JP6721925B1 - 基礎杭の施工支援方法及び施工支援システム - Google Patents
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図1に示すように、杭打機1は、クローラ走行装置1aを備えた旋回基台1bと、旋回基台1bに備えた運転席1cの前方に立設支持されたリーダー1dと、リーダー1dの立設姿勢を調整する左右一対のシリンダ機構1eなどを備えている。
基礎杭の施工支援システムは、測量機器10と、基礎杭の施工支援装置20(以下、単に「施工支援装置20」と記す。)と、単一または複数の表示装置30と、施工管理サーバ40などを備えている。測量機器10と施工支援装置20とがブルートゥース(Bluetooth)(登録商標)などの無線通信規格で動作する第1通信インタフェース(以下、「IF」と記す。)を介して通信可能に接続され、施工支援装置20と表示装置30と施工管理サーバ40とがWi−Fiなどの無線通信規格で動作する第2通信IFを介してインターネット5に接続されている。
画像処理装置20cは、測量対象となるオーガまたは杭を撮像した画像に基づいて、測量対象の実軸芯に対する視準方向の偏り角度を算出するように構成されている。実軸芯位置算出装置20dは、測量機器10で測量した測量対象までの測量データと、画像処理装置20dで算出した偏り角度とに基づいて測量対象の実軸芯位置を算出するように構成されている。
基礎杭支援アプリケーションプログラムが立ち上がると(SA1)、設定ファイルがダウンロードされ、記憶装置20iに記憶される(SA2)。トータルステーション(TS)が初期設定されて(SA3)、オーガが視準されるように遠隔操作される(SA4)。
工事現場である杭打ち対象区域100(図5参照)では、複数本の杭に対応した削孔処理及び杭打ち処理が必要になる。
そこで、図5(a)に示すように、杭打ち機1の一部を測量対象として測量機器10で測量し、その結果に基づいて任意の設計杭芯近傍まで杭打ち機1を誘導処理することにより、工程管理などが効率的に行なえるようになる。この様な支援を杭打ち機誘導支援という。図5(a)中、○印は設計杭芯位置を示し、ハッチングされた○印は誘導先の設計杭芯Aを示す。
基礎杭支援アプリケーションプログラムが立ち上がると(SB1)、設定ファイルがダウンロードされ、記憶装置20iに記憶される(SB2)。トータルステーション(TS)が初期設定されて(SB3)、リーダー1dが視準されるように遠隔操作される(SB4)。
上述した杭打ち機誘導支援が行なわれると、予め設計杭芯位置に目印となる杭芯棒を打ち込む必要が無くなるが、工事現場である杭打ち対象区域100が狭い区域であれば、わざわざ杭打機1を誘導するまでもなく、従来の杭芯棒を各設計杭芯位置に打ち込んでおき、各設計杭芯位置を目印にして杭打ち機1を移動させることで事足りる。そのような場合に杭芯棒誘導支援が有効になる。
視準方向と画像中心とが所定の位置関係となる撮像装置と、視準方向を遠隔操作可能な姿勢調整装置と、を備えた測量機器と、前記測量機器を用いて杭打ち機に支持される削孔用オーガまたは杭本体を含む測量対象を撮像した画像に基づいて前記測量対象の軸芯に対する視準方向の偏り角度を算出する画像処理装置と、前記測量機器で測量した前記測量対象までの測量データと、前記画像処理装置で算出した偏り角度とに基づいて前記測量対象の実軸芯位置を算出する実軸芯位置算出装置と、前記実軸芯位置算出装置で算出した前記測量対象の実軸芯位置と予め設定された設計杭芯位置とに基づいて前記測量対象に対する補正量及び補正方向を算出する補正処理装置と、前記測量対象の姿勢調整装置を調整する作業者に所持され、前記補正処理装置で算出した補正量及び補正方向を示す補正案内画像を表示する表示装置と、を備えて構成されている。
1d:リーダー
1e:シリンダ機構
2:オーガ
2a:スクリュー刃
3:モータ
10:測量機器
10a:測量部
10b:撮像装置
10c:姿勢調整装置
10d:第1通信IF
20:施工支援装置
20a:第1通信IF
20b:第2通信IF
20c:画像処理装置
20d:実軸芯位置算出装置
20e:補正処理装置
20f:補正(誘導)案内画像生成装置
20g:追尾処理装置
20h:測量対象切替装置
20i:記憶装置
30:表示装置
30a:案内画像表示処理部
30b:第2通信IF
40:施工管理サーバ
Claims (17)
- 基礎杭の施工支援方法であって、
視準方向と画像中心とが所定の位置関係となる撮像装置と、視準方向を遠隔操作可能な姿勢調整装置と、を備えた測量機器を用いて、杭打ち機に支持される削孔用オーガまたは杭本体を含む測量対象を視準して測量するとともに撮像する計測ステップと、
前記計測ステップで撮像された画像に基づいて前記測量対象の杭芯に対する視準方向の偏り角度を算出する画像処理ステップと、
前記計測ステップで測量した前記測量対象までの測量データと、前記画像処理ステップで算出した偏り角度とに基づいて前記測量対象の実軸芯位置を算出する実軸芯位置算出ステップと、
前記実軸芯位置算出ステップで算出した前記測量対象の実軸芯位置と予め設定された設計杭芯位置とに基づいて前記測量対象に対する補正量及び補正方向を算出する補正処理ステップと、
前記補正処理ステップで算出した補正量及び補正方向を示す補正案内画像を表示装置に表示する表示処理ステップと、
前記補正案内画像に基づいて作業者が前記測量対象の姿勢調整装置を調整して削孔または杭打ちする姿勢調整ステップと、
前記測量機器の視準方向を保持した状態で、前記計測ステップから前記姿勢調整ステップに到る一連のステップを繰り返す基礎杭の施工支援方法。 - 前記計測ステップは、前記測量対象の高さ方向に異なる二点に対して実行し、
前記実軸芯位置算出ステップは、高さ方向に異なる二点に対する実軸芯位置から鉛直に対する傾斜角度を算出し、
前記表示処理ステップは、前記補正案内画像に高さ方向に異なる二点に対する補正量及び補正方向を示す、
ように構成されている請求項1記載の基礎杭の施工支援方法。 - 前記補正処理ステップで算出された前記補正量及び補正方向に基づいて前記杭打ち機で削孔された杭孔、或は打ち込まれた杭本体の深さとずれの履歴情報を記憶装置に記憶する履歴管理ステップを、さらに備えている請求項1または2記載の基礎杭の施工支援方法。
- 前記測量機器を用いて前記杭打ち機を視準して測量し、前記杭打ち機の向きを求める杭打ち機計測ステップをさらに備え、
前記表示処理ステップは、前記杭打ち機計測ステップで測量した前記杭打ち機の向きを基準とする前記補正案内画像を前記表示装置に表示する請求項1から3の何れかに記載の基礎杭の施工支援方法。 - 前記測量機器を用いて前記杭打ち機に支持される削孔用オーガまたは杭本体を含む測量対象の基準位置を削孔または打込み前に計測する初期位置計測ステップと、
前記削孔または打込み終了後に計測する終了位置計測ステップと、
前記初期位置計測ステップ及び前記終了位置計測ステップで其々計測した前記基準位置の高さの差に基づいてドリル深度または杭深度を算出して記録する深度算出ステップを、さらに備えている請求項1から4の何れかに記載の基礎杭の施工支援方法。 - 基礎杭の施工支援方法であって、
視準方向と画像中心とが所定の位置関係となる撮像装置と視準方向を遠隔操作可能な姿勢調整装置とを備えた測量機器を用いて、杭打ち機に支持され削孔用オーガまたは杭本体より上方位置にある第1の測量対象を視準して測量するように遠隔操作するとともに撮像する計測ステップと、
前記計測ステップで撮像された画像に基づいて前記杭打ち機の移動に伴って生じる前記第1の測量対象に設定された所定の基準位置と視準方向とのずれ量を算出する画像処理ステップと、
前記ずれ量に基づいて前記姿勢調整装置を遠隔操作して前記測量機器の視準方向を調整する追尾ステップと、
前記計測ステップから前記追尾ステップまでの各ステップを繰返し、前記計測ステップで測量した前記第1の測量対象の位置が予め設定された設計杭芯位置の近傍に位置すると、前記杭打ち機に支持される測量対象を前記第1の測量対象から削孔用オーガまたは杭本体を含む第2の測量対象に切り替える測量対象切替ステップと、
を備えている基礎杭の施工支援方法。 - 前記追尾ステップは、前記ずれ量に基づいて前記姿勢調整装置による前記測量機器の旋回方向及び旋回角度を遠隔操作するように構成されている請求項6記載の基礎杭の施工支援方法。
- 前記追尾ステップは、前記ずれ量に基づいて前記姿勢調整装置による前記測量機器の旋回方向及び旋回角速度を遠隔操作するように構成されている請求項6記載の基礎杭の施工支援方法。
- 前記計測ステップで前記測量機器により計測した前記第1の測量対象の位置及び前記設計杭芯位置に基づいて前記杭打ち機を前記設計杭芯位置に誘導する誘導案内画像を表示装置に表示する追尾状態表示処理ステップを備えている請求項6から8の何れかに記載の基礎杭の施工支援方法。
- 前記第1の測量対象がリーダー、前記第2の測量対象が削孔用オーガまたは杭本体であり、前記測量対象切替ステップで前記第1の測量対象から前記第2の測量対象に切り替えられた後に、請求項1から4の何れかに記載の基礎杭の施工支援方法が実行される請求項6から9の何れかに記載の基礎杭の施工支援方法。
- 基礎杭の施工支援方法であって、
視準方向と画像中心とが所定の位置関係となる撮像装置と視準方向を遠隔操作可能な姿勢調整装置とを備えた測量機器を用いて、作業者が所持するターゲットを視準して測量するとともに撮像する計測ステップと、
前記計測ステップで測量した前記ターゲットの位置が予め設定された設計杭芯位置に一致するように前記ターゲットの移動方向と移動距離を算出する案内情報算出ステップと、
前記案内情報算出ステップで算出した前記ターゲットの移動方向と移動距離と、前記計測ステップで撮像した画像を含む誘導案内画像を、前記作業者が目視可能な表示装置に表示する案内ステップと、
前記表示装置に表示した誘導案内画像に基づいて前記作業者が前記ターゲットを前記設計杭芯位置に向けて移動する際に、前記姿勢調整装置を遠隔操作して前記測量機器の視準方向を調整する杭芯追尾ステップと、
前記計測ステップから前記杭芯追尾ステップまでの各ステップを繰り返すことにより誘導された前記ターゲットの位置である前記設計杭芯位置に杭芯棒を設置する杭芯棒設置ステップと、
を備え、
案内ステップは、前記案内情報算出ステップで算出した前記移動距離が所定距離より長い場合には、杭打ち対象区域の平面図上に、他の設計杭芯位置と識別可能な態様で目標となる設計杭芯位置と前記ターゲットの現在位置とを示すとともに誘導方向を示す第1の誘導案内画像を前記表示装置に表示し、前記移動距離が前記所定距離より短い場合には、目標となる設計杭芯位置を中心とする同心円状の領域に前記ターゲットの現在位置を示す第2の誘導案内画像に切り替えて前記表示装置に表示するように構成されている基礎杭の施工支援方法。 - 基礎杭の施工支援システムであって、
視準方向と画像中心とが所定の位置関係となる撮像装置と、視準方向を遠隔操作可能な姿勢調整装置と、を備えた測量機器と、
前記測量機器を用いて杭打ち機に支持される削孔用オーガまたは杭本体を含む測量対象を撮像した画像に基づいて前記測量対象の軸芯に対する視準方向の偏り角度を算出する画像処理装置と、
前記測量機器で測量した前記測量対象までの測量データと、前記画像処理装置で算出した偏り角度とに基づいて前記測量対象の実軸芯位置を算出する実軸芯位置算出装置と、
前記実軸芯位置算出装置で算出した前記測量対象の実軸芯位置と予め設定された設計杭芯位置とに基づいて前記測量対象に対する補正量及び補正方向を算出する補正処理装置と、
前記測量対象の姿勢調整装置を調整する作業者に所持され、前記補正処理装置で算出した補正量及び補正方向を示す補正案内画像を表示する表示装置と、
を備えている基礎杭の施工支援システム。 - 前記画像処理装置は、前記測量対象の高さ方向に異なる二点に対する画像に基づいて前記測量対象の軸芯に対する視準方向の偏り角度を算出し、
前記実軸芯位置算出装置は、前記測量対象の高さ方向に異なる二点に対する実軸芯位置を算出し、
前記補正処理装置は、前記測量対象の高さ方向に異なる二点に対する補正量及び補正方向を算出し、
前記表示装置は、前記測量対象の高さ方向に異なる二点に対する補正案内画像を表示する、
ように構成されている請求項12記載の基礎杭の施工支援システム。 - 基礎杭の施工支援システムであって、
視準方向と画像中心とが所定の位置関係となる撮像装置と、視準方向を遠隔操作可能な姿勢調整装置と、を備えた測量機器と、
前記測量機器を用いて杭打ち機に支持され削孔用オーガまたは杭本体より上方位置にある第1の測量対象を撮像した画像に基づいて前記杭打ち機の移動に伴って生じる前記第1の測量対象に設定された所定の基準位置に対する視準方向のずれ量を算出する画像処理装置と、
前記ずれ量に基づいて前記姿勢調整装置を遠隔操作して前記測量機器の視準方向を調整する追尾処理装置と、
前記測量機器で測量した前記第1の測量対象の位置が予め設定された設計杭芯位置の近傍に位置すると、前記姿勢調整装置を遠隔操作して前記杭打ち機に支持される測量対象を前記第1の測量対象から削孔用オーガまたは杭本体を含む第2の測量対象に切り替える測量対象切替装置と、
を備えている基礎杭の施工支援システム。 - 前記追尾処理装置は、前記ずれ量に基づいて前記姿勢調整装置による前記測量機器の旋回方向及び旋回角度を遠隔操作するように構成されている請求項14記載の基礎杭の施工支援システム。
- 前記追尾処理装置は、前記ずれ量に基づいて前記姿勢調整装置による前記測量機器の旋回方向及び旋回角速度を遠隔操作するように構成されている請求項14記載の基礎杭の施工支援システム。
- 前記測量機器により計測した前記第1の測量対象の位置及び前記設計杭芯位置に基づいて前記杭打ち機を前記設計杭芯位置に誘導する誘導案内画像を表示する表示装置を備えている請求項14から16の何れかに記載の基礎杭の施工支援システム。
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