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三菱重工鉄構エンジニアリングの千葉工場では、鋼橋製作の精度管理にデジタルカメラを使った写真計測システムを導入し、生産工程を効率化した。橋桁に「ターゲット」と呼ばれる反射板をいくつも取り付け、写真を撮るだけで3万5000分の1という高精度で橋桁主要部の位置を3次元で計測できるのだ。この技術は2012年1月、国土交通省のNETIS(公共工事等における新技術活用システム)の「活用促進技術」にも指定された。


 パシッ、パシッとフラッシュをたきながら、1眼レフのデジタルカメラを持った技術者が塗装前の橋桁をぐるりと回りながら写真を撮っていく。三菱重工鉄構エンジニアリングの千葉工場では、毎日のようにこんな撮影が行われている。溶接が終わった橋桁が設計通りの寸法や形状に出来上がっているかどうかを計測するためだ。

1眼レフのデジタルカメラによる橋桁の撮影(写真:家入龍太)
1眼レフのデジタルカメラによる橋桁の撮影(写真:家入龍太)

1本の橋桁を約1時間で計測完了

 橋桁のいろいろな部分には、フラッシュの光を反射する素材で描かれた点が縦横5列に並んだ「コードターゲット」を張り付け、橋桁の端部など位置を計測したい部分には点が一つだけの「シールターゲット」を張る。そして、両端にターゲットを取り付けた「基準バー」を長さのスケール指標として取り付ける。

 こうして、橋桁の周囲をぐるりと回りながら、カメラの位置を上や下に変えていろいろな角度で写真を撮る。I桁の場合は約80枚、箱桁の場合は約120枚撮れば大丈夫だが、普通のスナップ写真のようにシャッターを押すだけなので作業のストレスはない。

橋桁のあちこちに張られたターゲット。(写真:家入龍太)
橋桁の中央部には長さのスケール指標として既知の長さを持つ「基準バー」を設置(写真:家入龍太)
橋桁のあちこちに張られたターゲット(左)。橋桁の中央部には長さのスケール指標として既知の長さを持つ「基準バー」を設置(右)(写真:家入龍太)

使用カメラは1200万画素のニコンD300s。(写真:家入龍太)
縦横5列の点を配置した「コードターゲット」(写真:家入龍太)
使用カメラは1200万画素のニコンD300s(左)。縦横5列の点を配置した「コードターゲット」(写真:家入龍太)

 撮影した写真は、橋桁横に置いてあるノートパソコンに読み込み、ソフトウエアで解析すると6分程度で計測したい点の3次元座標が求められる仕組みだ。その精度はなんと3万5000分の1と高い。長さ10mの橋桁の場合、±0.3mm以内の誤差で測れることになる。

 「一つの橋桁を計測する時間は、ターゲットの張り付けや写真撮影、パソコンでの計算処理を含めて約1時間で完了する。そして一人だけで作業できる。以前はトータルステーションなどを使って計測していたが、当時に比べると計測作業の効率は3倍以上になった」と、三菱重工鉄構エンジニアリング千葉工場の大山雄司工場長は語る。

パソコンに読み込んだ写真。(写真:家入龍太)
解析によって求められたシールターゲットの位置(写真:家入龍太)
パソコンに読み込んだ写真(左)。解析によって求められたシールターゲットの位置(右)(写真:家入龍太)

 作業効率が高まったのは、トータルステーションなど光波系の計測機器に比べて取り扱いが簡単だからだ。三脚を現場に据え付ける作業も必要なく、専門的な技術もいらない。

危険度別に色分けされた工場の内部。低い位置にあるクレーンは事故の原因になりやすいため赤で注意喚起を図っている(写真:家入龍太)
危険度別に色分けされた工場の内部。低い位置にあるクレーンは事故の原因になりやすいため赤で注意喚起を図っている(写真:家入龍太)