杭のリバウンド量及び貫入量の計測方法及び計測装置
【課題】手動計測によらずに安全性を確保するとともに、陸上側から長距離計測が可能な杭のリバウンド量及び貫入量の計測方法及び計測装置を提供する。
【解決手段】この杭のリバウンド量及び貫入量計測方法は、杭打設時の杭Ｐのリバウンド量及び貫入量を計測するために、寸法が既知である寸法既知部を有するターゲットＲＴを打設対象の杭に設け、杭から離れた位置に設置したカメラ１１により杭の打設時にターゲットを連続的に撮影し、カメラから出力したターゲットの寸法既知部の画像情報から得た基準長さ情報に基づいて画面２６ａ上に表示される目盛情報を生成し、杭の打設時に撮影したターゲットの画像をカメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に画面に表示してターゲットの画像が画面上で移動するように表示する。
【解決手段】この杭のリバウンド量及び貫入量計測方法は、杭打設時の杭Ｐのリバウンド量及び貫入量を計測するために、寸法が既知である寸法既知部を有するターゲットＲＴを打設対象の杭に設け、杭から離れた位置に設置したカメラ１１により杭の打設時にターゲットを連続的に撮影し、カメラから出力したターゲットの寸法既知部の画像情報から得た基準長さ情報に基づいて画面２６ａ上に表示される目盛情報を生成し、杭の打設時に撮影したターゲットの画像をカメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に画面に表示してターゲットの画像が画面上で移動するように表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭打設時の杭のリバウンド量及び貫入量の計測方法および計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管杭等の杭打設工事では、打設する杭の打ち止めの判定のため、杭打設１回あたりの貫入量とリバウンド量を測定し、これらの測定値を用いて打設した杭の支持力を算出し、打ち止めの判断がなされている。この測定のため、従来、作業員が船外機（水底への杭打設の場合）やキーパを足場にし、鋼管杭に貼り付けたグラフ用紙に鉛筆を当て、１回の打撃ごとに鉛筆を右にスライドさせるといった人力作業による手動計測によって杭のリバウンド量と貫入量を計測していた。
【０００３】
また、最近では、鋼管杭に貼り付けた反射テープをＣＣＤカメラで連続撮影して、反射テープの移動量を算出し杭のリバウンド量と貫入量を計測する光学式杭リバウンド計測方法・装置が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。例えば、特許文献１の杭リバウンド量測定装置は、固体カメラで杭の打撃時の杭の高さ変位量の検出を行い、固体カメラの検出信号をもとに杭のリバウンド量及び貫入量を記録器で記録紙に記録するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−８１２７３号公報
【特許文献２】特開平１１−３４４３９６号公報
【特許文献３】特許第３６５３６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、手動測定は、作業員が打設用ハンマの直下に入って作業するため安全性に問題がある。また、光学式杭リバウンド計測は、計測可能距離が約３０ｍであることから、陸上にＣＣＤカメラを設置した場合、沖合の杭打設への適用は困難である。一方、ＣＣＤカメラを船上に設置した場合、ＣＣＤカメラが波浪の影響で動揺することから、動揺補正が必要になる。
【０００６】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、手動計測によらずに安全性を確保するとともに、陸上側から長距離計測が可能な杭のリバウンド量及び貫入量の計測方法及び計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための杭のリバウンド量及び貫入量計測方法は、杭打設時の杭のリバウンド量及び貫入量を計測するための計測方法であって、寸法が既知である寸法既知部を有するターゲットを打設対象の杭に設け、前記杭から離れた位置に設置したカメラにより前記杭の打設時に前記ターゲットを連続的に撮影し、前記カメラから出力した前記ターゲットの寸法既知部の画像情報から得た基準長さ情報に基づいて前記画面上に表示される目盛情報を生成し、前記杭の打設時に撮影したターゲットの画像を前記カメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に画面に表示して前記ターゲットの画像が前記画面上で移動するように表示することを特徴とする。
【０００８】
この杭のリバウンド量及び貫入量計測方法によれば、ターゲットの寸法既知部の画像情報から得た基準長さ情報に基づいて目盛情報を生成し画面上に表示し、杭の打設時に撮影したターゲットの画像をカメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に画面に表示するので、打設による杭の変位に対応してターゲットの画像が画面上で例えば上下方向に移動するとき、その画像の移動が緩やかに表示される。このため、寸法既知部の画像情報から得た目盛情報を用いて画面上でターゲット位置の移動量を定量的に求めることができるので、杭のリバウンド量及び貫入量を正確に計測することができる。このように、手動計測によらずに杭のリバウンド量及び貫入量を杭から離れて計測できるので、安全性を確保することができる。
【０００９】
上記杭のリバウンド量及び貫入量計測方法において、前記目盛情報として複数のラインを前記基準長さ情報に基づいて所定間隔で前記画面上の前記ターゲット画像の移動方向に直交するように表示することが好ましい。
【００１０】
また、前記カメラは望遠レンズを備える高速度カメラであることで、ターゲットの画像を微小時間間隔ごとにステップ的に画面に表示可能となるとともに、陸上側から長距離計測が可能となる。
【００１１】
上記目的を達成するための杭のリバウンド量及び貫入量計測装置は、杭打設時の杭のリバウンド量及び貫入量を計測するための計測装置であって、寸法が既知である寸法既知部を有するターゲットを打設対象の杭に設け、前記杭から離れた位置に前記杭の打設時に前記ターゲットを連続的に撮影するように設置されたカメラと、前記カメラから出力したターゲットの画像を画面に表示する表示部と、前記撮影したターゲットの寸法既知部の画像情報から基準長さ情報を演算する演算部と、前記基準長さ情報に基づいて前記表示部の画面に表示される目盛情報を生成する目盛情報生成部と、前記表示部と前記演算部と前記目盛情報形成部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記目盛情報生成部が前記基準長さ情報に基づいて前記画面上に表示される目盛情報を生成するように制御するとともに、前記杭の打設時に撮影したターゲットの画像を前記カメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に前記表示部の画面に表示して前記ターゲットの画像が前記画面上で移動するように表示することを特徴とする。
【００１２】
この杭のリバウンド量及び貫入量計測装置によれば、ターゲットの寸法既知部の画像情報から得た基準長さ情報に基づいて目盛情報を生成し画面上に表示し、杭の打設時に撮影したターゲットの画像をカメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に画面に表示するので、打設による杭の変位に対応してターゲットの画像が画面上で例えば上下方向に移動するとき、その画像の移動が緩やかに表示される。このため、寸法既知部の画像情報から得た目盛情報を用いて画面上でターゲット位置の移動量を定量的に求めることができるので、杭のリバウンド量及び貫入量を正確に計測することができる。このように、手動計測によらずに杭のリバウンド量及び貫入量を杭から離れて計測できるので、安全性を確保することができる。
【００１３】
上記杭のリバウンド量及び貫入量計測装置において前記目盛情報として複数のラインを前記基準長さ情報に基づいて所定間隔で前記画面上の前記ターゲット画像の移動方向に直交するように表示することが好ましい。
【００１４】
また、前記カメラは望遠レンズを備える高速度カメラであることで、ターゲットの画像を微小時間間隔ごとにステップ的に画面に表示可能となるとともに、陸上側から長距離計測が可能となる。
【００１５】
また、前記カメラで撮影したターゲットの画像を保存する保存部を備え、前記ターゲット画像を再生可能であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の杭のリバウンド量及び貫入量の計測方法及び計測装置によれば、手動計測によらずに離れた位置で計測が可能であり安全性を確保できるとともに、カメラが望遠レンズを備えることで陸上側から長距離計測が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態による杭リバウンド量・貫入量計測装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の杭リバウンド量・貫入量計測装置を概略的に示すブロック図である。
【図３】図１の打設対象の杭Ｐの表面にターゲットとして貼り付けられたテープＲＴを示す図である。
【図４】図１，図３の杭Ｐ上のテープＲＴを高速度カメラ１１で撮影して表示部の画面に表示したテープＲＴの画像を示す図である。
【図５】杭打設時の杭の変位量の時間変化を示す概略図である。
【図６】図５の杭打設時に図１，図２の表示部に表示されるテープの画像が段階的に移動した位置（ａ）〜（ｄ）を示す図４と同様の図である。
【図７】図１，図２の杭リバウンド量・貫入量計測装置による計測工程を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図１は本実施形態による杭リバウンド量・貫入量計測装置の全体構成を概略的に示す図である。図２は図１の杭リバウンド量・貫入量計測装置を概略的に示すブロック図である。図３は、図１の打設対象の杭Ｐの表面にターゲットとして貼り付けられたテープＲＴを示す図である。
【００１９】
図１，図２のように、杭リバウンド量・貫入量計測装置１０は、ＣＣＤ等の固体撮像素子から構成され高速度撮影が可能な高速度カメラ１１と、高速度カメラ１１の撮影前の焦点や画角等の調整や撮影した画像の再生のためのモニタ１２と、高速度カメラ１１を制御するとともに高速度カメラ１１から画像信号が入力し各種処理を行い画像の再生が可能なパーソナルコンピュータ（パソコン）１３と、を備える。
【００２０】
杭リバウンド量・貫入量計測装置１０の計測対象である杭Ｐは、円筒状の鋼管からなり、図１のように、水面Ｓから水底Ｔへと油圧ハンマＨＡの打撃により鉛直方向下向きＤに打設されて水底Ｔから地盤内に打ち込まれる。杭Ｐに対する油圧ハンマＨＡによる打撃は短時間で多数回（例えば、１秒／１打撃）行われる。
【００２１】
図１のように、高速度カメラ１１は、計測対象である杭Ｐから離れた陸上の所定位置に三脚１５等を用いて設置され、杭Ｐに予め貼り付けられたテープＲＴをターゲットとし、テープＲＴを含む杭Ｐ上の撮影領域ＡＲを撮影する。高速度カメラ１１は、望遠レンズを備えることで、計測対象である杭Ｐが沖合の比較的長距離（例えば、２００ｍ）に位置する場合でも杭Ｐ上のテープＲＴを撮影可能である。また、高速度カメラ１１は、例えば、最大撮影速度が１０００コマ／秒程度であり、この最大撮影速度範囲内で切り換えが可能であり、最小で１．０ｍｓ（１／１０００秒）の微小時間間隔で連続的な撮影が可能である。
【００２２】
なお、図１のように、鮮明度の向上や露出不足解消のために、杭Ｐ上の撮影領域ＡＲに対しハロゲンランプ等からなる照射部１６から照射光が照射されるようにしてもよい。
【００２３】
図３のように、図１の打設対象の杭Ｐの水面Ｓから上の部分に、既知の一定幅ｗを有する細長状のテープＲＴを円筒状の杭Ｐの円周方向に予め貼り付けておく。テープＲＴは、杭表面の色と異なる色を有するテープが杭と見分け易いため好ましい。なお、杭に設けるターゲットとしてテープではなく、既知の一定幅ｗを有し杭表面の色と異なる色の矩形状等のマークであってもよく、かかるマークは予め杭表面に塗料等で画いておく。
【００２４】
図２のように、パソコン１３は、高速度カメラ１１からの画像信号が入力される入力部２１と、画像情報を出力する出力部２４と、ハードディスクやフラッシュメモリ等から構成され画像情報を保存する保存部２５と、液晶パネル等からなる画面２６ａに画像を表示する表示部２６と、テープＲＴの画像情報から基準長さ情報等を演算する演算部２３と、演算された基準長さ情報に基づいて表示部２６の画面２６ａに表示される目盛表示ラインを生成する目盛情報生成部２２と、制御部２７と、を有する。制御部２７は、演算部２３，目盛情報生成部２２，出力部２４，保存部２５及び表示部２６を制御する。
【００２５】
表示部２６の画面２６ａは、ｘｙ平面上にマトリックス状に配列された多数の画素から構成され、各画素がｘｙ座標で特定できるようになっている。また、パソコン１３は、各種の情報を手動入力する情報入力部として公知のキーボードやマウス等のポインティングデバイスを有する。
【００２６】
高速度カメラ１１により撮影されて保存部２５に保存された画像情報は制御部２７の制御により保存部２５から読み出されて表示部２６の画面２６ａに表示される。このように、パソコン１３は保存画像を再生する再生機能を備え、また、早送りや巻き戻しや一時停止等の公知の各機能を備えている。
【００２７】
次に、図２の演算部２３，目盛情報生成部２２の機能について図４を参照して説明する。図４は、図１，図３の杭Ｐ上のテープＲＴを高速度カメラ１１で撮影して表示部の画面に表示したテープＲＴの画像を示す図である。
【００２８】
高速度カメラ１１で杭Ｐ上のテープＲＴを撮影すると、図４のように、パソコン１３の表示部２６の画面２６ａにテープＲＴの画像が表示される。ここで、制御部２７の制御の下で目盛情報生成部２２が起動し、パソコン１３のマウスで図４のテープＲＴの画像の上端部ｐをクリックすると、制御部２７が上端部ｐに位置する画素の座標（ｘｐ，ｙｐ）を記憶し、次に、テープＲＴの下端部ｑをクリックすると、制御部２７が下端部ｑに位置する画素の座標（ｘｑ，ｙｑ）を記憶する。
【００２９】
テープＲＴの幅ｗ（ｍｍ）は、既知の一定値であり、各画素のｙ座標ｙｐとｙｑとの差である画素数（ｙｐ−ｙｑ）と対応し比例関係にあるから、制御部２７の制御の下で演算部２３が基準長さ情報として１画素あたりの長さＫ（ｍｍ）を次式（１）から求めることができる。
【００３０】
Ｋ＝ｗ／（ｙｐ−ｙｑ） （１）
【００３１】
目盛情報生成部２２は、画面２６ａに例えば１０ｍｍに相当する長さ単位で目盛ラインを表示する場合、演算部２３が次式（２）により求めた画素数Ｇの間隔（長さ１０ｍｍに相当する）を有する複数の目盛ラインの目盛情報を生成し、図４の破線のように画面２６ａ上に画素数Ｇの一定間隔で複数の目盛ラインＴが画面の横方向に表示される。
【００３２】
Ｇ＝１０×（１／Ｋ） （２）
【００３３】
上述のようにして、表示部２６の画面２６ａに杭Ｐ上のテープＲＴの画像が表示されるとともに、テープＲＴの既知の幅ｗに基づいて各目盛ラインＴの間隔を補正して複数の目盛ラインＴを表示することができる。このため、高速度カメラ１１の設置位置の変更や望遠レンズの種類の変更や計測対象の杭Ｐの変更などが生じた場合、その都度、目盛情報生成部２２，演算部２３により目盛ラインＴを生成し補正することで、常に正しい目盛間隔で複数の目盛ラインＴを画面２６ａ上に表示することができる。
【００３４】
次に、杭打設時の杭の変位について図５を参照して説明する。図５は杭打設時の杭の変位量の時間変化を示す概略図である。
【００３５】
図１のように油圧ハンマＨＡで杭Ｐを打撃することで杭Ｐは水底Ｔから打設され、１回の打撃毎に僅かずつ地盤内に貫入するが、１回の打撃で杭Ｐは、図１のようにテープＲＴが貼り付けられた近傍で図５のように変位し、その変位量は時間ｔ内で次のように変動する。すなわち、図５の点ａの直後に杭Ｐが油圧ハンマＨＡにより打撃されると杭Ｐは比較的急激に下方向に変位し、杭Ｐの変位量は、点ｂで最下レベルに達した後、リバウンドし点ｃで最上レベルに達し、その後、下方向に若干戻り、点ｄの前後でほぼ安定する。このときの点ｂと点ｄとの間の変位量が打撃１回あたりのリバウンド量ＬＢであり、点ａと点ｄとの間の変位量が打撃１回あたりの貫入量ΔＬである。
【００３６】
次に、上述の杭リバウンド量・貫入量計測装置による計測工程について図６，図７を参照して説明する。図６は図５の杭打設時に図１，図２の表示部に表示されるテープの画像が段階的に移動した位置（ａ）〜（ｄ）を示す図４と同様の図である。図７は図１，図２の杭リバウンド量・貫入量計測装置による計測工程を説明するためのフローチャートである。
【００３７】
図７のように、高速度カメラ１１のピント等の調整を行ってから杭上に設けられたターゲットであるテープＲＴを撮影する（Ｓ０１）。この撮影したテープＲＴの画像により図４のようにして複数の目盛ラインＴを生成し画面２６ａ上に表示する（Ｓ０２）。なお、かかる目盛ラインの生成動作は、一度行えば、その後同じ間隔で画面２６ａ上に表示されるので、高速度カメラ１１の設置位置の変更や望遠レンズの種類の変更や計測対象の杭の変更などが生じない限り、必要ない。
【００３８】
杭打設が行われると（Ｓ０３）、図５のような１回の打撃時に杭ＰのテープＲＴの位置は杭Ｐとともに移動するが、高速度カメラ１１でテープＲＴの画像を連続的に撮影する（Ｓ０４）。この撮影したテープＲＴの画像をパソコン１３の保存部２５に保存し、保存部２５から読み出して表示部２６の画面２６ａに表示し再生する（Ｓ０５）。このテープＲＴの画像は、例えば、撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔１ｍｓごとにステップ的に連続して表示される。
【００３９】
すなわち、図５の１回の打撃時における点ａ，ｂ，ｃ，ｄに対応してテープＲＴの画像は、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）のようにそれぞれ画面２６ａに表示される。このとき、テープＲＴの画像は、図６（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）の順に画面２６ａの上下方向に移動するようにして表示されるが、かかる画像は、実際の移動が図５のように比較的急激に起こる（図５の時間ｔは例えば１秒程度）のに対し、表示画像が例えば高速カメラ１１の撮影速度（１／１０００秒）に基づく微小時間間隔１ｍｓごとの画像のため、画面２６ａ上では上下方向にかなりゆっくりと移動しながら表示される。そして、図６（ａ）〜（ｄ）のような画面２６ａでテープＲＴの画像の例えば上辺ｒの位置を、画面２６ａの横方向（テープ画像の移動方向の上下方向に直交する）に表示された目盛ラインＴを用いて、直接読み取る（Ｓ０６）。
【００４０】
上述の読み取り時に、目盛ラインＴによりテープＲＴの画像位置の移動量を定量的に求めることができ、図５の点ｂに対応する図６（ｂ）の上辺ｒの位置と点ｄに対応する図６（ｄ）の上辺ｒの位置との差を読み取ることでリバウンド量ＬＢを読み取ることができ、また、点ａに対応する図６（ａ）の上辺ｒの位置と点ｄに対応する図６（ｄ）の上辺ｒの位置との差を読み取ることで貫入量ΔＬを読み取ることができる。なお、テープＲＴの画像位置を読み取る基準点は、上辺ｒに限定されず、例えば、テープＲＴの下辺やテープＲＴの四隅のいずれかであってもよい。
【００４１】
次に、上述のようにして読み取られた打設１回あたりのリバウンド量ＬＢと貫入量ΔＬを用いて所定の計算式により杭の支持力を算出する（Ｓ０７）。次に、算出された支持力に基づいて杭の打ち止めの是非を判定する（Ｓ０８）。打ち止めと判定されない場合、打設工程Ｓ０３に戻る。
【００４２】
以上のように、図１，図２の杭リバウンド量・貫入量計測装置１０によれば、杭打設時に杭ＰのテープＲＴの画像を高速度カメラ１１で連続的に取得してから、パソコン１３の表示部２６の画面２６ａにカメラ撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に表示することで、図６（ａ）〜（ｄ）のようにテープＲＴの画像が画面２６ａ上で移動してもかなり緩やかに表示される。このため、杭のリバウンド及び貫入状態を直接目で見て確認でき、杭打設１回あたりの杭のリバウンド量と貫入量とを直接読み取ることができる。このとき、テープＲＴの既知の幅ｗに基づいて生成されて画面２６ａ上に正確に表示された複数の目盛ラインＴを用いることで、杭のリバウンド量と貫入量とを精度よく読み取ることができる。
【００４３】
また、陸上の離れた位置から杭のリバウンド量と貫入量とを直接読み取ることができるので、従来のように手動計測のため作業員が打設ハンマ直下に入って作業する必要がなくなり、作業員の安全性を確保することができる。また、水底への杭打設の場合でも陸上側から計測可能であるので、カメラを船上に設置する必要はなく、カメラの波浪の影響による動揺はないから、従来のような動揺補正は必要ない。
【００４４】
また、高速度カメラ１１は、杭の位置や鉛直度を計測する測量器と同様に陸上の固定点に設置することができる。また、従来の光学式杭リバウンド計測は計測可能距離が約３０ｍであるのに対し、高速度カメラ１１に望遠レンズを使用することで長距離計測（例えば２００ｍ）が可能である。この場合、いかなる倍率の望遠レンズを使用しても、ターゲットの既知の寸法に基づいて目盛ラインを画面上に生成できるので、ターゲットの移動量を常に正確に読み取ることができる。このように、長距離計測が可能であるから、測量櫓等の設置が不要になり、また、沖合での杭打設の場合にも計測可能である。
【００４５】
また、杭にターゲットとして杭表面の色と異なる色のテープを貼り付けることで、その画面上に表示された画像の上下方向の移動量の検出・読み取りが容易となる。
【００４６】
なお、テープの画像の上下方向の移動量を画像処理することで得て杭のリバウンド量及び貫入量をパソコン１３が短時間で算出するようにしてもよい。
【００４７】
また、得られた杭のリバウンド量及び貫入量をパソコン１３にキーボード等から入力することで、杭の支持力を所定の計算式によりパソコン１３が演算し算出するようにしてもよい。この算出された支持力に基づいて杭の打ち止めの是非を速やかに判定することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、高速度カメラ１１で撮影した杭打設時のテープＲＴの画像をその後に再生して杭打設１回あたりのリバウンド量と貫入量とを計測するので計測に多少の時間的な遅れが生じるが、杭打設１回あたりのリバウンド量及び貫入量は、杭打設工程の終期にその杭の打ち止めの判定のために用いられるので、かかる計測の多少の時間的遅れは、杭打設工程にさほど影響を与えない。
【００４９】
また、制御部２７は中央演算処理装置（ＣＰＵ）から構成され、パソコン１３は、ハードディスク等からなる記憶部に上述の杭リバウンド量・貫入量計測装置・方法を動作させ実行させるためのプログラムがインストールされており、使用時に読み出されてＣＰＵによる制御の下で上述の各種の演算・保存・表示等が実行可能となっている。
【００５０】
また、図１，図２の杭リバウンド量・貫入量計測装置１０は、必ずしも遠距離計測にのみ適用されるのではなく、レンズを適宜変更することで、比較的近距離で同様に杭のリバウンド量・貫入量を計測するように構成できる。
【００５１】
上述のように、本実施形態によれば、カメラで杭の打撃時の変位量を検出しそのカメラの検出信号をもとに杭のリバウンド量及び貫入量を記録し計測する公知の杭リバウンド計測方法・装置とはまったく異なる原理による杭リバウンド量・貫入量計測方法・装置を実現することができる。
【００５２】
以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本実施形態では、鉛直方向下向きＤに打設される直杭を例にして説明したが、斜め方向に打設される斜杭の場合も同様にしてリバウンド量と貫入量とを計測することができる。この場合、斜杭の移動方向に直交するように目盛ラインを画面上に斜めに表示することが好ましいが、杭の画像を画像処理により所定角度回転させて表示することで、直杭と同様に表示して計測するようにしてもよい。
【００５３】
また、杭に設けるターゲット（目印）として杭表面の色と異なる色のテープを用いたが、これに限定されず他の構成のマーカ等であってもよく、また、表面反射率の大きい反射テープを用いてもよい。また、ターゲットの形状は図３のような長方形状のものに限定されず、他の形状であってもよい。また、ターゲットの寸法既知部は、テープの幅寸法に限らず、ターゲット形状に応じて他の部分であってもよく、また、ターゲットに実寸法線等を形成したもの等であってもよい。
【００５４】
また、表示部２６の画面２６ａ上にテープＲＴの画像をステップ的に表示するときの高速度カメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔は、例えば、最小で１ｍｓであり、１ｍｓ以上の範囲が好ましく、また、パソコン１３上でキーボード等の情報入力部からの入力等により１ｍｓ以上の任意の微小時間間隔で再生できるように設定可能に構成してもよい。
【００５５】
また、目盛情報生成部２２で目盛情報（目盛ライン）を生成するとき、図４のようにテープＲＴの画像の上端部ｐと下端部ｑとをマウス等を用いて手動で各画素位置を入力したが、本発明はこれに限定されず、自動的に入力するように構成してもよい。例えば、テープＲＴの画像の上端部ｐと下端部ｑとを公知のエッジ検出により検出し、その画素位置を自動入力するようにしてもよい。
【００５６】
また、図４，図６の画面２６ａに表示される目盛ラインＴは実線や細線や色を変えた線等であってよい。また、画面２６ａに表示される複数の目盛ラインＴの間隔は任意に設定できるようにしてもよく、また、短い単位の目盛ラインと長い単位の目盛ラインとを表示するようにしてもよく、それらを色別に表示するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 杭リバウンド量・貫入量計測装置
１１ 高速度カメラ
１３ パソコン
２２ 目盛情報生成部
２３ 演算部
２５ 保存部
２６ 表示部
２６ａ 画面
２７ 制御部
Ｐ 杭
ＲＴ テープ（ターゲット）
ｗ テープＲＴの幅
Ｔ 目盛ライン
ＬＢ リバウンド量
ΔＬ 貫入量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭打設時の杭のリバウンド量及び貫入量の計測方法および計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管杭等の杭打設工事では、打設する杭の打ち止めの判定のため、杭打設１回あたりの貫入量とリバウンド量を測定し、これらの測定値を用いて打設した杭の支持力を算出し、打ち止めの判断がなされている。この測定のため、従来、作業員が船外機（水底への杭打設の場合）やキーパを足場にし、鋼管杭に貼り付けたグラフ用紙に鉛筆を当て、１回の打撃ごとに鉛筆を右にスライドさせるといった人力作業による手動計測によって杭のリバウンド量と貫入量を計測していた。
【０００３】
また、最近では、鋼管杭に貼り付けた反射テープをＣＣＤカメラで連続撮影して、反射テープの移動量を算出し杭のリバウンド量と貫入量を計測する光学式杭リバウンド計測方法・装置が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。例えば、特許文献１の杭リバウンド量測定装置は、固体カメラで杭の打撃時の杭の高さ変位量の検出を行い、固体カメラの検出信号をもとに杭のリバウンド量及び貫入量を記録器で記録紙に記録するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−８１２７３号公報
【特許文献２】特開平１１−３４４３９６号公報
【特許文献３】特許第３６５３６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、手動測定は、作業員が打設用ハンマの直下に入って作業するため安全性に問題がある。また、光学式杭リバウンド計測は、計測可能距離が約３０ｍであることから、陸上にＣＣＤカメラを設置した場合、沖合の杭打設への適用は困難である。一方、ＣＣＤカメラを船上に設置した場合、ＣＣＤカメラが波浪の影響で動揺することから、動揺補正が必要になる。
【０００６】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、手動計測によらずに安全性を確保するとともに、陸上側から長距離計測が可能な杭のリバウンド量及び貫入量の計測方法及び計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための杭のリバウンド量及び貫入量計測方法は、杭打設時の杭のリバウンド量及び貫入量を計測するための計測方法であって、寸法が既知である寸法既知部を有するターゲットを打設対象の杭に設け、前記杭から離れた位置に設置したカメラにより前記杭の打設時に前記ターゲットを連続的に撮影し、前記カメラから出力した前記ターゲットの寸法既知部の画像情報から得た基準長さ情報に基づいて前記画面上に表示される目盛情報を生成し、前記杭の打設時に撮影したターゲットの画像を前記カメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に画面に表示して前記ターゲットの画像が前記画面上で移動するように表示することを特徴とする。
【０００８】
この杭のリバウンド量及び貫入量計測方法によれば、ターゲットの寸法既知部の画像情報から得た基準長さ情報に基づいて目盛情報を生成し画面上に表示し、杭の打設時に撮影したターゲットの画像をカメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に画面に表示するので、打設による杭の変位に対応してターゲットの画像が画面上で例えば上下方向に移動するとき、その画像の移動が緩やかに表示される。このため、寸法既知部の画像情報から得た目盛情報を用いて画面上でターゲット位置の移動量を定量的に求めることができるので、杭のリバウンド量及び貫入量を正確に計測することができる。このように、手動計測によらずに杭のリバウンド量及び貫入量を杭から離れて計測できるので、安全性を確保することができる。
【０００９】
上記杭のリバウンド量及び貫入量計測方法において、前記目盛情報として複数のラインを前記基準長さ情報に基づいて所定間隔で前記画面上の前記ターゲット画像の移動方向に直交するように表示することが好ましい。
【００１０】
また、前記カメラは望遠レンズを備える高速度カメラであることで、ターゲットの画像を微小時間間隔ごとにステップ的に画面に表示可能となるとともに、陸上側から長距離計測が可能となる。
【００１１】
上記目的を達成するための杭のリバウンド量及び貫入量計測装置は、杭打設時の杭のリバウンド量及び貫入量を計測するための計測装置であって、寸法が既知である寸法既知部を有するターゲットを打設対象の杭に設け、前記杭から離れた位置に前記杭の打設時に前記ターゲットを連続的に撮影するように設置されたカメラと、前記カメラから出力したターゲットの画像を画面に表示する表示部と、前記撮影したターゲットの寸法既知部の画像情報から基準長さ情報を演算する演算部と、前記基準長さ情報に基づいて前記表示部の画面に表示される目盛情報を生成する目盛情報生成部と、前記表示部と前記演算部と前記目盛情報形成部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記目盛情報生成部が前記基準長さ情報に基づいて前記画面上に表示される目盛情報を生成するように制御するとともに、前記杭の打設時に撮影したターゲットの画像を前記カメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に前記表示部の画面に表示して前記ターゲットの画像が前記画面上で移動するように表示することを特徴とする。
【００１２】
この杭のリバウンド量及び貫入量計測装置によれば、ターゲットの寸法既知部の画像情報から得た基準長さ情報に基づいて目盛情報を生成し画面上に表示し、杭の打設時に撮影したターゲットの画像をカメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に画面に表示するので、打設による杭の変位に対応してターゲットの画像が画面上で例えば上下方向に移動するとき、その画像の移動が緩やかに表示される。このため、寸法既知部の画像情報から得た目盛情報を用いて画面上でターゲット位置の移動量を定量的に求めることができるので、杭のリバウンド量及び貫入量を正確に計測することができる。このように、手動計測によらずに杭のリバウンド量及び貫入量を杭から離れて計測できるので、安全性を確保することができる。
【００１３】
上記杭のリバウンド量及び貫入量計測装置において前記目盛情報として複数のラインを前記基準長さ情報に基づいて所定間隔で前記画面上の前記ターゲット画像の移動方向に直交するように表示することが好ましい。
【００１４】
また、前記カメラは望遠レンズを備える高速度カメラであることで、ターゲットの画像を微小時間間隔ごとにステップ的に画面に表示可能となるとともに、陸上側から長距離計測が可能となる。
【００１５】
また、前記カメラで撮影したターゲットの画像を保存する保存部を備え、前記ターゲット画像を再生可能であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の杭のリバウンド量及び貫入量の計測方法及び計測装置によれば、手動計測によらずに離れた位置で計測が可能であり安全性を確保できるとともに、カメラが望遠レンズを備えることで陸上側から長距離計測が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態による杭リバウンド量・貫入量計測装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の杭リバウンド量・貫入量計測装置を概略的に示すブロック図である。
【図３】図１の打設対象の杭Ｐの表面にターゲットとして貼り付けられたテープＲＴを示す図である。
【図４】図１，図３の杭Ｐ上のテープＲＴを高速度カメラ１１で撮影して表示部の画面に表示したテープＲＴの画像を示す図である。
【図５】杭打設時の杭の変位量の時間変化を示す概略図である。
【図６】図５の杭打設時に図１，図２の表示部に表示されるテープの画像が段階的に移動した位置（ａ）〜（ｄ）を示す図４と同様の図である。
【図７】図１，図２の杭リバウンド量・貫入量計測装置による計測工程を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図１は本実施形態による杭リバウンド量・貫入量計測装置の全体構成を概略的に示す図である。図２は図１の杭リバウンド量・貫入量計測装置を概略的に示すブロック図である。図３は、図１の打設対象の杭Ｐの表面にターゲットとして貼り付けられたテープＲＴを示す図である。
【００１９】
図１，図２のように、杭リバウンド量・貫入量計測装置１０は、ＣＣＤ等の固体撮像素子から構成され高速度撮影が可能な高速度カメラ１１と、高速度カメラ１１の撮影前の焦点や画角等の調整や撮影した画像の再生のためのモニタ１２と、高速度カメラ１１を制御するとともに高速度カメラ１１から画像信号が入力し各種処理を行い画像の再生が可能なパーソナルコンピュータ（パソコン）１３と、を備える。
【００２０】
杭リバウンド量・貫入量計測装置１０の計測対象である杭Ｐは、円筒状の鋼管からなり、図１のように、水面Ｓから水底Ｔへと油圧ハンマＨＡの打撃により鉛直方向下向きＤに打設されて水底Ｔから地盤内に打ち込まれる。杭Ｐに対する油圧ハンマＨＡによる打撃は短時間で多数回（例えば、１秒／１打撃）行われる。
【００２１】
図１のように、高速度カメラ１１は、計測対象である杭Ｐから離れた陸上の所定位置に三脚１５等を用いて設置され、杭Ｐに予め貼り付けられたテープＲＴをターゲットとし、テープＲＴを含む杭Ｐ上の撮影領域ＡＲを撮影する。高速度カメラ１１は、望遠レンズを備えることで、計測対象である杭Ｐが沖合の比較的長距離（例えば、２００ｍ）に位置する場合でも杭Ｐ上のテープＲＴを撮影可能である。また、高速度カメラ１１は、例えば、最大撮影速度が１０００コマ／秒程度であり、この最大撮影速度範囲内で切り換えが可能であり、最小で１．０ｍｓ（１／１０００秒）の微小時間間隔で連続的な撮影が可能である。
【００２２】
なお、図１のように、鮮明度の向上や露出不足解消のために、杭Ｐ上の撮影領域ＡＲに対しハロゲンランプ等からなる照射部１６から照射光が照射されるようにしてもよい。
【００２３】
図３のように、図１の打設対象の杭Ｐの水面Ｓから上の部分に、既知の一定幅ｗを有する細長状のテープＲＴを円筒状の杭Ｐの円周方向に予め貼り付けておく。テープＲＴは、杭表面の色と異なる色を有するテープが杭と見分け易いため好ましい。なお、杭に設けるターゲットとしてテープではなく、既知の一定幅ｗを有し杭表面の色と異なる色の矩形状等のマークであってもよく、かかるマークは予め杭表面に塗料等で画いておく。
【００２４】
図２のように、パソコン１３は、高速度カメラ１１からの画像信号が入力される入力部２１と、画像情報を出力する出力部２４と、ハードディスクやフラッシュメモリ等から構成され画像情報を保存する保存部２５と、液晶パネル等からなる画面２６ａに画像を表示する表示部２６と、テープＲＴの画像情報から基準長さ情報等を演算する演算部２３と、演算された基準長さ情報に基づいて表示部２６の画面２６ａに表示される目盛表示ラインを生成する目盛情報生成部２２と、制御部２７と、を有する。制御部２７は、演算部２３，目盛情報生成部２２，出力部２４，保存部２５及び表示部２６を制御する。
【００２５】
表示部２６の画面２６ａは、ｘｙ平面上にマトリックス状に配列された多数の画素から構成され、各画素がｘｙ座標で特定できるようになっている。また、パソコン１３は、各種の情報を手動入力する情報入力部として公知のキーボードやマウス等のポインティングデバイスを有する。
【００２６】
高速度カメラ１１により撮影されて保存部２５に保存された画像情報は制御部２７の制御により保存部２５から読み出されて表示部２６の画面２６ａに表示される。このように、パソコン１３は保存画像を再生する再生機能を備え、また、早送りや巻き戻しや一時停止等の公知の各機能を備えている。
【００２７】
次に、図２の演算部２３，目盛情報生成部２２の機能について図４を参照して説明する。図４は、図１，図３の杭Ｐ上のテープＲＴを高速度カメラ１１で撮影して表示部の画面に表示したテープＲＴの画像を示す図である。
【００２８】
高速度カメラ１１で杭Ｐ上のテープＲＴを撮影すると、図４のように、パソコン１３の表示部２６の画面２６ａにテープＲＴの画像が表示される。ここで、制御部２７の制御の下で目盛情報生成部２２が起動し、パソコン１３のマウスで図４のテープＲＴの画像の上端部ｐをクリックすると、制御部２７が上端部ｐに位置する画素の座標（ｘｐ，ｙｐ）を記憶し、次に、テープＲＴの下端部ｑをクリックすると、制御部２７が下端部ｑに位置する画素の座標（ｘｑ，ｙｑ）を記憶する。
【００２９】
テープＲＴの幅ｗ（ｍｍ）は、既知の一定値であり、各画素のｙ座標ｙｐとｙｑとの差である画素数（ｙｐ−ｙｑ）と対応し比例関係にあるから、制御部２７の制御の下で演算部２３が基準長さ情報として１画素あたりの長さＫ（ｍｍ）を次式（１）から求めることができる。
【００３０】
Ｋ＝ｗ／（ｙｐ−ｙｑ） （１）
【００３１】
目盛情報生成部２２は、画面２６ａに例えば１０ｍｍに相当する長さ単位で目盛ラインを表示する場合、演算部２３が次式（２）により求めた画素数Ｇの間隔（長さ１０ｍｍに相当する）を有する複数の目盛ラインの目盛情報を生成し、図４の破線のように画面２６ａ上に画素数Ｇの一定間隔で複数の目盛ラインＴが画面の横方向に表示される。
【００３２】
Ｇ＝１０×（１／Ｋ） （２）
【００３３】
上述のようにして、表示部２６の画面２６ａに杭Ｐ上のテープＲＴの画像が表示されるとともに、テープＲＴの既知の幅ｗに基づいて各目盛ラインＴの間隔を補正して複数の目盛ラインＴを表示することができる。このため、高速度カメラ１１の設置位置の変更や望遠レンズの種類の変更や計測対象の杭Ｐの変更などが生じた場合、その都度、目盛情報生成部２２，演算部２３により目盛ラインＴを生成し補正することで、常に正しい目盛間隔で複数の目盛ラインＴを画面２６ａ上に表示することができる。
【００３４】
次に、杭打設時の杭の変位について図５を参照して説明する。図５は杭打設時の杭の変位量の時間変化を示す概略図である。
【００３５】
図１のように油圧ハンマＨＡで杭Ｐを打撃することで杭Ｐは水底Ｔから打設され、１回の打撃毎に僅かずつ地盤内に貫入するが、１回の打撃で杭Ｐは、図１のようにテープＲＴが貼り付けられた近傍で図５のように変位し、その変位量は時間ｔ内で次のように変動する。すなわち、図５の点ａの直後に杭Ｐが油圧ハンマＨＡにより打撃されると杭Ｐは比較的急激に下方向に変位し、杭Ｐの変位量は、点ｂで最下レベルに達した後、リバウンドし点ｃで最上レベルに達し、その後、下方向に若干戻り、点ｄの前後でほぼ安定する。このときの点ｂと点ｄとの間の変位量が打撃１回あたりのリバウンド量ＬＢであり、点ａと点ｄとの間の変位量が打撃１回あたりの貫入量ΔＬである。
【００３６】
次に、上述の杭リバウンド量・貫入量計測装置による計測工程について図６，図７を参照して説明する。図６は図５の杭打設時に図１，図２の表示部に表示されるテープの画像が段階的に移動した位置（ａ）〜（ｄ）を示す図４と同様の図である。図７は図１，図２の杭リバウンド量・貫入量計測装置による計測工程を説明するためのフローチャートである。
【００３７】
図７のように、高速度カメラ１１のピント等の調整を行ってから杭上に設けられたターゲットであるテープＲＴを撮影する（Ｓ０１）。この撮影したテープＲＴの画像により図４のようにして複数の目盛ラインＴを生成し画面２６ａ上に表示する（Ｓ０２）。なお、かかる目盛ラインの生成動作は、一度行えば、その後同じ間隔で画面２６ａ上に表示されるので、高速度カメラ１１の設置位置の変更や望遠レンズの種類の変更や計測対象の杭の変更などが生じない限り、必要ない。
【００３８】
杭打設が行われると（Ｓ０３）、図５のような１回の打撃時に杭ＰのテープＲＴの位置は杭Ｐとともに移動するが、高速度カメラ１１でテープＲＴの画像を連続的に撮影する（Ｓ０４）。この撮影したテープＲＴの画像をパソコン１３の保存部２５に保存し、保存部２５から読み出して表示部２６の画面２６ａに表示し再生する（Ｓ０５）。このテープＲＴの画像は、例えば、撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔１ｍｓごとにステップ的に連続して表示される。
【００３９】
すなわち、図５の１回の打撃時における点ａ，ｂ，ｃ，ｄに対応してテープＲＴの画像は、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）のようにそれぞれ画面２６ａに表示される。このとき、テープＲＴの画像は、図６（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）の順に画面２６ａの上下方向に移動するようにして表示されるが、かかる画像は、実際の移動が図５のように比較的急激に起こる（図５の時間ｔは例えば１秒程度）のに対し、表示画像が例えば高速カメラ１１の撮影速度（１／１０００秒）に基づく微小時間間隔１ｍｓごとの画像のため、画面２６ａ上では上下方向にかなりゆっくりと移動しながら表示される。そして、図６（ａ）〜（ｄ）のような画面２６ａでテープＲＴの画像の例えば上辺ｒの位置を、画面２６ａの横方向（テープ画像の移動方向の上下方向に直交する）に表示された目盛ラインＴを用いて、直接読み取る（Ｓ０６）。
【００４０】
上述の読み取り時に、目盛ラインＴによりテープＲＴの画像位置の移動量を定量的に求めることができ、図５の点ｂに対応する図６（ｂ）の上辺ｒの位置と点ｄに対応する図６（ｄ）の上辺ｒの位置との差を読み取ることでリバウンド量ＬＢを読み取ることができ、また、点ａに対応する図６（ａ）の上辺ｒの位置と点ｄに対応する図６（ｄ）の上辺ｒの位置との差を読み取ることで貫入量ΔＬを読み取ることができる。なお、テープＲＴの画像位置を読み取る基準点は、上辺ｒに限定されず、例えば、テープＲＴの下辺やテープＲＴの四隅のいずれかであってもよい。
【００４１】
次に、上述のようにして読み取られた打設１回あたりのリバウンド量ＬＢと貫入量ΔＬを用いて所定の計算式により杭の支持力を算出する（Ｓ０７）。次に、算出された支持力に基づいて杭の打ち止めの是非を判定する（Ｓ０８）。打ち止めと判定されない場合、打設工程Ｓ０３に戻る。
【００４２】
以上のように、図１，図２の杭リバウンド量・貫入量計測装置１０によれば、杭打設時に杭ＰのテープＲＴの画像を高速度カメラ１１で連続的に取得してから、パソコン１３の表示部２６の画面２６ａにカメラ撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に表示することで、図６（ａ）〜（ｄ）のようにテープＲＴの画像が画面２６ａ上で移動してもかなり緩やかに表示される。このため、杭のリバウンド及び貫入状態を直接目で見て確認でき、杭打設１回あたりの杭のリバウンド量と貫入量とを直接読み取ることができる。このとき、テープＲＴの既知の幅ｗに基づいて生成されて画面２６ａ上に正確に表示された複数の目盛ラインＴを用いることで、杭のリバウンド量と貫入量とを精度よく読み取ることができる。
【００４３】
また、陸上の離れた位置から杭のリバウンド量と貫入量とを直接読み取ることができるので、従来のように手動計測のため作業員が打設ハンマ直下に入って作業する必要がなくなり、作業員の安全性を確保することができる。また、水底への杭打設の場合でも陸上側から計測可能であるので、カメラを船上に設置する必要はなく、カメラの波浪の影響による動揺はないから、従来のような動揺補正は必要ない。
【００４４】
また、高速度カメラ１１は、杭の位置や鉛直度を計測する測量器と同様に陸上の固定点に設置することができる。また、従来の光学式杭リバウンド計測は計測可能距離が約３０ｍであるのに対し、高速度カメラ１１に望遠レンズを使用することで長距離計測（例えば２００ｍ）が可能である。この場合、いかなる倍率の望遠レンズを使用しても、ターゲットの既知の寸法に基づいて目盛ラインを画面上に生成できるので、ターゲットの移動量を常に正確に読み取ることができる。このように、長距離計測が可能であるから、測量櫓等の設置が不要になり、また、沖合での杭打設の場合にも計測可能である。
【００４５】
また、杭にターゲットとして杭表面の色と異なる色のテープを貼り付けることで、その画面上に表示された画像の上下方向の移動量の検出・読み取りが容易となる。
【００４６】
なお、テープの画像の上下方向の移動量を画像処理することで得て杭のリバウンド量及び貫入量をパソコン１３が短時間で算出するようにしてもよい。
【００４７】
また、得られた杭のリバウンド量及び貫入量をパソコン１３にキーボード等から入力することで、杭の支持力を所定の計算式によりパソコン１３が演算し算出するようにしてもよい。この算出された支持力に基づいて杭の打ち止めの是非を速やかに判定することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、高速度カメラ１１で撮影した杭打設時のテープＲＴの画像をその後に再生して杭打設１回あたりのリバウンド量と貫入量とを計測するので計測に多少の時間的な遅れが生じるが、杭打設１回あたりのリバウンド量及び貫入量は、杭打設工程の終期にその杭の打ち止めの判定のために用いられるので、かかる計測の多少の時間的遅れは、杭打設工程にさほど影響を与えない。
【００４９】
また、制御部２７は中央演算処理装置（ＣＰＵ）から構成され、パソコン１３は、ハードディスク等からなる記憶部に上述の杭リバウンド量・貫入量計測装置・方法を動作させ実行させるためのプログラムがインストールされており、使用時に読み出されてＣＰＵによる制御の下で上述の各種の演算・保存・表示等が実行可能となっている。
【００５０】
また、図１，図２の杭リバウンド量・貫入量計測装置１０は、必ずしも遠距離計測にのみ適用されるのではなく、レンズを適宜変更することで、比較的近距離で同様に杭のリバウンド量・貫入量を計測するように構成できる。
【００５１】
上述のように、本実施形態によれば、カメラで杭の打撃時の変位量を検出しそのカメラの検出信号をもとに杭のリバウンド量及び貫入量を記録し計測する公知の杭リバウンド計測方法・装置とはまったく異なる原理による杭リバウンド量・貫入量計測方法・装置を実現することができる。
【００５２】
以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本実施形態では、鉛直方向下向きＤに打設される直杭を例にして説明したが、斜め方向に打設される斜杭の場合も同様にしてリバウンド量と貫入量とを計測することができる。この場合、斜杭の移動方向に直交するように目盛ラインを画面上に斜めに表示することが好ましいが、杭の画像を画像処理により所定角度回転させて表示することで、直杭と同様に表示して計測するようにしてもよい。
【００５３】
また、杭に設けるターゲット（目印）として杭表面の色と異なる色のテープを用いたが、これに限定されず他の構成のマーカ等であってもよく、また、表面反射率の大きい反射テープを用いてもよい。また、ターゲットの形状は図３のような長方形状のものに限定されず、他の形状であってもよい。また、ターゲットの寸法既知部は、テープの幅寸法に限らず、ターゲット形状に応じて他の部分であってもよく、また、ターゲットに実寸法線等を形成したもの等であってもよい。
【００５４】
また、表示部２６の画面２６ａ上にテープＲＴの画像をステップ的に表示するときの高速度カメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔は、例えば、最小で１ｍｓであり、１ｍｓ以上の範囲が好ましく、また、パソコン１３上でキーボード等の情報入力部からの入力等により１ｍｓ以上の任意の微小時間間隔で再生できるように設定可能に構成してもよい。
【００５５】
また、目盛情報生成部２２で目盛情報（目盛ライン）を生成するとき、図４のようにテープＲＴの画像の上端部ｐと下端部ｑとをマウス等を用いて手動で各画素位置を入力したが、本発明はこれに限定されず、自動的に入力するように構成してもよい。例えば、テープＲＴの画像の上端部ｐと下端部ｑとを公知のエッジ検出により検出し、その画素位置を自動入力するようにしてもよい。
【００５６】
また、図４，図６の画面２６ａに表示される目盛ラインＴは実線や細線や色を変えた線等であってよい。また、画面２６ａに表示される複数の目盛ラインＴの間隔は任意に設定できるようにしてもよく、また、短い単位の目盛ラインと長い単位の目盛ラインとを表示するようにしてもよく、それらを色別に表示するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 杭リバウンド量・貫入量計測装置
１１ 高速度カメラ
１３ パソコン
２２ 目盛情報生成部
２３ 演算部
２５ 保存部
２６ 表示部
２６ａ 画面
２７ 制御部
Ｐ 杭
ＲＴ テープ（ターゲット）
ｗ テープＲＴの幅
Ｔ 目盛ライン
ＬＢ リバウンド量
ΔＬ 貫入量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭打設時の杭のリバウンド量及び貫入量を計測するための計測方法であって、
寸法が既知である寸法既知部を有するターゲットを打設対象の杭に設け、
前記杭から離れた位置に設置したカメラにより前記杭の打設時に前記ターゲットを連続的に撮影し、
前記カメラから出力した前記ターゲットの寸法既知部の画像情報から得た基準長さ情報に基づいて前記画面上に表示される目盛情報を生成し、
前記杭の打設時に撮影したターゲットの画像を前記カメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に画面に表示して前記ターゲットの画像が前記画面上で移動するように表示することを特徴とする杭のリバウンド量及び貫入量計測方法。
【請求項２】
前記目盛情報として複数のラインを前記基準長さ情報に基づいて所定間隔で前記画面上の前記ターゲット画像の移動方向に直交するように表示する請求項１に記載の杭のリバウンド量及び貫入量計測方法。
【請求項３】
前記カメラは望遠レンズを備える高速度カメラである請求項１または２に記載の杭のリバウンド量及び貫入量計測方法。
【請求項４】
杭打設時の杭のリバウンド量及び貫入量を計測するための計測装置であって、
寸法が既知である寸法既知部を有するターゲットを打設対象の杭に設け、前記杭から離れた位置に前記杭の打設時に前記ターゲットを連続的に撮影するように設置されたカメラと、
前記カメラから出力したターゲットの画像を画面に表示する表示部と、
前記撮影したターゲットの寸法既知部の画像情報から基準長さ情報を演算する演算部と、
前記基準長さ情報に基づいて前記表示部の画面に表示される目盛情報を生成する目盛情報生成部と、
前記表示部と前記演算部と前記目盛情報形成部とを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記目盛情報生成部が前記基準長さ情報に基づいて前記画面上に表示される目盛情報を生成するように制御するとともに、前記杭の打設時に撮影したターゲットの画像を前記カメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に前記表示部の画面に表示して前記ターゲットの画像が前記画面上で移動するように表示することを特徴とする杭のリバウンド量及び貫入量計測装置。
【請求項５】
前記目盛情報として複数のラインを前記基準長さ情報に基づいて所定間隔で前記画面上の前記ターゲット画像の移動方向に直交するように表示する請求項４に記載の杭のリバウンド量及び貫入量計測装置。
【請求項６】
前記カメラは望遠レンズを備える高速度カメラである請求項４または５に記載の杭のリバウンド量及び貫入量計測装置。
【請求項７】
前記カメラで撮影したターゲットの画像を保存する保存部を備え、前記ターゲット画像を再生可能である請求項４乃至６のいずれか１項に記載の杭のリバウンド量及び貫入量計測装置。
【請求項１】
杭打設時の杭のリバウンド量及び貫入量を計測するための計測方法であって、
寸法が既知である寸法既知部を有するターゲットを打設対象の杭に設け、
前記杭から離れた位置に設置したカメラにより前記杭の打設時に前記ターゲットを連続的に撮影し、
前記カメラから出力した前記ターゲットの寸法既知部の画像情報から得た基準長さ情報に基づいて前記画面上に表示される目盛情報を生成し、
前記杭の打設時に撮影したターゲットの画像を前記カメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に画面に表示して前記ターゲットの画像が前記画面上で移動するように表示することを特徴とする杭のリバウンド量及び貫入量計測方法。
【請求項２】
前記目盛情報として複数のラインを前記基準長さ情報に基づいて所定間隔で前記画面上の前記ターゲット画像の移動方向に直交するように表示する請求項１に記載の杭のリバウンド量及び貫入量計測方法。
【請求項３】
前記カメラは望遠レンズを備える高速度カメラである請求項１または２に記載の杭のリバウンド量及び貫入量計測方法。
【請求項４】
杭打設時の杭のリバウンド量及び貫入量を計測するための計測装置であって、
寸法が既知である寸法既知部を有するターゲットを打設対象の杭に設け、前記杭から離れた位置に前記杭の打設時に前記ターゲットを連続的に撮影するように設置されたカメラと、
前記カメラから出力したターゲットの画像を画面に表示する表示部と、
前記撮影したターゲットの寸法既知部の画像情報から基準長さ情報を演算する演算部と、
前記基準長さ情報に基づいて前記表示部の画面に表示される目盛情報を生成する目盛情報生成部と、
前記表示部と前記演算部と前記目盛情報形成部とを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記目盛情報生成部が前記基準長さ情報に基づいて前記画面上に表示される目盛情報を生成するように制御するとともに、前記杭の打設時に撮影したターゲットの画像を前記カメラ撮影時の撮影速度に基づく微小時間間隔ごとにステップ的に前記表示部の画面に表示して前記ターゲットの画像が前記画面上で移動するように表示することを特徴とする杭のリバウンド量及び貫入量計測装置。
【請求項５】
前記目盛情報として複数のラインを前記基準長さ情報に基づいて所定間隔で前記画面上の前記ターゲット画像の移動方向に直交するように表示する請求項４に記載の杭のリバウンド量及び貫入量計測装置。
【請求項６】
前記カメラは望遠レンズを備える高速度カメラである請求項４または５に記載の杭のリバウンド量及び貫入量計測装置。
【請求項７】
前記カメラで撮影したターゲットの画像を保存する保存部を備え、前記ターゲット画像を再生可能である請求項４乃至６のいずれか１項に記載の杭のリバウンド量及び貫入量計測装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１２２３１３（Ｐ２０１１−１２２３１３Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７９１０５（Ｐ２００９−２７９１０５）
【出願日】平成２１年１２月９日（２００９．１２．９）
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【出願人】（５９９０９８１２７）株式会社ソーキ (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月９日（２００９．１２．９）
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【出願人】（５９９０９８１２７）株式会社ソーキ (28)
【Ｆターム（参考）】
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