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公開番号2023072823
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-05-25
出願番号2021185498
出願日2021-11-15
発明の名称構造物形状の確認システム
出願人飛島建設株式会社
代理人個人
主分類G01C 15/00 20060101AFI20230518BHJP(測定;試験)
要約【課題】トンネルの切羽など掘削形状を確認する計測システムに前記3Dレーザースキャナーを使用してのさらに計測精度の向上した計測システムの構築が出来て面的に正確、確実に計測でき、かつ計測作業時間を極めて短くできるトンネルの掘削形状確認システムを提供する。
【解決手段】構造物の形状を確認すべく前記形状からの点群データを取得する点群データ取得装置2と、該点群データ取得装置2を搭載して前記点群データの連続取得を可能とした移動手段6と、を備え、前記点群データ取得装置2は、鉛直方向360°方向の点群データが取得できるデータ取得部を有し、前記データ取得部は水平方向に回動可能とされて構造物内部において3次元方向の点群データの取得が可能とされ、前記構造物には、絶対座標を得るための3つ以上のターゲット14が設けられ、これら各ターゲット14には、点群データから識別するための識別手段がそれぞれ設けられている。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
構造物の形状を確認すべく前記形状からの点群データを取得する点群データ取得装置と、該点群データ取得装置を搭載して前記点群データの連続取得を可能とした移動手段と、を備え、
前記点群データ取得装置は、鉛直方向３６０°方向の点群データが取得できるデータ取得部を有し、前記データ取得部は水平方向に回動可能とされて構造物内部において３次元方向の点群データの取得が可能とされ、
前記構造物には、絶対座標を得るための３つ以上のターゲットが設けられ、
これら各ターゲットには、点群データから識別するための識別手段がそれぞれ設けられている、
ことを特徴とした構造物形状の確認システム。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記点群データ取得装置は、移動した場合にその移動した自己位置を推定して更新する更新手段を有する、
ことを特徴とした請求項１記載の構造物形状の確認システム。
【請求項３】
前記更新手段は、前記点群データ取得装置に取り付けた６軸センサ（x，y，z，ヨー，ロール，ピッチ）と、撮像手段で撮像した映像による特徴点を追跡しての位置検知機能を備えた自己位置推定装置により構成された、
ことを特徴とした請求項１または請求項２記載の構造物形状の確認システム。
【請求項４】
点群データの中から各ターゲットの位置を識別し、これら各前記ターゲットに基づいて、前記点群データ取得装置にて取得した点群データの座標を絶対座標に変換する、
ことを特徴とした請求項１、請求項２記載または請求項３の構造物形状の確認システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばトンネル建設工事においてトンネルの全体的な掘削形状を確認できるなど構造物形状の確認システムに関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、国土交通省が提唱するi-Constructionの取り組みに注目が集まっている。ここで、i-Construction（アイ・コンストラクション）とは、いわゆるICTの全面的な活用等の施策を建設現場に導入することによって、建設生産システム全体の生産性向上を図り、もって魅力ある建設現場を目指すシステムの構築を指標するものである。
【０００３】
そして、前記i-Constructionの趣旨に沿うべく、トンネルなど構造物の出来形管理についても、単点計測による「断面管理」から３次元データを用いた「面管理」への移行が求められている。
【０００４】
しかしながら、トンネル工事の切羽など掘削形状を確認する計測については、いわゆるトータルステーションを用いた単点計測が現在でも採用されており、それに代えて３次元掘削形状を取得するシステムを構築するにはかなりの移行期間を必要とする状況である。
【０００５】
ここで前記切羽など掘削形状を確認する計測手法変更の解決手法として、特開2014-2027号ではレーザースキャナーによる計測が提案された。この手法では、面的にトンネルの断面形状を取得できる。しかし計測対象には機械設備などによって計測の際に死角が存在することが多々あり、死角なしに面的にトンネルの断面形状を取得する為にはレーザースキャナーの設置位置をその都度変えて複数回計測することが必要となり、レーザースキャナーを使用したとしても長時間の計測作業時間を要するとの課題があった。
【０００６】
ここで３Ｄレーザースキャナーとは、レーザー光を対象物に直接当て戻ってきたレーザー光の時間のずれにより距離を確定する計測方式（ノンプリズム測定方式）に使用されるもので、1秒間に数万点に及ぶ点群の計測を面的に行いその点群データを取得解析して例えば３次元ＣＡＤモデルなどを生成するものである。
【０００７】
この方式によって、立体的に物体を観測することができることとなり、従来までの計測では補完できなかった事象を正確に補完計測できるようになった。
また、点群データにより「面」的に構造物の形状を取得することができるため、トンネルのような曲面の内部形状も正確にデータ化することができる。
さらに、設計データとの比較による出来形計測や定期的に複数回計測したデータの重ねあわせによる経時的な変位の計測をすることもでき、また任意の位置で断面図を作成できるほか、色彩により視覚的に表現することもできるものとなっている。
【０００８】
しかして、近年では、トンネルの切羽など掘削形状を確認する計測システムに前記３Ｄレーザースキャナーを使用してのさらなる計測精度を向上させた計測システムの構築が叫ばれており、面的に正確、確実に計測でき、かつ計測作業時間を極めて短くできる発明の創案が要請されるに至ったのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０２０－１３３１１８号公報
特開２０１９－２０３３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
かくして、本発明は前記従来の要請及び従来の課題に対処すべく創案されたものであって、トンネルの切羽など掘削形状を確認する計測システムに前記３Ｄレーザースキャナーを使用してのさらに計測精度の向上した計測システムの構築が出来て面的に正確、確実に計測でき、かつ計測作業時間を極めて短くできるトンネルの掘削形状確認システムを提供することを目的とするものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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