JP7001523B2

JP7001523B2 - 位置検出方法

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Publication number: JP7001523B2
Application number: JP2018065385A
Authority: JP
Inventors: 孝徳起橋
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2022-01-19
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: JP2019174390A

Description

本発明は、位置検出方法、特に建築物の外壁タイルなどの位置を検出する方法に関する。

マンションなどの建築物の外壁タイルは、１０年毎に全面打診調査を実施して定期報告することが義務付けられている。現状の一般的な調査方法は、調査員がタイルを１枚ずつ打診棒などで叩き、その打診音から浮きなどの不具合の有無を判別し、その判別結果を調査員が手書きやＰＤＡなどによってタイル１枚毎に記録している。

しかし、このような調査方法は、煩雑であって多くの労力がかかるので、省力化、迅速化、簡易化が求められている。そこで、例えば、調査専用の無人ロボットが開発されている（例えば、特許文献１、２参照）。

なお、特許文献３には、トンネルなどのコンクリート構造物の打音検査において、位置検出装置を用いて作業者及びハンマーの位置を検出し、これらからハンマーの打撃位置を推定し、記録したハンマーの打音のデータと関連付けて記録することが開示されている。

特開平８－２０１３５３号公報特開２０１５－２８４６７号公報特開２０１６－５０８７６号公報

しかしながら、上記のようなロボットは、設置などの準備段階において多くの労力を要し、また、ロボットで調査可能な範囲は限定されるという課題があった。

そこで、本願発明の発明者は、調査員による打診調査の記録作業を簡素化することが可能となれば、省力化、迅速化が図られると考えた。記録作業のうち最も煩雑な作業は、個々のタイルを特定することである。タイルの調査結果はタイルを特定して行わなければならず、これに誤りがあると、調査結果の信頼性がなくなる。

そこで、発明者は、測域センサを設置し、この測域センサが位置検出可能な範囲内に存在するタイルを個々に打診して、タイル位置と判別結果とを組み合わせて記録すればよいと考えた。しかし、測域センサを正しく設置しないと、タイルの特定にずれが生じる。特に、測域センサは距離と角度を検出するものであり、測域センサを正しい角度に設置しないと、少しの角度ずれによってタイルの特定に誤りが生じるという問題がある。

なお、特許文献３に開示された技術では、ハンマーの打撃位置の推定誤差が大きいので、１枚毎にタイルを特定して調査することが必要なタイル調査方法には適用できない。

本発明は、以上の点に鑑み、タイルなどの位置を簡易に精度良く検出することが可能な位置検出方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の位置検出方法造は、建築物の外壁面上の位置を検出する位置検出方法であって、２次元の検出領域を走査して、前記検出領域内に存在する物体の予め定められた基準点を原点とした座標系における座標を検出する位置検出装置を、前記検出領域が前記外壁面と平行となるように設置する工程と、前記外壁面上の第１の点から当該外壁面に対して垂直に延びるように物体を設置し、前記位置検出装置により、前記検出領域内に存在する前記物体の前記座標系における前記第１の点に対応する点の座標を検出する工程と、前記第１の点から既知の方向に向かって離れた第２の点から当該外壁面に対して垂直に延びるように物体を設置し、前記位置検出装置により、前記検出領域内に存在する前記物体の前記座標系における前記第２の点に対応する点の座標を検出する工程と、前記第１の点に対応する点から前記第２の点に対応する点に向う方向が、前記既知の方向と同一の方向となるように、前記基準点を原点とした他の座標系に座標変換するための変換データを求める工程とを備えることを特徴とする。

本発明の第１の位置検出方法によれば、前記変換データを簡易に求めることができるので、位置検出装置の設置角度が基準角度からずれている場合であっても、位置検出装置の設置角度の補正を簡易に行うことが可能となるため、位置検出の精度の向上を簡易に図ることができる。

本発明の参考に係る第２の位置検出方法は、２次元の検出領域を走査して、前記検出領域内に存在する物体の予め定められた基準点を原点とする極座標系における距離及び角度を検出する２次元測域装置を設置する工程と、前記２次元測域装置により、前記検出領域内に存在する前記第１の点の前記極座標系における距離及び角度を検出する工程と、前記２次元測域装置により、前記検出領域内に存在し、前記第１の点から既知の方向に向かって離れた第２の点の前記極座標系における距離及び角度を検出する工程と、前記極座標系における前記第１の点から前記第２の点に向う方向が、前記既知の方向と同一の方向となるように、前記基準点又は前記第１の点を原点とした他の極座標系に座標変換するための角度を少なくとも求める工程とを備えることを特徴とする。

本発明の第２の位置検出方法によれば、座標変換するための角度を求めることができるので、２次元測域装置の設置角度が基準角度からずれている場合であっても、２次元測域装置の設置角度の補正を簡易に行うことが可能となる。さらに、第１の点を原点とすることも可能であり、この場合、任意の位置に２次元測域装置を設置することができるため、設置作業の簡易化を図ることが可能となる。なお、第１の点を原点とした他の座標系に変換する場合には、座標変換するための変位も求める。

本発明の第３の位置検出方法は、建築物の外壁面上の位置を検出する位置検出方法であって、２次元の検出領域を走査して、前記検出領域内に存在する物体の予め定められた基準点を原点とする極座標系における距離及び角度を検出する２次元測域装置を、前記検出領域が前記外壁面と平行となるように設置する工程と、前記外壁面上の第１の点から当該外壁面に対して垂直に延びるように物体を設置し、前記２次元測域装置により、前記検出領域内に存在する前記物体の前記極座標系における前記第１の点に対応する点の距離及び角度を検出する工程と、前記第１の点から既知の方向に向かって離れた第２の点から当該外壁面に対して垂直に延びるように物体を設置し、前記２次元測域装置により、前記検出領域内に存在する前記物体の前記極座標系における前記第２の点に対応する点の距離及び角度を検出する工程と、前記第１の点に対応する点から前記第２の点に対応する点に向う方向が、前記既知の方向と同一の方向となるように、前記基準点又は前記第１の点を原点とした他の極座標系に座標変換するための変換角度を少なくとも求める工程とを備えることを特徴とする。

本発明の第３の位置検出方法によれば、座標変換するための変換角度を求めることができるので、２次元測域装置の設置角度が基準角度からずれている場合であっても、２次元測域装置の設置角度の補正を簡易に行うことが可能となる。さらに、第１の点を原点とすることも可能であり、この場合、任意の位置に２次元測域装置を設置することができるため、設置作業の簡易化を図ることが可能となる。なお、本発明において、垂直とは、完全なる垂直には限定されず、所望の精度で位置検出できる変換角度を求めることが可能な程度に、大略の垂直も含まれる。また、第１の点を原点とした他の座標系に変換する場合には、座標変換するための変位も求める。

本発明の第３の位置検出方法において、前記外壁面のタイル上に位置する第３の点から当該外壁面に対して垂直に延びるように物体を設置し、前記２次元測域装置により、前記検出領域内に存在する前記物体の前記極座標系における前記第３の点に対応する点の距離及び角度を検出する工程と、前記変換角度を用いて、前記第３の点に対応する点の前記他の極座標系における角度を少なくとも求める工程と、前記第３の点に対応する点の前記他の極座標系における距離及び角度から前記タイルを特定する工程とを備えることが好ましい。

この場合、外壁面の個々のタイルを簡易に特定することが可能となる。なお、第１の点を原点とした他の極座標系に変換する場合には、第３の点に対応する点の前記他の極座標系における距離も求める。

また、本発明の第３の位置検出方法において、前記第１の点及び前記第２の点は共に、タイルの角又は中心点、あるいは、タイルの目地上に位置することが好ましい。

この場合、タイル又はその目地の方向を基準として、第１の点から第２の点に向う既知の方向を簡易に定めることが可能となる。

また、本発明の第３の位置検出方法において、前記第３の点が位置するタイルの状態に関する情報を、前記第３の点に対応する点の前記他の座標系における距離及び角度と関連付けて記憶する工程を備えることが好ましい。

この場合、外壁面の個々のタイルを当該タイルに係る情報との関連付けを図ることが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る位置検出方法を説明する２次元の概念図であり、図１Ａは補正前の状態を、図１Ｂは補正後の状態を示す。本発明の第３の実施形態に係る位置検出方法のフローチャート。タイル調査方法を説明する概念図。タイル調査システムのブロック図。

本発明の第１の実施形態に係る位置検出方法について説明する。

本位置検出方法は、図１Ａを参照して、２次元又は３次元の検出領域Ｒ内に存在する物体の位置を、位置検出装置１０を用いて検出する方法である。

位置検出装置１０として、例えば、レンジセンサ、レーザスキャナ、レーザレンジファインダ、測域センサなどを用いることができる。例えば、測域センサは、検出領域Ｒ内の物体の物理的な形状データを取得することが可能な走査型の光波測距装置である。測距方式として、例えば、ＴＯＦ（Time of Flight）方式、ＡＭ（amplitude modulation）方式を採用すればよい。

以下、位置検出装置１０がレーザ式の２次元測域センサである場合を例に挙げて説明する。ただし、本発明の第１の実施形態に係る位置検出方法は、これに限定されない。

測域センサ１０は、詳しくは図示しないが、測距センサと、測距センサを回転又は回動させるモータなどの走査手段と、モータの角度位置を検出するエンコーダなどの走査角度検出手段とを備えている。

測距センサは、検出可能距離内に存在する物体上の測定点までの距離を測定する。測距センサは、例えば、パルス状のレーザ光を測定光として出力する発光部を備え、出力された測定光は、レンズ系を経て光学窓を介して、走査領域に向けて出射される。そして、測定光に対する反射光が、光学窓を介しミラーを経て、受光部に入力され、受光部で光信号が電気信号に変換されて信号処理部に入力される。このとき、エンコーダからのパルスに同期して所定のインタバルで発光部からパルス状の測定光が出力されるように制御されており、測定光が物体の表面で反射した反射光が受光部に入力される。なお、光学窓は全周に亘ることもあるが、一般的には２７０度などの部分的な開口となっている、
これにより、図１Ａを参照して、測域センサ１０は、検出領域Ｒ内において、測定点Ｐの距離と角度の情報、より具体的には、個々の測域センサ１０に固有の予め定められた基準点Ｏを原点とし、この基準点Ｏからの距離ｒと、個々の測域センサ１０に固有の予め定められた方向からの角度θとからなる、極座標系（円座標系）ＣＬにおける位置データ（ｒ，θ）を測定点Ｐに関して取得することができる。

そして、測域センサ１０を用いた場合、本発明の第１の実施形態に係る位置検出方法は、図２を参照して、測域センサ１０を設置する設置工程ＳＴＥＰ１と、測域センサ１０により、検出領域Ｒ内に存在する第１の点Ｐ１の極座標系ＣＬにおける位置データＤ１（ｒ１，θ１）を取得する第１の点検出工程ＳＴＥＰ２と、測域センサ１０により、検出領域Ｒ内に存在し、第１の点Ｐ１から既知の方向に向かって離れた第２の点Ｐ２の極座標系ＣＬにおける位置データＤ２（ｒ２，θ２）を取得する第２の点検出工程ＳＴＥＰ３と、第１の点Ｐ１から第２の点Ｐ２に向う方向が、前記既知の方向と同一の方向となるように、基準点Ｏを原点とした極座標系ＣＬを、基準点Ｏを原点とした他の極座標系ＣＧに変換するための変換データＭを求める変換データ取得工程ＳＴＥＰ４とを備える。

この変換データＭが、測域センサ１０を設置した状態において、極座標系ＣＬを極座標系ＣＧに変換する際の固有の変換データとなる。なお、位置データＤ１，Ｄ２が本発明の座標に、極座標系ＣＬが本発明の座標系に、極座標系ＣＧが本発明の他の座標系にそれぞれ相当する。

測域センサ１０の設置角度に応じて、物体に係る座標系（例えば、地表面座標系）ＣＧに対する個々の測域センサ１０に固有の予め定められた極座標系ＣＬの基準となる角度の差が変化するので、この差を補正するために変換データＭ、すなわち補正角度Δθを求める必要がある。

例えば、図１Ａ及び図１Ｂを参照して、地表面座標系ＣＧにおいて、第１の点Ｐ１から第２の点Ｐ２に向う方向が垂直上向き（直交座標系（ＸＺ座標系）におけるＺ軸正の方向）である場合、極座標系ＣＬが基準点Ｏを同じく原点とする地表面座標系ＣＧに座標変換させるように、位置データＤ１が示す点Ｐ１から位置データＤ２が示す点Ｐ２に向う方向が垂直上向きとなるような補正角度Δθを求める。その後、必要に応じて、極座標系における地表面座標系ＣＧをＸＺ座標系における地表面座標系に変換することもできる。

以上のように変換データＭを簡易に求めることができるので、測域センサ１０の設置角度が不明又は基準角度からずれている場合であっても、測域センサ１０の設置角度の補正を簡易に行うことが可能となり、位置検出の精度の向上を簡易に図ることができる。

具体的には、極座標系をＸＺ座標系に変換する場合、極座標系の角度方向の精度がＸＺ座標系における座標の特定に大きく影響するため、従来は、水準器などを用いて測域センサ１０の取付角度を調整して測域センサ１０を設置していた。しかし、これでは、設置作業が煩雑であり、特に設置すべき個所が多い場合には、多大な労力が必要であった。上述した方法では、測域センサ１０を厳密な角度で設置する必要がないので、設置作業が簡素化する。

なお、位置検出装置１０は、３次元測域センサなどのように、球座標系における測定点の座標（位置データ）を取得するものであってもよい。また、位置検出装置１０は、Ｘ軸方向などの１方向、又はＸ軸方向とＹ軸方向との２方向などに直線的に走査して、ＸＹＺ座標系における測定点の座標を取得するものであってもよい。さらに、位置検出装置１０は、斜交座標系、円筒座標系などの座標系における測定点の座標を取得するものであってもよい。

また、第３の点などの検出を追加するなど、３以上の点を用いてこれらの点を結ぶ複数の方向に基づいて、変換データＭを平均値などとして求めてもよい。

次に、本発明の第２の実施形態に係る位置検出方法について説明する。

本位置検出方法は、本発明の第１の実施形態による極座標の角度補正に加えて、座標系の原点を、測域センサ１０に固有の予め定められた基準点Ｏから、第１の点Ｐに変換する変位補正を行うものである。これにより、測域センサ１０を設置する際に、基準点Ｏの位置を座標系の原点と合致させる必要が無くなり、設置作業が簡素化すると共に、座標系の原点を自動的に変換することが可能となる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る位置検出方法について説明する。本位置検出方法は、図３を参照して、マンションなどの建築物の外壁面Ａを調査する場合に不具合箇所の位置を特定する際に用いることができる。特に、外壁面Ａに張り付けられたタイルＢを調査員が打診棒２０で叩き、打音によって浮きなどの不具合のあるタイルＢを特定する際に好適に適用することができる。なお、タイルの他に、石材、モルタル、サンディング、木材などの壁面仕上げ材に関して調査を行う際にも適用することができる。

以下、タイルＢを調査する方法を例に挙げて、本位置検出方法について説明する。

建築物の外壁面Ａには、同じ形状のタイルＢが規則正しく広範囲に亘って張り付けられている。タイルＢの張り付け態様は、建築物の設計図面等に基づいて調査前に既知である場合も多いが、調査時には図面が失われている場合や、施工時や改修時にタイルの張り付けの態様を変更している場合もあり、現場で確認することが好ましい。

なお、後述するが、本タイル調査方法によれば、タイルＢの張り付け態様だけでなく、窓などの構造物の位置も特定することが可能であるので、図面が失われた建築物の壁面形状を現地で簡易且つ迅速に入力することも可能である。

本タイル調査方法は、例えば、以下で説明するタイル調査システム１００を用いて行うことが好ましい。

タイル調査システム１００は、上記の測域センサ１０と、打診棒２０と、調査員が身に着ける端末装置３０と、入力装置４０と、情報機器５０とを備えている。ここで、情報機器５０は、端末装置３０を小型化、軽量化するために、端末装置３０と無線などを通して通信可能に接続されたＰＣなどとすることが好ましい。

測域センサ１０は、レーザを照射し、打診棒２０の先端部付近によってはね返ってくる反射光を受けることで、打診棒２０までの距離、角度を検出することが可能である。

測域センサ１０は、図示しない固定治具を用いて、建築物の外壁面Ａに、外壁面Ａと測域面とが平行又は略平行となるように固定される。固定治具は、例えば、地面、ベランダなどに設置されるカメラ用の三脚などに、回転可能又は方向変更可能に取り付けられている。また、固定治具は、地面に設置され、単管パイプなどを組んで設置した足場を構成する足場材などに固定されていてもよい。固定治具は、クランプ等の把持具などによって測域センサ１０の取付方向を固定した状態で、測域センサ１０を所定の場所に設置した状態で固定する。

なお、測域センサ１０の側域面と外壁面Ａとが平行又は略平行になるように、そして、外壁面Ａと接触して測域センサ１０が傷付かないように、測域センサ１０の外壁面Ａ側を保護し、測域面に平行な端面を有するように突出したカバーなどを、測域センサ１０に取り付けることが好ましい。

打診棒２０は、タイルＢなどを叩いて、タイルＢの浮きなどの不具合を調査員が打音から判別するために使用されるものである。打診棒２０は、市販品などを用いればよく、本発明の物体に相当する。

端末装置３０は、ＬＥＤディスプレイなどからなる表示部、測域センサ１０、入力装置４０及び情報機器５０と送受信するための送受信部などを備えている。端末装置３０は、調査員が一人で携帯可能な携帯端末装置であることが好ましく、特に、メガネ型やヘッドマウントディスプレイ型などのウェアラブル端末であることが好ましい。

表示部は、入力装置４０の操作を促す旨、入力装置４０から入力された情報、建築物の外壁面Ａなどに関する情報、測域センサ１０の設置位置に関する情報、測域センサ１０によって検出した物体の位置に関する情報、位置などのタイルＢを特定する情報、タイルＢの状況に関する情報、情報機器５０から受信した情報などを、文字、記号、図面などによって表示する。

入力装置４０は、スイッチ、キーボード、タッチスクリーン、ジョグダイアル、音声入力装置などからなる。入力装置４０を用いて、測域センサ１０より発信されるデータからタイルＢの位置に係る情報を検出させる指示、タイルＢの状態に係る情報などの情報を入力することができる。入力装置４０に入力された情報は、送信部を介して端末装置３０及び情報機器５０に送信される。入力装置４０は、例えば片手で操作可能なスイッチなどの小型装置であることが好ましい。

入力装置４０は、端末装置３０と一体化されていてもよい。また、入力装置４０は、打診棒２０に取り付けられていてもよい。

端末装置３０は、さらに、カメラを備えていることが好ましい。これにより、調査した領域、外観から判別可能なタイルＢの不具合状態をカメラで撮影してその画像を記録しておくことができる。さらに、カメラで撮像した画像の範囲の位置情報も合わせて記憶させておけば、画像整理作業の軽減が図られる。さらに、必要に応じてテープやチョークなどでタイルＢなどに印を付け、これをカメラで撮像してもよい。

情報機器５０は、例えば、パーソナルコンピュータやＰＤＡなどであり、端末装置３０と有線、好ましくは無線にて送受信可能となっている。情報機器５０は、詳細は図示しないが、ＣＰＵ、マルチプロセッサなどからなる演算処理装置、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリからなる記憶装置、測域センサ１０、端末装置３０及び入力装置４０と送受信するための送受信装置、Ｉ／Ｏ回路等により構成されている。なお、以下で説明する情報機器５０が行う処理を端末装置３０で行うものであってもよい。

上記で説明した測域センサ１００を用いる場合、本発明の第３の実施形態に係る位置検出方法は、上述した第１及び第２の実施形態に係る位置検出方法と同様に、設置工程ＳＴＥＰ１、第１の点検出工程ＳＴＥＰ２、第２の点検出工程ＳＴＥＰ３、及び変換データ取得工程ＳＴＥＰ４を備えている。

設置工程ＳＴＥＰ１においては、測距センサ１０を建築物の外壁面Ａに上述した固定治具を用いて設置する。調査範囲の座標系における原点の位置は、建築物に係る既知のＣＡＤデータなどに基づいて特定することができ、例えば、入力装置４０などによってその位置情報のテキストデータを端末装置３０に入力する。また、後述するように、原点の位置を自動的に求めることも可能であり、この場合、設置情報のテキストデータを入力する必要はない。なお、設置位置の精度を向上させるために、測域センサ１０はタイルＢの目地の交点など、特定が容易な位置に設置することが好ましい。

測域センサ１０の外観から検出領域Ｒのおおよその範囲は分かる。そこで、検査領域Ｒが調査範囲と重なるような設置態様で測域センサ１０を固定する。

第１の点検出工程ＳＴＥＰ２においては、調査員が打診棒２０を外壁面Ａのある点に、打診棒２０の延伸方向が外壁面Ａに対して垂直又は略垂直となるように押し当てた状態で、調査員が現在、第１の点Ｐ１に関して押し当てている旨を入力装置４０から入力する。これにより、この状態で検出領域Ｒに存在する物体（打診棒）の距離ｒ１、角度θ１からなる位置データＤ１を測距センサ１０が検出し、この位置データＤ１が情報機器５０に送信され、第１の点Ｐ１に係る位置データＤ１として情報機器５０にて記録される。

第１の点Ｐ１は、例えば、打診棒２０の先端によってタイルＢの角部、タイルＢの中心、タイルＢの目地の交点などを押し当てた状態において、測域センサ１０の検出領域Ｒに存在する打診棒２０の位置である。

なお、打診棒２０を外壁面Ａに対してなるべく垂直となるように押し当てることが好ましい。そして、外壁面Ａに押し当てるものは打診棒２０に限定されず、細長い棒状体のものを用いてもよい。この場合、外壁面Ａに対して簡易に垂直状態に押し当てることが可能となるように、先端部が平面状になっており、この平面状の先端部から垂直方向に棒状のものが延伸している態様であることが好ましい。また、打診棒２０などを外壁面Ａに押し当てるのではなく、打診棒２０などの先端と外壁面Ａとの間に隙間があってもよい。

第２の点検出工程ＳＴＥＰ３においては、第１の点検出工程ＳＴＥＰ２と同様に、第２の点Ｐ２に関する位置データＤ２が情報機器５０にて記録される。第２の点Ｐ２は、例えば、第１の点Ｐ１からタイル数枚分など、垂直方向又は水平方向などの既知の方向に離れて位置する。

例えば、第１の点Ｐ１に関しては打診棒２０を所定のタイルＢの右上角を押し当てた場合、第２の点Ｐ２に関しては当該タイルＢから１個又は複数個のタイルＢの分だけ垂直方向又は水平方向などの既知の方向に離れたタイルＢの右上角に打診棒２０の先端を押し当てる。また、第１の点Ｐ１に関してタイルＢの目地に打診棒２０を押し当てた場合、第１の点Ｐ１から例えば目地に沿って垂直方向又は水平方向などの既知の方向に離れた目地に打診棒２０の先端を押し当てる。

既知の方向は、例えば、タイルＢの張り付けの規則性に基づいて得られる。例えば、タイルＢの目地の交点などを用いて、水平方向、垂直方向を指定することが可能である。

検出精度を向上させるために、測域センサ１０の基準点Ｏと第１の点Ｐ１とを結んで延長した直線上、又はその近傍に第２の点Ｐ２が位置することが好ましい。例えば、既知の方向を垂直方向とする場合は、第１の点Ｐ１及び第２の点Ｐ２が基準点Ｏの直上か真下に、既知の方向を水平方向とする場合は、第１の点Ｐ１及び第２の点Ｐ２が基準点Ｏの真横に位置することが好ましい。

変換データ取得工程ＳＴＥＰ４においては、前述したように、第１の点Ｐ１から第２の点Ｐ２に向う方向を求め、この方向が既知の方向と同一となり、且つ、第１の点Ｐ１を原点Ｏとするような補正データＭを求める。以下、この補正データＭを用いて調査作業が行われる。

本発明の第３の実施形態に係る位置検出方法は、さらに、検出領域Ｒ内に存在する全数のタイルＢの調査が未完の間は（ＳＴＥＰ６：ＮＯ）、検出領域Ｒ内に存在する個々のタイルＢの状況を調査するタイル調査工程ＳＴＥＰ５を行う。検出領域Ｒ内に存在する全数のタイルＢの調査が完了した後（ＳＴＥＰ６：ＹＥＳ）、測域センサ１０の位置を変えて設置する設置工程Ｓ１を経て、前記ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ６を繰り返す。そして、建築物の外壁面Ａの全範囲又は所定の定められた範囲内の全てのタイルＢに関する調査が完了した時点で（ＳＴＥＰ７：ＹＥＳ）、調査が終了する。

タイル調査工程ＳＴＥＰ５においては、調査員が打音の異常を認識した場合には、入力装置４０からタイルＢが異常である旨を入力すると共にこのタイルＢの中心部付近に打設棒２０の先端を押し当てながら入力装置４０から位置検出を指示する旨を入力する。これにより、異常があるタイルＢの位置が特定されるので、異常があるタイルＢを特定することが可能となる。このとき、タイルＢの位置の特定する際には補正データＭを用いる。なお、必要に応じて、極座標系をＸＹ座標に変換して、タイルＢを特定する。

タイルＢのサイズは既知であり、既知でない場合も調査員が測定すればサイズは特定される。また、例えば、打診棒２０をタイルＢの対角線の両端を押し当てることによって、これらの位置を検出させてタイルＢのサイズを特定してもよい。

なお、タイルＢの異常がある旨だけでなく、異常の種別、例えばタイルＢの浮き、割れ、欠損、表面白華など、さらには、タイルＢが補修済である旨、モルタル下地の浮きなどを入力してもよい。なお、タイルＢの欠落、割れ、白華は調査員が視認によって判別できる。

また、打音が正常であると認識した場合は、漏れなくタイルＢの全数を確実に調査するために異常が無い旨を位置と組み合わせて記録してもよいが、作業の簡素化のために記録を省略してもよい。

なお、測域センサ１０の検出性能に応じて、１か所に固定した測域センサ１０によって検出可能な領域Ｒの範囲は異なる。隣接するタイルＢを混同しない程度に許容誤差範囲内に収まるように、検出範囲Ｒを定める必要がある。この際、測距センサ１０の測距分解能や測角分解能、タイルＢのサイズ、外壁面Ａと検出領域Ｒとの間の隙間などを考慮すればよい。検出領域Ｒは、例えば半径数ｍの範囲である。

設置位置変更工程ＳＴＥＰ７においては、測域センサ１０の検出領域Ｒが少なくとも１つのタイルＢにおいて重なり合うように、測域センサ１０の設置位置を変更することが好ましい。これにより、検出領域Ｒが重なり合うタイルＢによって、設置位置の異なる測域センサ１０がそれぞれ検出した位置データを同じ座標系に統合することが可能となる。

なお、建築物の特異点、例えば建築物躯体の角部などを基準として座標系を統合してもよい。また、統合する点を、前述の第１の点Ｐ１又は第２の点Ｐ２のように調査員が入力装置４０からその旨を指示して入力してもよい。この場合、タイルＢの中心点、タイルＢの目地の交点、シール目地の交点など特定のような点にて統合することが好ましい。これにより、見通しの悪く複雑な形態の外壁面Ａであっても、タイル調査の簡易化を図ることが可能となる。

以上のようにして既定の調査範囲内の全タイルＢを調査した段階で、調査作業は完了する。これらの調査作業は、全て単独の調査員によって行うことが可能であるので、省人化を図ることが可能となる。

なお、外壁面Ａに凹凸がある場合、窪み面、水平面などの各面ごとに上述したタイル位置調査方法を行うことが好ましい。そして、外壁面Ａが垂直面でなく斜め面である場合でも、外壁面Ａと検出領域Ｒが平行となるように測域センサ１０を設置すれば、タイルＢの特定は可能である。

さらに、タイルＢの他に、外壁面Ａの状態、例えば、手摺り、バルコニー、柱などの突出による入隅部、出隅部、さらに、窓、サッシ開口、換気口などの開口の存在、塗装面、シール目地面、格子面、コンクリートの素面であるなどの外壁面Ａの状態を位置情報と共に記録してもよい。

この場合、１つの点によって点位置を、２つの点によってこれらの間を結び線、又はこの線を対角線とする矩形領域など、入力装置４０への入力指示に伴って入力することが可能である。これにより、建築物や外壁面Ａの形態も入力可能であるので、建築物の図面やＣＡＤデータなどが存在しない場合であっても、又、設計時から形態などが変更されている場合であっても、調査を行うことが可能である。

さらに、これにより、タイルＢの不具合の状況を示す図面を自動的、又は半自動的に作成することも可能である。不具合箇所又は詳細な点検が必要な箇所なども自動的に表示することが可能であり、報告書の作成の容易化及び作業の省力化を図ることができる。

なお、調査員が打診音からタイルＢの不具合状態を判別するのではなく、マイクロフォンなどを用いてサンプリングした打診音データに基づいてタイルＢの不具合を判別してもよい（例えば、特開平５－２８１２０２号公報、特開平７－２０９２６２号公報、特開２００７－３０９８２７号公報参照）。また、打診音データとタイルＢの位置データを関連付けて保存又は送信しておき、情報機器５０又はこれに接続された別の装置を用いて打診音データからタイルＢの不具合状態を判別してもよい。

なお、本発明は、上述した実施例に具体的に記載した第１、第２又は第３の実施形態に係る位置検出方法に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内であれば適宜変更することができる。

１０…位置検出装置、測域センサ（２次元測域装置）、２０…打診棒（物体）、３０…端末装置、４０…入力装置、５０…情報機器、１００…タイル調査システム、Ａ…外壁面、Ｂ…タイル、Ｒ…検出領域。

Claims

建築物の外壁面上の位置を検出する位置検出方法であって、
２次元の検出領域を走査して、前記検出領域内に存在する物体の予め定められた基準点を原点とした座標系における座標を検出する位置検出装置を、前記検出領域が前記外壁面と平行となるように設置する工程と、
前記外壁面上の第１の点から当該外壁面に対して垂直に延びるように物体を設置し、前記位置検出装置により、前記検出領域内に存在する前記物体の前記座標系における前記第１の点に対応する点の座標を検出する工程と、
前記第１の点から既知の方向に向かって離れた第２の点から当該外壁面に対して垂直に延びるように物体を設置し、前記位置検出装置により、前記検出領域内に存在する前記物体の前記座標系における前記第２の点に対応する点の座標を検出する工程と、
前記第１の点に対応する点から前記第２の点に対応する点に向う方向が、前記既知の方向と同一の方向となるように、前記基準点を原点とした他の座標系に座標変換するための変換データを求める工程とを備えることを特徴とする位置検出方法。
建築物の外壁面上の位置を検出する位置検出方法であって、
２次元の検出領域を走査して、前記検出領域内に存在する物体の予め定められた基準点を原点とする極座標系における距離及び角度を検出する２次元測域装置を、前記検出領域が前記外壁面と平行となるように設置する工程と、
前記外壁面上の第１の点から当該外壁面に対して垂直に延びるように物体を設置し、前記２次元測域装置により、前記検出領域内に存在する前記物体の前記極座標系における前記第１の点に対応する点の距離及び角度を検出する工程と、
前記第１の点から既知の方向に向かって離れた第２の点から当該外壁面に対して垂直に延びるように物体を設置し、前記２次元測域装置により、前記検出領域内に存在する前記物体の前記極座標系における前記第２の点に対応する点の距離及び角度を検出する工程と、
前記第１の点に対応する点から前記第２の点に対応する点に向う方向が、前記既知の方向と同一の方向となるように、前記基準点又は前記第１の点を原点とした他の極座標系に座標変換するための変換角度を少なくとも求める工程とを備えることを特徴とする位置検出方法。
前記外壁面のタイル上に位置する第３の点から当該外壁面に対して垂直に延びるように物体を設置し、前記２次元測域装置により、前記検出領域内に存在する前記物体の前記極座標系における前記第３の点に対応する点の距離及び角度を検出する工程と、
前記変換角度を用いて、前記第３の点に対応する点の他の極座標系における距離及び角度を求める工程と、
前記第３の点に対応する点の前記他の極座標系における距離及び角度から前記タイルを特定する工程とを備えることを特徴とする請求項２に記載の位置検出方法。
前記第１の点及び前記第２の点は共に、タイルの角又は中心点、あるいは、タイルの目地上に位置することを特徴とする請求項３に記載の位置検出方法。
前記第３の点が位置するタイルの状態に関する情報を、前記第３の点に対応する点の前記他の座標系における距離及び角度と関連付けて記憶する工程を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の位置検出方法。