JP3440278B2 - 土木工事測量・施工支援システム - Google Patents
土木工事測量・施工支援システムInfo
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Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Description
計画に対する丁張位置のずれの認識が容易な土木工事測
量・施工支援システムに関する。
ては、平面図、横断図、縦断図、構造図などの設計図面
と設計図面から作成した数値表(路肩表など)に基づく
計画と、GPSや航空写真(ステレオ)で得た実際の地
形の測量データとに基づいて、地山を切ったり盛土をし
て施工を行う。このとき、仕上がり面のレベルや法面の
勾配を表すために丁張をポイント毎に打っていき、現場
における工事の基準点としている。
計図面と測量データは全て二次元的資料であるため、こ
れらを見ながら頭の中で三次元的な全体的な把握をする
必要があり、工事が出来上がるまで、ミスを見つけるこ
とができないことが多く、土を切りすぎた場合には盛土
を行うなど、やり直しには多大な時間と人手とそれに伴
う費用がかかっていた。
ているか、貫板がカーブになっているかを目視で確認し
ているが、高さを間違えていても一応貫板が通っておれ
ば目視では間違いが分からないので、本当の意味でのチ
ェックではなく、結局、工事が完成するまでミスが分か
らないのが今までの実状である。
設計図面では道路のセンターの高さだけを表現してい
る。この図面から、道路が何パーセント上っているか、
下っているか、また幅員を判断する必要がある。また、
この図面が正しいかどうかも判断しなければならない。
道路がカーブしている所では、所定の路面勾配となるよ
うに現場で丁張をかけていくが、丁張をかける前に、計
算で路肩表を5mピッチで作り、道路のセンターの高
さ、右の高さ、左の高さを全て5mピッチで出して、そ
れらの高さに基づいて丁張をかけていく。
という、点による施工管理が一般的であったが、この方
法では、丁張の設定ミスやその見過ごしが重大な施工ミ
スにつながり、この解決が土木業界の懸案であった。
用いて、計画と測量による数値、関数計算機やコンピュ
ータ計算によって丁張位置の解を得るようにしたものが
提案されている。
関数計算の手法では、計画の線形形状によっては解を求
めることができないものもあり(例えば、卵型クロソイ
ドカーブ、S型クロソイドカーブ)、確率的な数値表等
を参照しながらでないと、丁張位置と計画線形との関係
を定義できないという問題点があった。
画に対する丁張位置のずれを見つけ、どこをどのように
修正したらいいかを視覚的にも数値的にも容易にかつ確
実に認識することのできるシステムを提供することを目
的とする。
ために本発明は、施工対象となる現実の地形の実測数値
と設計図面から得られた設計データとをそれぞれ同一デ
ータ構造の3次元位置データに変換する手段と、それら
の3次元位置データに基づいて、前記現実の地形と前記
設計データを、長さの単位を属性とする属性ボクセルに
よって構成された3次元グラフィックスとしてコンピュ
ータ画面上に重畳表示する手段と、入力された前記現実
の地形における丁張位置と前記設計データにおける丁張
位置の座標に基づいて前記3次元グラフィックス上に当
該現実の地形における丁張位置と前記設計データにおけ
る丁張位置とを表示する手段とを備えた土木工事測量・
施工支援システムである。
xは、次式で示される座標によって表すことができる。 Pvox=((X−Xmin)/Δ,(Y−Ymin)/Δ,
(Z−Zmin)/Δ) ただし、Δ:ボクセルサイズ、(Xmin,Ymin,Zmi
n)はボクセル空間の基準点。
ータによるボクセル表現に施工対象となる地形の測量か
ら得られた数値と計画数値から水平成分と垂直成分の長
さの属性を与えることにより、丁張位置と計画線形との
関係を明示することができる。こうして定義されたボク
セル空間内に、計測された丁張位置を入力し表示するこ
とにより、計画と丁張位置とのずれが、視覚的にも、数
値としても認識される。このようにして、最適位置への
修正の為の数値が得られる。
て説明する。本発明では、丁張をかけた所と実際の景観
とがどれだけずれているかを可視化するために、コンピ
ュータで三次元化することが大きなねらいである。
元形状の表現手段の1つであるボクセルは、対象物を中
身の詰まった箱状の物体の集合として表現するが、これ
を用いれば路線と現況の地形に打った丁張との関係が認
識しやすくなる。このボクセルという概念は、切ったり
盛ったりする土量を計算するのにも適している。本発明
においては、ボクセルの属性として高さと位置を定義す
ることにより本システムへの適用が可能になる。
構成図であり、11は航空測量により撮影したステレオ
写真、12は解析図化機、13は3次元ワイヤーフレー
ムモデル、14はボクセル化地形データ、21は設計図
面、22は設計図面21から数値データを自動導出する
データ計算システム、23は3次元施工データ、24は
ボクセルの拡大図である。また、図2はボクセル空間に
おけるボクセルの位置を表す座標図である。
成の手順を以下に示す。
オ写真11を撮影する。
機12に入力して、現実地形の特徴点を表す3次元座標
(X,Y,Z)の集合に変換する。
ワイヤーフレームモデル13を作成し、ワイヤーフレー
ムに面を与えてサーフェスモデルを作成する。
左右幅員拡幅要素、縦断勾配要素によって構成する路肩
表,法面切勾配、法面盛勾配によって構成する法面要素
表,測点名称と追加距離,測点のX値、Y値によって構
成する線形計算書からなる設計(施工計画)データを作
成する。
ータの3次元表示に必要な3次元施工頂点データ(X,
Y,Z)の集合23を自動計算する。
て地形のワイヤーフレームモデルを作成し、ワイヤーフ
レームに面を与えてサーフェスモデルを作成する。
スモデルを近似するボクセルモデルを作成して、現実地
形および施工計画の各3次元モデルを基準点で重ね合わ
せて表示する。現実地形と施工計画のワイヤーフレー
ム、サーフェス、ボクセルの各データ形式の間で任意の
組み合わせで重ね合わせが可能である。サーフェスモデ
ルからボクセルモデルの生成は、図2に示す計算式を用
いて行う。
ボクセルの集合体で構成するボクセルに、属性として長
さの単位を与え、ボクセル空間内の任意のボクセル点P
voxを、図2によって示した3次元座標の基準点を(Xm
in,Ymin,Zmin)として、以下の式で算出する。 Pvox=((X−Xmin)/Δ,(Y−Ymin)/Δ,
(Z−Zmin)/Δ) ただし、Δ:ボクセルサイズ、 以上により、道路計画とボクセル位置との関係づけが可
能になる。
て説明すると、図3は3次元コンピュータグラフィック
スの例を示す図、図4は横断図を示している。これらの
図において、1は単位ボクセル、2は錯誤丁張点、3は
線形上の計画点、4は計画丁張点、5は計画線、6は錯
誤線、7は線形上の関係点である。
ボクセル1の集合であるボクセル空間内に、計測された
丁張位置2を表示し、計画線形上の点の位置3との関係
において、計画本来の丁張位置4とのずれが可視化され
る。
を切りすぎて法面勾配は間違ったものになってしまう。
そこで、錯誤丁張点2を計画丁張点4に修正するか、あ
るいは線形上の関係点7に対して、適切な位置に変更し
なくてはならないことが認識できる。ボクセル空間に重
畳された線形がどんなに複雑な形状であっても、属性の
付与されたボクセル空間内において位置の定義がされた
ボクセルと線形との関係は可視化され、数値化される。
ここではボクセルサイズ=精度である。
下に記載されるような効果を奏する。
ルに属性としての長さの単位を付与することにより、ボ
クセル空間内の位置が定義できる。
り、計画との関係が明確になる。
置と現在の丁張位置とのずれが数値化されるとともに、
可視化され、修正を容易にするとともに間違った施工を
防止できる。
ある。
座標図である。
を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 施工対象となる現実の地形の実測数値と
設計図面から得られた設計データとをそれぞれ同一デー
タ構造の3次元位置データに変換する手段と、それらの
3次元位置データに基づいて、前記現実の地形と前記設
計データを、長さの単位を属性とする属性ボクセルによ
って構成された3次元グラフィックスとしてコンピュー
タ画面上に重畳表示する手段と、入力された前記現実の
地形における丁張位置と前記設計データにおける丁張位
置の座標に基づいて前記3次元グラフィックス上に当該
現実の地形における丁張位置と前記設計データにおける
丁張位置とを表示する手段とを備えたことを特徴とする
土木工事測量・施工支援システム。 - 【請求項2】 ボクセル空間内のボクセルの位置Pvox
を、次式で示される座標によって表すことを特徴とする
請求項1記載の土木工事測量・施工支援システム。 Pvox=((X−Xmin)/Δ,(Y−Ymin)/Δ,
(Z−Zmin)/Δ) ただし、Δ:ボクセルサイズ、(Xmin,Ymin,Zmi
n)はボクセル空間の基準点。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103669319A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-03-26 | 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院有限公司 | 用于确定环境边坡危岩体稳定性的快速评价施工方法 |
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- 2001-03-30 JP JP2001101617A patent/JP3440278B2/ja not_active Expired - Fee Related
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大槻正樹ほか,未計測領域の平面当てはめによる三次元計測のための視方向決定法,情報処理学会研究報告,日本,社団法人情報処理学会,1995年11月16日,vol.95,no.108(95−CV−97),p39−44,コンピュータビジョン97−6 |
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