベータの乗りかごを支持するガイドレール17a,17b(
図25参照)を例にして説明する。
【0016】
(1)第1工程
図1(b)に示すように、エレベータ建屋9の最下位置にある乗り場のドア開口8aの下縁にレーザ照射ユニット1を設置する。
【0017】
まず、支持体7にレーザ照射器3a,3bを配置し、第2垂直レーザ可視光2d(
図5参照)を互いに照射し合い、第2垂直レーザ可視光2d(
図5参照)を重ね合わせることで、レーザ照射器3a,3bの位置合わせを行う。
【0018】
そして、
図1(a)に示すように、レーザ照射器3a,3bの水平レーザ可視光2b,2bを床に付されている床建屋墨11aに合わせると共に第1垂直レーザ可視光2a,2aを床建屋墨11aに対して直角に交差して当てる。各第1垂直レーザ可視光2a,2aと床建屋墨11aとの交点位置及び床建屋墨11aからの距離をメジャー13で測定することで、各レーザ照射器3a,3bのXY位置を合わせる。XY位置とは、本実施形態において、水平面上の位置を示す。
【0019】
更に、
図1(b)に示すように、レーザ照射器3a,3bの水平レーザ可視光2b,2bを壁に付されている壁建屋墨11bに合わせて高さ合わせをする。そして、壁建屋墨11bと水平レーザ可視光2bとの間の距離をメジャー13で測定することで、水平レーザ可視光2b,2bの正確な高さ(Z)が測定できる。
【0020】
以上のように、レーザ照射器3a,3bのX,Y,Z位置情報を得て、制御装置15(
図13参照)に記録する。
【0021】
(2)第2工程
図2(b)に示すように、各レーザ照射器3a,3bは、それぞれマーキング用直下レーザ可視光2c,2cを直下の床面9bに向けて照射し、その照射点16a,16bをマジック等でマーキングする。このように、マーキングすることで、各レーザ照射器3a,3bの各設置位置を床に記録する。
【0022】
次に、一方のガイドレール17b(
図25参照)の基準位置を設定する。
図2(a)に示すように、まず、制御装置15にて設定された方向に位置を合わせるように回転台5a,5bを用いて、レーザ照射器3a,3bの向きを変えてそれぞれ垂直レーザ可視光2aを照射して、床面9bに形成された交点21aにマジック等でマーキングする。
【0023】
すなわち、制御装置15(
図13参照)には、乗りかごの一対のガイドレール17a,17b(
図25参照)の設置位置(基準位置)が記録されているから、所定のXY位置にあるレーザ照射器3a,3bから一方のガイドレール17aの設置位置(XY位置)へ向けて第1垂直レーザ可視光2a,2aを照射し、各第1垂直レーザ可視光2a,2aの交点21aを得ることができる。
【0024】
なお、
図2(b)に示すように、第1垂直レーザ可視光2a,2aが床面9bまで届かない場合には、下げ振りを吊下げた板治具19で第1垂直レーザ可視光2a,2aを受け、2本のレーザ可視光2a,2bが1本に重なる位置でマーキングしても良い。
【0025】
(3)第3工程
図3に示すように、他方のガイドレール17b(
図25参照)の基準位置を設定する。第2工程で設定した一方のガイドレール17bの基準位置の設定と同様にして、他方のガイドレール17bの設置基準位置を求める。すなわち、
図3(a)に示すように、他方のガイドレールの設置位置(XY位置)に向けてレーザ照射器3a,3bから第1垂直レーザ可視光2a,2aを照射し、各垂直レーザ可視光2a,2aの交点21bを得て、マーキングする。
【0026】
その後、
図3(b)に示すように、各レーザ照射器3a,3bの水平レーザ可視光2b,2bから交点21a,21bまでの深さをメジャー(金尺)13で測定する。なお、メジャー13が届かない場合には後述するガイドレール17a,17b(
図25参照)を1本立てた後に壁建屋墨11bから床面までの距離を求め、水平レーザ可視光2b,2bと壁建屋墨11bまでの高低差を測定して、水平レーザ可視光2b,2bから交点21a,21bまでの深さを求めても良い。
【0027】
(4)第4工程
図4(b)に示すように、最上階からゴンドラ用ロープ23をフック25に掛けて、ピット9cへ降ろし、ゴンドラ27をピット9cで組み立てる。その後、ゴンドラ27をゴンドラ用ロープ23で天井9dまで上げる。
【0028】
(5)第5工程
図5(c)に示すように、エレベータ昇降路9aにおいて、最上階の位置にある乗り場のドア開口8aにレーザ照射ユニット1を設置する。各レーザ照射器3a,3bを上述した第1工程と同様にして、床建屋墨11aに合わせてXY位置の位置合わせを行う。なお、各レーザ照射器3a,3bの水平レーザ可視光2b,2bを床建屋墨11aに合わせて高さレベル(Z)位置を合わせても良い。
【0029】
その後、天井9dに各レーザ照射器3a,3bの第1垂直レーザ可視光2a,2aと第2垂直レーザ可視光2d,2dを照射して、交点29a,29bを各レーザ照射器3a,3bの設置位置としてマジック等でマーキングする。
【0030】
なお、第5工程では、マーキング用直下レーザ可視光2c,2c(
図2参照)が床面9bに届くのであれば、床面9bにマーキングした各レーザ照射器3a,3bの設置位置のマーキング(照射点16a,16b)とのずれを見て、壁建屋墨11bの傾きやねじれがないことを確認する。
【0031】
マーキング用直下レーザ可視光2c,2cがピット9cの床面9bに届かない場合には、下げ振りを降ろして確認する。
【0032】
(6)第6工程
図6(c)に示すように、制御装置15(
図13参照)で設定された方向に位置を合わせるように回転台5a,5bを用いて、レーザ照射器3a,3bからそれぞれ第1垂直レーザ可視光2aを照射して、その交点31aにマジック等でマーキングする。
【0033】
制御装置15には、一対のガイドレール17の設置位置(基準位置)が記録されている。所定のXY位置にあるレーザ照射器3a,3bから一方のガイドレール17aの設置位置(XY位置)へ向けて天井9dに第1垂直レーザ可視光2a,2aを照射することで、各垂直レーザ可視光2a,2aの交点31aを得る。そして、この交点31aをマーキングする。
【0034】
図6(b)に示すように、レーザ照射器3a,3bから垂直レーザ可視光2a,2aがゴンドラ27の陰になる場合には、ゴンドラ27を下げて、ゴンドラ27から、
図7に示すように、天井板治具32を用いると共に長い操作棒34の先端に取り付けたマジック等でマーキングする。また、第2工程で用いた板治具19(
図2参照)で垂直レーザ可視光2a,2aを受け、2本のレーザ可視光2a,2bが1本に重なる位置でマーキングしても良い。
【0035】
更に、
図8に望遠カメラの撮影画像を示すように、交点31aのマーキングを天井板治具32と共に望遠カメラで写真撮影しておき、ずれている場合にはあとで修正しても良い。なお、天井板治具32には、X方向(レーザ照射器3a,3bの並び方向)と、Y方向(奥行方向)の目盛が記載されている。
【0036】
(7)第7工程
図9(c)に示すように、第3工程と同様に、他方のガイドレール17b(
図25参照)の基準位置を設定する。第6工程で設定した一方のガイドレール17bの基準位置の設定と同様にして、他方のガイドレール17bの設置基準位置を求める。すなわち、他方のガイドレール17bの設置位置(XY位置)に向けて、レーザ照射器3a,3bから垂直レーザ可視光2a,2aを照射し、天井9dに各垂直レーザ可視光2a,2aの交点31bを得て、マーキングする。
(8)第8工程
図10(b)に示すように、レーザ距離計支持具33を天井9dに設置する。レーザ距離計支持具33は吊り具(ラッシングベルト等)24でフック25に吊ってあり、
図10に示すように、定尺の接地脚35で天井9dに押し付けてある。このとき、天井9dに描いたマーキング(交点31a,31b(
図10(c)参照))に接地脚35を合わせて三脚37で固定する。
図10に示すように、三脚37には、レーザ距離計39a(又は39b)を収納した外乱防止パイプ41が取付けてあり、外乱防止パイプ41はXY方向に微動可能なマイクロXY微動台43を介して三脚37に固定されている。その後、レーザ距離計39a,39bに電源を接続する。
【0037】
(10)第9工程
図12(b)に示すように、レーザ距離計39a,39bのスイッチをONにしてレーザ可視光38を照射し、マイクロXY微動台43を調整して、レーザ可視光38をピット9cの床面9bに付したマーキング(交点21a,21b)に合わせる。
【0038】
なお、本実施形態の場合、一例として、天井からマイクロXY微動台43までの距離が1mの場合、1μm操作して、100m下のピット9cの床面9bでレーザ可視光を0.1mm調整できる。
【0039】
(11)第10工程
図13に示すように、レーザ距離計39a,39bによる各測定値は、制御装置(パーソナルコンピュータ)15を中継して、無線LAN(伝送装置)でタブレット(例えば、タブレット型コンピュータ等の情報処理端末)14に送信される。制御装置15若しくはタブレット14には、レーザ距離計39a,39bによる計測値の他に、上述したBIMデータ、各マーキング(交点21a,21b,29a,29b,31a,31b)の位置等のデータが収納されている。
【0040】
(12)第11工程
図14(b)に示すように、ゴンドラ27の上側にレーザ照射ユニット1を設置し、ゴンドラ27と共にレーザ照射ユニット1を吊る。
図15に示すように、レーザ照射ユニット1は、X方向に所定の長さを有し、その長手方向の両端部付近に半透明部材45a,45bが設けられている。半透明部材45a,45bは、レーザ距離計39a,39bから照射されるレーザ可視光38a,38bを受ける。
【0041】
この半透明部材45a,45bの下にカメラ47a,47bが設置してある。半透明部材45a,45bは、例えば薄い曇りガラスや半透明のプラスチック、ハーフミラーなどがある。ただし、以下の実施形態において、半透明部材45a,45bはこれらに限定はされない。カメラ47a,47bは、半透明部材45a,45bを透過した透過光を撮像する。各カメラ47a,47bは、後述する画像処理装置102(
図22参照)を介してタブレット14に接続されている。
【0042】
なお、半透明部材45a,45b及びカメラ47a,47bを設けた治具の上にレーザ照射ユニット1を乗せる構成をとっても良く、専用の治具(位置合わせ用の治具や専用のロボット等)の上にレーザ照射器3a,3bを相互の距離を保ったまま載置しても良い。以下、レーザ照射ユニット1を用いて説明するが、この場合、レーザ照射ユニット1は、位置合わせ用の治具としての機能を有する。
【0043】
この第11工程では、
図16に示すように、各半透明部材45a,45bを通して得られたカメラ画像48a,48bからレーザ可視光38a,38bの重心座標(XY座標)を求める。これにより、一方のレーザ照射器3aと他方のレーザ照射器3bとの間の正確な距離を保持することができる。
【0044】
レーザ距離計39a,39bから照射されたレーザ可視光38a,38bは、一部は半透明部材45a,45bを透過し、一部は半透明部材45a,45b(ターゲット)にて反射する。レーザ可視光38a,38bの一部は半透明部材45a,45bにて反射して、反射光をレーザ距離計39a,39bにて受光される。これにより、レーザ距離計39a,39bからレーザ照射ユニット1(治具)までの垂直方向の距離(Z座標)を測定することができる。
【0045】
更に、2つのカメラ画像48a,48bから各レーザ可視光38a,38bの重心座標を求めることで、レーザ照射ユニット1のX、Y方向の位置ずれΔX,ΔY及び傾きΔθを測定できる。これにより、レーザ照射ユニット1の上にあるレーザ照射器3a,3bの水平方向の位置を補正できる。
【0046】
レーザ照射器3a,3bからそれぞれ第1垂直レーザ可視光2a、水平レーザ可視光2bを照射して、タブレット14では、これらのレーザ可視光2a,2bがエレベータ昇降路9aの壁面9fや天井9dに描く線のBIM位置を計算する。実際の壁面9fは、BIMデータの壁面と数十mmの誤差がある。しかし、傾きΔθは微小角度であり、エレベータ建屋寸法に対して誤差は小さいので無視できる。
【0047】
このようにして、BIMに対する半透明部材45a,45bの高さ(変位)を測定することで、壁建屋墨11bからレーザ照射ユニット1の支持体7までの高さと、支持体7の傾きを計算できる。そして、レーザ照射ユニット1またはレーザ照射器3a,3bを載置した治具の水平状態を確認することができる。
【0048】
また、下記(式1)及び(式2)により、壁建屋墨11bから支持体7の一方の半透明部材45aまでの距離H10と、壁建屋墨11bから支持体7の他方の半透明部材45bまでの距離H20を計算できる。
【0049】
H10=H1−h1−h31−h21・・・(式1)
H20=H2−h2−h32−h22・・・(式2)
H1:一方のレーザ距離計39aから床面9bまでの距離、
H2:他方のレーザ距離計39bから床面9bまでの距離、
h1:一方のレーザ距離計39aから対応する半透明部材45aまでの距離、
h2:他方のレーザ距離計39bから対応する半透明部材45bまでの距離、
h21(
図1参照):一方のレーザ照射器3aの水平レーザ可視光2bから壁建屋墨11bまでの距離、
h22(
図1参照):他方のレーザ照射器3bの水平レーザ可視光2bから壁建屋墨11bまでの距離、
h31(
図3参照):一方のレーザ照射器3aの水平レーザ可視光2bから床面9bまでの距離、
h32(
図3参照):他方のレーザ照射器3bの水平レーザ可視光2bから床面9bまでの距離。
【0050】
次に、第11工程において、レーザ可視光38a,38bの重心座標(XY座標)を求める方法について、詳しく説明する。
【0051】
図17は(X,Y)座標検出時のレーザ可視光の状態を示す図である。
図18はレーザ可視光の投影像を示す図である。なお、ここでは一方のレーザ距離計39aから床面9bに向けて照射されるレーザ可視光38aに着目して説明する。他方のレーザ距離計39bから床面9bに向けて照射されるレーザ可視光38bについても同様である。
【0052】
図17に示すように、レーザ可視光38aは、距離に応じて広がる特性を有する。このため、レーザ可視光38aが半透明部材45aに投影されたときに、そのレーザ可視光38aの投影像100aがぼやける。このような投影像100aをカメラ47aで撮影すると、
図18に示すようにレーザ可視光38aを点として捕らえることができない。
【0053】
レーザ可視光38aの広がりは、例えばレーザ光源から半透明部材45aまでの距離が数十mの場合、数十mmになる。エレベータ昇降路9aの高さは、一般的に数十m程度である。これに対して、据付け精度は数百μmであるため、レーザ可視光38aの広がりは問題となる。
【0054】
また、レーザ可視光38aの投影像100aがぼやけることで、形もいびつになる。さらに、曇りガラスのような比較的辺が荒い半透明部材45aでは、レーザ可視光38aが散乱して各位置で光の強度にばらつきが出る。加えて、半透明部材45aは、レーザ照射ユニット1(位置合わせ用治具)上に設けられているため、傾きやすい。この半透明部材45aの傾きにより、投影像100aのいびつさ、光の強度のばらつきがより助長される。
【0055】
ここで、
図17のように半透明部材45aに傾きを与えて、カメラ47aで撮影した画像の一例を
図19に示す。なお、
図17と
図19のA点,B点は、同一の位置を表すために便宜上示した点であり、実際にある点ではない。また、
図19の(R),(W)は色を便宜的に示したものであり、(R)は赤色、(W)は白色を表している。レーザ可視光38aが赤色であれば、赤色の投影像100aが撮影される。ただし、投影像100aの中心部分は光の強度が強過ぎて、撮影時にホワイトアウトすることがある。
【0056】
図19に示すように、カメラ47aで撮影された投影像100aにはぼやけが生じている。また、半透明部材45aの傾きによってA点側は光源から離れており、光の強度がB点側よりも弱まるため、光の散乱領域がB側よりも少ない。このような理由により、投影像100aが円形にならず、いびつな形になることがわかる。
【0057】
図20は、投影像100aの形状やぼやけ状態を分かりやすくするために、色分析により画像処理した図である。なお、斜線部分は赤色成分を示すものとする。また、図中の「+」印はレーザ可視光38aの重心座標(XY座標)である。
【0058】
このように、投影像100aがぼやけた状態でレーザ可視光38aの重心座標(XY座標)を正確に判断することは困難であり、エレベータ機材の据え付け精度に支障がでる。そこで、本実施形態では、投影像100aの色成分に着目し、
図21に示すようにレーザ可視光38aと同じ色成分(例えば赤色の成分)の光の強さからレーザ可視光38aの重心座標(XY座標)を求める構成としている。
【0059】
図21は、投影像100aの赤色成分の光の強さを示す特性図である。投影像100aの中心部分における赤色成分の光の強さは、他の部分よりも低くなる。これは、中心部分がホワイトアウトしているため、赤色成分が少ないからである。しかし、赤色成分を有する各部分の光の強さを積算すると、投影像100aの中心部分が重心座標(XY座標)として求められる。
【0060】
なお、例えば色成分に関係なく、単に光の強さだけでレーザ可視光38aの重心座標(XY座標)を求める方法がある。しかし、この方法では、光の強さを判断するための閾値が環境に大きく左右される問題がある。つまり、レーザ可視光38aの他に、例えば照明光などがカメラ画像48aに入り込んでいる環境では、その都度、閾値を設定しなければならない。特に、エレベータ昇降路9aでは、高さ方向(垂直方向)の位置によってレーザ可視光38aの強さも異なるため、各位置で最適な閾値を設定し直さなければならない。
【0061】
これに対し、本実施形態では、カメラ画像48aから特定の色成分だけを抽出するので、環境に左右されずに、その色成分の光の強さからレーザ可視光38aの重心座標(XY座標)を正確に求めることが可能である。
【0062】
以下に具体的な構成について説明する。
図22は第1の実施形態に係る基準位置設定システムの構成を示す図である。
【0063】
本システムは、位置合わせ用の治具として用いられるレーザ照射ユニット1と、一対の半透明部材45a,45bと、一対のカメラ47a,47bと、画像処理装置102と、タブレット14とを備える。
【0064】
図14及び
図15で説明したように、半透明部材45a,45bは、レーザ照射ユニット1の両端部付近に設置されている。カメラ47a,47bは、それぞれに半透明部材45a,45bを透過した透過光を撮像し、その撮影画像を画像処理装置102に送る。
【0065】
ここで、本実施形態において、レーザ可視光以外の外光(例えば照明光など)が撮影画像に入り込むのを防止するために、カメラ47a,47bが遮光部材からなるケース101a,101bに収められている。
【0066】
カメラ47a,47bで撮影された画像は、それぞれに有線ケーブルあるいは無線通信により画像処理装置102に送られる。無線通信を用いれば、配線の手間を省き、作業スペースを確保できるどのメリットがある。
【0067】
画像処理装置102は、カメラ47a,47bで撮影された画像をデジタル化して、RGBの各色成分に分光処理する機能を備える。画像処理装置102は、撮影画像からレーザ可視光38a,38bと同じ色成分を抽出し、その色成分の光の強度を一定のルールに従って演算することで、半透明部材45a,45b上におけるレーザ可視光38a,38bの重心座標(X,Y座標)を求める。
【0068】
本実施形態において、レーザ可視光38a,38bは同じ色であり、例えば赤色である。したがって、画像処理装置102は、カメラ47a,47bの撮影画像から赤色成分を抽出し、その赤色成分の光の強度に基づいてレーザ可視光38a,38bの重心座標(X,Y座標)を求める。
【0069】
具体的には、下記のような演算方法によってレーザ可視光38a,38bの重心座標(X,Y座標)を求める。
【0070】
・撮影画像から抽出された赤色成分を有する部分の中で光の強度が最も強い位置を求め、その位置を光の重心とする。
【0071】
・撮影画像から抽出された赤色成分を有する部分の中で光の強度が一定値未満の位置をマスクし、残った形状の中で光の強度を積算することで幾何学的な重心を求める。
【0072】
なお、これらの演算方法は適宜選択すれば良く、特に限定されるものではない。
【0073】
このような方法により、半透明部材45a,45bに入り込む外光を除去しやすくなり、作業用の光源を半透明部材45a,45bから離す必要もなくなるため、作業性が良くなる。また、半透明部材45a,45bの汚れの影響を抑制できるため、半透明部材45a,45bを頻繁に清掃する手間が省ける。
【0074】
画像処理装置102によって求められた重心座標のデータは、有線ケーブルあるいは無線通信によりタブレット14に送信され、エレベータ機材を設置するときの水平方向の位置情報としてタブレット14に取り込まれる。
【0075】
タブレット14は、この水平方向の位置情報をレーザ距離計39a,39bによって測定される垂直方向の位置情報と関連付けて記録する。なお、本実施形態では、垂直方向を第1の方向、水平方向を第1の方向と直交する第2の方向としている。
【0076】
また、タブレット14の表示画面には、半透明部材45a,45bの撮影画像45c,45dと共に光の重心がプロット表示される。
図22の例では、光の重心を「+」記号Pa,Pbでプロット表示したが、プロットする記号の形や色はどのようなものであっても構わない。
【0077】
本システムの処理手順を
図23に示す。
エレベータ昇降路9aの天井9dに設置されたレーザ距離計39a,39bからエレベータ昇降路9aの床面9bに向けてレーザ可視光38a,38bが照射される(ステップS11)。この場合、前記第2及び第3の行程で説明したように、床面9bに2カ所の基準位置(交点21a,21b)がマーキングされており、これらの基準位置に向けてレーザ可視光38a,38bが照射される。
【0078】
前記各基準位置に向けて照射されたレーザ可視光38a,38bは、任意の高さ位置に設置されたレーザ照射ユニット1(位置合わせ用治具)の半透明部材45a,45bに投影され、半透明部材45a,45bの裏面からカメラ47a,47bによって撮影される(ステップS12)。カメラ47a,47bによって撮影された画像は画像処理装置102に送られる。画像処理装置102は、カメラ47a,47bによって撮影された画像をデジタル化して、RGBの各色成分に分光処理する(ステップS13,S14)。
【0079】
この分光処理により、画像処理装置102は、カメラ47a,47bのそれぞれの撮影画像から予め設定された色成分(ここでは赤色成分)を抽出し、その色成分の光の強度から半透明部材45a,45b上におけるレーザ可視光38a,38bの重心座標を所定の演算より求める。レーザ可視光38a,38bの重心座標が得られると、画像処理装置102は、これらの重心座標を演算結果としてタブレット14に送る(ステップS15)。これにより、
図22に示したように、タブレット14の表示画面に半透明部材45a,45bの撮影画像45c,45dと共に光の重心が「+」記号Pa,Pbでプロット表示される。
【0080】
また、その重心の座標位置がエレベータ機材を設置するときの水平方向の位置情報として取得され、垂直方向の位置情報と関連付けられて記録される(ステップS16)。垂直方向の位置情報は、レーザ照射ユニット1(位置合わせ用治具)が現在設置されている高さ方向の位置である。
【0081】
以降は作業者による作業になる。
すなわち、作業者は、タブレット14の表示画面を見ながら第11行程に関する作業を行う。その際、表示画面から明らかなエラーがないかを確認する(ステップS17)。明らかなエラーとは、例えば光の重心がプロット表示されていない場合や、光の重心が想定外にある場合などを含む。
【0082】
作業員がエラーを確認した場合は、データの再取得操作あるいは画像処理に用いるパラメータを調整した後に再取得操作を行う。このようにして得られる水平位置および垂直位置の測定データとBIMデータを利用して以降の工程に進む(ステップS18)。また、ゴンドラ27を次の位置に移動させて、再び、第11行程に関わる処理を繰り返す(ステップS19)。
【0083】
なお、
図22の例では、画像処理装置102をタブレット14とは独立して設けたが、画像処理装置102の機能をタブレット14に持たせて、タブレット14側でカメラ47a,47bの撮影画像を分光処理して、レーザ可視光38a,38bの重心座標を求めることでも良い。あるいは、画像処理装置102の機能をカメラ47a,47bに持たせて、カメラ47a,47bからそれぞれの撮影画像とその撮影画像の分光処理によって得られたレーザ可視光38a,38bの重心座標の情報をタブレット14に出力することでも良い。
【0084】
(13)第12工程
図24に示すように、ピット固定金具49を床面9bのマーキング(交点21a,21b)の位置に位置決めして取り付ける。
【0085】
次に、各ピット固定金具49にそれぞれガイドレール17a,17bを取り付けて、ガイドレール17a,17bをブラケット51で壁に仮止めして積み上げていく。ガイドレール17a,17bの積み上げの際には、各レーザ可視光38a,38bに沿ってガイドレール17a,17bを積み上げる。
【0086】
また、第12工程では、レーザ照射ユニット1はガイドレール17a,17bに係脱自在にクランプで固定してある。レーザ照射ユニット1を上げる場合には、クランプをガイドレール17a,17bから外してゴンドラ27と共に吊り上げる。所定の位置にレーザ照射ユニット1が到達すると、タブレット14に格納されている位置情報に基づいて、ブラケット51を取り付ける高さであることを報知する。
【0087】
例えば、一方のレーザ照射器3aの水平レーザ可視光2bをオレンジ色に、他方のレーザ照射器3bの水平レーザ可視光2bをグリーン色に色分けしておき、タブレット14の画面にオレンジ色の水平レーザ可視光2bのAmm下、グリーン色の水平レーザ可視光2bのBmm下で、ブラケット51をアンカーボルトで固定する旨を表示又は音声で報知する。
【0088】
一方、
図25に示すように、ゴンドラ27がエレベータ昇降路9a内を上昇する途中で、各階のドア開口8aに到達すると、タブレット14は、ホールドアの取り付け高さであることを表示すると共に作業内容を表示又は音声で報知する。
【0089】
次に、第1の実施形態に係るエレベータ機材(ガイドレール17a,17b)の設置方法の効果について説明する。
【0090】
エレベータ機材の設置位置には、レーザ照射ユニット1に搭載した各レーザ照射器3a,3bから照射した第1垂直レーザ可視光2a,2aの交点をマーキングする。したがって、高い精度でマーキングできると共に目視によりマーキングできるので、エレベータ機材の基準位置が高精度で設定できる。
【0091】
昇降路基準にピアノ線を用いていないので、昇降路内にピアノ線を設置しておく必要がないから、昇降路内を簡素にでき邪魔にならない。
【0092】
各レーザ照射器3a,3bは、設置位置を床面9bにマーキング(照射点16a,16b、交点21a,21b(
図4(a)参照))したり、天井9dにマーキング(交点29a,29b,31a,31b(
図10(c)参照))することができる。したがって、設置位置の記録が容易であり、後で同じ位置に各レーザ照射器3a,3bの位置を利用したり、確認することができる。
【0093】
各レーザ照射器3a,3bは、壁建屋墨11b(
図1(b)参照)及び床建屋墨11a(
図1(a)参照)に第1垂直レーザ可視光2a、水平レーザ可視光2bを合わせ、壁建屋墨11bに対する高さを測定することで、X,Y,Z方向の位置を特定している。したがって、壁や床に凹凸や歪みや撓みがあっても、エレベータ建屋のBIMに基づく正確な位置決めができる。
【0094】
図24に示すように、ガイドレール(エレベータ機材)17a,17bは、レーザ距離計39a,39bから照射されたレーザ可視光38a,38bに沿って目視で確認しつつ積み上げできるので、高い精度で容易に積み上げ設置できる。
【0095】
ガイドレール(エレベータ機材)17a,17bは、レーザ距離計39a,39bで測定した高さ毎にエレベータ建屋のBIMに基づいて、ブラケット51を固定しているので、所定位置毎に正確な位置でブラケット51の取り付けができる。
【0096】
また、第11工程では、レーザ照射ユニット1をエレベータ昇降路9a内に吊るした位置で、2つのレーザ距離計39a,39bからレーザ可視光38a,38bをレーザ照射ユニット1の半透明部材45a,45bに照射する。このとき、半透明部材45a,45bに照射されたレーザ可視光38a,38bをカメラ47a,47bで撮影し、そのカメラ画像48a,48bからレーザ照射ユニット1のX,Y,Z方向の位置ずれΔX,ΔY及び傾きΔθを求める。その際、レーザ可視光38a,38bがぼやけて広がっていても、カメラ画像48a,48から特定の色成分を抽出し、その色成分の光の強度からレーザ可視光38a,38bの重心座標(X,Y方向の位置)を求めることで、正確な重心座標を求めることができる。これにより、レーザ照射ユニット1の正確な位置を算出できる。
【0097】
図24に示す第12工程では、レーザ照射ユニット1はガイドレール17a,17bに係脱自在にクランプで固定しているので、安定に保持することができる。
【0098】
なお、以下に説明する実施形態では、上述した第1の実施形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することによりその部分の説明を省略し、前記第1の実施形態と主に異なる点を説明する。
【0099】
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態について説明する。
図26は第2の実施形態に係るエレベータ機材の設置方法を示す図であり、エレベータ昇降路を上から見た概略横断面である。
【0100】
第2の実施形態は、レーザ照射ユニット1をガイドレール17a,17bにクランプで固定してあり、レーザ照射ユニット1に設けてある一方のレーザ照射器3a及び他方のレーザ照射器3bから、それぞれ第1垂直レーザ可視光2a,2aを対応する各カウンターウエイトレール53a,53bに向けて照射する構成としている。
【0101】
そして、各第1垂直レーザ可視光2a,2aは、対応する各カウンターウエイトレール53a,53bの端に合わせるように照射することで、カウンターウエイトレール53a,53bの正確な位置決めができる。
【0102】
更に、一方のレーザ照射器3a及び他方のレーザ照射器3bから照射した第1垂直レーザ可視光2a,2aに沿ってメジャー13を当てて第2垂直レーザ可視光2d,2dからの距離を測定する。
【0103】
この第2の実施形態では、上述した実施の形態に加えて、ガイドレール17a,17bにクランプで固定したレーザ照射ユニット1から、カウンターウエイトレール53a,53bの位置決めやガイドレール17a,17bからカウンターウエイトレール53a,53bの刃面までの距離の測定が簡単にできる。
【0104】
なお、例えば、レーザ照射ユニット1または治具に搭載するレーザ照射器3a,3bは2台に限らず、3台以上であっても良く、搭載する台数は制限されない。
【0105】
エレベータ機材は、乗りかごのガイドレール17a,17bやカウンターウエイトレール53a,53bに限らず、乗り場の枠やピット梯子等でも良く、昇降路内に設置する機材であれば制限されない。
【0106】
また、カメラ47a,47bは撮像装置として、静止画像だけでなく、動画としてもよい。
【0107】
上述の実施形態では、レーザ距離計39a,39bはエレベータ昇降路9aの天井に施された交点31a,31bに配置したが、ピット9cの床面9bに施した交点21a,21bに配置し、天井に向かってレーザ照射しても良い。この場合は、レーザ照射ユニット1または治具は下側から、レーザ可視光を検知することとなり、上述の実施形態とは上下逆の構成となる。
【0108】
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態では、前記第1の実施形態とは、第11工程でカメラ画像を用いて(X,Y)座標を検出するための構成が異なる。したがって、前記第1の実施形態と異なる部分を示し、同様の作用、効果を有する部分について省略する。
【0109】
図27は第3の実施形態に係る基準位置設定システムの構成を示す図である。
第11工程において、ゴンドラ27の上側にレーザ照射ユニット1(位置合わせ用の治具)を設置し、ゴンドラ27と共にレーザ照射ユニット1を吊る。
図15で説明したように、レーザ照射ユニット1は、X方向に所定の長さを有し、その長手方向の両端部付近に半透明部材45a,45bが設けられている。半透明部材45a,45bは、レーザ距離計39a,39bから照射されるレーザ可視光38a,38bを受ける。
【0110】
ここで、第3の実施形態では、半透明部材45a,45bの下に、それぞれに開口部202a,202bを有するケース201a,201bに第1のミラー203a,203bが収納されている。ケース201aの開口部202aは、ケース201bに向けて開口されている。ケース201bの開口部202bは、ケース201aに向けて開口されている。
【0111】
第1のミラー203aは、半透明部材45aを透過したレーザ可視光38aをケース201bの開口部202bに向けて略直角に反射させるように、反射面をレーザ可視光38aの光軸に対して所定の角度だけ傾けて設置されている。第1のミラー203bは、半透明部材45bを透過したレーザ可視光38bをケース201aの開口部202aに向けて略直角に反射させるように、反射面をレーザ可視光38bの光軸に対して所定の角度だけ傾けて設置されている。
【0112】
また、レーザ照射ユニット1の長手方向の中心部の下に、2つの第2のミラー204a,204bが取り付けられている。第2のミラー204aは、第1のミラー203aで反射されたレーザ可視光38aをカメラ205で撮影できるように、反射面をレーザ可視光38aの光軸に対して所定の角度だけ傾けて設置されている。第2のミラー204bは、第1のミラー203bで反射されたレーザ可視光38bをカメラ205で撮影できるように、反射面をレーザ可視光38bの光軸に対して所定の角度だけ傾けて設置されている。
【0113】
カメラ205は、撮影レンズを上に向けて、第2のミラー204a,204bの下に図示しない工程治具を介して設置されている。この場合、カメラ205の撮影範囲(視野)の片側半分で第2のミラー204aに写ったレーザ可視光38aを撮影し、別の片側半分で第2のミラー204bに写ったレーザ可視光38bを撮影するように、カメラ205の設置位置が調整されている。
【0114】
なお、カメラ205と第2のミラー204a,204bは、外光の侵入を極力防ぐために、図示しないケースなどの部材に収められていても良い。
【0115】
このような構成によれば、レーザ照射ユニット1に設けられた一方の半透明部材45aを透過したレーザ可視光38aは、第1のミラー203aを介して第2のミラー204aに映り込む。また、レーザ照射ユニット1に設けられた他方の半透明部材45bを透過したレーザ可視光38bは、第1のミラー203bを介して第2のミラー104bに映り込む。これにより、1台のカメラ205で、レーザ可視光38aとレーザ可視光38bが投影された半透明部材45a,45bを撮影することができる。
【0116】
図28に示すように、カメラ205の撮影画像(カメラ画像206)には、半透明部材45aに照射されたレーザ可視光38aの投影像207aと半透明部材45bに照射されたレーザ可視光38bの投影像207bが含まれる。
【0117】
この場合、
図27に示した第2のミラー204a,204bの傾きを調整しておけば、カメラ画像206上でレーザ可視光38aの投影像207aと半透明部材45bに照射されたレーザ可視光38bの投影像207bを左右に分けることができる。画像処理装置102は、このカメラ画像206を左右に2分割し、この2分割された画像の一方を交互にマスクして前記第1の実施形態と同様に分光処理することで、レーザ可視光38a,38bの重心座標をそれぞれ求める。
【0118】
以後は前記第1の実施形態と同様であり、画像処理装置102によって求められた重心座標のデータは、有線ケーブルあるいは無線通信によりタブレット14に送信され、エレベータ機材を設置するときの水平方向の位置情報としてタブレット14に取り込まれる。タブレット14は、この水平方向の位置情報をレーザ距離計39a,39bによって測定される垂直方向の位置情報と関連付けて記録する。また、タブレット14の表示画面には、半透明部材45a,45bの撮影画像45c,45dと共に光の重心がプロット表示される。
【0119】
このように第3の実施形態によれば、第11工程において、1台のカメラ205で2組の半透明部材45a,45bに照射されたレーザ可視光38a,38bを撮影できる。また、第1のミラー203a,203b、第2のミラー204a,204bの角度、位置を変えれば、カメラ205の配置を自由に決めることができるため、設計の自由度が広がる。
【0120】
[第4の実施形態]
次に、第4の実施形態について説明する。
第4の実施形態では、前記第1の実施形態とは、第11工程でカメラ画像を用いて(X,Y)座標を検出するための構成が異なる。したがって、前記第1の実施形態と異なる部分を示し、同様の作用、効果を有する部分について省略する。
【0121】
図29は第4の実施形態に係る基準位置設定システムの構成を示す図である。なお、前記第3の実施形態と同じ部分には同一符号を付して説明する。
【0122】
第11工程において、ゴンドラ27の上側にレーザ照射ユニット1(位置合わせ用の治具)を設置し、ゴンドラ27と共にレーザ照射ユニット1を吊る。
図15で説明したように、レーザ照射ユニット1は、X方向に所定の長さを有し、その長手方向の両端部付近に半透明部材45a,45bが設けられている。半透明部材45a,45bは、レーザ距離計39a,39bから照射されるレーザ可視光38a,38bを受ける。
【0123】
ここで、第4の実施形態では、半透明部材45a,45bのうちの一方(ここでは半透明部材45b)の下に、開口部202bを有するケース301bにカメラ205が撮影レンズを上に向けて収納されている。また、このケース301bには、半透明部材45bとカメラ205との間にハーフミラー301が設けられている。
【0124】
ハーフミラー303は、半透明部材45bを透過したレーザ可視光38bと半透明部材45aを透過して第1のミラー203aで反射されたレーザ可視光38aとの交点付近に配置され、この2つのレーザ可視光38b,38bをカメラ205で撮影できるように、透過反射面を所定の角度だけ傾けて設置されている。
【0125】
このような構成によれば、レーザ照射ユニット1に設けられた一方の半透明部材45aを透過したレーザ可視光38aは、第1のミラー203aおよびハーフミラー301を介してカメラ205に映り込む。また、レーザ照射ユニット1に設けられた他方の半透明部材45bを透過したレーザ可視光38aは、ハーフミラー301を透過してカメラ205に映り込む。これにより、1台のカメラ205で、レーザ可視光38aとレーザ可視光38bが投影された半透明部材45a,45bを撮影することができる。
【0126】
図30に示すように、カメラ205の撮影画像(カメラ画像302)には、半透明部材45aに照射されたレーザ可視光38aの投影像207aと半透明部材45bに照射されたレーザ可視光38bの投影像207bが含まれる。この場合、
図29に示したように、1つのハーフミラー301を介してカメラ205で撮影している関係で、レーザ可視光38aの投影像207aとレーザ可視光38bの投影像207bが近接するが、レーザ色を例えば赤と緑といったように変えておけば、画像処理によって容易に区別できる。
【0127】
すなわち、例えばレーザ可視光38aを緑色、レーザ可視光38bを赤色とする。画像処理装置102は、カメラ画像302を分光処理することにより、当該カメラ画像302から緑色成分を有する部分と赤色成分を有する部分をそれぞれに抽出する。これにより、前記第1の実施形態と同様の手法にて、緑色成分を有する部分からレーザ可視光38aの重心座標を求め、赤色成分を有する部分からレーザ可視光38bの重心座標を求めることができる。
【0128】
以後は前記第1の実施形態と同様であり、画像処理装置102によって求められた重心座標のデータは、有線ケーブルあるいは無線通信によりタブレット14に送信され、エレベータ機材を設置するときの水平方向の位置情報としてタブレット14に取り込まれる。タブレット14は、この水平方向の位置情報をレーザ距離計39a,39bによって測定される垂直方向の位置情報と関連付けて記録する。また、タブレット14の表示画面には、半透明部材45a,45bの撮影画像45c,45dと共に光の重心がプロット表示される。
【0129】
このように第4の本実施形態によれば、第11工程において、1台のカメラ205で2組の半透明部材45a,45bに照射されたレーザ可視光38a,38bを撮影できる。また、第4の本実施形態では、前記第3の実施形態の構成に比べてミラー等の部品点数も減る。さらに、レーザ照射ユニット1の中央部分に部品を配置できない場合にも対応できため、設計の自由度が広がる。
【0130】
以上述べた少なくとも1つの実施形態によれば、任意の場所に機材を設置するときの基準位置を高精度に設定することのできる基準位置設定システムを提供することができる。
【0131】
なお、前記各実施形態では、エレベータ機材としてガイドレールを設置する場合について説明したが、ガイドレール以外の機材をエレベータ昇降路内に設置する場合でも同様である。さらに、エレベータ昇降路以外の場所でも、レーザ可視光を使って何らかの機材を設置する場合のすべてに適用できる。
【0132】
要するに、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【解決手段】一実施形態に係る基準位置設定システムは、治具と、カメラと、画像処理手段とを備える。治具は、計測対象とする場所に設置されたレーザ距離計から第1の方向に照射されたレーザ可視光の一部を透過し、一部を反射させて前記レーザ距離計に受光させる半透明部材を有する。カメラは、前記治具の前記半透明部材を透過したレーザ可視光を撮像する。画像処理手段は、前記カメラによって撮像された画像から予め設定された色成分を有する部分を抽出し、その抽出された部分の光の強度に基づいて前記レーザ可視光の重心座標を求める。