JP2014164669A - 建築支援システム、建築支援装置及びコンピュータプログラム - Google Patents
建築支援システム、建築支援装置及びコンピュータプログラム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】建築現場の作業者が携行する携帯端末が、3次元の建築設計データを記憶するサーバにアクセスして作業に必要な建物に関する情報を受信し、紙の設計図を参照する代わりに、受信した電子情報に基づいて作業を行うことを可能とする建築支援システムを提供する。
【解決手段】サーバ1は、建物を構成する部材の各頂点の空間座標が記憶された3次元設計データを含む工事関連情報を格納している工事関連情報データベース111と、作業者端末2から位置情報を受信する位置情報受信手段122と、工事関連情報データベース111から位置情報に対応する建物の工事関連情報を抽出する工事関連情報検索手段124と、抽出した工事関連情報に基づいて3次元画像データを生成する3次元画像生成手段125を備える。
【選択図】図1
【解決手段】サーバ1は、建物を構成する部材の各頂点の空間座標が記憶された3次元設計データを含む工事関連情報を格納している工事関連情報データベース111と、作業者端末2から位置情報を受信する位置情報受信手段122と、工事関連情報データベース111から位置情報に対応する建物の工事関連情報を抽出する工事関連情報検索手段124と、抽出した工事関連情報に基づいて3次元画像データを生成する3次元画像生成手段125を備える。
【選択図】図1
Description
建築現場の作業者が携行する携帯端末が、3次元の建築設計データを記憶するサーバにアクセスして作業に必要な建物に関する情報を受信し、紙の設計図を参照する代わりに、受信した電子情報に基づいて作業を進行させていくことを可能とする建築支援システム、建築支援装置、及びコンピュータプログラムに関する。
住宅建築・物体組立において紙図面をもって現場で作業をしているが、それによって次のような問題が避けられない。すなわち、それぞれが異なる会社の多くの職方によって作業が行われている建築の現場では、関係者全員の情報共有、とりわけ全員が常に最新図面を持って作業に当たることは必須の最重要課題であるにもかかわらず、現実には非常に難しいという問題である。
その結果、プレハブのような物件はともかく、自由設計の物件では設計変更は日常茶飯事であるのに最新の図面を全員が手にできていないため、様々な不都合が発生し、時には一度造った工作物を作り変えなければならないこともまれではない。
その結果、プレハブのような物件はともかく、自由設計の物件では設計変更は日常茶飯事であるのに最新の図面を全員が手にできていないため、様々な不都合が発生し、時には一度造った工作物を作り変えなければならないこともまれではない。
かかる問題点に鑑み、特許文献1には、従来人力に頼っている建築・物体組立現場にRFID(Radio Frequency Identification)システムを導入し、近郊及び遠隔からも部品の確認作業や建築及び組立時の支援を行い作業効率の向上を目的とした「RFID無線タグを利用した遠隔建築支援のシステ厶」が開示されている。
この特許文献1に記載の発明では、住宅の建材部材及び物体部品一つひとつに又は一定間隔で無数にRFIDを埋込・取付ける。現場において、各住宅建材部材及び物体部品のRFID情報を読み取ることによって、組立時の確認により組立間違いが生じないように円滑に作業を行うための遠隔地の技術者からの支援が受けられる。これにより、非熟練職人であっても誤り無く効率的に組立作業が行える。
この特許文献1に記載の発明では、住宅の建材部材及び物体部品一つひとつに又は一定間隔で無数にRFIDを埋込・取付ける。現場において、各住宅建材部材及び物体部品のRFID情報を読み取ることによって、組立時の確認により組立間違いが生じないように円滑に作業を行うための遠隔地の技術者からの支援が受けられる。これにより、非熟練職人であっても誤り無く効率的に組立作業が行える。
特許文献1に記載の発明は、熟練者でもゼロにはできない施工間違いを極力少なくし、非熟練者であっても効率的に作業を進めることを可能とするシステムである。
しかしながら、住宅の建材部材及び物体部品一つひとつにRFIDを取り付けなくてはならない。1戸の住宅に使用される部材や部品の個数が多量であることから、必要とするRFIDの個数は膨大となり、さらにRFID取り付けの手間がかかるため費用が嵩む。
また、プレハブのような物件はともかく、設計変更が頻繁に発生する自由設計の物件では、設計変更の都度、建材部材や部品の追加や変更の都度RFIDも新規に付加したり付け替えたりしなくてはならず、非常に手間がかかる。
しかしながら、住宅の建材部材及び物体部品一つひとつにRFIDを取り付けなくてはならない。1戸の住宅に使用される部材や部品の個数が多量であることから、必要とするRFIDの個数は膨大となり、さらにRFID取り付けの手間がかかるため費用が嵩む。
また、プレハブのような物件はともかく、設計変更が頻繁に発生する自由設計の物件では、設計変更の都度、建材部材や部品の追加や変更の都度RFIDも新規に付加したり付け替えたりしなくてはならず、非常に手間がかかる。
一方、最近ではスマートフォンやタブレット端末などが普及し、大工・職人などの各人が現場に携行して、無線通信ネットワークを介してサーバにアクセスすることが可能である。
そのため、本発明は、RFIDを利用しなくても、サーバとの情報の送受信によって、現場での作業に携わる者が建物の情報と仕様とを、不断に、容易に、素早く、そしてその場で確認できることを課題とした。
そのため、本発明は、RFIDを利用しなくても、サーバとの情報の送受信によって、現場での作業に携わる者が建物の情報と仕様とを、不断に、容易に、素早く、そしてその場で確認できることを課題とした。
上記の目的を達するために、請求項1に係る発明は、
建築現場の作業者が携帯する作業者端末と通信ネットワークを介して接続するサーバが、建物に関する情報を前記作業者端末に提供する建築支援システムである。
前記サーバは、
建物を構成する部材の空間座標が記憶された3次元設計データを含む工事関連情報を格納している工事関連情報データベースと、
前記作業者端末から当該作業者の現在地の位置情報を受信する位置情報受信手段と、
前記工事関連情報データベースから前記位置情報に対応する建物の工事関連情報を抽出する工事関連情報検索手段と、
抽出した工事関連情報に基づいて前記作業者端末の画面上に表示するための3次元画像データを生成する3次元画像生成手段と、
前記工事関連情報データベースから抽出した工事関連情報あるいは前記生成した3次元画像データを前記作業者端末に送信するデータ送信手段と、
を備えたことを特徴とする。
これにより、建築現場の作業者は紙の設計図の代わりに、自分が携行する端末装置からサーバにアクセスすることで最新情報に基づいた建物の3次元画像を取得できる。現場の作業者全員が同一の3次元画像を閲覧することで、最新情報の共有と確認が容易となって、作業現場におけるミスの発生を抑制できる。
建築現場の作業者が携帯する作業者端末と通信ネットワークを介して接続するサーバが、建物に関する情報を前記作業者端末に提供する建築支援システムである。
前記サーバは、
建物を構成する部材の空間座標が記憶された3次元設計データを含む工事関連情報を格納している工事関連情報データベースと、
前記作業者端末から当該作業者の現在地の位置情報を受信する位置情報受信手段と、
前記工事関連情報データベースから前記位置情報に対応する建物の工事関連情報を抽出する工事関連情報検索手段と、
抽出した工事関連情報に基づいて前記作業者端末の画面上に表示するための3次元画像データを生成する3次元画像生成手段と、
前記工事関連情報データベースから抽出した工事関連情報あるいは前記生成した3次元画像データを前記作業者端末に送信するデータ送信手段と、
を備えたことを特徴とする。
これにより、建築現場の作業者は紙の設計図の代わりに、自分が携行する端末装置からサーバにアクセスすることで最新情報に基づいた建物の3次元画像を取得できる。現場の作業者全員が同一の3次元画像を閲覧することで、最新情報の共有と確認が容易となって、作業現場におけるミスの発生を抑制できる。
「部材」とは、1件の建物を構成するあらゆる要素、例えば、家の骨組である柱・梁・筋違など、屋根を形成する垂木・野地板・屋根材など、床の骨組みとなる束石・床束・大引・根太などを含む。窓やふすまなどの建具は、本発明では戸の部分や枠の部分のそれぞれを部材として扱う。同様に壁も、構成する貫・筋違・小舞竹などのそれぞれを部材として扱う。さらに建物の中の設備を構成するガス管・下水道管(複数本の管から構成されるのであり、構成する個々の管を1個の部材として扱う)や管・電線などを通すために壁や床面に開けられた孔に設ける埋込コンセントなどの給排水設備、電話電気設備、空調換気設備なども部材に含める。
「位置情報」としてGPS位置情報を想定している。このGPS位置情報とは、ある地点を地球上の緯度、経度、標高(全地球測位情報)で表したデータをいう。
なお、「建築現場」には、既に建築済みではあるが維持管理やリフォームなどを必要とする建物も含む。また、「作業者」には大工や左官などの職人だけでなく、建築主や設計者を含む関係者全般を含む。
「位置情報」としてGPS位置情報を想定している。このGPS位置情報とは、ある地点を地球上の緯度、経度、標高(全地球測位情報)で表したデータをいう。
なお、「建築現場」には、既に建築済みではあるが維持管理やリフォームなどを必要とする建物も含む。また、「作業者」には大工や左官などの職人だけでなく、建築主や設計者を含む関係者全般を含む。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の建築支援システムであって、
前記サーバは、前記作業者端末から識別情報あるいは位置情報とともに部材に関する情報の問い合わせを受信する検索要求受信手段をさらに備え、
前記工事関連情報検索手段は、当該部材に関する情報を前記工事関連情報データベースから抽出することを特徴とする。
これにより、特定の部材についての詳細情報を得ることができる。この機能は建物の建築中だけでなく完成後の維持管理などにも有用である。
前記サーバは、前記作業者端末から識別情報あるいは位置情報とともに部材に関する情報の問い合わせを受信する検索要求受信手段をさらに備え、
前記工事関連情報検索手段は、当該部材に関する情報を前記工事関連情報データベースから抽出することを特徴とする。
これにより、特定の部材についての詳細情報を得ることができる。この機能は建物の建築中だけでなく完成後の維持管理などにも有用である。
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の建築支援システムであって、
前記3次元画像生成手段は、前記問い合わせの対象である部材をハイライト表示した3次元画像データを生成することを特徴とする。
「ハイライト表示」は、色分けでも点滅でも該当箇所が一目でわかるならばどのような表示法でもよい。
これにより、特定の部材が建物のどこに位置するかが視覚によって容易にわかる。
前記3次元画像生成手段は、前記問い合わせの対象である部材をハイライト表示した3次元画像データを生成することを特徴とする。
「ハイライト表示」は、色分けでも点滅でも該当箇所が一目でわかるならばどのような表示法でもよい。
これにより、特定の部材が建物のどこに位置するかが視覚によって容易にわかる。
請求項4に係る発明は、請求項1に記載の建築支援システムであって、
前記3次元画像生成手段は、前記作業者端末からの入力指定に応じて前記工事関連情報データベースから表示対象の部材に関する情報を抽出し、抽出した情報に基づき3次元画像データを生成することを特徴とする。
これにより、建物の外観あるいは屋内を表示させる際に、建具を外した状態、壁と天井のない骨組みだけの状態などを適宜表示させることができる。下記の実施形態では、図10および図12の表示部材指定画面において部材種類別に「造る」か「取外す」を選択しているが、これが「作業者端末からの入力指定」に相当する。
前記3次元画像生成手段は、前記作業者端末からの入力指定に応じて前記工事関連情報データベースから表示対象の部材に関する情報を抽出し、抽出した情報に基づき3次元画像データを生成することを特徴とする。
これにより、建物の外観あるいは屋内を表示させる際に、建具を外した状態、壁と天井のない骨組みだけの状態などを適宜表示させることができる。下記の実施形態では、図10および図12の表示部材指定画面において部材種類別に「造る」か「取外す」を選択しているが、これが「作業者端末からの入力指定」に相当する。
請求項5〜8に係る建築支援装置の発明、および請求項9〜12に係るコンピュータを建築支援装置として動作させるためのコンピュータプログラムの発明も上記の課題を達成するものである。
本発明はいわゆるクラウドコンピューティングを想定しており、サーバがアプリケーションソフトウェアとデータを保有し管理している。作業者端末は通信ネットワークを介してサーバが提供するサービスを利用する。請求項5〜8に係る建築支援装置は、このサーバに相当し、請求項9〜12に係るコンピュータプログラムは、このアプリケーションソフトウェアに相当する。
本発明はいわゆるクラウドコンピューティングを想定しており、サーバがアプリケーションソフトウェアとデータを保有し管理している。作業者端末は通信ネットワークを介してサーバが提供するサービスを利用する。請求項5〜8に係る建築支援装置は、このサーバに相当し、請求項9〜12に係るコンピュータプログラムは、このアプリケーションソフトウェアに相当する。
本発明は、GPS(Global Positioning System)機能を搭載したタブレット端末や多機能携帯電話等からサーバ経由で、現場においてこれから造ろうとする建物の最新情報と仕様を3次元画像データの形で取得する。これにより現場の関係者はいつでも容易に、素早く簡単に最新情報を確認できる。また、設計者に確認が必要な場合にも、お互いが設計物の3次元画像を画面に表示しながら情報の確認及び伝達が行えるため、ミスなくスピィーディで効率的かつ高品質な施工が実現できる。
さらに特定の部材に関する情報が必要になるときも、携行する端末装置からサーバにアクセスすれば簡単かつ迅速に入手できる。
さらに特定の部材に関する情報が必要になるときも、携行する端末装置からサーバにアクセスすれば簡単かつ迅速に入手できる。
本発明の一実施の形態のシステム(以下、「本システム」)について図面を参照しながら説明する。
《本システムの構成》
図1は、本システムの構成例を示すブロック図である。本システムは、クラウドコンピューティングサービスを提供するサーバ1と、作業現場の関係者が用いる作業者端末2と、設計データを作成したり変更したりする設計事務所などが用いる設計者端末3により構成される。
図1は、本システムの構成例を示すブロック図である。本システムは、クラウドコンピューティングサービスを提供するサーバ1と、作業現場の関係者が用いる作業者端末2と、設計データを作成したり変更したりする設計事務所などが用いる設計者端末3により構成される。
作業者端末2は、現場の大工や職人などが作業現場に携行する情報処理装置であり、インターネット接続手段と入力手段と画面表示手段などを備えているならば、スマートフォンと呼ばれる多機能携帯電話でもタブレット端末でも何でもよい。ただし、現場で絶えず移動するので通信ケーブルが不要な無線ネットワークを介してサーバ1に接続可能であることを要する。
設計者端末3は、本システムの入力データとなる3次元設計データを作成するために使用されるパソコンやタブレット端末などの情報処理装置である。設計者端末3は、その記憶部に格納されているソフトウェアの実行、或はサーバ1が提供するソフトウェアをダウンロード・実行することにより2次元データから3次元データを新規作成して或いは既存データを変更して、サーバ1の記憶部11に送信・格納する。
サーバ1は、演算機能を有するCPU(Central
Processing Unit)、作業用RAM(Random Access Memory)、各種データ及びプログラムを記憶するROM(Read Only Memory)などの内部メモリ、及びハードディスクドライブなどの外部記憶装置により、記憶部11、制御部12を構成する。他に、インターネットを含む各種ネットワークを介して作業者端末2や設計者端末3などと通信を行うための通信インターフェース部13、キーボード、マウス、操作パネル等の入力部(図示せず)、ディスプレイなどの出力部(図示せず)も備える。
なお、図1では、サーバ1は1台しか記載がないが、1台でその処理を実行するとは限らず、複数の情報処理装置が連携してその処理を実行してもよいし、記憶部11は、サーバ1とは別のコンピュータをデータベースサーバとして用いてもよい。
Processing Unit)、作業用RAM(Random Access Memory)、各種データ及びプログラムを記憶するROM(Read Only Memory)などの内部メモリ、及びハードディスクドライブなどの外部記憶装置により、記憶部11、制御部12を構成する。他に、インターネットを含む各種ネットワークを介して作業者端末2や設計者端末3などと通信を行うための通信インターフェース部13、キーボード、マウス、操作パネル等の入力部(図示せず)、ディスプレイなどの出力部(図示せず)も備える。
なお、図1では、サーバ1は1台しか記載がないが、1台でその処理を実行するとは限らず、複数の情報処理装置が連携してその処理を実行してもよいし、記憶部11は、サーバ1とは別のコンピュータをデータベースサーバとして用いてもよい。
記憶部11には、工事関連情報データベース111(以下、「工事関連情報DB111」)、作業者情報データベース112(以下、「作業者情報DB112」)が格納されている。
工事関連情報DB111には建物テーブルと部材テーブルと頂点テーブルが含まれている。建物テーブルは図2に示すように、建物名と当該建物の基準位置のGPS位置座標を記憶する。部材テーブルには、建物を構成する全部材に関する情報を記憶する。1件の建物に対応した部材テーブルは1個のファイルを構成し、建物名と関連づけたファイル名を付す。頂点テーブルの各レコードは1個の部材を構成する各面の1個の頂点に対応する。例えば、四角柱状の部材の場合、頂点が8個あるが、各頂点は3個の面の頂点でもある。したがって、この部材の1個の頂点につき頂点テーブルにおいて3レコードが格納されている。頂点テーブルの各レコードは、部材を構成する面の頂点の点ID、建物内の位置(階、部屋名、間取辺)、頂点番号、周頂点番号、部材の属性、相対座標(X,Y,Z)、連結頂点ID、空間座標(X,Y,Z)、緯度・経度・標高などから構成される。
部材テーブルについて図3を参照しながら詳しく説明する。
図3の部材Xは柱であり、部屋Yの左上隅に立てる。部材Xは角柱であり、一方の底面の頂点は左下から時計回りに点A,点B,点C,点Dとし、他方の底面の頂点は左下から時計回りに点E,点F,点G,点Hとする。部屋Yは1階にある居間であり、4隅を左下から時計周りに点(1)、点(2)、点(3)、点(4)とする。
点Aは、四角形ABCD(面Uという)と四角形AEHD(面Vという)と四角形BFEA(面Wという)の3つの四角形の頂点であり、頂点テーブルには点Aについて3レコードが記憶される。したがって、頂点テーブルには部材Xについて頂点個数8個の3倍の24レコードが記憶される。
図3の部材Xは柱であり、部屋Yの左上隅に立てる。部材Xは角柱であり、一方の底面の頂点は左下から時計回りに点A,点B,点C,点Dとし、他方の底面の頂点は左下から時計回りに点E,点F,点G,点Hとする。部屋Yは1階にある居間であり、4隅を左下から時計周りに点(1)、点(2)、点(3)、点(4)とする。
点Aは、四角形ABCD(面Uという)と四角形AEHD(面Vという)と四角形BFEA(面Wという)の3つの四角形の頂点であり、頂点テーブルには点Aについて3レコードが記憶される。したがって、頂点テーブルには部材Xについて頂点個数8個の3倍の24レコードが記憶される。
部材を構成する面の各頂点は、部材と面と周頂点番号が特定されるならば特定される。周頂点番号とは、当該部材のある面の頂点について、左下を1番として時計回りに順番に付けた番号(図3では丸付きの数字)をいい、面Uの点Aの場合は1である。部材Xの識別IDをP123とすると、面Uの点Aの点IDを「P123−U−1」とすればよい。同様に、面Vの点Aの点IDは、「P123−V−1」、面Wの点Aの点IDは、「P123−W−4」となる。
点Aの場合、建物内の位置は(1階、居間、間取辺=(1)〜(2))である。間取辺とは、部屋の4囲のいずれの辺であるかを示し、「(1)〜(2)」で、頂点(1)と(2)を端点とする辺を表すものとする。頂点番号とは、各部屋の四隅の点を左下を1番として時計回りに順番に付けた番号をいう。点Aの場合、部屋Yの頂点(2)に立てられる柱に属する点なので、点Aの頂点番号は2である。
部材の属性は、部材の種類、部材の材質(例:ひのき、合板など)、製造メーカ名、製造年月日など、設計時から完成後の維持管理時まで必要となりうる情報であれば何でもよい。
相対座標(X,Y,Z)とは、当該建物の基準位置の座標を(0,0,0)としたときの相対座標である。空間座標(X,Y,Z)とは、平面直角座標(X,Y)と標高(Z)からなる絶対座標である。絶対座標は、GPS位置座標(緯度・経度・標高)から算出する。
連結頂点IDとは、当該点とともに線分を構成する点の点IDであり、面Uの頂点Aの場合は面Uの頂点Dの点ID(P123−U−4)が記憶される。同様に、面Vの頂点Aの場合は面Vの頂点Dの点ID(P123−V−4)、面Wの頂点Aの場合は面Wの頂点Eの点ID(P123−W−3)が記憶される。
このように建物の部材一つ一つについて、面毎の各頂点の詳細な情報がデータベースに記憶されている。
このように建物の部材一つ一つについて、面毎の各頂点の詳細な情報がデータベースに記憶されている。
作業者情報DB112には、図4に例示するように、作業者毎の個人情報と認証用情報・が登録されている。本システムを利用する場合は、あらかじめ作業者登録をしておく。
作業者IDとパスワードの対を認証用情報として使用するとともに、メールアドレスは、GPS位置情報を送信してきた者がシステムに登録済であるかを判定するためにも使用する。
作業者IDとパスワードの対を認証用情報として使用するとともに、メールアドレスは、GPS位置情報を送信してきた者がシステムに登録済であるかを判定するためにも使用する。
記憶部11は、本システムをサーバ1に実行させるプログラムをはじめ各種プログラムも記憶する。本システムは、作業者端末2からのサービス提供要求の都度サーバ1がアプリケーションソフトウェアを実行する。作業者は作業者端末2の入力手段を操作し、サーバ1に接続してアプリケーションソフトウェアの実行結果を取得する。本システムで使用するアプリケーションソフトウェアは特定の業務に特化しているので汎用的な事務処理用ソフトウェアなどに比べると高価である。しかし、クラウドコンピューティングの形態であれば、必要な時だけ、使用状況に応じた対価でアプリケーションソフトウェアを使用することができる。
制御部12は、工事関連情報登録手段121、位置情報受信手段122、作業者認証手段123、工事関連情報検索手段124、3次元画像生成手段125、検索要求受信手段126、データ送信手段127等として機能する。
工事関連情報登録手段121は、設計者端末3から新規作成或は更新された工事関連情報を受信して工事関連情報DB111に登録する。
位置情報受信手段122は、作業者端末2から当該作業者が現在いるGPS位置情報を受信する。本システムでは、作業者のメールアドレスを送信元とした電子メールによってGPS位置情報を受信する。
作業者認証手段123は、作業者の認証用情報とともに3次元画像データ生成要求或は部材の検索要求を受信したとき、受信した認証用情報を作業者情報DB112から検索して作業者を認証する。
工事関連情報検索手段124は、工事関連情報DB111から受信したGPS位置情報に対応する建物の工事関連情報を抽出し、或いは建物を構成する特定の部材に関する情報(例:位置や属性など)を抽出する。不正な者からの検索要求を防止するために、作業者認証を行い、認証結果が可の場合に要求された情報を抽出することが好ましい。
3次元画像生成手段125は、受信したGPS位置情報に該当する工事関連情報に基づいて作業者端末2の画面上に表示するための3次元画像データを生成する。もし、特定の部材について問い合わせがあれば、その部材をハイライト表示した3次元画像データを生成する
検索要求受信手段126は、作業者端末2から部材を識別する情報或は当該部材の位置情報とともに部材に関する情報の問い合わせを受信する。
データ送信手段127は、作業者端末2に3次元画像データや文字データを送信する。
位置情報受信手段122は、作業者端末2から当該作業者が現在いるGPS位置情報を受信する。本システムでは、作業者のメールアドレスを送信元とした電子メールによってGPS位置情報を受信する。
作業者認証手段123は、作業者の認証用情報とともに3次元画像データ生成要求或は部材の検索要求を受信したとき、受信した認証用情報を作業者情報DB112から検索して作業者を認証する。
工事関連情報検索手段124は、工事関連情報DB111から受信したGPS位置情報に対応する建物の工事関連情報を抽出し、或いは建物を構成する特定の部材に関する情報(例:位置や属性など)を抽出する。不正な者からの検索要求を防止するために、作業者認証を行い、認証結果が可の場合に要求された情報を抽出することが好ましい。
3次元画像生成手段125は、受信したGPS位置情報に該当する工事関連情報に基づいて作業者端末2の画面上に表示するための3次元画像データを生成する。もし、特定の部材について問い合わせがあれば、その部材をハイライト表示した3次元画像データを生成する
検索要求受信手段126は、作業者端末2から部材を識別する情報或は当該部材の位置情報とともに部材に関する情報の問い合わせを受信する。
データ送信手段127は、作業者端末2に3次元画像データや文字データを送信する。
《本システムの動作》
本システムの動作を説明する前に、3次元設計データの作成について簡単に説明する。
本システムの第1の特徴は、作業者端末2から要求された都度、建物の完成形の3次元画像データを生成し画面表示することで紙の図面の代替とすることにある。この3次元画像データの作成の基になる3次元設計データは、CADプログラムおよび3次元データ作成プログラムによって予め作成される。設計者端末3は作成したデータをサーバ1に送信し、サーバ1はこれを工事関連情報DB111に格納する。なお、工事中も設計変更されることは頻繁にあり、この設計変更によっても3次元設計データが更新されることはいうまでもない。
本システムの動作を説明する前に、3次元設計データの作成について簡単に説明する。
本システムの第1の特徴は、作業者端末2から要求された都度、建物の完成形の3次元画像データを生成し画面表示することで紙の図面の代替とすることにある。この3次元画像データの作成の基になる3次元設計データは、CADプログラムおよび3次元データ作成プログラムによって予め作成される。設計者端末3は作成したデータをサーバ1に送信し、サーバ1はこれを工事関連情報DB111に格納する。なお、工事中も設計変更されることは頻繁にあり、この設計変更によっても3次元設計データが更新されることはいうまでもない。
本システムが作業現場で利用されるときの動作について、図5の処理フローに従い説明する。
作業現場にいる関係者は自分の作業者端末2に搭載されているGPS機能を利用して、現場の緯度・経度・標高(全地球測位情報)を取得する。取得した情報を所定のアドレス宛にメールで送信する(ステップS1)。このときのGPS位置情報取得画面を図6に、メール本文を図7に例示する。
作業現場にいる関係者は自分の作業者端末2に搭載されているGPS機能を利用して、現場の緯度・経度・標高(全地球測位情報)を取得する。取得した情報を所定のアドレス宛にメールで送信する(ステップS1)。このときのGPS位置情報取得画面を図6に、メール本文を図7に例示する。
作業者端末2からのメールをサーバ1が受信し、現場の緯度・経度・標高を取得する(ステップS2)。同時に、送信元のメールアドレスを一時的に記憶する。
作業者端末2に認証用画面を送信する(ステップS3)。
作業者端末2に認証用画面を送信する(ステップS3)。
作業者は、図8に例示するような認証用画面から作業者IDとパスワードを入力して送信する(ステップS4)。
サーバ1は、受信した作業者IDとパスワードを作業者情報DB112から検索してユーザ認証を行う(ステップS5)。同時に、一時的に記憶してあったメールアドレスが当該作業者のメールアドレスと一致するかも判定する。もし、認証に失敗した場合或はメールアドレスが一致しなかった場合は、作業者端末2にエラーメッセージを送信し、処理を打ち切る等所定のエラー処理をする。
サーバ1は、受信した作業者IDとパスワードを作業者情報DB112から検索してユーザ認証を行う(ステップS5)。同時に、一時的に記憶してあったメールアドレスが当該作業者のメールアドレスと一致するかも判定する。もし、認証に失敗した場合或はメールアドレスが一致しなかった場合は、作業者端末2にエラーメッセージを送信し、処理を打ち切る等所定のエラー処理をする。
認証に成功し且つメールアドレスが一致した正当なユーザである場合は、受信したGPS位置情報に基づき工事関連情報DB111の建物テーブルから該当する建物のファイル名を抽出する。このファイル名に対応するファイルをオープンして部材データを抽出し、抽出した部材データを基に現場の建物の3次元画像データを生成する(ステップS6)。もし、該当する建物が見つからなかったり、部材データを抽出できなかったりした場合は、作業者端末2にエラーメッセージを送信し、処理を打ち切る等所定のエラー処理をする。
サーバ1は、生成した3次元画像データを作業者端末2に送信する(ステップS7)。3次元画像データは、各部材の各頂点間の連結線分を用いた多数の面を描いて構成される。なお、3次元画像処理の公知の手法(例:視点の移動や陰面処理など)を適宜施すが、説明は省略する。
作業者端末2の画面には送信された3次元データが表示される(ステップS8)。図9は表示画像例である。
図9は、当該作業者が建物(あるいは建築予定の建物)の外部にいるときの表示例であるが、もし作業者が建物の内部にいるときは、建物を内側から見たときの画像が表示される。このように3次元画像は作業者の位置に応じて表示されることになる。
つまり、作業者端末2から受信したGPS位置情報を、工事関連情報DB111から建物を抽出するためのキーとするとともに、画像表示の視点位置としているわけである。ただし、前者すなわちデータベースからの検索キーとしてのみ利用してもよいことは言うまでもない。その場合は画像の表示変更は作業者端末2の入力手段を介して行えばよい。
当該アプリケーションソフトウェアには画像の拡大・縮小、回転表示などの機能も備わっているならば、これらを利用することで作業現場での作業に一層役立つ。
作業者端末2の画面には送信された3次元データが表示される(ステップS8)。図9は表示画像例である。
図9は、当該作業者が建物(あるいは建築予定の建物)の外部にいるときの表示例であるが、もし作業者が建物の内部にいるときは、建物を内側から見たときの画像が表示される。このように3次元画像は作業者の位置に応じて表示されることになる。
つまり、作業者端末2から受信したGPS位置情報を、工事関連情報DB111から建物を抽出するためのキーとするとともに、画像表示の視点位置としているわけである。ただし、前者すなわちデータベースからの検索キーとしてのみ利用してもよいことは言うまでもない。その場合は画像の表示変更は作業者端末2の入力手段を介して行えばよい。
当該アプリケーションソフトウェアには画像の拡大・縮小、回転表示などの機能も備わっているならば、これらを利用することで作業現場での作業に一層役立つ。
現場で作業をしている関係者は、各自が携行しているスマートフォンなどの画面に建物の3次元画像を表示させることができるので、従来の2次元の設計図を現場で開いて作業したり打合せをしたりする必要がなくなる。しかも、2次元の紙の設計図に比べ、3次元表示であって視覚的な情報量が格段に豊富なので、組立作業などの間違いが少なく効率的にはかどる。非熟練の作業者であっても、親方や建築士などと変わらない情報を取得できる。そのうえ、設計変更などがあっても迅速に対応でき、作業者は最新の情報に基づく3次元画像を取得できる。紙の設計図であれば、作業者によっては最新の設計図を所持していなかったり、度重なる設計変更によって、全員が同じ設計図を所持しているとは限らなかったりするが、本システムを利用すれば関係者全員が共通の情報に従い確認や伝達が可能となる。
このようにサーバ1にアクセスをすれば建物の3次元の詳細情報が得られるが、建物の3次元画像に限らず、部材を特定する情報(例:部材ID、部材の属性など)をサーバ1に送信すると、その部材の詳細情報を得ることも可能である。詳細情報を文字データとして取得するだけでなく、当該部材を色分けしたり点滅させたりした3次元画像データとして取得することもできる。
そのため本システムを利用すると、注文建築でも各部材の正確な形や寸法などが割り出せるので、事前に加工をしておいて、現場ではプレハブのように組み立てることもできる。
また、建物が出来上がった後も、仕様どおりに施工がなされたかの確認が効率的にできる。
そのため本システムを利用すると、注文建築でも各部材の正確な形や寸法などが割り出せるので、事前に加工をしておいて、現場ではプレハブのように組み立てることもできる。
また、建物が出来上がった後も、仕様どおりに施工がなされたかの確認が効率的にできる。
さらに、改築やメンテナンス時には、外観からは見えない箇所にどのような部材があるかを知ることも容易にできる。例えば、部材の種類として「配水管」を指定すると、建物の中を通っている配水管が色分けされて表示されるようにすれば、外部からはわからない管がどこを通っているかが一目でわかり、紙の図面を参照しなくてすむ。さらに、その配水管の設置年月日や材質なども工事関連情報として登録してあるならば、それらを参照することで取替えの要不要を判断できる。
壁や床のように壁の内部や床下にどのような部材があるか外部から見えない場合、その壁や床の近傍のGPS位置座標をサーバ1に送信するとよい。受信したサーバ1は、周辺にある部材の種類、設置年月日などの詳細情報を文字データとして或は画像データとして作業者端末2に送信し表示させることも可能である。
壁や床のように壁の内部や床下にどのような部材があるか外部から見えない場合、その壁や床の近傍のGPS位置座標をサーバ1に送信するとよい。受信したサーバ1は、周辺にある部材の種類、設置年月日などの詳細情報を文字データとして或は画像データとして作業者端末2に送信し表示させることも可能である。
作業者端末2に表示される3次元画像は、作業者の指定によって、部材の種類別に表示或は非表示にした画像を表示させることも可能である。この指定は図10に例示するような表示部材指定画面によって行う。図10では、ユーザはすべての種類の部材を「造る」、即ち取り付けることを指定しており、この指定に従った画像例を図11に示す。
図12の表示部材指定画面では、壁や建具を「取外す」ことを指定しており、この指定に従った画像例を図13に示す。サーバ1の3次元画像生成手段125は、表示部材指定画面を介して入力された情報に基づき、工事関連情報DB111から「取外す」を指定された種類の部材を除く部材データを抽出して画像データを生成する。
図12の表示部材指定画面では、壁や建具を「取外す」ことを指定しており、この指定に従った画像例を図13に示す。サーバ1の3次元画像生成手段125は、表示部材指定画面を介して入力された情報に基づき、工事関連情報DB111から「取外す」を指定された種類の部材を除く部材データを抽出して画像データを生成する。
上記の実施形態は、あくまで例示にすぎず、処理の流れ、データ構造、画面の遷移、視点位置の変更、配管等見えない部分の透過表示等につき、様々な変形例が考えられ、それらも本発明の範囲内にある。
要は、建物の建築時から完了後の維持管理やリフォーム時にいたるまで、紙の図面は不要であって、関係者が自分の端末からサーバにアクセスすれば必要な情報が取得できるという点が重要なのである。
要は、建物の建築時から完了後の維持管理やリフォーム時にいたるまで、紙の図面は不要であって、関係者が自分の端末からサーバにアクセスすれば必要な情報が取得できるという点が重要なのである。
建物組立作業、および完成後の維持管理作業の効率化に寄与できるシステムであり、かつ、必要なときにのみサーバのクラウドコンピューティングサービスを利用することでコストを抑えられることから建築業界での需要が期待できる。
1:サーバ
11:記憶部
111:工事関連情報データベース
112:作業者情報データベース
12:制御部
121:工事関連情報登録手段
122:位置情報受信手段
123:作業者認証手段
124:工事関連情報検索手段
125:3次元画像生成手段
126:検索要求受信手段
127:データ送信手段
13:通信インターフェース部
2:作業者端末
3:設計者端末
N:インターネット
11:記憶部
111:工事関連情報データベース
112:作業者情報データベース
12:制御部
121:工事関連情報登録手段
122:位置情報受信手段
123:作業者認証手段
124:工事関連情報検索手段
125:3次元画像生成手段
126:検索要求受信手段
127:データ送信手段
13:通信インターフェース部
2:作業者端末
3:設計者端末
N:インターネット
Claims (12)
- 建築現場の作業者が携帯する作業者端末と通信ネットワークを介して接続するサーバが、建物に関する情報を前記作業者端末に提供するシステムであって、
前記サーバは、
建物を構成する部材の空間座標が記憶された3次元設計データを含む工事関連情報を格納している工事関連情報データベースと、
前記作業者端末から当該作業者の現在地の位置情報を受信する位置情報受信手段と、
前記工事関連情報データベースから前記位置情報に対応する建物の工事関連情報を抽出する工事関連情報検索手段と、
抽出した工事関連情報に基づいて前記作業者端末の画面上に表示するための3次元画像データを生成する3次元画像生成手段と、
前記工事関連情報データベースから抽出した工事関連情報あるいは前記生成した3次元画像データを前記作業者端末に送信するデータ送信手段と、
を備えたことを特徴とする建築支援システム。 - 前記サーバは、
前記作業者端末から識別情報あるいは位置情報とともに部材に関する情報の問い合わせを受信する検索要求受信手段をさらに備え、
前記工事関連情報検索手段は、当該部材に関する情報を前記工事関連情報データベースから抽出することを特徴とする請求項1に記載の建築支援システム。 - 前記3次元画像生成手段は、前記問い合わせの対象である部材をハイライト表示した3次元画像データを生成することを特徴とする請求項2に記載の建築支援システム。
- 前記3次元画像生成手段は、前記作業者端末からの入力指定に応じて前記工事関連情報データベースから表示対象の部材に関する情報を抽出し、抽出した情報に基づき3次元画像データを生成することを特徴とする請求項1に記載の建築支援システム。
- 建築現場の作業者が携帯する作業者端末と通信ネットワークを介して接続する建築支援装置であって、
建物を構成する部材の空間座標が記憶された3次元設計データを含む工事関連情報を格納している工事関連情報データベースと、
前記作業者端末から当該作業者の現在地の位置情報を受信する位置情報受信手段と、
前記工事関連情報データベースから前記位置情報に対応する建物の工事関連情報を抽出する工事関連情報検索手段と、
抽出した工事関連情報に基づいて前記作業者端末の画面上に表示するための3次元画像データを生成する3次元画像生成手段と、
前記工事関連情報データベースから抽出した工事関連情報あるいは前記生成した3次元画像データを前記作業者端末に送信するデータ送信手段と、
を備えたことを特徴とする建築支援装置。 - 前記作業者端末から識別情報あるいは位置情報とともに部材に関する情報の問い合わせを受信する検索要求受信手段をさらに備え、
前記工事関連情報検索手段は、当該部材に関する情報を前記工事関連情報データベースから抽出することを特徴とする請求項5に記載の建築支援装置。 - 前記3次元画像生成手段は、前記問い合わせの対象である部材をハイライト表示した3次元画像データを生成することを特徴とする請求項6に記載の建築支援装置。
- 前記3次元画像生成手段は、前記作業者端末からの入力指定に応じて前記工事関連情報データベースから表示対象の部材に関する情報を抽出し、抽出した情報に基づき3次元画像データを生成することを特徴とする請求項5に記載の建築支援装置。
- 建築現場の作業者が携帯する作業者端末と通信ネットワークを介して接続するとともに、
建物を構成する部材の空間座標が記憶された3次元設計データを含む工事関連情報を格納している工事関連情報データベースを備えたコンピュータに、
前記作業者端末から当該作業者の現在地の位置情報を受信するステップと、
前記工事関連情報データベースから前記位置情報に対応する建物の工事関連情報を抽出するステップと、
抽出した工事関連情報に基づいて前記作業者端末の画面上に表示するための3次元画像データを生成するステップと、
前記工事関連情報データベースから抽出した工事関連情報あるいは前記生成した3次元画像データを前記作業者端末に送信するステップと、
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 前記コンピュータに、前記作業者端末から識別情報あるいは位置情報とともに部材に関する情報の問い合わせを受信し、当該部材に関する情報を前記工事関連情報データベースから抽出するステップを実行させることを特徴とする請求項9に記載のコンピュータプログラム。
- 前記コンピュータに、前記問い合わせの対象である部材をハイライト表示した3次元画像データを生成するステップを実行させることを特徴とする請求項10に記載のコンピュータプログラム。
- 前記コンピュータに、前記作業者端末からの入力指定に応じて前記工事関連情報データベースから表示対象の部材に関する情報を抽出し、抽出した情報に基づき3次元画像データを生成するステップを実行させることを特徴とする請求項9に記載のコンピュータプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013037251A JP2014164669A (ja) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | 建築支援システム、建築支援装置及びコンピュータプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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---|---|
JP2014164669A true JP2014164669A (ja) | 2014-09-08 |
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ID=51615189
Family Applications (1)
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JP2013037251A Pending JP2014164669A (ja) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | 建築支援システム、建築支援装置及びコンピュータプログラム |
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JP (1) | JP2014164669A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017220109A (ja) * | 2016-06-09 | 2017-12-14 | 大和ハウス工業株式会社 | 情報提供システム及び情報提供方法 |
JP6291560B1 (ja) * | 2016-11-26 | 2018-03-14 | 株式会社横河ブリッジ | 構造物管理支援システム、及び構造物管理方法 |
WO2021176891A1 (ja) * | 2020-03-03 | 2021-09-10 | 富士フイルム株式会社 | 3次元表示装置、方法及びプログラム |
WO2021201041A1 (ja) * | 2020-04-03 | 2021-10-07 | 川崎重工業株式会社 | 生産ライン設計方法及び生産ライン設計システム |
CN116187738A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-05-30 | 中建科技集团有限公司 | 一种基于执行顺序和位置分布的工作包自动生成方法 |
-
2013
- 2013-02-27 JP JP2013037251A patent/JP2014164669A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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