特開2024-91881被覆材の厚さ計測方法、被覆材の厚さ計測システム、および、被覆材の施工方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024091881
(43)【公開日】2024-07-05
(54)【発明の名称】被覆材の厚さ計測方法、被覆材の厚さ計測システム、および、被覆材の施工方法
(51)【国際特許分類】
G01B 11/06 20060101AFI20240628BHJP
E04B 1/76 20060101ALI20240628BHJP
E04G 23/02 20060101ALN20240628BHJP
【ＦＩ】
G01B11/06 Z
E04B1/76 400G
E04G23/02 C
【審査請求】有
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024070250
(22)【出願日】2024-04-24
(62)【分割の表示】P 2021503476の分割
【原出願日】2020-02-05
(31)【優先権主張番号】P 2019039920
(32)【優先日】2019-03-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000001096
【氏名又は名称】倉敷紡績株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100167988
【弁理士】
【氏名又は名称】河原 哲郎
(72)【発明者】
【氏名】横田 克彦
(72)【発明者】
【氏名】兼久 定樹
(72)【発明者】
【氏名】西尾 一真
(57)【要約】
【課題】建築物の壁等に設けられる被覆材の厚さ計測方法、被覆材の厚さ計測システムおよび被覆材の施工方法を提供する。
【解決手段】基準マーカーを設置する工程（工程１）と、被覆材の表面の三次元座標および３点以上の基準三次元座標を含む施工形状を取得する工程（工程２）と、仮想平面を施工形状内に算出する工程（工程３）と、被覆材の厚さを算出する工程（工程４）と、被覆材画像を表示する工程（工程５）とを有する被覆材の厚さ計測方法。
【選択図】図１
【解決手段】基準マーカーを設置する工程（工程１）と、被覆材の表面の三次元座標および３点以上の基準三次元座標を含む施工形状を取得する工程（工程２）と、仮想平面を施工形状内に算出する工程（工程３）と、被覆材の厚さを算出する工程（工程４）と、被覆材画像を表示する工程（工程５）とを有する被覆材の厚さ計測方法。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象面に施工した被覆材の厚さを計測する方法であって、
前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい３点以上の等距離点の三次元座標及び前記対象面からの距離が既知である１点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得する工程と、
前記被覆材の表面の三次元座標、前記等距離点の三次元座標及び前記基準三次元座標に基づいて前記被覆材の厚さを算出する工程とを有する、
被覆材の厚さ計測方法。
前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい３点以上の等距離点の三次元座標及び前記対象面からの距離が既知である１点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得する工程と、
前記被覆材の表面の三次元座標、前記等距離点の三次元座標及び前記基準三次元座標に基づいて前記被覆材の厚さを算出する工程とを有する、
被覆材の厚さ計測方法。
【請求項2】
前記等距離点の前記対象面からの距離が既知であって、前記等距離点が前記基準点でもある、
請求項１に記載の被覆材の厚さ計測方法。
請求項１に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項3】
取得した前記等距離点の三次元座標に基づいて仮想平面を算出する工程をさらに有し、
前記被覆材の表面の三次元座標と前記仮想平面に基づいて前記被覆材の厚さを算出する、
請求項２に記載の被覆材の厚さ計測方法。
前記被覆材の表面の三次元座標と前記仮想平面に基づいて前記被覆材の厚さを算出する、
請求項２に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項4】
前記等距離点の前記対象面からの距離が未知であって、前記基準点が前記等距離点と異なる点である、
請求項１に記載の被覆材の厚さ計測方法。
請求項１に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項5】
取得した前記等距離点の三次元座標と前記基準三次元座標に基づいて仮想平面を算出する工程をさらに有し、
前記被覆材の表面の三次元座標と前記仮想平面に基づいて前記被覆材の厚さを算出する、
請求項４に記載の被覆材の厚さ計測方法。
前記被覆材の表面の三次元座標と前記仮想平面に基づいて前記被覆材の厚さを算出する、
請求項４に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項6】
前記施工形状を取得する工程の前に、前記被覆材上または前記被覆材の近傍に基準マーカーを設置する工程を有し、
前記基準三次元座標は、前記基準マーカー上の三次元座標である、
請求項１から５のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
前記基準三次元座標は、前記基準マーカー上の三次元座標である、
請求項１から５のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項7】
前記基準マーカーが一方向に延びるピンを有しており、
前記基準マーカーを設置する工程が、前記ピンの先端が前記対象面に当接するように前記ピンを前記被覆材に挿通する工程である、
請求項６に記載の被覆材の厚さ計測方法。
前記基準マーカーを設置する工程が、前記ピンの先端が前記対象面に当接するように前記ピンを前記被覆材に挿通する工程である、
請求項６に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項8】
前記等距離点は、前記被覆材及び前記対象面に隣接もしくは近傍の構造物の表面上の点である、
請求項１から５のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
請求項１から５のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項9】
前記被覆材の厚さの分布を色または濃淡で示した被覆材画像を表示する工程を有する、
請求項１から８のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
請求項１から８のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項10】
前記被覆材の厚さが所定の範囲から外れている施工不良箇所の有無を判断する工程を有する、
請求項１から９のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
請求項１から９のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項11】
前記被覆材の厚さが所定の範囲から外れている施工不良箇所の有無を判断する工程と、
前記施工不良箇所を、前記被覆材画像に表示する工程とを有する、
請求項９に記載の被覆材の厚さ計測方法。
前記施工不良箇所を、前記被覆材画像に表示する工程とを有する、
請求項９に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項12】
前記被覆材の厚さを前記対象面と関連付けて記憶させる工程を有する、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
請求項１から１１のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項13】
前記被覆材を施工する前に、前記対象面の水分率を計測する工程と、
前記水分率を前記被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有する、
請求項１２に記載の被覆材の厚さ計測方法。
前記水分率を前記被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有する、
請求項１２に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項14】
前記被覆材を施工する前に、前記対象面の温度分布を測定する工程と、
前記温度分布を前記被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有する、
請求項１２または１３に記載の被覆材の厚さ計測方法。
前記温度分布を前記被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有する、
請求項１２または１３に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項15】
前記被覆材は吹き付けウレタンフォーム断熱材である、
請求項１から１４のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
請求項１から１４のいずれか一項に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項16】
前記被覆材の吹き付け条件を取得する工程と、
前記吹き付け条件を前記被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有する、
請求項１５に記載の被覆材の厚さ計測方法。
前記吹き付け条件を前記被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有する、
請求項１５に記載の被覆材の厚さ計測方法。
【請求項17】
対象面に施工した被覆材の厚さを計測するシステムであって、
三次元計測装置と、
データ処理部とを備え、
前記三次元計測装置は、前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい３点以上の等距離点の三次元座標及び前記対象面からの距離が既知である１点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得し、
前記データ処理部は、前記施工形状に基づいて前記被覆材の厚さを算出する、
被覆材の厚さ計測システム。
三次元計測装置と、
データ処理部とを備え、
前記三次元計測装置は、前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい３点以上の等距離点の三次元座標及び前記対象面からの距離が既知である１点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得し、
前記データ処理部は、前記施工形状に基づいて前記被覆材の厚さを算出する、
被覆材の厚さ計測システム。
【請求項18】
前記被覆材上または前記被覆材の近傍に設置され、前記基準三次元座標を与える基準マーカーをさらに備えており、
前記データ処理部は、前記施工形状から色又は形状の特徴に基づいて前記基準マーカーを認識する、
請求項１７に記載の被覆材の厚さ計測システム。
前記データ処理部は、前記施工形状から色又は形状の特徴に基づいて前記基準マーカーを認識する、
請求項１７に記載の被覆材の厚さ計測システム。
【請求項19】
対象面に被覆材を施工する方法であって、
前記対象面に前記被覆材を施工する工程と、
前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい３点以上の等距離点の三次元座標及び前記対象面からの距離が既知である１点以上の基準点の基準三次元座標を取得する工程と、
前記被覆材の表面の三次元座標、前記等距離点の三次元座標及び前記基準三次元座標に基づいて前記被覆材の厚さを算出する工程と、
前記被覆材の厚さが所定の範囲から外れている施工不良箇所の有無を判断する工程とを有する、
被覆材の施工方法。
前記対象面に前記被覆材を施工する工程と、
前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい３点以上の等距離点の三次元座標及び前記対象面からの距離が既知である１点以上の基準点の基準三次元座標を取得する工程と、
前記被覆材の表面の三次元座標、前記等距離点の三次元座標及び前記基準三次元座標に基づいて前記被覆材の厚さを算出する工程と、
前記被覆材の厚さが所定の範囲から外れている施工不良箇所の有無を判断する工程とを有する、
被覆材の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、吹付け工法等によって建築物の壁や床等の対象面に施工される被覆材の厚さ計測方法、被覆材の厚さ計測システム、および、被覆材の施工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
建築物の壁等に断熱材を設ける方法として、現場で作業者が発泡機を用いて、建築物の壁部、床部、屋根部や天井部等の対象面に、主原料に発泡材を加えた発泡原液を直接吹き付けて、発泡固化させる方法が知られている。しかし、断熱材は、その厚さによって断熱効果が大きく左右されるため、均等な厚さにすることが求められている。特に、ビルや集合住宅等では、均一な品質の提供が求められており、厚さの誤差が０～２０ｍｍ、厳しいもので０～５ｍｍでの施工が求められている。つまり、対象面に発泡材を吹き付けて発泡固化させた後、その厚さを確認し、厚すぎる部位については余剰分を切削し、薄すぎる部位については追加する仕上げ処理を必要とする。詳しくは、施工現場において、吹き付け作業をしながら、発泡固化した断熱材の各所に針状の測定ゲージを刺し、その厚さを計測し、各所に仕上げ処理が必要かを確認しながら行っている。そのため、断熱材の施工作業は、作業者にとって非常に煩雑な作業の一つとなっている。また、作業者の熟練度によって、作業スピードが大きく異なり、その品質にもばらつきが見られる。
さらに、断熱材の品質を保証するための施主等への報告は、施工部位の各所に測定ゲージを差し込むことで施工厚さをチェックし、その結果に関するマーク（例えば、厚さの計測値）を断熱材（壁）の表面に記し、その表面の一部の写真を提示することにより行ってきた。このように測定ゲージを何回も差し込むことは断熱材に物理的なダメージを与えるおそれもあり、かつ、飛び飛びの計測値しか得ることが出来ず、十分な品質管理ができなかった。
さらに、断熱材の品質を保証するための施主等への報告は、施工部位の各所に測定ゲージを差し込むことで施工厚さをチェックし、その結果に関するマーク（例えば、厚さの計測値）を断熱材（壁）の表面に記し、その表面の一部の写真を提示することにより行ってきた。このように測定ゲージを何回も差し込むことは断熱材に物理的なダメージを与えるおそれもあり、かつ、飛び飛びの計測値しか得ることが出来ず、十分な品質管理ができなかった。
【0003】
特許文献１には、発泡材の供給源に連結された吹き付けノズル、および、その被覆の厚さをモニターするように構成されたセンシング機器を備えた方法およびロボットが開示されている。この特許文献１の方法では、レーザー距離計で吹き付け厚をモニターしながら、発泡材の吹きつけ量を制御することにより、仕上げ処理を減少させることができる。
特許文献２には、先端にスプレーノズルとレンジファインダとを備えた遠隔操作可能なロボットアームが開示されている。このロボットアームにおいて、レンジファインダで塗布する前後の材料（対象物）の測定を行い、補填する厚さを計算することができるとの記載がある。
特許文献２には、先端にスプレーノズルとレンジファインダとを備えた遠隔操作可能なロボットアームが開示されている。このロボットアームにおいて、レンジファインダで塗布する前後の材料（対象物）の測定を行い、補填する厚さを計算することができるとの記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１６－５２６１２１号公報
【特許文献2】特開２０１７－５３６９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献１の方法は、ロボットを用いることを前提としているが、乱雑な現場において必ずしもロボットの使用が有利であるとは限らない。一方、特許文献１の方法を作業者によって行うことも考えられるが、測定ゲージの代わりにレーザー距離計で厚さを随時モニターしながら発泡材の吹き付け作業による厚さを制御するものであるため、吹き付け作業と厚さの確認（モニターの確認）とを交互に行うことには変わりなく、作業は煩雑である。例えば、モニターを見間違えるなどの人為的なミスが起こりやすい。また特許文献２も塗布する材料（対象面）の全体を測定するものではなく、随時、塗布する材料（対象面）の一部を測定するものであり、特許文献１と同様の問題がある。
本発明は、建築物の壁等の対象面に施工される被覆材の厚さ計測方法、被覆材の厚さ計測システムおよび被覆材の施工方法を提供することを目的としている。
本発明は、建築物の壁等の対象面に施工される被覆材の厚さ計測方法、被覆材の厚さ計測システムおよび被覆材の施工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、対象面に施工した被覆材の厚さを計測する方法であって、前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい３点以上の等距離点の三次元座標及び前記対象面からの距離が既知である１点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得する工程と、前記被覆材の表面の三次元座標、前記等距離点の三次元座標及び前記基準三次元座標に基づいて前記被覆材の厚さを算出する工程とを有することを特徴としている。
本発明において「被覆材の厚さ」とは、対象面に対して垂直な方向の長さをいう。また「被覆材の表面の三次元座標」とは、対象面と反対の空間側に露出した被覆材表面上の三次元座標をいう。例えば、被覆材表面上の複数の点の三次元座標の集合が挙げられる。さらに「対象面からの距離」とは、その点から対象面におろした垂線の長さをいう。
三次元座標の表現方法については、計算機上で処理可能なものであれば特に限定しない。例えば、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の三次元直交座標系の座標値の集合（いわゆる点群データ）で表現したものであってもよいし、ポリゴンメッシュや平面／曲面の数式やパラメータ表現、またはボリュームデータ表現（ボクセル等）、およびそれらの組み合わせであってもよい。
本発明において「被覆材の厚さ」とは、対象面に対して垂直な方向の長さをいう。また「被覆材の表面の三次元座標」とは、対象面と反対の空間側に露出した被覆材表面上の三次元座標をいう。例えば、被覆材表面上の複数の点の三次元座標の集合が挙げられる。さらに「対象面からの距離」とは、その点から対象面におろした垂線の長さをいう。
三次元座標の表現方法については、計算機上で処理可能なものであれば特に限定しない。例えば、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の三次元直交座標系の座標値の集合（いわゆる点群データ）で表現したものであってもよいし、ポリゴンメッシュや平面／曲面の数式やパラメータ表現、またはボリュームデータ表現（ボクセル等）、およびそれらの組み合わせであってもよい。
【0007】
本発明の被覆材の厚さ計測方法は、前記被覆材の表面の三次元座標及び前記対象面からの距離が等しい３点以上の等距離点の三次元座標および前記対象面からの距離が既知である１点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得しているため、被覆材の所定の点と同じ平面座標（対象面と平行な平面座標）であって、対象面との距離が基準三次元座標と同じ仮想点を求め、被覆材の所定の点と、その対象面との距離が既知である仮想点とを比較することにより、被覆材の所定の点の厚さを算出することができる。
【0008】
本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、前記等距離点の前記対象面からの距離が既知であって、前記等距離点が前記基準点でもあるものが好ましい。また、取得した前記等距離点の三次元座標に基づいて仮想平面を算出する工程をさらに有し、前記被覆材の表面の三次元座標と前記仮想平面に基づいて前記被覆材の厚さを算出するのがさらに好ましい。
あるいは、本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、前記等距離点の前記対象面からの距離が未知であって、前記基準点が前記等距離点と異なる点であるものが好ましい。また、取得した前記等距離点の三次元座標と前記基準三次元座標に基づいて仮想平面を算出する工程をさらに有し、前記被覆材の表面の三次元座標と前記仮想平面に基づいて前記被覆材の厚さを算出するのがさらに好ましい。
なお、「仮想平面」とは、対象面との距離が既知で対象面と平行な平面をいい、基準三次元座標を含むものが好ましいが、含んでいなくてもよい。
このように仮想平面に基づいて被覆材の厚さを算出する場合、仮想平面と、被覆材の表面との距離を計算することにより、被覆材の厚さを算出することができる。特に、仮想平面が少なくとも対象面を対象面に対して垂直方向に平行移動させた平面を含んでいる場合、一度の計算により被覆材全体の厚さを算出することができる。このように被覆材を施工した後、一回の計測で、被覆材全体の厚さを算出することができるため、好ましい。
あるいは、本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、前記等距離点の前記対象面からの距離が未知であって、前記基準点が前記等距離点と異なる点であるものが好ましい。また、取得した前記等距離点の三次元座標と前記基準三次元座標に基づいて仮想平面を算出する工程をさらに有し、前記被覆材の表面の三次元座標と前記仮想平面に基づいて前記被覆材の厚さを算出するのがさらに好ましい。
なお、「仮想平面」とは、対象面との距離が既知で対象面と平行な平面をいい、基準三次元座標を含むものが好ましいが、含んでいなくてもよい。
このように仮想平面に基づいて被覆材の厚さを算出する場合、仮想平面と、被覆材の表面との距離を計算することにより、被覆材の厚さを算出することができる。特に、仮想平面が少なくとも対象面を対象面に対して垂直方向に平行移動させた平面を含んでいる場合、一度の計算により被覆材全体の厚さを算出することができる。このように被覆材を施工した後、一回の計測で、被覆材全体の厚さを算出することができるため、好ましい。
【0009】
本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、前記施工形状を取得する工程の前に、前記被覆材上または前記被覆材の近傍に基準マーカーを設置する工程を有し、前記基準三次元座標は前記基準マーカー上の三次元座標であるのが好ましい。この場合、基準マーカーを３以上設置し、各基準マーカーに少なくとも一つの基準三次元座標を設定すれば、対象面からの距離が等しい３以上の基準三次元座標が得られるので好ましい。また前記基準マーカーが一方向に延びるピンを有しており、前記基準マーカーを設置する工程が、前記ピンの先端が前記対象面に当接するように前記ピンを前記被覆材に挿通する工程であるのが好ましい。
【0010】
本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、前記等距離点は、前記被覆材及び前記対象面に隣接もしくは近傍の構造物の表面上の点であることが好ましい。
ここで「構造物」とは、対象面と平行な面を含む構造物であり、「構造物の表面」とは、その対象面との距離が既知で対象面と平行な面を含んだものをいう。例えば、対象面である壁面と面一の壁面や、対象面である壁面と平行に建てられた柱や梁等の表面である。
この場合も被覆材の厚さの算出が簡単にできる。特に、構造物の対象面と平行な面と、対象面との距離が、設計図により正確に把握できる場合は、構造物の表面上の等距離点は対象面からの距離が既知であり、等距離点であると同時に基準点とすることが可能である。そのため、基準マーカーを設置する必要がなく、基準マーカーを設置する際の人為的なミスを軽減できる。構造物の対象面と平行な面と対象面との距離が不明な場合は、被覆材上または被覆材近傍に１以上の基準マーカーを設け、構造物の表面上の３点以上の等距離点と、基準マーカー上の基準三次元座標に基づいて、被覆材の厚さを算出できる。
ここで「構造物」とは、対象面と平行な面を含む構造物であり、「構造物の表面」とは、その対象面との距離が既知で対象面と平行な面を含んだものをいう。例えば、対象面である壁面と面一の壁面や、対象面である壁面と平行に建てられた柱や梁等の表面である。
この場合も被覆材の厚さの算出が簡単にできる。特に、構造物の対象面と平行な面と、対象面との距離が、設計図により正確に把握できる場合は、構造物の表面上の等距離点は対象面からの距離が既知であり、等距離点であると同時に基準点とすることが可能である。そのため、基準マーカーを設置する必要がなく、基準マーカーを設置する際の人為的なミスを軽減できる。構造物の対象面と平行な面と対象面との距離が不明な場合は、被覆材上または被覆材近傍に１以上の基準マーカーを設け、構造物の表面上の３点以上の等距離点と、基準マーカー上の基準三次元座標に基づいて、被覆材の厚さを算出できる。
【0011】
本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、前記被覆材の厚さの分布を色または濃淡で示した被覆材画像を表示する工程を有することが好ましい。
このように厚さの分布を色または濃淡で示した被覆材画像は、施工不良の部位を一目で確認することができ、作業の高速化が可能になる。また、品質管理上の被覆材のデータとしても見やすく好ましい。
このように厚さの分布を色または濃淡で示した被覆材画像は、施工不良の部位を一目で確認することができ、作業の高速化が可能になる。また、品質管理上の被覆材のデータとしても見やすく好ましい。
【0012】
本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、前記被覆材の厚さが所定の範囲から外れている施工不良箇所の有無を判断する工程を有することが好ましい。特に、前記施工不良箇所を、前記被覆材画像に表示する工程を有することが好ましい。
このように施工不良箇所がわかれば、被覆材の仕上げ処理の特定が簡単である。特に、施工不良判定画像は、作業性も高くなる。
このように施工不良箇所がわかれば、被覆材の仕上げ処理の特定が簡単である。特に、施工不良判定画像は、作業性も高くなる。
【0013】
本発明の被覆材の厚さ計測方法であって、被覆材の厚さを前記対象面と関連付けて記憶させる工程を有することが好ましい。特に被覆材画像を前記対象面と関連付けて記憶させる工程を有することが好ましい。なお、前記被覆材を施工する前に、前記対象面の水分率を計測する工程と、前記水分率を被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有することが好ましい。あるいは、前記被覆材を施工する前に、対象面の温度分布を測定する工程と、前記温度分布を被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有することが好ましい。さらに、前記被覆材は吹き付け硬質ウレタンフォーム断熱材であり、前記被覆材の吹き付け条件を取得する工程と、前記吹き付け条件を被覆材の厚さと関連付けて記憶させる工程とを有することが好ましい。
このように被覆材の厚さと種々のデータとを関連付けて記憶させることにより、被覆材のデータとして管理しやすい。例えば、ビルや集合住宅のように対象面が多数ある場合、管理しやすい。特に、被覆材の厚さと、対象面の水分率、温度分布および／または吹き付け条件とを、関連付けて記憶させることにより、被覆材のデータとして品質管理上一層好ましい。
このように被覆材の厚さと種々のデータとを関連付けて記憶させることにより、被覆材のデータとして管理しやすい。例えば、ビルや集合住宅のように対象面が多数ある場合、管理しやすい。特に、被覆材の厚さと、対象面の水分率、温度分布および／または吹き付け条件とを、関連付けて記憶させることにより、被覆材のデータとして品質管理上一層好ましい。
【0014】
本発明の被覆材の厚さ計測システムは、対象面に施工した被覆材の厚さを計測するシステムであって、三次元計測装置と、データ処理部とを備え、前記三次元計測装置は、前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい３点以上の等距離点の三次元座標及び前記対象面からの距離が既知である１点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得し、前記データ処理部は、前記施工形状に基づいて前記被覆材の厚さを算出することを特徴としている。
この計測システムを用いることにより、被覆材の厚さを一回の計測で正確に測ることができる。
この計測システムを用いることにより、被覆材の厚さを一回の計測で正確に測ることができる。
【0015】
本発明の被覆材の厚さ計測システムであって、前記等距離点の前記対象面からの距離が既知であって、前記等距離点が前記基準点でもあることが好ましい。あるいは、本発明の被覆材の厚さ計測システムであって、前記等距離点の前記対象面からの距離が未知であって、前記基準点が前記等距離点と異なる点であることが好ましい。
【0016】
本発明の被覆材の厚さ計測システムであって、前記被覆材上または前記被覆材の近傍に設置される基準マーカーをさらに備えており、前記データ処理部は、前記施工形状から色又は形状の特徴に基づいて前記基準マーカーを認識するものが好ましい。
このように施工形状から基準マーカーを自動認識させると同時に、前記基準マーカー上の三次元座標を前記基準三次元座標と認識させることにより、基準マーカーの認識を正確かつ迅速にできる。
このように施工形状から基準マーカーを自動認識させると同時に、前記基準マーカー上の三次元座標を前記基準三次元座標と認識させることにより、基準マーカーの認識を正確かつ迅速にできる。
【0017】
本発明の被覆材の厚さ計測システムの第２の態様は、対象面に施工した被覆材の厚さを計測するシステムであって、三次元計測装置と、データ処理部と、使用者が身に付け、使用者の眼前に設けられる表示部とを備え、前記データ処理部は、前記三次元計測装置で取得した前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい３点以上の等距離点の三次元座標及び前記対象面からの距離が既知である１点以上の基準点の基準三次元座標に基づいて前記被覆材の厚さを算出し、前記被覆材の厚さの分布を示した被覆材画像を算出し、前記表示部において、使用者の視界における被覆材上に、前記被覆材画像をオーバーラップさせて表示することを特徴としている。
本発明の被覆材の厚さ計測システムの第２の態様において、前記等距離点の前記対象面からの距離が既知であって、前記等距離点が前記基準点でもあることが好ましい。あるいは、本発明の被覆材の厚さ計測システムの第２の態様において、前記等距離点の前記対象面からの距離が未知であって、前記基準点が前記等距離点と異なる点であることが好ましい。
本発明の被覆材の厚さ計測システムの第２の態様は、使用者が表示部を備えたデバイスを装着することにより、使用者は現場で被覆材の厚さを確認できる。そのため、仕上げ作業時間を短縮させることができる。
本発明の被覆材の厚さ計測システムの第２の態様において、前記等距離点の前記対象面からの距離が既知であって、前記等距離点が前記基準点でもあることが好ましい。あるいは、本発明の被覆材の厚さ計測システムの第２の態様において、前記等距離点の前記対象面からの距離が未知であって、前記基準点が前記等距離点と異なる点であることが好ましい。
本発明の被覆材の厚さ計測システムの第２の態様は、使用者が表示部を備えたデバイスを装着することにより、使用者は現場で被覆材の厚さを確認できる。そのため、仕上げ作業時間を短縮させることができる。
【0018】
このような被覆材の三次元形状の計測システムにおいて、前記使用者の眼の視界方向を撮影する画像取得部を備え、前記画像取得部が撮影した画像上の前記被覆材の表面に前記被覆材画像をオーバーラップさせるものが好ましい。
さらに、前記の三次元計測装置、表示部、データ処理部を一体的に構成し、なおかつ使用者が装着可能なウェアラブルコンピュータシステムとすることがより好ましい。例えば、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）やスマートグラスのような頭部装着型デバイスを用いてもよい。これにより、施工後の仕上げ作業をリアルタイムで確認しながら行うことができる。これにより、作業者の熟練度が低い場合でも、施工の失敗・やり直しがなく、被覆材を均一の厚さに施工できる。また、従来仕上げ作業の度に繰り返し必要だった施工後の厚さチェック作業も不要となる。
さらに、前記の三次元計測装置、表示部、データ処理部を一体的に構成し、なおかつ使用者が装着可能なウェアラブルコンピュータシステムとすることがより好ましい。例えば、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）やスマートグラスのような頭部装着型デバイスを用いてもよい。これにより、施工後の仕上げ作業をリアルタイムで確認しながら行うことができる。これにより、作業者の熟練度が低い場合でも、施工の失敗・やり直しがなく、被覆材を均一の厚さに施工できる。また、従来仕上げ作業の度に繰り返し必要だった施工後の厚さチェック作業も不要となる。
【0019】
本発明の被覆材の施工方法は、対象面に被覆材を施工する方法であって、前記対象面に前記被覆材を施工する工程と、前記被覆材の表面の三次元座標、前記対象面からの距離が等しい３点以上の等距離点の三次元座標および前記対象面からの距離が既知である１点以上の基準点の基準三次元座標を取得する工程と、前記被覆材の表面の三次元座標、前記等距離点の三次元座標および前記基準三次元座標に基づいて前記被覆材の厚さを算出する工程と、前記被覆材の厚さが所定の範囲から外れている施工不良箇所の有無を判断する工程とを有することを特徴としている。
本発明の被覆材の施工方法であって、前記等距離点の前記対象面からの距離が既知であって、前記等距離点が前記基準点でもあるものが好ましい。あるいは、本発明の被覆材の施工方法であって、前記等距離点の前記対象面からの距離が未知であって、前記基準点が前記等距離点と異なる点であることが好ましい。
本発明の被覆材の施工方法は、本発明の厚さ計測方法を用いているため、施工不良個所を一目で確認することができ、作業者の熟練度に限らず、均一な品質の被覆材を提供することができる。
本発明の被覆材の施工方法であって、前記等距離点の前記対象面からの距離が既知であって、前記等距離点が前記基準点でもあるものが好ましい。あるいは、本発明の被覆材の施工方法であって、前記等距離点の前記対象面からの距離が未知であって、前記基準点が前記等距離点と異なる点であることが好ましい。
本発明の被覆材の施工方法は、本発明の厚さ計測方法を用いているため、施工不良個所を一目で確認することができ、作業者の熟練度に限らず、均一な品質の被覆材を提供することができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、現場の作業者が、施工した被覆材の厚さを一度の計測で把握することができる。そのため、施工不良の部位への仕上げ処理も簡単にできる。さらに、被覆材の品質の客観的なデータとして残すことができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の被覆材の厚さ計測方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。
【図3】本発明の被覆材の厚さ計測方法の第２の実施形態を示すフローチャートである。
【図4】本発明の被覆材の厚さ計測方法の第２の実施形態で用いられる仮想平面を算出した施工形状を示す斜視図である。
【図5】本発明の被覆材の厚さ計測システムの第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の被覆材の厚さ計測システムの第４の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図7】断熱材の表面の三次元形状を含む施工形状を示す画像である。
【図9】本発明の被覆材の厚さ計測方法の第３の実施形態を示すフローチャートである。
【図10】本発明の被覆材の厚さ計測方法の第３の実施形態で用いられる仮想平面を算出した施工形状を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
次に、図１のフローチャートを参照して、対象面に施工した被覆材の厚さを計測する方法（以下、厚さ計測方法とする）の第１の実施形態について説明する。
本実施形態では、対象面からの距離が既知で等しい３点以上の三次元座標に基づいて被覆材の厚さを算出する。この３点以上の点は、対象面からの距離が等しい等距離点であると同時に、対象面からの距離が既知である基準点でもある。
本実施形態では、対象面からの距離が既知で等しい３点以上の三次元座標に基づいて被覆材の厚さを算出する。この３点以上の点は、対象面からの距離が等しい等距離点であると同時に、対象面からの距離が既知である基準点でもある。
【0023】
初めに、実施形態の厚さ計測方法が計測する被覆材は、作業者等が、現場において対象面に施工することによって被覆するものである。
対象面（施工面）としては、建築物の壁、床、屋根、天井、屋上などが挙げられ、特に屋根・天井のような厚さ測定の難しい部位に有用である。
対象面（施工面）としては、建築物の壁、床、屋根、天井、屋上などが挙げられ、特に屋根・天井のような厚さ測定の難しい部位に有用である。
【0024】
被覆材としては、断熱材、耐火材、防水材、一般建材（ＦＲＰ、ＦＲＣ、ＦＲＧ）等が挙げられる。断熱材としては、軟質または硬質ウレタンフォーム、ロックウール、セルロースファイバー等が挙げられる。特に、吹き付け工法によって施工される現場発泡型の硬質ウレタンフォーム（例えばＪＩＳＡ９５２６に規定される硬質ウレタンフォーム）が好ましい。オクチル酸カリウムやオクチル酸鉛を用いた反応速度の速い吹付ウレタンフォームは、対象面に吹き付けた発泡原液が、発泡倍率２０倍～１２０倍程度に不規則に膨張するため、熟練者であっても均一な厚さ（１０～２００ｍｍ程度）に施工するのが難しいうえ、施工厚さが断熱性能に直接影響するからである。一方、防水材としては、ウレタン系、ＦＲＰ系、アクリルゴム系、アクリル系樹脂等が挙げられる。
【0025】
施工方法については、吹き付け（スプレー）または塗布が挙げられる。特に、吹き付けで施工する被覆材は、施工後の厚さが塗布に比べて均一な厚さにすることが難しいため、本発明の厚さ計測方法に適している。
【0026】
次に工程について説明する。厚さ計測方法は、図１のフローチャートに示すように、基準マーカーを設置する工程（第１工程）と、被覆材の表面の三次元座標及び３点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得する工程と（第２工程）と、仮想平面を算出する工程（第３工程）と、被覆材の厚さを算出する工程（第４工程）と、被覆材画像を表示する工程（第５工程）と、被覆材画像に基づいて仕上げ処理が必要かを判断する工程（第６工程）と、仕上げ処理が必要であると判断した場合、仕上げ処理を行う工程（第７工程）と、仕上げ処理が必要でないと判断した場合、被覆材の三次元データを対象面と関連付けて記憶させる工程（第８工程）とを有する。
【0027】
第１工程は、被覆材上に基準マーカーを設置する。詳しくは、被覆材上であって、対象面から所定の距離だけ離れた位置に基準マーカーを設置する。例えば、図２ａ、ｂにおいて、符号１１は壁（対象面）であり、符号１２は被覆材であり、符号１３は円板状の基準マーカーである。この基準マーカーは、第３工程における仮想平面を算出するときの基準となる基準点及びその基準三次元座標を与える。なお、以下において、対象面と基準点との距離を「基準距離」ということがある。
【0028】
基準マーカー１３は、例えば、図２ｂに示すように、ピン１３ａの頭に設ける。そして、ピン１３ａが対象面に対して垂直となるように（ピン１３ａの頭の平面が対象面と平行になるように）ピン１３ａを被覆材１２に刺して、ピン１３ａの先端を対象面に当接させることにより、基準マーカー１３を被覆材１２上に設けることができる。このときの基準マーカー１３から壁１１までの距離をＬ（ピンの長さ＋基準マーカー１３の厚さ）とする。つまり、基準マーカー１３から対象面におろした垂線の長さが距離Ｌとなり、基準マーカー上の任意の点を基準三次元座標とすることができる。なお、ピン１３ａの長さは、予定している被覆材１２の厚さに対して、実質的に同じか、若干大きくする。これにより、基準マーカー１３が予定された厚さに施工されている被覆材１２内に埋もれることがない。
【0029】
図２では基準マーカー１３を４つ設け、各基準マーカーに少なくとも１つの基準三次元座標を設定しており、仮想平面を推定するためには基準マーカーを３つ以上設けるのが好ましい。しかし、複数の基準三次元座標を一つの基準マーカーに設定することにより、基準マーカーを１つまたは２つとしても構わない。求められる精度に応じて適宜決定することができる。複数の基準マーカーを設ける場合、全ての基準マーカーが対象面からの距離が同じとなるように設置する。
基準マーカー１３としては、円板状のものを挙げたが、球体やキューブ、三角や四角等の多角形の平板などが挙げられる。基準マーカー１３の形状は、特に限定されるものではないが、上記列挙したような幾何的特徴を有していれば画像処理で自動認識しやすいため好ましい。また、所定の色の基準マーカーを用いるのが好ましい。例えば、基準マーカーの頭部を赤、青、緑等の被覆材を背景として識別しやすい所定の色にしておけば、色の特徴を手掛かりに基準マーカーを自動認識することが容易となる。なお、平板を用いる場合、設置したとき、その平板が対象面と平行であるようにすることが重要となる。
また基準マーカー１３を支持するピン１３ａも、特に限定されない。例えば、３本以上のピンで基準マーカーを支持してもよい。この場合、３本のピンの先端を対象面（壁１１）と当接させるように被覆材１２に刺すことにより、３本のピン１３ａを対象面に対して垂直とすることができ、作業者は、簡単に基準マーカーを対象面から所定の距離に設置することができる。
基準マーカー１３としては、円板状のものを挙げたが、球体やキューブ、三角や四角等の多角形の平板などが挙げられる。基準マーカー１３の形状は、特に限定されるものではないが、上記列挙したような幾何的特徴を有していれば画像処理で自動認識しやすいため好ましい。また、所定の色の基準マーカーを用いるのが好ましい。例えば、基準マーカーの頭部を赤、青、緑等の被覆材を背景として識別しやすい所定の色にしておけば、色の特徴を手掛かりに基準マーカーを自動認識することが容易となる。なお、平板を用いる場合、設置したとき、その平板が対象面と平行であるようにすることが重要となる。
また基準マーカー１３を支持するピン１３ａも、特に限定されない。例えば、３本以上のピンで基準マーカーを支持してもよい。この場合、３本のピンの先端を対象面（壁１１）と当接させるように被覆材１２に刺すことにより、３本のピン１３ａを対象面に対して垂直とすることができ、作業者は、簡単に基準マーカーを対象面から所定の距離に設置することができる。
【0030】
第２工程は、被覆材の表面の三次元座標及び対象面から距離が既知で実質的に同じである３点以上の基準点の基準三次元座標を含む施工形状を取得する。詳しくは、被覆材１２の表面の三次元座標および基準マーカー１３の表面の三次元座標を含む施工形状を取得する。例えば、図２ａ、図２ｂの施工形状１０は、被覆材１２の三次元座標および４つの基準マーカー１３の表面の三次元座標（基準三次元座標）を含む。
「施工形状の取得」とは、例えば、対象面の三次元形状を三次元座標の集合によって取得することをいう。例えば、三次元計測装置等で対象面をスキャンした点群データが挙げられる。
「施工形状の取得」とは、例えば、対象面の三次元形状を三次元座標の集合によって取得することをいう。例えば、三次元計測装置等で対象面をスキャンした点群データが挙げられる。
【0031】
三次元計測装置としては、三次元スキャナーやステレオカメラ等の三次元計測装置で取得する。三次元スキャナーは、対象面にレーザー光を当てて、その反射光によって対象面の三次元形状を算出するもの（いわゆるＬＩＤＡＲ方式）や照射した光が反射して返ってくるまでの時間で距離を計測するもの（ＴＯＦ方式）等がある。一方、ステレオカメラは、２台のカメラによって撮像した対象面の画像から三角測量の原理で三次元形状を算出するものであり、２台のカメラ画像のマッチング精度を高めるために別途プロジェクターで計測用パターンを投影する手法や２台のカメラのうち片方をパターン光を投影するプロジェクターに置き換えた手法も存在する（いわゆるアクティブステレオ法）。計測精度、計測速度およびコストを考慮し適切な装置を選択すればよいが、対象面がある屋内の間取りは、建築物によって様々であるため、精度が比較的安定しているＬＩＤＡＲ方式の三次元スキャナーが好ましい。一方で、現場でスキャナーを設置する煩雑さを考慮すると、広い対象面を一度に撮像できるアクティブステレオ方式のハンディスキャナーが好ましい。
また、施工形状には対象の色情報が含むことが好ましい。例えば、三次元計測にカラーカメラを用いる場合は、三次元座標と同時にカラー画像も取得することができ、色情報を付加した点群データを生成できる。施工形状の色情報に基づいて基準マーカーや被覆材領域を認識することができる。
また、施工形状には対象の色情報が含むことが好ましい。例えば、三次元計測にカラーカメラを用いる場合は、三次元座標と同時にカラー画像も取得することができ、色情報を付加した点群データを生成できる。施工形状の色情報に基づいて基準マーカーや被覆材領域を認識することができる。
【0032】
第３工程は、仮想平面を算出する。詳しくは、基準マーカー１３（基準三次元座標）に基づいて、対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面Ｓを施工形状内に算出する。なお、基準三次元座標に基づいて対象面を算出してもよい。
【0033】
図２ｃは、仮想平面Ｓを算出した施工形状１０ａである。仮想平面Ｓの算出方法は、対象面（壁１１）から所定の距離に離れた４つの基準マーカー１３を用いる。
具体的には、まず施工形状の中から色や形状の特徴に基づいて４つの基準マーカーを認識する。例えば、赤色の基準マーカーを用いた場合は、施工形状から赤色の領域を基準マーカーとして認識することができる。このような認識は、作業者が手動で画面上の基準マーカーの位置を指示してもよく、コンピューターの処理部に自動的に認識させてもよい。
次に認識した４つの基準マーカーから３点以上の基準三次元座標を抽出する。例えば、各基準マーカーの重心座標をそれぞれ基準三次元座標としてもよい。必ずしも４つの基準マーカー全てを用いる必要はなく、１つの基準マーカー上から複数の基準三次元座標を抽出してもよい。次に、抽出した３点以上の基準三次元座標に基づいて平面Ｓ１を推定する。このとき、三次元計測装置の計測誤差や、基準マーカーの対象面に対する傾き等の影響で、各基準三次元座標は厳密には同一平面上には乗らないことが予想される。そこで、複数の基準三次元座標に対して平面をフィッティングすればよい。これには既知の手法を用いることができる。例えば、最小二乗法で複数の基準三次元座標に対して最小二乗平面を求めればよい。この平面Ｓ１は、壁１１と平行であり、かつ、所定の距離Ｌだけ離れている。この平面Ｓ１を、対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた位置および大きさまで拡大させることによって仮想平面Ｓを算出する。仮想平面Ｓは、対象面から所定の基準厚さだけ離れた位置に算出してもよい。このとき被覆材が基準厚さ通りに施工されていれば、被覆材表面は仮想平面Ｓと一致する。
具体的には、まず施工形状の中から色や形状の特徴に基づいて４つの基準マーカーを認識する。例えば、赤色の基準マーカーを用いた場合は、施工形状から赤色の領域を基準マーカーとして認識することができる。このような認識は、作業者が手動で画面上の基準マーカーの位置を指示してもよく、コンピューターの処理部に自動的に認識させてもよい。
次に認識した４つの基準マーカーから３点以上の基準三次元座標を抽出する。例えば、各基準マーカーの重心座標をそれぞれ基準三次元座標としてもよい。必ずしも４つの基準マーカー全てを用いる必要はなく、１つの基準マーカー上から複数の基準三次元座標を抽出してもよい。次に、抽出した３点以上の基準三次元座標に基づいて平面Ｓ１を推定する。このとき、三次元計測装置の計測誤差や、基準マーカーの対象面に対する傾き等の影響で、各基準三次元座標は厳密には同一平面上には乗らないことが予想される。そこで、複数の基準三次元座標に対して平面をフィッティングすればよい。これには既知の手法を用いることができる。例えば、最小二乗法で複数の基準三次元座標に対して最小二乗平面を求めればよい。この平面Ｓ１は、壁１１と平行であり、かつ、所定の距離Ｌだけ離れている。この平面Ｓ１を、対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた位置および大きさまで拡大させることによって仮想平面Ｓを算出する。仮想平面Ｓは、対象面から所定の基準厚さだけ離れた位置に算出してもよい。このとき被覆材が基準厚さ通りに施工されていれば、被覆材表面は仮想平面Ｓと一致する。
【0034】
第４工程は、被覆材の厚さを算出する。詳しくは、仮想平面を算出した施工形状において、被覆材の表面の三次元座標と基準三次元座標に基づいて算出された仮想平面に基づいて被覆材の厚さを算出する。
具体的には、対象面に対する垂直線と交差する被覆材の表面の点および仮想平面の点の距離を算出し、対象面に対する仮想平面の距離Ｌを考慮して当該被覆材の表面の点の厚さを算出する。つまり、図２ｃに示すように、対象面に対する垂直線Ｖ１と交差する被覆材の表面の点Ｃ１と、それに対応する仮想平面の点Ｔ１の距離がＺ１であり、点Ｃ１が仮想平面Ｓに覆われている場合、被覆材の点Ｃ１の厚さは、Ｌ－Ｚ１となる。一方、対象面に対する垂直線と交差する被覆材の表面の点Ｃ２と、それに対応する仮想平面の点Ｔ２の距離がＺ２であり、点Ｃ２が仮想平面Ｓから突出している場合、被覆材の点Ｃ２の厚さは、Ｌ＋Ｚ２となる（図示せず）。この方式で被覆材の全領域における厚さを算出することができる。このような計算は、被覆材の表面の点群座標および仮想表面の点群座標を減算して求めてもよく、点群からメッシュに変換して面同士の計算によって差分を計算してもよい。
具体的には、対象面に対する垂直線と交差する被覆材の表面の点および仮想平面の点の距離を算出し、対象面に対する仮想平面の距離Ｌを考慮して当該被覆材の表面の点の厚さを算出する。つまり、図２ｃに示すように、対象面に対する垂直線Ｖ１と交差する被覆材の表面の点Ｃ１と、それに対応する仮想平面の点Ｔ１の距離がＺ１であり、点Ｃ１が仮想平面Ｓに覆われている場合、被覆材の点Ｃ１の厚さは、Ｌ－Ｚ１となる。一方、対象面に対する垂直線と交差する被覆材の表面の点Ｃ２と、それに対応する仮想平面の点Ｔ２の距離がＺ２であり、点Ｃ２が仮想平面Ｓから突出している場合、被覆材の点Ｃ２の厚さは、Ｌ＋Ｚ２となる（図示せず）。この方式で被覆材の全領域における厚さを算出することができる。このような計算は、被覆材の表面の点群座標および仮想表面の点群座標を減算して求めてもよく、点群からメッシュに変換して面同士の計算によって差分を計算してもよい。
【0035】
第５工程は、被覆材画像を表示する。詳しくは、被覆材の表面を表示した画像であって、被覆材の厚さの分布を色または濃淡で示した被覆材画像を算出し、表示する。
被覆材の表面を表示した画像としては、三次元的に表現したパースペクティブ画像や、施工形状を所定の平面（例えば、対象面と平行な平面）に投影した二次元画像が挙げられる。
被覆材の表面を表示した画像としては、三次元的に表現したパースペクティブ画像や、施工形状を所定の平面（例えば、対象面と平行な平面）に投影した二次元画像が挙げられる。
【0036】
第６工程は、被覆材画像に基づいて仕上げ処理が必要かを判断する。詳しくは、被覆材画像に基づいて、被覆材の厚さが所定の範囲から外れている施工不良箇所の有無を確認し、施工不良箇所がある場合、仕上げ処理が必要と判断し、施工不良箇所が無い場合は、仕上げ処理が不必要と判断する。またその被覆材の部位が所定の基準厚さからどれだけ厚いか、または、薄いかを算出し、厚さが所定の範囲内かどうかで判定する。被覆材を断熱材とする場合、その施工基準の一例としては、基準厚さ３０ｍｍに対して－０ｍｍ～＋２０ｍｍの範囲である（基準より薄い部分は不良、厚い部分は２０ｍｍまで許容する）。より厳しく－０ｍｍ～＋５ｍｍの範囲と設定することもできる。例えば、第５工程の被覆材画像において、施工不良箇所を色または濃淡で示して表示してもよい（施工不良判定画像）。また例えば、被覆材画像において、引き出し線でその部位を特定し、その部位が所定値からどれだけずれているかの数値を示してもよい。このように施工不良箇所を特定し、かつ、その不良度合を明確にすることにより、第７工程の仕上げ処理を行いやすい。
そして、仕上げ処理が必要であると判定した場合、第７工程に行き、仕上げ処理が不必要であると判定した場合、第８工程に行く。
そして、仕上げ処理が必要であると判定した場合、第７工程に行き、仕上げ処理が不必要であると判定した場合、第８工程に行く。
【0037】
第７工程は、仕上げ処理が必要であると判断した場合、仕上げ処理を行う。つまり、第６工程において、仕上げ処理が必要であると判断された場合、仕上げ処理が必要である部位に、被覆材の厚さが所定の範囲となるように仕上げ処理を行う。詳しくは、所定の範囲より厚い部分についてはその余剰分を切削し、所定の範囲より薄い部分については追加で吹き付けたり、塗布したりする。なお、仕上げ処理を行った後は、第２工程に戻り、その施工形状を取得する。
その後、第６工程において、仕上げ処理が不必要となるまで第２工程から第７工程を繰り返す。
その後、第６工程において、仕上げ処理が不必要となるまで第２工程から第７工程を繰り返す。
【0038】
第８工程は、仕上げ処理が必要でないと判断した場合、被覆材の表面の三次元形状および被覆材の厚さ、特に、被覆材画像と、対象面と関連付けてデータベースとして記憶させる。つまり、第６工程において、仕上げ処理が必要でないと判断された場合、被覆材の施工を完了し、そのデータを保存する。例えば、１０２号室の東側の壁等のように対象面の位置情報や識別情報と、被覆材画像とを関連付けて記憶させておくことにより、対象面（壁）毎に管理するデータベースのデータとすることができる。また、建築物の３ＤＣＡＤデータが存在する場合は、当該３ＤＣＡＤデータに関連付けて記憶することが好ましい。特に、近年提唱されているＢＩＭ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）と関連付けて記憶することでより効率的な工程管理・品質管理が可能である。特に、ビルや集合住宅のように対象面が多数ある場合、管理しやすい。なお、仕上げ前の三次元形状も一緒に保存してもよい。これにより、作業の過程を追跡することができる。
なお、これらのデータは、例えば、パスワードでセキュリティを設定し編集不可の電子ファイルとして保存するのが好ましい。特に、タイムスタンプを付与して非改ざん証明および時刻証明を行った電子ファイルとするのが好ましい。このように編集不可の電子ファイルとすることにより、データの客観性を保つことができる。
なお、これらのデータは、例えば、パスワードでセキュリティを設定し編集不可の電子ファイルとして保存するのが好ましい。特に、タイムスタンプを付与して非改ざん証明および時刻証明を行った電子ファイルとするのが好ましい。このように編集不可の電子ファイルとすることにより、データの客観性を保つことができる。
【0039】
このように本実施形態の被覆材の厚さ計測方法は、基準三次元座標に基づいて対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面を施工形状内に算出し、被覆材の表面と仮想平面とから被覆材の厚さを算出しているため、ピン等を刺しながら被覆材の厚さを計測することなく、被覆材の施工後、１回の計測で、被覆材全体の厚さがわかる。また被覆材の仕上げ処理も簡単である。特に、被覆材画像とすることにより、仕上げ処理の場所の特定が簡単になる。
この厚さ計測方法を用いた被覆材の施工方法は、作業者の熟練度に限らず、均一な品質の被覆材を提供することができる。
この厚さ計測方法を用いた被覆材の施工方法は、作業者の熟練度に限らず、均一な品質の被覆材を提供することができる。
【0040】
基準マーカーを用いた第１の実施形態の被覆材の厚さ計測方法は、上記に限定されるものではない。
例えば、基準マーカーを設置する工程（第１工程）において、被覆材上に基準マーカーを設置しているが、被覆材の近傍に基準マーカーを設置してもよい。例えば、被覆材の周辺の柱に基準マーカーを設置してもよい。どこに基準マーカーを設置するかは、対象面に応じて適宜決めることができる。
また被覆材画像を作成する工程（第５工程）において、厚さを色または濃淡で示した被覆材画像を挙げているが、厚さによる色または濃淡を設けない被覆材の投影画像あるいは三次元画像（パースペクティブ画像）としてもよい。また第５工程において、画像だけを表示するのではなく、対象面における位置データと、被覆材の厚さデータとを関連付けた表を表示してもよい。
例えば、基準マーカーを設置する工程（第１工程）において、被覆材上に基準マーカーを設置しているが、被覆材の近傍に基準マーカーを設置してもよい。例えば、被覆材の周辺の柱に基準マーカーを設置してもよい。どこに基準マーカーを設置するかは、対象面に応じて適宜決めることができる。
また被覆材画像を作成する工程（第５工程）において、厚さを色または濃淡で示した被覆材画像を挙げているが、厚さによる色または濃淡を設けない被覆材の投影画像あるいは三次元画像（パースペクティブ画像）としてもよい。また第５工程において、画像だけを表示するのではなく、対象面における位置データと、被覆材の厚さデータとを関連付けた表を表示してもよい。
【0041】
他に、被覆材を施工する前において、対象面の水分率を計測し、その水分率を被覆材の厚さ、特に、被覆材画像と関連付けて記憶させてもよい。硬質ウレタンフォームは、その発泡剤に水が含まれているため、対象面（壁面）に多く水分が含まれていると、反応のバランスが崩れて断熱材としての品質が低下することがある。そのため、断熱材のデータと共に施工前の壁面の水分率を記憶させておくことにより、より詳細なデータベースを構築することができる。水分率の計測には、既存の高周波式水分計「株式会社ケツト科学研究所社製ＨＩ－５２０－２」等を用いることができる。
また、被覆材を施工する前において、対象面の温度分布を、サーモカメラ等を用いて計測し、その温度分布を被覆材の表面の三次元形状および被覆材の厚さ、特に、被覆材画像と関連付けて記憶させてもよい。硬質ウレタンフォームは、吹付け面の温度が品質に影響することがあるため、品質管理の観点から温度分布と厚さの関係を記憶しておくことが好ましい。この際、サーモカメラで取得した２次元の温度画像を、基準マーカーあるいは構造物に基づいて被覆材の表面の三次元形状にマッピングしてもよい。
さらに、被覆材の施工の際、吹き付け条件（２液式の硬質ウレタンフォームの場合、２液の混合圧力、混合温度）を連続して取得し、その吹き付け条件を被覆材の表面の三次元形状および被覆材の厚さ、特に、被覆材画像と関連付けて記憶させてもよい。硬質ウレタンフォームは、スプレー条件によって品質が大きく変化するため、断熱材の三次元データと共に施工前のスプレー条件を記憶させておくことにより、品質管理上好ましく、詳細なデータベースを構築することができる。
その他にも施工時の室内の環境情報（温度、湿度等）を取得し、その環境情報を被覆材の表面の三次元形状および被覆材の厚さ、特に、被覆材画像と関連付けて記憶させてもよい。
また、被覆材を施工する前において、対象面の温度分布を、サーモカメラ等を用いて計測し、その温度分布を被覆材の表面の三次元形状および被覆材の厚さ、特に、被覆材画像と関連付けて記憶させてもよい。硬質ウレタンフォームは、吹付け面の温度が品質に影響することがあるため、品質管理の観点から温度分布と厚さの関係を記憶しておくことが好ましい。この際、サーモカメラで取得した２次元の温度画像を、基準マーカーあるいは構造物に基づいて被覆材の表面の三次元形状にマッピングしてもよい。
さらに、被覆材の施工の際、吹き付け条件（２液式の硬質ウレタンフォームの場合、２液の混合圧力、混合温度）を連続して取得し、その吹き付け条件を被覆材の表面の三次元形状および被覆材の厚さ、特に、被覆材画像と関連付けて記憶させてもよい。硬質ウレタンフォームは、スプレー条件によって品質が大きく変化するため、断熱材の三次元データと共に施工前のスプレー条件を記憶させておくことにより、品質管理上好ましく、詳細なデータベースを構築することができる。
その他にも施工時の室内の環境情報（温度、湿度等）を取得し、その環境情報を被覆材の表面の三次元形状および被覆材の厚さ、特に、被覆材画像と関連付けて記憶させてもよい。
【0042】
次に、図３のフローチャートを参照して、厚さ計測方法の第２の実施形態について説明する。この実施形態は、基準マーカーを設置することなく行うものである。
図３のフローチャートに示すように、施工形状を取得する工程（第１Ａ工程）と、仮想平面を算出する工程（第２Ａ工程）と、被覆材の厚さを算出する工程（第３Ａ工程）と、被覆材画像を表示する工程（第４Ａ工程）と、被覆材画像に基づいて仕上げ処理が必要かを判断する工程（第５Ａ工程）と、仕上げ処理が必要であると判断した場合、仕上げ処理を行う工程（第６Ａ工程）と、仕上げ処理が必要でないと判断した場合、被覆材の三次元データを対象面と関連付けて記憶させる工程（第７Ａ工程）とを有する。
なお、第３Ａ工程から第７Ａ工程は、図１の実施形態の第４工程から第８工程と実質的に同じである。
図３のフローチャートに示すように、施工形状を取得する工程（第１Ａ工程）と、仮想平面を算出する工程（第２Ａ工程）と、被覆材の厚さを算出する工程（第３Ａ工程）と、被覆材画像を表示する工程（第４Ａ工程）と、被覆材画像に基づいて仕上げ処理が必要かを判断する工程（第５Ａ工程）と、仕上げ処理が必要であると判断した場合、仕上げ処理を行う工程（第６Ａ工程）と、仕上げ処理が必要でないと判断した場合、被覆材の三次元データを対象面と関連付けて記憶させる工程（第７Ａ工程）とを有する。
なお、第３Ａ工程から第７Ａ工程は、図１の実施形態の第４工程から第８工程と実質的に同じである。
【0043】
第１Ａ工程は、施工形状を取得する。この実施形態において、施工形状は、被覆材および対象面に隣接もしくは近傍に位置した構造物の表面の三次元座標を含むものである。ここで構造物とは、対象面と平行な面を含む構造物である。そして、構造物の表面とは、その対象面と平行な面を含んだものをいう。
構造物としては、例えば、対象面の壁面と同室に位置した柱、サッシ、敷居、回り縁、幅木、梁材等の構造物、または、床、天井、壁の境界部、配管、ドア、窓、換気口等の開口部、配電ボックスの特徴的な形状を有する構造物が挙げられる。また、駐車場床面の防水施工の場合は、パラペット等の立ち上がり部や、柱等の構造物を基準点として用いることができる。
例えば、図４の施工形状１０は、被覆材１２と、対象面と平行な面Ｓ２を有する柱Ｐとを含んでいる。
構造物としては、例えば、対象面の壁面と同室に位置した柱、サッシ、敷居、回り縁、幅木、梁材等の構造物、または、床、天井、壁の境界部、配管、ドア、窓、換気口等の開口部、配電ボックスの特徴的な形状を有する構造物が挙げられる。また、駐車場床面の防水施工の場合は、パラペット等の立ち上がり部や、柱等の構造物を基準点として用いることができる。
例えば、図４の施工形状１０は、被覆材１２と、対象面と平行な面Ｓ２を有する柱Ｐとを含んでいる。
【0044】
第２Ａ工程は、仮想平面を算出する。詳しくは、構造物の対象面と平行な面上の任意の３点の三次元座標を取得し、基準三次元座標とする。ここでは柱Ｐの平面Ｓ２上から図示しない３点を選択し、基準三次元座標とする。平面Ｓ２は、既知である柱Ｐの寸法から、対象面からの距離Ｌが既知であるものとする。Ｓ２上の基準三次元座標に基づいて、対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面Ｓを施工形状内に算出する。図４の点線は、仮想平面Ｓである。つまり、構造物（柱Ｐ）において、対象面と平行な面Ｓ２を、対象面を対象面と同じ大きさまで拡大させるとともに、平面方向に平行移動させることによって仮想平面Ｓを施工形状内に算出する。なお、施工形状が点群データではなく、ポリゴンメッシュで表現されている場合、３点の基準三次元座標を取得する代わりに対象面と平行な面を１つ選択すればよいが、結局、これは選択した面を規定する３点の基準三次元座標を選択していることと同じである。
【0045】
この第２の実施形態の厚さ計測方法でも、第１の実施形態と同様に、対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面を施工形状内に算出することができるため、被覆材の施工後、１回の計測で、被覆材全体の厚さを確認することができる。この厚さ計測方法を用いた被覆材の施工方法も、第１の実施形態と同様に、作業者の熟練度に限らず、均一な品質の被覆材を提供することができる。
【0046】
次に、被覆材の厚さ計測方法の第３の実施形態について説明する。
第１および第２の実施形態が厚さ計測方法では、対象面からの距離が既知で等しい３点以上の三次元基準座標に基づいて仮想平面を算出した。これらの点は、対象面からの距離が等しい等距離点であると同時に、対象面からの距離が既知である基準点でもあった。
本実施形態では、対象面からの距離が等しいが未知である３点以上の等距離点の三次元座標と、対象面からの距離が既知である１点以上の基準点の基準三次元座標に基づいて仮想平面を算出する。
本実施形態のフローチャートを図９に示す。第４Ｂ工程から第８Ｂ工程は、図１の第４工程から第８工程と実質的に同じである。
第１および第２の実施形態が厚さ計測方法では、対象面からの距離が既知で等しい３点以上の三次元基準座標に基づいて仮想平面を算出した。これらの点は、対象面からの距離が等しい等距離点であると同時に、対象面からの距離が既知である基準点でもあった。
本実施形態では、対象面からの距離が等しいが未知である３点以上の等距離点の三次元座標と、対象面からの距離が既知である１点以上の基準点の基準三次元座標に基づいて仮想平面を算出する。
本実施形態のフローチャートを図９に示す。第４Ｂ工程から第８Ｂ工程は、図１の第４工程から第８工程と実質的に同じである。
【0047】
第１Ｂ工程において、被覆材上に基準マーカーを設置する。基準マーカーは第１実施形態と同じものを用いることができる。ただし、設置する基準マーカーは１つでよく、当該基準マーカー上に１つの基準三次元座標が設定されていればよい。
【0048】
第２Ｂ工程において、施工形状を取得する。この実施形態において、施工形状は、被覆材および対象面に隣接もしくは近傍に位置した構造物の表面の三次元座標や、上記基準マーカーに設定された基準三次元座標を含むものである。第２実施形態と同様に、ここで構造物とは対象面と平行な面を含む構造物であり、構造物の表面とは対象面と平行なその面をいう。構造物の例も第２実施形態と同じである。
例えば、図１０の施工形状１０ｂは、被覆材１２と、１つの基準マーカー１３と、対象面と平行な面Ｓ２を有する柱Ｐとを含んでいる。
例えば、図１０の施工形状１０ｂは、被覆材１２と、１つの基準マーカー１３と、対象面と平行な面Ｓ２を有する柱Ｐとを含んでいる。
【0049】
第３Ｂ工程において、仮想平面を算出する。具体的には、構造物の対象面と平行な面上の任意の３点を等距離点として、その三次元座標を取得する。図１０では、柱Ｐの平面Ｓ２上から図示しない３点を等距離点として選択する。Ｓ２上の等距離点の三次元座標に基づいて対象面に平行な平面を算出し、当該平面上に基準マーカー１３上の基準点が乗る位置まで当該平面を平行移動させて、仮想平面Ｓを施工形状内に算出する。図１０に点線で示したのが仮想平面Ｓである。
【0050】
この第３の実施形態の厚さ計測方法でも、第１の実施形態と同様に、対象面を垂直な方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面を施工形状内に算出することができるため、被覆材の施工後、１回の計測で、被覆材全体の厚さを確認することができる。この厚さ計測方法を用いた被覆材の施工方法も、第１の実施形態と同様に、作業者の熟練度に限らず、均一な品質の被覆材を提供することができる。
【0051】
次に、本発明の被覆材の厚さを計測するシステム（以下、厚さ計測システムとする。）の第１の実施形態について説明する。図５の計測システム２０は、三次元計測装置２１と、制御部２２と、基準マーカー２３と、表示部２４とを備えている。三次元計測装置２１は、対象面に施工した被覆材１２の表面の三次元形状を含む施工形状を計測する。この厚さ計測システム２０は、図１の厚さ計測方法に用いることができる。そして、基準マーカー２３は、図１の厚さ計測方法に用いられた基準マーカー１３と実質的に同じものである。
【0052】
三次元計測装置２１は、レーザー光を発光する発光部２１ａと、被覆材で反射したレーザー光を受光する受光部２１ｂと、演算部（図示せず）とを備えた三次元スキャナーである。三次元計測装置２１は、図１の計測方法に用いられた三次元計測装置と実質的に同じものであり、被覆材の表面の三次元形状を計測できる装置であれば特に限定されない。
【0053】
制御部２２は、記憶部２６と、被覆材の厚さを算出するデータ処理部２７とを備えている。
記憶部２６は、三次元計測装置２１が計測した被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状データを記憶する。また後述するようにデータ処理部２７によって算出される仮想平面データおよび被覆材の厚さデータを記憶する。そして、被覆材の表面の三次元データおよび被覆材の厚さデータ、特に、被覆材画像と対象面とを関連付けて記憶する。
なお、施工時の気温、湿度等の環境情報や、スプレーのスプレー条件（２液式の硬質ウレタンフォームの混合圧力、温度）や、対象面の水分率を計測したデータを被覆材画像を関連付けて記憶させてもよい。
なお、これらのデータは、例えば、パスワードでセキュリティを設定し編集不可の電子ファイルとして保存するのが好ましい。特に、タイムスタンプを付与して非改ざん証明および時刻証明を行った電子ファイルとするのが好ましい。また記憶部２６自体をパスワード等でロックし、特別な権限以外のものは書換えができないようにしてもよい。
記憶部２６に記憶させたデータは、パスワード等によって設定された特別な権限を有する者によって、ＣＤ、ＤＶＤ等のディスク状の記憶媒体や、ＵＳＢやメモリーカード等の記憶媒体に記憶させてもよい。特に、記憶媒体としては、ＣＤ－ＲやＤＶＤ－Ｒなどのデータを一回だけ書き込みが可能なディスク状の記憶媒体や、改ざん防止機能付きのＵＳＢやメモリーカード等の記憶媒体が好ましい。
記憶部２６は、三次元計測装置２１が計測した被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状データを記憶する。また後述するようにデータ処理部２７によって算出される仮想平面データおよび被覆材の厚さデータを記憶する。そして、被覆材の表面の三次元データおよび被覆材の厚さデータ、特に、被覆材画像と対象面とを関連付けて記憶する。
なお、施工時の気温、湿度等の環境情報や、スプレーのスプレー条件（２液式の硬質ウレタンフォームの混合圧力、温度）や、対象面の水分率を計測したデータを被覆材画像を関連付けて記憶させてもよい。
なお、これらのデータは、例えば、パスワードでセキュリティを設定し編集不可の電子ファイルとして保存するのが好ましい。特に、タイムスタンプを付与して非改ざん証明および時刻証明を行った電子ファイルとするのが好ましい。また記憶部２６自体をパスワード等でロックし、特別な権限以外のものは書換えができないようにしてもよい。
記憶部２６に記憶させたデータは、パスワード等によって設定された特別な権限を有する者によって、ＣＤ、ＤＶＤ等のディスク状の記憶媒体や、ＵＳＢやメモリーカード等の記憶媒体に記憶させてもよい。特に、記憶媒体としては、ＣＤ－ＲやＤＶＤ－Ｒなどのデータを一回だけ書き込みが可能なディスク状の記憶媒体や、改ざん防止機能付きのＵＳＢやメモリーカード等の記憶媒体が好ましい。
【0054】
データ処理部２７は、施工形状データから色又は形状の特徴に基づいて基準マーカー２３を自動的に抽出し、または、作業者が指定して抽出し、その基準マーカー２３に基づいて対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面データを算出し、かつ、被覆材の表面の三次元形状データと仮想平面データとに基づいて被覆材の厚さを算出する。仮想平面データの算出は、図１の厚さ計測方法の第３工程と同じ方法で算出する。また被覆材の厚さも、図１の厚さ計測方法の第４工程と同じ方法で算出する。
またデータ処理部２７は、その施工形状データから被覆材の表面を表示した画像であって、被覆材の厚さの分布を色または濃淡で示した被覆材画像へと変換する。被覆材画像は、図１の厚さ計測方法と実質的に同じものである。
さらにデータ処理部２７は、被覆材の厚さに基づいて、被覆材の厚さが所定の範囲から外れている被覆材の部位を特定する。つまり、被覆材の厚すぎる部位、または、薄すぎる部位の施工不良の部位を自動的に示す。例えば、そのような施工不良の部位を、被覆材画像において、特別な色で表示したり、不良部位だけを抽出して表示したり、点滅させたりすることが挙げられる。また、施工不良の部位が、所定の範囲からどれ位ずれているかを示すのが好ましい。
またデータ処理部２７は、その施工形状データから被覆材の表面を表示した画像であって、被覆材の厚さの分布を色または濃淡で示した被覆材画像へと変換する。被覆材画像は、図１の厚さ計測方法と実質的に同じものである。
さらにデータ処理部２７は、被覆材の厚さに基づいて、被覆材の厚さが所定の範囲から外れている被覆材の部位を特定する。つまり、被覆材の厚すぎる部位、または、薄すぎる部位の施工不良の部位を自動的に示す。例えば、そのような施工不良の部位を、被覆材画像において、特別な色で表示したり、不良部位だけを抽出して表示したり、点滅させたりすることが挙げられる。また、施工不良の部位が、所定の範囲からどれ位ずれているかを示すのが好ましい。
【0055】
表示部２４は、データ処理部２７によって作成された被覆材画像を表示する二次元液晶モニターである。
【0056】
この計測システム２０は、被覆材を施工後、基準マーカー２３を被覆材に設置し、被覆材および基準マーカー２３の三次元形状を含む施工形状を取得することにより、被覆材の全体の厚さを算出することができるため、施工不良な部位を簡単に突き止めることができる。また確認作業を一度で行うことができるため、作業者の手間を大幅に減少させることができる。さらに、表示部に被覆材画像として表示できるため、現場において、作業者は、施工不良の位置を簡単に、かつ、正確に確認することができる。
また対象面と、被覆材の表面の三次元形状および被覆材の厚さを関連付けて記憶させることができるため、つまり、対象面と紐付けて被覆材のデータをまとめて保管できるため、被覆材の品質管理が簡単にできる。
なお、この計測システム２０では、制御部２２の記憶部２６に、被覆材の厚さ等のデータを記憶させたが、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢやメモリーカード等の記憶媒体に直接記憶させるようにしてもよい。特に、ＣＤ－ＲやＤＶＤ－Ｒなどのデータを一回だけ書き込みが可能なディスク状の記憶媒体や、改ざん防止機能付きのＵＳＢやメモリーカード等の記憶媒体に直接記憶させるようにすることにより、データの客観性を保持することができる。もちろん、直接記憶させるだけでなく一旦記憶部２６に記憶させたデータを改変不可の状態で記憶媒体にコピーしたのち、記憶部２６のデータを削除するようにしてもよい。
また対象面と、被覆材の表面の三次元形状および被覆材の厚さを関連付けて記憶させることができるため、つまり、対象面と紐付けて被覆材のデータをまとめて保管できるため、被覆材の品質管理が簡単にできる。
なお、この計測システム２０では、制御部２２の記憶部２６に、被覆材の厚さ等のデータを記憶させたが、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢやメモリーカード等の記憶媒体に直接記憶させるようにしてもよい。特に、ＣＤ－ＲやＤＶＤ－Ｒなどのデータを一回だけ書き込みが可能なディスク状の記憶媒体や、改ざん防止機能付きのＵＳＢやメモリーカード等の記憶媒体に直接記憶させるようにすることにより、データの客観性を保持することができる。もちろん、直接記憶させるだけでなく一旦記憶部２６に記憶させたデータを改変不可の状態で記憶媒体にコピーしたのち、記憶部２６のデータを削除するようにしてもよい。
【0057】
厚さ計測システム２０では、基準マーカー２３を認識し、その基準マーカー２３に基づいて仮想平面データを算出させた。しかし、基準マーカー２３を用いずに対象面に隣接もしくは近傍に位置した構造物の表面であって、その構造物の対象面と平行な面に基づいて仮想平面データを算出させてもよい。
この厚さ計測システムの第２の実施形態では、データ処理部２７は、施工形状データから対象面と平行な構造物の面を自動的に抽出し、または、作業者が指定して抽出し、その面に基づいて対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面データを算出することになる。その仮想平面の算出方法は、図３の厚さ計測方法の工程２Ａと同じである。
他の処理は、厚さ計測システム２０と実質的に同じである。
この厚さ計測システムの第２の実施形態では、データ処理部２７は、施工形状データから対象面と平行な構造物の面を自動的に抽出し、または、作業者が指定して抽出し、その面に基づいて対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面データを算出することになる。その仮想平面の算出方法は、図３の厚さ計測方法の工程２Ａと同じである。
他の処理は、厚さ計測システム２０と実質的に同じである。
【0058】
厚さ計測システムの第３の実施形態として、計測システム２０の表示部２４としてプロジェクターを用いてもよい。その場合、データ処理部２７において、被覆材に設置されている基準マーカーと、投影する画像の基準マーカー（あるいは構造物の平面）との位置合わせを行い、被覆材にその厚さが表示されるようにプロジェクションマッピングを行うのが好ましい。
このように構成することにより、作業者は、対象面に投影された画像から被覆材の施工不良の位置が特定できるため、仕上げ処理を簡単にできる。
このように構成することにより、作業者は、対象面に投影された画像から被覆材の施工不良の位置が特定できるため、仕上げ処理を簡単にできる。
【0059】
第４の実施形態である厚さ計測システム２０ａは、図６に示すように、三次元計測装置２１と、制御部２２と、基準マーカー２３と、メガネ型ディスプレイ３０とを備えている。そして、このメガネ型ディスプレイ３０において、被覆材の表面形状が、使用者の視界における対象面とオーバーラップするように表示される。なお、三次元計測装置２１、及び、記憶部２６及びデータ処理部２７を備えた制御部２２は、図５の厚さ計測システム２０と実質的に同じである。
【0060】
メガネ型ディスプレイ３０は、レンズ状の表示部３１、画像取得部３２と、ディスプレイ用制御部３３とを備えている。
レンズ状の表示部３１は、メガネ型ディスプレイ３０を使用者の頭部に取り付けたとき、使用者の眼前に位置するようにメガネ型ディスプレイ３０のフレームに固定される透明なものである。
画像取得部３２は、レンズ状の表示部３１を介した使用者の眼の視界方向の情報を画像データとして取得する。例えば、表示部３１近辺において、メガネ型ディスプレイ３０のフレームに固定されたカメラ等が挙げられる。
レンズ状の表示部３１は、メガネ型ディスプレイ３０を使用者の頭部に取り付けたとき、使用者の眼前に位置するようにメガネ型ディスプレイ３０のフレームに固定される透明なものである。
画像取得部３２は、レンズ状の表示部３１を介した使用者の眼の視界方向の情報を画像データとして取得する。例えば、表示部３１近辺において、メガネ型ディスプレイ３０のフレームに固定されたカメラ等が挙げられる。
【0061】
ディスプレイ用制御部３３は、図示しないディスプレイ用記憶部３３ａ及びディスプレイ用データ処理部３３ｂとを有する。
ディスプレイ用記憶部３３ａは、画像取得部３２によって取得した画像データおよびデータ処理部２７によって作成された被覆材画像を記憶する。また表示部３１と画像データとの幾何的な関係を記憶する。例えば、画像を投影する表示部３１と、画像取得部３２が取得する画像データとの位置関係やサイズ比率等の関係を記憶する。
ディスプレイ用データ処理部３３ｂは、画像取得部３２によって取得した画像データと、被覆材画像とを比較し、画像データの基準マーカーと被覆材画像の基準マーカーとがオーバーラップするように画像の変形処理や位置合わせ処理を行う。その上で、表示部３１と画像データの関係に基づいて、使用者の視界における被覆材に、被覆材画像がオーバーラップするように、被覆材画像を表示部３１に投影する。ディスプレイ用データ処理部３３ｂと、データ処理部２７との間のデータの通信は、有線あるいは無線でもよい。また、データ処理部２７の計算をディスプレイ用データ処理部３３ｂで行ってもよく、反対にディスプレイ用データ処理部３３ｂの計算をデータ処理部２７で行ってもよい。
ディスプレイ用記憶部３３ａは、画像取得部３２によって取得した画像データおよびデータ処理部２７によって作成された被覆材画像を記憶する。また表示部３１と画像データとの幾何的な関係を記憶する。例えば、画像を投影する表示部３１と、画像取得部３２が取得する画像データとの位置関係やサイズ比率等の関係を記憶する。
ディスプレイ用データ処理部３３ｂは、画像取得部３２によって取得した画像データと、被覆材画像とを比較し、画像データの基準マーカーと被覆材画像の基準マーカーとがオーバーラップするように画像の変形処理や位置合わせ処理を行う。その上で、表示部３１と画像データの関係に基づいて、使用者の視界における被覆材に、被覆材画像がオーバーラップするように、被覆材画像を表示部３１に投影する。ディスプレイ用データ処理部３３ｂと、データ処理部２７との間のデータの通信は、有線あるいは無線でもよい。また、データ処理部２７の計算をディスプレイ用データ処理部３３ｂで行ってもよく、反対にディスプレイ用データ処理部３３ｂの計算をデータ処理部２７で行ってもよい。
【0062】
このように構成されているため、作業者はメガネ型ディスプレイ３０を装着するだけで、被覆材の施工不良の位置をレンズを通して確認することができ、仕上げ処理を一層簡単にできる。
【0063】
なお、第４の実施形態である厚さ計測システム２０ａにおいて、第２の実施形態の厚さ計測システムのように、基準マーカーを用いずに、データ処理部２７によって、施工形状から構造物の対象面と平行な平面を自動的に抽出させ、または、作業者が指定して抽出し、その平面に基づいて対象面を対象面に対して垂直方向に所定の距離だけ平行移動させた仮想平面データを算出させてもよい。
さらに、第４の実施形態である厚さ計測システム２０ａにおいて、表示部３１を不透明のものにしてもよい。この場合、表示部には、画像取得部が撮影した画像及び被覆材画像を表示部に表示する。この場合も同様の効果が得られる。
さらに、第４の実施形態である厚さ計測システム２０ａにおいて、表示部３１を不透明のものにしてもよい。この場合、表示部には、画像取得部が撮影した画像及び被覆材画像を表示部に表示する。この場合も同様の効果が得られる。
【0064】
さらに、本発明の計測システムの他の実施形態として、例えば、メガネ型ディスプレイに変えてヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）等のウェラブルディスプレイを用いても良い。この場合、三次元計測装置２１及び制御部２２も、ＨＭＤに内蔵される。
そのようなＨＭＤとしては、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社製のホログラフィックコンピュータである「ＨｏｌｏＬｅｎｓ（登録商標）」等が挙げられる。ＨｏｌｏＬｅｎｓ（登録商標）は現実の風景にコンピュータグラフィックスを重ねて投影することができる、いわゆる複合現実型のウェアラブルデバイスである。つまり、この三次元計測システムは、２Ｄカメラ（画像取得部）、３Ｄセンサ（三次元計測装置）、加速度センサ（ＩＭＵ）等の各種センサ及びＣＰＵ（データ処理部及びディスプレイ用データ処理部）や記憶装置（記憶部及びディスプレイ用記憶部）等がＨＭＤに内蔵されている。
この操作方法は、基準マーカーを被覆材に設置し、ＨｏｌｏＬｅｎｓ（登録商標）を装着し、施工後の被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状を三次元計測装置で取得し、施工した被覆材画像をリアルタイムに計算し、作業者の視界に対して、現実の被覆材上の基準マーカーに被覆材画像の基準マーカーをオーバーラップさせるように投影する。
このように作業者は被覆材を施工中に施工部位全体の施工結果をリアルタイムに確認することができ、被覆材の厚さが不足している施工不良箇所に対して即座に処置を行うことができる。
そのようなＨＭＤとしては、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社製のホログラフィックコンピュータである「ＨｏｌｏＬｅｎｓ（登録商標）」等が挙げられる。ＨｏｌｏＬｅｎｓ（登録商標）は現実の風景にコンピュータグラフィックスを重ねて投影することができる、いわゆる複合現実型のウェアラブルデバイスである。つまり、この三次元計測システムは、２Ｄカメラ（画像取得部）、３Ｄセンサ（三次元計測装置）、加速度センサ（ＩＭＵ）等の各種センサ及びＣＰＵ（データ処理部及びディスプレイ用データ処理部）や記憶装置（記憶部及びディスプレイ用記憶部）等がＨＭＤに内蔵されている。
この操作方法は、基準マーカーを被覆材に設置し、ＨｏｌｏＬｅｎｓ（登録商標）を装着し、施工後の被覆材の表面の三次元形状を含む施工形状を三次元計測装置で取得し、施工した被覆材画像をリアルタイムに計算し、作業者の視界に対して、現実の被覆材上の基準マーカーに被覆材画像の基準マーカーをオーバーラップさせるように投影する。
このように作業者は被覆材を施工中に施工部位全体の施工結果をリアルタイムに確認することができ、被覆材の厚さが不足している施工不良箇所に対して即座に処置を行うことができる。
【実施例0065】
図７の画像は、三次元計測装置（MantisVision社製ハンディ３Ｄスキャナ「F6 SMART」）を用いた施工形状の画像である。この壁面において、斜線部が施工された断熱材である。図７において、「リファレンス設置面１」の範囲に図８ａの基準マーカーＭ１を設け、「リファレンス設置面２」の範囲に図８ｂの基準マーカーＭ２を設けている。なお、断熱材は、表１の硬質ウレタンフォームを吹き付けたものである。
【0066】
【表1】
【0067】
【符号の説明】
【0068】
１０、１０ａ、１０ｂ 施工形状； １１ 壁； １２ 被覆材； １３ 基準マーカー； １３ａ ピン； ２０、２０ａ 計測システム； ２１ 三次元計測装置； ２１ａ 発光部； ２１ｂ 受光部； ２２ 制御部； ２３ 基準マーカー； ２４ 表示部； ２６ 記憶部； ２７ データ処理部； ３０ メガネ型ディスプレイ； ３１ 表示部； ３２ 画像取得部； ３３ ディスプレイ用制御部； ３３ａ ディスプレイ用記憶部； ３３ｂ ディスプレイ用データ処理部； Ｍ１ 基準マーカー； Ｍ２ 基準マーカー； Ｐ 柱； Ｓ 仮想平面； Ｓ１ 面； Ｓ２ 面； Ｖ１ 垂直線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】