JP7131507B2 - Interference determination system, interference determination method, and construction method - Google Patents

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Description

本発明は、製鉄所等の高粉塵環境下でも高精度に工事対象物と周囲環境との干渉を判定できる干渉判定システム、干渉判定方法、及び工事方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an interference determination system, an interference determination method, and a construction method that can accurately determine interference between a construction target and a surrounding environment even in a highly dusty environment such as an ironworks.

国内の製鉄所は、１９６０年代前後に建設されたものが多く、稼働から５０年を経た製鉄設備さえもある。近年、生産基盤の強化を図る観点から、これら製鉄設備の大規模な更新工事が多数行われている。 Many domestic steelworks were built around the 1960s, and some of them are even 50 years old. In recent years, from the viewpoint of strengthening the production base, many large-scale renewal works of these steel manufacturing facilities have been carried out.

製鉄設備の更新工事は、当該設備の稼働を停止し、必要であれば類似のバックアップ設備を稼働させている間に行われる。更新工事の間に生産量が低下することを防ぐ、或いは、バックアップ設備のトラブル発生を防ぐといった観点から、更新工事の工期短縮が望まれる。 Renewal work on steelmaking equipment is carried out while the equipment is shut down and, if necessary, similar backup equipment is in operation. It is desired to shorten the construction period of the renewal work from the viewpoint of preventing a decrease in the production volume during the renewal work or preventing troubles in the backup equipment.

稼働中の製鉄設備は、更新対象となる工事対象物の周辺に付帯設備が多数設けられ、これらの付帯設備が操業を継続している中で更新工事を行う必要がある。ここで、工事の施工方法を検討する際には、工事対象物と周辺の付帯設備（周囲環境）とが干渉しないように、施工方法を十分に検討する必要がある。 A large number of ancillary facilities are installed in the vicinity of the construction target to be updated, and it is necessary to perform the updating work while these ancillary facilities continue to operate. Here, when examining the construction method, it is necessary to sufficiently examine the construction method so that the object to be constructed does not interfere with the peripheral incidental equipment (surrounding environment).

従来、工事対象物及び周辺設備の図面を検討したうえで実物大のモックアップを作成し、当該モックアップを用いて模擬施工を行うことで、実際の施工時における干渉の有無を確認することが行われていた。しかし当該方法では、モックアップの作成過程で、多額の費用が必要であるほか事故等が発生する危険性もある。さらに当該方法では、模擬施工作業の途中段階で干渉が発生すると、当該干渉を除去するまでは次の段階へ進めず、施工作業の全過程における干渉を全て確認するには多大な時間を要するという問題もある。 In the past, it was possible to check the presence or absence of interference during actual construction by creating a full-scale mockup after examining the drawings of the construction target and peripheral equipment, and performing simulated construction using the mockup. It was done. However, this method requires a large amount of money in the process of creating a mockup, and also has the risk of causing an accident or the like. Furthermore, in this method, if interference occurs in the middle of the simulated construction work, the next stage cannot proceed until the interference is removed, and it takes a lot of time to check all the interference in the entire process of the construction work. There is also a problem.

一方で情報技術の発達に伴い、非特許文献１に開示されているように現場融合型エンジニアリングと呼ばれる技術が普及している。当該技術では、測定装置からレーザーを被測定物の全周に照射して、被対象物までの距離と角度とを測定し、短時間かつ高精度で膨大な点群の三次元座標情報が得られる。こうして得られた数百ＧＢに及ぶ点群データは、コンピュータ上に仮想的な工場空間を再現することを可能にする。現場融合型エンジニアリングは、製鉄設備の工事においても適用されることが期待されている。 On the other hand, with the development of information technology, a technique called on-site integrated engineering, as disclosed in Non-Patent Document 1, has become widespread. In this technology, a laser is emitted from a measuring device to the entire circumference of the object to be measured, the distance and angle to the object are measured, and three-dimensional coordinate information of a huge amount of point clouds can be obtained in a short time and with high accuracy. be done. Hundreds of gigabytes of point cloud data obtained in this way makes it possible to reproduce a virtual factory space on a computer. On-site integrated engineering is expected to be applied to the construction of steel manufacturing facilities as well.

特許文献１には、現場融合型エンジニアリング技術を用いて、クレーンによる橋梁吊上げ時の干渉の有無をチェックする施工システムが開示されている。 Patent Literature 1 discloses a construction system that uses on-site integrated engineering technology to check for interference when a crane lifts a bridge.

特開２０１７－０１６４８９号公報JP 2017-016489 A

鈴木宏正、「３次元計測とデジタルエンジニアリングの融合」、精密工学会誌、２００５、ｖｏｌ．７１、Ｎｏ．１０、ｐ．１２０５－１２０８Hiromasa Suzuki, "Integration of three-dimensional measurement and digital engineering", Journal of Precision Engineering, 2005, vol. 71, No. 10, p. 1205-1208

しかし特許文献１に開示された方法は、比較的広大で周囲に干渉する人工物の少ない野外において、単純な形状である橋梁の設置工事方法を検討することを目的とする。本発明者らの検討によると、製鉄所のように高濃度の粉塵を含む環境下では、浮遊粉塵が三次元レーザースキャン時にノイズとして認識され、特許文献１に開示された方法では十分な精度の判定結果が得られない。 However, the method disclosed in Patent Literature 1 is intended to study a construction method for a simple-shaped bridge in a relatively large field with few man-made objects that interfere with the surroundings. According to the studies of the present inventors, in an environment containing high concentrations of dust such as a steel mill, floating dust is recognized as noise during three-dimensional laser scanning, and the method disclosed in Patent Document 1 has sufficient accuracy. Judgment result is not obtained.

さらに、周囲が稼働設備で囲まれた製鉄所内において、工事対象物の姿勢変化を伴う複雑な搬入工事等を行う際は、特許文献１の方法を単純に適用することは難しい。 Furthermore, in a steelworks surrounded by operating equipment, it is difficult to simply apply the method of Patent Literature 1 when carrying out complicated carrying-in work involving changes in the posture of the work object.

本発明は、上記の問題点に鑑みて完成されたものであり、製鉄所内のような高粉塵環境下であっても、三次元レーザースキャンによるモデルを高精度で構築することで、正確に干渉の有無を判定することができ、ひいては工期の短縮を実現する干渉判定システム、干渉判定方法、及び工事方法を提供することを課題とする。 The present invention has been completed in view of the above problems. Even in a highly dusty environment such as in a steelworks, by constructing a model with high accuracy by three-dimensional laser scanning, it is possible to accurately perform interference An object of the present invention is to provide an interference determination system, an interference determination method, and a construction method that can determine the presence or absence of a construction period and thereby shorten the construction period.

本発明の手段は、次のとおりである。
［１］工事対象物と、当該工事対象物の周囲環境との干渉を、画像内で判定する干渉判定システムであって、前記周囲環境に対して複数回の３次元レーザースキャンを行う第１スキャン手段と、複数のスキャンデータを用いてノイズキャンセリングを行うことで、前記周囲環境の位置情報を含む周囲環境モデルを取得するとともに、前記工事対象物の位置情報を含む対象モデルを取得し、次いで前記周囲環境モデルと前記対象モデルとを用いて重ね合わせ画像を作成する演算手段と、前記重ね合わせ画像において、前記対象モデルと前記周囲環境モデルとが干渉する位置にて警告を発する表示手段と、を備えた干渉判定システム。
［２］工事対象物と、当該工事対象物の周囲環境との干渉を、画像内で判定する干渉判定システムであって、前記周囲環境に対して複数回の３次元レーザースキャンを行う第１スキャン手段と、前記工事対象物の位置情報を含む対象モデルを取得し、前記第１スキャン手段による複数のスキャンデータと前記対象モデルとを用いて複数の重ね合わせモデルを作成し、当該複数の重ね合わせモデルにおいてノイズキャンセリングを行い、重ね合わせ画像を取得する演算手段と、前記重ね合わせ画像において、前記対象モデルと前記スキャンデータとが干渉する位置にて警告を発する表示手段と、を備えた干渉判定システム。
［３］前記工事対象物に対して３次元レーザースキャンを行う第２スキャン手段を備えた［１］又は［２］に記載の干渉判定システム。
［４］周囲環境のスキャン範囲内にターゲットマーカーが設けられ、前記演算手段は、複数のスキャンデータのうち前記ターゲットマーカーに対応する箇所を重ね合わせることで、位置調節を行う［１］から［３］までのいずれか一つに記載の干渉判定システム。
［５］前記対象モデルは、前記工事対象物と、前記工事対象物を吊り下げる吊り具との位置情報を含み、前記表示手段は、前記重ね合わせ画像において、前記工事対象物の姿勢変化、及び当該姿勢変化に伴う前記吊り具の角度変化に対応するように、画像内での前記対象モデルの位置を変化させて、前記対象モデルの位置の変化の前後において、前記画像内で、前記周囲環境モデル又は前記スキャンデータと前記対象モデルとが干渉する位置にて警告を発する［１］から［４］までのいずれか一つに記載の干渉判定システム。
［６］工事対象物と当該工事対象物の周囲環境との干渉を判定する干渉判定方法であって、周囲環境に対して複数回の３次元レーザースキャンを行い、次いで複数のスキャンデータを用いてノイズキャンセリングを行うことで、前記周囲環境の位置情報を含む周囲環境モデルを取得し、前記周囲環境モデルと、前記工事対象物の位置情報を含む対象モデルとを用いて重ね合わせ画像を作成し、前記重ね合わせ画像内において、前記対象モデルと前記周囲環境モデルとが干渉する位置に発せられた警告を確認することで、干渉の有無を判定する干渉判定方法。
［７］工事対象物と当該工事対象物の周囲環境との干渉を判定する干渉判定方法であって、周囲環境に対して複数回の３次元レーザースキャンを行い、次いで複数のスキャンデータと対象モデルとを重ね合わせた複数の重ね合わせモデルを作成し、前記重ね合わせモデルにおいてノイズキャンセリングを行うことで、重ね合わせ画像を作成し、前記重ね合わせ画像内において、前記対象モデルと前記スキャンデータとが干渉する位置に発せられた警告を確認することで、干渉の有無を判定する干渉判定方法。
［８］前記対象モデルは、前記工事対象物に３次元レーザースキャンを行うことで取得される［６］又は［７］に記載の干渉判定方法。
［９］周囲環境のスキャン範囲内にターゲットマーカーを設けた状態で、周囲環境に対して複数回の３次元レーザースキャンを行い、複数のスキャンデータのうち前記ターゲットマーカーに対応する箇所を重ね合わせることで、位置調節を行う［６］から［８］までのいずれか一つに記載の干渉判定方法。
［１０］前記対象モデルは、前記工事対象物と、前記工事対象物を吊り下げる吊り具との位置情報を含み、前記重ね合わせ画像において、前記工事対象物の姿勢変化、及び当該姿勢変化に伴う前記吊り具の角度変化に対応するように、画像内での前記対象モデルの位置を変化させて、前記対象モデルの位置の変化の前後において、前記画像内で、前記対象モデル又は前記スキャンデータと前記周囲環境モデルとが干渉する位置にて警告を発し、当該警告を確認することで干渉の有無を判定する［６］から［９］までのいずれか一つに記載の干渉判定方法。
［１１］［１］から［５］までのいずれか一つに記載の干渉判定システムを用いて、工事対象物の搬入を行う工事方法であって、前記画像内で前記工事対象物と前記周囲環境との干渉が無いことを確認した後に、工事対象物搬入、据付が行われる工事方法。 Means of the present invention are as follows.
[1] An interference determination system for determining interference between a construction target and the surrounding environment of the construction target within an image, wherein the first scan performs a plurality of three-dimensional laser scans on the surrounding environment. Acquire a surrounding environment model including position information of the surrounding environment and a target model including position information of the construction target by performing noise cancellation using means and a plurality of scan data, and then computing means for creating a superimposed image using the surrounding environment model and the target model; display means for issuing a warning at a position where the target model and the surrounding environment model interfere in the superimposed image; Interference determination system with
[2] An interference determination system for determining interference between a construction target and the surrounding environment of the construction target within an image, wherein the first scan performs a plurality of three-dimensional laser scans on the surrounding environment. obtaining a target model including position information of the construction target, creating a plurality of superimposed models using a plurality of scan data obtained by the first scanning device and the target model, and superimposing the plurality of superimposed models; Interference judgment, comprising computing means for performing noise cancellation on a model and acquiring a superimposed image; and display means for issuing a warning at a position in the superimposed image where the target model and the scan data interfere. system.
[3] The interference determination system according to [1] or [2], which includes second scanning means for performing three-dimensional laser scanning on the construction object.
[4] A target marker is provided within the scanning range of the surrounding environment, and the computing means performs position adjustment by superimposing locations corresponding to the target marker among a plurality of scan data [1] to [3] ] to interference determination system as described in any one.
[5] The target model includes position information of the construction target and a hanging tool for suspending the construction target, and the display means displays a posture change of the construction target in the superimposed image, and By changing the position of the target model in the image so as to correspond to the change in angle of the sling associated with the change in attitude, the surrounding environment is displayed in the image before and after the change in the position of the target model. The collision determination system according to any one of [1] to [4], wherein a warning is issued at a position where the model or the scan data interferes with the target model.
[6] An interference determination method for determining interference between a construction object and the surrounding environment of the construction object, performing a plurality of three-dimensional laser scans on the surrounding environment, and then using a plurality of scan data By performing noise canceling, a surrounding environment model including the position information of the surrounding environment is obtained, and a superimposed image is created using the surrounding environment model and a target model including the position information of the construction target. 7. A collision determination method for determining presence/absence of interference by confirming a warning issued at a position where the target model and the surrounding environment model interfere in the superimposed image.
[7] An interference determination method for determining interference between a construction target and the surrounding environment of the construction target, wherein three-dimensional laser scanning is performed multiple times on the surrounding environment, and then multiple scan data and the target model Create a plurality of superimposed models by superimposing and performing noise cancellation on the superimposed models to create a superimposed image, and in the superimposed image, the target model and the scan data An interference judgment method for judging the presence or absence of interference by confirming the warning issued at the interfering position.
[8] The interference determination method according to [6] or [7], wherein the target model is acquired by performing a three-dimensional laser scan on the construction target.
[9] Performing three-dimensional laser scanning of the surrounding environment a plurality of times with a target marker provided within the scanning range of the surrounding environment, and superimposing the locations corresponding to the target markers among the plurality of scan data. The interference determination method according to any one of [6] to [8], wherein position adjustment is performed.
[10] The target model includes position information of the construction target and a sling for suspending the construction target, and in the superimposed image, the posture change of the construction target and the changing the position of the target model in the image so as to correspond to the change in angle of the sling, and comparing the target model with the scan data in the image before and after the change in the position of the target model; The interference determination method according to any one of [6] to [9], wherein a warning is issued at a position where the surrounding environment model interferes, and the presence or absence of interference is determined by confirming the warning.
[11] A construction method for carrying in a construction target using the interference determination system according to any one of [1] to [5], wherein the construction target and the surroundings are displayed in the image. A construction method in which the work is carried in and installed after confirming that there is no interference with the environment.

本発明では、三次元レーザースキャンを用いてモデルを構築する際に、粉塵等に由来するノイズをキャンセルすることができるので、製鉄所等の高粉塵環境下であっても現場融合型エンジニアリングを適用できる。これにより、予め工事の全行程における工事対象物と周囲環境との干渉を確認したうえで、最適な工程を検討することができ、実際にかかる工期を短縮化できる。 In the present invention, when constructing a model using three-dimensional laser scanning, it is possible to cancel noise derived from dust, etc., so it is possible to apply on-site integrated engineering even in a highly dusty environment such as a steelworks. can. As a result, it is possible to check the interference between the object to be constructed and the surrounding environment in advance during the entire construction process, and then consider the optimum process, thereby shortening the actual construction period.

図１は、転炉排ガス処理設備の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a converter flue gas treatment facility. 図２は、本発明に係る干渉判定システムを用いて行われる干渉判定方法の一例を示すフロー図である。FIG. 2 is a flowchart showing an example of an interference determination method performed using the interference determination system according to the present invention. 図３は、本発明に係る干渉判定システムを用いて行われる干渉判定方法の他の一例を示すフロー図である。FIG. 3 is a flowchart showing another example of the interference determination method performed using the interference determination system according to the present invention. 図４は、本発明に係る干渉判定システムの一例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of an interference determination system according to the present invention. 図５は、実施例１で得られた重ね合わせ画像である。5 is a superimposed image obtained in Example 1. FIG. 図６は、実施例２で行った工事方法を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing the construction method performed in Example 2. FIG.

まず、製鉄所内に存在する設備（製鉄設備）の一例である、転炉排ガス処理設備について図１を用いて説明する。 First, the converter exhaust gas treatment equipment, which is an example of the equipment (steel manufacturing equipment) present in the ironworks, will be described with reference to FIG. 1 .

転炉１は、建屋２内に設置され、上方に設けられた開口部にて水冷ダクト３に接続される。水冷ダクト３は、下側から順に、スカート４、下部フード５、上部フード６、第１輻射部７、及び第２輻射部８によって形成され、転炉１からの排ガス（ＣＯガス）を回収する。転炉の製鋼プロセスで発生した高温かつ高粉塵の排ガスは、水冷ダクト３によって湿式除塵器９へと送られる。 A converter 1 is installed in a building 2 and is connected to a water cooling duct 3 through an opening provided above. The water-cooling duct 3 is formed by a skirt 4, a lower hood 5, an upper hood 6, a first radiation section 7, and a second radiation section 8 in order from the bottom, and collects exhaust gas (CO gas) from the converter 1. . High-temperature and high-dust exhaust gas generated in the steelmaking process of the converter is sent to a wet dust remover 9 through a water-cooling duct 3 .

図示しないものの、水冷ダクト３の外周面には、熱交換用のボイラチューブが数百本程度、排ガス流れ方向に設置される。当該ボイラチューブは、数十分の精錬ピッチでの加熱／冷却繰り返しや、粉塵によるエロージョン等の過酷環境で使用されることから、概ね十年程度での更新が必要となる。具体的に、水冷ダクト３を転炉１及び湿式除塵器９から取り外し、水冷ダクト３外周のボイラチューブを更新した後に、再度水冷ダクト３を転炉１及び湿式除塵器９に接続する。 Although not shown, several hundreds of boiler tubes for heat exchange are installed on the outer peripheral surface of the water-cooling duct 3 in the exhaust gas flow direction. Since the boiler tube is used in a severe environment such as repeated heating/cooling at refining pitches of several tens of minutes and erosion due to dust, it needs to be replaced approximately every ten years. Specifically, after removing the water cooling duct 3 from the converter 1 and the wet dust remover 9 and replacing the boiler tube around the water cooling duct 3, the water cooling duct 3 is connected to the converter 1 and the wet dust remover 9 again.

実際に設備が稼働している建屋２内では、設備の建設時と異なり、ベルトコンベアやホッパーに代表される運搬機器及び計装機器等が多数配置されており、工事対象物と周囲環境との間で干渉が起こりやすい。当該干渉を防ぐ１つの方法として、工事対象物を複数のブロックに分割して順番に施工することが行われる。分割数を増やせば増やす程、干渉を防止しやすくなる一方で、施工作業が煩雑となって工期が長期化するという問題がある。例えば、上述の水冷ダクト３を工事対象物として複数に分割した場合、分割した部分同士を接続する際に、現場で数百本のボイラチューブを突合せ溶接する作業が発生する。そこで、なるべく工事対象物の分割数を減らしつつ、周囲環境との干渉を予防することが重要である。 In the building 2 where the facility is actually in operation, unlike when the facility was constructed, there are many transportation devices such as belt conveyors and hoppers, instrumentation equipment, etc. Interference is likely to occur between One method of preventing such interference is to divide the construction object into a plurality of blocks and construct them in order. As the number of divisions is increased, it becomes easier to prevent interference. For example, if the above-mentioned water cooling duct 3 is divided into a plurality of parts as a construction object, when connecting the divided parts, a work of butt-welding hundreds of boiler tubes on site occurs. Therefore, it is important to prevent interference with the surrounding environment while reducing the number of divisions of the construction target as much as possible.

上述のように、なるべく工事対象物（水冷ダクト３）の分割数を減らしつつ更新等の工事を行うには、予め周囲環境との干渉の有無を検討したうえで作業計画を立てることが重要である。本発明に係る干渉判定システムを用いることで、製鉄所内のような高粉塵環境下であっても、当該干渉の有無を高精度で把握できる。 As described above, in order to reduce the number of divisions of the construction target (water cooling duct 3) as much as possible while performing construction work such as renewal, it is important to prepare a work plan after examining the presence or absence of interference with the surrounding environment in advance. be. By using the interference determination system according to the present invention, the presence or absence of the interference can be determined with high accuracy even in a highly dusty environment such as in a steelworks.

次に、本発明に係る干渉判定システムを用いて行われる干渉判定方法の一例について、図２のフローチャートを用いて説明する。 Next, an example of the interference determination method performed using the interference determination system according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、Ｓ１のように周囲環境に対して、複数回の三次元レーザースキャン（以下、単に「スキャン」と称することもある。）を行う。周囲環境とは、工事対象物の周囲に存在し、工事対象物と接触（干渉）しうる範囲の一切の対象物をいう。一例として、水冷ダクト３を複数に分割し、そのうちの上部フード６を工事対象物として更新工事を行う場合について説明する。この場合、上部フード６に接続する下部フード５、上部フード６の周囲に存在する各種機器、及び上部フード６と接触しうる範囲の建屋２の内壁等が周囲環境とされる。 First, as in S1, three-dimensional laser scanning (hereinafter sometimes simply referred to as "scanning") is performed a plurality of times on the surrounding environment. The surrounding environment refers to all objects that exist around the construction object and that can come into contact with (interfere with) the construction object. As an example, a case will be described in which the water cooling duct 3 is divided into a plurality of parts, and the upper hood 6 of the divided parts is subjected to renewal work. In this case, the surrounding environment includes the lower hood 5 connected to the upper hood 6, various devices existing around the upper hood 6, and the inner wall of the building 2 within a range that can come into contact with the upper hood 6.

三次元レーザースキャンでは、レーザー照射手段を含んだ測定装置（スキャン装置）を用いてレーザー光を特定の範囲の周囲環境の全体に照射し、その反射成分を解析する。これにより、被対象物までの距離と角度とが測定され、三次元の位置情報を含んだ点群からなるスキャンデータが得られる。 In three-dimensional laser scanning, a measuring device (scanning device) including a laser irradiation means is used to irradiate a laser beam onto the entire surrounding environment in a specific range, and the reflected components are analyzed. As a result, the distance and angle to the target object are measured, and scan data consisting of point groups containing three-dimensional position information is obtained.

粉塵が存在する環境下では、三次元レーザースキャンを行った際に、粉塵部分に対応する点データがノイズとして得られる。当該ノイズをそのままにしておくと、対象モデルを周囲環境モデルに重ね合わせた際に（詳細については後述する）、ノイズである粉塵と工事対象物とが干渉するという誤判定が発生しうる。特に、製鉄所のような高粉塵環境下では、多数のノイズが発生することから、多数の誤判定が生じうる。この場合、誤判定による干渉の有無を一つずつ判別しながら画像解析を行わなければならず、多大な作業負担が生じる。 In a dusty environment, when three-dimensional laser scanning is performed, point data corresponding to the dusty part is obtained as noise. If the noise is left as it is, when the target model is superimposed on the surrounding environment model (details will be described later), an erroneous determination may occur that the dust, which is the noise, interferes with the construction target. In particular, in a high dust environment such as a steelworks, a large number of noises are generated, which may cause a large number of erroneous determinations. In this case, image analysis must be performed while determining the presence or absence of interference due to erroneous determination one by one, resulting in a heavy workload.

図２の例では、三次元レーザースキャンにより得られた複数のスキャンデータを用いて、ノイズキャンセリングを行う。図２のＳ２で示すように、同じ位置同士が重なり合うように、複数のスキャンデータを重ね合わせる。粉塵は、大気中を浮遊して常に移動していることから、複数回のスキャンを行った際に同じ位置情報の点データとして得られる可能性が極めて小さい。よって、複数のスキャンデータを重ね合わせた際に、データ間で登場頻度の小さい点情報は粉塵由来のノイズであると認識でき、当該点データを除外することでノイズキャンセリングが可能である（Ｓ３）。ノイズをキャンセリングした後に、周囲環境の位置情報を含んだ周囲環境モデルが取得される（Ｓ４）。このように、周囲環境モデルのノイズをキャンセリングすることによって、製鉄所のような高粉塵環境下でも現場融合型エンジニアリング技術を適用でき、位置情報を含むモデルを用いた画像処理による干渉判定が可能となる。 In the example of FIG. 2, noise cancellation is performed using a plurality of scan data obtained by three-dimensional laser scanning. As indicated by S2 in FIG. 2, a plurality of scan data are superimposed so that the same positions overlap each other. Since dust particles are floating in the atmosphere and constantly moving, the possibility of obtaining point data with the same positional information when performing multiple scans is extremely small. Therefore, when a plurality of scan data are superimposed, point information with a low appearance frequency among the data can be recognized as noise derived from dust, and noise can be canceled by excluding the point data (S3 ). After canceling the noise, an ambient environment model including position information of the ambient environment is obtained (S4). In this way, by canceling the noise of the surrounding environment model, it is possible to apply on-site integrated engineering technology even in a high dust environment such as a steel mill, and it is possible to judge interference by image processing using a model that includes position information. becomes.

例えば、複数回のスキャンを行い、そのうち１回しか認識されなかった点データはノイズと認識して除去すればよい。スキャンの回数は２回であってもよいが、測定ミスが起こりうることを考慮して３回以上とすることが好ましい。 For example, a plurality of scans may be performed, and point data recognized only once may be recognized as noise and removed. Although the number of scans may be two, it is preferable to set the number to three or more in consideration of possible measurement errors.

複数回のスキャンは、粉塵が移動するのに十分な時間のインターバルを開けて行うことが好ましい。一方で、インターバルを開けすぎると、稼働設備が移動等をすることで、周囲環境が変化してしまう。そこで、３０秒～３分間程度のインターバルであれば、粉塵が移動するのに十分な時間を確保しつつ、周辺設備の移動等による影響を抑えることができる。 Multiple scans are preferably separated by a time interval sufficient for dust to migrate. On the other hand, if the interval is too long, the surrounding environment will change due to movement of the operating equipment. Therefore, if the interval is about 30 seconds to 3 minutes, it is possible to suppress the influence of the movement of peripheral equipment while ensuring sufficient time for the dust to move.

Ｓ１のように周囲環境にスキャンを行う場合、周囲環境のスキャン範囲内にターゲットマーカーを設けることが好ましい。ターゲットマーカーは、複数のスキャンデータを重ね合わせる際に、目印としてスキャンデータ上で認識できる部材であれば、特に種類は制限されない。複数のスキャンデータを重ねる際には、当該ターゲットマーカーに対応する位置同士を重ね合わせればよいので、ターゲットマーカーを設けることによりデータの座標一致性（重ね合わせの精度）を高めることができる。これにより、画像中のノイズの除去精度も高められる。 When scanning the surrounding environment as in S1, it is preferable to provide a target marker within the scanning range of the surrounding environment. The type of the target marker is not particularly limited as long as it is a member that can be recognized on the scan data as a mark when a plurality of scan data are superimposed. When a plurality of scan data are superimposed, the positions corresponding to the target markers are superimposed, so the provision of the target markers can improve the coordinate matching (precision of superimposition) of the data. This also enhances the accuracy of noise removal in the image.

尚、複数回のレーザースキャンは、少なくとも各スキャンデータの一部が重なり合う関係にあればよく、完全に同じ範囲について複数回のスキャンを行わなくてもよい。この場合、各スキャンデータがそれぞれ重なり合う範囲内で、ノイズの除去及び周囲環境モデルの取得を行うことができる。また、複数のスキャンデータは、異なる位置に設けられた複数の測定装置による複数のスキャンデータを用いてもよいし、同じ位置に設けられた１つの測定装置による複数のスキャンデータを用いてもよい。 In addition, it is sufficient that at least a part of each scan data is overlapped in multiple times of laser scanning, and it is not necessary to perform multiple times of scanning in the completely same range. In this case, it is possible to remove noise and acquire a surrounding environment model within the range where each scan data overlaps. In addition, the plurality of scan data may be obtained from a plurality of measuring devices provided at different positions, or may be obtained from a single measuring device provided at the same position. .

次に、図２のＳ５のように工事対象物の位置情報を含んだ対象モデルを取得する。例えば、上部フード６を工事対象物とする場合には、上部フード６を構成する各点の位置情報を含んだ点群データを取得する。当該対象モデルを取得する方法としては、図面データ（ＣＡＤデータ）を点群データに変換する方法、及び工事対象物に三次元レーザースキャンを行う方法等が挙げられる。但し、図面自体に実物との誤差が含まれる場合や、操業の過程で図面にはない部品が付加される場合等があるので、より精度よく点群データを取得するという観点から、工事対象物に三次元レーザースキャンを行うことがより好ましい。尚、三次元レーザースキャンにより対象モデルを取得する際には、上述と同様に複数回のスキャンデータを用いてノイズキャンセリングを行うことで、高粉塵環境下でも精度の高い対象モデルが得られる。 Next, as in S5 of FIG. 2, a target model including the position information of the construction target is acquired. For example, when the upper hood 6 is the object to be constructed, point cloud data including position information of each point forming the upper hood 6 is acquired. Methods of acquiring the target model include a method of converting drawing data (CAD data) into point group data, a method of performing a three-dimensional laser scan on the construction target, and the like. However, there may be cases where the drawings themselves contain errors from the actual objects, and there are cases where parts not shown in the drawings are added during the operation process. It is more preferable to perform a three-dimensional laser scan on the When acquiring a target model by three-dimensional laser scanning, noise cancellation is performed using multiple scan data in the same manner as described above, so that a highly accurate target model can be obtained even in a highly dusty environment.

尚、対象モデルの取得は、周囲環境モデルを取得するよりも前に行われてもよいし、後に行われてもよい。 Acquisition of the target model may be performed before or after acquisition of the surrounding environment model.

次に、周囲環境モデルと対象モデルとを重ね合わせて、１つの画像（重ね合わせ画像）内に表示する（Ｓ６）。各モデルは、それぞれの座標情報に基づいて、画像中の三次元仮想空間に表示される。尚、画像内で、両モデル（特に対象モデル）は位置や姿勢等を自由に変更できる。 Next, the surrounding environment model and the target model are superimposed and displayed in one image (superimposed image) (S6). Each model is displayed in a three-dimensional virtual space in the image based on its coordinate information. In the image, both models (especially the target model) can freely change their positions and postures.

図２のＳ７のように、両モデルの接触が起こりうる箇所には、画像内にて警告が発せられる。例えば、画像中で干渉が起こった位置の色を変えることにより、作業者が容易に干渉の有無及び干渉の箇所を視認できる。 As shown in S7 of FIG. 2, a warning is issued in the image at locations where contact between both models may occur. For example, by changing the color of the position where interference occurs in the image, the operator can easily visually recognize the presence or absence of interference and the location of interference.

工事対象物は、一般にワイヤー等の吊り具によって吊り下げられた状態で、搬入される。この際に、周辺設備との取り合い等の観点から、工事対象物の姿勢を変化させながら搬入されることがある。工事対象物の姿勢が変化すると、それに応じて吊り具の角度も変更される。製鉄設備のように、周辺機器が密集している環境下では、角度を変更した吊り具が周囲環境と干渉する問題が頻発する。本発明では、周囲環境モデルと対象モデルとを重ね合わせた際に、画像中に表示される三次元仮想空間内で、実際の工事対象物の姿勢変化を模擬するように、対象モデルの位置及び姿勢等を変化させる。また、工事対象物の姿勢変化に伴う吊り具の角度変化についても、三次元仮想空間内で模擬することができる。これにより、吊り具を用いて工事対象物を搬入する際の、工事対象物の姿勢変化に伴う工事対象物又は吊り具と周囲環境との干渉の有無を予め判定し、施工時に突発的に起こりうる干渉を予め予期して適切な工事方法を検討できる。尚、工事対象物の搬入に次いで、必要に応じて工事対象物の据付が行われることがある。本発明を適用することで、工事対象物の搬入時だけでなく据付時における周囲環境との干渉の有無も予め判定し、適切な工事方法を検討できる。 Construction objects are generally carried in in a state of being suspended by a hanging tool such as a wire. At this time, from the viewpoint of connection with peripheral equipment, etc., the construction target may be brought in while changing its posture. When the posture of the construction object changes, the angle of the sling is also changed accordingly. In an environment where peripheral devices are densely packed, such as in steel manufacturing facilities, there is a frequent problem that the sling with a different angle interferes with the surrounding environment. In the present invention, when the surrounding environment model and the target model are superimposed, the position and position of the target model are adjusted so as to simulate changes in the posture of the actual construction target within the three-dimensional virtual space displayed in the image. Change posture, etc. In addition, it is also possible to simulate in the three-dimensional virtual space changes in the angle of the sling associated with changes in the posture of the construction target. As a result, it is possible to determine in advance whether or not there is interference between the work object or the hoisting equipment and the surrounding environment due to changes in the posture of the work object when the work object is carried in using the hoisting equipment. It is possible to anticipate possible interference in advance and consider appropriate construction methods. It should be noted that, following the carrying-in of the construction target, installation of the construction target may be carried out as necessary. By applying the present invention, it is possible to determine in advance whether or not there is interference with the surrounding environment not only when the work object is carried in but also when it is installed, and consider an appropriate construction method.

尚、本発明に係る干渉判定システム及び干渉判定方法は、工事対象物の搬入時及び／又は据付時だけでなく、搬出時にも当然適用できる。 The interference determination system and interference determination method according to the present invention can of course be applied not only when a construction target is brought in and/or installed, but also when it is carried out.

次に、図３を用いて、本発明に係る干渉判定システムを用いて行われる干渉判定方法の他の一例について説明する。尚、図３で実施される方法は、図２で説明した方法と比べてノイズキャンセリングを行うタイミングが異なっているものの、その他の点については、特に断りのない限り図２に関する説明と同様の方法を採用できる。 Next, another example of the interference determination method performed using the interference determination system according to the present invention will be described using FIG. Although the method implemented in FIG. 3 differs from the method described in FIG. 2 in the timing of performing noise canceling, the other points are the same as those described with reference to FIG. 2 unless otherwise specified. method can be adopted.

まず、周囲環境に対して複数回のレーザースキャンを行って、複数のスキャンデータを取得する（Ｓ１１）。前述したようにスキャンデータは、周囲環境の位置情報を含み、各スキャンデータにはノイズ情報が含まれる。 First, a plurality of laser scans are performed on the surrounding environment to obtain a plurality of scan data (S11). As described above, the scan data includes position information of the surrounding environment, and each scan data includes noise information.

次いで、対象モデルを取得した後に（Ｓ１２）、各スキャンデータと対象モデルとを重ね合わせて、複数の重ね合わせモデルを作成する（Ｓ１３）。各重ね合わせモデルは、各スキャンデータの位置情報と対象モデルの位置情報とを含み、各スキャンデータ由来のノイズ情報を含む。 Next, after acquiring the target model (S12), each scan data and the target model are superimposed to create a plurality of superimposed models (S13). Each superimposed model includes position information of each scan data and position information of the target model, and includes noise information derived from each scan data.

次いで、複数の重ね合わせモデルを用いて、ノイズキャンセリングを行う（Ｓ１４）。具体的には、複数の重ね合わせモデル間において、登場頻度の小さい点情報を粉塵由来のノイズとして認識し、当該点データを除外すればよい。より具体的なノイズキャンセリングの方法としては、図２で説明した方法と同様の方法を用いることができる。いずれかの重ね合わせデータについてノイズキャンセリングを行うと、周囲環境の位置情報を含むスキャンデータと、工事対象物の位置情報を含む対象モデルとが１つの画像中に表示された、重ね合わせ画像が取得される。 Next, noise cancellation is performed using a plurality of superimposed models (S14). Specifically, point information with a low frequency of appearance among a plurality of superimposed models may be recognized as noise derived from dust, and the point data may be excluded. As a more specific noise canceling method, a method similar to the method described with reference to FIG. 2 can be used. When noise cancellation is performed on one of the superimposed data, a superimposed image is displayed in which the scan data including the positional information of the surrounding environment and the target model including the positional information of the construction target are displayed in one image. is obtained.

尚、工事対象物に対しても複数回の３次元レーザースキャンを行う際には、得られた複数の工事対象物に関する第２スキャンデータについてノイズキャンセリングを行って対象モデルを取得してもよいし、工事対象物の第２スキャンデータと周囲環境のスキャンデータとを重ね合わせることで複数の重ね合わせデータを取得した後に、ノイズキャンセリングを行ってもよい。 When performing three-dimensional laser scanning multiple times on the construction target, the target model may be acquired by performing noise cancellation on the second scan data obtained for the multiple construction targets. However, noise canceling may be performed after obtaining a plurality of superimposed data by superimposing the second scan data of the construction target and the scan data of the surrounding environment.

次いで、重ね合わせ画像において、対象モデルとスキャンデータとが干渉する位置にて警告が発せられる。作業者は、当該警告を見て干渉の有無を判定できる（Ｓ１５）。 A warning is then issued in the superimposed image at locations where the target model and the scan data interfere. The operator can see the warning and determine the presence or absence of interference (S15).

図３の例では、複数の重ね合わせモデルを用いてノイズキャンセリングを行う際に、各モデル間で同じ位置情報の点を対応させる。予め周囲環境中にターゲットマーカーを設けておくと、複数の重ね合わせモデルの位置情報を対応させる際に、データの座標一致性（重ね合わせの精度）を高めることができ、画像中のノイズの除去精度が向上する。 In the example of FIG. 3, when noise canceling is performed using a plurality of superimposed models, points with the same position information are associated between the models. If target markers are provided in the surrounding environment in advance, it is possible to improve the coordinate matching (accuracy of superimposition) of data when matching the position information of multiple superimposed models, and eliminate noise in the image. Improves accuracy.

次に、本発明に係る干渉判定システム２１の構成の一例について、図４を用いて説明する。 Next, an example of the configuration of the interference determination system 21 according to the present invention will be explained using FIG.

干渉判定システム２１は、第１スキャン手段３１、演算手段３３、表示手段３５、及び必要に応じて第２スキャン手段３２を備える。第１スキャン手段３１は、周囲環境４１に対して複数回の３次元レーザースキャンを行い、当該スキャンデータを演算手段３３に出力する。演算手段３３は、複数のスキャンデータを用いてノイズキャンセリングを行って、周囲環境モデルを取得することができる。また、演算手段３３は、複数のスキャンデータと対象モデルとを重ね合わせた後に、ノイズキャンセリングを行って重ね合わせ画像を取得してもよい。 The collision determination system 21 includes first scanning means 31, computing means 33, display means 35, and second scanning means 32 as necessary. The first scanning means 31 performs three-dimensional laser scanning on the surrounding environment 41 multiple times and outputs the scan data to the computing means 33 . The computing means 33 can perform noise canceling using a plurality of scan data to acquire a surrounding environment model. Further, the computing means 33 may acquire a superimposed image by performing noise canceling after superimposing a plurality of scan data and the target model.

図４の例では、第２スキャン手段３２が工事対象物４２に対して複数回の３次元レーザースキャンを行う。第２スキャン手段３２で得られたデータは、演算手段３３においてノイズキャンセリングを施されることで対象モデルが取得される。また、演算手段３３は工事対象物に関する複数の第２スキャンデータと、前記周囲環境モデル又は前記周囲環境に関する複数のスキャンデータとを重ね合わせた後に、ノイズキャンセリングを行って重ね合わせ画像を取得してもよい。尚、第１スキャン手段３１と第２スキャン手段３２として共通のスキャン装置を用いてもよい。また、図面データから点群データを取得する場合には、第２スキャン手段３２は不要である。 In the example of FIG. 4, the second scanning means 32 performs three-dimensional laser scanning on the construction object 42 a plurality of times. The data obtained by the second scanning means 32 are noise-cancelled by the computing means 33 to acquire the target model. Further, the computing means 33 superimposes a plurality of second scan data relating to the construction target and the surrounding environment model or a plurality of scan data relating to the surrounding environment, and then performs noise cancellation to obtain a superimposed image. may A common scanning device may be used as the first scanning means 31 and the second scanning means 32 . Further, when acquiring point cloud data from drawing data, the second scanning means 32 is unnecessary.

次いで、表示手段３５において重ね合わせ画像が表示される。この際に、両モデルが干渉する位置には警告が発せられ、作業者は当該画像を見ながら干渉の有無を判定できる。 Then, the superimposed image is displayed on the display means 35 . At this time, a warning is issued at the position where the two models interfere with each other, and the operator can determine whether or not there is interference while viewing the image.

尚、演算手段３３、及び表示手段３５を別体とせずに、これらの機能が一体となった装置を用いることもできる。 It is also possible to use a device in which these functions are integrated instead of separating the computing means 33 and the display means 35 from each other.

本発明は、高精度でノイズキャンセリングを行えることから、高粉塵環境下に代表されるレーザースキャン時のノイズが大きい環境下で適用されると特に有効である。当該環境としては、例えば、転炉建屋内、焼結機建屋内、高炉建屋内等の製鉄設備が挙げられる。その他にも、鉱山周辺で適用することも有効である。 Since the present invention can perform noise canceling with high precision, it is particularly effective when applied in an environment where noise during laser scanning is large, typified by a dusty environment. Examples of the environment include iron manufacturing facilities such as a converter building, a sintering machine building, and a blast furnace building. In addition, it is also effective to apply it around a mine.

本発明に係る干渉判定システム及び干渉判定方法を用いることで、製鉄所のような高粉塵環境下でも簡易に干渉の有無を判定できる。これにより、モックアップ等を準備しなくても、予め高精度に工事途中の干渉の有無を判定できる。当該判定結果を用いることで、予め干渉が生じない工事方法を検討及び立案できるので、現場での工事期間を短くできる。また、工事対象物を多数に分割したうえで工事を行わなくても干渉を確実に防げるので、工事対象物の分割数を少なくでき、これによっても工事期間を短くできる。 By using the interference determination system and interference determination method according to the present invention, it is possible to easily determine the presence or absence of interference even in a highly dusty environment such as a steelworks. As a result, the presence or absence of interference during construction can be determined in advance with high accuracy without preparing a mockup or the like. By using the determination result, a construction method that does not cause interference can be studied and proposed in advance, so that the construction period at the site can be shortened. Moreover, since interference can be reliably prevented without performing construction work after dividing the construction object into a large number, the number of divisions of the construction object can be reduced, which also shortens the construction period.

本発明に係る干渉判定システムを用いることで、工事対象物の搬入時及び／又は据付時に機器が干渉しない工事方法を選択できる。具体的には、重ね合わせ画像を見ながら、必要に応じて吊り具の角度を変更して工事対象物の姿勢を変更しつつ、画像内での干渉の有無を確認する。当該画像を確認しながら、工事対象物と周囲環境に存在する各種機器等との接触が搬入時及び／又は据付時に起こらないように、工事対象物の姿勢の変更方法を含んだ工事方法を決定できる。これにより、実際の工事中に工事対象物と周囲環境との間で予期しない干渉が発生することによる工事の中断を防ぎ、ひいては工事期間を短縮できる。 By using the interference determination system according to the present invention, it is possible to select a construction method that does not interfere with the equipment when the construction target is brought in and/or installed. Specifically, while viewing the superimposed image, the angle of the sling is changed as necessary to change the posture of the construction object, and the presence or absence of interference within the image is checked. While confirming the image, determine the construction method including the method of changing the posture of the construction object so that the construction object does not come into contact with various devices in the surrounding environment during delivery and/or installation. can. As a result, it is possible to prevent the interruption of construction due to unexpected interference between the object to be constructed and the surrounding environment during the actual construction, thereby shortening the construction period.

また、本発明に係る干渉判定システムを用いることで、工事対象物と周囲環境に存在する接続機器とが適切な取り合いのもとで接続する工事方法を立案することもできる。具体的には、対象モデルと周囲環境モデルとを重ね合わせた後に、工事対象物の位置と周囲環境中の接続機器との位置関係を確認する。この際に、対象モデルと周囲環境モデルとが適切な位置で接続するように、工事対象物又は接続機器の位置関係を調節した工事方法を立案できる。よって、現場での工事対象物の位置調節作業を減らして、工事期間を短縮できる。 In addition, by using the interference determination system according to the present invention, it is possible to plan a construction method for connecting an object to be constructed and connected devices existing in the surrounding environment under proper interaction. Specifically, after superimposing the target model and the surrounding environment model, the positional relationship between the position of the construction target and the connected devices in the surrounding environment is confirmed. At this time, a construction method can be proposed in which the positional relationship of the construction target or the connected equipment is adjusted so that the target model and the surrounding environment model are connected at appropriate positions. Therefore, it is possible to shorten the construction period by reducing the work for adjusting the position of the construction target at the site.

例えば、図１の上部フード６を据え付ける際には、上部フード６と他の接続機器、具体的には下部フード５や第１輻射部７との接続が適切に行われるように、各部材の位置調節を行うことが必要である。この場合、重ね合わせ画像を見ながら、工事対象物と接続機器との間の干渉の有無を判定しつつ、これらの位置関係を調節した工事方法を選択する。 For example, when installing the upper hood 6 of FIG. Position adjustments need to be made. In this case, while judging whether or not there is interference between the construction object and the connected equipment while looking at the superimposed image, a construction method that adjusts the positional relationship between them is selected.

尚、同一の工事方法において、上述した工事対象物が周囲環境と干渉しない方法と、工事対象物と接続機器等の位置を調節する調節方法とを同時に検討してもよい。 Incidentally, in the same construction method, the above-described method of preventing the construction object from interfering with the surrounding environment and the adjustment method of adjusting the positions of the construction object and the connected equipment may be considered at the same time.

（実施例１）
図１で示す上部フード６を工事対象物として、建屋２内に設けられた下部フード５に据え付ける際に、本発明に係る干渉判定システムを用いた。上部フード６以外の建屋２内の設備（下部フード５を含む）に対して、２回のレーザースキャンを行って２つのスキャンデータを取得し、当該スキャンデータと対象モデル（上部フード６を吊り下げる吊り具の位置情報を含む）とを用いて２つの重ね合わせモデルを作成した。各重ね合わせモデル間において、干渉する位置が異なるものはノイズと判断して除去し、重ね合わせ画像を取得した。尚、上部フード６についてはＣＡＤデータを用いて図面から対象モデルを取得した。 (Example 1)
The interference determination system according to the present invention was used when installing the upper hood 6 shown in FIG. The equipment in the building 2 other than the upper hood 6 (including the lower hood 5) is scanned twice to obtain two scan data, and the scan data and the target model (the upper hood 6 is suspended (including location information of the sling) were used to create two superimposed models. In each superimposed model, interference at different positions was judged to be noise and removed, and a superimposed image was acquired. For the upper hood 6, a target model was acquired from the drawing using CAD data.

図５は、得られた重ね合わせ画像を示す。図５（ａ）は干渉なしと判定された状態であり、図５（ｂ）は干渉ありと判定された状態である。画像中で白点線にて囲った部分が上部フード６及び上部フード６を吊り下げる吊り具であり、それ以外の部分が周囲環境である。図５（ｂ）のように干渉ありの画像は、図５（ａ）のように干渉なしの画像に比べて、上部フード６の色調が変化することで警告を発している。また、画像中で干渉が起こった箇所は、干渉点（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐａｒｔ）として画像中で警告を発する。工事担当者は、当該画像を利用して干渉の有無を判定しながら、最適な工事方法を検討した。 FIG. 5 shows the resulting overlay image. FIG. 5(a) shows a state where it is determined that there is no interference, and FIG. 5(b) shows a state where it is determined that there is interference. The portion enclosed by the white dotted line in the image is the upper hood 6 and the hanger for hanging the upper hood 6, and the other portion is the surrounding environment. The image with interference as shown in FIG. 5(b) gives a warning by changing the color tone of the upper hood 6 compared to the image without interference as shown in FIG. 5(a). In addition, a warning is given in the image as an interference part where interference occurs in the image. The person in charge of construction examined the optimum construction method while judging the presence or absence of interference using the image.

尚、図示していないものの、工事方法の検討過程では上部フード６の姿勢を画像内で変化させ、それに伴い画像中で吊り具の角度も変更された。当該姿勢変更の過程における干渉の有無も考慮したうえで、最適な工事方法が検討された。 Although not shown, the attitude of the upper hood 6 was changed in the image during the examination process of the construction method, and the angle of the sling was also changed in the image accordingly. The optimal construction method was examined, taking into account the presence or absence of interference in the process of changing the attitude.

従来は、現場での搬入時及び据付時の干渉を極力防ぐという観点から、上部フード６を複数のブロックに分割したうえで施工を行っていた。本発明を適用することで、上部フード６を一体で更新することに成功した。また、これにより工期の大幅な短縮を実現するとともに、無災害での工事を達成した。 Conventionally, from the viewpoint of minimizing interference during carrying-in and installation at the site, construction was performed after dividing the upper hood 6 into a plurality of blocks. By applying the present invention, the upper hood 6 has been successfully renewed as a unit. In addition, as a result, the construction period was significantly shortened, and the construction was completed without disaster.

（実施例２）
次に、本発明に係る干渉判定システムを、上部フード６と他の接続機器とを接続する工事に適用した。具体的に、上部フード６を据え付ける際には、一旦オフラインに避けていた上部フード６をオンラインに戻した後に、下部フード５をはじめとする各種の接続機器と接続する。例えば図６に示すように、上部フード６は、第１輻射部７と接続する接続部６ａのほか、サンプリングプローブを内側に通すプローブ通過孔６ｂ、ランスを内側に通すランス通過孔６ｃ、及び石灰等の副原料を供給する供給孔６ｄ等を有する。これらの各種孔は、上部フード６と各種接続機器とを接続する際に適切な位置に配置されないと、位置ずれによって接続機器とうまく取り合いを図れないことがある。従来は、現場（オンライン）でこれら各種孔の細かな位置調節を行っていたが、オンラインでの作業は操業を停止して行うこととなり、工場の生産効率が低下する。 (Example 2)
Next, the interference determination system according to the present invention was applied to construction work for connecting the upper hood 6 and other connected equipment. Specifically, when the upper hood 6 is installed, the upper hood 6 that has been kept off-line once is brought back on-line, and then connected to various connecting devices including the lower hood 5 . For example, as shown in FIG. 6, the upper hood 6 includes a connecting portion 6a connected to the first radiation portion 7, a probe passing hole 6b for passing a sampling probe inside, a lance passing hole 6c for passing a lance inside, and a lime It has a supply hole 6d and the like for supplying auxiliary materials such as. If these various holes are not arranged at appropriate positions when connecting the upper hood 6 and various connecting devices, they may not be able to communicate well with the connecting devices due to misalignment. Conventionally, these various holes have been finely adjusted on-site (on-line), but the on-line work involves stopping the operation, which reduces the production efficiency of the factory.

本発明例では、まず上部フード６の退避位置の周囲環境について複数回の３Ｄスキャンを行った後、ノイズキャンセリングを行い、周囲環境モデルを作成した。さらに、上部フード６についてもオンラインにて同様にスキャンを行って対象モデルを作成した。当該対象モデルと周囲環境モデルとを重ね合わせて、適切な位置で接続が行われるように画像解析を行った。画像解析の結果、実際の周囲環境の適切な位置（接続機器に対応する位置）を特定し、当該位置に位置決め部材を設けた。実際の工事では、オフラインに退避させた上部フード６に対して、位置決め部材を目安に各種孔の位置調節を行い、その後にオンラインへ戻す作業を行った。これにより、従来発生していたオンラインでの位置決め作業が発生せず、工期を大幅に短縮できた。 In the example of the present invention, first, the surrounding environment of the retracted position of the upper hood 6 was subjected to a plurality of 3D scans, and then noise cancellation was performed to create a surrounding environment model. Furthermore, the upper hood 6 was similarly scanned online to create a target model. The target model and the surrounding environment model were superimposed, and image analysis was performed so that connections were made at appropriate positions. As a result of the image analysis, an appropriate position (position corresponding to the connected device) in the actual surrounding environment was specified, and a positioning member was provided at that position. In the actual construction, the positions of various holes were adjusted using the positioning members for the upper hood 6 that had been evacuated off-line, and then the work was performed to return it to on-line. As a result, the on-line positioning work that used to occur in the past was eliminated, and the construction period was significantly shortened.

１ 転炉
２ 建屋
３ 水冷ダクト
４ スカート
５ 下部フード
６ 上部フード
６ａ 接続部
６ｂ プローブ通過孔
６ｃ ランス通過孔
６ｄ 供給孔
７ 第１輻射部
８ 第２輻射部
９ 湿式除塵器
２１ 干渉判定システム
３１ 第１スキャン手段
３２ 第２スキャン手段
３３ 演算手段
３５ 表示手段
４１ 周囲環境
４２ 工事対象物 1 Converter 2 Building 3 Water cooling duct 4 Skirt 5 Lower hood 6 Upper hood 6a Connection part 6b Probe passage hole 6c Lance passage hole 6d Supply hole 7 First radiation part 8 Second radiation part 9 Wet dust remover 21 Interference judgment system 31 First scanning means 32 Second scanning means 33 Calculation means 35 Display means 41 Surrounding environment 42 Construction object

Claims (11)

工事対象物と、当該工事対象物の周囲環境との干渉を、画像内で判定する干渉判定システムであって、
前記周囲環境に対して複数回の３次元レーザースキャンを行う第１スキャン手段と、
複数のスキャンデータを用いてノイズキャンセリングを行うことで、前記周囲環境の位置情報を含む周囲環境モデルを取得するとともに、前記工事対象物の位置情報を含む対象モデルを取得し、次いで前記周囲環境モデルと前記対象モデルとを用いて重ね合わせ画像を作成する演算手段と、
前記重ね合わせ画像において、前記対象モデルと前記周囲環境モデルとが干渉する位置にて警告を発する表示手段と、を備え、
前記演算手段は、前記複数のスキャンデータ間における点情報の登場頻度に基づいて前記ノイズキャンセリングを行う干渉判定システム。 An interference determination system that determines interference between a construction target and the surrounding environment of the construction target within an image,
a first scanning means for performing a plurality of three-dimensional laser scans on the surrounding environment;
By performing noise cancellation using a plurality of scan data, a surrounding environment model including position information of the surrounding environment is obtained, and a target model including position information of the construction target is obtained, and then the surrounding environment. computing means for creating a superimposed image using the model and the target model;
display means for issuing a warning at a position where the target model and the surrounding environment model interfere with each other in the superimposed image ;
The computing means is an interference determination system that performs the noise canceling based on the frequency of appearance of point information among the plurality of scan data . 工事対象物と、当該工事対象物の周囲環境との干渉を、画像内で判定する干渉判定システムであって、
前記周囲環境に対して複数回の３次元レーザースキャンを行う第１スキャン手段と、
前記工事対象物の位置情報を含む対象モデルを取得し、前記第１スキャン手段による複数のスキャンデータと前記対象モデルとを用いて複数の重ね合わせモデルを作成し、当該複数の重ね合わせモデルにおいてノイズキャンセリングを行い、重ね合わせ画像を取得する演算手段と、
前記重ね合わせ画像において、前記対象モデルと前記スキャンデータとが干渉する位置にて警告を発する表示手段と、を備えた干渉判定システム。 An interference determination system that determines interference between a construction target and the surrounding environment of the construction target within an image,
a first scanning means for performing a plurality of three-dimensional laser scans on the surrounding environment;
acquiring a target model including position information of the construction target, creating a plurality of superimposed models using a plurality of scan data from the first scanning means and the target model, and generating noise in the superimposed models; computing means for performing cancellation and acquiring a superimposed image;
and a display means for issuing a warning at a position where the target model and the scan data interfere with each other in the superimposed image. 前記工事対象物に対して３次元レーザースキャンを行う第２スキャン手段を備えた請求項１又は２に記載の干渉判定システム。 3. The interference determination system according to claim 1, further comprising second scanning means for performing three-dimensional laser scanning on the construction object. 周囲環境のスキャン範囲内にターゲットマーカーが設けられ、
前記演算手段は、複数のスキャンデータのうち前記ターゲットマーカーに対応する箇所を重ね合わせることで、位置調節を行う請求項１から３までのいずれか一項に記載の干渉判定システム。 A target marker is provided within the scanning range of the surrounding environment,
4. The interference determination system according to any one of claims 1 to 3, wherein said computing means performs position adjustment by superimposing portions corresponding to said target markers among a plurality of scan data. 前記対象モデルは、前記工事対象物と、前記工事対象物を吊り下げる吊り具との位置情報を含み、
前記表示手段は、前記重ね合わせ画像において、前記工事対象物の姿勢変化、及び当該姿勢変化に伴う前記吊り具の角度変化に対応するように、画像内での前記対象モデルの位置を変化させて、
前記対象モデルの位置の変化の前後において、前記画像内で、前記周囲環境モデル又は前記スキャンデータと前記対象モデルとが干渉する位置にて警告を発する請求項１から４までのいずれか一項に記載の干渉判定システム。 The target model includes position information of the construction target and a sling for hanging the construction target,
The display means changes the position of the target model in the superimposed image so as to correspond to the posture change of the construction target and the angle change of the sling associated with the posture change. ,
5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein a warning is issued at a position in the image where the surrounding environment model or the scan data interferes with the target model before and after the position of the target model changes. An interference determination system as described. 工事対象物と当該工事対象物の周囲環境との干渉を判定する干渉判定方法であって、
周囲環境に対して複数回の３次元レーザースキャンを行い、
次いで複数のスキャンデータ間における点情報の登場頻度に基づいてノイズキャンセリングを行うことで、前記周囲環境の位置情報を含む周囲環境モデルを取得し、
前記周囲環境モデルと、前記工事対象物の位置情報を含む対象モデルとを用いて重ね合わせ画像を作成し、
前記重ね合わせ画像内において、前記対象モデルと前記周囲環境モデルとが干渉する位置に発せられた警告を確認することで、干渉の有無を判定する干渉判定方法。 An interference determination method for determining interference between a construction target and the surrounding environment of the construction target,
Perform multiple 3D laser scans of the surrounding environment,
Next, by performing noise cancellation based on the frequency of appearance of point information among a plurality of scan data, an ambient environment model including position information of the ambient environment is obtained,
creating a superimposed image using the surrounding environment model and a target model including position information of the construction target;
A collision determination method for determining presence/absence of interference by confirming a warning issued at a position where the target model and the surrounding environment model interfere in the superimposed image. 工事対象物と当該工事対象物の周囲環境との干渉を判定する干渉判定方法であって、
周囲環境に対して複数回の３次元レーザースキャンを行い、
次いで複数のスキャンデータと対象モデルとを重ね合わせた複数の重ね合わせモデルを作成し、
前記重ね合わせモデルにおいてノイズキャンセリングを行うことで、重ね合わせ画像を作成し、
前記重ね合わせ画像内において、前記対象モデルと前記スキャンデータとが干渉する位置に発せられた警告を確認することで、干渉の有無を判定する干渉判定方法。 An interference determination method for determining interference between a construction target and the surrounding environment of the construction target,
Perform multiple 3D laser scans of the surrounding environment,
Next, create a plurality of superimposed models by superimposing a plurality of scan data and the target model,
Create a superimposed image by performing noise cancellation on the superimposed model,
A collision determination method for determining presence/absence of interference by confirming a warning issued at a position where the target model and the scan data interfere in the superimposed image. 前記対象モデルは、前記工事対象物に３次元レーザースキャンを行うことで取得される請求項６又は７に記載の干渉判定方法。 8. The interference determination method according to claim 6, wherein the target model is acquired by performing a three-dimensional laser scan on the construction target. 周囲環境のスキャン範囲内にターゲットマーカーを設けた状態で、周囲環境に対して複数回の３次元レーザースキャンを行い、
複数のスキャンデータのうち前記ターゲットマーカーに対応する箇所を重ね合わせることで、位置調節を行う請求項６から８までのいずれか一項に記載の干渉判定方法。 With a target marker set within the scan range of the surrounding environment, perform multiple 3D laser scans of the surrounding environment,
The interference determination method according to any one of claims 6 to 8, wherein position adjustment is performed by superimposing portions corresponding to the target markers among a plurality of scan data. 前記対象モデルは、前記工事対象物と、前記工事対象物を吊り下げる吊り具との位置情報を含み、
前記重ね合わせ画像において、前記工事対象物の姿勢変化、及び当該姿勢変化に伴う前記吊り具の角度変化に対応するように、画像内での前記対象モデルの位置を変化させて、
前記対象モデルの位置の変化の前後において、前記画像内で、前記対象モデル又は前記スキャンデータと前記周囲環境モデルとが干渉する位置にて警告を発し、当該警告を確認することで干渉の有無を判定する請求項６から９までのいずれか一項に記載の干渉判定方法。 The target model includes position information of the construction target and a sling for hanging the construction target,
changing the position of the target model in the superimposed image so as to correspond to a change in posture of the construction target and a change in the angle of the sling associated with the change in posture;
Before and after the change in the position of the target model, a warning is issued in the image at a position where the target model or the scan data interferes with the surrounding environment model, and the presence or absence of interference is checked by confirming the warning. The interference determination method according to any one of claims 6 to 9. 請求項１から５までのいずれか一項に記載の干渉判定システムを用いて、工事対象物の搬入を行う工事方法であって、
前記画像内で前記工事対象物と前記周囲環境との干渉が無いことを確認した後に、
工事対象物の搬入、据付が行われる工事方法。 A construction method for carrying in a construction target using the interference determination system according to any one of claims 1 to 5,
After confirming that there is no interference between the construction object and the surrounding environment in the image,
A construction method in which construction objects are brought in and installed.
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