JP2019011564A - 現場画像出力システム - Google Patents

Abstract

【課題】 建設現場における部材の位置決め等を容易かつ確実に行う。【解決手段】 サーバ１０は、建設現場における指定された位置及び方向でのＣＡＤ画像であるＣＡＤレンダリング図を取得するＣＡＤ画像取得部１１と、撮像位置として指定された位置を示す情報を出力する撮像位置出力部１２と、撮像位置出力部１２による情報の出力に応じて、指定された位置及び方向で撮像された撮像画像を取得する撮像画像取得部１３と、取得されたＣＡＤレンダリング図及び撮像画像を同時に表示されるように出力する画像出力部１４とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、建設現場の画像を出力する現場画像出力システムに関する。

建設工事では、図面に基づいて床や壁面に墨だしを行い、墨だしの線を確認しながら位置を決めて部材の取り付けや仮設材の設置を行うことが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７−８３３５４号公報

しかし、床や壁面が施工中である場合は、墨だしを行う場所がないため、部材や仮設材の位置を決めることが難しいという問題がある。また、鉄筋の組み立て作業を行う場合、鉄筋上への墨だしは手間が掛かると共に精度が確保できないことがある。そのため、差筋や補強筋の設置位置、開口部の位置等を正確に把握することが難しいという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、建設現場における部材の位置決め等を容易かつ確実に行うことができる現場画像出力システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る現場画像出力システムは、建設現場における指定された位置及び方向でのＣＡＤ画像を取得するＣＡＤ画像取得手段と、撮像位置として指定された位置を示す情報を出力する撮像位置出力手段と、撮像位置出力手段による情報の出力に応じて、指定された位置及び方向で撮像された撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、ＣＡＤ画像取得手段によって取得されたＣＡＤ画像、及び撮像画像取得手段によって取得された撮像画像を同時に表示されるように出力する画像出力手段と、を備える。

本発明に係る現場画像出力システムでは、ＣＡＤ画像と、撮像位置を示す情報の出力に応じて、指定された位置及び方向で撮像された撮像画像とが、同時に表示されるように出力される。従って、墨だしを行う必要がなく、部材の位置を確認することができる。これにより、本発明に係る現場画像出力システムによれば、建設現場における部材の位置決め等を容易かつ確実に行うことができる。

撮像位置出力手段は、ユーザに認識できるように指定された位置を示す情報を出力することとしてもよい。この構成によれば、例えば、ユーザが撮像を行う場合に適切かつ確実にユーザが撮像位置を認識することができる。

ＣＡＤ画像取得手段は、指定された位置及び方向を示す情報を入力して、当該情報に基づいてＣＡＤ画像を生成して取得することとしてもよい。この構成によれば、確実にＣＡＤ画像を取得することができ、確実に本発明を実施することができる。

画像出力手段は、ＣＡＤ画像及び撮像画像を重畳して表示されるように出力することとしてもよい。この構成によれば、ユーザがより直感的に部材の位置の把握等を行うことができる。

本発明によれば、墨だしを行う必要がなく、部材の位置を確認することができ、建設現場における部材の位置決め等を容易かつ確実に行うことができる。

本発明の実施形態に係る現場画像出力システムであるサーバの構成を示す図である。 端末によって撮像される画像、及び表示される画像の例である。 建設現場の領域を示す図（画像）である。 本発明の実施形態に係る現場画像出力システムであるサーバで実行される処理を示すフローチャートである。

以下、図面と共に本発明に係る現場画像出力システムの実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に本実施形態に係る現場画像出力システムであるサーバ１０を示す。サーバ１０は、建築（工事）現場又は土木（工事）現場等の建設現場において設置される部材等の位置を示す画像を出力して端末２０に表示させるシステム（装置）である。例えば、図２（ａ）に示す建設現場で撮像（撮影）された撮像画像に、図２（ｂ）に示すように設置される部材Ｍを仮想的に重畳して表示させる。例えば、建設現場の作業員であるユーザは、この画像を参照して、設置する部材等の位置を確認して作業を行う。即ち、サーバ１０は、ＡＲ（Augmented Reality）によって部材の位置等を照合するためのものである。

サーバ１０は、具体的には、ＣＰＵ（Central ProcessingUnit）、メモリ等のハードウェアを含むコンピュータであるサーバ装置によって構成されている。サーバ１０の後述する各機能は、これらの構成要素がプログラム等により動作することによって発揮される。なお、サーバ１０は、一つのコンピュータで実現されてもよいし、複数のコンピュータがネットワークにより互いに接続されて構成されるコンピュータシステムにより実現されていてもよい。

サーバ１０は、無線通信網及びインターネット等のネットワークを介して、端末２０との間で情報の送受信を行うことができる。端末２０は、例えば、上記のように建設現場の作業員であるユーザによって用いられる。端末２０は、具体的には、タブレット端末等のコンピュータである。端末２０は、通常、タブレット端末が有している機能を有している。本実施形態においては、端末２０は、端末２０が備えるカメラ等によって撮像を行う機能、サーバ１０との間で情報の送受信を行う機能、及び画像をはじめとする情報を端末２０が備えるディスプレイ等の表示装置に表示する機能を有していればよい。本実施形態に係る端末２０の機能は、端末２０にインストールされたアプリケーションによって実現されてもよい。

引き続いて、本実施形態に係るサーバ１０の機能について説明する。図１に示すように、サーバ１０は、ＣＡＤ画像取得部１１と、撮像位置出力部１２と、撮像画像取得部１３と、画像出力部１４とを備えて構成される。

ＣＡＤ画像取得部１１は、建設現場における指定された位置及び方向でのＣＡＤ画像を取得するＣＡＤ画像取得手段である。ＣＡＤ画像取得部１１は、指定された位置及び方向を示す情報を入力して、当該情報に基づいてＣＡＤ画像を生成して取得する。即ち、ＣＡＤ画像取得部１１は、ＣＡＤ（Computer Aided Design）によって、撮像画像に重畳される部材Ｍの画像であるＣＡＤ画像を生成する。ＣＡＤ画像取得部１１は、以下のようにＣＡＤ画像を生成して取得する。

サーバ１０は、予め、部材等の形状、及び建設現場において設置される位置についてのＣＡＤのデータを記憶している。当該データは、例えば、ＢＩＭ（Building Information Modeling）のデータである。なお、サーバ１０に予め記憶されている情報は、サーバ１０の管理者等によって予めサーバ１０に入力されている（以下の情報についても同様である）。

ＣＡＤ画像取得部１１は、建設現場における位置を示す情報を入力する。ＣＡＤ画像取得部１１は、入力される情報によって示される位置から建設現場を見た場合のＣＡＤ画像を生成する。即ち、この位置は、ＣＡＤ画像を生成する基準となる位置である。また、当該位置は、後述するように建設現場の撮像が行われる位置である。

例えば、ＣＡＤ画像取得部１１は、図３に示す建設現場の領域を示す画像を、建設現場の事務所の端末（図１に示す端末２０とは異なるものであってもよい）に送信して、当該端末で表示させる。なお、ここで表示される画像は、図３における位置（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）を示す点がないものである。当該端末は、事務所の作業員であるユーザから建設現場における位置（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）の指定を受け付け、当該位置（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）を示す情報をサーバ１０に送信する。ＣＡＤ画像取得部１１は、送信された当該位置（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）を示す情報を受信して入力する。なお、入力される位置であるｘ座標及びｙ座標の座標系は、ＣＡＤのデータの座標系である。

ＣＡＤ画像取得部１１は、予め記憶した建設現場の基準面（例えば、建設現場の床面）からの高さ、及び方向ｄの情報を読み出して入力する。ＣＡＤ画像取得部１１は、入力した情報によって示される位置（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）、高さ及び方向ｄ、並びにＣＡＤのデータから、建設現場に配置される部材等を表示するＣＡＤ画像であるＣＡＤレンダリング図を生成する。ＣＡＤレンダリング図は、上記の位置（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）及び高さから当該部材等を見た三次元画像である。ＣＡＤ画像取得部１１は、例えば、当該方向ｄを基準として、水平方向に３６０度の方向についてのＣＡＤレンダリング図を生成する。ＣＡＤレンダリング図の生成は、従来のＣＡＤのソフトウェアによって行うことができる。なお、ＣＡＤレンダリング図の生成に用いるＣＡＤのデータは、完成時のもの（完成図）であってもよいし、施工の途中段階のものであってもよい。施工の途中段階のＣＡＤデータは、例えば、工程表と紐づけられた時期毎のもの（施工図）である。

ＣＡＤ画像取得部１１は、入力した位置（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）を示す情報を撮像位置出力部１２に出力する。また、ＣＡＤ画像取得部１１は、生成したＣＡＤレンダリング図を画像出力部１４に出力する。

撮像位置出力部１２は、撮像位置として指定された位置を示す情報を出力する撮像位置出力手段である。撮像位置出力部１２は、ユーザに認識できるように指定された位置を示す情報を出力する。

撮像位置出力部１２は、ＣＡＤ画像取得部１１から位置（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）を示す情報を入力する。例えば、撮像位置出力部１２は、ＣＡＤのｘ座標及びｙ座標の座標系に対応する建設現場の領域を示す画像に、撮像位置として当該位置（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）を示した画像を端末２０に送信して出力する。具体的には、撮像位置出力部１２は、図３に示した、位置（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）を示す点を含む建設現場の領域を示す画像を端末２０に送信する。当該画像は、図３に示すように、撮像方向として、ＣＡＤレンダリング図を生成する際に用いた方向ｄを示す表示を含んでいてもよい。また、当該画像は、撮像位置として、ＣＡＤレンダリング図を生成する際に用いた建設現場の基準面からの高さを示す表示が含まれていてもよい。

端末２０は、撮像位置出力部１２から送信された情報を受信して表示する。建設現場の作業員であるユーザは、当該表示を参照することで、建設現場における撮像位置を認識することができる。端末２０は、ユーザの操作によって、建設現場における撮像位置（位置（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）に対応する建設現場における位置）に位置決めされて、建設現場の撮像を行う。撮像は、ＣＡＤレンダリング図に対応する撮像画像が得られるように行われる。端末２０は、例えば、撮像方向ｄを基準として、水平方向に３６０度の方向について撮像を行って撮像画像（全天球画像、３６０度パノラマ画像）を得る。

端末２０の位置決めは、任意の方法で行われてもよい。水平方向の撮像位置及び撮像方向については、例えば、端末２０に設けられたコンパス（の機能）を用いて位置決めしてもよい。垂直方向の撮像位置（撮像高さ）については、例えば、三脚等のカメラを支持する部材を撮像高さに相当する高さにしておくこととしてもよい。端末２０は、撮像した建設現場の撮像画像をサーバ１０に送信する。

なお、サーバ１０から送信された情報に含まれない撮像位置及び撮像方向、例えば、建設現場の基準面からの高さがある場合には、予め、ユーザはそれらを把握している。また、端末２０以外のカメラで撮像が行われてもよい。例えば、全天球画像を撮像する機能を有するカメラで撮像が行われてもよい。

撮像画像取得部１３は、撮像位置出力部１２による情報の出力に応じて、指定された位置及び方向で撮像された撮像画像を取得する撮像画像取得手段である。撮像画像取得部１３は、端末２０から送信された撮像画像を受信して取得する。撮像画像取得部１３は、取得した撮像画像を画像出力部１４に出力する。

画像出力部１４は、ＣＡＤ画像取得部１１によって取得されたＣＡＤレンダリング図、及び撮像位置出力部１２によって取得された撮像画像を同時に表示されるように出力する画像出力手段である。画像出力部１４は、ＣＡＤレンダリング図及び撮像画像を重畳して表示されるように出力する。

画像出力部１４は、ＣＡＤ画像取得部１１からＣＡＤレンダリング図を、撮像位置出力部１２から撮像画像をそれぞれ入力する。画像出力部１４は、それらの画像を図２（ｂ）に示すように重畳して１つの画像を生成する。上述したようにＣＡＤレンダリング図及び撮像画像は、同一の位置及び方向を基準とした画像である。そのため、ＣＡＤレンダリング図及び撮像画像を重畳することで、撮像画像上において部材Ｍが配置されるべき場所にＣＡＤレンダリング図の部材Ｍの表示が位置することとなる。なお、ＣＡＤレンダリング図及び撮像画像のサイズが互いに異なる場合、あるいは、基準となる撮像方向が異なる場合には、画像出力部１４は、それらを調整して、ＣＡＤレンダリング図が撮像画像上の適切な位置に表示されるように調整を行って画像の重畳を行う。

なお、２つの画像の重畳を行う場合には、撮像画像上の位置を適切に把握できるようにするため、ＣＡＤレンダリング図の画像については、部材Ｍの部分の表示は半透明とし、部材がない部分については透明にすることとするのがよい。

あるいは、画像出力部１４は、ＣＡＤレンダリング図及び撮像画像を並べて同時に参照できるような画像を生成してもよい。画像出力部１４は、生成した画像を端末２０に送信する。端末２０は、画像出力部１４から送信された画像を受信して表示する。なお、端末２０は、受信した画像の一部を表示し、ユーザの操作によってスクロールして表示箇所を移動するようにしてもよい。以上が、本実施形態に係るサーバ１０の機能である。

引き続いて、図４のフローチャートを用いて、本実施形態に係るサーバ１０で実行される処理を説明する。本処理では、まず、ＣＡＤ画像取得部１１によって、建設現場における位置及び方向を示す情報が入力される（Ｓ０１）。例えば、水平方向の位置（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）はユーザによって指定されて、高さ及び方向ｄは予め記憶された情報が読みだされて、それぞれ取得される。続いて、ＣＡＤ画像取得部１１によって、入力された情報及び予め記憶されたＣＡＤのデータから、ＣＡＤレンダリング図が生成される（Ｓ０２）。

続いて、撮像位置出力部１２によって、撮像位置としての位置（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）を示す情報が端末２０に送信される（Ｓ０３）。端末２０では、当該情報が受信されて表示される。ユーザによって表示が参照されて、表示に従って端末２０による撮像が行われる。撮像画像は、端末２０からサーバ１０に送信される。

サーバ１０では、撮像画像取得部１３によって、撮像画像が受信される（Ｓ０４）。続いて、画像出力部１４によって、ＣＡＤレンダリング図及び撮像画像が重畳されて表示されるように端末２０に送信される（Ｓ０５）。端末２０では、当該画像が受信されて表示される。以上が、本実施形態に係るサーバ１０で実行される処理である。

本実施形態では、撮像位置を示す情報の端末２０への送信に応じて、指定された位置及び方向で撮像された画像が取得され、当該撮像画像とＣＡＤレンダリング図とが同時に表示される。従って、墨だしを行う必要がなく、画像を参照することで部材の位置、例えば、差筋の位置等を確認することができる。ユーザは、指定された位置及び方向で撮像を行うだけで部材の位置等を確認することができ、知識及び経験に依存しない、迅速な確認を行うことができる。これにより、本実施形態によれば、建設現場における部材の位置決め等を容易かつ確実に行うことができる。また、差筋忘れ等の手戻りのリスクを低減することができる。

また、本実施形態のように撮像位置を示す情報をユーザに認識できるように出力することとしてもよい。これにより、サーバ１０から送信された撮像位置を示す情報をユーザが参照して、ユーザによって位置決めが行われて撮像が行われる。従って、容易にＣＡＤレンダリング図と同時に出力する撮像画像を撮像することができ、容易かつ確実に画像の取得及び表示を行うことができる。また、ユーザによって位置決めが行われて撮像が行われるため、システム構成を容易にすることができ、簡易に本発明を実施することができる。上記の通り、この構成によれば、例えば、ユーザが撮像を行う場合に適切かつ確実にユーザが撮像位置を認識することができる。

なお、上述した実施形態では、撮像位置を示す情報は表示されていたが、表示以外の形式で出力されてもよい。例えば、音声出力等のユーザに認識できる形式であれば、どのような形式でもよい。

また、本発明では、必ずしもユーザに認識できる形式で撮像位置を示す情報が出力されなくてもよい。例えば、トータルステーション等の装置で位置決めをして撮像する場合には、当該装置が解釈可能な形式で撮像位置を示す情報を出力してもよい。

また、本実施形態のようにサーバ１０においてＣＡＤレンダリング図を生成することとしてもよい。この構成によれば、確実にＣＡＤレンダリング図を取得することができ、確実に本発明を実施することができる。但し、必ずしもサーバ１０においてＣＡＤレンダリング図を生成する必要はなく、サーバ１０以外の装置において生成されたＣＡＤレンダリング図を用いることとしてもよい。

また、本実施形態のようにＣＡＤレンダリング図及び撮像画像を重畳して表示されるようにしてもよい。この構成によれば、ユーザがより直感的に部材の位置の把握等を行うことができる。但し、必ずしも２つの画像を重畳する必要はなく、上述したように２つの画像を並べて表示されるようにしてもよい。

上述した実施形態では、ユーザが端末２０を直接操作して、撮像を行うことを想定していた。しかしながら、撮像を行う際に種々の装置を用いることとしてもよい。例えば、人間が入ることが困難な建設現場等では、例えば、ドローンを用いて撮像を行うこととしてもよい。ドローンによる撮像の際の位置決めは、ユーザがドローンを操作して行ってもよいし、ドローンに撮像位置を示す情報を入力して、ドローンが当該情報に基づき、自律的に撮像を行ってもよい。また、上述したようにトータルステーション等の装置で位置決めをして撮像することとしてもよい。

また、本実施形態では、本発明の主体は、サーバ１０としたが、サーバ１０以外が、本発明の主体に含まれる、又は本発明の主体であってもよい。例えば、本実施形態においてサーバ１０が備える機能の一部を、端末２０が備えていてもよい。即ち、端末２０が、本発明に係る現場画像出力システムに含まれていてもよい。また、本実施形態においてサーバ１０が備える機能の全部を、端末２０が備えていてもよい。即ち、端末２０が、本発明に係る現場画像出力システムであってもよい。

１０…サーバ、１１…ＣＡＤ画像取得部、１２…撮像位置出力部、１３…撮像画像取得部、１４…画像出力部、２０…端末。

Claims (4)

1. 建設現場における指定された位置及び方向でのＣＡＤ画像を取得するＣＡＤ画像取得手段と、
   撮像位置として前記指定された位置を示す情報を出力する撮像位置出力手段と、
   前記撮像位置出力手段による情報の出力に応じて、前記指定された位置及び方向で撮像された撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、
   前記ＣＡＤ画像取得手段によって取得されたＣＡＤ画像、及び前記撮像画像取得手段によって取得された撮像画像を同時に表示されるように出力する画像出力手段と、
   を備える現場画像出力システム。
2. 前記撮像位置出力手段は、ユーザに認識できるように前記指定された位置を示す情報を出力する請求項１に記載の現場画像出力システム。
3. 前記ＣＡＤ画像取得手段は、前記指定された位置及び方向を示す情報を入力して、当該情報に基づいて前記ＣＡＤ画像を生成して取得する請求項１又は２に記載の現場画像出力システム。
4. 前記画像出力手段は、前記ＣＡＤ画像及び前記撮像画像を重畳して表示されるように出力する請求項１〜３の何れか一項に記載の現場画像出力システム。