(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-19
(45)【発行日】2023-12-27
(54)【発明の名称】杭出来形検査方法
(51)【国際特許分類】
E02D 3/12 20060101AFI20231220BHJP
G06T 1/00 20060101ALI20231220BHJP
G06T 7/00 20170101ALI20231220BHJP
【FI】
E02D3/12 102
G06T1/00 285
G06T7/00 610A
(21)【出願番号】P 2020063140
(22)【出願日】2020-03-31
【審査請求日】2023-01-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000001317
【氏名又は名称】株式会社熊谷組
(74)【代理人】
【識別番号】100141243
【氏名又は名称】宮園 靖夫
(72)【発明者】
【氏名】土居 陽介
(72)【発明者】
【氏名】北原 成郎
(72)【発明者】
【氏名】古川 敦
(72)【発明者】
【氏名】天下井 哲生
【審査官】柿原 巧弥
(56)【参考文献】
【文献】特開2004-362333(JP,A)
【文献】特開2019-152533(JP,A)
【文献】特開2017-101989(JP,A)
【文献】特開2005-315770(JP,A)
【文献】特開2018-151964(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2019/0360220(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E02D 3/12
G06T 1/00
G06T 7/00
G06Q 50/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
杭施工現場で施工された杭出来形の中心位置を求めて設計値と比較する杭出来形検査方法であって、
杭施工現場で施工された複数の杭出来形を上空から撮影した杭出来形画像を取得する杭出来形画像取得ステップと、
杭出来形画像取得ステップで取得した杭出来形画像を正射投影したオルソ画像を作成するオルソ画像作成ステップと、
オルソ画像中の杭出来形の中心位置と当該杭の設計値の中心位置とを比較する杭中心位置比較ステップと、
を備え
、
杭中心位置比較ステップは、
オルソ画像中において中心位置を抽出する対象となる杭出来形の設計値と同じ径の円形を表示画面に表示して当該円形を対象となる杭出来形の画像の近傍において移動させ、当該円形中に入った対象となる杭出来形の画像の占有面積が最大となった位置において当該円形の中心位置の座標値を当該対象となる杭出来形の中心位置の座標値として抽出する杭出来形中心位置座標抽出ステップと、
杭出来形中心位置座標抽出ステップで得られた杭出来形の中心位置座標値と当該杭出来形の設計値の中心位置座標値とを比較する杭中心位置座標比較ステップとを備えたことを特徴とする杭出来形検査方法
。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、杭施工現場で施工された杭出来形を設計値と比較する杭出来形検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
通常、杭施工現場で施工された杭出来形が管理基準を満たしているかどうかを確認するようにしている(特許文献1等参照)。
従来、例えば軟弱地盤を改良するために多数の地盤改良杭を軟弱地盤に打設して地盤改良を行う杭施工現場において、施工された1つ1つの杭出来形が設計通りの位置に施工されているか否かを、杭出来形の中心位置(杭芯位置)を設計値と比較することにより行う杭出来形検査方法は、例えば、以下のように行われている。
即ち、杭施工現場において、設計の杭の中心位置(設計の杭の中心軸が位置される杭施工現場でのXY座標値)の位置出しを測量機(トータルステーション)を用いて行うとともに、設計の杭に対応して施工された杭出来形の中心位置(杭出来形の中心軸が位置される杭施工現場でのXY座標値)を専用の定規を用いて計測する。そして、位置出しされた杭の設計値の中心位置(杭芯位置)と専用の定規を用いて計測された当該杭出来形の中心位置(杭芯位置)との差を計測して、設計の杭の中心位置に対する杭出来形の中心位置の偏心量を求め、当該偏心量が大きい場合には、杭の増打ち等の対策を施すようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、例えば上述した改良杭の杭施工現場においては、杭の施工箇所が膨大(例えば1000箇所以上)であることが多く、杭施工現場において、1つ1つの設計の杭の中心位置の位置出し作業、1つ1つの杭出来形の中心位置を専用の定規を用いて計測する作業、設計の杭の中心位置と杭出来形の中心位置との差を計測して偏心量を求める作業は、多大な人員と時間とを導入する必要があり、作業者の負担が大きいため、省力化及び効率化が図れる杭出来形検査方法の開発が望まれていた。
本発明は、杭出来形検査において省力化及び効率化が図れる杭出来形検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係る杭出来形検査方法は、杭施工現場で施工された杭出来形の中心位置を求めて設計値と比較する杭出来形検査方法であって、杭施工現場で施工された複数の杭出来形を上空から撮影した杭出来形画像を取得する杭出来形画像取得ステップと、杭出来形画像取得ステップで取得した杭出来形画像を正射投影したオルソ画像を作成するオルソ画像作成ステップと、オルソ画像中の杭出来形の中心位置と当該杭の設計値の中心位置とを比較する杭中心位置比較ステップと、を備え、杭中心位置比較ステップは、オルソ画像中において中心位置を抽出する対象となる杭出来形の設計値と同じ径の円形を表示画面に表示して当該円形を対象となる杭出来形の画像の近傍において移動させ、当該円形中に入った対象となる杭出来形の画像の占有面積が最大となった位置において当該円形の中心位置の座標値を当該対象となる杭出来形の中心位置の座標値として抽出する杭出来形中心位置座標抽出ステップと、杭出来形中心位置座標抽出ステップで得られた杭出来形の中心位置座標値と当該杭出来形の設計値の中心位置座標値とを比較する杭中心位置座標比較ステップとを備えた。
本発明に係る杭出来形検査方法によれば、杭施工現場における計測作業を無くせるので、作業者の負担を削減でき、杭出来形検査において省力化及び効率化が図れ、かつ、各杭出来形の中心位置の座標値を容易かつ正確に抽出できるようになるとともに、作業者の負担をより削減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【
図1】杭出来形検査方法を示すフロー図(実施形態1)。
【
図2】杭出来形検査方法を実現するための杭出来形検査装置のブロック構成図(実施形態1)。
【
図3】杭中心位置比較ステップを示すフロー図(実施形態2)。
【
図4】杭中心位置比較手段を示すブロック構成図(実施形態2)。
【
図5】杭中心位置比較手段の動作説明図(実施形態2)。
【発明を実施するための形態】
【0007】
実施形態1
実施形態1に係る杭出来形検査方法、即ち、杭施工現場で施工された杭出来形の中心位置(杭芯位置)を求めて設計値と比較する杭出来形検査方法は、
図1に示すように、軟弱地盤地等の杭施工現場で施工された複数の改良杭等の杭出来形を上空から撮影した杭出来形画像(デジタル写真画像)を取得する杭出来形画像取得ステップS1と、杭出来形画像取得ステップS1で取得した杭出来形画像を正射投影したオルソ画像を作成するオルソ画像作成ステップS2と、オルソ画像中の杭出来形の中心位置と当該杭の設計値の中心位置とを比較する杭中心位置比較ステップS3とを備えた方法とした。
【0008】
杭出来形画像取得ステップS1は、杭施工現場で施工されたすべての杭出来形を上空から撮影した杭出来形画像を取得するステップであり、例えば杭施工現場に標定点と検証点とを設置して、杭施工現場で施工されたすべての杭出来形をデジタル航空カメラ等の撮影手段を搭載した無人航空機(UAV)等の航空撮影手段10(
図2参照)を用いて上空から撮影した杭出来形画像を取得する。
オルソ画像作成ステップS2は、杭出来形画像取得ステップS1で取得した杭出来形画像を正射投影したオルソ画像を作成するステップであり、例えば杭出来形画像をSfM(Structure from Motion)解析する市販のソフトウエア(例えば、Pix4Dmapper)を用いて杭出来形画像のオルソ画像を作成する。即ち、杭施工現場の3次元情報を持ったオルソ画像を作成する。
【0009】
図2に示すように、実施形態1に係る杭出来形検査方法を実現するための杭出来形検査装置1は、例えば、杭施工現場で施工されたすべての杭出来形を上空から撮影するためのデジタル航空カメラ等の撮影手段を搭載した無人航空機(UAV)あるいは有人航空機等の航空撮影手段10で撮影された杭出来形画像を取り込んでオルソ画像を作成するオルソ画像作成手段2と、オルソ画像中の杭出来形の中心位置と当該杭の設計値の中心位置とを比較する杭中心位置比較手段3とを備える。
オルソ画像作成手段2は、例えばコンピュータと、航空撮影手段10で撮影された杭出来形画像(デジタル写真)をSfM解析して杭出来形画像のオルソ画像を作成する処理を当該コンピュータに実行させるソフトウエア(例えば市販のPix4Dmapper)とで構成した。
杭中心位置比較手段3は、例えばコンピュータと、表示装置の画面上に、杭出来形画像のオルソ画像と設計の杭画像とを重ねて表示する処理をコンピュータに実行させるソフトウエアとで構成した。
【0010】
そして、検査者は、杭出来形検査装置1を構成する例えばコンピュータの表示画面に重ねて表示された杭出来形画像のオルソ画像と設計の杭画像とを目視にて比較し、対応する杭出来形の中心と設計の杭の中心との偏心量を把握することができる。
尚、当該偏心量を数値として求める場合には、各杭出来形の中心位置の座標値(杭芯座標値(XY座標値))を杭出来形画像のオルソ画像から抽出して、対応する杭出来形の中心位置の座標値と設計の杭の中心位置の座標値(設計時に決められた既知の座標値(杭芯座標値(XY座標値))との差を算出すればよい。
【0011】
実施形態1に係る杭出来形検査方法及び杭出来形検査装置1によれば、杭施工現場での計測作業を無くせるので、作業者の負担を削減できて、杭出来形検査の省力化及び効率化が図れる。
【0012】
実施形態2
図3に示すように、実施形態2に係る杭出来形検査方法は、上述したオルソ画像中の杭出来形の中心位置と当該杭の設計値の中心位置とを比較する杭中心位置比較ステップS3において、杭出来形中心位置座標抽出ステップS31と杭中心位置座標比較ステップS32とを備えた方法とした。
そして、実施形態2に係る杭出来形検査方法の杭中心位置比較ステップS3を実現するための杭出来形検査装置1における杭中心位置比較手段3は、
図4に示すように、画像強調処理手段31と、設計円設定・移動手段32と、設計円内画素数集計手段33と、杭出来形中心位置座標抽出手段34と、杭中心位置座標比較手段35とを備えた構成とした。
【0013】
画像強調処理手段31は、例えば
図5(a)に示すように、オルソ画像21中の杭出来形画像22の部分とその他の画像23の部分との違いを強調する画像処理として、オルソ画像21の各画素を例えば二値化する処理を行う。即ち、例えば杭出来形画像22の部分を白色とするとともに、その他の画像23の部分を黒色とした。
設計円設定・移動手段32は、オルソ画像21上において、例えば
図5(b)乃至
図5(d)に示すように、中心位置を抽出する対象となる杭出来形(以下、対象杭出来形という)と対応する設計上の杭の径の設計値と同じ径の円(以下、設計円という)24を表示画面上に表示するとともに、当該設計円24を設計円24の中心位置の近傍の所定範囲内で順次移動させるとともに停止させる。
設計円内画素数集計手段33は、設計円24を順次移動させて停止させた各停止位置において、設計円24内に入る対象杭出来形画像22A(22)の部分(白色部分)の画素数を集計する。
杭出来形中心位置座標抽出手段34は、設計円24内に入る対象杭出来形画像22A(22)の部分(白色部分)の画素数が最も多かった停止位置での設計円24の中心位置座標値(杭芯座標値(XY座標値))を、対象杭出来形の中心位置座標値(杭芯座標値(XY座標値))として抽出する(
図5(d)参照)。
杭中心位置座標比較手段35は、抽出した対象杭出来形の中心位置座標値(杭芯座標値(XY座標値))と当該対象杭出来形の設計上の中心位置座標値(設計時に決められた既知の座標値(杭芯座標値(XY座標値)))との偏差を算出する。
【0014】
即ち、杭出来形中心位置座標抽出ステップS31では、まず、画像強調処理手段31により、
図5(a)に示すように、オルソ画像21中の杭出来形画像22の部分とその他の画像23の部分との違いを強調するために、オルソ画像21を二値化する画像処理を行う。
次に、設計円設定・移動手段32は、対象杭出来形と対応する設計上の杭の中心座標値の入力に基づいて、表示装置の表示画面上に表示されているオルソ画像に、入力された中心座標値を円の中心とする設計円24を表示するとともに、設計円24の近傍の所定範囲内で当該設計円24を順次移動させるとともに停止させる(
図5(b)乃至
図5(d)参照)。例えば、設計上の杭の中心座標値のXY座標軸方向(表示画面の上下左右方向)にそれぞれ設計円24の半径の値の範囲内で所定距離毎(例えば1mm毎)に設計円24を移動させてかつ停止させる処理を行う。
そして、設計円内画素数集計手段33は、設計円24を順次移動させて停止させた各停止位置において、設計円24内に入る対象杭出来形画像22A(22)の部分(白色部分)の画素数を集計する。
杭出来形中心位置座標抽出手段34は、設計円24内に入る対象杭出来形画像22A(22)の部分(白色部分)の画素数が最も多かった設計円24の停止位置での当該設計円の中心位置座標値を、対象出来形の中心位置座標値として抽出する(
図5(d)参照)。
そして、杭中心位置座標比較手段35は、抽出した対象杭出来形の中心位置座標値と当該対象出来形の設計上の中心位置座標値との偏差を算出するので、偏差を数値にて明瞭に確認できるようになる。
【0015】
尚、実施形態2における杭中心位置比較手段3は、例えばコンピュータと、上述した画像強調処理手段31、設計円設定・移動手段32、設計円内画素数集計手段33、杭出来形中心位置座標抽出手段34、杭中心位置座標比較手段35による処理の手順をコンピュータに実行させるためのコンピュータソフトウエアとで構成される。
【0016】
即ち、杭出来形中心位置座標抽出ステップS31では、画像強調処理手段31により、オルソ画像21を二値化して、設計円設定・移動手段32により、オルソ画像中において中心位置を抽出する対象となる杭出来形(対象杭出来形)の設計値と同じ径の円形(設計円24)を表示画面に表示して当該円形を対象となる杭出来形の画像の近傍において移動させる。そして、設計円内画素数集計手段33により、当該円形中に入った対象となる杭出来形の画像の占有面積が最大となった位置において当該円形の中心位置の座標値を当該対象となる杭出来形の中心位置の座標値として抽出する。
そして、杭中心位置座標比較ステップS32では、杭中心位置座標比較手段35により、抽出した杭出来形(対象杭出来形)の中心位置座標値と当該杭出来形の設計上の中心位置座標値との偏差を算出する。
【0017】
実施形態2によれば、杭出来形中心位置座標抽出ステップS31において、杭出来形と杭設計値との比較による杭出来形中心位置座標抽出処理を、ソフトウエア処理で行うようにしたので、労力を大幅に削減でき、省力化及び効率化が図れる杭出来形検査を実現できる。
即ち、実施形態1において、杭出来形画像のオルソ画像上において各杭出来形の中心位置を検査者が目視で特定することにより各杭出来形の中心位置の座標値を抽出する作業は、作業者によっては負担がかかる可能性があるが、実施形態2によれば、ソフトウエア処理により、各杭出来形の中心位置の座標値を容易かつ正確に抽出できるようになり、作業者の負担をより削減できるようになった。
【0018】
例えば従来の杭出来形検査においては、杭1箇所につき17.26分の検査時間を要していたのに対して、実施形態2の杭出来形検査においては、杭1箇所につき1.17分に短縮できた。
さらに、実施形態2の杭出来形検査によれば、各種データをオルソ画像に基づく電子データとして残すことができ、発注者への維持管理への活用や瑕疵が発生した際の施工の確実性を証明できる資料として活用できるようになる。
【0019】
実施形態2では、オルソ画像21を二値化する画像強調処理を行うようにしたが、オルソ画像21をそのまま用いて、設計円内画素数集計手段33により、設計円24内の画素のRGB値(R,0~256、G,0~256、B,0~256)の基準色からの差異を集計して当該差異が最小となった位置において当該設計円24内の中心位置の座標値を対象となる杭出来形の中心位置の座標値として抽出するようにしてもよい。
【0020】
また、設計円24の移動処理は処理毎に表示する必要はなく、検査者が設計円設定・移動手段32に設計円移動範囲及び移動間隔を指示することによって、設計円内画素数集計手段33に設計円24の各移動位置での集計処理を行わせて、処理結果である杭出来形の画像の占有面積が最大となった位置で設計円24を表示させるようにしてもよい。
【0021】
尚、各実施形態の杭出来形検査方法においては、オルソ画像上で対応する杭出来形の中心と設計の杭の中心とを比較するようにしたが、オルソ画像上で対応する杭出来形の外形と設計の杭の外形(円)とを比較するようにしてもよい。
例えば、簡易な杭出来形検査方法として、まず、検査者が、オルソ画像上で対応する杭出来形の外形と当該杭出来形に対応する設計の杭の外形(円)とを比較して、位置が大きく異なっているか否かを確認し、設計の杭の外形(円)と位置が大きく異なっている杭出来形のみ、上述した実施形態2の方法に基づいて、杭出来形の中心位置座標値と当該対象出来形の設計上の中心位置座標値との偏差を算出するようにしてもよい。
即ち、本発明における杭出来形検査方法は、杭施工現場で施工された杭出来形を設計値と比較する杭出来形検査方法であって、杭施工現場で施工された複数の杭出来形を上空から撮影した杭出来形画像を取得する杭出来形画像取得ステップと、杭出来形画像取得ステップで取得した杭出来形画像を正射投影したオルソ画像を作成するオルソ画像作成ステップと、オルソ画像中の杭出来形と当該杭の設計値とを比較する杭位置比較ステップとを備えた杭出来形検査方法であればよい。当該杭出来形検査方法であっても、杭施工現場における計測作業を無くせるので、作業者の負担を削減でき、杭出来形検査において省力化及び効率化が図れる。
【0022】
また、本発明に係る杭出来形検査方法は、杭施工現場で施工された複数の改良杭の杭出来形検査だけではなく、杭施工現場で施工された複数の基礎杭の杭出来形検査にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【0023】
1 杭出来形検査装置、2 オルソ画像作成手段、3 杭中心位置比較手段、
21 オルソ画像、22 杭出来形画像、24 設計円(設計値と同じ径の円形)、
31 画像強調処理手段、32 設計円設定・移動手段、
33 設計円内画素数集計手段、34 杭出来形中心位置座標抽出手段、
35 杭中心位置座標比較手段。