JP2020038582A - 建築物設計支援システム、建築物設計支援および記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】極めて簡単なシステム・装置で、手書きの図面を簡易に間取り認識する建築物設計支援技法を提供する。【解決手段】サーバＳＶは、情報端末から送信された撮影データを受信する受信部（通信部ＣＯＭ）と、建具情報と、該建具情報に関連付けられた間取り種類とを含む建具間取り関連データを格納する記憶部ＳＴＲと、受信した撮影データの調査用シートの縦線および横線で区分されたマスを移動しながら画像認識処理をし、画像認識処理を繰り返すことによって、閉鎖された矩形を認識して間取りとする間取り読取部ＲＳＣと、間取り読取部で１つの間取りとされた閉鎖された矩形内にある建具情報を読み取り、間取り種類を認識する間取り種類認識部ＲＫと、間取りに基づいてＣＡＤ情報を生成するＣＡＤ情報生成部ＣＧＥＮ及びＣＡＤ情報から生成された平面図を情報端末に送信する送信部（通信部ＣＯＭ）と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、建築物設計支援システム、建築物設計支援および記憶媒体に関し、特に、手書きの図面を簡易に間取り認識する建築物設計支援システム、建築物設計支援および記憶媒体に関するものである。

家屋の設計にあたっては、対象物件の現地調査は必須の事項であり、時間と手数がかかるものである。例えば、家屋の設計の１つであるリフォーム設計のビジネスモデルは、まず、担当者が、現地調査を行い、必要な寸法、間取りなどの現状建築物情報を取得する。その後、会社に戻って現状建築物情報からリフォーム設計図を作成し、再度現地に行って施主に提案するという手間のかかる流れであった。ノートパソコンやスキャナーを携帯して、現地情報を会社のサーバなどに送り、これらを改善する技術が幾つか提案されている（例えば、特許文献１を参照されたい。）
特開2005-301358号公報

しかしながら、上述した従来技術は手書きや印刷された紙情報をカメラなどの光学的な撮像手段で読み取るものであるが、現地調査は屋外で実施する場合などが多く、必ずしも良好な撮影環境ではない。そのため、外光などの様々な外乱によるノイズが撮影情報に混入したり、寸法や部材を示す文字やシンボルなどの情報の読み取り不良が発生したり、３Ｄモデル作成には不十分な撮影情報しか得られなかったりすることがある。また、最近では、耐震補強に特化したリフォーム、耐震診断などの需要が急増しているが、このような用途では、より詳細な数値情報などが必要であり、携帯電話機に搭載されている通常のカメラなどでは十分な撮影情報を得ることができない場合が多い。例えば、耐震補強リフォーム提案や耐震診断の正確な実施には「部材別の詳細情報」（例えば、壁の厚さ、柱の数や寸法、接合部の補強部材など）なども必要であり、悪環境でも精度良く情報を読み取らなければならない。また、室内の現地調査においても、屋根裏や床下などの部材や寸法を調査・記録する必要がある。しかしながら、屋外の厳しい環境では読み取り不良になる場合も考えられる。また、上述した従来技術などは耐震リフォームなどには対応していないため、耐震解析用の高価な耐震設計支援ソフトウェア・システムが必要であるなどの問題もある。

そこで、本発明は、極めて簡単なシステム・装置で、手書きの図面を簡易に間取り認識する建築物設計支援システム、建築物設計支援および記憶媒体を提供することを目的とする。

上述した諸課題を解決すべく、第１の発明による建築物設計支援システムは、
予め印刷された、建具情報の説明区画と、互いに交差する多数の縦線と横線とを表示した方眼紙状に区分された記入区画とを含む調査用シートであって、前記記入区画において、前記縦線および横線に沿って記入された、閉鎖された矩形からなる建築物の間取り情報と、前記閉鎖された矩形内に記入された、建具を示す建具情報と、を含む調査用シートと、
前記間取り情報と、前記建具情報とが記入された前記調査用シートを、撮影し、撮影データを送信する情報端末（例えば、スマートフォン）と、
前記情報端末から送信された撮影データを受信するサーバと、を有する建築物設計支援システムであって、
前記サーバが、
建具情報と、該建具情報に関連付けられた間取り種類とを含む建具間取り関連データを格納する記憶部と、
前記受信した撮影データの調査用シートの縦線および横線で区分されたマスを、４個以上含む読み取り単位で、縦または横に１マスずつ移動しながら、画像認識処理をし、前記画像認識処理を繰り返すことによって、閉鎖された矩形を認識し、それを１つの間取りとする間取り読取部と、
建具間取り関連データを参照して、前記間取り読取部で１つの間取りとされた閉鎖された矩形内にある建具情報を読み取り、それに基づき、間取り種類を認識する間取り種類認識部と、
前記間取りと、前記間取り種類とに基づき、ＣＡＤ情報を生成するＣＡＤ情報生成部と、
前記ＣＡＤ情報、または、該ＡＣＤ情報から生成された平面図を前記情報端末に送信する送信部と、
を有し、
前記情報端末が、
前記ＣＡＤ情報、または、該ＡＣＤ情報から生成された平面図を受信する受信部と、
前記ＣＡＤ情報から描画された平面図、または、該ＡＣＤ情報から生成された平面図を表示する表示部と、
を有する、
ことを特徴とする。

また、第２の発明による建築物設計支援システムは、
前記記憶部が、
前記間取り情報に関連付けられた色を含む間取り色情報と、前記建具情報に関連付けられた色を含む建具色情報とを格納し、
前記調査用シートの前記間取り情報が、
前記間取り色情報に含まれる色で記入され、
前記調査用シートが、
前記建具色情報に含まれる色で記入され、
前記間取り読取部が、
画像認識処理をするにあたって、前記間取り色情報に含まれる色のみを抽出して処理し、
前記間取り種類認識部が、
建具情報を読み取るにあたって、前記建具色情報に含まれる色のみを抽出して読み取る、
ことを特徴とする。

また、第３の発明による建築物設計支援システムは、

前記サーバが、
前記受信した撮影データ、認識処理した間取りを機械学習し、ＡＩ学習済みモデルを構築し、
前記間取り読取部の画像認識処理が、
前記ＡＩ学習済みモデルを利用したＡＩ処理を含む、
ことを特徴とする。

上述したように本発明の解決手段をシステム（装置）として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。なお、下記の方法やプログラムの各ステップは、データの処理においては必要に応じて、CPU、DSPなどの演算処理装置を使用するものであり、入力したデータや加工・生成したデータなどを磁気テープ、HDD、メモリなどの記憶装置に格納するものである。

例えば、本発明をプログラムとして実現させた第４の発明による建築物設計支援プログラムは、
１つまたは複数の演算処理装置を第１〜３の発明に記載の建築物設計支援システムとして機能させる建築物設計支援プログラムである。

例えば、本発明を記憶媒体として実現させた第５の発明による記憶媒体は、
第４の発明に記載の建築物設計支援プログラムを格納したコンピュータ可読な記憶媒体である。

本発明によれば、一般消費者や設計技術のない営業員が本格的なＣＡＤシステムで生成された２次元図を容易かつ迅速に得ることが可能となり、販売機会の増大を図ることが可能となる。

図１は、本発明の一実施態様による建築物設計支援システム（装置）の概要を示すブロック図である。 図２は、調査用シートの一例を示す模式図である。 図３は、実際に記入された調査用シートの一例を示す模式図である。 図４は、間取り読取部の読み取り技法の一例を示す図である。 図５は、間取り読取部の読み取り技法および読取結果の一例を示す図である。 図６は、間取り読取部の読み取り技法、統合された読取結果の一例を示す図である。 図７は、本システムのサーバにおける処理の一例を示すフローチャートである。 図８は、間取り種類を認識した前後のＣＡＤ情報を示す模式図である。 図９は、説明区画ＤＥＳに含まれる建具、階層情報、モジュール情報の一例を示す模式図である。

以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施態様による建築物設計支援システム（装置）の概要を示すブロック図である。図に示すように、建築物設計支援システムＣＤＳは、サーバＳＶ，情報端末ＩＴＭ、および調査用シートＩＶＳから構成される。調査用シートＩＶＳは、予め印刷された、建具情報の説明区画ＤＥＳと、互いに交差する多数の縦線と横線とを表示した方眼紙状に区分された記入区画ＦＩＬとを含む。記入区画ＦＩＬにおいて、縦線および横線に沿って記入された、閉鎖された矩形からなる建築物の間取り情報と、閉鎖された矩形内に記入された、建具を示す建具情報と、を含む。記入は人間が行う。

サーバＳＶは、制御部ＣＯＮ（ＣＰＵ、演算処理装置、プロセッサ）、入力部ＩＮ、出力部ＯＵＴ、通信部ＣＯＭ、記憶部ＳＴＲ、および、表示部ＤＩＳを有する。また、サーバＳＶは、
情報端末から送信された撮影データを受信する受信部（通信部ＣＯＭ）と、
建具情報と、該建具情報に関連付けられた間取り種類とを含む建具間取り関連データを格納する記憶部ＳＴＲと、
前記受信した撮影データの調査用シートの縦線および横線で区分されたマスを、４個以上含む読み取り単位で、縦または横に１マスずつ移動しながら、画像認識処理をし、前記画像認識処理を繰り返すことによって、閉鎖された矩形を認識し、それを１つの間取りとする間取り読取部ＲＳＣと、
建具間取り関連データを参照して、前記間取り読取部で１つの間取りとされた閉鎖された矩形内にある建具情報を読み取り、それに基づき、間取り種類を認識する間取り種類認識部ＲＫと、
前記間取りと、前記間取り種類とに基づき、ＣＡＤ情報を生成するＣＡＤ情報生成部とＣＧＥＮ、
前記ＣＡＤ情報、または、該ＡＣＤ情報から生成された平面図を前記情報端末に送信する送信部（通信部ＣＯＭ）と、
を有する。

情報端末ＩＴＭ（例えば、スマートフォンや携帯電話）は、
制御部ＴＣＯＮと、
前記間取り情報と、前記建具情報とが記入された前記調査用シートを、撮影する撮影部ＣＡＭと、
撮影データを送信する送信部（通信部ＴＣＯＭ）と、
前記ＣＡＤ情報、または、該ＡＣＤ情報から生成された平面図を受信する受信部（通信部ＴＣＯＭ）と、
前記ＣＡＤ情報から描画された平面図、または、該ＡＣＤ情報から生成された平面図を表示する表示部ＴＤＩＳと、
を有する。

出力部ＯＵＴは、プリンタＰＲＮに本装置に格納される情報や生成された情報を出力することができる。表示部ＤＩＳも、本装置に格納される情報や生成された情報を表示することができる。入力部ＩＮは、マウスＭＵＳやキーボードＫＢＤを介して入力される操作指示や情報入力を受け付け、受け付けた情報やデータを制御部に渡す。

制御部に含まれる各機能部は、制御部のメモリ空間に読み込まれたプログラムモジュールによって実現することが好適である。通常は、記憶部或いはウェブサイトから、プロセッサを本装置の各部として機能させるソフトウェアをダウンロードして、ＰＣにインストールして起動することで、ＰＣが、本装置として動作する。なお、制御部に設けた各機能部は、機能上一定のまとまりのあるステップを１つにまとめたものに過ぎず、複数の機能部を１つの機能部にしたり、その一部を他の機能部に組み入れたり、他の独立した機能部に分割したりすることが可能である。

手書きのルールは多様な形式で問題ないが、一例を記載しておく。
部屋区画（壁）は、黒ペンで記載する。
建具（ドアなど）は緑ペンで記載する。
間取り種類（部屋種別）は赤ペンで記載する。
また、画像処理では、サイズ変換、傾き補正、色検出、ノイズ処理などをしている。

図２は、調査用シートの一例を示す模式図である。図に示すように、説明区画ＤＥＳには、間取り種類や建具を示す記号（この例では片仮名のア、イ、ウ、…）と、その間取り種類や建具の名称が関連付けて記載される。ユーザは、この例に従って、１マス目の中にこの記号を記入する。記号はアルファベットや図形などのシンボルでもよい。以下の記号を例示する。
ア：玄関
イ：ホール
ウ：廊下
エ：リビング
オ：ダイニングキッチン
カ：キッチン
キ：ＬＤ
ク：ＬＤＫ
ケ：和室
コ：床の間
サ：押入れ
シ：広縁
ス：仏間
セ：板の間
ソ:トイレ
タ：洗面所
チ：浴室
ツ：ユニットバス
テ：会談
ト：吹き抜け
ナ：洋室
ニ：寝室
ヌ：子供部屋
ネ：書斎

図３は、実際に記入された調査用シートの一例を示す模式図である。図に示すように、記入区画ＦＩＬは、互いに交差する多数の縦線と横線とを表示した方眼紙状に区分されている。ユーザは、この縦線、横線に沿って、壁、即ち、手書きの間取り情報ＭＤＲを記入する。そして、ユーザは、説明区画ＤＥＳの記載ルールに従って、閉鎖された矩形の中の１マスの中に、建具や間取り書類を示す記号を記入する。この後、情報端末ＩＴＭで調査用シートＩＶＳを撮影する。

図４は、間取り読取部の読み取り技法の一例を示す図である。図に示すように、間取り読取部ＲＳＣは、受信した撮影データの調査用シートの縦線および横線で区分されたマスを、４個以上含む読み取り単位で、縦または横（この例では横に）に１マスずつ移動しながら、画像認識処理をし、画像認識処理を繰り返すことによって、閉鎖された矩形を認識し、それを１つの間取りとする。1行の処理が終わったら、１マス下にシフトし、そこからまた右端まで処理を繰り返す。最終的には一番下まで処理する。

図５は、間取り読取部の読み取り技法および読取結果の一例を示す図である。図に示すように、第１回読取Ｒ１では、壁Ｗ１，Ｗ２が認識される。順に、第２回読取Ｒ２では、壁Ｗ３が認識され、第３回読取Ｒ３では、壁Ｗ４が認識される。なお、壁Ｗ２と壁Ｗ３，壁Ｗ３と壁Ｗ４とは重複する部分があるが、これは、後続の処理で統合される。

図６は、間取り読取部の読み取り技法、統合された読取結果の一例を示す図である。図に示すように、最終的には、壁の統合を繰り返し、間取り情報を含むＣＡＤ情報ＣＩ１が生成される。なお、この例では、まだ間取り種類の認識処理をしていない段階である。

図７は、本システムのサーバにおける処理の一例を示すフローチャートである。図に示すように、ステップＳ１１では、記憶部が、説明区画に対応する情報である、建具情報と、該建具情報に関連付けられた間取り種類とを含む建具間取り関連データＴＭＤを格納する。ステップＳ１２では、情報端末から送信された間取り情報を取得する（受信する）。そして、ステップＳ１３にて、間取り読取部ＲＳＣが、受信した撮影データの調査用シートの縦線および横線で区分されたマスを、４個以上含む読み取り単位で、縦または横に１マスずつ移動しながら、画像認識処理をし、前記画像認識処理を繰り返すことによって、閉鎖された矩形を認識し、それを１つの間取りとする。次に、ステップＳ１４にて、間取り種類認識部ＲＫが、建具間取り関連データＴＭＤを参照して、間取り読取部で１つの間取りとされた閉鎖された矩形内にある建具情報を読み取り、それに基づき、間取り種類を認識する。続いて、ステップＳ１５にて、ＣＡＤ情報生成部ＣＧＥＮが、間取りと、前記間取り種類とに基づき、ＣＡＤ情報を生成する。そして、最後に、通信部ＣＯＭが、ＣＡＤ情報、または、該ＡＣＤ情報から生成された平面図を情報端末ＩＴＭに送信する。なお、格納ステップは、一回実施しておけば、その情報が変更されるまでは再実施する必要はない。或いは、格納ステップは、当該情報を格納したＲＯＭやフラッシュメモリを装置やコンピュータに搭載することで不要となる。

図８は、間取り種類を認識した前後のＣＡＤ情報を示す模式図である。図に示すように、記号から、間取り種類を示す文字情報に置換され、壁や床のテキスチャは、その間取り種類に応じたものが設定される。作図の便宜上、この図では示していないが、例えば、和室の床は、畳を模した草色で畳１畳分で区画される。洋室は、フローリングを示す木の色のものが設定される。

図９は、説明区画ＤＥＳに含まれる建具、階層情報、モジュール情報の一例を示す模式図である。図に示すように、ドアや引き戸を示す図形があれば、記入区画への記入が簡易となり、また、統一した図形であれば、認識率も高くなるメリットがある。階層情報ＦＬＲは、記入区画に記入される対象が１階か、２階か（該当部分の四角をチェックして指定する）などを指定するためのものである。また、モジュール情報ＭＤＬは、基本寸法を選択または記入するためのフィールド（該当部分の四角をチェックして指定する）である。

このように、生成・抽出した情報や中間データおよび取得したデータを外部に送信したり、表示部に表示したり、生成・抽出した情報や中間データおよび取得したデータなどを記憶部に格納したりすることは、後述する他の実態態様でも同様に可能であることに注意されたい。なお、本装置は、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、サーバ、ＰＣ、スマートフォンなどの携帯端末などのコンピュータ、或いは、本装置の機能や処理手順（方法）をコンピュータ上で実現（実行）するプログラムモジュールをコンピュータが持つＣＰＵや記憶部に保持したり、外部のサーバやストレージから読み込んだりすることで、コンピュータ上に本装置を構築することが好適であり、後続の各実施態様においても同様である。また、各機能部は、ネットワークで接続された別個のコンピュータや装置に分散させてもよい。また、複数の機能部を１つにしたり、処理ステップの一部を他の機能部にさせるような形態でもよい。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部、各ステップなどに含まれる処理や機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段／部やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。或いは、本発明による装置、方法、プログラムなどの一部の構成要素、機能、処理、ステップなどを遠隔地のサーバなどに配置することも可能であることに注意されたい。

ＣＡＭ……撮影部
ＣＤＳ……建築物設計支援システム
ＣＧＥＮ……情報生成部
ＣＩ１……ＣＡＤ情報
ＣＯＭ……通信部
ＣＯＮ……制御部
ＤＥＳ……説明区画
ＤＩＳ……表示部
ＦＩＬ……記入区画
ＦＬＲ……階層情報
ＩＮ……入力部
ＩＴＭ……情報端末
ＩＶＳ……調査用シート
ＫＢＤ……キーボード
ＭＤＬ……モジュール情報
ＭＤＲ……情報
ＭＵＳ……マウス
ＯＵＴ……出力部
ＰＲＮ……プリンタ
Ｒ１……第１回読取
Ｒ２……第２回読取
Ｒ３……第３回読取
ＲＫ……種類認識部
ＲＳＣ……間取り読取部
ＳＴＲ……記憶部
ＳＶ……サーバ
ＴＣＯＭ……通信部
ＴＣＯＮ……制御部
ＴＤＩＳ……表示部
ＴＭＤ……建具間取り関連データ
Ｗ１，Ｗ２……壁
Ｗ３……壁
Ｗ４……壁

Claims (5)

1. 予め印刷された、建具情報の説明区画と、互いに交差する多数の縦線と横線とを表示した方眼紙状に区分された記入区画とを含む調査用シートであって、前記記入区画において、前記縦線および横線に沿って記入された、閉鎖された矩形からなる建築物の間取り情報と、前記閉鎖された矩形内に記入された、建具を示す建具情報と、を含む調査用シートと、
   前記間取り情報と、前記建具情報とが記入された前記調査用シートを、撮影し、撮影データを送信する情報端末（例えば、スマートフォン）と、
   前記情報端末から送信された撮影データを受信するサーバと、を有する建築物設計支援システムであって、
   前記サーバが、
   建具情報と、該建具情報に関連付けられた間取り種類とを含む建具間取り関連データを格納する記憶部と、
   前記受信した撮影データの調査用シートの縦線および横線で区分されたマスを、４個以上含む読み取り単位で、縦または横に１マスずつ移動しながら、画像認識処理をし、前記画像認識処理を繰り返すことによって、閉鎖された矩形を認識し、それを１つの間取りとする間取り読取部と、
   建具間取り関連データを参照して、前記間取り読取部で１つの間取りとされた閉鎖された矩形内にある建具情報を読み取り、それに基づき、間取り種類を認識する間取り種類認識部と、
   前記間取りと、前記間取り種類とに基づき、ＣＡＤ情報を生成するＣＡＤ情報生成部と、
   前記ＣＡＤ情報、または、該ＡＣＤ情報から生成された平面図を前記情報端末に送信する送信部と、
   を有し、
   前記情報端末が、
   前記ＣＡＤ情報、または、該ＡＣＤ情報から生成された平面図を受信する受信部と、
   前記ＣＡＤ情報から描画された平面図、または、該ＡＣＤ情報から生成された平面図を表示する表示部と、
   を有する、
   ことを特徴とする建築物設計支援システム。
2. 請求項１に記載の建築物設計支援システムにおいて、
   前記記憶部が、
   前記間取り情報に関連付けられた色を含む間取り色情報と、前記建具情報に関連付けられた色を含む建具色情報とを格納し、
   前記調査用シートの前記間取り情報が、
   前記間取り色情報に含まれる色で記入され、
   前記調査用シートが、
   前記建具色情報に含まれる色で記入され、
   前記間取り読取部が、
   画像認識処理をするにあたって、前記間取り色情報に含まれる色のみを抽出して処理し、
   前記間取り種類認識部が、
   建具情報を読み取るにあたって、前記建具色情報に含まれる色のみを抽出して読み取る、
   ことを特徴とする建築物設計支援システム。
3. 請求項１または２に記載の建築物設計支援システムにおいて、
   前記サーバが、
   前記受信した撮影データ、認識処理した間取りを機械学習し、ＡＩ学習済みモデルを構築し、
   前記間取り読取部の画像認識処理が、
   前記ＡＩ学習済みモデルを利用したＡＩ処理を含む、
   ことを特徴とする建築物設計支援システム。
4. １つまたは複数の演算処理装置を請求項１〜３に記載の建築物設計支援システムとして機能させる建築物設計支援プログラム。
5. 請求項４に記載の建築物設計支援プログラムを格納したコンピュータ可読な記憶媒体。

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