JP2023125097A - 構造物の管理方法及び構造物の管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】レーザスキャナを用いた測量に基づいてＢＩＭ（ビルディングインフォメーションモデリング）又はＣＩＭ（コンストラクションインフォメーションモデリング）対応の設計データを適切に管理する構造物の管理方法及び構造物の管理システムを提供する。【解決手段】方法は、仮想空間において構造物を三次元に表現するＢＩＭ又はＣＩＭに対応している設計データの中に、構造物の基準位置を表すマーカデータを配置しＳ１０１、構造物が実際に存在する現実空間において、設計データ上の基準位置に相当する位置にターゲットマーカを配置しＳ１０３、ターゲットマーカの周囲空間を測量して点群データを取得しＳ１０５、コンピュータ装置が、点群データを解析してターゲットマーカに相当する点群を特定し、特定した点群とマーカデータとを照合させることによって、点群データと設計データとを重畳させるＳ１０９、Ｓ１１１。【選択図】図５

Description

本発明は、構造物の管理方法及び構造物の管理システムに関する。

近年、国土交通省からＢＩＭ及びＣＩＭのガイドラインが公表され、建築分野や土木分野における業務へのＢＩＭ／ＣＩＭの導入が進んでいる。
ここでＢＩＭとは、ビルディングインフォメーションモデリング（Building Information Modeling）の略称であり、コンピュータ上に作成した建築物の三次元モデルに、種々の属性データを追加したものである。また、ＣＩＭとは、コンストラクションインフォメーションモデリング（Construction Information Modeling）の略称であり、ＢＩＭの概念を土木分野に応用したものである。

上記のような背景を鑑みて、ＢＩＭ／ＣＩＭの導入を前提とする種々のシステムの提案が相次いでいる（例えば、特許文献１）。
特許文献１には、異なる時点でスキャン等して得られた点群モデルをボクセル法によって変換して新旧の三次元モデルを生成し、新旧の三次元モデルを照合する技術が開示されている。

特開２０１６－１０３２６３号公報

特許文献１には、上空からレーザスキャナ等を用いて測量して建物の点群モデルを生成し、設計上の建物モデルと照合する旨が記載されているが、何らかの特徴点を基準位置として位置合わせをする必要がある。しかしながら、特許文献１には、その点について詳細な言及はない。

本発明は、上記のような事情を鑑みて発明されたものであり、レーザスキャナを用いた測量に基づいてＢＩＭ／ＣＩＭ対応の設計データを適切に管理する構造物の管理方法、並びに、その管理方法に利用可能な構造物の管理システムを提供するものである。

本発明によれば、仮想空間において構造物を三次元に表現するＢＩＭ（ビルディングインフォメーションモデリング）又はＣＩＭ（コンストラクションインフォメーションモデリング）に対応している設計データの中に、前記構造物の基準位置を表すマーカデータを配置する設計工程と、前記構造物が実際に存在する現実空間において、前記設計データ上の基準位置に相当する位置にターゲットマーカを配置するマーカ配置工程と、測定範囲に前記ターゲットマーカの存在位置を含む位置にレーザスキャナを配置し、前記ターゲットマーカの周囲空間を測量して点群データを取得する測量工程と、コンピュータ装置が、前記点群データを解析して前記ターゲットマーカに相当する点群を特定し、特定した点群と前記マーカデータとを照合させることによって、前記点群データと前記設計データとを重畳させる重畳工程と、を含むことを特徴とする構造物の管理方法が提供される。

本発明によれば、仮想空間において構造物を三次元に表現するＢＩＭ（ビルディングインフォメーションモデリング）又はＣＩＭ（コンストラクションインフォメーションモデリング）に対応している設計データと、前記設計データの中に配置され且つ前記構造物の基準位置を表すマーカデータと、を記憶している記憶装置と、前記構造物が実際に存在する現実空間において、前記設計データ上の基準位置に相当する位置に配置されるターゲットマーカと、測定範囲に前記ターゲットマーカの存在位置を含む位置に配置され、前記ターゲットマーカの周囲空間を測量して点群データを取得するレーザスキャナと、前記点群データを解析して前記ターゲットマーカに相当する点群を特定し、特定した点群と前記マーカデータとを照合させることによって、前記点群データと前記設計データとを重畳させるコンピュータ装置と、を備えることを特徴とする構造物の管理システムが提供される。

上記のように、本発明は、三次元の設計データの中に基準位置となるマーカデータを設けると共に、その基準位置に相当する現実空間の位置にターゲットマーカを配置した上で測量を行うので、構造物の設計データと、レーザスキャナを用いた測量によって得られた構造物の点群データと、の位置合わせを高い精度で実現することができる。これにより、設計データと点群データの相互比較がより容易となる。

本発明によれば、レーザスキャナを用いた測量に基づいてＢＩＭ／ＣＩＭ対応の設計データを適切に管理する構造物の管理方法、並びに、その管理方法に利用可能な構造物の管理システムが提供される。

管理システム１００の構成図である。 図２（ａ）は、設計データが表すオブジェクトデータとマーカデータの関係を表す模式図であり、図２（ｂ）は、マーカデータとターゲットマーカの関係を表す模式図である。 本発明に係るターゲットマーカを示す図である。 図３のターゲットマーカに対する測定結果から生成されるエラーマップを示す図である。 本発明に係る構造物の管理方法のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。

＜本発明に係る管理システム１００のシステム構成＞
先ず、本発明に係る管理システム１００のシステム構成について説明する。図１は、管理システム１００の構成図である。
図１に示すとおり、管理システム１００は、記憶装置４０と、ターゲットマーカ１０と、レーザスキャナ２０と、コンピュータ装置３０と、を備える。
なお、管理システム１００は、本発明に係る「構造物の管理システム」に相当する。

記憶装置４０は、管理対象となる構造物に係る設計データを記憶しているデータベースである。当該設計データは、ＢＩＭ（ビルディングインフォメーションモデリング）又はＣＩＭ（コンストラクションインフォメーションモデリング）に対応しており、仮想空間において管理対象となる構造物を三次元に表現することができる。
また、当該設計データの中にはその構造物の基準位置を表すマーカデータが配置されており、記憶装置４０は、上記の設計データと共に上記のマーカデータも記憶している。ここで、記憶装置４０に記憶されるマーカデータには識別情報が付される。ここで「識別情報」とは、設計データの中で異なる位置に配置されたマーカデータ同士を識別する情報である。また、本実施形態における「識別情報」は、一のマーカデータとそれに対応付けられるターゲットマーカとの組合せを、他のマーカデータとそれに対応付けられるターゲットマーカの組合せと区別する情報として用いられる。

ターゲットマーカ１０は、管理対象となる構造物が実際に存在する現実空間において配置される標識である。ターゲットマーカ１０は、記憶装置４０に記憶されている設計データ上の基準位置（すなわち、マーカデータが表す位置）に相当する位置に配置される。
なお、ターゲットマーカ１０は、本発明の目的に照らして有意な特徴を有しており、その特徴の詳細は後述する。

レーザスキャナ２０は、現実空間に配置される測量器であり、管理対象となる構造物の周囲に対してレーザ光を照射してスキャンすることによって、その構造物の形状を表す三次元の点群データを取得する。また、レーザスキャナ２０が管理対象となる構造物を測定する際には、その測定範囲に上記のターゲットマーカ１０の存在位置が含まれるように配置され、ターゲットマーカ１０の周囲空間を測量する。
なお、本発明の実施において、レーザスキャナ２０は、測定を行う際に、レーザ光によって測定範囲をスキャンすると共に、カメラによって当該測定範囲を撮影することによって画像データを得ることが好ましい。

コンピュータ装置３０は、レーザスキャナ２０によって取得された点群データを解析してターゲットマーカ１０に相当する点群を特定し、特定した点群とマーカデータとを照合させることによって、点群データと設計データとを重畳させる処理を実行する。
コンピュータ装置３０は、レーザスキャナ２０との間で通信接続しており、レーザスキャナ２０が点群データ及び画像データを取得するごとに、これらのデータを受信することができる。ただし、本発明の実施において、レーザスキャナ２０とコンピュータ装置３０は、必ずしも測量中に通信接続している必要はない。例えば、測量中にレーザスキャナ２０が保存した点群データ及び画像データを、測量に係る一連の作業が終わった後にコンピュータ装置３０が読み込む等して、レーザスキャナ２０とコンピュータ装置３０の間のデータ授受を実現してもよい。
また、コンピュータ装置３０は、本発明の目的に照らして十分な性能のハードウェア資源（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）を有しており、レーザスキャナ２０から取得した点群データ及び画像データを解析することによって、それぞれの点群の色彩を判定可能であることが好ましい。

＜管理システム１００を利用した構造物の管理方法について＞
次に、上記の管理システム１００を利用した構造物の管理方法について説明する。
図２（ａ）は、設計データが表すオブジェクトデータとマーカデータの関係を表す模式図であり、図２（ｂ）は、マーカデータＭａとターゲットマーカ１０ａの関係を表す模式図である。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）は、いずれも本発明の概念を模式的に示すものであり、各構成のサイズや向きを正確に表すものではない。

図２（ａ）は、管理対象となる構造物を所定の高さで切断して上方向から視た断面を表している。ここで「所定の高さ」とは、設計データ上の座標系における原点ＳＰの高さである。
オブジェクトデータＷ１、オブジェクトデータＷ２、オブジェクトデータＷ３、及びオブジェクトデータＷ４は、いずれも当該構造物の壁を表している。オブジェクトデータＷ１の中心には、オブジェクトデータＷ１が表す壁の通り芯Ｌ１が描かれている。オブジェクトデータＷ２の中心には、オブジェクトデータＷ２が表す壁の通り芯Ｌ２が描かれている。オブジェクトデータＷ３の中心には、オブジェクトデータＷ３が表す壁の通り芯Ｌ３が描かれている。オブジェクトデータＷ４の中心には、オブジェクトデータＷ４が表す壁の通り芯Ｌ４が描かれている。本実施形態における原点ＳＰは、図示するように、通り芯Ｌ１と通り芯Ｌ２の交点である。
図２（ａ）は、８箇所に配置されたマーカデータ（マーカデータＭａ、マーカデータＭｂ、マーカデータＭｃ、マーカデータＭｄ、マーカデータＭｅ、マーカデータＭｆ、マーカデータＭｇ、マーカデータＭｈ）を図示している。図示したとおり、本実施形態における各マーカデータは、各通り芯の延長線上であって、且つ、管理対象となる構造物の外側に配置されている。

なお、本発の実施において、設計データ内に配置されるマーカデータの数は、図２（ａ）に図示する数に限定されない。また、現実空間に配置されるターゲットマーカは、設計データ内に配置されているマーカデータに対して１対１に対応付けられることが好ましいので、マーカデータの数とターゲットマーカの数が等しくなることが好ましいが、必ずしも互いの数が等しいとは限られない。

図２（ｂ）は、図２（ａ）において通り芯Ｌ２の延長線上に配置されるマーカデータＭａと、マーカデータＭａに対応付けられるターゲットマーカ１０ａの位置関係を示している。上述したように、マーカデータＭａは設計データ上の原点と同じ高さに配置される。しかしながら、現実空間には様々な制約があるので、マーカデータＭａが表す位置に厳密に合わせてターゲットマーカ１０ａを配置することは困難である。従って、ターゲットマーカ１０ａは、マーカデータＭａが表す位置の近傍に配置する。

ここで、構造物の設計データと、構造物を測量して得られた点群データと、の位置合わせを正確に行うためには、現実空間に配置されたターゲットマーカ１０ａと、ターゲットマーカ１０ａに紐付けるマーカデータＭａと、のオフセット値を測定する必要がある。コンピュータ装置３０によって設計データに点群データを重畳させる際に、測定したオフセット値を用いて、設計データと点群データの照合（位置合わせ）をするからである。
上記のオフセット値を測定する際には、図２（ｂ）に図示するように、公的に定められている位置（例えば、管理対象となる構造物が存在する敷地の境界標ＬＭの位置）を基準とする。そして、レーザスキャナ２０が、境界標ＬＭから原点ＳＰに対するベクトルＸ１の向きと大きさと、境界標ＬＭからターゲットマーカ１０ａに対するベクトルＸ２の向きと大きさと、を測定する。更に、コンピュータ装置３０は、ベクトルＸ１及びベクトルＸ２に関する測定値と、設計データにおける原点ＳＰからマーカデータＭａに対するベクトルＸ３の設計値と、に基づいて、マーカデータＭａとターゲットマーカ１０ａのオフセット値Ｘ４を求めることができる。
このような手法を用いてコンピュータ装置３０に設計データと点群データを照合させることによって、設計データに対して測量結果として取得される点群データを高い精度で重畳させることができる。

なお、上記のオフセット値の求め方は、図２（ｂ）を用いてマーカデータＭａとターゲットマーカ１０ａの組合せのみを例示して説明したが、他のマーカデータとターゲットマーカについても同様の手法でオフセット値を求めることができる。

＜本発明の実施に用いられるターゲットマーカ１０について＞
次に、本発明の実施に用いられるターゲットマーカ１０について説明する。
コンピュータ装置３０によって上記の照合処理を実現する場合、レーザスキャナ２０の測定結果として得られる点群データの中からターゲットマーカ１０に相当する点群を検出する必要がある。しかしながら、既知の技術によってターゲットマーカ１０に相当する点群を検出しようとすると、ターゲットマーカ１０の背景に存在する他の物体に相当する点群の中に溶け込んでしまうことがあり、十分な精度でターゲットマーカ１０に相当する点群を検出することができなかった。

そこで、本発明の実施に用いるターゲットマーカ１０には、以下のような特徴を持たせている。図３は、本発明に係るターゲットマーカ１０を示す図である。
図３に示すとおり、ターゲットマーカ１０は、複数種類の領域に大別され、本実施形態ではそれぞれの領域を領域１１、領域１２、領域１３、領域１４と呼称する。なお、領域１２は、図３に図示する領域１２ａ、領域１２ｂ、領域１２ｃの総称である。

領域１１は、ターゲットマーカ１０の中心位置を表す形状、模様又は色彩を含む領域であり、本実施形態では２つの白色の三角と２つの黒色の三角を組み合わせた模様になっており、４つの三角の頂点が重なる箇所がターゲットマーカ１０の中心位置に該当する。領域１１は、本発明に係る「第二領域」に相当する。
領域１２は、ターゲットマーカ１０に割り当てられている識別情報をパターン化した領域（すなわち、他のターゲットマーカと識別する形状、模様又は色彩を含む領域）である。領域１２は、本発明に係る「第一領域」に相当する。ここで「識別情報のパターン化」とは、コンピュータ装置３０が、レーザスキャナ２０の測定結果（点群データと画像データ）から自動認識可能な態様（演算処理によって解読可能な態様）で、各ターゲットマーカに上記の識別情報を持たせることをいう。
領域１３は、再帰性反射材が設けられている領域であり、上記の領域１１及び領域１２の周囲を囲っている。再帰性反射材とは、光源から来た光を、広い照射角にわたって、入射光の光路にほぼ沿う方向へ反射する素材をいい、正反射（鏡面反射）とは逆の性質を持っている。上述したように、レーザスキャナ２０からの照射光と、再帰性反射材による反射光と、は位相が揃ってしまうため、その反射光を受け付けたレーザスキャナ２０は、領域１３の存在する範囲において処理可能な点群データを取得することができず、当該範囲について測定不能と処理する。
領域１４は、ターゲットマーカ１０の最縁部に設けられている領域であり、上記の領域１１、領域１２及び領域１３の周囲を囲っている。

レーザスキャナが再帰性反射材を測定すると、その再帰性反射材に対する入射光と、その再帰性反射材から受ける反射光と、の位相が揃ってしまうため、その再帰性反射材が存在する箇所については測定不能となりエラーとして処理されるのが一般的である。
本発明は、上記の現象を逆手に取った技術であり、レーザスキャナによる測定によって取得された点群データの中から測定不能だった範囲を示すエラーマップを生成し、生成したエラーマップに基づいてターゲットマーカの存在位置を特定する（例えば、測定不能箇所が集中している場所をターゲットマーカの存在位置として特定する）コンピュータ処理を実行する。
測定不能であるという特徴はターゲットマーカの配置環境に依存する影響が少ないので、本発明は、既知の技術で着目されていた特徴（例えば、ターゲットマーカの形状や色彩など）に基づくコンピュータ処理に比べて、高い精度でターゲットマーカに相当する点群を検出することができ、その結果として正確な測量を実現することができる。

本実施形態に用いられるターゲットマーカ１０は平板であり、平板の両面に描かれている識別情報のパターン（領域１２の形状、模様又は色彩）が同一であるため、レーザスキャナ２０によっていずれの面から測定されたとしても、コンピュータ装置３０は同じ識別情報を解読することができる。
また、領域１１、領域１２及び領域１４は、再帰性反射材とは異なる性質の素材によって形成されていればよく、好ましくは正反射またはそれにほぼ等しい反射をする高反射強度材によって形成されることが好ましい。コンピュータ装置３０による解析処理において、領域１３と他の領域とを区別するのが容易になるからである。

図４は、図３のターゲットマーカに対する測定結果から生成されるエラーマップを示す図である。
図４において黒色で表される部分が、レーザスキャナ２０が測定不能だった箇所（エラーマップ）であり、コンピュータ装置３０は、当該箇所が領域１３に相当する範囲であり、当該箇所の近傍から取得された点群がターゲットマーカ１０（領域１１、領域１２、及び領域１４）の存在位置を表す点群であるものと判別する。
また、図４において、黒色で囲われている白抜きの部分が、領域１１と領域１２に相当する点群の存在範囲であり、コンピュータ装置３０はこれらの点群が表す形状及び点群の色彩等を解析することによって、ターゲットマーカ１０の中心位置や識別情報を判別する。

コンピュータ装置３０は、レーザスキャナ２０が測定不能だった箇所の全てを領域１３に相当する範囲と判別する必要はなく、他の条件に基づいて領域１３に相当する範囲を絞り込むことが好ましい。
例えば、コンピュータ装置３０は、エラーマップによって表されている測定不能な範囲の形状を解析し、解析した形状が所定の形状（本実施形態では、その外縁が正方形）であることを条件として、当該範囲をターゲットマーカ１０（領域１３）の存在位置として特定してもよい。
或いは、コンピュータ装置３０は、ラーマップによって表されている測定不能な範囲の大きさを解析し、解析した大きさが所定の閾値に収まるもの（上限閾値より小さく、下限閾値より大きいもの）をターゲットマーカ１０（領域１３）の存在位置として特定してもよい。
なお、上記の基準は、本発明の目的を達成する範囲において適宜変更してもよく、本明細書に記載していない既知の条件を適用してもよい。

以上説明したように、ターゲットマーカ１０が上記の領域１３を有しているので、コンピュータ装置３０が、レーザスキャナ２０の測定結果に基づいて、測定不能だった範囲を示すエラーマップを生成し、生成したエラーマップに基づいてターゲットマーカ１０の存在位置を特定することができる。
そして、ターゲットマーカ１０が上記の領域１１を有しているので、コンピュータ装置３０が領域１１の形状、模様又は色彩を解析することによって、ターゲットマーカ１０の中心位置をコンピュータ処理によって検出することができる。
そして、ターゲットマーカ１０が上記の領域１２を有しているので、コンピュータ装置３０が領域１２の形状、模様又は色彩を解析することによって、そのターゲットマーカ１０に割り当てられている識別情報を判定することができる。

＜本発明に係る構造物の管理方法の処理手順について＞
次に、本発明に係る構造物の管理方法の処理手順について説明する。
図５は、本発明に係る構造物の管理方法のフローチャートである。

先ず、本発明に係る管理方法を実施するにあたって、管理対象となる構造物の設計者は、ＢＩＭ／ＣＩＭに対応している設計データの中に、当該構造物の基準位置を表すマーカデータを配置する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１の処理は、本発明に係る「設計工程」に相当する。
上述したように、ステップＳ１０１において設計データの中に配置される各マーカデータには、互いに相違する識別情報が付されている。

次に、管理対象となる構造物を測量する者は、構造物が実際に存在する現実空間において、設計データ上の基準位置に相当する位置に、図２に図示したターゲットマーカ１０を配置する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の処理は、本発明に係る「マーカ配置工程」に相当する。
上述したように、ステップＳ１０３において、現実空間に配置される各ターゲットマーカは、識別情報のパターン化が施されており、互いに相違する識別パターンが描かれている。

そして、測量を実施する者は、レーザスキャナ２０を測定範囲にターゲットマーカの存在位置を含む位置に配置して、当該位置から測定可能な領域を測定し、測定結果（点群データ及び画像データ）を取得する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の処理は、本発明に係る「測量工程」に相当する。
測定の対象となる領域についてレーザスキャナ２０による測定結果を得ていない場合（ステップＳ１０７のＮＯ）、測量を実施する者は、別の位置にレーザスキャナ２０を移動させて、移動後の位置から測定可能な領域を測定する。
測量を実施する者は、測定の対象となる全ての領域についてレーザスキャナ２０による測定結果を取得するまで（ステップＳ１０７のＹＥＳ）、レーザスキャナ２０の位置を移動させてステップＳ１０５の処理を複数回繰り返す。

続いて、コンピュータ装置３０は、ステップＳ１０５の処理によって取得されたレーザスキャナ２０の測定結果（点群データ）を解析してターゲットマーカ１０に相当する点群を特定し（ステップＳ１０９）、特定した点群とマーカデータとを照合させることによって、点群データと設計データとを重畳させる（ステップＳ１１１）。ステップＳ１０９及びステップＳ１１１の処理は、本発明に係る「重畳工程」に相当する。
上述したように、コンピュータ装置３０は、ステップＳ１０９の処理において、解析対象となる点群データの中から測定不能だった範囲を検出してエラーマップを生成し、生成したエラーマップに基づいてターゲットマーカ１０の存在位置を特定する。
また、コンピュータ装置３０は、ステップＳ１１１の処理において、ターゲットマーカ１０に描かれている識別パターンをそれぞれ検出し、検出した識別パターンをマーカデータに付されている識別情報に対して紐付けることによって、そのターゲットマーカに相当する点群と照合させるマーカデータを識別する。

そして、コンピュータ装置３０は、ステップＳ１１１において重畳させた点群データと設計データを、ユーザが視認可能な態様で出力する（ステップＳ１１３）。ステップＳ１１３の処理は、本発明に係る「出力工程」に相当する。ここで「ユーザが視認可能な態様で出力する」とは、例えば、ディスプレイ装置に表示出力させる態様、プリンタ装置に印刷出力させる態様、などが該当する。

コンピュータ装置３０が出力する態様は、必ずしも設計データと点群データを三次元に表す形式で出力する必要はなく、また設計データと点群データに関する表示を補強する表示（いわゆる拡張表示）を加える等、本発明の目的を達成する範囲において出力の態様を変更可能である。
例えば、コンピュータ装置３０は、ユーザにとって視認容易とするため、ＢＩＭ／ＣＩＭに対応する設計データを平面図として表し、その平面図の上に点群データを重畳させた形式で出力させてもよい。
或いは、三次元の設計データと、三次元の点群データと、を重畳して比較することによって差異を抽出し、設計通りに施工されていない箇所を強調させてもよい。この実施例において、設計通りに施工されていない箇所を特定した場合、コンピュータ装置３０は、記憶装置４０に記憶されている設計データを点群データに合わせて修正してもよい。

以上説明したとおり、本発明に係る構造物の管理方法によれば、設計データに含まれるマーカデータと、マーカデータに対応する位置に配置されるターゲットマーカと、を活用した測量に基づいて、設計データと測量結果（点群データ）とを照合させるので、従来の技術に比べて高い精度で互いの位置合わせを実現することができる。
また、本発明の実施によって重畳させた設計データと点群データとは、建築・土木分野における様々なサービスに活用することが期待される。

本発明の実施に用いるターゲットマーカ１０は、少なくとも一部の領域に再帰性反射材を設けており、レーザスキャナ２０にって測定不能扱いとなる位置を意図的に生み出している。そして、コンピュータ装置３０は、この測定不能となる位置を表すエラーマップに基づいてターゲットマーカ１０の存在位置を特定し、点群データ同士の結合に応用している。
上記のようなターゲットマーカ１０を検出する手法は、従来にはない発想に基づくものであり、且つ、従来の手法に比べて高い精度でコンピュータ処理することができる。その結果として、実用に耐えうる精度で点群データ同士の結合の自動化を図ることができ、従来は手動で行っていた作業を削減して、測量において生じる人的コストの低減を図ることができる。

＜変形例＞
以上に説明した本発明の実施形態は、本発明の目的と達成する範囲において、種々の変形が可能である。
以下、未だ説明していない本発明の変形例について、言及する。

上述の実施形態において、本発明に係る管理システム１００の構成要素として、図１に図示したターゲットマーカ１０、レーザスキャナ２０、コンピュータ装置３０、及び記憶装置４０を挙げたが、これらは本発明を説明する上で必要な構成要素を列挙したに過ぎない。従って、本発明に係る構造物の管理システムは、他の構成要素を追加して実現されてもよい。
また、上述した実施形態における、各構成要素の数は一具体例に過ぎず、本発明の目的を達成する範囲において適宜変更されてもよい。

図３に図示するターゲットマーカ１０の態様は一具体例であり、他の態様のターゲットマーカによって本発明が実施されてもよい。
例えば、図３に図示するターゲットマーカ１０は、その一部領域が再帰性反射材であるに過ぎないが、本発明に係るターゲットマーカは、その全体領域が再帰性反射材である態様であってもよい。また、本発明に係るターゲットマーカは、片面だけに各領域が設けられていてもよく、表面と裏面で異なる態様で各領域が配置されてもよい。

図５のフローチャートに含まれる各処理のうち、本発明の目的を達成する範囲において、一部を省いてもよく、図示していない処理を追加してもよい。
例えば、図５のステップＳ１１３に相当する処理は、本発明の実施において必ずしも必要のない工程である。

本実施形態は以下の技術思想を包含する。
（１）仮想空間において構造物を三次元に表現するＢＩＭ（ビルディングインフォメーションモデリング）又はＣＩＭ（コンストラクションインフォメーションモデリング）に対応している設計データの中に、前記構造物の基準位置を表すマーカデータを配置する設計工程と、前記構造物が実際に存在する現実空間において、前記設計データ上の基準位置に相当する位置にターゲットマーカを配置するマーカ配置工程と、測定範囲に前記ターゲットマーカの存在位置を含む位置にレーザスキャナを配置し、前記ターゲットマーカの周囲空間を測量して点群データを取得する測量工程と、コンピュータ装置が、前記点群データを解析して前記ターゲットマーカに相当する点群を特定し、特定した点群と前記マーカデータとを照合させることによって、前記点群データと前記設計データとを重畳させる重畳工程と、を含むことを特徴とする構造物の管理方法。
（２）前記設計工程において、互いに相違する識別情報が付されている複数の前記マーカデータを前記設計データの中に配置し、前記マーカ配置工程において、互いに相違する識別パターンが描かれている複数の前記ターゲットマーカを現実空間に配置し、前記重畳工程において、前記コンピュータ装置は、前記ターゲットマーカに描かれている識別パターンをそれぞれ検出し、検出した識別パターンを前記マーカデータに付されている識別情報に紐付けて、前記ターゲットマーカに相当する点群と照合させる前記マーカデータを識別する、（１）に記載の構造物の管理方法。
（３）前記設計工程において、前記構造物の壁又は柱の中心線である通り芯の延長線上であって且つ前記構造物の外側に複数の前記マーカデータを配置し、前記マーカ配置工程において、複数の前記ターゲットマーカを現実空間に配置し、前記測量工程において、現実空間に配置された前記ターゲットマーカと、当該ターゲットマーカに紐付ける前記マーカデータと、のオフセット値を測定し、前記重畳工程において、前記コンピュータ装置は、測定された前記オフセット値を用いて、前記ターゲットマーカと前記マーカデータとを照合する、（２）に記載の構造物の管理方法。
（４）前記重畳工程において重畳させた前記点群データと前記設計データを、ユーザが視認可能な態様で出力する出力工程を、更に含む、（１）から（３）のいずれか一つに記載の構造物の管理方法。
（５）前記ターゲットマーカは平板であり、前記平板の両面に描かれている識別パターンが同一である、（１）から（４）のいずれか一つに記載の構造物の管理方法。
（６）前記ターゲットマーカは、識別パターンが描かれている第一領域と、当該ターゲットマーカの中心位置を表すパターンが描かれている第二領域と、を有している、（１）から（５）のいずれか一つに記載の構造物の管理方法。
（７）前記ターゲットマーカは、前記第一領域及び前記第二領域が再帰性反射材を設けた領域によって囲まれており、前記重畳工程において、前記コンピュータ装置は、前記測量工程において取得された点群データにおいて測定不能だった範囲を検出してエラーマップを生成し、生成した前記エラーマップに基づいて前記ターゲットマーカの存在位置を特定する、（６）に記載の構造物の管理方法。
（８）前記重畳工程において、前記コンピュータ装置は、前記エラーマップに表されている測定不能な範囲の形状が、所定の形状であるものを前記ターゲットマーカの存在位置として特定する、（７）に記載の構造物の管理方法。
（９）前記重畳工程において、前記コンピュータ装置は、前記エラーマップに表されている測定不能だった範囲のうち、当該範囲の大きさが所定の閾値に収まるものを前記ターゲットマーカの存在位置として特定する、（７）又は（８）に記載の構造物の管理方法。
（１０）仮想空間において構造物を三次元に表現するＢＩＭ（ビルディングインフォメーションモデリング）又はＣＩＭ（コンストラクションインフォメーションモデリング）に対応している設計データと、前記設計データの中に配置され且つ前記構造物の基準位置を表すマーカデータと、を記憶している記憶装置と、前記構造物が実際に存在する現実空間において、前記設計データ上の基準位置に相当する位置に配置されるターゲットマーカと、測定範囲に前記ターゲットマーカの存在位置を含む位置に配置され、前記ターゲットマーカの周囲空間を測量して点群データを取得するレーザスキャナと、前記点群データを解析して前記ターゲットマーカに相当する点群を特定し、特定した点群と前記マーカデータとを照合させることによって、前記点群データと前記設計データとを重畳させるコンピュータ装置と、を備えることを特徴とする構造物の管理システム。

１００ 管理システム
１０ ターゲットマーカ
１１、１２、１３、１４ 領域
２０ レーザスキャナ
３０ コンピュータ装置
４０ 記憶装置

Claims (10)

1. 仮想空間において構造物を三次元に表現するＢＩＭ（ビルディングインフォメーションモデリング）又はＣＩＭ（コンストラクションインフォメーションモデリング）に対応している設計データの中に、前記構造物の基準位置を表すマーカデータを配置する設計工程と、
   前記構造物が実際に存在する現実空間において、前記設計データ上の基準位置に相当する位置にターゲットマーカを配置するマーカ配置工程と、
   測定範囲に前記ターゲットマーカの存在位置を含む位置にレーザスキャナを配置し、前記ターゲットマーカの周囲空間を測量して点群データを取得する測量工程と、
   コンピュータ装置が、前記点群データを解析して前記ターゲットマーカに相当する点群を特定し、特定した点群と前記マーカデータとを照合させることによって、前記点群データと前記設計データとを重畳させる重畳工程と、
   を含むことを特徴とする構造物の管理方法。
2. 前記設計工程において、互いに相違する識別情報が付されている複数の前記マーカデータを前記設計データの中に配置し、
   前記マーカ配置工程において、互いに相違する識別パターンが描かれている複数の前記ターゲットマーカを現実空間に配置し、
   前記重畳工程において、前記コンピュータ装置は、前記ターゲットマーカに描かれている識別パターンをそれぞれ検出し、検出した識別パターンを前記マーカデータに付されている識別情報に紐付けて、前記ターゲットマーカに相当する点群と照合させる前記マーカデータを識別する、
   請求項１に記載の構造物の管理方法。
3. 前記設計工程において、前記構造物の壁又は柱の中心線である通り芯の延長線上であって且つ前記構造物の外側に複数の前記マーカデータを配置し、
   前記マーカ配置工程において、複数の前記ターゲットマーカを現実空間に配置し、
   前記測量工程において、現実空間に配置された前記ターゲットマーカと、当該ターゲットマーカに紐付ける前記マーカデータと、のオフセット値を測定し、
   前記重畳工程において、前記コンピュータ装置は、測定された前記オフセット値を用いて、前記ターゲットマーカと前記マーカデータとを照合する、
   請求項２に記載の構造物の管理方法。
4. 前記重畳工程において重畳させた前記点群データと前記設計データを、ユーザが視認可能な態様で出力する出力工程を、更に含む、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の構造物の管理方法。
5. 前記ターゲットマーカは平板であり、前記平板の両面に描かれている識別パターンが同一である、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の構造物の管理方法。
6. 前記ターゲットマーカは、識別パターンが描かれている第一領域と、当該ターゲットマーカの中心位置を表すパターンが描かれている第二領域と、を有している、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の構造物の管理方法。
7. 前記ターゲットマーカは、前記第一領域及び前記第二領域が再帰性反射材を設けた領域によって囲まれており、
   前記重畳工程において、前記コンピュータ装置は、前記測量工程において取得された点群データにおいて測定不能だった範囲を検出してエラーマップを生成し、生成した前記エラーマップに基づいて前記ターゲットマーカの存在位置を特定する、
   請求項６に記載の構造物の管理方法。
8. 前記重畳工程において、前記コンピュータ装置は、前記エラーマップに表されている測定不能な範囲の形状が、所定の形状であるものを前記ターゲットマーカの存在位置として特定する、
   請求項７に記載の構造物の管理方法。
9. 前記重畳工程において、前記コンピュータ装置は、前記エラーマップに表されている測定不能だった範囲のうち、当該範囲の大きさが所定の閾値に収まるものを前記ターゲットマーカの存在位置として特定する、
   請求項７又は８に記載の構造物の管理方法。
10. 仮想空間において構造物を三次元に表現するＢＩＭ（ビルディングインフォメーションモデリング）又はＣＩＭ（コンストラクションインフォメーションモデリング）に対応している設計データと、前記設計データの中に配置され且つ前記構造物の基準位置を表すマーカデータと、を記憶している記憶装置と、
    前記構造物が実際に存在する現実空間において、前記設計データ上の基準位置に相当する位置に配置されるターゲットマーカと、
    測定範囲に前記ターゲットマーカの存在位置を含む位置に配置され、前記ターゲットマーカの周囲空間を測量して点群データを取得するレーザスキャナと、
    前記点群データを解析して前記ターゲットマーカに相当する点群を特定し、特定した点群と前記マーカデータとを照合させることによって、前記点群データと前記設計データとを重畳させるコンピュータ装置と、
    を備えることを特徴とする構造物の管理システム。

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