構造物据付のための画像情報取得装置および構造物据付誘導システム
【課題】据え付け対象である構造物を基礎杭等の目標物に据え付ける際に、目標物が水没している場合にも確実に構造物と目標物との相対位置を把握し確認可能な画像情報取得装置および構造物を確実に精度よく目標物に据え付けることができる構造物据付誘導システムを提供する。
【解決手段】この構造物据付のための画像情報取得装置１２は、据え付け対象の構造物の据付部に設置されて据え付けの目標となる目標物の画像情報を取得するものであって、空中、水面または水中で画像取得可能なカメラ部１３と、構造物に設置されてカメラ部を支持する支持部１４と、カメラ部を水面に浮上させる浮体部１５と、を備え、カメラ部が浮体部により水面で浮上することで目標物が水中にある場合でもカメラ部が目標物の画像を取得する。
【解決手段】この構造物据付のための画像情報取得装置１２は、据え付け対象の構造物の据付部に設置されて据え付けの目標となる目標物の画像情報を取得するものであって、空中、水面または水中で画像取得可能なカメラ部１３と、構造物に設置されてカメラ部を支持する支持部１４と、カメラ部を水面に浮上させる浮体部１５と、を備え、カメラ部が浮体部により水面で浮上することで目標物が水中にある場合でもカメラ部が目標物の画像を取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、据え付け対象である構造物と基礎杭などの目標物との相対位置を目視して把握可能な画像情報取得装置およびこの装置を用いた構造物据付誘導システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水上構造物の構築の際には、従来、陸上部の２方向（法線、法線直角）から光波測距儀を使用し、据え付け対象物の位置を測量し、無線機で目標物である基礎杭までの誘導を行い、据え付け対象物を基礎杭に据え付けていた。また、水上構造物の構築のために水底に打設された基礎杭に据え付け対象物であるジャケットのレグを差し込む工法が公知である。この差し込み施工の際、非特許文献１のように、ジャケットレグの基礎杭への差し込みを効率的に精度よく行うために、ジャケットレグ内に配置したカメラによりモニタリングしてジャケットレグと基礎杭との相対位置を把握し、ＧＰＳを用いてジャケットを基礎杭に対して誘導し、位置調整を行いながらジャケットレグを基礎杭へ差し込んでいる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「D滑走路建設工事におけるジャケット式桟橋の海上施工について」（http://www.haneda-d.jp/pdf/tec05_3.pdf）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、レグ内カメラによりレグと基礎杭との平面相対位置の把握が可能であるのは、基礎杭が水面から突き出ているときであり、例えば、干満差により、基礎杭が水没している場合には把握できないので、干満差の大きい地域では施工期間が限られてしまうという問題があった。また、レグ内カメラによる夜間における把握も不可能であった。
【０００５】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、据え付け対象である構造物を基礎杭等の目標物に据え付ける際に、目標物が水没している場合にも確実に構造物と目標物との相対位置を把握し確認可能な画像情報取得装置および構造物を確実に精度よく目標物に据え付けることができる構造物据付誘導システム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】
【０００６】
上記目的を達成するための構造物据付のための画像情報取得装置は、据え付け対象の構造物の据付部に設置されて据え付けの目標となる目標物の画像情報を取得する構造物据付のための画像情報取得装置であって、空中、水面または水中で画像取得可能なカメラ部と、前記構造物に設置されて前記カメラ部を支持する支持部と、前記カメラ部を水面に浮上させる浮体部と、を備え、前記カメラ部が前記浮体部により水面で浮上することで前記目標物が水中にある場合でも前記カメラ部が前記目標物の画像を取得することを特徴とする。
【０００７】
この構造物据付のための画像情報取得装置によれば、カメラ部が浮体部により水面で浮上することで目標物が水面または水中にある場合でもカメラ部が目標物の画像を取得することができるので、据え付け対象である構造物を目標物に据え付ける際に、目標物が水没している場合にも確実に構造物と目標物との相対位置を把握し確認することができる。
【０００８】
上記画像情報取得装置において前記カメラ部は、底面が光透過性である収納部を備えるか、または、水中撮影が可能な水中カメラから構成されることが好ましい。
【０００９】
また、前記カメラ部の近傍に照明部を設けることで、夜間等のため水中の目標物の画像が把握しにくい場合にも対応可能である。
【００１０】
また、前記構造物が水面側に移動したとき、前記カメラ部が前記浮体部により移動して水面に対する相対位置を一定に保つように前記支持部が前記カメラ部を支持することにより、構造物が据え付けの進行とともに水面近くへ移動したとき、カメラ部はそれに追随して水面に対する相対位置を保つので、目標物の画像の取得を続けることができるとともに、カメラ部が構造物側の画像をも撮影して取得できる。
【００１１】
また、前記目標物が水底地盤に打設された杭で、前記構造物の据付部が前記杭に挿入される開口部である場合、前記カメラ部は、そのカメラが前記開口部の中心軸に位置するように前記支持部に支持されることにより、目標物の画像の位置から目標物と開口部との相対位置を把握することができる。
【００１２】
上記目的を達成するための構造物据付誘導システムは、上記構造物据付のための画像情報取得装置と、前記画像情報取得装置で取得した画像情報の通信手段と、前記通信手段により送られた前記画像情報取得装置による画像情報をモニタ表示するモニタ装置と、を備え、据え付け対象の構造物の据付部の目標となる目標物の画像を前記モニタ装置に表示することを特徴とする。
【００１３】
この構造物据付誘導システムによれば、据え付け対象である構造物の据付部の目標となる目標物の画像をモニタ装置に表示できるので、かかる画像を目視し確認しながら据え付け対象の構造物の据え付けのための移動操作を行うことができる。このとき、目標物が水中にある場合でも目標物の画像を取得することができるので、目標物が水没している場合にも据え付け対象である構造物を基礎杭等の目標物に確実に精度よく据え付けることができる。
【００１４】
上記構造物据付誘導システムにおいて前記据え付け対象の構造物の据え付けの進行とともに前記構造物の据付部の画像をも前記モニタ装置に表示することが好ましい。
【００１５】
また、前記据え付け対象の構造物の位置情報を取得する光波測距儀による誘導装置をさらに備え、前記位置情報に基づいて前記構造物を前記目標物に向けて誘導することにより、目標物の画像をモニタ装置に表示可能となる前の段階において、据え付け対象である構造物を目標物に向けて誘導することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像情報取得装置によれば、据え付け対象である構造物を目標物に据え付ける際に、目標物が水没している場合にも確実に構造物と目標物との相対位置を把握し確認することができる。
【００１７】
また、本発明の構造物据付誘導システムによれば、目標物が水没している場合にも構造物を確実に精度よく目標物に据え付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態による構造物据付誘導システムの全体を概略的に示す図である。
【図２】図１の自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１の概略構成を示す図で、受梁上に設置される自動追尾式光波測距儀用ミラー（ａ）、既設構造部上に設置される自動追尾式光波測距儀等（ｂ）、および、起重機船のクレーン操作室に設置されるパソコン等（ｃ）を示す。
【図３】図１の受梁上に設置される画像情報取得装置の概略構成を示す図（ａ）、および、画像情報取得装置からの画像情報を表示するために起重機船のクレーン操作室に設置されるパソコン、モニタ等を示す図（ｂ）である。
【図４】図１，図３の画像情報取得装置を示す側面図である。
【図５】図４の画像情報取得装置の上面図である。
【図６】図４の画像情報取得装置の底面図である。
【図７】本実施形態における据え付け対象の構造物（受梁）の開口部と目標物である基礎杭との相対位置関係を示す図で、ずれた位置（ａ）、一致した据付位置（ｂ）、開口部に基礎杭が入った位置（ｃ）、および、据え付けが完了した位置（ｄ）をそれぞれ示す。
【図８】図３（ｂ）のモニタ４４に表示されるモニタ画像を概略的に示す図で、図７（ａ）〜（ｄ）の位置関係と対応するモニタ画像（ａ）〜（ｄ）をそれぞれ示す。
【図９】本実施形態の構造物据付誘導システム１０による図１の受梁の据え付け操作全体の工程Ｓ０１〜Ｓ１６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】
【００１９】
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構造物据付誘導システムの全体を概略的に示す図である。
【００２０】
図１に示すように、構造物据付誘導システム１０は、水底地盤に多数本打設された基礎杭Ｐに対し、水上構造物構築のためのジャケットを構成するＲＣ製の受梁Ｂを、起重機船ＳＨのクレーンＣＲの操作により基礎杭Ｐへ設置する際に誘導し、受梁Ｂの基礎杭Ｐに対する位置合わせを目視し確認できるように構成したものである。
【００２１】
構造物据付誘導システム１０は、自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１と、カメラによる画像情報取得装置１２と、を備える。図１の起重機船ＳＨのクレーン操作室ＰＥでは、構造物据付誘導システム１０の自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１からの位置情報に基づいて受梁Ｂを設置目標の基礎杭Ｐ１へと向けて移動させるとともに、カメラによる画像情報取得装置１２からの画像情報に基づいて受梁Ｂの円筒状の開口部Ｂ１と基礎杭Ｐ１との最終的な位置合わせを目視し確認しながら行うことができる。
【００２２】
図２は、自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１の概略構成を示す図で、受梁上に設置される自動追尾式光波測距儀用ミラー（ａ）、既設構造部上に設置される自動追尾式光波測距儀等（ｂ）、および、起重機船のクレーン操作室に設置されるパソコン等（ｃ）を示す。
【００２３】
自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１は、次のように構成され、図１のように、２つの自動追尾式光波測距儀による測定チャンネルＣＨ１，ＣＨ２を有する。すなわち、図２（ａ）の自動追尾式光波測距儀用ミラー２１，３１を据え付け対象の受梁Ｂの各所定位置にそれぞれ設け、図２（ｂ）の既設構造部の上部工Ｕ上に自動追尾式光波測距儀２２，３２，特定省電力無線装置２３，３３，および、送信アンテナ２４，３４を設置し、起重機船ＳＨのクレーン操作室ＰＥに、受信アンテナ２５，３５，特定省電力無線受信機２６，３６，および、パソコン（ＰＣ）２９，および、モニタ３０を設置する。
【００２４】
自動追尾式光波測距儀２２，３２は受梁Ｂのミラー２１，３１をターゲットにして視準し、その測定データを、送信機２３，３３，送信アンテナ２４，３４により無線伝送し、受信アンテナ２５，３５，受信機２６，３６により受信するようにして測定チャンネルＣＨ１，ＣＨ２により送受信することで、パソコン２９に入力する。パソコン２９では、測定データから受梁Ｂの座標位置情報を算出し、受梁Ｂの座標位置情報に基づいて解析を行い、受梁Ｂの目標物への移動量情報を算出し、受梁Ｂの現在の座標位置情報、現在方位および傾斜角など、ならびに、受梁Ｂの移動量情報および目標方位などをモニタ３０に表示する。これにより、起重機船ＳＨのクレーン操作室ＰＥでは、受梁Ｂの現在の位置や必要な移動量や目標方位をモニタ３０でリアルタイムに目視し確認できる。
【００２５】
なお、自動追尾式光波測距儀２２，３２は、自動追尾式トータルステーションともよばれ、自動追尾式光波測距儀用ミラー２１，３１をターゲットとして自動視準および自動追尾を行うもので、市販のものを使用できる。
【００２６】
図３は、受梁上に設置される画像情報取得装置の概略構成を示す図（ａ）、および、画像情報取得装置からの画像情報を表示するために起重機船のクレーン操作室に設置されるパソコン、モニタ等を示す図（ｂ）である。
【００２７】
画像情報取得装置１２は、図３（ａ）のように、据え付け対象の受梁Ｂの開口部Ｂ１の下方に設置されるカメラ部１３と、通信機４１，４２と、パソコン４３と、モニタ４４と、を備える。カメラ部１３は、目標物の基礎杭の画像情報を取得する。
【００２８】
画像情報取得装置１２は、図３（ａ）、（ｂ）のように、カメラ部１３で取得した画像情報を通信機４１により無線で送信し、図１の起重機船のクレーン操作室に設置された通信機４２で受信しパソコン（ＰＣ）４３に送り、モニタ４４に表示する。また、パソコン４３側から通信機４２、４１を通して操作情報を送信し、カメラ部１３を操作することができる。通信機４１，４２は無線LAN機器から構成できる。
【００２９】
次に、図４〜図６を参照して画像情報取得装置１２について説明する。図４は画像情報取得装置を示す側面図である。図５は図４の画像情報取得装置の上面図、図６は底面図である。
【００３０】
図４〜図６のように、画像情報取得装置１２は、さらに、据え付け対象の構造物に設置されてカメラ部１３を支持する支持部１４と、カメラ部１３を水面で浮上させる浮体部１５と、を備える。カメラ部１３は、ＣＣＤ撮像素子やレンズ等から構成されるカメラ１３ｂと、ライト１３ｃと、カメラ１３ｂおよびライト１３ｃを収納し密閉された箱状の収納部１３ａと、を有し、収納部１３ａが浮体部１５と一体になって水面に浮上するようになっている。
【００３１】
収納部１３ａは、底面がアクリル板などから光透過性に構成されるとともに全体が密閉され防水構造となっている。収納部１３ａに収納したカメラ１３ｂにより水中の基礎杭などの目標物の画像撮影が可能であり、また、この画像撮影のときライト１３ｃにより水中の基礎杭などの目標物を照明することができる。
【００３２】
支持部１４は、据え付け対象の構造物上に櫓状に設置される固定部１４ａと、固定部１４ａに支持されて、下端でカメラ部１３を支持する円筒管からなる支柱１４ｂと、を有する。
【００３３】
図４，図５のように、固定部１４ａは、平面的に等間隔に並べられた複数の脚１４ｃと、脚１４ｃの上に載る平板１４ｄと、を有する。円筒管からなる支柱１４ｂは、平板１４ｄの中央に設けられた貫通孔１４ｅ（図４の破線で示す）を上下動できるように緩やかに貫通している。支柱１４ｂの所定位置の周囲に支柱１４ｂよりも大径の円盤状の落下防止部１４ｆが設けられて固定されている。支柱１４ｂは、図４の位置で落下防止部１４ｆにより支持され、その位置に保持されるが、カメラ部１３が浮体部１５により浮き上がると、それに追随して上側に移動する。
【００３４】
また、円筒管からなる支柱１４ｂには長手方向に延びる回転防止部１４ｇが支柱１４ｂの外周面から突き出るように設けられ、回転防止部１４ｇが落下防止部１４ｆの円形貫通孔の内径部に設けられた凹部１４ｈ（図５）に係合することで、支柱１４ｂの平板１４ｄに対する回転が防止される。
【００３５】
図４，図６のように、浮体部１５は、内部にエアが充填された浮き輪状に構成され、浮体部１５および収納部１３ａの上部で浮体部１５とほぼ同径の支持円板１６に固定されて支持される。支持円板１６はその中心部で支柱１４ｂに取り付けられている。カメラ部１３の収納部１３ａは浮体部１５の内径空間１５ａに位置し、円形状の浮体部１５の中心にカメラ１３ｂが位置するようになっている。
【００３６】
カメラ部１３は、収納部１３ａと浮体部１５とが支持円板１６で一体化され、支柱１４ｂにより支持されて、据え付け対象の構造物である受梁Ｂの円筒状の開口部Ｂ１に挿入され、開口部Ｂ１の直下に位置するようになっている。このとき、支柱１４ｂで支持されるカメラ部１３のカメラ１３ｂは開口部Ｂ１の中心軸上に位置し、カメラ１３ｂが撮影する画像は、開口部Ｂ１のほぼ中心から見た画像となるので、モニタ画面の中心に目標物の基礎杭Ｐ１の画像が位置すれば、開口部Ｂ１の中心軸と基礎杭Ｐ１の中心軸とがほぼ一致したと判断することができる。
【００３７】
また、カメラ１３ｂおよびライト１３ｃのための電源ケーブルおよび信号線１７が支柱１４ｂの円筒管内に延びており、信号線１７は、図３（ａ）のように、通信機４１に接続される。カメラ１３ｂは信号線１７等を介して遠隔操作可能になっている。
【００３８】
上述の画像情報取得装置１２により取得するモニタ画像について図７，図８を参照して説明する。図７は、据え付け対象の構造物（受梁）の開口部と目標物である基礎杭との相対位置関係を示す図で、ずれた位置（ａ）、一致した据付位置（ｂ）、開口部に基礎杭が入った位置（ｃ）、および、据え付けが完了した位置（ｄ）をそれぞれ示す。図８は、図３（ｂ）のモニタ４４に表示されるモニタ画像を概略的に示す図で、図７（ａ）〜（ｄ）の位置関係と対応するモニタ画像（ａ）〜（ｄ）をそれぞれ示す。
【００３９】
図７（ａ）のように、受梁Ｂの開口部Ｂ１，Ｂ１に対し画像情報取得装置１２の支持部１４，１４およびカメラ部１３，１３をそれぞれ設置する。すなわち、図４の固定部１４ａを受梁Ｂ上に設置し、固定部１４ａで支持された支柱１４ｂを開口部Ｂ１へ挿入し、支柱１４ｂの先端のカメラ部１３が浮体部１５により水面Ｓに浮く。なお、図では、説明の便宜上、画像情報取得装置１２の支持部１４，１４およびカメラ部１３，１３をそれぞれ設置した２つの開口部Ｂ１，Ｂ１は隣接しているが、図１の複数の開口部Ｂ１のうちの例えば両端の開口部Ｂ１，Ｂ１に画像情報取得装置１２の支持部１４，１４およびカメラ部１３，１３を設置することが好ましい。
【００４０】
図７（ａ）の画像情報取得装置１２のカメラ部１３，１３で撮影した各画像情報は、図３（ａ）、（ｂ）のように、通信機４１，４２等を通して送受信され、図１の起重機船ＳＨのクレーン操作室ＰＥに設置されたパソコン４３に入力し、モニタ４４に画像が表示される。
【００４１】
すなわち、図７（ａ）のカメラ部１３，１３が水中の各基礎杭Ｐ１，Ｐ１の杭頭を撮影し、図８（ａ）のように、モニタ４４には、２つの画面４４ａ，４４ｂに各基礎杭の杭頭の画像ＰＡ，ＰＢが表示される。図７（ａ）では、受梁Ｂの開口部Ｂ１が基礎杭Ｐ１に対しずれた位置にあるため、図８（ａ）のように、モニタ４４の画面４４ａ，４４ｂにおいて各基礎杭の杭頭の画像ＰＡ，ＰＢはずれて表示される。
【００４２】
次に、図１のクレーン操作室ＰＥでは、図３（ｂ）、図８（ａ）のモニタ４４でモニタリングしながら、受梁Ｂの位置を微調整し、受梁Ｂを基礎杭Ｐ１へと誘導する。その結果、図７（ｂ）のように、開口部Ｂ１と基礎杭Ｐ１との各位置が一致し、受梁Ｂが据付位置に達すると、図８（ｂ）のように、モニタ４４の画面４４ａ，４４ｂのほぼ中心に各基礎杭の杭頭の画像ＰＡ，ＰＢが表示される。これにより、クレーン操作室ＰＥにおいて受梁Ｂの位置が基礎杭Ｐ１の位置と一致して据付位置に至ったことを確認できる。
【００４３】
次に、図１のクレーン操作室ＰＥでの操作により、受梁Ｂを降下させることで、図７（ｃ）のように、開口部Ｂ１に基礎杭Ｐ１が入り込み、受梁Ｂが水面Ｓに近づき、水面Ｓが受梁Ｂの開口部Ｂ１内へと上昇するが、このとき、カメラ部１３は、浮体部１５による浮力で水面Ｓに浮いたまま追随して上昇することで、開口部Ｂ１内に位置するようになって、基礎杭Ｐ１の杭頭とともに開口部Ｂ１の内周面を撮影する。このときのモニタ４４の画面４４ａ，４４ｂには、図８（ｃ）のように、各基礎杭Ｐ１の杭頭の画像ＰＡ，ＰＢとともに開口部Ｂ１の内周面の画像Ｂ２が表示される。
【００４４】
クレーン操作室ＰＥでは、図８（ｃ）の各基礎杭Ｐ１の杭頭の画像ＰＡ，ＰＢおよび開口部Ｂ１の内周面の画像Ｂ２をモニタリングしながら、開口部Ｂ１と基礎杭Ｐ１との間の隙間Ｃ（上面から見た）を目視し確認できる。
【００４５】
図１のクレーン操作室ＰＥで、図８（ｃ）のようにモニタ４４上で開口部Ｂ１と基礎杭Ｐ１との間の隙間Ｃがほぼ一定で、基礎杭Ｐ１が開口部Ｂ１内にほぼ中心にあること確認してから、図７（ｄ）のように、受梁Ｂをさらに降下させて基礎杭Ｐ１の杭頭を開口部Ｂ１の内周面の当接部Ｂ３に当接させる。このとき、受梁Ｂはさらに水面Ｓに近づき、カメラ部１３は当接部Ｂ３を超えて上方に移動し、モニタ４４には、各基礎杭Ｐ１の杭頭の画像ＰＡ，ＰＢと当接部Ｂ３の画像、および、開口部Ｂ１の内周面の画像Ｂ２が表示される。
【００４６】
上述のようにして、受梁Ｂを基礎杭Ｐ１に対し沈設させて、基礎杭Ｐ１に据え付けることができる。この後、画像情報取得装置１２の支持部１４やカメラ部１３等を回収し、次の受梁の据え付けに用いることができる。
【００４７】
本実施形態の画像情報取得装置１２によれば、起重機船ＳＨのクレーンＣＲにより据え付け対象の構造物である受梁Ｂを目標物の基礎杭Ｐ１に据え付ける際に、基礎杭Ｐ１が水中に没している場合でも、カメラ部１３を防水構造としているので、基礎杭Ｐ１をモニタ４４に表示でき、さらに、受梁Ｂの据え付けの進行とともに受梁Ｂの開口部Ｂ１をもモニタ４４に表示できるので、開口部Ｂ１と基礎杭Ｐ１との両位置をリアルタイムに目視し確認できる。このため、図１の起重機船ＳＨのクレーン操作室ＰＥにおいて基礎杭Ｐ１に対する開口部Ｂ１の最終的な位置合わせ操作を確実に精度よく行うことができる。
【００４８】
次に、本実施形態の構造物据付誘導システム１０による図１の受梁の据え付け操作全体の工程Ｓ０１〜Ｓ１６について図９のフローチャートを参照して説明する。
【００４９】
図１の起重機船ＳＨによる据え付け対象である受梁Ｂの吊り出し準備をする（Ｓ０１）。すなわち、図１，図２（ａ）〜（ｃ）のように、受梁Ｂの所定位置に視準対象のターゲットとなる自動追尾式光波測距儀用ミラー２１，３１を取り付け、既設構造部の上部工Ｕ上に自動追尾式光波測距儀２２，３２を設置する等して、自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１を設置し各種設定を行う（Ｓ０２）。他方、画像情報取得装置１２を、上述の図７（ａ）のように、受梁Ｂの開口部Ｂ１に設置し、モニタ４４の動作を確認する（Ｓ０３）。自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１、および、画像情報取得装置１２の各動作が良好であるか否かを確認する（Ｓ０４）。
【００５０】
次に、構造物据付誘導システム１０を起動させ（Ｓ０５）、上述の自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１、および、画像情報取得装置１２を動作させ、各動作が良好であるか否かを確認する（Ｓ０６）。
【００５１】
次に、各装置１１，１２の各動作が良好であれば、図１の起重機船ＳＨのクレーンＣＲにより受梁Ｂを吊り出し（Ｓ０７）、起重機船ＳＨによる受梁Ｂの据え付け移動を開始する（Ｓ０８）。そして、自動追尾式光波測距儀２２，３２によりミラー２１，３１をターゲットとして視準し（Ｓ０９）、クレーンＣＲに吊り下げられた受梁Ｂの自動追尾を開始する（Ｓ１０）。
【００５２】
自動追尾式光波測距儀２２，３２で得られた受梁Ｂの座標位置情報に基づいて受梁Ｂの目標物までの移動量情報（目標方位を含む）をモニタ３０に表示し、かかるモニタ表示を目視してクレーン操作室ＰＥで起重機船ＳＨを操作する。このようにして、自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１により、起重機船ＳＨのクレーンＣＲに吊り下げられた受梁Ｂを目標物の基礎杭Ｐ１へと誘導する（Ｓ１１）。
【００５３】
上記誘導を、上述のように、自動追尾式光波測距儀２２，３２が受梁Ｂのミラー２１，３１をターゲットとして視準し捕捉して得た座標位置情報に基づいて行い、受梁Ｂが目標座標位置に達するまで捕捉状態を続ける（Ｓ１２）。
【００５４】
受梁Ｂが目標座標位置に達した時点で、自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１を用いた誘導が終了したと判断し（Ｓ１３）、この誘導が終了すると、クレーン操作室ＰＥでは、画像情報取得装置１２によるモニタリングを開始する（Ｓ１４）。すなわち、図８（ａ）のように画像情報取得装置１２のモニタ４４にカメラ部１３によって取得した基礎杭Ｐ１，Ｐ１の杭頭の画像ＰＡ，ＰＢを表示し、次に、クレーン操作室ＰＥで図８（ｂ）のように画像ＰＡ，ＰＢが画面の中心位置になるまで受梁Ｂの開口部Ｂ１の据付位置を微調整する（Ｓ１５）。
【００５５】
基礎杭Ｐ１に対する受梁Ｂの開口部Ｂ１の据付位置が図７（ｂ）のように画面の中心であると確認したら、図７（ｃ）（ｄ）、図８（ｃ）（ｄ）のようにして、受梁Ｂを基礎杭Ｐ１に据え付ける（Ｓ１６）。
【００５６】
以上のように、本実施形態の構造物据付誘導システム１０によれば、据え付け対象の構造物の受梁Ｂを起重機船ＳＨのクレーンＣＲにより移動させるとき、自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１で受梁Ｂを基礎杭Ｐ１へと大まかに誘導してから、基礎杭Ｐ１に対する受梁Ｂの開口部Ｂ１の最終的な位置合わせのための微調整を、画像情報取得装置１２により取得した画像をモニタ４４でリアルタイムに目視し確認しながら行うことができる。このため、受梁Ｂの基礎杭Ｐ１への据え付け施工を確実に精度よくかつ効率よく行うことができる。
【００５７】
また、目標物である基礎杭Ｐ１が水中に没している場合でも、画像情報取得装置１２のカメラ部１３により水中の基礎杭Ｐ１の杭頭の画像を取得できるので、基礎杭Ｐ１が水没している場合にも据え付け対象である受梁Ｂを基礎杭Ｐ１に確実に精度よく据え付けることができる。したがって、例えば、干満差により基礎杭等の目標物が水没している場合でも、据え付け工事を行うことができ、干満差の大きい地域でも施工期間が限られてしまうことはないので、据え付け施工を効率的に行うことができる。
【００５８】
従来、起重機船のクレーン操作室からでは据え付け対象の構造物と目標物の基礎杭との位置関係が明確でないため、光波測距儀による測量を行い、測量結果を無線機で通話連絡し、その誘導を頼りに据え付けを行っていたため、据え付けの微調整が困難であり、時間もかかり、また、人的誘導において測量や伝達等の誤りに起因する据え付け対象の構造物と目標物との接触による損傷を回避するために確認作業に手間取る等の問題があったのに対し、本実施形態の構造物据付誘導システム１０によれば、人的な通話連絡は不要で、リアルタイムに目視し確認しながら据え付け操作を行うことができるので、効率よくしかも安全にかつ確実に据え付け対象の構造物を基礎杭に据え付けることができる。
【００５９】
また、自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１のみであると、基礎杭Ｐ１に対する受梁Ｂの開口部Ｂ１の最終的な位置合わせの確認が手間取るとともに、実際の画像による目視確認ができないのに対し、本実施形態の構造物据付誘導システム１０によれば、基礎杭の実際の画像による目視確認が可能であり、確認作業が簡単で、精度よくかつ効率よく行うことができる。
【００６０】
また、本実施形態の画像情報取得装置１２によれば、カメラ部１３は、収納部１３ａの底面が光透過性に構成されているので、目標物の基礎杭が水面から上にあらわれて空中にある場合にも、基礎杭の杭頭の画像を取得することができる。このように、画像情報取得装置１２は水陸両用となっている。また、ライト１３ｃで目標物を照明できるので、夜間の工事にも対応できる。
【００６１】
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、水没した基礎杭を目標物としたが、本発明は、これに限定されず、例えば、目標物としての水中構造物に対し別の構造物を据え付ける場合などにも適用できる。
【００６２】
また、カメラ部１３のカメラ１３ｂとして水中で使用可能な水中カメラを用いてもよく、この場合には、収納部１３ａの省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の画像情報取得装置によれば、据え付け対象である構造物を基礎杭等の目標物に据え付ける際に、目標物が水没している場合にも確実に構造物と目標物との相対位置を把握し確認することができるとともに、本発明の構造物据付誘導システムによれば、目標物が水没している場合にも構造物を確実に精度よく目標物に据え付けることができるので、干満差などにより目標物が水没している場合でも、構造物の据え付け工事を行うことができ、干満差の大きい地域でも施工期間が限られてしまうことはなく、据え付け施工を効率的に行うことができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 構造物据付誘導システム
１１ 自動追尾式光波測距儀による誘導装置
１２ 画像情報取得装置
１３ カメラ部
１３ａ 収納部
１３ｂ カメラ
１３ｃ ライト（照明部）
１４ 支持部
１４ａ 固定部
１４ｂ 支柱
１５ 浮体部
２１，３１ 自動追尾式光波測距儀用ミラー、ミラー
２２，３２ 自動追尾式光波測距儀
２９ パソコン
３０ モニタ
４３ パソコン
４４ モニタ
Ｂ 受梁
Ｂ１ 開口部
Ｂ２ 開口部Ｂ１の内周面の画像
Ｐ，Ｐ１ 基礎杭
ＰＡ，ＰＢ 基礎杭の画像
ＳＨ 起重機船
ＣＲ クレーン
ＰＥ クレーン操作室
Ｓ 水面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、据え付け対象である構造物と基礎杭などの目標物との相対位置を目視して把握可能な画像情報取得装置およびこの装置を用いた構造物据付誘導システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水上構造物の構築の際には、従来、陸上部の２方向（法線、法線直角）から光波測距儀を使用し、据え付け対象物の位置を測量し、無線機で目標物である基礎杭までの誘導を行い、据え付け対象物を基礎杭に据え付けていた。また、水上構造物の構築のために水底に打設された基礎杭に据え付け対象物であるジャケットのレグを差し込む工法が公知である。この差し込み施工の際、非特許文献１のように、ジャケットレグの基礎杭への差し込みを効率的に精度よく行うために、ジャケットレグ内に配置したカメラによりモニタリングしてジャケットレグと基礎杭との相対位置を把握し、ＧＰＳを用いてジャケットを基礎杭に対して誘導し、位置調整を行いながらジャケットレグを基礎杭へ差し込んでいる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「D滑走路建設工事におけるジャケット式桟橋の海上施工について」（http://www.haneda-d.jp/pdf/tec05_3.pdf）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、レグ内カメラによりレグと基礎杭との平面相対位置の把握が可能であるのは、基礎杭が水面から突き出ているときであり、例えば、干満差により、基礎杭が水没している場合には把握できないので、干満差の大きい地域では施工期間が限られてしまうという問題があった。また、レグ内カメラによる夜間における把握も不可能であった。
【０００５】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、据え付け対象である構造物を基礎杭等の目標物に据え付ける際に、目標物が水没している場合にも確実に構造物と目標物との相対位置を把握し確認可能な画像情報取得装置および構造物を確実に精度よく目標物に据え付けることができる構造物据付誘導システム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】
【０００６】
上記目的を達成するための構造物据付のための画像情報取得装置は、据え付け対象の構造物の据付部に設置されて据え付けの目標となる目標物の画像情報を取得する構造物据付のための画像情報取得装置であって、空中、水面または水中で画像取得可能なカメラ部と、前記構造物に設置されて前記カメラ部を支持する支持部と、前記カメラ部を水面に浮上させる浮体部と、を備え、前記カメラ部が前記浮体部により水面で浮上することで前記目標物が水中にある場合でも前記カメラ部が前記目標物の画像を取得することを特徴とする。
【０００７】
この構造物据付のための画像情報取得装置によれば、カメラ部が浮体部により水面で浮上することで目標物が水面または水中にある場合でもカメラ部が目標物の画像を取得することができるので、据え付け対象である構造物を目標物に据え付ける際に、目標物が水没している場合にも確実に構造物と目標物との相対位置を把握し確認することができる。
【０００８】
上記画像情報取得装置において前記カメラ部は、底面が光透過性である収納部を備えるか、または、水中撮影が可能な水中カメラから構成されることが好ましい。
【０００９】
また、前記カメラ部の近傍に照明部を設けることで、夜間等のため水中の目標物の画像が把握しにくい場合にも対応可能である。
【００１０】
また、前記構造物が水面側に移動したとき、前記カメラ部が前記浮体部により移動して水面に対する相対位置を一定に保つように前記支持部が前記カメラ部を支持することにより、構造物が据え付けの進行とともに水面近くへ移動したとき、カメラ部はそれに追随して水面に対する相対位置を保つので、目標物の画像の取得を続けることができるとともに、カメラ部が構造物側の画像をも撮影して取得できる。
【００１１】
また、前記目標物が水底地盤に打設された杭で、前記構造物の据付部が前記杭に挿入される開口部である場合、前記カメラ部は、そのカメラが前記開口部の中心軸に位置するように前記支持部に支持されることにより、目標物の画像の位置から目標物と開口部との相対位置を把握することができる。
【００１２】
上記目的を達成するための構造物据付誘導システムは、上記構造物据付のための画像情報取得装置と、前記画像情報取得装置で取得した画像情報の通信手段と、前記通信手段により送られた前記画像情報取得装置による画像情報をモニタ表示するモニタ装置と、を備え、据え付け対象の構造物の据付部の目標となる目標物の画像を前記モニタ装置に表示することを特徴とする。
【００１３】
この構造物据付誘導システムによれば、据え付け対象である構造物の据付部の目標となる目標物の画像をモニタ装置に表示できるので、かかる画像を目視し確認しながら据え付け対象の構造物の据え付けのための移動操作を行うことができる。このとき、目標物が水中にある場合でも目標物の画像を取得することができるので、目標物が水没している場合にも据え付け対象である構造物を基礎杭等の目標物に確実に精度よく据え付けることができる。
【００１４】
上記構造物据付誘導システムにおいて前記据え付け対象の構造物の据え付けの進行とともに前記構造物の据付部の画像をも前記モニタ装置に表示することが好ましい。
【００１５】
また、前記据え付け対象の構造物の位置情報を取得する光波測距儀による誘導装置をさらに備え、前記位置情報に基づいて前記構造物を前記目標物に向けて誘導することにより、目標物の画像をモニタ装置に表示可能となる前の段階において、据え付け対象である構造物を目標物に向けて誘導することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像情報取得装置によれば、据え付け対象である構造物を目標物に据え付ける際に、目標物が水没している場合にも確実に構造物と目標物との相対位置を把握し確認することができる。
【００１７】
また、本発明の構造物据付誘導システムによれば、目標物が水没している場合にも構造物を確実に精度よく目標物に据え付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態による構造物据付誘導システムの全体を概略的に示す図である。
【図２】図１の自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１の概略構成を示す図で、受梁上に設置される自動追尾式光波測距儀用ミラー（ａ）、既設構造部上に設置される自動追尾式光波測距儀等（ｂ）、および、起重機船のクレーン操作室に設置されるパソコン等（ｃ）を示す。
【図３】図１の受梁上に設置される画像情報取得装置の概略構成を示す図（ａ）、および、画像情報取得装置からの画像情報を表示するために起重機船のクレーン操作室に設置されるパソコン、モニタ等を示す図（ｂ）である。
【図４】図１，図３の画像情報取得装置を示す側面図である。
【図５】図４の画像情報取得装置の上面図である。
【図６】図４の画像情報取得装置の底面図である。
【図７】本実施形態における据え付け対象の構造物（受梁）の開口部と目標物である基礎杭との相対位置関係を示す図で、ずれた位置（ａ）、一致した据付位置（ｂ）、開口部に基礎杭が入った位置（ｃ）、および、据え付けが完了した位置（ｄ）をそれぞれ示す。
【図８】図３（ｂ）のモニタ４４に表示されるモニタ画像を概略的に示す図で、図７（ａ）〜（ｄ）の位置関係と対応するモニタ画像（ａ）〜（ｄ）をそれぞれ示す。
【図９】本実施形態の構造物据付誘導システム１０による図１の受梁の据え付け操作全体の工程Ｓ０１〜Ｓ１６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】
【００１９】
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構造物据付誘導システムの全体を概略的に示す図である。
【００２０】
図１に示すように、構造物据付誘導システム１０は、水底地盤に多数本打設された基礎杭Ｐに対し、水上構造物構築のためのジャケットを構成するＲＣ製の受梁Ｂを、起重機船ＳＨのクレーンＣＲの操作により基礎杭Ｐへ設置する際に誘導し、受梁Ｂの基礎杭Ｐに対する位置合わせを目視し確認できるように構成したものである。
【００２１】
構造物据付誘導システム１０は、自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１と、カメラによる画像情報取得装置１２と、を備える。図１の起重機船ＳＨのクレーン操作室ＰＥでは、構造物据付誘導システム１０の自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１からの位置情報に基づいて受梁Ｂを設置目標の基礎杭Ｐ１へと向けて移動させるとともに、カメラによる画像情報取得装置１２からの画像情報に基づいて受梁Ｂの円筒状の開口部Ｂ１と基礎杭Ｐ１との最終的な位置合わせを目視し確認しながら行うことができる。
【００２２】
図２は、自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１の概略構成を示す図で、受梁上に設置される自動追尾式光波測距儀用ミラー（ａ）、既設構造部上に設置される自動追尾式光波測距儀等（ｂ）、および、起重機船のクレーン操作室に設置されるパソコン等（ｃ）を示す。
【００２３】
自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１は、次のように構成され、図１のように、２つの自動追尾式光波測距儀による測定チャンネルＣＨ１，ＣＨ２を有する。すなわち、図２（ａ）の自動追尾式光波測距儀用ミラー２１，３１を据え付け対象の受梁Ｂの各所定位置にそれぞれ設け、図２（ｂ）の既設構造部の上部工Ｕ上に自動追尾式光波測距儀２２，３２，特定省電力無線装置２３，３３，および、送信アンテナ２４，３４を設置し、起重機船ＳＨのクレーン操作室ＰＥに、受信アンテナ２５，３５，特定省電力無線受信機２６，３６，および、パソコン（ＰＣ）２９，および、モニタ３０を設置する。
【００２４】
自動追尾式光波測距儀２２，３２は受梁Ｂのミラー２１，３１をターゲットにして視準し、その測定データを、送信機２３，３３，送信アンテナ２４，３４により無線伝送し、受信アンテナ２５，３５，受信機２６，３６により受信するようにして測定チャンネルＣＨ１，ＣＨ２により送受信することで、パソコン２９に入力する。パソコン２９では、測定データから受梁Ｂの座標位置情報を算出し、受梁Ｂの座標位置情報に基づいて解析を行い、受梁Ｂの目標物への移動量情報を算出し、受梁Ｂの現在の座標位置情報、現在方位および傾斜角など、ならびに、受梁Ｂの移動量情報および目標方位などをモニタ３０に表示する。これにより、起重機船ＳＨのクレーン操作室ＰＥでは、受梁Ｂの現在の位置や必要な移動量や目標方位をモニタ３０でリアルタイムに目視し確認できる。
【００２５】
なお、自動追尾式光波測距儀２２，３２は、自動追尾式トータルステーションともよばれ、自動追尾式光波測距儀用ミラー２１，３１をターゲットとして自動視準および自動追尾を行うもので、市販のものを使用できる。
【００２６】
図３は、受梁上に設置される画像情報取得装置の概略構成を示す図（ａ）、および、画像情報取得装置からの画像情報を表示するために起重機船のクレーン操作室に設置されるパソコン、モニタ等を示す図（ｂ）である。
【００２７】
画像情報取得装置１２は、図３（ａ）のように、据え付け対象の受梁Ｂの開口部Ｂ１の下方に設置されるカメラ部１３と、通信機４１，４２と、パソコン４３と、モニタ４４と、を備える。カメラ部１３は、目標物の基礎杭の画像情報を取得する。
【００２８】
画像情報取得装置１２は、図３（ａ）、（ｂ）のように、カメラ部１３で取得した画像情報を通信機４１により無線で送信し、図１の起重機船のクレーン操作室に設置された通信機４２で受信しパソコン（ＰＣ）４３に送り、モニタ４４に表示する。また、パソコン４３側から通信機４２、４１を通して操作情報を送信し、カメラ部１３を操作することができる。通信機４１，４２は無線LAN機器から構成できる。
【００２９】
次に、図４〜図６を参照して画像情報取得装置１２について説明する。図４は画像情報取得装置を示す側面図である。図５は図４の画像情報取得装置の上面図、図６は底面図である。
【００３０】
図４〜図６のように、画像情報取得装置１２は、さらに、据え付け対象の構造物に設置されてカメラ部１３を支持する支持部１４と、カメラ部１３を水面で浮上させる浮体部１５と、を備える。カメラ部１３は、ＣＣＤ撮像素子やレンズ等から構成されるカメラ１３ｂと、ライト１３ｃと、カメラ１３ｂおよびライト１３ｃを収納し密閉された箱状の収納部１３ａと、を有し、収納部１３ａが浮体部１５と一体になって水面に浮上するようになっている。
【００３１】
収納部１３ａは、底面がアクリル板などから光透過性に構成されるとともに全体が密閉され防水構造となっている。収納部１３ａに収納したカメラ１３ｂにより水中の基礎杭などの目標物の画像撮影が可能であり、また、この画像撮影のときライト１３ｃにより水中の基礎杭などの目標物を照明することができる。
【００３２】
支持部１４は、据え付け対象の構造物上に櫓状に設置される固定部１４ａと、固定部１４ａに支持されて、下端でカメラ部１３を支持する円筒管からなる支柱１４ｂと、を有する。
【００３３】
図４，図５のように、固定部１４ａは、平面的に等間隔に並べられた複数の脚１４ｃと、脚１４ｃの上に載る平板１４ｄと、を有する。円筒管からなる支柱１４ｂは、平板１４ｄの中央に設けられた貫通孔１４ｅ（図４の破線で示す）を上下動できるように緩やかに貫通している。支柱１４ｂの所定位置の周囲に支柱１４ｂよりも大径の円盤状の落下防止部１４ｆが設けられて固定されている。支柱１４ｂは、図４の位置で落下防止部１４ｆにより支持され、その位置に保持されるが、カメラ部１３が浮体部１５により浮き上がると、それに追随して上側に移動する。
【００３４】
また、円筒管からなる支柱１４ｂには長手方向に延びる回転防止部１４ｇが支柱１４ｂの外周面から突き出るように設けられ、回転防止部１４ｇが落下防止部１４ｆの円形貫通孔の内径部に設けられた凹部１４ｈ（図５）に係合することで、支柱１４ｂの平板１４ｄに対する回転が防止される。
【００３５】
図４，図６のように、浮体部１５は、内部にエアが充填された浮き輪状に構成され、浮体部１５および収納部１３ａの上部で浮体部１５とほぼ同径の支持円板１６に固定されて支持される。支持円板１６はその中心部で支柱１４ｂに取り付けられている。カメラ部１３の収納部１３ａは浮体部１５の内径空間１５ａに位置し、円形状の浮体部１５の中心にカメラ１３ｂが位置するようになっている。
【００３６】
カメラ部１３は、収納部１３ａと浮体部１５とが支持円板１６で一体化され、支柱１４ｂにより支持されて、据え付け対象の構造物である受梁Ｂの円筒状の開口部Ｂ１に挿入され、開口部Ｂ１の直下に位置するようになっている。このとき、支柱１４ｂで支持されるカメラ部１３のカメラ１３ｂは開口部Ｂ１の中心軸上に位置し、カメラ１３ｂが撮影する画像は、開口部Ｂ１のほぼ中心から見た画像となるので、モニタ画面の中心に目標物の基礎杭Ｐ１の画像が位置すれば、開口部Ｂ１の中心軸と基礎杭Ｐ１の中心軸とがほぼ一致したと判断することができる。
【００３７】
また、カメラ１３ｂおよびライト１３ｃのための電源ケーブルおよび信号線１７が支柱１４ｂの円筒管内に延びており、信号線１７は、図３（ａ）のように、通信機４１に接続される。カメラ１３ｂは信号線１７等を介して遠隔操作可能になっている。
【００３８】
上述の画像情報取得装置１２により取得するモニタ画像について図７，図８を参照して説明する。図７は、据え付け対象の構造物（受梁）の開口部と目標物である基礎杭との相対位置関係を示す図で、ずれた位置（ａ）、一致した据付位置（ｂ）、開口部に基礎杭が入った位置（ｃ）、および、据え付けが完了した位置（ｄ）をそれぞれ示す。図８は、図３（ｂ）のモニタ４４に表示されるモニタ画像を概略的に示す図で、図７（ａ）〜（ｄ）の位置関係と対応するモニタ画像（ａ）〜（ｄ）をそれぞれ示す。
【００３９】
図７（ａ）のように、受梁Ｂの開口部Ｂ１，Ｂ１に対し画像情報取得装置１２の支持部１４，１４およびカメラ部１３，１３をそれぞれ設置する。すなわち、図４の固定部１４ａを受梁Ｂ上に設置し、固定部１４ａで支持された支柱１４ｂを開口部Ｂ１へ挿入し、支柱１４ｂの先端のカメラ部１３が浮体部１５により水面Ｓに浮く。なお、図では、説明の便宜上、画像情報取得装置１２の支持部１４，１４およびカメラ部１３，１３をそれぞれ設置した２つの開口部Ｂ１，Ｂ１は隣接しているが、図１の複数の開口部Ｂ１のうちの例えば両端の開口部Ｂ１，Ｂ１に画像情報取得装置１２の支持部１４，１４およびカメラ部１３，１３を設置することが好ましい。
【００４０】
図７（ａ）の画像情報取得装置１２のカメラ部１３，１３で撮影した各画像情報は、図３（ａ）、（ｂ）のように、通信機４１，４２等を通して送受信され、図１の起重機船ＳＨのクレーン操作室ＰＥに設置されたパソコン４３に入力し、モニタ４４に画像が表示される。
【００４１】
すなわち、図７（ａ）のカメラ部１３，１３が水中の各基礎杭Ｐ１，Ｐ１の杭頭を撮影し、図８（ａ）のように、モニタ４４には、２つの画面４４ａ，４４ｂに各基礎杭の杭頭の画像ＰＡ，ＰＢが表示される。図７（ａ）では、受梁Ｂの開口部Ｂ１が基礎杭Ｐ１に対しずれた位置にあるため、図８（ａ）のように、モニタ４４の画面４４ａ，４４ｂにおいて各基礎杭の杭頭の画像ＰＡ，ＰＢはずれて表示される。
【００４２】
次に、図１のクレーン操作室ＰＥでは、図３（ｂ）、図８（ａ）のモニタ４４でモニタリングしながら、受梁Ｂの位置を微調整し、受梁Ｂを基礎杭Ｐ１へと誘導する。その結果、図７（ｂ）のように、開口部Ｂ１と基礎杭Ｐ１との各位置が一致し、受梁Ｂが据付位置に達すると、図８（ｂ）のように、モニタ４４の画面４４ａ，４４ｂのほぼ中心に各基礎杭の杭頭の画像ＰＡ，ＰＢが表示される。これにより、クレーン操作室ＰＥにおいて受梁Ｂの位置が基礎杭Ｐ１の位置と一致して据付位置に至ったことを確認できる。
【００４３】
次に、図１のクレーン操作室ＰＥでの操作により、受梁Ｂを降下させることで、図７（ｃ）のように、開口部Ｂ１に基礎杭Ｐ１が入り込み、受梁Ｂが水面Ｓに近づき、水面Ｓが受梁Ｂの開口部Ｂ１内へと上昇するが、このとき、カメラ部１３は、浮体部１５による浮力で水面Ｓに浮いたまま追随して上昇することで、開口部Ｂ１内に位置するようになって、基礎杭Ｐ１の杭頭とともに開口部Ｂ１の内周面を撮影する。このときのモニタ４４の画面４４ａ，４４ｂには、図８（ｃ）のように、各基礎杭Ｐ１の杭頭の画像ＰＡ，ＰＢとともに開口部Ｂ１の内周面の画像Ｂ２が表示される。
【００４４】
クレーン操作室ＰＥでは、図８（ｃ）の各基礎杭Ｐ１の杭頭の画像ＰＡ，ＰＢおよび開口部Ｂ１の内周面の画像Ｂ２をモニタリングしながら、開口部Ｂ１と基礎杭Ｐ１との間の隙間Ｃ（上面から見た）を目視し確認できる。
【００４５】
図１のクレーン操作室ＰＥで、図８（ｃ）のようにモニタ４４上で開口部Ｂ１と基礎杭Ｐ１との間の隙間Ｃがほぼ一定で、基礎杭Ｐ１が開口部Ｂ１内にほぼ中心にあること確認してから、図７（ｄ）のように、受梁Ｂをさらに降下させて基礎杭Ｐ１の杭頭を開口部Ｂ１の内周面の当接部Ｂ３に当接させる。このとき、受梁Ｂはさらに水面Ｓに近づき、カメラ部１３は当接部Ｂ３を超えて上方に移動し、モニタ４４には、各基礎杭Ｐ１の杭頭の画像ＰＡ，ＰＢと当接部Ｂ３の画像、および、開口部Ｂ１の内周面の画像Ｂ２が表示される。
【００４６】
上述のようにして、受梁Ｂを基礎杭Ｐ１に対し沈設させて、基礎杭Ｐ１に据え付けることができる。この後、画像情報取得装置１２の支持部１４やカメラ部１３等を回収し、次の受梁の据え付けに用いることができる。
【００４７】
本実施形態の画像情報取得装置１２によれば、起重機船ＳＨのクレーンＣＲにより据え付け対象の構造物である受梁Ｂを目標物の基礎杭Ｐ１に据え付ける際に、基礎杭Ｐ１が水中に没している場合でも、カメラ部１３を防水構造としているので、基礎杭Ｐ１をモニタ４４に表示でき、さらに、受梁Ｂの据え付けの進行とともに受梁Ｂの開口部Ｂ１をもモニタ４４に表示できるので、開口部Ｂ１と基礎杭Ｐ１との両位置をリアルタイムに目視し確認できる。このため、図１の起重機船ＳＨのクレーン操作室ＰＥにおいて基礎杭Ｐ１に対する開口部Ｂ１の最終的な位置合わせ操作を確実に精度よく行うことができる。
【００４８】
次に、本実施形態の構造物据付誘導システム１０による図１の受梁の据え付け操作全体の工程Ｓ０１〜Ｓ１６について図９のフローチャートを参照して説明する。
【００４９】
図１の起重機船ＳＨによる据え付け対象である受梁Ｂの吊り出し準備をする（Ｓ０１）。すなわち、図１，図２（ａ）〜（ｃ）のように、受梁Ｂの所定位置に視準対象のターゲットとなる自動追尾式光波測距儀用ミラー２１，３１を取り付け、既設構造部の上部工Ｕ上に自動追尾式光波測距儀２２，３２を設置する等して、自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１を設置し各種設定を行う（Ｓ０２）。他方、画像情報取得装置１２を、上述の図７（ａ）のように、受梁Ｂの開口部Ｂ１に設置し、モニタ４４の動作を確認する（Ｓ０３）。自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１、および、画像情報取得装置１２の各動作が良好であるか否かを確認する（Ｓ０４）。
【００５０】
次に、構造物据付誘導システム１０を起動させ（Ｓ０５）、上述の自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１、および、画像情報取得装置１２を動作させ、各動作が良好であるか否かを確認する（Ｓ０６）。
【００５１】
次に、各装置１１，１２の各動作が良好であれば、図１の起重機船ＳＨのクレーンＣＲにより受梁Ｂを吊り出し（Ｓ０７）、起重機船ＳＨによる受梁Ｂの据え付け移動を開始する（Ｓ０８）。そして、自動追尾式光波測距儀２２，３２によりミラー２１，３１をターゲットとして視準し（Ｓ０９）、クレーンＣＲに吊り下げられた受梁Ｂの自動追尾を開始する（Ｓ１０）。
【００５２】
自動追尾式光波測距儀２２，３２で得られた受梁Ｂの座標位置情報に基づいて受梁Ｂの目標物までの移動量情報（目標方位を含む）をモニタ３０に表示し、かかるモニタ表示を目視してクレーン操作室ＰＥで起重機船ＳＨを操作する。このようにして、自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１により、起重機船ＳＨのクレーンＣＲに吊り下げられた受梁Ｂを目標物の基礎杭Ｐ１へと誘導する（Ｓ１１）。
【００５３】
上記誘導を、上述のように、自動追尾式光波測距儀２２，３２が受梁Ｂのミラー２１，３１をターゲットとして視準し捕捉して得た座標位置情報に基づいて行い、受梁Ｂが目標座標位置に達するまで捕捉状態を続ける（Ｓ１２）。
【００５４】
受梁Ｂが目標座標位置に達した時点で、自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１を用いた誘導が終了したと判断し（Ｓ１３）、この誘導が終了すると、クレーン操作室ＰＥでは、画像情報取得装置１２によるモニタリングを開始する（Ｓ１４）。すなわち、図８（ａ）のように画像情報取得装置１２のモニタ４４にカメラ部１３によって取得した基礎杭Ｐ１，Ｐ１の杭頭の画像ＰＡ，ＰＢを表示し、次に、クレーン操作室ＰＥで図８（ｂ）のように画像ＰＡ，ＰＢが画面の中心位置になるまで受梁Ｂの開口部Ｂ１の据付位置を微調整する（Ｓ１５）。
【００５５】
基礎杭Ｐ１に対する受梁Ｂの開口部Ｂ１の据付位置が図７（ｂ）のように画面の中心であると確認したら、図７（ｃ）（ｄ）、図８（ｃ）（ｄ）のようにして、受梁Ｂを基礎杭Ｐ１に据え付ける（Ｓ１６）。
【００５６】
以上のように、本実施形態の構造物据付誘導システム１０によれば、据え付け対象の構造物の受梁Ｂを起重機船ＳＨのクレーンＣＲにより移動させるとき、自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１で受梁Ｂを基礎杭Ｐ１へと大まかに誘導してから、基礎杭Ｐ１に対する受梁Ｂの開口部Ｂ１の最終的な位置合わせのための微調整を、画像情報取得装置１２により取得した画像をモニタ４４でリアルタイムに目視し確認しながら行うことができる。このため、受梁Ｂの基礎杭Ｐ１への据え付け施工を確実に精度よくかつ効率よく行うことができる。
【００５７】
また、目標物である基礎杭Ｐ１が水中に没している場合でも、画像情報取得装置１２のカメラ部１３により水中の基礎杭Ｐ１の杭頭の画像を取得できるので、基礎杭Ｐ１が水没している場合にも据え付け対象である受梁Ｂを基礎杭Ｐ１に確実に精度よく据え付けることができる。したがって、例えば、干満差により基礎杭等の目標物が水没している場合でも、据え付け工事を行うことができ、干満差の大きい地域でも施工期間が限られてしまうことはないので、据え付け施工を効率的に行うことができる。
【００５８】
従来、起重機船のクレーン操作室からでは据え付け対象の構造物と目標物の基礎杭との位置関係が明確でないため、光波測距儀による測量を行い、測量結果を無線機で通話連絡し、その誘導を頼りに据え付けを行っていたため、据え付けの微調整が困難であり、時間もかかり、また、人的誘導において測量や伝達等の誤りに起因する据え付け対象の構造物と目標物との接触による損傷を回避するために確認作業に手間取る等の問題があったのに対し、本実施形態の構造物据付誘導システム１０によれば、人的な通話連絡は不要で、リアルタイムに目視し確認しながら据え付け操作を行うことができるので、効率よくしかも安全にかつ確実に据え付け対象の構造物を基礎杭に据え付けることができる。
【００５９】
また、自動追尾式光波測距儀による誘導装置１１のみであると、基礎杭Ｐ１に対する受梁Ｂの開口部Ｂ１の最終的な位置合わせの確認が手間取るとともに、実際の画像による目視確認ができないのに対し、本実施形態の構造物据付誘導システム１０によれば、基礎杭の実際の画像による目視確認が可能であり、確認作業が簡単で、精度よくかつ効率よく行うことができる。
【００６０】
また、本実施形態の画像情報取得装置１２によれば、カメラ部１３は、収納部１３ａの底面が光透過性に構成されているので、目標物の基礎杭が水面から上にあらわれて空中にある場合にも、基礎杭の杭頭の画像を取得することができる。このように、画像情報取得装置１２は水陸両用となっている。また、ライト１３ｃで目標物を照明できるので、夜間の工事にも対応できる。
【００６１】
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、水没した基礎杭を目標物としたが、本発明は、これに限定されず、例えば、目標物としての水中構造物に対し別の構造物を据え付ける場合などにも適用できる。
【００６２】
また、カメラ部１３のカメラ１３ｂとして水中で使用可能な水中カメラを用いてもよく、この場合には、収納部１３ａの省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の画像情報取得装置によれば、据え付け対象である構造物を基礎杭等の目標物に据え付ける際に、目標物が水没している場合にも確実に構造物と目標物との相対位置を把握し確認することができるとともに、本発明の構造物据付誘導システムによれば、目標物が水没している場合にも構造物を確実に精度よく目標物に据え付けることができるので、干満差などにより目標物が水没している場合でも、構造物の据え付け工事を行うことができ、干満差の大きい地域でも施工期間が限られてしまうことはなく、据え付け施工を効率的に行うことができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 構造物据付誘導システム
１１ 自動追尾式光波測距儀による誘導装置
１２ 画像情報取得装置
１３ カメラ部
１３ａ 収納部
１３ｂ カメラ
１３ｃ ライト（照明部）
１４ 支持部
１４ａ 固定部
１４ｂ 支柱
１５ 浮体部
２１，３１ 自動追尾式光波測距儀用ミラー、ミラー
２２，３２ 自動追尾式光波測距儀
２９ パソコン
３０ モニタ
４３ パソコン
４４ モニタ
Ｂ 受梁
Ｂ１ 開口部
Ｂ２ 開口部Ｂ１の内周面の画像
Ｐ，Ｐ１ 基礎杭
ＰＡ，ＰＢ 基礎杭の画像
ＳＨ 起重機船
ＣＲ クレーン
ＰＥ クレーン操作室
Ｓ 水面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
据え付け対象の構造物の据付部に設置されて据え付けの目標となる目標物の画像情報を取得する構造物据付のための画像情報取得装置であって、
空中、水面または水中で画像取得可能なカメラ部と、前記構造物に設置されて前記カメラ部を支持する支持部と、前記カメラ部を水面に浮上させる浮体部と、を備え、
前記カメラ部が前記浮体部により水面で浮上することで前記目標物が水中にある場合でも前記カメラ部が前記目標物の画像を取得することを特徴とする構造物据付のための画像情報取得装置。
【請求項２】
前記カメラ部は、底面が光透過性である収納部を備えるか、または、水中撮影が可能な水中カメラから構成される請求項１に記載の構造物据付のための画像情報取得装置。
【請求項３】
前記カメラ部の近傍に照明部を設けた請求項１または２に記載の構造物据付のための画像情報取得装置。
【請求項４】
前記構造物が水面側に移動したとき、前記カメラ部が前記浮体部により移動して水面に対する相対位置を一定に保つように前記支持部が前記カメラ部を支持する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の構造物据付のための画像情報取得装置。
【請求項５】
前記目標物が水底地盤に打設された杭で、前記構造物の据付部が前記杭に挿入される開口部である場合、前記カメラ部は、そのカメラが前記開口部の中心軸に位置するように前記支持部に支持される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構造物据付のための画像情報取得装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の構造物据付のための画像情報取得装置と、
前記画像情報取得装置で取得した画像情報の通信手段と、
前記通信手段により送られた前記画像情報取得装置による画像情報をモニタ表示するモニタ装置と、を備え、
据え付け対象の構造物の据付部の目標となる目標物の画像を前記モニタ装置に表示することを特徴とする構造物据付誘導システム。
【請求項７】
前記据え付け対象の構造物の据え付けの進行とともに前記構造物の据付部の画像をも前記モニタ装置に表示することを特徴とする請求項６に記載の構造物据付誘導システム。
【請求項８】
前記据え付け対象の構造物の位置情報を取得する光波測距儀による誘導装置をさらに備え、前記位置情報に基づいて前記構造物を前記目標物に向けて誘導することを特徴とする請求項６または７に記載の構造物据付誘導システム。
【請求項１】
据え付け対象の構造物の据付部に設置されて据え付けの目標となる目標物の画像情報を取得する構造物据付のための画像情報取得装置であって、
空中、水面または水中で画像取得可能なカメラ部と、前記構造物に設置されて前記カメラ部を支持する支持部と、前記カメラ部を水面に浮上させる浮体部と、を備え、
前記カメラ部が前記浮体部により水面で浮上することで前記目標物が水中にある場合でも前記カメラ部が前記目標物の画像を取得することを特徴とする構造物据付のための画像情報取得装置。
【請求項２】
前記カメラ部は、底面が光透過性である収納部を備えるか、または、水中撮影が可能な水中カメラから構成される請求項１に記載の構造物据付のための画像情報取得装置。
【請求項３】
前記カメラ部の近傍に照明部を設けた請求項１または２に記載の構造物据付のための画像情報取得装置。
【請求項４】
前記構造物が水面側に移動したとき、前記カメラ部が前記浮体部により移動して水面に対する相対位置を一定に保つように前記支持部が前記カメラ部を支持する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の構造物据付のための画像情報取得装置。
【請求項５】
前記目標物が水底地盤に打設された杭で、前記構造物の据付部が前記杭に挿入される開口部である場合、前記カメラ部は、そのカメラが前記開口部の中心軸に位置するように前記支持部に支持される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構造物据付のための画像情報取得装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の構造物据付のための画像情報取得装置と、
前記画像情報取得装置で取得した画像情報の通信手段と、
前記通信手段により送られた前記画像情報取得装置による画像情報をモニタ表示するモニタ装置と、を備え、
据え付け対象の構造物の据付部の目標となる目標物の画像を前記モニタ装置に表示することを特徴とする構造物据付誘導システム。
【請求項７】
前記据え付け対象の構造物の据え付けの進行とともに前記構造物の据付部の画像をも前記モニタ装置に表示することを特徴とする請求項６に記載の構造物据付誘導システム。
【請求項８】
前記据え付け対象の構造物の位置情報を取得する光波測距儀による誘導装置をさらに備え、前記位置情報に基づいて前記構造物を前記目標物に向けて誘導することを特徴とする請求項６または７に記載の構造物据付誘導システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２１１４８８（Ｐ２０１２−２１１４８８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８２３９（Ｐ２０１１−７８２３９）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【出願人】（３９３００５７９４）ペンタテクノサービス株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【出願人】（３９３００５７９４）ペンタテクノサービス株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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