JP2014010543A - 外郭データ生成装置および外郭データ生成方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】構造体の外郭の情報のみを算出する際に演算負荷が嵩むことを抑制する。
【解決手段】外郭データ生成装置１０は、構造体を構成する複数の部材を空間座標で規定した座標データから、構造体を複数層に分割して得られる各層に対して設定した所定断面での部材の複数の点の座標を抽出する座標抽出部１３と、複数の点の座標を図形単位の複数の座標群に区分する座標群生成部１４と、複数の座標群に対応する複数の図形を合成して合成図形を生成し、該合成図形の外郭線を算出する外郭線算出部１５と、外郭線と層の厚さとを用いてソリッドモデルを生成するソリッドモデル生成部１６と、複数層のソリッドモデルを用いて構造体の外郭モデルを算出する外郭モデル算出部１７と、を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、外郭データ生成装置および外郭データ生成方法およびプログラムに関する。

従来、例えば、ＢＩＭ（Building Information Modeling）などのように、建築物を構成する複数のオブジェクトを空間座標で規定した３次元ＣＡＤデータと建築関連情報とを統合して管理するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−６８６９８号公報

ところで、上記従来技術に係るシステムによれば、膨大なデータがデータベースに蓄積されており、所望の情報のみを取得するために要する演算処理が煩雑になる場合がある。
これに伴い、例えば、建築物の避雷針による保護範囲を診断する場合や、建築物により形成される影や建築物に対する風の影響などを算出する場合などにおいて、建築物の外郭の情報のみを生成する際に演算負荷が嵩むことを抑制しつつ簡便に演算を行なうことが望まれている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、構造体の外郭の情報のみを算出する際に演算負荷が嵩むことを抑制しつつ簡便に演算を行なうことが可能な外郭データ生成装置および外郭データ生成方法およびプログラムを提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１の発明に係る外郭データ生成装置は、構造体を構成する複数の部材を空間座標で規定した座標データから、前記構造体を複数層に分割して得られる各層に対して設定した所定断面での前記部材の複数の点の座標を抽出する座標抽出手段と、前記座標抽出手段によって抽出された前記複数の点の座標を図形単位の複数の座標群に区分する座標群生成手段と、前記座標群生成手段によって生成された前記複数の座標群に対応する複数の図形を合成して合成図形を生成し、該合成図形の外郭線を算出する外郭線算出手段と、前記外郭線算出手段によって算出された前記外郭線と前記層の厚さとを用いてソリッドモデルを生成するソリッドモデル生成手段と、前記複数層に対して前記ソリッドモデル生成手段によって生成された複数の前記ソリッドモデルを用いて前記構造体の外郭モデルを算出する外郭モデル算出手段と、を備える。

本発明の第２の発明に係る外郭データ生成装置では、前記座標データは、前記部材の直線または曲線からなる辺の始点座標および終点座標の情報を含み、前記座標群生成手段は、隣り合う前記点同士の座標が同一の前記辺上に存在するようにして図形単位で前記複数の点を時計回りまたは反時計回りに配列する。

本発明の第３の発明に係る外郭データ生成装置では、前記外郭線算出手段は、複数の交点を有する前記図形同士において、前記複数の点の配列に前記交点を追加し、前記交点にて前記図形を切り替えつつ前記図形同士の前記複数の点および前記交点の配列を合成する。

本発明の第４の発明に係る外郭データ生成装置では、前記構造体が建築物である場合に前記外郭線の算出対象となる前記層に対して前記所定方向で隣り合う層に屋根と床と天井とのうち少なくとも何れかの部材が存在するか否かを判定する判定手段を備え、前記判定手段によって前記何れかの部材が存在しないと判定された場合に、前記外郭線算出手段は、前記外郭線の算出対象となる前記層に対して前記合成図形の生成を禁止する。

本発明の第５の発明に係る外郭データ生成装置では、前記判定手段によって前記何れかの部材が存在しないと判定された場合に、前記ソリッドモデル生成手段は、前記複数の図形と前記層の厚さとを用いて前記ソリッドモデルを生成する。

本発明の第６の発明に係る外郭データ生成装置では、前記ソリッドモデル生成手段は、前記層における前記部材の辺に対応した形状の前記ソリッドモデルを生成する。

本発明の第７の発明に係る外郭データ生成装置では、前記ソリッドモデル生成手段は、前記層における前記部材の辺が曲線からなる場合に、該曲線を直線に近似する。

また、本発明の第８の発明に係る外郭データ生成方法は、構造体を構成する複数の部材を空間座標で規定した座標データから、前記構造体を複数層に分割して得られる各層に対して設定した所定断面での前記部材の複数の点の座標を抽出する第１のステップと、前記第１のステップによって抽出された前記複数の点の座標を図形単位の複数の座標群に区分する第２のステップと、前記第２のステップによって生成された前記複数の座標群に対応する複数の図形を合成して合成図形を生成し、該合成図形の外郭線を算出する第３のステップと、前記第３のステップによって算出された前記外郭線と前記層の厚さとを用いてソリッドモデルを生成する第４のステップと、前記複数層に対して前記第４のステップによって生成された複数の前記ソリッドモデルを用いて前記構造体の外郭モデルを算出する第５のステップと、を備える。

また、本発明の第９の発明に係るプログラムは、構造体の外郭モデルを算出する外郭データ生成装置が備えるコンピュータに、構造体を構成する複数の部材を空間座標で規定した座標データから、前記構造体を複数層に分割して得られる各層に対して設定した所定断面での前記部材の複数の点の座標を抽出する座標抽出ステップと、前記座標抽出ステップにおいて抽出された前記複数の点の座標を図形単位の複数の座標群に区分する座標群生成ステップと、前記座標群生成ステップにおいて生成された前記複数の座標群に対応する複数の図形を合成して合成図形を生成し、該合成図形の外郭線を算出する外郭線算出ステップと、前記外郭線算出ステップにおいて算出された前記外郭線と前記層の厚さとを用いてソリッドモデルを生成するソリッドモデル生成ステップと、前記複数層に対して前記ソリッドモデル生成ステップにおいて生成された複数の前記ソリッドモデルを用いて前記構造体の外郭モデルを算出する外郭モデル算出ステップと、を実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、部材を空間座標で規定する座標データに基づいて、所定断面での部材の複数の点の座標を部材の断面形状を示す図形単位の座標群に区分し、これらの複数の図形を１つの合成図形に合成するという簡便な演算によって、部材の断面形状の外郭線を算出することができる。これにより、構造体の外郭の情報のみを算出する際に演算負荷が嵩むことを抑制しつつ簡便に演算を行なうことができる。

本発明の実施の形態に係る外郭データ生成装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係る外郭データ生成装置の動作、つまり外郭データ生成方法を示すフローチャートである。 図２に示す座標抽出の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る複数層に分割された構造体の斜視図である。 本発明の実施の形態に係る複数層に分割された構造体の各層で抽出される部材の点を示す断面図である。 図２に示す座標群生成の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る所定断面での点群の例を示す図である。 図２に示す外郭線算出の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る複数の図形（断面図形）の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る基準図形および交差図形の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る基準図形および交差図形から抽出される複数の点の配列の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る合成図形により更新された基準図形の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る基準図形および交差図形の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る基準図形および交差図形の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る基準図形および交差図形から抽出される複数の点の配列の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る合成図形により更新された基準図形の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る基準図形および交差図形の例を示す図である。 本発明の実施の形態の実施例および比較例に係る基準図形および交差図形から抽出される複数の点の配列の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る構造体の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る複数の図形（断面図形）および複数層に分割された部材の断面図および外郭線の例を示す図である。 図２に示すソリッドモデル生成の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る複数層に分割された部材の断面図および外郭線およびソリッドモデルの例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る複数層に分割された部材の断面図および外郭線およびソリッドモデルの例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る部材の例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るソリッドモデルの例を示す断面図である。 図２に示す外郭モデル算出の処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る外郭データ生成装置および外郭データ生成方法およびプログラムについて添付図面を参照しながら説明する。

（外郭データ生成装置）
図１は、本発明の実施の形態に係る外郭データ生成装置の構成図である。
本実施の形態による外郭データ生成装置１０は、例えば図１に示すように、入出力部１１と、データ取得部１２と、座標抽出部１３と、座標群生成部１４と、外郭線算出部１５と、ソリッドモデル生成部１６と、外郭モデル算出部１７と、を備えている。

入出力部１１は、例えば、操作者の入力操作などに応じた各種情報の入力および出力を行なう。
データ取得部１２は、例えば、建築物の３次元ＣＡＤデータなどのように、構造体を構成する複数の部材を空間座標で規定した座標データとともに、各部材を構成する直線または曲線からなる辺の情報などを含む部材情報を取得する。

なお、部材情報に含まれる辺の情報は、例えば、辺の始点座標および終点座標の情報と、辺が円弧状などの曲線状であること示すフラグと、円弧状などの曲線状の辺の曲率中心および曲率半径の各情報と、などを含んでいる。

座標抽出部１３は、例えば、座標データおよび部材情報に基づき、構造体を所定方向（鉛直方向など）に沿って複数層に分割し、各層において所定断面を設定し、所定断面での部材の複数の点（点群）の座標を抽出する。

座標群生成部１４は、例えば、各層毎に複数の点の座標を図形単位の複数の座標群に区分する。
外郭線算出部１５は、例えば、各層毎に複数の座標群に対応する複数の図形を合成して合成図形を生成し、該合成図形の外郭線を算出する。

ソリッドモデル生成部１６は、例えば、各層毎に外郭線と層の厚さとを用いて立体のソリッドモデルを生成する。
外郭モデル算出部１７は、例えば、全ての層のソリッドモデルを用いて、構造体の外形を示す各種情報からなる外郭モデルを算出する。

また、外郭データ生成装置１０は、図示されない記憶部を備えており、この記憶部は、上記各部１１〜１７が扱う情報を記憶する。

本実施の形態による外郭データ生成装置１０は上記構成を備えており、次に、この外郭データ生成装置１０の動作、つまり外郭データ生成方法について説明する。

（外郭データ生成方法）
図２を参照し、本発明の実施の形態に係る外郭データ生成装置の動作について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る外郭データ生成装置の動作、つまり外郭データ生成方法を示すフローチャートである。
先ず、例えば図２に示すステップＳ０１において、データ取得部１２は、構造体を構成する複数の部材を空間座標で規定した座標データとともに、各部材を構成する辺の情報などを含む部材情報を取得する。

次に、ステップＳ０２において、座標抽出部１３は、座標データおよび部材情報に基づき、構造体を複数層に分割して得られる各層の所定断面での部材の複数の点（点群）の座標を抽出する座標抽出の処理を実行する。

次に、ステップＳ０３において、座標群生成部１４は、各層毎に複数の点の座標を図形単位の複数の座標群に区分する座標群生成の処理を実行する。

次に、ステップＳ０４において、外郭線算出部１５は、各層毎に複数の座標群に対応する複数の図形（断面図形）を合成して合成図形を生成し、該合成図形の外郭線を算出する外郭線算出の処理を実行する。

次に、ステップＳ０５において、ソリッドモデル生成部１６は、各層毎に外郭線と層の厚さとを用いて立体のソリッドモデルを生成するソリッドモデル生成の処理を実行する。

次に、ステップＳ０６において、外郭モデル算出部１７は、全ての層のソリッドモデルを用いて、構造体の外形を示す各種情報からなる外郭モデルを算出す外郭モデル算出の処理を実行し、エンドに進む。

（座標抽出）
以下に、図３から図５を参照し、上述したステップＳ０２で座標抽出部１３が行なう座標抽出の処理の詳細について説明する。
図３は座標抽出の処理を示すフローチャートである。図４は複数層に分割された構造体の斜視図である。図５は複数層に分割された構造体の各層で抽出される部材の点を示す断面図である。

先ず、例えば図３に示すステップＳ１１においては、座標データおよび部材情報に基づき、例えば所定方向（鉛直方向など）に沿って構造体の形状が変化する位置などを境界として構造体を複数層に分割する。
これにより、例えば図４に示す構造体Ｏは、鉛直方向の下方から上方に向かうＺ方向に沿って順次設定された分割位置Ｔ１〜Ｔ９によって複数層Ｓ１〜Ｓ８に分割される。

なお、例えば構造体Ｏが建築物である場合、分割位置Ｔ１〜Ｔ９は、構造体Ｏの形状が変化する境界位置として、窓枠の位置などとされる。

次に、例えば図３に示すステップＳ１２においては、構造体を複数層に分割して得られる各層において所定断面（例えば、各層の所定方向における中間位置での断面など）を設定し、所定断面での部材の複数の点（点群）の座標を抽出し、リターンに進む。
これにより、例えば図５に示す層Ｓ２の断面Ｃでの部材Ｑの複数の点Ｐ１，Ｐ２の座標が抽出される。

（座標群生成）
以下に、図６および図７を参照し、上述したステップＳ０３で座標群生成部１４が行なう座標群生成の処理の詳細について説明する。
図６は座標群生成の処理を示すフローチャートである。図７は所定断面での点群の例を示す図である。

先ず、例えば図６に示すステップＳ２１においては、各層毎の部材の複数の点（点群）のうちから始点を設定する。
この始点は、例えば、所定断面を含むＸＹ平面上においてＸ座標が最も小さい点のうちＹ座標が最も小さい点などである。これにより、例えば図７（Ａ）に示す点群Ｐ（Ｐ０），…，Ｐ（Ｐ５）のうちから所定の始点Ｐ０が設定される。

次に、ステップＳ２２においては、例えば始点をＸＹ座標系の原点として点群の他の点の角度、つまり始点と他の点とを結ぶ線分がＸ軸となす角を算出する。
これにより、例えば図７（Ａ）に示す所定の始点Ｐ０（つまり、Ｘ座標が最も小さい点のうちＹ座標が最も小さい点）に対して、点群Ｐ（Ｐ０），…，Ｐ（Ｐ５）の他の点の角度θは、−９０°＜θ≦９０°の範囲となる。

次に、例えば図６に示すステップＳ２３においては、点群の他の点のうちから、角度の大きい順に点を抽出する。
これにより、例えば図７（Ａ）に示す点群の他の点Ｐ（Ｐ１），…，Ｐ（Ｐ５）は、順次、角度の大きい順（つまり、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の順）に、いわば時計回りに抽出される。

次に、例えば図６に示すステップＳ２４においては、部材情報に基づき、直前に配列を確定した点（例えば、初回においては始点）と抽出した点（抽出点）とを含む部材の辺は存在するか否かを判定する。
ステップＳ２４の判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２５に進み、このステップＳ２５においては、抽出点をスキップし、後述するステップＳ２８に進む。
一方、ステップＳ２４の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２６に進み、このステップＳ２６においては、抽出点の配列を確定する。
そして、ステップＳ２７においては、抽出点のスキップをリセットして、スキップした抽出点を抽出可能に設定する。

そして、ステップＳ２８においては、点群に抽出可能な他の点は存在するか否かを判定する。
ステップＳ２８の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ２３に戻る。
一方、ステップＳ２８の判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２９に進む。
次に、ステップＳ２９においては、始点および配列が確定された抽出点からなる座標群、つまり始点および配列が確定された抽出点を頂点する図形（断面図形）を設定する。

これにより、例えば図７（Ｂ）に示すように、先ず、始点Ｐ０の次に最も角度θが大きい点Ｐ１が抽出され、始点Ｐ０と点Ｐ１とを含む部材の辺が存在することによって、始点Ｐ０の次となる点Ｐ１の配列が確定される。
次に、２番目に角度θが大きい点Ｐ２が抽出され、直前に配列が確定された点Ｐ１と点Ｐ２とを含む部材の辺が存在することによって、点Ｐ１の次となる点Ｐ２の配列が確定される。

次に、３番目に角度θが大きい点Ｐ３が抽出され、直前に配列が確定された点Ｐ２と点Ｐ３とを含む部材の辺が存在しないことによって、点Ｐ３はスキップされる。
次に、４番目に角度θが大きい点Ｐ４が抽出され、直前に配列が確定された点Ｐ２と点Ｐ４とを含む部材の辺が存在することによって、点Ｐ２の次となる点Ｐ４の配列が確定される。そして、スキップした点Ｐ３は抽出可能に設定される。

これに伴い、次に、３番目に角度θが大きい点Ｐ３が抽出され、直前に配列が確定された点Ｐ４と点Ｐ３とを含む部材の辺が存在することによって、点Ｐ４の次となる点Ｐ３の配列が確定される。
次に、５番目に角度θが大きい点Ｐ５が抽出され、直前に配列が確定された点Ｐ３と点Ｐ５とを含む部材の辺が存在することによって、点Ｐ３の次となる点Ｐ５の配列が確定される。
これらにより、順次、始点Ｐ０，点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ３，Ｐ５の順に配列が確定された座標群、つまり始点Ｐ０，点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ３，Ｐ５の順に配列された頂点を有する図形が設定される。

次に、例えば図６に示すステップＳ３０においては、抽出点のスキップをリセットして、スキップした抽出点を抽出可能に設定する。
次に、ステップＳ３１においては、点群に配列未確定の点は存在するか否かを判定する。
ステップＳ３１の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ２１に戻る。
一方、ステップＳ３１の判定結果が「ＮＯ」の場合には、リターンに進む。

（外郭線算出）
以下に、図８から図２０を参照し、上述したステップＳ０４で外郭線算出部１５が行なう外郭線算出の処理の詳細について説明する。
図８は外郭線算出の処理を示すフローチャートである。図９は複数の図形（断面図形）の例を示す図である。図１０は基準図形および交差図形の例を示す図である。図１１は基準図形および交差図形から抽出される複数の点の配列の例を示す図である。図１２は合成図形により更新された基準図形の例を示す図である。図１３は基準図形および交差図形の例を示す図である。図１４は基準図形および交差図形の例を示す図である。図１５は基準図形および交差図形から抽出される複数の点の配列の例を示す図である。図１６は合成図形により更新された基準図形の例を示す図である。図１７は基準図形および交差図形の例を示す図である。図１８は実施例および比較例に係る基準図形および交差図形から抽出される複数の点の配列の例を示す図である。図１９は構造体の斜視図である。図２０は複数の図形（断面図形）および複数層に分割された部材の断面図および外郭線の例を示す図である。

先ず、例えば図８に示すステップＳ４１においては、各層毎の複数の座標群に対応する複数の図形（断面図形）のうちから基準図形を設定する。
この基準図形は、例えば、所定断面を含むＸＹ平面上においてＸ座標が最も小さい位置に存在する図形のうちＹ座標が最も小さい位置に存在する図形などである。これにより、例えば図９に示す複数の図形（断面図形）Ｇ（Ｇ０），…，Ｇ（Ｇ５）のうちから所定の基準図形Ｇ０が設定される。

なお、例えば図９に示す複数の図形（断面図形））Ｇ（Ｇ０），…，Ｇ（Ｇ５）は、建築物において所定の厚さを有する壁や窓などの部材の断面図形である。

次に、例えば図８に示すステップＳ４２においては、基準図形以外の他の図形のうちから、基準図形に対して外郭線同士が複数の交点を有する図形（交差図形）を、例えば時計回りの順序で抽出する。
これにより、例えば図９に示す基準図形Ｇ０以外の他の複数の図形Ｇ（Ｇ１），…，Ｇ（Ｇ５）のうちから、基準図形Ｇ０に対して外郭線同士が複数の交点を有する図形Ｇ１，Ｇ５が抽出され、さらに、時計回りの順序によって図形Ｇ１が選択される。

次に、例えば図８に示すステップＳ４３においては、各基準図形および抽出した図形（交差図形）において設定されている複数の点の配列に図形同士の交点を追加する。
これにより、例えば図１０に示すように複数の交点を有する基準図形Ｇ０と図形Ｇ１とに対して、基準図形Ｇ０には図形単体で配列された点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ６に交点Ｐ２，Ｐ５が追加され、図形Ｇ１には図形単体で配列された点Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｄ，Ｐｅに交点Ｐｃ，Ｐｆが追加され、各基準図形Ｇ０および図形Ｇ１において複数の点の配列が更新される。

次に、例えば図８に示すステップＳ４４においては、基準図形において設定されている複数の点を配列順に抽出する。
次に、ステップＳ４５においては、抽出された点（抽出点）の配列を確定する。
次に、ステップＳ４６においては、後述するように、抽出点は基準図形および交差図形同士の交点、かつ、この抽出点と次回に抽出される抽出点とを結ぶ線分が図形の内部（つまり、図形の外郭線よりも内側の領域）に入り込んでいないか否かを判定する。
ステップＳ４６の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４７に進み、このステップＳ４７においては、次回に点を抽出する図形（抽出対象図形）を基準図形と交差図形との間で切り替え、ステップＳ４８に進む。
一方、ステップＳ４６の判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ４８に進む。

そして、ステップＳ４８においては、図形に抽出可能な他の点は存在するか否かを判定する。
ステップＳ４８の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４９に進み、このステップＳ４８においては、抽出対象図形において設定されている複数の点を配列順に抽出し、上述したステップＳ４５に戻る。
一方、ステップＳ４８の判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ５０に進み、このステップＳ５０においては、配列が確定された抽出点を頂点とする図形、つまり基準図形と交差図形とが合成されて得られる合成図形を生成し、この合成図形を新たに基準図形として更新する。

これにより、交点にて図形を切り替えつつ図形同士の複数の点および交点の配列が合成される。
例えば図１０に示す基準図形Ｇ０および図形（交差図形）Ｇ１に対しては、例えば図１１に示すように、先ず、順次、基準図形Ｇ０の点Ｐ１，Ｐ２が抽出され、点Ｐ２が基準図形Ｇ０および図形（交差図形）Ｇ１の交点（つまり、点Ｐ２＝点Ｐａ）であることから、次回に点を抽出する図形が基準図形Ｇ０から交差図形Ｇ１に切り替えられる。

次に、交差図形Ｇ１において、交点（つまり、点Ｐａ＝点Ｐ２）の次となる点Ｐｂが抽出され、点Ｐｂが基準図形Ｇ０および図形（交差図形）Ｇ１の交点（つまり、点Ｐｂ＝点Ｐ３）であることから、次回に点を抽出する図形が交差図形Ｇ１から基準図形Ｇ０に切り替えられる。

次に、基準図形Ｇ０において、交点（つまり、点Ｐ３＝点Ｐｂ）の次となる点Ｐ４が抽出され、点Ｐ４が基準図形Ｇ０および図形（交差図形）Ｇ１の交点（つまり、点Ｐ４＝点Ｐｃ）であることから、次回に点を抽出する図形が基準図形Ｇ０から交差図形Ｇ１に切り替えられる。

次に、交差図形Ｇ１において、交点（つまり、点Ｐｃ＝点Ｐ４）の次となる点Ｐｄが抽出され、さらに、順次、点Ｐｄ，Ｐｅ，Ｐｆが抽出され、点Ｐｆが基準図形Ｇ０および図形（交差図形）Ｇ１の交点（つまり、点Ｐｆ＝点Ｐ５）であることから、次回に点を抽出する図形が交差図形Ｇ１から基準図形Ｇ０に切り替えられる。

次に、基準図形Ｇ０において、交点（つまり、点Ｐ５＝点Ｐｆ）の次となる点Ｐ６が抽出される。そして、基準図形Ｇ０および交差図形Ｇ１に抽出可能な他の点が存在しないことから、配列が確定された抽出点Ｐ１，Ｐ２，Ｐａ，Ｐｂ，Ｐ３，Ｐ４，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅ，Ｐｆ，Ｐ５，Ｐ６を頂点とする合成図形が生成される。
そして、例えば図１２に示すように、合成図形が新たに基準図形Ｇ０として更新され、これに伴い、新たな基準図形Ｇ０の複数の点の配列が新たな配列（例えば、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の順の配列）に更新される。

次に、例えば図８に示すステップＳ５１においては、基準図形以外の他の図形のうちから、基準図形に対して複数の交点を有する図形（交差図形）が存在するか否かを判定する。
ステップＳ５１の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ４２に戻る。
一方、ステップＳ５１の判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ５２に進む。
そして、ステップＳ５２においては、この時点で設定されている基準図形（合成図形）の外郭線を算出し、リターンに進む。

これにより、例えば図９に示す複数の図形Ｇ，…，Ｇに対して、例えば図１３に示すように、時計回りの順序で基準図形Ｇ０および交差図形Ｇの組み合わせが更新される。

そして、例えば図１４に示す基準図形Ｇ０には図形単体で配列された点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１６に交点Ｐ２，Ｐ７，Ｐ１０，Ｐ１５が追加される。さらに、図形Ｇ１には図形単体で配列された点Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｅ，Ｐｆに交点Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｇ，Ｐｈが追加され、各基準図形Ｇ０および図形Ｇ１において複数の点の配列が更新される。

そして、例えば図１５に示すように、先ず、基準図形Ｇ０の点Ｐ１が抽出され、点Ｐ１が基準図形Ｇ０および図形（交差図形）Ｇ１の交点（つまり、点Ｐ１＝点Ｐａ）であることから、次回に点を抽出する図形が基準図形Ｇ０から交差図形Ｇ１に切り替えられる。

次に、交差図形Ｇ１において、交点（つまり、点Ｐａ＝点Ｐ１）の次となる点Ｐｂが抽出され、点Ｐｂが基準図形Ｇ０および図形（交差図形）Ｇ１の交点（つまり、点Ｐｂ＝点Ｐ２）であることから、次回に点を抽出する図形が交差図形Ｇ１から基準図形Ｇ０に切り替えられる。

次に、基準図形Ｇ０において、交点（つまり、点Ｐ２＝点Ｐｂ）の次となる点Ｐ３が抽出され、さらに、順次、点Ｐ４〜Ｐ７が抽出され、点Ｐ７が基準図形Ｇ０および図形（交差図形）Ｇ１の交点（つまり、点Ｐ７＝点Ｐｅ）であることから、次回に点を抽出する図形が基準図形Ｇ０から交差図形Ｇ１に切り替えられる。

次に、交差図形Ｇ１において、交点（つまり、点Ｐｅ＝点Ｐ７）の次となる点Ｐｆが抽出され、点Ｐｆが基準図形Ｇ０および図形（交差図形）Ｇ１の交点（つまり、点Ｐｆ＝点Ｐ８）であることから、次回に点を抽出する図形が交差図形Ｇ１から基準図形Ｇ０に切り替えられる。

次に、基準図形Ｇ０において、交点（つまり、点Ｐ８＝点Ｐｆ）の次となる点Ｐ９が抽出され、点Ｐ９が基準図形Ｇ０および図形（交差図形）Ｇ１の交点（つまり、点Ｐ９＝点Ｐｇ）であることから、次回に点を抽出する図形が基準図形Ｇ０から交差図形Ｇ１に切り替えられる。

次に、交差図形Ｇ１において、交点（つまり、点Ｐｇ＝点Ｐ９）の次となる点Ｐｈが抽出され、点Ｐｈが基準図形Ｇ０および図形（交差図形）Ｇ１の交点（つまり、点Ｐｈ＝点Ｐ１６）であることから、次回に点を抽出する図形が交差図形Ｇ１から基準図形Ｇ０に切り替えられる。

そして、基準図形Ｇ０および交差図形Ｇ１に抽出可能な他の点が存在しないことから、配列が確定された抽出点Ｐ１，Ｐａ，Ｐｂ，Ｐ２，…，Ｐ７，Ｐｅ，Ｐｆ，Ｐ８，Ｐ９，Ｐｇ，Ｐｈ，Ｐ１６を頂点とする合成図形が生成される。
そして、例えば図１６に示すように、合成図形が新たに基準図形Ｇ０として更新され、これに伴い、新たな基準図形Ｇ０の複数の点の配列が新たな配列（例えば、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の順の配列）に更新される。
そして、この基準図形Ｇ０の外郭線Ｌが算出される。

なお、上述したステップＳ４６においては、抽出点が基準図形および交差図形同士の交点である場合に、この抽出点と、次回に図形切り替え後に抽出される抽出点とを結ぶ線分が、切り替え前の図形の内部（つまり、図形の外郭線よりも内側の領域）に入り込んでいないか否かを判定する。
そして、ステップＳ４６の判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり線分が図形の内部に入り込んでいない場合には、ステップＳ４７に進み、図形の切り替えを実行する。
一方、ステップＳ４６の判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり線分が図形の内部に入り込んでいる場合には、図形の切り替えを実行せずに、ステップＳ４８に進む。

例えば図１７に示す基準図形Ｇ０および交差図形Ｇにおいては、基準図形Ｇ０から点Ｐ４が抽出されると、点Ｐ４が基準図形Ｇ０および交差図形Ｇの交点（つまり、点Ｐ４＝点Ｐｄ）であることから、この抽出点Ｐ４と、次回に図形切り替え後に抽出される抽出点Ｐｅとを結ぶ線分が、基準図形Ｇ０の内部に入り込んでいないか否かが判定される。

なお、例えば図１７に示す基準図形Ｇ０は、交差図形Ｇとの交点も含めて、順次配列された複数の点Ｐ１，…，Ｐ８を有し、交差図形Ｇは、基準図形Ｇ０との交点も含めて、順次配列された複数の点Ｐａ，…，Ｐｆを有している。

この判定結果において、点Ｐ４と点Ｐｅとを結ぶ線分は基準図形Ｇ０の内部に入り込んでいることから、例えば図１８（Ｂ）に示す比較例のように、次回に点を抽出する図形が基準図形Ｇ０から交差図形Ｇに切り替えられることは禁止される。そして、例えば図１８（Ａ）に示す実施例のように、次回に点を抽出する図形が基準図形Ｇ０に維持され、交点（つまり、点Ｐ４＝点Ｐｄ）の次となる点Ｐ５が抽出される。

なお、上述したステップＳ４１〜Ｓ５２に示す外郭線算出の処理を構造体の各層毎に実行する際には、予め、所定方向（例えば、鉛直方向上方など）で隣り合う層に所定の部材（例えば、構造体が建築物である場合における屋根、床、天井などの部材）が存在するか否かを判定する。
そして、隣り合う層に所定の部材が存在する場合には、外郭線算出の処理において基準図形および交差図形を合成して合成図形を生成することを許可する。
一方、隣り合う層に所定の部材が存在しない場合には、基準図形および交差図形を合成して合成図形を生成することを禁止する。

例えば図１９に示すようなパラペットＰＰを備える建築物あるいは周囲を取り囲む壁面を備える建築物などの構造体Ｏにおいては、パラペットＰＰあるいは壁面の所定断面において、例えば図２０（Ａ）に示すように、枠状に複数の図形（断面図形）Ｇ，…，Ｇが配置される。

ここで、例えば図２０（Ｂ）に示すように、演算対象となる層Ｓ１（例えば、パラペットＰＰを有する層）に対して、鉛直方向上方で隣り合う層Ｓ２に屋根、床、天井などの所定の部材が存在しない場合には、複数の断面図形Ｇ，…，Ｇの合成は禁止される。
これによって、例えば図２０（Ｄ）に示すように、各図形Ｇの外郭線Ｌが算出される。

一方、例えば図２０（Ｃ）に示すように、演算対象となる層Ｓ１（例えば、壁面を有する層）に対して、鉛直方向上方で隣り合う層Ｓ２に屋根、床、天井などの所定の部材Ｑが存在する場合には、複数の断面図形Ｇ，…，Ｇの合成は許可される。
これによって、例えば図２０（Ｅ）に示すように、複数の断面図形Ｇ，…，Ｇを合成して得られる合成図形（基準図形）Ｇ０の外郭線Ｌが算出される。

（ソリッドモデル生成）
以下に、図２１〜図２５を参照し、上述したステップＳ０５でソリッドモデル生成部１６が行なうソリッドモデル生成の処理の詳細について説明する。
図２１はソリッドモデル生成の処理を示すフローチャートである。図２２は複数層に分割された部材の断面図および外郭線およびソリッドモデルの例を示す図である。図２３は複数層に分割された部材の断面図および外郭線およびソリッドモデルの例を示す図である。図２４は部材の例を示す断面図である。図２５はソリッドモデルの例を示す断面図である。

先ず、例えば図２１に示すステップＳ６１においては、各層の所定方向（例えば、鉛直方向）の厚さを取得する。
次に、ステップＳ６２においては、各層毎の外郭線と、層の厚さと、各層における部材の辺の情報とに基づき、この層の厚さと同一の厚さを有するソリッドモデルを生成し、リターンに進む。

これにより、例えば図２２（Ａ）に示す演算対象となる層Ｓ２の断面Ｃにおいて、部材Ｑの外郭線Ｌが、例えば図２２（Ｂ）に示すような形状を有し、かつ、この層Ｓ２において、部材Ｑが厚さ方向に平行な辺を有する場合には、例えば図２２（Ｃ）に示すように、厚さ方向の断面が外郭線Ｌに応じた同一形状となるソリッドモデルＳＭが生成される。

また、例えば図２３（Ａ）に示す演算対象となる層Ｓ１の断面Ｃにおいて、部材Ｑの外郭線Ｌが、例えば図２３（Ｂ）に示すような形状を有し、かつ、この層Ｓ１において、部材Ｑが厚さ方向に対して傾斜する辺を有する場合には、例えば図２３（Ｃ）に示すように、厚さ方向の断面が外郭線Ｌに応じた相似形状となるソリッドモデルＳＭが生成される。

なお、ソリッドモデル生成の処理において、例えば図２４（Ａ）に示すように、演算対象となる層において部材Ｑが錐体状の形状を有する場合には、この部材Ｑを、例えば図２４（Ｂ）に示すように、本来の部材Ｑの頂角部分Ｑａに微小の大きさの面Ｑｂを有するような形状の部材Ｑ１へと変更する。

また、例えば図２５（Ａ）に示すように、演算対象となる層Ｓ１において部材Ｑが厚さ方向に対して湾曲する曲線からなる辺を有する場合には、例えば図２５（Ｂ）に示すように、この層Ｓ１の厚さ方向における適宜の位置に複数の分割位置（例えば、分割位置ＴＡ〜ＴＣなど）を追加する。
そして、例えば図２５（Ｃ）に示すように、追加した複数の分割位置によって分割された複数層（例えば、複数層ＳＡ〜ＳＤなど）のそれぞれにおいて部材Ｑの曲線からなる辺を直線の辺に近似しつつ複数のソリッドモデル（例えば、ソリッドモデルＳＭＡ〜ＳＭＤなど）を生成する。

（外郭モデル算出）
以下に、図２６を参照し、上述したステップＳ０６で外郭モデル算出部１７が行なう外郭モデル算出の処理の詳細について説明する。
図２６は外郭モデル算出の処理を示すフローチャートである。

先ず、例えば図２６に示すステップＳ７１においては、各層のソリッドモデルを取得する。
次に、ステップＳ７２においては、全ての層のソリッドモデルを所定方向（例えば、鉛直方向の下方から上方に向かうＺ方向など）に沿って順次積層して構造体の外形を示す各種情報（例えば、辺および頂点などの情報）からなる外郭モデルを算出し、リターンに進む。

上述したように、本実施の形態による外郭データ生成装置１０および外郭データ生成方法によれば、部材を空間座標で規定する座標データに基づいて、所定断面での部材の複数の点の座標を部材の断面形状を示す図形単位の座標群に区分し、これらの複数の図形を１つの合成図形に合成するという簡便な演算によって、部材の断面形状の外郭線を算出することができる。これにより、構造体の外郭の情報のみを算出する際に演算負荷が嵩むことを抑制しつつ簡便に演算を行なうことができる。

なお、上述した実施の形態においては、座標群生成の処理において、各層毎の部材の複数の点（点群）のうちから始点として、Ｘ座標が最も小さい点のうちＹ座標が最も小さい点を設定したが、これに限定されず、例えば、他の適宜の点を始点としてもよい。
また、上述した実施の形態においては、座標群生成の処理において、点群の始点以外の他の点のうちから、角度の大きい順に点を抽出するとしたが、これに限定されず、例えば、角度の小さい順に、いわば反時計回りに、点を抽出してもよい。

なお、上述した実施の形態においては、外郭線算出の処理において、複数の図形（断面図形）のうちから基準図形として、Ｘ座標が最も小さい位置に存在する図形のうちＹ座標が最も小さい位置に存在する図形を設定したが、これに限定されず、例えば、他の適宜の図形を基準図形としてもよい。
また、上述した実施の形態においては、外郭線算出の処理において、複数の図形（断面図形）のうちから交差図形を時計回りの順序で抽出するとしたが、これに限定されず、例えば反時計回りの順序で抽出してもよい。

なお、本発明の一実施形態に係る外郭データ生成装置１０は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびＣＰＵにより構成され、外郭データ生成装置１０の機能を実現するためのプログラム（データ更新用のプログラム）をメモリにロードして実行することによりその機能を実現するものであってもよい。

また、上述した本発明に係るプログラムをコンピュータ読みとり可能な記憶媒体に記憶して、この記憶媒体に記憶されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより外郭データの生成を行ってもよい。なお、ここで言うコンピュータシステムとはＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。

また、コンピュータ読みとり可能な記憶媒体とは、ＤＶＤ、メモリカード等の可搬記憶媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことを言う。さらに、コンピュータ読みとり可能な記憶媒体とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記憶されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

１０…外郭データ生成装置、１１…入出力部、１２…データ取得部、１３…座標抽出部、１４…座標群生成部、１５…外郭線算出部、１６…ソリッドモデル生成部、１７…外郭モデル算出部

Claims (9)

1. 構造体を構成する複数の部材を空間座標で規定した座標データから、前記構造体を複数層に分割して得られる各層に対して設定した所定断面での前記部材の複数の点の座標を抽出する座標抽出手段と、
   前記座標抽出手段によって抽出された前記複数の点の座標を図形単位の複数の座標群に区分する座標群生成手段と、
   前記座標群生成手段によって生成された前記複数の座標群に対応する複数の図形を合成して合成図形を生成し、該合成図形の外郭線を算出する外郭線算出手段と、
   前記外郭線算出手段によって算出された前記外郭線と前記層の厚さとを用いてソリッドモデルを生成するソリッドモデル生成手段と、
   前記複数層に対して前記ソリッドモデル生成手段によって生成された複数の前記ソリッドモデルを用いて前記構造体の外郭モデルを算出する外郭モデル算出手段と、
   を備えることを特徴とする外郭データ生成装置。
2. 前記座標データは、前記部材の直線または曲線からなる辺の始点座標および終点座標の情報を含み、
   前記座標群生成手段は、隣り合う前記点同士の座標が同一の前記辺上に存在するようにして図形単位で前記複数の点を時計回りまたは反時計回りに配列することを特徴とする請求項１に記載の外郭データ生成装置。
3. 前記外郭線算出手段は、複数の交点を有する前記図形同士において、前記複数の点の配列に前記交点を追加し、前記交点にて前記図形を切り替えつつ前記図形同士の前記複数の点および前記交点の配列を合成することを特徴とする請求項２に記載の外郭データ生成装置。
4. 前記構造体が建築物である場合に前記外郭線の算出対象となる前記層に対して前記所定方向で隣り合う層に屋根と床と天井とのうち少なくとも何れかの部材が存在するか否かを判定する判定手段を備え、
   前記判定手段によって前記何れかの部材が存在しないと判定された場合に、
   前記外郭線算出手段は、前記外郭線の算出対象となる前記層に対して前記合成図形の生成を禁止することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の外郭データ生成装置。
5. 前記判定手段によって前記何れかの部材が存在しないと判定された場合に、
   前記ソリッドモデル生成手段は、前記複数の図形と前記層の厚さとを用いて前記ソリッドモデルを生成することを特徴とする請求項４に記載の外郭データ生成装置。
6. 前記ソリッドモデル生成手段は、前記層における前記部材の辺に対応した形状の前記ソリッドモデルを生成することを特徴とする請求項２から請求項５の何れか１つに記載の外郭データ生成装置。
7. 前記ソリッドモデル生成手段は、前記層における前記部材の辺が曲線からなる場合に、該曲線を直線に近似することを特徴とする請求項６に記載の外郭データ生成装置。
8. 構造体を構成する複数の部材を空間座標で規定した座標データから、前記構造体を複数層に分割して得られる各層に対して設定した所定断面での前記部材の複数の点の座標を抽出する第１のステップと、
   前記第１のステップによって抽出された前記複数の点の座標を図形単位の複数の座標群に区分する第２のステップと、
   前記第２のステップによって生成された前記複数の座標群に対応する複数の図形を合成して合成図形を生成し、該合成図形の外郭線を算出する第３のステップと、
   前記第３のステップによって算出された前記外郭線と前記層の厚さとを用いてソリッドモデルを生成する第４のステップと、
   前記複数層に対して前記第４のステップによって生成された複数の前記ソリッドモデルを用いて前記構造体の外郭モデルを算出する第５のステップと、
   を備えることを特徴とする外郭データ生成方法。
9. 構造体の外郭モデルを算出する外郭データ生成装置が備えるコンピュータに、
   構造体を構成する複数の部材を空間座標で規定した座標データから、前記構造体を複数層に分割して得られる各層に対して設定した所定断面での前記部材の複数の点の座標を抽出する座標抽出ステップと、
   前記座標抽出ステップにおいて抽出された前記複数の点の座標を図形単位の複数の座標群に区分する座標群生成ステップと、
   前記座標群生成ステップにおいて生成された前記複数の座標群に対応する複数の図形を合成して合成図形を生成し、該合成図形の外郭線を算出する外郭線算出ステップと、
   前記外郭線算出ステップにおいて算出された前記外郭線と前記層の厚さとを用いてソリッドモデルを生成するソリッドモデル生成ステップと、
   前記複数層に対して前記ソリッドモデル生成ステップにおいて生成された複数の前記ソリッドモデルを用いて前記構造体の外郭モデルを算出する外郭モデル算出ステップと、
   を実行させるためのプログラム。

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