JP6386393B2 - Concrete placement height management method - Google Patents

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Description

本発明は、構造物等を構築するためのコンクリートを打設するときに、上面を所定の高さに正確に仕上げるための管理方法に関するものである。   The present invention relates to a management method for accurately finishing an upper surface to a predetermined height when placing concrete for constructing a structure or the like.

コンクリートを打設するときには、多くの場合型枠を組み立て、該型枠内に未硬化のコンクリートを流し込む。そして、上面は鏝等を用いて均し、予め定められた高さとなるように仕上げる。   When placing concrete, the mold is often assembled and uncured concrete is poured into the mold. Then, the upper surface is leveled using a scissors or the like and finished so as to have a predetermined height.

打設したコンクリートの上面を予め定められた高さに仕上げるためには、打設する範囲内に棒状となった打設高さの指標を立設しておき、コンクリートの上面を指標に基づいて均す方法が多く採用される。また、特許文献１には、打設高さの指標をレーザーによって表示する技術が開示されている。この技術は、打設するコンクリートの上面より所定の高さの位置にレーザーを投射し、コンクリートの上面を均す鏝等の工具に照射されるレーザーの位置でコンクリートの上面の高さを判断しながら所定の高さに仕上げるものである。   In order to finish the top surface of the placed concrete to a predetermined height, an index for the placement height in the form of a rod is set up within the range to be placed, and the top surface of the concrete is based on the index. Many equalization methods are used. Patent Document 1 discloses a technique for displaying a placement height index with a laser. In this technology, a laser is projected at a predetermined height from the top surface of the concrete to be placed, and the height of the top surface of the concrete is judged by the position of the laser irradiated to a tool such as a scissors that leveles the top surface of the concrete. While finishing to a predetermined height.

特開２００１−１５２６６８号公報JP 2001-152668 A

しかしながら、従来の方法では作業者の技能によって仕上がりに差が生じることがある。特に、コンクリートの打設によって構築しようとする構造部材が橋梁のコンクリート床版であるときや、建築物の床であるときのように、水平方向に広い範囲にコンクリートを打設するときには、上面を凹凸が生じることなく正確な高さに仕上げるために作業者の高い技能が求められる。   However, in the conventional method, there may be a difference in the finish depending on the skill of the operator. In particular, when the concrete member to be constructed by concrete placement is a concrete floor slab of a bridge or a floor of a building, such as when placing concrete over a wide area in the horizontal direction, High skill of the operator is required in order to finish to an accurate height without unevenness.

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、打設したコンクリートの上面を効率よく正確な高さ仕上げることができるコンクリート打設高さの管理方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a concrete placement height management method capable of efficiently and accurately finishing the top surface of the placed concrete. That is.

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 コンクリートを打設しようとする領域の上面の周囲に、互いの離隔距離が知られた３点を含む複数の基準点を設置する工程と、 コンクリートを打設したときの上面を撮影することができる位置で、前記基準点の互いに離隔距離が知られた３点を写し込むように、２つの異なる位置から画像を撮影する工程と、 撮影された画像に写し込まれた前記基準点の位置からそれぞれの撮影位置を特定する工程と、 コンクリートを打設して上面を均すとともに、打設したコンクリートの上面を２つの異なる位置から撮影する工程と、 前記基準点又は撮影された画像に写し込まれた高さ指標点と打設するコンクリートの上面の計画仕上げ高さとの位置関係を設定する工程と、 コンクリートを打設した領域の上面の複数の位置について上面の高さを、２つの異なる位置で撮影した前記画像から演算する工程と、 演算された前記上面の高さを前記計画仕上げ高さと対比する工程と、 前記コンクリートを打設する領域について、演算された前記上面の高さが、前記計画仕上げ高さより高い位置と前記計画仕上げ高さより低い位置とを、識別が可能となるように表示手段によって表示する工程と、 前記表示手段の表示にしたがって打設したコンクリートの上面を前記計画仕上げ高さに近づけるように均す工程と、を含むコンクリート打設高さ管理方法を提供する。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a process of installing a plurality of reference points including three points whose separation distances are known around the upper surface of an area where concrete is to be placed. And a step of photographing images from two different positions so as to photograph three points of known separation distances of the reference point at a position where the upper surface when the concrete is placed can be photographed; The step of identifying each shooting position from the position of the reference point imprinted in the shot image, and placing the concrete and leveling the top surface, and shooting the top surface of the placed concrete from two different positions A step of setting a positional relationship between the reference point or the height index point imprinted on the photographed image and a planned finish height of the upper surface of the concrete to be placed, and placing the concrete Calculating the height of the upper surface from the images taken at two different positions for a plurality of positions on the upper surface of the region, comparing the calculated height of the upper surface with the planned finishing height, A step of displaying the position where the calculated upper surface height is higher than the planned finish height and the position lower than the planned finish height by a display means so that the concrete placement area can be identified; and And a step of leveling the upper surface of the concrete placed according to the display of the display means so as to approach the planned finish height.

この方法では、基準点が写し込まれた画像と３つ以上の基準点の相互間の位置関係から、これらの基準点と撮影位置との相対的な位置関係が特定される。そして、２つの画像から３次元写真計測の手法により、基準点と打設したコンクリートの上面の複数の位置との相対的な位置関係が特定される。したがって、コンクリートの上面の計画仕上げ高さと基準点又は撮影した画像内に写し込まれた点との位置関係が設定されることにより、２つの画像から得られたコンクリートの上面の位置と計画仕上げ高さとの位置関係を特定することが可能となる。これらを対比して、コンクリートを均す作業を行っている時に、コンクリートの上面の高さが計画仕上げ高さより高い範囲又は低い範囲を表示手段で表示することにより、上面を均している作業者は表示された画像に基づいて上面の高さを修正して、計画仕上げ高さに近づけることが可能となる。   In this method, the relative positional relationship between the reference point and the photographing position is specified from the positional relationship between the image in which the reference point is imprinted and three or more reference points. Then, the relative positional relationship between the reference point and a plurality of positions on the upper surface of the placed concrete is specified from the two images by a three-dimensional photo measurement technique. Therefore, by setting the positional relationship between the planned finish height of the concrete upper surface and the reference point or the point imprinted in the photographed image, the position of the concrete upper surface and the planned finish height obtained from the two images are set. It is possible to specify the positional relationship with By contrasting these, when working to level the concrete, an operator leveling the top surface by displaying on the display means the range where the height of the top surface of the concrete is higher or lower than the planned finish height The height of the upper surface can be corrected based on the displayed image so as to approach the planned finishing height.

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のコンクリート打設高さの管理方法において、 前記表示手段によって表示する工程は、打設したコンクリートの上面に、前記計画仕上げ高さより上面の高さが高い位置と前記計画仕上げ高さより低い位置とを色分けした画像を、該画像上の位置が打設した上記コンクリートの上面の実際の位置と一致するように打設したコンクリートの上面に投影するものとする。   The invention according to claim 2 is the concrete placement height management method according to claim 1, wherein the step of displaying by the display means is arranged such that the top surface of the placed concrete is higher than the planned finish height. Projecting an image obtained by color-coding a position where the position is higher and a position lower than the planned finishing height onto the upper surface of the placed concrete so that the position on the image matches the actual position of the upper surface of the concrete placed And

この方法では、コンクリートの上面の高さが計画仕上げ高さより高い範囲又は低い範囲が実際に均しているコンクリートの上面に表示され、作業者はこの表示を見ながら表示された位置の高さを修正することができる。したがって効率よくコンクリートの上面を正確な高さに仕上げることができる。   In this method, the height of the top surface of the concrete is displayed on the top surface of the concrete where the range that is higher or lower than the planned finish height is actually leveled, and the operator can adjust the height of the displayed position while viewing this display. It can be corrected. Therefore, it is possible to efficiently finish the upper surface of the concrete to an accurate height.

請求項３に係る発明は、請求項１に記載のコンクリート打設高さの管理方法において、 前記表示手段によって表示する工程は、打設したコンクリートの上面に、複数色のレーザー光を走査し、予め定められた色のレーザー光は前記計画仕上げ高さより上面の高さが高い位置を走査するときに点灯し、前記計画仕上げ高さより低い位置を走査するときに消灯し、他の色のレーザー光は、前記計画仕上げ高さより上面の高さが高い位置を走査するときに消灯し、前記計画仕上げ高さより低い位置を走査するときに点灯するものとする。   The invention according to claim 3 is the concrete placement height management method according to claim 1, wherein the step of displaying by the display means scans the top surface of the placed concrete with laser beams of a plurality of colors, The laser light of a predetermined color is turned on when scanning a position where the height of the upper surface is higher than the planned finish height, and is turned off when scanning a position lower than the planned finish height. Is turned off when scanning a position where the height of the upper surface is higher than the planned finishing height, and turned on when scanning a position lower than the planned finishing height.

この方法では、請求項２に係る発明と同様に効率よくコンクリートの上面を正確な高さに仕上げることができるとともに、周囲が明るい状態であっても表示を明確に認識することができる。   In this method, the top surface of the concrete can be efficiently finished to an accurate height as in the invention according to claim 2, and the display can be clearly recognized even when the surroundings are bright.

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載のコンクリート打設高さの管理方法において、 前記基準点を設置する工程は、コンクリートを打設する範囲の周囲の複数の位置に基準フレームを配置するものであり、それぞれの基準フレームは、異なる高さの複数の位置に基準点が設けられたものとする。   The invention according to claim 4 is the concrete placement height management method according to any one of claims 1 to 3, wherein the step of installing the reference point is performed around the area where the concrete is placed. Reference frames are arranged at a plurality of positions, and each reference frame is provided with reference points at a plurality of positions having different heights.

この方法では、基準点を簡単に設置することができるとともに、撮影位置の特定及び２つの画像から演算するコンクリートの上面の高さを正確に演算することが可能となる。   In this method, it is possible to easily set the reference point, and it is possible to accurately calculate the height of the upper surface of the concrete that is calculated from the two positions and the shooting position.

以上説明したように、本発明に係るコンクリート打設高さの管理方法では、打設したコンクリートの上面を効率よく正確な高さ仕上げることが可能となる。   As described above, in the concrete placement height management method according to the present invention, it is possible to finish the top surface of the placed concrete efficiently and accurately.

本発明に係るコンクリート打設高さの管理方法を実施するための機材及びその配置の例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the example of the equipment for implementing the management method of the concrete placement height which concerns on this invention, and its arrangement | positioning. 本発明に係るコンクリート打設高さの管理方法を実施するために使用することができる基準フレームの正面図、側面図、上面図及び底面図である。FIG. 3 is a front view, a side view, a top view, and a bottom view of a reference frame that can be used to carry out the concrete placement height management method according to the present invention. 図２に示す基準フレーム及び高さ指標点を設置した状態を示す概略斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view illustrating a state in which a reference frame and a height index point illustrated in FIG. 2 are installed. ２つの異なる位置で撮影された２つの画像からこれらの画像に写し込まれた測定対象の位置を特定する原理を示す概略図である。It is the schematic which shows the principle which pinpoints the position of the measuring object imprinted in these images from two images image | photographed in two different positions. ２つの異なる位置で撮影された２つの画像上で同一点を特定する操作の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of operation which pinpoints the same point on two images image | photographed in two different positions. 打設したコンクリートの高さと計画仕上げ高さとを対比した画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the image which contrasted the height of the placed concrete, and plan finishing height. コンクリートの橋梁を片持ち施工するときに、本発明に係るコンクリート打設高さの管理方法を適用した例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example which applied the management method of the concrete placement height which concerns on this invention when carrying out the cantilever construction of the concrete bridge. コンクリートを打設する範囲の上面が広い場合に採用することができるデジタルカメラ及び基準フレームの配置例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of arrangement | positioning of the digital camera and reference | standard frame which can be employ | adopted when the upper surface of the range which lays concrete is wide.

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るコンクリート打設高さの管理方法を実施するときの機材及びその配置の例を示す概略斜視図である。
この方法は、コンクリートを所定の範囲Ａに打設して上面をほぼ平坦に仕上げるときに好適に採用することができるものであって、コンクリートを打設しようとする範囲Ａの周囲に設置する基準フレーム１と、打設するコンクリートの上面を撮影する２つのデジタルカメラ２ａ，２ｂと、上記デジタルカメラで撮影された画像のデータが入力されるコンピュータ３と、打設するコンクリートの上面の高さについての情報を表示する表示装置４と、打設するコンクリートの上面の高さについての情報を実際に打設しているコンクリートの上面の対応する位置に投影する投影装置５と、を使用するものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of equipment and its arrangement when carrying out the concrete placement height management method according to the present invention.
This method can be suitably used when concrete is placed in a predetermined range A to finish the upper surface substantially flat, and is a standard for setting the concrete around the range A to be placed. About the frame 1, the two digital cameras 2a and 2b for photographing the top surface of the concrete to be placed, the computer 3 to which data of the images photographed by the digital camera are input, and the height of the top surface of the concrete to be placed The display device 4 for displaying the information of the above and the projection device 5 for projecting the information on the height of the upper surface of the concrete to be placed to the corresponding position on the upper surface of the concrete to be placed are used. is there.

上記基準フレーム１は、図２に示すように、帯状に長い鋼板材を無端状に接続してほぼ直角二等辺三角形の枠体としたものである。直角となった頂角１ａの両側の辺１ｂ，１ｃは、この基準フレーム１を型枠や既に打設して硬化したコンクリートに固定するため固定辺となっており、ボルト等を使用して固定することができるようにボルト孔１ｄが形成されている。また、直角となった頂角１ａと対峙する斜辺１ｅの外側面には３つの基準点１ｆ−１，１ｆ−２，１ｆ−３が設けられている。それぞれの基準点１ｆは、２つの三角形を頂角が突き合わされるように描いたものであり、描かれた上記頂角の位置を撮影された画像内で正確に特定することができるものとなっている。そして上記３つの基準点１ｆ−１，１ｆ−２，１ｆ−３は、互いの離隔距離が正確に測定されており、直角となった頂角１ａに隣接する辺１ｂをほぼ水平な面に当接して固定されたときに、固定された面から各基準点１ｆ−１，１ｆ−２，１ｆ−３までの高さ方向の位置も正確に計測されて既知となっている。   As shown in FIG. 2, the reference frame 1 is formed by connecting strip-shaped long steel plates in an endless manner to form a substantially isosceles triangular frame. The sides 1b and 1c on both sides of the apex angle 1a that are perpendicular to each other are fixed sides for fixing the reference frame 1 to the mold frame or the already hardened concrete, and are fixed using bolts or the like. Bolt holes 1d are formed so as to be able to. In addition, three reference points 1f-1, 1f-2, and 1f-3 are provided on the outer surface of the hypotenuse 1e facing the apex angle 1a that is a right angle. Each reference point 1f is drawn with two triangles such that the apex angles are matched, and the position of the drawn apex angle can be accurately specified in the photographed image. ing. The three reference points 1f-1, 1f-2, and 1f-3 are accurately measured for their separation distances, and the side 1b adjacent to the apex angle 1a at a right angle is applied to a substantially horizontal surface. When fixed in contact, the position in the height direction from the fixed surface to each reference point 1f-1, 1f-2, 1f-3 is also accurately measured and known.

上記デジタルカメラ２ａ，２ｂは、レンズの歪みが少なく、レンズの中心を通過した光線が撮像素子の受光面に正確に結像するものが望ましく、撮像素子で検知された画像データをコンピュータに速やかに出力することができるものを用いる。また、レンズの焦点距離が正確に計測されているものであって、光軸と受光面が直交し、光軸の受光面での位置が正確に計測されているものを用いるのがよい。   It is desirable for the digital cameras 2a and 2b to have a lens with little distortion and a light beam that has passed through the center of the lens to be accurately imaged on the light receiving surface of the image sensor. Use what can be output. It is preferable to use a lens in which the focal length of the lens is accurately measured, the optical axis and the light receiving surface are orthogonal, and the position of the optical axis on the light receiving surface is accurately measured.

上記コンピュータ３は、２つのデジタルカメラで撮影された画像データが入力され、これらの画像データと基準点に関するデータからデジタルカメラによる撮影位置を演算するとともに、２つの画像から打設したコンクリートの表面の位置を演算するものである。そして、この結果を表示装置４及び投影装置５に対して出力することができるものとなっている。また、コンクリートを打設する位置付近に設置することができるものが望ましく、パーソナルコンピュータを用いることができる、
上記表示装置４は、上記コンピュータ３で演算された結果を色分けされた図として表示することができるものであり、パーソナルコンピュータとともに広く用いられるディスプレイを用いることができる。また、上記投影装置５は、コンピュータから出力される画像データによって画像をスクリーン等に投影するプロジェクタを用いることができる。 The computer 3 receives image data taken by two digital cameras, calculates the shooting position of the digital camera from these image data and data relating to the reference point, and at the same time the surface of the concrete placed from the two images. The position is calculated. The result can be output to the display device 4 and the projection device 5. Moreover, what can be installed near the position where concrete is placed is desirable, and a personal computer can be used.
The display device 4 can display the result calculated by the computer 3 as a color-coded figure, and a display widely used with a personal computer can be used. The projection device 5 may be a projector that projects an image on a screen or the like using image data output from a computer.

次に、上記デジタルカメラ２ａ，２ｂ、基準フレーム１等を用いて本発明に係るコンクリート打設高さの管理方法を実施するときの工程について説明する。
コンクリートを打設するための型枠が組み立てられ、埋め込む鉄筋等が配置されると、コンクリートを打設する領域の上方に２つのデジタルカメラ２ａ，２ｂを設置する。これらのデジタルカメラ２ａ，２ｂは、図１に示すように、打設するコンクリートの上面を上方からほぼ鉛直下方に向けて撮影するように設置する。２つのデジタルカメラ２ａ，２ｂはほぼ同じ高さに設定し、相互の間隔は０．５ｍ〜１．５ｍ程度に設定することが望ましい。また、デジタルカメラ２ａ，２ｂを設置する高さは、打設するコンクリートの上面より３ｍ〜５ｍ程度とすることができる。
打設するコンクリートの上方には投影装置であるプロジェクタ５を設置する。プロジェクタ５は、打設するコンクリートの上面に画像を投影することができる位置及び高さに設置する。 Next, a process when the concrete placement height management method according to the present invention is carried out using the digital cameras 2a and 2b, the reference frame 1 and the like will be described.
When the formwork for placing concrete is assembled and the reinforcing bars to be embedded are arranged, the two digital cameras 2a and 2b are installed above the concrete placement area. As shown in FIG. 1, these digital cameras 2 a and 2 b are installed so that the top surface of the concrete to be placed is photographed from the upper side to the substantially vertical lower side. The two digital cameras 2a and 2b are preferably set at substantially the same height, and the distance between each other is preferably set to about 0.5 m to 1.5 m. Moreover, the height which installs digital camera 2a, 2b can be about 3-5 m from the upper surface of the concrete to cast.
A projector 5 as a projection device is installed above the concrete to be placed. The projector 5 is installed at a position and height at which an image can be projected on the upper surface of the concrete to be placed.

コンクリートを打設する範囲Ａの周囲には、図１に示すように、複数の基準点フレーム１を設置する。本実施の形態では矩形となった領域の外側で四つの隅角部付近にそれぞれ設置している。そして、各基準フレーム１の一つの基準点、例えば最も下方にある第１基準点１ｆ−１について各基準フレーム間の距離を計測しておくのが望ましい。この計測値は、デジタルカメラ２ａ，２ｂによる撮影位置を演算するとき、デジタルカメラ２ａ，２ｂによって撮影された画像から写し込まれた点の位置を演算するときに用いることによって演算値の精度を上げることができる。   As shown in FIG. 1, a plurality of reference point frames 1 are installed around a range A where concrete is placed. In this embodiment, it is installed near the four corners outside the rectangular area. Then, it is desirable to measure the distance between the reference frames for one reference point of each reference frame 1, for example, the lowest first reference point 1f-1. The measurement value is used when calculating the position of the point captured from the images photographed by the digital cameras 2a and 2b when calculating the photographing position by the digital cameras 2a and 2b, thereby increasing the accuracy of the computed value. be able to.

この基準フレーム１は、図３に示すように、型枠７又は既に打設されて硬化したコンクリート８に固定することができ、高さを正確に設定して固定するのが望ましい。例えば基準フレーム１の固定辺１ｂを打設しようとするコンクリートの上面の高さに合わせて設置する。このように設置すると、基準フレーム１の固定辺１ｂと斜辺１ｅに描かれた基準点１ｆの位置関係は予め測定されており、打設しようとするコンクリートの上面の計画仕上げ高さと基準点１ｆとの相対的な位置関係が設定される。これにより、撮影された画像内に写し込まれた点の位置と、設定されたコンクリートの計画仕上げ面との相対的な位置関係を演算することが可能となる。   As shown in FIG. 3, the reference frame 1 can be fixed to the mold 7 or the concrete 8 that has already been cast and hardened, and it is desirable that the height is accurately set and fixed. For example, the fixed side 1b of the reference frame 1 is installed according to the height of the upper surface of the concrete to be placed. When installed in this manner, the positional relationship between the reference point 1f drawn on the fixed side 1b and the oblique side 1e of the reference frame 1 is measured in advance, and the planned finish height of the upper surface of the concrete to be placed and the reference point 1f The relative positional relationship of is set. Thereby, it becomes possible to calculate the relative positional relationship between the position of the point imprinted in the photographed image and the set concrete planned finishing surface.

上記基準点１と打設するコンクリートの計画仕上げ面との位置関係を明確にして基準フレーム１を固定することが難しいときには、図３に示すように基準フレーム１とは別に３つ以上の高さ指標点６を設けることができる。この高さ指標点６は、デジタルカメラ２ａ，２ｂで撮影された画像上で容易に特定することができる点として棒状の部材に付されたものであり、この高さ指標点６が打設するコンクリートの計画仕上げ面と一致するように設置する。この高さ指標点６を二つのデジタルカメラ２ａ，２ｂで撮影された画像内に写し込むことにより、これらの高さ指標点６を含む平面を計画仕上げ面として特定することができ、画像内で特定された点との位置関係を演算することができる。   When it is difficult to fix the reference frame 1 by clarifying the positional relationship between the reference point 1 and the planned finish surface of the concrete to be placed, three or more heights apart from the reference frame 1 as shown in FIG. An index point 6 can be provided. The height index point 6 is attached to the rod-shaped member as a point that can be easily specified on the images photographed by the digital cameras 2a and 2b, and the height index point 6 is placed. Install to match the planned finish surface of concrete. By imprinting the height index points 6 in the images taken by the two digital cameras 2a and 2b, the plane including these height index points 6 can be specified as the planned finish surface, The positional relationship with the identified point can be calculated.

基準フレーム１の設置又は基準フレーム１と高さ指標点６との設置が終了すると、コンクリートを打設し、鏝等を用いて上面を均すとともに２つのデジタルカメラ２ａ，２ｂで打設しているコンクリートの上面を基準フレーム１及び高さ指標点６とともに撮影する。撮影された画像データはコンピュータ３に入力され、画像に写し込まれた基準点の位置からデジタルカメラ２ａ，２ｂによる撮影位置を演算し、さらに２つの画像上で写し込まれた同一の点を特定し、それぞれの画像に写し込まれている位置から３次元空間内の位置を演算する。
これらの演算方法は、写真測量又は写真計測として知られている方法を用いるものであり、相互間の距離が知られた基準点が写し込まれた画像から、画像上でその基準点が写し込まれている位置に基づいてデジタルカメラによる撮影位置を特定する。そして、２つの画像上の同一点を特定し、図４に示すように、この点がそれぞれの画像上で写し込まれている位置から３次元空間における位置を特定するものである。
このとき、デジタルカメラによる撮影位置、基準点の位置は、図４に示すように撮影位置に基づいて設定された座標系において３次元座標を特定することができる。また、後述するように測定対象に基づいて設定された座標系に変換した３次元座標で表示することもできる
なお、デジタルカメラによる撮影位置を特定する工程は、コンクリートを打設する前に予め行っておいてもよい。 When the installation of the reference frame 1 or the installation of the reference frame 1 and the height index point 6 is finished, the concrete is placed, the upper surface is leveled using a scissors or the like, and the two digital cameras 2a and 2b are placed. The top surface of the concrete is photographed together with the reference frame 1 and the height index point 6. The photographed image data is input to the computer 3 and the photographing position by the digital cameras 2a and 2b is calculated from the position of the reference point imprinted on the image, and the same point imprinted on the two images is specified. Then, the position in the three-dimensional space is calculated from the position imprinted in each image.
These calculation methods use a method known as photogrammetry or photometry, and the reference point is imprinted on the image from the image in which the reference point whose distance between them is known is imprinted. The photographing position by the digital camera is specified based on the position that is present. Then, the same point on the two images is specified, and as shown in FIG. 4, the position in the three-dimensional space is specified from the position where this point is imprinted on each image.
At this time, the photographing position by the digital camera and the position of the reference point can specify three-dimensional coordinates in a coordinate system set based on the photographing position as shown in FIG. Also, as described later, it can be displayed in three-dimensional coordinates converted into a coordinate system set based on the object to be measured. The step of specifying the shooting position by the digital camera is performed in advance before placing concrete. You may keep it.

撮影された２つの画像上で同一点を特定する工程は、例えば次のように行うことができる。
２つの画像を解像度が低い状態として一方から一部の範囲を取り出し、これをテンプレートＴ1として、図５（ａ）に示すように他方の画像Ｐ上を走査する。そして、順次位置を移動させながら画像の相関を演算し、相関値がピークとなった位置を２つの画像の同一点とする。次に、画像の解像度を上げ、先にテンプレートＴ1として取り出した範囲内からさらに一部を取り出してテンプレートＴ2とし、解像度が低い状態で相関値がピークとなった範囲ｔ1内で、図５（ｂ）に示すように他方の画像上を走査する。そして、順次位置を移動させながら画像の相関を演算し、相関値がピークとなった位置を２つの画像の同一点とする。このような操作を繰り返して打設したコンクリートの上面のほぼ全域について所定の大きさのブロック毎に２つの画像上の同一点を特定する。
上記テンプレートＴは、図５（ｄ）に示すように撮影する角度に応じた補正を行うのが望ましい。２つの異なる位置から撮影した画像は、撮影する角度の違いによって同一の部分であっても形状がひずんだ状態で撮影される。このため、撮影されたままの画像から一部を取り出してテンプレートＴ0とすると、相関値が小さくなる。したがって、撮影した角度に応じた補正を行うものである。
また、上記走査によって２つの画像から同一点を特定するのを容易とするために、２つの画像を撮影するときにコンクリートの上面に光を照射してもよい。例えば格子状の光を照射して撮影することにより、各位置の特徴が明確となり、同一点の特定が容易となる。 The step of identifying the same point on the two captured images can be performed as follows, for example.
A partial range is extracted from one of the two images with a low resolution, and this is used as a template T 1 to scan the other image P as shown in FIG. Then, the correlation between the images is calculated while sequentially moving the positions, and the position where the correlation value reaches a peak is set as the same point between the two images. Then, increasing the resolution of the image, retrieve the further portion from a range taken out above as a template T 1 as a template T 2, the resolution is in the range t 1 the correlation value reaches a peak in a low state, The other image is scanned as shown in FIG. Then, the correlation between the images is calculated while sequentially moving the positions, and the position where the correlation value reaches a peak is set as the same point between the two images. The same point on the two images is specified for each block of a predetermined size for almost the entire upper surface of the concrete placed by repeating such operations.
The template T is desirably corrected according to the angle at which the image is taken, as shown in FIG. Images taken from two different positions are taken with the shape distorted even in the same part due to the difference in the angle of photography. Thus, if the template T 0 is taken out a part from an image of the remains were taken, the correlation value becomes smaller. Therefore, correction according to the angle at which the image was taken is performed.
Moreover, in order to make it easy to specify the same point from two images by the above scanning, light may be irradiated on the upper surface of the concrete when two images are taken. For example, by photographing by irradiating lattice light, the characteristics of each position are clarified, and the same point can be easily identified.

上記のように２つの画像上で同一点が特定されると、この点が２つの画像に写し込まれた位置から３次元空間内の位置を特定する。そして、打設されたコンクリートの上面の位置が特定されると、これを設定されている計画仕上げ面つまり上面の計画仕上げ高さと対比して位置関係を演算する。このとき、位置関係が明確となる座標系を設定するのが望ましい。例えば設定された計画仕上げ面をＸＹ平面とし、これに直交する軸をＺ軸とする座標系を設定する。この座標系では、２つの画像から特定されたコンクリートの上面の位置を、計画仕上げ面より高いときにＺ方向の正の値でその差を示し、計画仕上げ面より低いときにはＺ方向の負の値で計画仕上げ面より低い量を示すことができる。このように対比された値を、打設するコンクリートの上面を示す図上に表示する。   When the same point is specified on the two images as described above, the position in the three-dimensional space is specified from the position where this point is imprinted on the two images. Then, when the position of the upper surface of the placed concrete is specified, the positional relationship is calculated in comparison with the set planned finish surface, that is, the planned finish height of the upper surface. At this time, it is desirable to set a coordinate system in which the positional relationship is clear. For example, a coordinate system is set in which the set planned finishing surface is the XY plane, and the axis orthogonal to the XY plane is the Z axis. In this coordinate system, the position of the upper surface of the concrete identified from the two images indicates the difference in a positive value in the Z direction when it is higher than the planned finishing surface, and a negative value in the Z direction when it is lower than the planned finishing surface. Can show an amount lower than the planned finished surface. The contrasted values are displayed on a diagram showing the top surface of the concrete to be placed.

図６は、２つの画像から特定されたコンクリートの上面の位置と計画仕上げ面とを対比し、その高さの差を色分けして表示する図の一例を示すものである。この図においては計画仕上げ面より高い範囲及び低い範囲、その高さの差の程度が色分けによって表示されており、この図を表示装置４に表示することによって、コンクリートを打設して均す作業を行っているときにコンクリートの上面の高さを把握することができる。
また、この図を投影装置５によって打設して均しているコンクリートの上面に、位置を対応させて投影することによって、実際に均しているコンクリートの上面において、計画仕上げ面より高い位置と低い位置を均している作業者が認識することができる。したがって、作業者は、高い位置では均しているコンクリートの上面が低くなるように、低い位置では高くなるように修正しながら均すことができる。 FIG. 6 shows an example of a diagram in which the position of the upper surface of the concrete specified from the two images is compared with the planned finish surface, and the difference in height is displayed in different colors. In this figure, the range higher and lower than the planned finish surface, and the degree of height difference are displayed by color coding. By displaying this figure on the display device 4, the concrete is placed and leveled. The height of the top surface of the concrete can be grasped when performing.
Further, by projecting this figure on the upper surface of the concrete leveled by the projecting device 5 in correspondence with the position, the upper surface of the actually leveled concrete surface is higher than the planned finish surface. An operator leveling a low position can recognize it. Therefore, the operator can level the floor while making corrections so that the upper surface of the leveled concrete is lower at a higher position and higher at a lower position.

上記投影装置５は、本実施の形態でプレジェクタを用いているが、コンクリートの打設作業を行う位置の周囲が明るいときには、投影された画像が見えにくい場合がある。このようなときには周囲を囲って明るさを制限し、明瞭な画像を投影することができる。また、投影装置として、プロジェクタに代えてレーザー照射装置を用いることもできる。このレーザー照射装置は、複数色のレーザー光を打設するコンクリートの上面の全域に走査できるものとし、高速で走査しながらレーザー光を点滅させる。そして、撮影された二つの画像から特定されたコンクリートの上面の高さに応じて、走査中に各レーザー光を点灯させる領域を制御する。これにより、計画仕上げ面より高い範囲と低い範囲とに異なる色のレーザー光を照射するとともに、さらにそれぞれの範囲で計画仕上げ面との高さの差が大きい範囲と小さい範囲とでも異なる色のレーザー光を照射することができる。したがって、作業者はこれを見てコンクリートの上面の高さを修正することができる。   Although the projector 5 uses a projector in the present embodiment, the projected image may be difficult to see when the periphery of the position where the concrete is placed is bright. In such a case, it is possible to project a clear image by limiting the brightness around the periphery. Further, as the projection device, a laser irradiation device can be used instead of the projector. This laser irradiation apparatus can scan the entire surface of the concrete on which a plurality of colors of laser light is placed, and blinks the laser light while scanning at high speed. And according to the height of the upper surface of the concrete specified from two image | photographed images, the area where each laser beam is lit during scanning is controlled. As a result, laser beams of different colors are emitted to a range higher and lower than the planned finish surface, and lasers of different colors are used in the range where the height difference from the planned finish surface is large and small in each range. Light can be irradiated. Therefore, the operator can correct the height of the upper surface of the concrete by seeing this.

図７は、本発明に係るコンクリート打設高さの管理方法を、プレストレストコンクリートの橋梁を片持ち施工するときに適用した例を示す概略側面図である。
この橋梁の構築方法は、架設中の橋桁１１をコンクリートの橋脚１２から片持ち状に支持し、順次ブロックごとに張り出すように構築してゆくものである。ブロックごとに橋桁を構築する作業は、橋桁１１の既に構築された部分上に移動吊り支保工１３を据え付け、これによって型枠１４及び足場１５を支持してコンクリートを打設するものである。各ブロックのコンクリートの打設高さを管理するために、デジタルカメラ２２及び投影装置２５は、既に構築された橋桁１１から張り出すように支持された移動吊り支保工の本体枠１３ａによって支持し、コンクリートを打設するブロック１６の上方から下方へ向けて設置することができる。 FIG. 7 is a schematic side view showing an example in which the concrete placement height management method according to the present invention is applied when a prestressed concrete bridge is cantilevered.
This bridge construction method is such that the bridge girder 11 being constructed is supported in a cantilevered manner from the concrete pier 12 and is constructed so as to project sequentially into blocks. The work of constructing the bridge girder for each block is to install the movable suspension support 13 on the already constructed part of the bridge girder 11, thereby supporting the formwork 14 and the scaffold 15 and placing concrete. In order to manage the concrete placement height of each block, the digital camera 22 and the projection device 25 are supported by a body frame 13a of a movable suspension support supported so as to protrude from the already constructed bridge girder 11, It can be installed from the upper side to the lower side of the block 16 for placing concrete.

コンクリートを打設する範囲が大きく、２つのデジタルカメラすなわち一組のデジタルカメラでは全域を撮影することができないときには、複数組のデジタルカメラと投影装置を設置し、複数の領域に分けてそれぞれで打設高さを管理することができる。また、コンクリートを打設する範囲の上面を複数の領域に分けて撮影するときにも、全域の連続した画像を表示することができる。このときには、図８に示すように隣り合う領域に設定したデジタルカメラ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄで共通の基準フレーム３１を撮影し、それぞれの領域に設けたデジタルカメラの相対的な位置を特定する。これにより、それぞれのデジタルカメラで撮影された画像から得られるデータすなわち打設したコンクリートの上面の高さデータを複数の領域に連続したものとすることができる。   When the range of placing concrete is large and two digital cameras, that is, one set of digital cameras, cannot capture the entire area, multiple sets of digital cameras and projection devices are installed and divided into multiple areas. You can manage the installation height. In addition, a continuous image of the entire area can also be displayed when photographing the upper surface of the range where the concrete is placed in a plurality of regions. At this time, as shown in FIG. 8, digital cameras 32a, 32b, 32c, and 32d set in adjacent areas are photographed, and the relative positions of the digital cameras provided in the respective areas are specified. . Thereby, the data obtained from the images photographed by the respective digital cameras, that is, the height data of the upper surface of the placed concrete can be made continuous in a plurality of regions.

また、コンクリートを打設するときの計画仕上げ面の高さは、一つの平面として設定される場合に限らず、複数の面の組み合わせとして設定することもできる。例えば、上記片持ち施工される橋桁１１の上面が幅方向の中央部で高く、両側縁に向かって下り勾配となったいわゆる拝み勾配であるときには、それぞれの面の高さにしたがって図３に示すような高さ指標点６を設ける。これらを写し込んだ画像から、それぞれの計画仕上げ面と画像に写し込まれた多数の点との相対位置を特定し、打設中のコンクリートの高さを計画仕上げ面と対比して表示することができる。   Moreover, the height of the planned finishing surface when placing concrete is not limited to being set as one plane, but can also be set as a combination of a plurality of surfaces. For example, when the upper surface of the bridge girder 11 to be cantilevered is a so-called worship gradient that is high at the center in the width direction and descends toward both side edges, it is shown in FIG. 3 according to the height of each surface. Such a height index point 6 is provided. Identify the relative position of each planned finish surface and the many points captured in the image from these images, and display the height of the concrete being placed against the planned finish surface. Can do.

本発明に係るコンクリート打設高さの管理方法は、以上に説明した片持ち施工される橋桁に適用される他、先に形成されたコンクリート又は鋼の橋桁上にコンクリートの床版を構築する場合、建築物の床のコンクリートを打設する場合、舗装のコンクリートを打設する場合等、広い範囲にコンクリートを正確に均す必要があるときに好適に適用することができる。また、その他使用する機材や操作についても本発明の範囲内において、適宜に変更を加えて実施することができ、基準フレームの形態も図２に示すものに限定されるものではない。   The concrete placement height management method according to the present invention is applied to the cantilever bridge girder described above, and when a concrete floor slab is constructed on the previously formed concrete or steel bridge girder. It can be suitably applied when it is necessary to level the concrete accurately over a wide range, such as when placing concrete on a floor of a building or when placing concrete on a pavement. Further, other equipment and operations to be used can be implemented with appropriate modifications within the scope of the present invention, and the form of the reference frame is not limited to that shown in FIG.

１：基準フレーム， １ａ：基準フレームの直角となった頂角， １ｂ，１ｃ：直角となった頂角に隣接する辺， １ｄ：ボルト孔， １ｅ：基準フレームの斜辺， １ｆ−１，１ｆ−２，１ｆ−３：基準点， ２：デジタルカメラ， ３：コンピュータ， ４：表示装置（ディスプレイ）， ５：投影装置（プロジェクタ）， ６：高さ指標点， ７：型枠， ８：硬化したコンクリート，
１１：橋桁， １２：橋脚， １３：移動吊り支保工， １４：型枠， １５：足場， １６：コンクリートを打設するブロック，
２２：デジタルカメラ， ２５：投影装置，
３１：基準フレーム， ３２：デジタルカメラ 1: reference frame, 1a: vertical angle of the reference frame at right angles, 1b, 1c: sides adjacent to the vertical angle at right angles, 1d: bolt holes, 1e: hypotenuse of the reference frame, 1f-1, 1f- 2, 1f-3: reference point, 2: digital camera, 3: computer, 4: display device (display), 5: projection device (projector), 6: height index point, 7: formwork, 8: cured concrete,
11: bridge girder, 12: pier, 13: mobile suspension support, 14: formwork, 15: scaffolding, 16: block for placing concrete,
22: Digital camera, 25: Projection device,
31: Reference frame, 32: Digital camera

Claims (4)

コンクリートを打設しようとする領域の上面の周囲に、互いの離隔距離が知られた３点を含む複数の基準点を設置する工程と、
コンクリートを打設したときの上面を撮影することができる位置で、前記基準点の互いに離隔距離が知られた３点を写し込むように、２つの異なる位置から画像を撮影する工程と、
撮影された画像に写し込まれた前記基準点の位置からそれぞれの撮影位置を特定する工程と、
コンクリートを打設して上面を均すとともに、打設したコンクリートの上面を２つの異なる位置から撮影する工程と、
前記基準点又は撮影された画像に写し込まれた高さ指標点と打設するコンクリートの上面の計画仕上げ高さとの位置関係を設定する工程と、
コンクリートを打設した領域の上面の複数の位置について上面の高さを、２つの異なる位置で撮影した前記画像から演算する工程と、
演算された前記上面の高さを前記計画仕上げ高さと対比する工程と、
前記コンクリートを打設する領域について、演算された前記上面の高さが、前記計画仕上げ高さより高い位置と前記計画仕上げ高さより低い位置とを、識別が可能となるように表示手段によって表示する工程と、
前記表示手段の表示にしたがって打設したコンクリートの上面を前記計画仕上げ高さに近づけるように均す工程と、を含むことを特徴とするコンクリート打設高さ管理方法。 Installing a plurality of reference points including three points whose separation distances are known around the upper surface of an area where concrete is to be placed;
A step of photographing images from two different positions so as to capture three points of known separation distances of the reference point at a position where the upper surface when the concrete is placed can be photographed;
Identifying each shooting position from the position of the reference point imprinted in the shot image;
Placing the concrete and leveling the top surface, and shooting the top surface of the placed concrete from two different positions;
Setting the positional relationship between the reference point or the height index point imprinted on the photographed image and the planned finishing height of the top surface of the concrete to be placed;
Calculating the height of the upper surface from the images taken at two different positions for a plurality of positions on the upper surface of the area where the concrete is placed; and
Comparing the calculated height of the upper surface with the planned finishing height;
A step of displaying, by a display means, a position where the calculated height of the upper surface is higher than the planned finishing height and a position lower than the planned finishing height can be identified for the concrete placement area. When,
Leveling the upper surface of the concrete placed according to the display of the display means so as to be close to the planned finish height, and a concrete placement height management method. 前記表示手段によって表示する工程は、打設したコンクリートの上面に、前記計画仕上げ高さより上面の高さが高い位置と前記計画仕上げ高さより低い位置とを色分けした画像を、該画像上の位置が打設した上記コンクリートの上面の実際の位置と一致するように打設したコンクリートの上面に投影するものであることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート打設高さ管理方法。   In the step of displaying by the display means, an image obtained by color-coding an upper surface of the placed concrete and a position where the height of the upper surface is higher than the planned finishing height and a position lower than the planned finishing height is the position on the image. The concrete placement height management method according to claim 1, wherein the concrete placement height management method projects onto the top surface of the placed concrete so as to coincide with the actual position of the top surface of the placed concrete. 前記表示手段によって表示する工程は、打設したコンクリートの上面に、複数色のレーザー光を走査し、予め定められた色のレーザー光は前記計画仕上げ高さより上面の高さが高い位置を走査するときに点灯し、前記計画仕上げ高さより低い位置を走査するときに消灯し、他の色のレーザー光は、前記計画仕上げ高さより上面の高さが高い位置を走査するときに消灯し、前記計画仕上げ高さより低い位置を走査するときに点灯することを特徴とする請求項１に記載のコンクリート打設高さ管理方法。   The step of displaying by the display means scans a plurality of colors of laser light on the upper surface of the placed concrete, and the laser light of a predetermined color scans a position where the height of the upper surface is higher than the planned finishing height. Turns on when turning off when scanning a position lower than the planned finishing height, and other color laser lights are turned off when scanning a position where the upper surface height is higher than the planned finishing height. 2. The concrete placement height management method according to claim 1, wherein the lighting is performed when scanning a position lower than the finishing height. 前記基準点を設置する工程は、コンクリートを打設する範囲の周囲の複数の位置に基準フレームを配置するものであり、それぞれの基準フレームは、異なる高さの複数の位置に基準点が設けられたものであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のコンクリート打設高さ管理方法。   The step of setting the reference point is to place reference frames at a plurality of positions around a concrete placement range, and each reference frame is provided with a reference point at a plurality of positions having different heights. The concrete placement height management method according to any one of claims 1 to 3, wherein the concrete placement height management method is provided.
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