JP2023102537A - 作業支援システム、作業支援方法及び作業支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】作業現場において、効率的かつ的確な墨出し作業を支援するための作業支援システム、作業支援方法及び作業支援プログラムを提供する。【解決手段】作業支援システムＡ１は、ＢＩＭを用いて、仮想空間に３次元モデルを配置して設計を行なう管理装置１０と、仮想空間に配置された要素の３次元モデルを表示する作業支援装置３０と、を備える。そして、作業支援装置３０が、現実空間において、カメラ３０ｂにより撮影された視野を特定し、視野に含まれる範囲の３次元モデルを特定し、現実空間に既設のオブジェクトと、３次元モデルとで、現実空間と仮想空間との位置合わせを行ない、後続して配置されるオブジェクトの３次元モデルを、平面に投影した２次元画像を生成し、視野の仮想空間内に２次元画像を表示する。【選択図】図１

Description

本開示は、工事現場での墨出し作業を支援する作業支援システム、作業支援方法及び作業支援プログラムに関する。

建築工事において、工事の進行に必要な線・形や寸法を表示する墨出しが行なわれている。この墨出し作業では、複数の基準点を設定し、それを結ぶ基準線に基づいて、寸法測定、角度出しを行なって、線引き図を実寸描写する。この墨出し作業の効率化を図るための技術が検討されている（特許文献１を参照）。この文献に記載された技術では、施工空間における任意の位置に、ＭＲ（複合現実）の相関位置を認識させる基準点を設置し、ＭＲ視野に表示される、線引き図の線の寸法精度を維持するために基準点切替え時に設置する基準点の相関位置の誤差修正を行なう。

特開２０２０－０１９１２９号公報

ところで、構築済み構造物が設計どおりに構築されているとは限らない。このため、構築済み構造物の既設鉄筋の位置に基づいて新たな配筋の墨出しを行なう場合、設計どおりの墨出しを行なうことができない場合がある。この場合、既設鉄筋の位置と、将来の配筋を考慮して墨出しを行なわなければ、構造物間の干渉が生じることがある。

上記課題を解決するための作業支援システムは、ＢＩＭを用いて、仮想空間に３次元モデルを配置して設計を行なう管理装置と、仮想空間に配置された要素の３次元モデルを表示する作業支援装置と、を備える。前記作業支援装置が、現実空間において、カメラにより撮影された視野を特定し、前記視野に含まれる範囲の３次元モデルを特定し、前記現実空間に既設のオブジェクトと、前記仮想空間内の前記３次元モデルとで、前記現実空間と前記仮想空間との位置合わせを行ない、後続して配置されるオブジェクトの３次元モデルを、平面に投影した２次元画像を生成し、前記視野の仮想空間内に前記２次元画像を表示する。

本開示は、作業現場において、効率的かつ的確な墨出し作業を支援することができる。

実施形態のシステムの説明図である。 実施形態のハードウェア構成の説明図である。 実施形態のＢＩＭ情報記憶部の説明図である。 実施形態で用いる情報の関係を説明する説明図である。 実施形態の処理手順の説明図である。 実施形態の処理手順の説明図である。 実施形態の仮想空間内における３次元モデルを説明する説明図である。 実施形態の表示画面の説明図である。 実施形態の表示画面の説明図である。

以下、図１～図９を用いて、作業支援システム、作業支援方法及び作業支援プログラムを具体化した一実施形態を説明する。本実施形態では、建物の建設現場において、杭頭の３次元画像と現場状況とを比較しながら、墨出し作業を行なう場合に用いる作業支援システム、作業支援方法及び作業支援プログラムとして説明する。
本実施形態では、図１に示すように、作業支援システムＡ１は、ネットワークを介して相互に接続された管理装置１０、支援サーバ２０、作業支援装置３０を用いる。

（ハードウェア構成の説明）
図２を用いて、管理装置１０、支援サーバ２０、作業支援装置３０を構成する情報処理装置Ｈ１０のハードウェア構成を説明する。情報処理装置Ｈ１０は、通信装置Ｈ１１、入力装置Ｈ１２、表示装置Ｈ１３、記憶装置Ｈ１４、プロセッサＨ１５を備える。なお、このハードウェア構成は一例であり、他のハードウェアによって実現することも可能である。

通信装置Ｈ１１は、他の装置との間で通信経路を確立して、データの送受信を実行するインタフェースであり、例えばネットワークインタフェースや無線インタフェース等である。

入力装置Ｈ１２は、各種情報の入力を受け付ける装置であり、例えばマウスやキーボード等である。表示装置Ｈ１３は、各種情報を表示するディスプレイ等である。なお、入力装置Ｈ１２及び表示装置Ｈ１３として、タッチパネルディスプレイを用いてもよい。

記憶装置Ｈ１４は、管理装置１０、支援サーバ２０、作業支援装置３０の各種機能を実行するためのデータや各種プログラムを格納する記憶装置である。記憶装置Ｈ１４の一例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等がある。

プロセッサＨ１５は、記憶装置Ｈ１４に記憶されるプログラムやデータを用いて、管理装置１０、支援サーバ２０、作業支援装置３０における各処理を制御する。プロセッサＨ１５の一例としては、例えばＣＰＵやＭＰＵ等がある。このプロセッサＨ１５は、ＲＯＭ等に記憶されるプログラムをＲＡＭに展開して、各処理のための各種プロセスを実行する。

プロセッサＨ１５は、自身が実行するすべての処理についてソフトウェア処理を行なうものに限られない。例えば、プロセッサＨ１５は、自身が実行する処理の少なくとも一部についてハードウェア処理を行なう専用のハードウェア回路（例えば、特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣ）を備えてもよい。すなわち、プロセッサＨ１５は、以下で構成し得る。

〔１〕コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ
〔２〕各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する１つ以上の専用のハードウェア回路
〔３〕それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）
プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

（システム構成）
次に、図１を用いて、作業支援システムＡ１の各機能を説明する。
管理装置１０は、ＢＩＭ（Building Information Modeling）を用いて、構造物の設計処理（３次元ＣＡＤ処理）を行なうためのコンピュータ端末である。このＢＩＭでは、建築に用いる要素の形状だけではなく、建物要素の属性（プロパティ）を管理することができる。この管理装置１０は、オペレーティングシステム上で動作するＢＩＭアプリケーションにより、ＢＩＭ実行部１１として機能する。

ＢＩＭ実行部１１は、ＢＩＭ技術により、各要素を３次元モデル（オブジェクト）により表現して仮想３次元空間内に配置することにより、３次元ＣＡＤ（computer-aided design）を実現する。各３次元モデルは、建築に関する各種情報を属性として保持している。

支援サーバ２０は、複合現実（ＭＲ：Mixed Reality）を利用して、現場状況の管理を支援する処理を実行するコンピュータシステムである。この支援サーバ２０は、制御部２１、ＢＩＭ情報記憶部２２、表示モデル記憶部２３を備える。

制御部２１は、後述する処理（変換段階、管理段階等を含む処理）を行なう。このための処理プログラムを実行することにより、制御部２１は、変換部２１１、管理部２１２等として機能する。

変換部２１１は、３次元ＣＡＤデータを、複合現実の３次元仮想空間に表示可能なデータに変換する。ここでは、ＢＩＭを利用して設計された３次元ＣＡＤデータを、軽量化、ポリゴン化して、作業支援装置３０の表示アプリケーションで利用可能なフォーマットに変換する。
管理部２１２は、作業支援装置３０から現場状況を取得し、ＢＩＭ情報記憶部２２に記録する。

図３に示すように、ＢＩＭ情報記憶部２２には、ＢＩＭを用いて作成したＢＩＭモデル情報２２０が記録される。このＢＩＭモデル情報２２０は、３次元ＣＡＤを用いて、建築物の設計を行なった場合に記録される。ＢＩＭモデル情報２２０は、プロジェクト情報に対して、３次元モデル情報（要素モデル、配置情報、属性情報）を含む。本実施形態では、杭頭、基礎梁配筋等の３次元モデルを用いる。

プロジェクト情報は、プロジェクトＩＤ、作業現場の名称、経度・緯度、建設現場の方位等に関する情報を含む。
要素モデルは、作業現場を構成する各要素の３次元形状（３次元モデル）に関する情報である。本実施形態では、建築要素オブジェクト、マーカオブジェクトが用いられる。建築要素オブジェクトは、建築に用いる資機材に関するオブジェクトである。この建築要素オブジェクトとして、杭頭オブジェクト、配筋オブジェクトが含まれる。杭頭オブジェクトは、杭頭のコンクリート領域に関するオブジェクトである。この杭頭オブジェクトにより、杭頭のコンクリートの外縁を把握することができる。配筋オブジェクトは、杭主筋、杭頭補強筋、基礎梁主筋等に関するオブジェクトである。マーカオブジェクトは、３次元仮想空間と現実空間との位置合わせに用いるオブジェクトである。

配置情報は、３次元モデルを配置（３次元仮想空間内の座標）に関する情報を含む。
属性情報は、この要素モデルのオブジェクトＩＤを含む。オブジェクトＩＤは、各要素の３次元形状（３次元モデル）を特定するための識別子に関する情報である。建築要素オブジェクトには、更に、仕様（資機材の種類、規格、寸法、面積、体積、素材、価格等）、工程に関するプロパティ情報が記録される。マーカオブジェクトには、属性情報としてマーカＩＤが記録される。

表示モデル記憶部２３は、複合現実の３次元仮想空間において表示可能な３次元モデル（ＭＲモデル情報）が記録される。このＭＲモデル情報は、ＢＩＭモデル情報２２０の変換処理を行なった場合に記録される。このＭＲモデル情報にも、ＢＩＭモデル情報２２０と同様に、３次元仮想空間における配置情報、属性情報が記録されている。

図１に示す作業支援装置３０は、現場において墨出しを支援するコンピュータ端末（モバイル端末）である。例えば、HoloLens（登録商標）等のヘッドマウント（ＨＭＤ：Head Mounted Display）端末を用いる。この作業支援装置３０は、表示部３０ａ、カメラ３０ｂ、操作部３０ｃ、位置特定部３０ｄを備える。更に、作業支援装置３０は、作業支援プログラムを実行することにより、ＭＲ処理部３１、作業支援部３２を実現するとともに、表示モデル記憶部３５を備える。

表示部３０ａは、各種情報を入力するために用いる。各種情報を出力するための出力部として機能する。
カメラ３０ｂは、被写体を撮影する撮影部である。

操作部３０ｃは、各種情報を入力するための操作に用いる。例えば、マイクで集音した音声の音声認識や、カメラ３０ｂで撮影した画像によるジェスチャを用いて操作入力を行なう。

位置特定部３０ｄは、自己位置推定により、作業支援装置３０の現在地を特定する処理を実行する。この自己位置推定には、例えば、カメラ３０ｂで逐次撮影された画像の相対的な変化に応じて移動距離を推定する視覚オドメトリー技術（ＶＯ：visual odometry）を用いることができる。この技術では、位置特定部３０ｄは、撮影画像内の特徴点の検出、特徴点の相関位置関係に応じて、カメラ３０ｂの動きを推定する。なお、位置の特定は、視覚オドメトリー技術を用いる方法に限定されるものではない。例えば、３軸の加速度センサやジャイロセンサ等のＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）を用いたり、併用したりして、ＶＩＯ（visual-inertial odometry）を行なうようにしてもよい。

ＭＲ処理部３１は、カメラ３０ｂによって撮影した画像に対して、表示モデル記憶部３５に記録されたＭＲモデルを重畳して表示する処理を実行する。
作業支援部３２は、カメラ３０ｂによる撮影画像とＭＲモデルとを比較して、作業現場における墨出しを支援する処理を実行する。
表示モデル記憶部３５には、支援サーバ２０から取得した表示モデルが記録される。

〔作業支援処理〕
図４～図９を用いて、作業支援処理を説明する。

本実施形態では、図４に示す既設物４１０の３次元モデル、後続物４２０の３次元モデルを表示させることにより、後続物の配筋位置の墨出しを行なう。ここでは、既設物４１０としての杭頭に対して、後続物４２０としての杭頭補強筋、基礎梁主筋の位置の平面表示４３０を行なう。そして、この平面表示４３０を用いて、既設物４１０に対して、後続物４２０である杭頭補強筋の墨出し位置４４０を特定できる。

以下では、墨出し位置４４０を特定するための設計処理（図５）、墨出し処理（図６）を説明する。
（設計処理）
図５を用いて、墨出しのための設計処理を説明する。ここでは、建物の杭や基礎梁の設計を行なう。

まず、管理装置１０のＢＩＭ実行部１１は、３次元モデル生成処理を実行する（ステップＳ１０１）。具体的には、管理装置１０のＢＩＭ実行部１１は、プロジェクト情報に関連付けたＣＡＤ画面を表示装置Ｈ１３に出力する。

そして、ユーザは、ＢＩＭ実行部１１によって出力されたＣＡＤ画面上で、建物を構成する各要素（オブジェクト）の３次元要素モデルを配置することにより、設計を行なう。各要素についての属性情報が入力された場合、ＢＩＭ実行部１１は、ＢＩＭモデルの属性情報として記録する。

本実施形態では、図７に示すように、杭頭周辺の３次元モデル５００を生成する。３次元モデル５００には、建築要素オブジェクトとして、杭頭５０１、杭頭補強筋５０２、基礎梁主筋５０３等の３次元モデルが含まれる。

次に、管理装置１０のＢＩＭ実行部１１は、位置補正マーカの設置処理を実行する（ステップＳ１０２）。具体的には、ユーザは、管理装置１０のＢＩＭ実行部１１を用いて、建物の所定位置に、所定の向きで、位置補正マーカ（第１位置補正マーカ）を設置する。この位置補正マーカも、ＢＩＭ上での一つのオブジェクトである。この場合、ＢＩＭ実行部１１は、このオブジェクトの属性情報として「マーカ」、「マーカＩＤ」、「マーカ寸法」を設定する。本実施形態では、位置補正マーカを、例えば、杭の通り芯の交点等、現場において、位置決め容易で、配置し易い場所に設定する。
ここでは、図７に示すように、杭頭の通り芯上に、マーカオブジェクト５０４の３次元モデルを配置する。

次に、支援サーバ２０の制御部２１は、ＭＲ用データ変換処理を実行する（ステップＳ１０３）。具体的には、管理装置１０に設定完了が入力された場合、制御部２１の変換部２１１は、ＢＩＭ情報記憶部２２に記録されたＢＩＭモデル情報２２０のＢＩＭモデルを、複合現実の仮想空間内で表示可能なＭＲモデルに変換する。ここでは、３次元モデルを軽量化してポリゴン化し、作業支援装置３０のＭＲ処理部３１で表示可能な形式のＭＲモデルを生成する。このＭＲモデルには、建築要素オブジェクト、マーカオブジェクトの３次元モデルが含まれる。

（墨出し支援処理）
次に、図６を用いて、墨出し支援処理を説明する。ここでは、現場において、ＢＩＭにおいて設定された位置補正マーカに対応する位置に、予め位置補正マーカ（第２位置補正マーカ）を印刷したマーカ印刷シートを配置しておく。このマーカ印刷シートには、位置補正マーカが、ＢＩＭで作成された所定の大きさで、位置補正マーカが印刷されている。位置補正マーカとしては、マーカＩＤをコード化した２次元コード画像を用いる。この２次元コード画像は、３次元で設計した所定の大きさの矩形状の外枠を有しており、３次元仮想空間で配置された向きに置く。そして、作業支援装置３０において、作業支援プログラムを実行させて、ＭＲ処理部３１を起動する。

ます、作業支援装置３０は、プロジェクト選択処理を実行する（ステップＳ２０１）。具体的には、ユーザは、支援サーバ２０の表示モデル記憶部２３に記録されたプロジェクトを選択する。この場合、ＭＲ処理部３１は、表示モデル記憶部２３から、選択されたプロジェクトのＭＲモデルを取得し、表示モデル記憶部３５に記録する。

次に、作業支援装置３０は、位置補正マーカ撮影処理を実行する（ステップＳ２０２）。具体的には、ユーザは、位置補正マーカが配置されている場所まで移動する。そして、表示部３０ａで位置補正マーカを確認する。
この場合、図８に示す表示画面５１０が、作業支援装置３０の表示部３０ａに表示される。

そして、現場に配置されたシート５１１を、作業支援装置３０のカメラ３０ｂで捉える。作業支援装置３０は、カメラ３０ｂの撮影画像でマーカを認識した場合、表示部３０ａに、マーカを特定する四角形枠を表示する。

次に、作業支援装置３０は、位置補正マーカのデコード処理を実行する（ステップＳ２０３）。具体的には、ＭＲ処理部３１は、シート５１１の位置補正マーカをデコードして、マーカＩＤ、マーカ寸法を取得する。

次に、作業支援装置３０は、マーカ位置合わせ処理を実行する（ステップＳ２０４）。具体的には、ＭＲ処理部３１は、撮影された２次元コード画像の撮影画像内の配置（形状、大きさ、向き）を、デコードしたマーカＩＤの仮想空間内の位置補正マーカの配置に対応させる。この対応付けにより、撮影された位置（座標）や向きを特定して、仮想空間内の座標軸を、現実空間内の座標軸に合わせるとともに、マーカ寸法に応じて縮尺を決定する。この結果、取得したＭＲモデルを用いて、作業支援装置３０のカメラ３０ｂを視点とする仮想空間の視野画像を、カメラ３０ｂの撮影画像に写像可能なように位置合わせを実現する。カメラ３０ｂの撮影画像と、３次元仮想空間の視野内の表示対象のＭＲモデル画像とを重畳させた複合現実画像を表示する。更に、ＭＲ処理部３１は、表示部３０ａに、スライダを表示する。このスライダを用いることにより、表示部３０ａに表示されるＭＲモデル画像の重畳度を調整することができる。この重畳度の調整により、必要に応じてＭＲモデルの線の濃淡を調整する。

次に、作業支援装置３０は、オブジェクトの特定処理を実行する（ステップＳ２０５）。具体的には、作業支援部３２は、表示モデル記憶部３５を用いて、杭頭から上方の所定範囲内に配置されている建築要素オブジェクトを特定する。建築要素オブジェクトには、杭頭の外縁部、杭主筋、基礎梁主筋、杭頭補助筋等に関するオブジェクトが含まれる。ここでは、特定する所定範囲は、墨出しを行なう建築要素（杭頭補助筋）の長さに応じた範囲（競合する可能性がある範囲）を用いる。

次に、作業支援装置３０は、平面化処理を実行する（ステップＳ２０６）。具体的には、作業支援部３２は、特定した建築要素オブジェクトを、平面に投影させた平面図（２次元画像）を生成する。本実施形態では、杭頭補強筋は鉛直方向に立設されるため、この鉛直方向に直交する水平面に投影させた平面図を生成する。

次に、作業支援装置３０は、重畳度に応じて、オブジェクトの表示処理を実行する（ステップＳ２０７）。具体的には、ＭＲ処理部３１は、表示部３０ａに、杭頭の上方（例えば、１～２０ｃｍ）に、生成した平面図を出力する。この場合、スライダで調整された重畳度に応じた濃淡の平面図を表示する。

図８に示すように、表示画面５１０には、平面図５１２において、杭頭５１３、杭頭補強筋５１４、基礎梁主筋５１５が表示される。
図９は、作業支援装置３０において、図８の表示画面５１０とは視野が異なる状態で表示される表示画面５２０である。視野が変わった場合も、表示画面５２０には、視野の変更に追従して、平面図５１２において、杭頭５１３、杭頭補強筋５１４、基礎梁主筋５１５が表示される。

次に、作業支援装置３０は、位置合わせ処理を実行する（ステップＳ２０８）。具体的には、ユーザは、仮想空間の視野画像（ＭＲ画像）における杭頭の外縁部と、カメラ３０ｂの撮影画像における杭頭の外縁部との位置を確認する。両者がずれている場合には、操作部３０ｃを用いて、ＭＲ画像の杭位置を、実際の杭頭の外縁部に一致させる位置合わせ操作を行なう。この場合、作業支援部３２は、位置合わせ操作情報（オブジェクトＩＤ、移動方向、移動量）を支援サーバ２０に送信する。そして、制御部２１の管理部２１２は、位置合わせ操作情報に応じて、ＢＩＭ情報記憶部２２の杭頭の建築要素オブジェクトを移動させる。更に、仮想空間の視野画像（ＭＲ画像）における杭頭に露出している杭主筋と、カメラ３０ｂの撮影画像における杭主筋との位置を確認する。両者がずれている場合には、操作部３０ｃを用いて、ＭＲ画像の杭主筋位置を、実際の杭主筋に一致させる位置合わせ操作を行なう。この場合も、作業支援部３２は、位置合わせ操作情報（オブジェクトＩＤ、移動方向、移動量）を支援サーバ２０に送信する。そして、制御部２１の管理部２１２は、位置合わせ操作情報に応じて、ＢＩＭ情報記憶部２２の杭主筋の建築要素オブジェクトを移動させる。

次に、作業支援装置３０は、墨出し支援処理を実行する（ステップＳ２０９）。具体的には、作業支援部３２は、後続して配置する建築要素（杭頭補助筋）を特定する。そして、作業支援部３２は、表示部３０ａに出力された平面図において、杭頭補助筋の位置を墨出し位置として出力する。

杭頭補助筋が、後続に配置される基礎梁主筋の一部と重複する位置にある場合には、ユーザは、杭頭補助筋の位置をずらす移動操作を行なう。この場合も、作業支援部３２は、移動操作情報（オブジェクトＩＤ、移動方向、移動量）を支援サーバ２０に送信する。そして、制御部２１の管理部２１２は、移動操作情報に応じて、ＢＩＭ情報記憶部２２の杭頭補助筋の建築要素オブジェクトを移動させる。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、管理装置１０のＢＩＭ実行部１１は、位置補正マーカの設置処理を実行する（ステップＳ１０２）。そして、作業支援装置３０は、位置補正マーカ撮影処理（ステップＳ２０２）、位置補正マーカのデコード処理（ステップＳ２０３）、マーカ位置合わせ処理（ステップＳ２０４）を実行する。これにより、３次元により設計されたオブジェクトと、現実空間のオブジェクトとの位置合わせを行なうことができる。

（２）本実施形態では、管理装置１０のＢＩＭ実行部１１は、位置補正マーカの設置処理を実行する（ステップＳ１０２）。ここでは、位置補正マーカを、現場において、位置決め容易で、配置し易い場所に設定する。これにより、作業現場での基準位置を用いて、位置合わせのためのマーカを配置することができる。

（３）本実施形態では、作業支援装置３０は、オブジェクトの特定処理（ステップＳ２０５）、平面化処理（ステップＳ２０６）を実行する。これにより、平面内で、各建築要素の配置を確認することができる。墨出しを行なう建築要素（本実施形態では杭頭補強筋）の延在方向に直交する平面に投影させた平面図を生成するので、延在方向で競合する可能がある建築要素の配置を効率的に確認することができる。杭頭の上方（例えば、１～２０ｃｍ）に平面図が出力されるので、従来の設計図面を用いた現場作業と同様に、墨出しを行なうことができる。

（４）本実施形態では、作業支援装置３０は、位置合わせ処理を実行する（ステップＳ２０８）。これにより、現実の配置に応じて、ＢＩＭモデル情報２２０を修正することができる。

（５）本実施形態では、作業支援装置３０は、重畳度に応じて、オブジェクトの表示処理を実行する（ステップＳ２０７）。これにより、現実画像に対して、３次元仮想画像が重畳されるので、現実空間において特定し、墨出しを行なうことができる。

（６）本実施形態では、作業支援装置３０は、墨出し支援処理を実行する（ステップＳ２０９）。これにより、既設の建築要素や、後で設置される建築要素を考慮して、各建築要素が重ならない墨出し位置を特定することができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、建物の建設現場において、３次元画像と現場状況とを比較しながら墨出しを行なう。ここでは、杭頭において、杭頭補強筋の墨出しを行なった。本開示の適用対象は、杭頭に限定されるものではない。既設の要素で現実空間と仮想空間との位置合わせを行ない、後続して配置される建築要素の配置を考慮して、墨出しを行なうことができる。

・上記実施形態では、管理装置１０、支援サーバ２０及び作業支援装置３０を用いる。ハードウェア構成は、これらに限定されるものではない。例えば、管理装置１０や作業支援装置３０において、３次元モデル情報からＭＲモデル情報に変換するようにしてもよい。この場合には、変換部２１１を各端末に設ける。

・上記実施形態では、作業支援装置３０として、ヘッドマウント端末を用いる。これに代えて、表示部３０ａ、操作部３０ｃの両機能を備えたタッチパネルディスプレイを備えたタブレット端末を用いてもよい。

・上記実施形態では、作業支援装置３０の位置特定部３０ｄは、自己位置推定により、作業支援装置３０の現在地を特定する処理を実行する。作業支援装置３０の現在位置の特定方法は、これに限定されるものではない。例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いてもよい。また、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）技術を用いてもよい。

・上記実施形態では、管理装置１０のＢＩＭ実行部１１は、位置補正マーカの設置処理を実行する（ステップＳ１０２）。位置合わせに用いる位置補正マーカは、２次元コード画像に限定されるものではない。固有の識別子として認識できるものであれば、２次元画像だけでなく３次元形状でもよい。この場合も、３次元のマーカオブジェクトにマーカ属性を付与することで、２次元コード画像と同様に位置合わせが可能となる。例えば、現場において、既に配置されている既設オブジェクトを位置補正マーカとして利用してもよい。既設オブジェクトとしては、早い段階で配置される建築要素を用いることができる。この場合には、位置特定部３０ｄが、画像認識処理により、既設オブジェクトを認識する。そして、位置特定部３０ｄが、認識したオブジェクト配置及び形状と、３次元モデル情報の要素モデルの配置（形状、大きさ、向き）とを比較して、位置合わせを行なう。

・上記実施形態では、作業支援装置３０は、平面化処理を実行する（ステップＳ２０６）。具体的には、作業支援部３２は、特定した建築要素オブジェクトを、水平面内に投影させた平面図を生成する。平面内に投影すれば、水平面に限定されるものではない。例えば、鉛直面等、墨出しを行なう場所や要素に応じて、平面の配置を変更する。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（ａ）前記既設のオブジェクトの延在方向に対して直交する平面に、前記後続して配置されるオブジェクトの３次元モデルを投影することを特徴とする請求項１に記載の作業支援システム。

（ｂ）前記現実空間に既設のオブジェクトと、前記３次元モデルとで、前記現実空間と前記仮想空間との位置合わせを行なう場合、前記位置合わせに応じて、前記ＢＩＭを用いて前記仮想空間内に配置された３次元モデルの位置を修正することを特徴とする請求項１又は（ａ）に記載の作業支援システム。

（ｃ）３次元を用いて、仮想空間に配置されたオブジェクトの３次元モデルを記録する表示モデル記憶部に接続された作業支援装置であって、
前記作業支援装置が、
現実空間において、カメラにより撮影された位置補正マーカと、前記３次元の前記仮想空間に配置された位置補正マーカの３次元モデルとの位置関係により、前記現実空間と前記仮想空間との位置合わせを行ない、
前記仮想空間に配置されたオブジェクトを、前記カメラによる撮影画像に重畳した複合現実画像を出力するＭＲ処理部を備えることを特徴とする作業支援装置。

Ａ１…作業支援システム、１０…管理装置、１１…ＢＩＭ実行部、２０…支援サーバ、２１…制御部、２１１…変換部、２１２…管理部、２２…ＢＩＭ情報記憶部、２３…表示モデル記憶部、３０…作業支援装置、３０ａ…表示部、３０ｂ…カメラ、３０ｃ…操作部、３０ｄ…位置特定部、３１…ＭＲ処理部、３２…作業支援部、３５…表示モデル記憶部。

Claims (3)

1. ＢＩＭを用いて、仮想空間に３次元モデルを配置して設計を行なう管理装置と、仮想空間に配置された要素の３次元モデルを表示する作業支援装置と、を備えた作業支援システムであって、
   前記作業支援装置が、
   現実空間において、カメラにより撮影された視野を特定し、
   前記視野に含まれる範囲の３次元モデルを特定し、
   前記現実空間に既設のオブジェクトと、前記仮想空間内の前記３次元モデルとの位置合わせを行ない、
   後続して配置されるオブジェクトの３次元モデルを、平面に投影した２次元画像を生成し、
   前記視野の仮想空間内に前記２次元画像を表示することを特徴とする作業支援システム。
2. ＢＩＭを用いて、仮想空間に３次元モデルを配置して設計を行なう管理装置と、仮想空間に配置された要素の３次元モデルを表示する作業支援装置と、を備えた作業支援システムを用いて、作業支援を行なう方法であって、
   前記作業支援装置が、
   現実空間において、カメラにより撮影された視野を特定し、
   前記視野に含まれる範囲の３次元モデルを特定し、
   前記現実空間に既設のオブジェクトと、前記仮想空間内の前記３次元モデルとの位置合わせを行ない、
   後続して配置されるオブジェクトの３次元モデルを、平面に投影した２次元画像を生成し、
   前記視野の仮想空間内に前記２次元画像を表示することを特徴とする作業支援方法。
3. ＢＩＭを用いて、仮想空間に３次元モデルを配置して設計を行なう管理装置と、仮想空間に配置された要素の３次元モデルを表示する作業支援装置と、を備えた作業支援システムを用いて、作業支援を行なうプログラムであって、
   前記作業支援装置を、
   現実空間において、カメラにより撮影された視野を特定し、
   前記視野に含まれる範囲の３次元モデルを特定し、
   前記現実空間に既設のオブジェクトと、前記仮想空間内の前記３次元モデルとの位置合わせを行ない、
   後続して配置されるオブジェクトの３次元モデルを、平面に投影した２次元画像を生成し、
   前記視野の仮想空間内に前記２次元画像を表示する手段として機能させることを特徴とする作業支援プログラム。

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