プレキャストセグメント形状写真計測システム"を実用化― 新東名高速道路 的場高架橋 に適用 ―

三井住友建設株式会社(東京都中央区佃二丁目1番6号 社長 則久 芳行)は、"プレキャストセグメント形状写真計測システム"を 第二東名高速道路 的場高架橋他2橋(PC上部工)工事 に適用することで、実用化を達成しました。

"プレキャストセグメント形状写真計測システム"は、プレキャストセグメントをデジタルカメラで撮影し、この写真を自動解析することによって、セグメントの形状寸法を検出して出来形管理帳票を直ちに作成できるシステムです。

このたびの的場高架橋への適用で、誤差2mmという高精度化を達成するとともに、大型セグメントへの適用性も確認できたことから、今後 施工プロセスにおける高品質化・高効率化ツールとして活用していく方針です。

写真-1 セグメント形状写真計測システムの適用状況
写真-1 セグメント形状写真計測システムの適用状況

■ 経緯

当社では、これまでデジタルカメラを用いた写真計測技術を、 建設工事の調査、設計、施工などの各プロセスで活用し、ノウハウの蓄積を図ってきました。

一方、写真を用いた測量・計測技術を適用する場合には、基準標点の事前設置や、撮影後の解析に手間を要するため、日常の施工管理業務には利用しにくいという課題がありました。

本システムは、このような課題に応えることを目標に、当社の高度な技術ノウハウを発展させる形で開発を進めてきたもので、新たに考案した基準マークの採用や解析処理の自動化により、施工管理担当者が誰でも容易に扱えるシステムとして実用化したものです。

■ "プレキャストセグメント形状写真計測システム" とは

"プレキャストセグメント形状写真計測システム"とは、プレキャストセグメントをデジタルカメラ1台を用いて撮影し、この写真を自動解析することによって、セグメントの形状寸法を検出して出来形管理帳票を作成するシステムです。

従来は、2~3名1組の計測員が鋼巻尺を使い足場上などで行っていた測定作業、および帳票作成業務が不要となり、一連の業務において大幅な省力化が可能になります。また、撮影後の解析・帳票出力は自動処理されるため、人為的な計測誤差が生じることもありません。

■ システムの構成

本計測システムに使用する機材は、プレキャストセグメントを高解像度で撮影するデジタル一眼レフカメラ(有効画素数1200万画素程度)1台、解析・帳票出力用パソコン1台、カメラのキャリブレーション用基準点(4点)、カメラとプレキャストセグメンとの位置関係を補正する基準マーク(4点)で構成されます。特殊な計測機材は必要とせず、経済的な機器構成となっています。

写真-2 基準マーク
写真-2 基準マーク

■ システムの特徴

  • 現場でのプレキャストセグメント形状の計測作業は、基準マークの貼付と撮影だけであり、1セグメントあたり2~3分で完了します。計測箇所数が増加しても所要時間は変わりません。
  • 計測のために足場を設ける必要がなく、効率的であるばかりでなく安全性も向上します。
  • 計測結果は、帳票として直ちにプリントでき、野帳や帳票に記入する手間がかかりません。

■ システムの概要

"プレキャストセグメント形状写真計測システム"は、カメラの位置を固定して、現場で製作されたプレキャストセグメントを計測架台に載せて適用します。また、あらかじめ計測対象物(セグメント)の形状パターンをシステムに入力しておきます。

クレーンで計測架台に荷降ろしされたプレキャストセグメントとカメラの位置関係は、毎回必ずしも同一ではなく、ある程度の誤差を伴いますが、この誤差は撮影された基準マークの歪として検出されます。
4点の基準マークの写真解析結果が実際の寸法・形状となるように補正を行うことで、計測対象のプレキャストセグメントの2次元寸法を検出します。

計測対象物(セグメント)が横幅5m程度の場合、寸法検出誤差は2mm以内に収まります。

横幅5mを超える大型セグメントの場合は、システムに組み込まれている分割撮影合成ツールを用いて計測値を合成することにより同様の精度を確保できます。

写真-3 分割撮影合成ツールを用いた計測
写真-3 分割撮影合成ツールを用いた計測
注)分割撮影合成ツールを用いる場合、基準マークは6点設置します。

■ 的場高架橋の概要

的場高架橋は、2012年度に開通予定の新東名高速道路 浜松いなさジャンクション内に位置する橋梁です。

工事名: 第二東名高速道路 的場高架橋他2橋(PC上部工)工事
発注者: 中日本高速道路株式会社
工事場所: 静岡県浜松市
工 期: 平成21年4月21日~平成23年8月16日
工事内容:
的場高架橋上り線 PC9径間連続箱桁橋 橋長 403.5m
的場高架橋上り線 PC7径間連続箱桁橋 橋長 364.0m
引佐ジャンクションCランプ第三橋 PC4径間連続箱桁橋 橋長 178.0m
引佐ジャンクションDランプ第三橋 PC5径間連続箱桁橋 橋長 234.0m

Cランプ第三橋のみ場所打ちコンクリート構造であり、それ以外はプレキャストセグメント構造となっています。

■ 今後の展開

"プレキャストセグメント形状写真計測システム"は、さまざまな形状の出来形計測について適用可能です。このたび的場高架橋で実施した橋梁のプレキャストセグメントのみならず、コンクリート製品工場などで製作される各種の土木・建築用部材にも適用できます。

当社では、今後各種用途への適用拡大を図り、多くの現場や工場における高品質化と高効率化を目指して活用していく方針です。

 

<お問い合わせ先>

三井住友建設広報室【お問い合わせフォーム】

リリースに記載している情報は発表時のものです。

<参考> 計測手順

"プレキャストセグメント形状写真計測システム"は、カメラの位置は固定して、現場で製作されたプレキャストセグメントを計測架台に載せて適用します。

(1)キャリブレーション
まず、プレキャストセグメント表面の4箇所に、座標が既知のキャリブレーション用基準点(写真測量用ターゲット)を設置して、セグメントとカメラの位置関係を正確に計測し、システムの初期設定を行います。
この作業は初回だけ行えばよく、日常の測定時に繰り返し行う必要はありません。

(2)測定
日常の測定においては、計測架台に載せたセグメントの位置がキャリブレーションの際の位置に対して一般に誤差を生じているため、これを補正するために、寸法・形状が既知の基準マーク4点をセグメントに設置して撮影を行い、キャリブレーション作業を省略しています。


参考写真-1
帳票の出力例

 

<参考> 解析と帳票出力

撮影した画像からの寸法計測箇所の輪郭抽出などの画像処理は、すべてプログラムによって自動化されているため、パソコン上での人為的判断や操作は必要としません。帳票出力までの解析処理は完全に自動化されており、極めて省力的に、誰でも簡単に測定結果を得ることができます。このため、解析処理の過程で人為的な誤差が生じることがありません。

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