JP2003322512A - 供試体の寸法測定装置 - Google Patents

供試体の寸法測定装置

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JP2003322512A
JP2003322512A JP2002130499A JP2002130499A JP2003322512A JP 2003322512 A JP2003322512 A JP 2003322512A JP 2002130499 A JP2002130499 A JP 2002130499A JP 2002130499 A JP2002130499 A JP 2002130499A JP 2003322512 A JP2003322512 A JP 2003322512A
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Akira Nishida
朗 西田
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Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 供試体の寸法を3次元的に把握でき、従来の
ノギスを用いて測定する場合に比べて供試体の寸法を正
確に測定する。 【解決手段】 回転テーブル1に載せた供試体Wに対し
レーザ光プロジェクタ3からレーザスリット光3aを当
てる。その反射光はCCDカメラ4により取り込まれ、
その撮像情報が画像処理手段5へ送られて距離情報へ変
換される。また、この距離情報はさらに制御手段6へ送
られ、供試体Wの3次元距離情報へと演算変換されて、
表示手段7により表示される。そして、回転テーブル1
に載せた供試体Wを所定角度ずつ回転させながら、その
都度上述の手順により供試体の3次元距離情報を得、そ
れを供試体Wについて360度にわたり行うことによ
り、供試体の側面の凹凸寸法を正確に把握することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートコア
等の供試体の寸法を測定する測定装置に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】一般に、コンクリート強度を推定するに
は、コンクリート構造物から所定形状のコンクリートコ
ア(以下、供試体という)を採取し、該採取した供試体
に対して所定の試験を行う方法がとられる。採取した供
試体についてはまず直径及び高さを測定するが、このと
き、通常ノギスを用いて行っていた。つまり、ノギスに
よって供試体の直径及び高さをそれぞれ数カ所ずつ測定
していた。また、このような寸法測定の際に、供試体に
損傷や欠陥があるか否かも同時に調べていた。損傷等は
試験結果に少なからず影響し、正確な試験結果が得られ
なくなるおそれがあるからである。 【0003】供試体の欠陥の一つに、側面に形成される
リング状の凹凸がある。一般的なコンクリートでは、供
試体採取時に形成されるこのようなリング状の凹凸の欠
陥はそれほど大きくなく、また仮にこのような欠陥が形
成されたとしても、それによる供試体の強度低下は数%
程度であって、それほど大きな問題にはならない。つま
り、ノギスによる測定方法でも何ら支障がなかった。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、コン
クリート材料として、高強度コンクリート材が用いられ
はじめた。高強度コンクリートは、文字通り一般的なコ
ンクリートよりも強度が強いことから、供試体採取時の
負荷が大きく、このため、供試体の側面には上述したリ
ング状の凹凸が生じやすい。また、リング状の凹凸が生
じた場合、前述したように供試体の強度が数%程度低下
するが、この数%程度の値は、高強度領域では絶対値と
して無視できない値である。 【0005】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、供試体の寸法を3次元的に把握でき、従来のノギス
を用いて測定する場合に比べて供試体の寸法を正確に測
定することを課題としている。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては以下の手段を採用した。すなわち、
請求項1記載の供試体の寸法測定装置は、供試体を載せ
る回転テーブルと、該回転テーブル上に載せた供試体の
側面に、回転テーブルの回転軸線方向に平行な縦長のレ
ーザスリット光を照射するレーザ光プロジェクタと、該
レーザ光プロジェクタから供試体の側面に照射されたレ
ーザスリット光の反射光を取り込むよう、レーザ光プロ
ジェクタから照射されたレーザ光に対して所定角度の光
軸となるように配置されたカメラと、該カメラの撮像情
報を距離情報へ変換処理する画像処理手段と、該画像処
理手段から得られる距離情報を供試体の3次元距離情報
へ演算処理する制御手段と、該制御手段から得られる供
試体の3次元距離情報を表示する表示手段とを備えてな
ることを特徴としている。 【0007】このような構成では、回転テーブルに載せ
た供試体に対しレーザ光プロジェクタからレーザスリッ
ト光が当てられる。その反射光はカメラにより取り込ま
れ、その撮像情報が画像処理手段へ送られて距離情報へ
変換される。また、この距離情報はさらに制御手段へ送
られ、供試体の3次元距離情報へと演算変換されて、表
示手段により表示される。そして、回転テーブルに載せ
た供試体を所定角度ずつ回転させながら、その都度上記
手順により供試体の3次元距離情報を得、それを供試体
360度について行うことにより、供試体の側面の凹凸
寸法も正確に把握できる。つまり、光切断法による供試
体の側面の凹凸寸法の検出が可能となる。 【0008】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施の形態
を示す供試体の寸法測定装置の全体構成を表すブロック
図である。 【0009】この装置は、供試体Wを載せる回転テーブ
ル1と、回転テーブル1をそれぞれ直交する3軸方向
X、Y、Zへ移動させるとともに、Z方向の回転軸線l
を中心に回転させる回転テーブル駆動手段2と、回転テ
ーブル1上に載せた供試体Wの側面に、回転テーブル1
の回転軸線l方向に平行な縦長のレーザスリット光3a
を照射するレーザ光プロジェクタ3と、レーザ光プロジ
ェクタ3から供試体Wの側面に照射されたレーザスリッ
ト光3aの反射光を取り込むよう、レーザ光プロジェク
タ3から照射されたレーザスリット光3aに対して所定
角度(例えば、角度θ)の光軸となるように配置された
CCDカメラ4と、CCDカメラ4の撮像情報を距離情
報へ変換処理する画像処理手段5と、画像処理手段5か
ら得られる距離情報を供試体の3次元距離情報へ演算処
理する制御手段6と、制御手段6から得られる供試体W
の3次元距離情報を表示する表示手段7とを備える。 【0010】回転テーブル1は、必ずしもX、Y、Zの
3軸方向へ移動可能な構成にする必要はなく、回転テー
ブル1はその場所で回転のみ可能として3軸方向へは移
動不可能とし、代わりにCCDカメラ4とレーザ光プロ
ジェクタ3側を回転テーブル1に対してX、Y、Zの3
軸方向へ移動可能な構成にしてもよい。また、回転テー
ブル1には供試体Wを固定するための固定手段(図示
略)を必要に応じて設けてもよい。 【0011】回転テーブル駆動手段2は、回転テーブル
1を3軸方向X、Y、Zへそれぞれ移動させるとともに
回転させるが、それは前記制御手段6から発せられる指
令信号に基づき行われる。 【0012】前記画像処理手段5は、CCDカメラ4か
らの撮像情報を距離情報へ変換処理するもので、例え
ば、後述するZ方向について説明すると、計測基準線L
a(側面に凹凸がない標準的な供試体Wにレーザスリッ
ト光3aを照射した場合のCCDカメラ4によって得ら
れた反射光の位置を示す線)から実際のレーザスリット
光3aの反射光までの画素を計数し、それに1画素の距
離を乗じることで距離情報を得るものである。 【0013】また、制御手段6は、画像処理手段5から
得られる距離情報を3角測量法による原理に基づき供試
体の3次元距離情報へ演算処理するものであり、具体的
には後述する本装置を用いた測定方法の説明のときに明
らかにする。 【0014】表示手段7は、何らかの手段で情報を表示
するものであれば足り、画像表示する映像手段あるいは
プリンとアウトするプリンタ等が考えられる。図1は映
像手段を用いた例を表している。 【0015】次に、上記構成のレーザー式供試体寸法測
定装置を用いた測定方法について説明する。回転テーブ
ル1上に円柱状の供試体Wを載せる。このとき、供試体
Wの中心Oが回転テーブル1の回転中心と一致するよう
に正確に位置あわせする。そして、回転テーブル1上の
供試体Wの側面に対しレーザ光プロジェクタ3からレー
ザスリット光3aを当てる。レーザスリット光3aは供
試体Wの側面に当たって反射され、その反射光をCCD
カメラ4により取り込む(図2、図3参照)。 【0016】CCDカメラ4により取り込まれた撮像情
報は画像処理手段5へ送られ、ここで距離情報へ変換さ
れる。すなわち、計測基準線から実際のレーザスリット
光3aの反射光までの画素を計数し、それに1画素の距
離を乗じることで、前記撮像情報を距離情報へ変換す
る。変換された距離情報は画素を計数して得られたもの
であり、この距離情報を基に、制御手段6でX、Y、Z
の実座標にそれぞれ変換する。つまり、光切断法を用い
た測定を行う。例えば、実座標X、実座標Yは以下の式
で表される。 実座標X≒画像データのX座標×X座標の1画素の距離+回転テーブル1のX 方向の移動量 実座標Z≒高さAB≒OB×tanθ =OBの画素数×Y座標の1画素の距離×tanθ ここで、Xの1画素の距離、回転テーブル1のX方向の
移動量およびtanθは、この装置の初期較正時に設定
する値である。実座標Yについても同様に、画像データ
のY座標×Y座標の1画素の距離+回転テーブル1のY
方向の移動量で算出できる。 【0017】ここで、実座標Zは供試体Wの側面の凹凸
を表している。したがって、回転テーブル1を360度
の範囲で所定ピッチ(例えば、1度)ごとに回転しなが
ら上記測定を繰り返すことにより、1度おきの供試体W
の側面の凹凸データを得ることができる。 【0018】このような凹凸データは、制御手段6から
表示装置7へ送られ、ここで表示される。図4は、その
測定結果を表で表したものである。縦軸に供試体Wの側
面の凹凸の高さ、横軸に供試体Wの高さ方向の長さをと
っている。ここでは、供試体Wの高さ200mmのうち
8mm分について所定回転角度の側面の凹凸データを表
している。凹凸データは0.26mmごとにプロットし
ている。この図4から、供試体Wの側面には最大で約
2.35mm程度の凹凸が生じていることがわかる。こ
のような測定を、供試体Wについて、必要に応じ回転テ
ーブル1を回転させながら所定角度おきに、また、回転
テーブル1をX方向へ移動させながら、所定高さ分ごと
に測定する。 【0019】なお、供試体Wの高さ寸法は、前述したよ
うにCCDカメラ4にる画像データのX座標(X座標の
1画素の距離+回転テーブルのX方向の移動量)から、
あるいは供試体Wの高さがあまり高くない場合には供試
体Wの下端から上端まで達するように光を照射し、その
反射光をCCDカメラ4でとらえ、その画像データから
演算して得ることができる。 【0020】また、供試体Wの直径および各高さ位置で
の中心軸からのずれは、例えば、供試体Wの全幅に光を
照射し、供試体Wの下端から上端まで達するように光を
照射し、その反射光をCCDカメラ4でとらえ、その画
像データから演算して得ることができる。 【0021】なお、上記した実施の形態では、供試体W
に対し左右方向の一方向からレーザスリット光3aを照
射しているが、左右両方からレーザスリット光3aを照
射し、それらをCCDカメラ4で撮像処理するようにし
てもよい。 【0022】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転テーブルに供試体を所定角度ずつ回転させながら測
定することにより、供試体の側面の凹凸寸法を正確に把
握することができ、短時間で効率良く供試体の形状を正
確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の一実施の形態を示す供試体の寸法測
定装置の構成を示すブロック図である。 【図2】 本発明の一実施の形態を示す供試体の寸法測
定装置を用いた測定方法を示すもので、(a)は平面
図、(b)はその一部の拡大図である。 【図3】 本発明の一実施の形態を示す供試体の寸法測
定装置を用いた測定方法を示す斜視図である。 【図4】 本発明の一実施の形態を示す供試体の寸法測
定装置で測定した結果を示す図である。 【符号の説明】 1 回転テーブル 2 回転テーブル駆動手段 3 レーザ光プロジェクタ 4 CCDカメラ 5 画像処理手段 6 制御手段 7 表示手段 W 供試体

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 供試体を載せる回転テーブルと、 該回転テーブル上に載せた供試体の側面に、回転テーブ
    ルの回転軸線方向に平行な縦長のレーザスリット光を照
    射するレーザ光プロジェクタと、 該レーザ光プロジェクタから供試体の側面に照射された
    レーザスリット光の反射光を取り込むよう、レーザ光プ
    ロジェクタから照射されたレーザ光に対して所定角度の
    光軸となるように配置されたカメラと、 該カメラの撮像情報を距離情報へ変換処理する画像処理
    手段と、 該画像処理手段から得られる距離情報を供試体の3次元
    距離情報へ演算処理する制御手段と、 該制御手段から得られる供試体の3次元距離情報を表示
    する表示手段とを備えてなることを特徴とする供試体の
    寸法測定装置。
JP2002130499A 2002-05-02 2002-05-02 供試体の寸法測定装置 Withdrawn JP2003322512A (ja)

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