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公開番号2025091259
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-18
出願番号2023206436
出願日2023-12-06
発明の名称位置推定方法、位置推定プログラム、位置推定装置、及び位置推定システム
出願人五洋建設株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類G01C 15/00 20060101AFI20250611BHJP(測定;試験)
要約【課題】柱状構造体の位置を簡易な処理で推定する。
【解決手段】位置推定方法は、設置された柱状構造体の位置を推定する位置推定方法であって、器械点の座標が既知座標に固定されているレーザースキャナを用いて柱状構造体をスキャンすることにより3次元点群データを取得する取得ステップと、3次元点群データの示す点群のうちの受光強度が最も高い第1の点の座標を用いて、既知座標に対する柱状構造体の位置を推定する推定ステップと、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
設置された柱状構造体の位置を推定する位置推定方法であって、
器械点の座標が既知座標に固定されているレーザースキャナを用いて前記柱状構造体をスキャンすることにより３次元点群データを取得する取得ステップと、
前記３次元点群データの示す点群のうちの受光強度が最も高い第１の点の座標を用いて、前記既知座標に対する前記柱状構造体の位置を推定する推定ステップと、
を含む位置推定方法。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
設置された柱状構造体の位置を推定する位置推定方法であって、
前記柱状構造体の外周面には、天端との間隔が既知である第１位置に前記外周面を取り囲むように設けられた線状又は帯状の第１の識別材であって、前記外周面より高い反射率を有する材料により表面が構成された第１の識別材が設けられており、
器械点の座標が既知座標に固定されているレーザースキャナを用いて前記柱状構造体をスキャンすることにより３次元点群データを取得する取得ステップと、
前記３次元点群データの示す点群のうちの受光強度が最も高い第１の点の座標を用いて、前記既知座標に対する前記柱状構造体の位置を推定する推定ステップと、
を含む位置推定方法。
【請求項３】
前記柱状構造体の外周面には、前記第１の識別材よりも下方であり且つ前記第１の識別材との間隔が既知である第２位置に前記外周面を取り囲むように設けられた線状又は帯状の第２の識別材であって、前記外周面より高い反射率を有し、前記第１の識別材と同等若しくは以下の反射率を有する材料により表面が構成された第２の識別材が設けられている、
請求項２に記載の位置推定方法。
【請求項４】
前記推定ステップは、前記３次元点群データにおいて前記柱状構造体の外周面上の点群のうち前記第１の点と異なる高さで受光強度が最も高い第２の点の座標と、前記第１の点の座標と、前記既知座標とを用いて前記柱状構造体の傾斜角を更に推定し、
前記推定ステップで推定した前記傾斜角を用いて、前記推定ステップで推定した前記柱状構造体の前記位置を補正する補正ステップを更に含む、
請求項１～３のいずれか１項に記載の位置推定方法。
【請求項５】
前記第１の識別材と前記第２の識別材との間隔は、前記柱状構造体の外径をＤとして、Ｄ／４以上１０Ｄ以内である、
請求項３に記載の位置推定方法。
【請求項６】
前記柱状構造体は、仕様寸法が既知であり、且つ、円柱又は円筒の形状を有し、
前記推定ステップは、当該推定ステップで推定した前記柱状構造体の位置と、前記仕様寸法とに基づき、前記柱状構造体の中心軸及び天端の中心の少なくとも何れかを更に推定する、
請求項１又は２に記載の位置推定方法。
【請求項７】
前記柱状構造体は、仕様寸法が既知であり、且つ、円柱又は円筒の形状を有し、
前記推定ステップは、当該推定ステップで推定し且つ前記補正ステップで補正した前記柱状構造体の位置と、前記仕様寸法とに基づき、前記柱状構造体の中心軸及び天端の中心の少なくとも何れかを更に推定する、
請求項４に記載の位置推定方法。
【請求項８】
前記柱状構造体は、少なくとも外周面が金属により構成されている、
請求項１又は２に記載の位置推定方法。
【請求項９】
前記柱状構造体は、コンクリート杭である、
請求項１又は２に記載の位置推定方法。
【請求項１０】
設置された柱状構造体の位置を推定する位置推定プログラムであって、
器械点の座標が既知座標に固定されているレーザースキャナを用いて前記柱状構造体をスキャンすることにより３次元点群データを取得する取得ステップと、
前記３次元点群データの示す点群のうちの受光強度が最も高い第１の点の座標を用いて、前記既知座標に対する前記柱状構造体の位置を推定する推定ステップと、
をコンピュータに実行させるための位置推定プログラム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱状構造体の位置を推定する技術に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
港湾の桟橋築造工事においては、鋼管杭を打設した後に鋼管杭の天端の中心位置及び高さを把握する必要がある。従来では、鋼管杭の天端上に剛性を有する治具を配置し、その上部に設置したターゲット（プリズム等）を、高精度の測距が可能なトータルステーション等を用いて計測を行い、鋼管杭の中心座標（平面位置と高さ）を算出している。しかしながら、この計測手法では、計測のみを目的として作業員が打設機械の足場や杭周囲に配置した導材を用いて鋼管杭の天端上に赴く必要があり、作業が非効率であるという問題がある。また、鋼管杭の天端の位置が非常に高い場合もあり、安全帯を必要とする危険作業が伴うケースも存在する。
【０００３】
そこで、高性能スキャナー機器等のスキャナー機器を用いることで、遠隔地から鋼管杭の３次元点群を取得し、３次元モデルを生成することにより、鋼管杭の平面上の位置及び高さを算出する手法が提案されている（例えば、特許文献１～３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－６６２４２号公報
特開２０１７－９６８８号公報
特開２０２１－４４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような従来技術は、鋼管杭の３次元モデルを生成するため、対象とする鋼管杭全体をスキャニングしなくてはならない、画像取得のための特別な装置が必要、または鋼管杭等の柱状構造体の位置の計測に要する処理が複雑になってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明の一態様は、鋼管杭等の柱状構造体の位置を一般的な装置を用い、簡易な処理で推定できる技術を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る位置推定方法は、設置された柱状構造体の位置を推定する位置推定方法であって、器械点の座標が既知座標に固定されているレーザースキャナを用いて前記柱状構造体をスキャンすることにより３次元点群データを取得する取得ステップと、前記３次元点群データの示す点群のうちの受光強度が最も高い第１の点の座標を用いて、前記既知座標に対する前記柱状構造体の位置を推定する推定ステップと、を含む。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る位置推定方法は、設置された柱状構造体の位置を推定する位置推定方法であって、前記柱状構造体の外周面には、天端との間隔が既知である第１位置に前記外周面を取り囲むように設けられた線状又は帯状の第１の識別材であって、前記外周面より高い反射率を有する材料により表面が構成された第１の識別材が設けられており、器械点の座標が既知座標に固定されているレーザースキャナを用いて前記柱状構造体をスキャンすることにより３次元点群データを取得する取得ステップと、前記３次元点群データの示す点群のうちの受光強度が最も高い第１の点の座標を用いて、前記既知座標に対する前記柱状構造体の位置を推定する推定ステップと、を含む。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る位置推定プログラムは、設置された柱状構造体の位置を推定する位置推定プログラムであって、器械点の座標が既知座標に固定されているレーザースキャナを用いて前記柱状構造体をスキャンすることにより３次元点群データを取得する取得ステップと、前記３次元点群データの示す点群のうちの受光強度が最も高い第１の点の座標を用いて、前記既知座標に対する前記柱状構造体の位置を推定する推定ステップと、をコンピュータに実行させる。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る位置推定装置は、設置された柱状構造体の位置を推定する位置推定装置であって、器械点の座標が既知座標に固定されているレーザースキャナを用いて前記柱状構造体をスキャンすることにより３次元点群データを取得する取得部と、前記３次元点群データの示す点群のうちの受光強度が最も高い第１の点の座標を用いて、前記既知座標に対する前記柱状構造体の位置を推定する推定部と、を備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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