JP2023065160A - 工事計画支援プログラムおよび工事計画支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】三次元仮想空間内に表示された架線の弛度を容易に変更できる工事計画支援プログラムおよび工事計画支援装置を提供する。【解決手段】コンピュータに、表示部に三次元仮想空間を表示する仮想空間表示ステップと、架線の両端の支持点の位置入力を受け付け支持点の座標を取得する座標取得ステップと、所定の架線の種類および支持点の座標に基づき架線の懸垂曲線を計算して三次元仮想空間内に懸垂曲線を表示する基準懸垂曲線表示ステップと、懸垂曲線上にマーカを表示してマーカの移動操作入力を受け付け移動後のマーカの座標を取得する移動ステップと、所定の架線の種類ならびに支持点の座標およびマーカの座標に基づきマーカの座標を通過する懸垂曲線を計算して三次元仮想空間内に新たな懸垂曲線を表示する変形懸垂曲線表示ステップと、を実行させる。【選択図】図５

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り 一般社団法人送電線建設技術研究会、送研リポート、第５９２号、令和２年１１月１日

本発明は、三次元仮想空間内において架線を含む種々の要素を配置することができる工事計画支援プログラムおよび工事計画支援装置に関する。

電線や光ファイバーケーブルなどを架線として空中に張り渡す場合、架線の弛度（たるみ）を正確に把握することが重要である。弛度は、架線の両端の支持部間の距離（径間）、架線の単位質量および架線に加わる張力に基づき、既知の計算式によって求められる。コンピュータを用いて、種々の条件に基づいて弛度を算出するプログラムや装置も存在しており、たとえば、特許文献１に示すのは、２本の電柱が写された画像データに基づいて、その電柱間に張り渡される架線の弛度を算出するものである。

ところで、このような架線を張り渡す工事の計画を立てる際には、架線自体や工事に用いられるクレーンなどの各種の装置と、周囲の建造物や樹木との干渉がないことを確認することが必要である。特に架線の干渉については、上記の弛度も重要な要素である。従来、図面上で確認が行われていたが、二次元の図面のみでは、干渉について直感的に把握することが困難な場合もあった。

特許第６５４４５０５号公報

そこで最近では、三次元ＣＡＤなどにより生成した架線や建造物などの三次元データを三次元仮想空間内に配置して、これに基づいて工事の計画を立てることが行われており、干渉について直感的かつより高精度に把握することが可能となっている。しかしながら、架線については、上記のとおり種々の条件により弛度が定まるものであるところ、三次元データはある条件における架線の形状を表したもので、三次元仮想空間内において条件を変更して架線の形状を変えられるものではなかった。

本発明は、このような事情を鑑みたものであり、三次元仮想空間内において架線を表示するものであって、表示された架線の弛度を三次元仮想空間内で容易に変更できる工事計画支援プログラムおよび工事計画支援装置を提供することを目的とする。

本発明の工事計画支援プログラムは、表示部および入力部を備えるコンピュータにおいて実行されるプログラムであって、前記コンピュータに、前記表示部に三次元仮想空間を表示する仮想空間表示ステップと、前記入力部による三次元仮想空間内の架線の両端の支持点の位置入力を受け付け、入力された支持点の座標を取得する座標取得ステップと、所定の架線の種類および前記の入力された支持点の座標に基づき架線の懸垂曲線を計算して、前記表示部に表示された三次元仮想空間内に架線としての懸垂曲線を表示する基準懸垂曲線表示ステップと、三次元仮想空間内の懸垂曲線上にマーカを表示して、前記入力部によるマーカの移動操作入力を受け付け、移動後のマーカの座標を取得する移動ステップと、所定の架線の種類ならびに前記の入力された支持点の座標およびマーカの座標に基づきマーカの座標を通過する懸垂曲線を計算して、前記表示部に表示された三次元仮想空間内に架線としての新たな懸垂曲線を表示する変形懸垂曲線表示ステップと、を実行させることを特徴とする。なお、架線の種類とは、素材や構造などを示す線種と、断面積などを示すサイズの両方を含む、架線を特定するための情報である。また、所定の架線の種類とは、予め定められた単一のものであってもよいし、複数種類の中から選択されるものであってもよい。

また、本発明の工事計画支援プログラムは、前記コンピュータに、前記表示部に表示された三次元仮想空間内に架線の種類を示した架線選択部を表示して、前記入力部による選択入力を受け付ける架線選択ステップを実行させるものであって、所定の架線の種類が前記の入力された架線の種類であるものであってもよい。所定の架線の種類が入力された架線の種類であれば、すなわち、基準懸垂曲線表示ステップは、入力された架線の種類および支持点の座標に基づき架線の懸垂曲線を計算するものであり、変形懸垂曲線表示ステップは、入力された架線の種類、支持点の座標およびマーカの座標に基づきマーカの座標を通過する懸垂曲線を計算するものである。

また、本発明の工事計画支援プログラムは、前記コンピュータに、前記表示部に表示された三次元仮想空間内に離隔距離入力部を表示して、前記入力部による離隔距離の入力を受け付ける離隔距離入力ステップと、前記の入力された離隔距離に基づき架線の離隔範囲を計算して、前記表示部に表示された三次元仮想空間内に離隔範囲を表示する離隔範囲表示ステップと、を実行させるものであってもよい。なお、離隔距離とは、工事などの際に安全のために架線からとるべき距離である。

本発明の工事計画支援装置は、表示部および入力部を備えるものであって上記の工事計画支援プログラムが実行されるコンピュータからなるものである。

本発明の工事計画支援プログラムおよび工事計画支援装置によれば、容易な操作で、三次元仮想空間内において指定した２点の支持点の間に架線としての懸垂曲線が表示される。さらに、そうして表示された懸垂曲線上に表示されるマーカを移動させるだけで、このマーカを通る懸垂曲線が新たに表示されるものであり、すなわち、マーカの移動によって架線としての懸垂曲線が変形する。このように、非常に直感的かつ容易な操作で架線としての懸垂曲線の表示および変形が可能であり、三次元仮想空間内において架線とその他の建造物などとの干渉を容易に確認でき、工事の計画の立案に役立てることができる。

また、架線の種類の選択入力を受け付けるものであれば、様々な種類の架線の工事に容易に対応できる。

また、入力された離隔距離に基づき三次元仮想空間内に架線の離隔範囲を表示するものであれば、離隔距離も考慮した干渉を容易に確認できるものであり、より工事の安全性が高いものとなる。

工事計画支援装置として機能するコンピュータのハードウェア構成図である。 工事計画支援プログラムのフローチャートである。 三次元仮想空間内に表示されるコントローラである。 三次元仮想空間内に表示される架線選択部である。 三次元仮想空間内に表示される架線としての懸垂曲線であり、（ａ）は初めに表示された状態、（ｂ）はそれを変形させた状態である。 三次元仮想空間内に表示される架線の離隔範囲である。 スケール変更の項目が選択された場合のプログラムのフローチャートである。 寸法測定の項目が選択された場合のプログラムのフローチャートである。 対象把持の項目が選択された場合のプログラムのフローチャートである。 自由曲線描画の項目が選択された場合のプログラムのフローチャートである。 三次元仮想空間内に表示される自由曲線である。 点群ファイル読み込みの項目が選択された場合のプログラムのフローチャートである。 オブジェクト読み込みの項目が選択された場合のプログラムのフローチャートである。 三次元仮想空間内に表示されるオブジェクト選択部およびオブジェクトである。 三次元仮想空間内にクレーンが配置された場合のプログラムのフローチャートである。 三次元仮想空間内に表示されるオブジェクトの１つのクレーンである。 情報表示の項目が選択された場合のプログラムのフローチャートである。 三次元仮想空間内に表示される情報表示部である。

以下、本発明の具体的な内容について説明する。本発明の工事計画支援プログラムおよび工事計画支援装置が対象とする工事は、送電線の新設や張り替えなど、架線の敷設を含むものである。架線には、電線や光ファイバーケーブルなど、種々のものが含まれるが、ここでは架線が送電線である場合を例に挙げる。そして、本発明は、三次元仮想空間内に、架線や、建造物、工具、重機、人員などを配置して、工事の計画の立案のために用いられるものである。

まず、工事計画支援装置の構成について説明する。工事計画支援装置は、工事計画支援プログラムが実行されるコンピュータからなるものであって、工事計画支援プログラムがコンピュータを工事計画支援装置として機能させるともいえる。このコンピュータ１００は、一般的なパーソナルコンピュータであって、図１のハードウェア構成図に示すように、表示部としてのヘッドマウントディスプレイ１０１と、操作入力を受け付ける入力部としてのコントローラ１０２と、プログラムの命令を順番に実行するＣＰＵ１１１と、プログラムやその他のデータなどを保存しておく記憶装置１１２と、インターネットに接続するための通信装置１１３を備えている。ヘッドマウントディスプレイ１０１は、非透過型で使用者の視界がディスプレイの映像に覆われるものである。コントローラ１０２は、２つに分かれていて両手に持って使用するものであり、それぞれ入力のためのスティックやボタンを有する。また、コントローラ１０２自体の姿勢や位置も検出されるものであり、コントローラ１０２自体を動かすことも操作入力となる。

次に、本発明の工事計画支援プログラムの具体的内容について説明する。図２に示すのは、このプログラムの処理の流れを表すフローチャートである。コンピュータ１００にはこのプログラム（アプリ）がインストールされており、プログラムを起動することで、各処理が順次実行される。

まず、プログラムは、コンピュータ１００に仮想空間表示ステップＳ１を実行させる。仮想空間表示ステップＳ１では、ヘッドマウントディスプレイ１０１に三次元仮想空間Ｖを表示する。三次元仮想空間Ｖは、横方向、高さ方向、奥行き方向の３つの座標からなる三次元直交座標系により定められる空間である。使用者の視界はヘッドマウントディスプレイ１０１の映像に覆われるので、使用者が三次元仮想空間Ｖ内に存在しているかのような視界となる。

三次元仮想空間Ｖ内においては、図３に示すように、左手のコントローラ１０２に対応する仮想コントローラ１と、右手のコントローラ１０２に対応する仮想ペン２が表示される。また、仮想コントローラ１に重ね合わさるようにして、リング状のメニュー３が表示されており、各項目が周方向に並んでいて、各項目を選択することで対応する処理が実行される。各項目について具体的には、時計回りに、スケール変更３１、寸法測定３２、懸垂曲線描画３３、対象把持３４、自由曲線描画３５、点群ファイル読み込み３６、オブジェクト読み込み３７、情報表示３８となっており、本発明は、懸垂曲線描画３３を選択した場合の処理に関するものである。図２のフローチャートも、懸垂曲線描画３３を選択した場合の処理を示したものである。よって、以下はその場合について説明するものとし、その他の項目を選択した場合の処理については後述する。さらに、使用者は、左手のコントローラ１０２の操作入力により、三次元仮想空間Ｖ内を自由に移動できる。また、使用者は、仮想ペン２により、三次元仮想空間Ｖ内の位置（座標）を指定することができる。

なお、三次元仮想空間Ｖを表示する際には、予め記憶装置１１２に保存された地形、道路、建造物、樹木などの三次元データが読み込まれて、それらが三次元仮想空間Ｖ内に形成・配置されるものであってもよい。

メニュー３から懸垂曲線描画３３の項目が選択されると、次に、プログラムは、コンピュータ１００に架線選択ステップＳ２を実行させる。架線選択ステップＳ２では、ヘッドマウントディスプレイ１０１に表示された三次元仮想空間Ｖ内に電線の種類を示した架線選択部４を表示して、コントローラ１０２による選択入力を受け付ける。架線選択部４は、図４に示すように、三次元仮想空間Ｖ内にウィンドウとして表示されるものである。ウィンドウ内には、電線の線種および断面積がリスト表示される線種表示部４１および断面積表示部４２、線種と断面積の組み合わせに応じた単位質量などの詳細な説明が表示される説明部４３および決定ボタン４４が配置されている。なお、電線の線種や断面積は、予め記憶装置１１２に保存されたデータが読み込まれて表示されるものである。仮想ペン２によって、線種表示部４１および断面積表示部４２においてそれぞれ線種と断面積を選択し、決定ボタン４４を押すことで、電線の種類の選択が受け付けられ、記憶装置１１２に保存される。

次に、プログラムは、コンピュータ１００に座標取得ステップＳ３を実行させる。座標取得ステップＳ３では、コントローラ１０２による三次元仮想空間Ｖ内の架線の２点の支持点５１の位置入力を受け付け、入力された支持点５１の座標を取得する。支持点５１の位置（座標）は、仮想ペン２によって指定されるものであり、三次元仮想空間Ｖ内の任意の点を選択できる。また、三次元仮想空間Ｖ内に、架線を支持する鉄塔などの構造物が配置されている場合に、その構造物の所定の箇所を支持点５１として選択できるようになっていてもよい。取得された支持点５１の座標は、記憶装置１１２に保存される。

次に、プログラムは、コンピュータ１００に基準懸垂曲線表示ステップＳ４を実行させる。基準懸垂曲線表示ステップＳ４では、入力された架線の種類および支持点５１の座標に基づき架線の懸垂曲線５を計算して、図５（ａ）に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１０１に表示された三次元仮想空間Ｖ内に架線としての懸垂曲線５を表示する。懸垂曲線５は、弛度から求められるものであって、弛度は、上記のとおり、架線の両端の支持点５１間の距離（径間）、架線の単位質量および架線に加わる張力に基づき、既知の計算式によって求められる。これらのうち、径間は、座標取得ステップＳ３において取得された支持点５１の座標に基づいて求められ、単位質量は、架線選択ステップＳ２において選択された電線の種類に基づいて定まる。そして、張力は、予め定められた所定の値が用いられ、これらにより、弛度が計算され、懸垂曲線５が求められて表示される。懸垂曲線５の表示とともに、懸垂曲線５の近傍に、電線実長、弛度、径間長、支持点高低差、支持点張力、水平張力といった数値データ５２が表示される。

次に、プログラムは、コンピュータ１００に移動ステップＳ５を実行させる。移動ステップＳ５では、三次元仮想空間Ｖ内の懸垂曲線５上にマーカ５３を表示して、コントローラ１０２によるマーカ５３の移動操作入力を受け付け、移動後のマーカ５３の座標を取得する。図５（ｂ）に示すように、マーカ５３は懸垂曲線５上に位置する立方体形状のものである。このマーカ５３を仮想ペン２で掴んで自在に移動させることができる。仮想ペン２で掴むとは、仮想ペン２の先端を対象物に合わせてコントローラ１０２のボタンを押したままにすることで仮想ペン２と対象物が一体に動く状態になることであり、コントローラ１０２のボタンを離すと仮想ペン２と対象物が離れる。取得されたマーカ５３の座標は、記憶装置１１２に保存される。また、移動ステップＳ５では、架線（懸垂曲線５）の両端の支持点５１についても、コントローラ１０２による移動操作入力を受け付け、移動後の支持点５１の座標を取得する。支持点５１も、マーカ５３と同様に仮想ペン２で掴んで自在に移動させることができる。取得された支持点５１の新たな座標も、記憶装置１１２に保存される。

次に、プログラムは、コンピュータ１００に変形懸垂曲線表示ステップＳ６を実行させる。変形懸垂曲線表示ステップＳ６では、入力された架線の種類、支持点５１の座標およびマーカ５３の座標に基づきマーカ５３の座標を通過する懸垂曲線５を計算して、図５（ｂ）に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１０１に表示された三次元仮想空間Ｖ内に架線としての新たな懸垂曲線５を表示する。マーカ５３によって懸垂曲線５が通過する座標を指定するということは、すなわち弛度の値を指定していることになるので、既知の計算式に基づいて張力の値を求めていることになる。移動ステップＳ５において支持点５１を移動させている場合には、取得された支持点５１の新たな座標に基づいて計算が行われる。そして、新たな懸垂曲線５の表示とともに、新たな数値データ５２も表示される。

次に、プログラムは、コンピュータ１００に離隔距離入力ステップＳ７を実行させる。離隔距離入力ステップＳ７では、ヘッドマウントディスプレイ１０１に表示された三次元仮想空間Ｖ内に離隔距離入力部６を表示して、コントローラ１０２による離隔距離の入力を受け付ける。離隔距離入力部６は、図６に示すように、三次元仮想空間Ｖ内にウィンドウとして表示されるものである。ウィンドウ内には、離隔距離（離隔半径）の値を設定するスライダ６１と、キャンセルボタン６２および決定ボタン６３が配置されている。仮想ペン２によって、スライダ６１を動かして離隔距離の値を設定し、決定ボタン６３を押すことで、離隔距離の設定が受け付けられ、記憶装置１１２に保存される。キャンセルボタン６２を押すと、離隔距離入力部６が閉じられる。

次に、プログラムは、コンピュータ１００に離隔範囲表示ステップＳ８を実行させる。離隔範囲表示ステップＳ８では、入力された離隔距離に基づき架線の離隔範囲５４を計算して、図６に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１０１に表示された三次元仮想空間Ｖ内に離隔範囲５４を表示する。離隔距離は、架線からとるべき距離であるから、離隔範囲５４は、架線を中心軸として半径が離隔距離である断面円形の管状の範囲として表される。よって、先に計算された懸垂曲線５および入力された離隔距離に基づき、離隔範囲５４が計算されて表示される。以上で、メニュー３から懸垂曲線描画３３の項目が選択された場合、すなわち本発明の工事計画支援プログラムの一連の処理が終了する。

なお、移動ステップＳ５において、マーカ５３や支持点５１を移動させると、実際には瞬時に変形懸垂曲線表示ステップＳ６により懸垂曲線５が計算されて表示される。よって、使用者にとっては、マーカ５３や支持点５１を移動させることで懸垂曲線５を自在に変形させるような操作感覚となる。

このように構成された本発明の工事計画支援プログラムおよび工事計画支援装置によれば、容易な操作で、三次元仮想空間Ｖ内において指定した２点の支持点５１の間に架線としての懸垂曲線５が表示される。さらに、そうして表示された懸垂曲線５上に表示されるマーカ５３を移動させるだけで、このマーカ５３を通る懸垂曲線５が新たに表示されるものであり、すなわち、マーカ５３の移動によって架線としての懸垂曲線５が変形する。このように、非常に直感的かつ容易な操作で架線としての懸垂曲線５の表示および変形が可能であり、三次元仮想空間Ｖ内において架線とその他の建造物などとの干渉を容易に確認できる。また、架線の種類の選択入力を受け付けるものであるから、様々な種類の架線の工事に容易に対応できる。さらに、入力された離隔距離に基づき三次元仮想空間Ｖ内に架線の離隔範囲５４を表示するものであるから、離隔距離も考慮した干渉を容易に確認できるものであり、より工事の安全性が高いものとなる。

そして、特に表示部として非透過型のヘッドマウントディスプレイ１０１を用いており、使用者が三次元仮想空間Ｖ内に存在しているかのような視界となるものであるから、あたかも現実の架線やその他の建造物などを見ているような感覚が得られ、それらの干渉を特に容易に確認できる。

続いて、メニュー３から懸垂曲線描画３３以外の項目を選択した場合の処理について、項目ごとに説明する。

スケール変更３１の項目が選択されると、図７のフローチャートに示すように、プログラムは、コンピュータ１００に縮尺入力ステップＳ９を実行させる。縮尺入力ステップＳ９では、ヘッドマウントディスプレイ１０１に表示された三次元仮想空間Ｖ内に縮尺入力部を表示して、コントローラ１０２による縮尺の値の入力（数値の入力やスライダの移動など）を受け付ける。入力された縮尺の値は、記憶装置１１２に保存される。

次に、プログラムは、コンピュータ１００に縮尺変更ステップＳ１０を実行させる。縮尺変更ステップＳ１０では、入力された縮尺の値に基づいて三次元仮想空間Ｖそのものの縮尺を変更する。使用者から見て、架線や建造物などの各種の要素を実寸大で表示したり、実寸よりも小さく表示して全体を一覧したり、実寸よりも大きく表示して細部を確認するなど、自在に変更可能である。以上で、メニュー３からスケール変更３１の項目が選択された場合の一連の処理が終了する。

寸法測定３２の項目が選択されると、図８のフローチャートに示すように、プログラムは、コンピュータ１００に測定箇所入力ステップＳ１１を実行させる。測定箇所入力ステップＳ１１では、コントローラ１０２による三次元仮想空間Ｖ内の測定対象の２点の位置入力を受け付け、入力された２点の座標を取得する。２点の位置（座標）は、仮想ペン２によって指定されるものであり、三次元仮想空間Ｖ内の任意の点を選択できる。取得された２点の座標は、記憶装置１１２に保存される。

次に、プログラムは、コンピュータ１００に寸法表示ステップＳ１２を実行させる。寸法表示ステップＳ１２では、入力された２点の座標に基づき２点間の距離を計算して、ヘッドマウントディスプレイ１０１に表示された三次元仮想空間Ｖ内に距離の値を表示する。表示される距離は、２点間の直線距離と、水平距離および垂直距離である。以上で、メニュー３から寸法測定３２の項目が選択された場合の一連の処理が終了する。

対象把持３４の項目が選択されると、図９のフローチャートに示すように、プログラムは、コンピュータ１００に対象把持ステップＳ１３を実行させる。対象把持ステップＳ１３では、コントローラ１０２による三次元仮想空間Ｖ内の各種の要素の移動操作入力を受け付け、移動後の状態の要素を表示する。各種の要素には、配置された架線（懸垂曲線５）や建造物などのほか、寸法線なども含まれ、それらを仮想ペン２で掴んで自在に移動させることができる。以上で、メニュー３から対象把持３４の項目が選択された場合の一連の処理が終了する。

自由曲線描画３５の項目が選択されると、図１０のフローチャートに示すように、プログラムは、コンピュータ１００に自由曲線描画ステップＳ１４を実行させる。自由曲線描画ステップＳ１４では、図１１に示すように、コントローラ１０２による三次元仮想空間Ｖ内における任意の曲線の描画入力を受け付け、自由曲線５５として表示する。自由曲線５５は、仮想ペン２により、自在に描画できる。以上で、メニュー３から自由曲線描画３５の項目が選択された場合の一連の処理が終了する。なお、自由曲線描画ステップＳ１４において表示した自由曲線５５に対して、離隔距離入力ステップＳ７および離隔範囲表示ステップＳ８による処理を適用して離隔範囲を表示することもできる。

点群ファイル読み込み３６の項目が選択されると、図１２のフローチャートに示すように、プログラムは、コンピュータ１００に点群ファイル読み込みステップＳ１５を実行させる。点群ファイル読み込みステップＳ１５では、予め記憶装置１１２に保存された（またはその他の記憶媒体やネットワークを経由して提供される）点群ファイルを読み込む。点群ファイルとは、三次元スキャナなどによって対象物の表面を計測して、多数の点の三次元座標の集合データとして出力されたものである。

次に、プログラムは、コンピュータ１００に点群ファイル表示ステップＳ１６を実行させる。点群ファイル表示ステップＳ１６では、読み込んだ点群ファイルに基づき、ヘッドマウントディスプレイ１０１に表示された三次元仮想空間Ｖ内に元の対象物を再現して表示する。以上で、メニュー３から点群ファイル読み込み３６の項目が選択された場合の一連の処理が終了する。

オブジェクト読み込み３７の項目が選択されると、プログラムは、図１３のフローチャートに示すように、コンピュータ１００にオブジェクト読み込みステップＳ１７を実行させる。オブジェクト読み込みステップＳ１７では、図１４に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１０１に表示された三次元仮想空間Ｖ内にオブジェクトの種類を示したオブジェクト選択部７を表示して、コントローラ１０２による選択入力を受け付ける。オブジェクト選択部７は、三次元仮想空間Ｖ内にウィンドウとして表示されるものである。ウィンドウ内には、工具、重機、人員、仮設材といったオブジェクトの大分類を示す選択ボタン７１および戻るボタン７２が配置されている。仮想ペン２よって何れかの選択ボタン７１を押すと、その分類の中のさらに細かい小分類が表示される階層構造となっており、最下層のオブジェクト名が表示された選択ボタン７１を押すと、そのオブジェクトの選択が受け付けられ、記憶装置１１２に保存される。戻るボタン７２を押すと、１つ上の階層が表示される。なお、オブジェクト名やその分類は、予め記憶装置１１２に保存された（またはその他の記憶媒体やネットワークを経由して提供される）データが読み込まれて表示されるものである。

次に、プログラムは、コンピュータ１００にオブジェクト表示ステップＳ１８を実行させる。オブジェクト表示ステップＳ１８では、図１４に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１０１に表示された三次元仮想空間Ｖ内に選択されたオブジェクトを表示する。オブジェクトは、三次元仮想空間Ｖ内の仮想ペン２によって指定された任意の位置に配置可能であり、ここでは重機の中からクローラウインチ７３を選択して配置した状態を示している。なお、オブジェクト自体も、予め記憶装置１１２に保存された（またはその他の記憶媒体やネットワークを経由して提供される）三次元モデルのデータが読み込まれて表示されるものである。また、同じオブジェクトをコピーして複数表示することも可能である。以上で、メニュー３からオブジェクト読み込み３７の項目が選択された場合の一連の処理が終了する。

なお、図１４において示したオブジェクト（クローラウインチ７３）は、実際のクローラウインチを多方向から撮影した画像に基づいて作成された三次元モデルである。このように、実際の重機や工具などを撮影した画像に基づいて作成された三次元モデルをオブジェクトとして配置することが可能であり、これにより、実際に用いられている重機や工具の三次元モデルを用いて工事計画を立てられるので、よりイメージしやすくなる。

また、オブジェクト表示ステップＳ１８により表示されるオブジェクトのうち、重機の中にはクレーンも存在するが、三次元仮想空間Ｖ内にクレーンが配置されると、プログラムは、図１５のフローチャートに示すように、コンピュータにブーム動作ステップＳ１９を実行させる。ブーム動作ステップＳ１９では、図１６に示すように、コントローラ１０２によるクレーン８のブーム８１の移動操作入力を受け付け、移動後のブーム８１の座標（位置および姿勢）を取得する。ブーム８１は、仮想ペン２で先端を掴んで、実機の可動範囲内で自在に移動させることができる。取得されたブーム８１の先端の座標は、記憶装置１１２に保存される。

次に、プログラムは、コンピュータ１００にブーム表示ステップＳ２０を実行させる。ブーム表示ステップＳ２０では、入力されたブーム８１の先端の座標に基づき、図１６に示すように、移動後の状態のブーム８１を表示する。この際、ブーム８１の先端の座標に基づいて、ブーム８１の起伏状態（傾斜角度）、旋回状態（垂直軸周りの角度）および伸縮状態（長さ、何段目まで伸びているか）が計算されて、その状態のブーム８１が表示される。また、ブーム８１の表示とともに、ブーム８１の近傍に、その長さ、角度や吊り上げ可能重量といった数値データ８２が表示される。ブーム８１を移動させると、実際には瞬時に移動後のブーム８１および数値データ８２が表示される。よって、使用者にとっては、ブーム８１を自在に動かせるような操作感覚となる。以上で、三次元仮想空間Ｖ内にクレーン８が配置された場合の一連の処理が終了する。なお、この機能と、離隔範囲表示ステップＳ８による離隔範囲表示機能を組み合わせることで、クレーン８が入ってはいけない範囲を立体的に確認しながら配置計画を立てることができる。

情報表示３８の項目が選択されると、図１７のフローチャートに示すように、プログラムは、コンピュータ１００に情報表示ステップＳ２１を実行させる。情報表示ステップＳ２１では、図１８に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１０１に表示された三次元仮想空間Ｖ内に、三次元仮想空間Ｖ内に配置されているオブジェクトの数が表示された情報表示部９を表示する。情報表示部９は、三次元仮想空間Ｖ内にウィンドウとして表示されるものである。ウィンドウ内には、オブジェクトである工具、重機や人員それぞれの数が表示される個数表示部９１および一覧表示ボタン９２が配置されている。仮想ペン２よって一覧表示ボタン９２を押すと、三次元仮想空間Ｖ内に配置されているすべてのオブジェクトの一覧が表示されるものであり、個数表示部９１には、一覧から選択されたオブジェクトの個数が表示される。これにより、工事の工程における工具、重機や人員のピークを把握するといったことが可能となる。以上で、メニュー３から情報表示３８の項目が選択された場合の一連の処理が終了する。

また、工事計画支援プログラムのその他の機能として、上記の各ステップによって架線や建造物などの各種の要素を配置した三次元仮想空間Ｖを、丸ごと記憶装置１１２に保存することができる。後から記憶装置１１２に保存されたデータを読み込んでその三次元仮想空間Ｖを再現して、工事の手順の説明に用いたり、別の工事を行う際の計画立案の参考にしたりすることができる。

さらに、工事計画支援プログラムのその他の機能として、インターネットなどのネットワークを介して、１つの三次元仮想空間Ｖ内に、複数の使用者が入ることができる。通話機能も備えており、複数人で通話をしながら三次元仮想空間Ｖ内に各種の要素を配置して、工事の計画の検討を行うことができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されない。たとえば、工事計画支援プログラムは、図２のフローチャートで示したものに対して、処理の順序が異なるもの、一部の処理を除外したもの、または他の処理を付加したものであってもよい。また、上記した三次元仮想空間の表示は一例であり、外観や表示内容の一部が異なるものであってもよい。

Ｓ１ 仮想空間表示ステップ
Ｓ２ 架線選択ステップ
Ｓ３ 座標取得ステップ
Ｓ４ 基準懸垂曲線表示ステップ
Ｓ５ 移動ステップ
Ｓ６ 変形懸垂曲線表示ステップ
Ｓ７ 離隔距離入力ステップ
Ｓ８ 離隔範囲表示ステップ
１００ コンピュータ
１０１ ヘッドマウントディスプレイ（表示部）
１０２ コントローラ（入力部）

Claims (4)

1. 表示部および入力部を備えるコンピュータにおいて実行されるプログラムであって、
   前記コンピュータに、
   前記表示部に三次元仮想空間を表示する仮想空間表示ステップと、
   前記入力部による三次元仮想空間内の架線の両端の支持点の位置入力を受け付け、入力された支持点の座標を取得する座標取得ステップと、
   所定の架線の種類および前記の入力された支持点の座標に基づき架線の懸垂曲線を計算して、前記表示部に表示された三次元仮想空間内に架線としての懸垂曲線を表示する基準懸垂曲線表示ステップと、
   三次元仮想空間内の懸垂曲線上にマーカを表示して、前記入力部によるマーカの移動操作入力を受け付け、移動後のマーカの座標を取得する移動ステップと、
   所定の架線の種類ならびに前記の入力された支持点の座標およびマーカの座標に基づきマーカの座標を通過する懸垂曲線を計算して、前記表示部に表示された三次元仮想空間内に架線としての新たな懸垂曲線を表示する変形懸垂曲線表示ステップと、
   を実行させることを特徴とする工事計画支援プログラム。
2. 前記コンピュータに、
   前記表示部に表示された三次元仮想空間内に架線の種類を示した架線選択部を表示して、前記入力部による選択入力を受け付ける架線選択ステップを実行させるものであって、
   所定の架線の種類が前記の入力された架線の種類であることを特徴とする請求項１記載の工事計画支援プログラム。
3. 前記コンピュータに、
   前記表示部に表示された三次元仮想空間内に離隔距離入力部を表示して、前記入力部による離隔距離の入力を受け付ける離隔距離入力ステップと、
   前記の入力された離隔距離に基づき架線の離隔範囲を計算して、前記表示部に表示された三次元仮想空間内に離隔範囲を表示する離隔範囲表示ステップと、
   を実行させることを特徴とする請求項１または２記載の工事計画支援プログラム。
4. 表示部および入力部を備えるものであって請求項１、２または３記載の工事計画支援プログラムが実行されるコンピュータからなる工事計画支援装置。
   
   

Images