2003 年　電子情報通信学会総合大会 D-11-137 鋼構造物変位の 3D 画像表示システムの開発 Development of Three Dimensional Picture Display System of Steel Tower Transformation 三橋龍一*1 五十嵐和博*1 扇彰宏*1 吉野巧*1 米田俊*2 青木由直*3 Ryuichi Mitsuhashi Kazuhiro Igarashi Akihiro Augi Takumi Yoshino Syun Yoneta Yoshinao Aoki *1 北海道工業大学 Hokkaido Institute of Technology *2 (株) ハイデックス・和島 Hidex Wajima 1. はじめに無線鉄塔などの鋼構造物には、地震などの大規模な地盤変動以外にも、立地箇所周辺の大規模な土木工事や斜面の影響など、環境変化による構造物自体の不規則な変位を伴った変形が発生する場合がある。そこで各所管の機関では、これら変形による鋼構造物への影響を把握するため、変位の監視を行っている。この変位観測の手法は、目視による検査やボルト間の距離測定から、精密な指定ポイントの 3 次元測定によるデータ解析まで、さまざまなものがあり、中でも精密な 3 次元測定による変位測定が、もっとも信頼性が高いと言える。しかし、現在はこの測定データをボルト間の距離データに変換して管理しており、3 次元測定データが有効に活用されているとはいえない。そこで本稿では、3 次元測定データから鋼構造物の 3 次元像の再構成を行い、鋼構造物の変位状態をわかりやすく可視化して表示するシステムの研究を主体に、部材の変位量から危険度を推定し、高度で正確な鋼構造物の診断システムの構築について検討する。 2. 鋼構造物の変位測定レーザ光を使用した 100m の距離で標準偏差 0.9mm 以内という高精度な測定装置を用いて、鋼構造物の指定ポイントにターゲット反射シールを貼付して測定を行った。鋼構造物の変位を測定する場合、通常は上部までのデータを取得する必要が無いとされていることから、測定は下層部のみを対象に行った。従来は、測定ポイントを示す測定データ番号を、測定現場で鋼構造物の図面に書き入れる方法を用いていた。その方法で得られた測定データから、3 次元像を構築するためには、測定時の図面と見比べながらの膨大なデータ変換の手作業が必要であった。また、一般に鋼構造物の設置場所は険しい山の中など、測定作業自体が過酷であることが珍しくない。そこで、測定現場での作業負担の増加を最小限に抑えて、コンピュータでの自動データ処理のため、基準点や基準方向を統一した上で、部材番号に基づいた一般化したデータ表現方法を開発した。 *3 北海道大学大学院工学研究科 Hokkaido University 3. 鋼構造物の 3D 画像表示鋼構造物の 3D 画像表示は、 Windows 上で DirectX の 3D グラフィックス機能を利用して行った。表示は図 1 のように行われ、鋼構造物をディスプレイ上で自由自在に回転や拡大縮小の操作が可能になり、数値データからでは専門家以外には困難であった空間的な変位の把握が可能になった。図 1 鋼構造物の表示例(時間差測定データ) また、危険度の評価は、現在は従来から用いられている各部材の測定ポイントの変位から求める計算式をそのまま使用して判定している。実際に試用してみると、測定ミスも視覚的に容易に判別できることが明らかになり、この効用もかなり大きいことが判明した。 4. おわりに今後は部材の応力計算に基づいた、より高度な危険診断を行う予定である。また、ユビコンチップの鋼構造物への取り付けによるデータ管理や、無線鉄塔で必要とされる信号ケーブルの経路を求めることなどへの応用も検討する。謝辞本研究の一部は、平成 14 年度文科省「札幌 IT カロッツェリアの創成」研究費により行われた。ここに謝意を表する。 137