JP2013040549A - 鉄筋規格判別装置及び鉄筋規格情報作成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】携帯端末4は、鉄筋の画像から、背景板Bに対して垂直方向の1ピクセルずつの位置に対応する連続的な径長を抽出する(S1001)。次に、抽出した鉄筋径分布の全データのうち、上部5%のデータと、下部5%のデータとをノイズとして除去する(S1002)。そして、中央部90%のデータにおける最大値を特定し、最大径d1として取得する(S1003)。続いて、鉄筋規格情報452を参照し(S1004)、最大径d1に対応する鉄筋規格を特定できるか否かを判定する(S1005)。鉄筋規格を特定できる場合には(S1005のYES)、該当した鉄筋規格を取得する(S1006)。該当する鉄筋規格を特定できない場合には(S1005のNO)、その旨をオペレータに通知することにより、角度を変えて鉄筋を再度撮影し、画像を抽出し(S1007)、S1001の処理から再試行する。
【選択図】図10
Description
(1)白いボードは、その形状を工夫しない限り、スペースの狭い鉄筋内に挿入できない。すなわち、対象鉄筋の後方に白いボードをうまく設置できない。
(2)別途、マーカを対象鉄筋に貼付する必要がある。
(3)白いボード1枚で主筋及び補強筋の両方を計測することが困難である。
(4)日射や外部の照明により、白いボードに対象鉄筋の影が映り、鉄筋径を誤計測するおそれがある。
(1)撮影した画像にノイズ(鉄筋に生じる影や過度の日射)が多い場合に、正確な鉄筋径分布を取得できず、鉄筋のリブ位置を正しく判別できないことがある(図20参照)。そして、リブ位置を間違えると、図19(b)の鉄筋規格情報において、間違った鉄筋径の範囲を用いて呼び径を判別するので、誤った結果になる可能性がある。
(2)鉄筋径分布を統計処理する際に、所定数以上のサンプルが必要になる。そのため、十分に広い背景板(図21参照)を設置する必要があるので、作業性が悪くなるおそれがある。一方、配筋ピッチが狭く、鉄筋の背後に背景板を入れるスペースが少ない場合には、必要な数のサンプルが得られないことがある。
(3)鉄筋規格情報を、鉄筋の回転角度に合わせて3つのパターン分作成する必要がある。また、鉄筋径は、JIS等で規定されていないので、実測した上で鉄筋規格情報を作成する必要がある。
この構成によれば、異形鉄筋の径は、軸方向のうち、ふしのある位置で最大になるので、最大径を得るためには、少なくとも1個のふしを含む鉄筋径の画像を取得すればよい。これによれば、必要な鉄筋画像の軸方向の幅が狭くて済み、狭い範囲を撮影することにより、画像のノイズが起きにくくなる。
鉄筋規格情報において、鉄筋の各規格の最大径の範囲は必ずしも順次連続しているわけではなく、空いている箇所もあれば、重複する箇所もある。従って、撮影画像から取得した鉄筋の最大径が、鉄筋規格情報における空きや重複部分に該当すると、鉄筋の寸法に関する規格を1つに特定できない。そのような場合に、この構成によれば、角度を変えて撮影し直した画像を用いることにより、当該鉄筋の規格を1つに特定できるようになる。
この構成によれば、鉄筋の最大径から鉄筋の寸法に関する規格が2つ特定された場合に、さらに鉄筋のふしの高さを求めて、規格ごとのふしの高さの範囲と照合することにより、特定された2つの規格のうち、いずれが該当するかを推定することができる。これによれば、再度の鉄筋撮影が不要になる。
この構成によれば、必要な鉄筋画像の軸方向の幅が狭くて済むので、背景板の幅を小さくすることができ、作業性に優れている。逆に言えば、配筋ピッチが狭い箇所にも背景板を簡便に設置することができる。
この構成によれば、各メーカが製造した既存鉄筋の最小径を調査したデータがあるので、規格ごとに平均した最小径を用いる。これによれば、鉄筋のメーカごとに鉄筋規格情報を作成することなく、一元化することができる。
図1は、配筋情報取得システム1の構成を示す図である。配筋情報取得システム1は、建設現場におけるデジタルカメラ3及び携帯端末4と、事務所における管理サーバ5とを備える。デジタルカメラ3と、携帯端末4との間は、USB(Universal Serial Bus)ケーブル等による接続でデータの送受信が可能である。携帯端末4と、管理サーバ5との間は、無線通信等によりデータの送受信が可能である。
図2は、携帯端末4のハードウェア構成を示す図である。携帯端末4は、通信部41、表示部42、入力部43、処理部44及び記憶部45を備える。通信部41は、デジタルカメラ3や管理サーバ5とデータ通信を行う部分であり、例えば、USBポートやNIC(Network Interface Card)等によって実現される。表示部42は、処理部44からの指示によりデータを表示する部分であり、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)等によって実現される。入力部43は、オペレータがデータ(例えば、鉄筋規格情報等のデータ)を入力する部分であり、例えば、キーボードやマウス等によって実現される。処理部44は、各部間のデータの受け渡しを行うととともに、携帯端末4全体の制御を行うものであり、CPU(Central Processing Unit)が所定のメモリに格納されたプログラムを実行することによって実現される。記憶部45は、処理部44からデータを記憶したり、記憶したデータを読み出したりするものであり、例えば、フラッシュメモリやハードディスク装置等の不揮発性記憶装置によって実現される。
図4は、配筋情報取得システム1に記憶されるデータの構成を示す図である。図4(a)は、携帯端末4の記憶部45に記憶されるデータの構成を示す。記憶部45は、画像処理プログラム451及び鉄筋規格情報452を記憶する。画像処理プログラム451は、デジタルカメラ3で撮影された画像データから配筋情報を取得し、設計図面情報との適合性を判定する処理を行うプログラムであり、当該処理の必要に応じて処理部44の指示により記憶部45から読み出される。鉄筋規格情報(鉄筋種類情報)452は、径長の分布から鉄筋の寸法に関する規格(種類)を求めるために用いられるテーブル情報である。その詳細は、別途説明する。
状態1及び2における最大径 = 最小径+ふしの高さ ・・・式1
状態3及び4における最大径 = 最小径+ふしの高さ×2 ・・・式2
ふしの高さの最大値=公称直径×2α ・・・式3
ふしの高さの最小値=公称直径×α ・・・式4
ただし、α=4%(D6〜13)、4.5%(D16)、5%(D19〜D51)
最小値=最小径+ふしの高さの最小値(公称直径d'×α) :状態1、2・・・式5
最大値=最小径+ふしの高さの最大値(公称直径d'×2α)×2:状態3、4・・・式6
図8は、鉄筋画像の撮影方法を示すフローチャートである。これは、建設現場において、撮影者が背景板及びデジタルカメラ3を用いて鉄筋を撮影し、その撮影画像を携帯端末4に転送し、携帯端末4を用いて撮影画像から配筋情報を取得する手順を示すものである。
Lm1=FL×(マーカMK1の基準長/マーカMK1のピクセル数)・・・式7
Lm2=FL×(マーカMK2の基準長/マーカMK2のピクセル数)・・・式8
LH=√(Lm1 2−(Lm1 2−Lm2 2+M2)2/4M2) ・・・式9
m2=M×P2/ΣPn (ΣPn:n=1〜6) ・・・式10
Lt2=√(LH 2+m2 2) ・・・式11
Wm2=WP2×Lt2/FL×cos(φ+θ) ・・・式12
m2’=m2×cos(φ+θ) ・・・式13
Lt1を求めるときには、式10のP2をP1+P2に置き換える。Lt3を求めるときには、式10のP2をP3に置き換える。Lt4を求めるときには、式10のP2をP3+P4に置き換える。
・鉄筋規格が特定できないので無条件に撮り直す、
・鉄筋規格をD29又はD32として取得する、
・D29又はD32をオペレータに通知し、オペレータの操作に応じて、角度を変えて撮り直す、
といった様々な対応が考えられる。実際には、D29以上か否か、又は、D32以下か否かを知りたいときもあるので、「D29又はD32」の通知であっても役に立つことがある。
・鉄筋規格が特定できないので無条件に撮り直す、
・鉄筋規格をD6又はD10として取得する、
・D6又はD10を通知し、オペレータの操作に応じて、角度を変えて撮り直す、
といった様々な対応が考えられる。実際には、D6以上か否か、又は、D10以下か否かを知りたいときもあるので、「D6又はD10」の通知であっても役に立つことがある。
図15は、携帯端末4による画像処理の第2の実施例を示すフローチャートであり、図9のフローチャートにS1505、S1511〜S1515の処理を追加したものである。この実施例では、撮影対象部位2において主筋及び補強筋が混在している場合に、主筋と、補強筋とを判別し、それぞれの配筋情報を取得する処理について説明する。
図22は、携帯端末4による鉄筋径推定の処理を示すフローチャートである。これは、図10に示す鉄筋径の推定サブルーチンの処理において、最大径に対応する鉄筋規格が重複する場合に、ふしの高さに基づいて、いずれの鉄筋規格であるかを判別するようにしたものである。なお、S2201〜S2205の処理は、S2203において最大径d1とともに最小径d3を取得する点を除いて、S1001〜S1005の処理と同様であるため、詳細に関しては図10のS1001〜S1005の説明を参照のこと。
最小値=最小径d2+ふしの高さの最小値(αD) ・・・式14
最大値=最小径d2+ふしの高さの最大値(2αD) ・・・式15
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、以下のような実施の形態が考えられる。
(1)上記実施の形態においては、図9のS903で1000個の径長データから中央値を取得するものとしたが、他の代表値(例えば、最頻値等)を取得するようにしてもよい。
(2)マーカは円形に限らず、例えば、正面から見たときに四角形のものであってもよい。また、マーカは、板材BAの両端に2つ設けられるのに限らず、板材BAの長手方向に所定の間隔をおいて3つ以上設けられてもよい。このとき、配筋情報を取得する必要のある鉄筋を選択し、複数のマーカから、選択した鉄筋を挟む位置にある2つのマーカを特定し、その2つのマーカを用いることが考えられる。
(3)主筋Sが垂直線となす角度及び背景板Bが水平線となす角度を測定し、それらの角度を用いるものとしたが、垂直線や水平線に限らず、画像メモリIMにおけるピクセル配置の縦方向又は横方向に対する角度が確定していれば、他の基準線を使ってもよく、また、主筋S及び背景板Bそれぞれに対する2つの基準線に限らず、1つの基準線を使ってもよい。
(4)上記実施形態においては、例えば図14(b)に示すように、カメラと背景板とが正対(カメラの光軸と背景板とが直交)していることを前提として説明したが、カメラと鉄筋及び背景板とが正対しておらず、例えば、背景板がカメラに対して奥行方法に傾斜している場合にも上記実施形態と同じ式7〜13により鉄筋の径長等を計測することが可能である。
2 撮影対象部位
3 デジタルカメラ
4 携帯端末(鉄筋規格判別装置、鉄筋規格情報作成装置)
44 処理部
45 記憶部
452 鉄筋規格情報
5 管理サーバ
B 背景板
BA 板材
FL 焦点距離
Lm、LH、Lt カメラからの距離
MK1、MK2 マーカ
Wp ピクセル数
Claims (6)
- 鉄筋の画像から規格を判別する鉄筋規格判別装置であって、
前記鉄筋の寸法に関する規格ごとに前記鉄筋の最大径の範囲を示す鉄筋規格情報を予め記憶する手段と、
前記鉄筋のうち、ふしを含む径を撮影した画像を取得する手段と、
前記取得した画像から前記鉄筋の最大径を取得する手段と、
前記鉄筋規格情報に基づいて、前記取得した最大径から前記規格を判別する手段と、
を備えることを特徴とする鉄筋規格判別装置。 - 請求項1に記載の鉄筋規格判別装置であって、
前記鉄筋規格情報に基づいて、前記取得した最大径を含む範囲が1だけ特定される場合には、当該特定される範囲に対応する前記規格を取得し、
前記鉄筋規格情報に基づいて、前記取得した最大径を含む範囲が特定されない、又は、当該範囲が2以上特定される場合には、角度を変えて前記鉄筋を撮影した画像を取得し、前記鉄筋の最大径を取得し、前記規格を判別する
ことを特徴とする鉄筋規格判別装置。 - 請求項1に記載の鉄筋規格判別装置であって、
前記記憶した鉄筋規格情報は、前記規格ごとの、ふしの高さの範囲を含み、
前記取得した画像から前記鉄筋の最小径をさらに取得し、
前記最大径の範囲に基づいて、前記取得した最大径を含む範囲が唯一に特定される場合には、当該特定される範囲に対応する前記規格を取得し、
前記最大径の範囲に基づいて、前記取得した最大径を含む範囲が2つ特定される場合には、前記取得した最大径から最小径を減算して前記鉄筋のふしの高さを算出し、前記ふしの高さの範囲に基づいて、前記算出したふしの高さから、前記特定された2つの範囲に対応する規格のうち、いずれか1つの規格を特定し、
前記最大径の範囲に基づいて、前記取得した最大径を含む範囲が特定されない場合には、角度を変えて前記鉄筋を撮影した画像を取得し、前記鉄筋の最大径及び最小径を取得し、前記規格を判別する
ことを特徴とする鉄筋規格判別装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の鉄筋規格判別装置であって、
前記取得した画像は、背景板を用いて撮影される
ことを特徴とする鉄筋規格判別装置。 - 鉄筋の寸法に関する規格ごとに当該鉄筋の最大径の範囲を示す鉄筋規格情報を作成する鉄筋規格情報作成装置であって、
前記規格ごとの、ふし及びリブを除いた鉄筋の径長である最小径を予め記憶する手段と、
前記規格ごとの、当該鉄筋のふしの最小高さ及び最大高さを予め記憶する手段と、
前記規格ごとに、前記最小径と、前記最小高さとの合計値を前記最大径の最小値として取得する手段と、
前記規格ごとに、前記最小径と、前記最大高さの2倍との合計値を前記最大径の最大値として取得する手段と、
前記規格と、前記取得した最大径の最小値及び最大値とを対応付けた鉄筋規格情報を生成し、記憶する手段と、
を備えることを特徴とする鉄筋規格情報作成装置。 - 請求項5に記載の鉄筋規格情報作成装置であって、
前記予め記憶する最小径は、
前記規格ごとの、各メーカの鉄筋の最小径を平均したものである
ことを特徴とする鉄筋規格情報作成装置。
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