JP2024035457A - 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、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、仮想空間内の３次元モデルとの位置合わせを行ない、仮想空間内に、基準線を含むグリッドと、グリッドを用いた作業位置を示すマーカとを設定し、視野に対応させて、仮想空間の複合現実画像を表示する。【選択図】図１

Description

本開示は、工事現場での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、各種作業のために、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する。そして、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

しかしながら、墨出し作業後に、この墨出しを用いて施工作業を行なう場合、墨出し作業と施工作業とを別個に行なうため、作業やコストの負担が大きい。また、墨出し作業後に、臨機応変な対応が困難であった。

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、現実空間の視野に対応した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。そして、前記作業支援装置が、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、前記仮想空間内に、基準線を含むグリッドと、前記グリッドを用いた作業位置を示すマーカとを設定し、前記視野に対応させて、前記仮想空間の複合現実画像を表示する。

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って、（ａ）は仮想空間、（ｂ）は現実空間の説明図である。 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１１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、施工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。ここでは、天井に部材を設置するためのアンカー（天井インサート）の施工作業を想定する。この場合、デッキプレートに天井インサート用の孔を設ける施工作業を行なう。
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、構造部材（柱、梁）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、作業位置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、柱、大梁、小梁等のオブジェクトが含まれる。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。また、作業位置オブジェクトは、作業位置を示すオブジェクトであって、作業位置マーカやグリッドを含む。作業位置マーカは、インサートを設ける施工位置を示すオブジェクトであり、グリッドは、墨出しに対応して、施工位置を示す基準線である。

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や作業位置オブジェクトには、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、現場において施工作業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、表示モデル記憶部３５を備え、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。

表示部３０ａは、透過型ディスプレイであり、各種情報を出力するための出力部として機能する。透過型であるため、現実空間の視野範囲を透視しながら、重畳された画像を閲覧することができる。

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、現実空間の視野範囲に対して、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、現実空間の視野範囲とＭＲモデルとを用いて、作業現場における施工作業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１１を用いて、作業支援処理を説明する。

本実施形態では、図４に示す構造部材情報４１０の３次元モデル、作業位置情報４２０の３次元モデル、設備情報４３０の３次元モデルを用いて、ＭＲ表示４４０を行なう。ここでは、構造部材情報４１０の３次元モデル（サーフェスモデル）は、現実空間の配置と仮想空間との配置を確認するために用いる。作業位置情報４２０は、作業位置４５０を特定するための情報である。作業位置情報４２０は、作業位置４５０を示すマーカと、作業位置４５０と同じ高さに配置された平面に配置された交差する基準線（グリッド）とを含む。この作業位置４５０で、天井インサート用の孔を設ける施工作業を行なう。なお、後述するように、設備情報４３０の３次元モデルは、ワイヤーフレームで表示することにより、処理負荷を軽減する。

以下では、施工作業を支援するための設計処理（図５）、作業支援処理（図６）を説明する。
（設計処理）
図５を用いて、設計処理を説明する。ここでは、建物の構造部材（柱、梁等）や設備の設計を行なう。

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、作業フロアの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、柱５０１、大梁５０２、小梁５０３等の３次元モデルが含まれる。更に、建築要素オブジェクトとして、設備の３次元モデルも配置する。

更に、３次元モデル５００には、グリッド５０５が設定される。このグリッド５０５は、上述したように、天井インサート用の孔を設ける作業位置と同じ高さに配置される。更に、グリッド５０５において、所定の交点（施工位置）には、作業位置マーカ５０６が配置される。

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８に示すように、作業フロアの３次元モデル５１０の通り芯上に、マーカオブジェクト５１１の３次元モデルを配置する。なお、３次元モデル５１０には、設備５１２の３次元モデルも配置されている。

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（構造部材、設備）、位置補正マーカ、作業位置情報の３次元モデルが含まれる。

（作業支援処理）
次に、図６を用いて、作業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）を印刷したシートを配置しておく。このシートには、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。

図９（ａ）に示すように、作業フロアの仮想空間５２０内に、マーカオブジェクト５１１の３次元モデルが配置されている場合を想定する。仮想空間５２０内のマーカオブジェクト５１１の配置位置に対応させて、図９（ｂ）に示すように、現実空間内に位置補正マーカ５２１（２次元コード画像）が付されたシート５２２を配置する。ここでは、測量工作業により、作業支援装置３０の位置合わせ精度に応じた間隔（例えば、５ｍ）で位置補正マーカ５２１を設置する場所の墨出しを行なう。本実施形態のデッキプレートＤ０は、山部Ｄ１と溝部Ｄ２とを有する。そして、山部Ｄ１の上面で孔を開け施工作業を行なうため、上面高さ位置にシート５２２を配置する。

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。
まず、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、配色決定処理を実行する（ステップＳ２０２）。具体的には、作業支援部３２は、カメラ３０ｂを用いて、現実空間（背景）の撮影画像を生成する。そして、作業支援部３２は、撮影画像（背景）の色分布を算出する。次に、作業支援部３２は、背景の色分布に対して、目立つ強調色（例えば補色）を特定する。そして、ＭＲ処理部３１は、後述するＭＲモデルの表示において、この強調色を用いる。

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Ｓ２０３）。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９（ｂ）に示す表示画面５３０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５２２を、作業支援装置３０のカメラ３０ｂで撮影する。作業支援装置３０は、カメラ３０ｂの撮影画像で位置補正マーカ５２１を認識した場合、表示部３０ａに、位置補正マーカ５２１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Ｓ２０４）。具体的には、ＭＲ処理部３１は、シート５２２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Ｓ２０５）。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。

なお、作業中に位置補正マーカ５２１を、再度、利用する場合には、作業支援装置３０は、位置補正マーカ撮影処理（ステップＳ２０３）以降の処理を繰り返す。
更に、作業者が、作業中に、構造部材のＭＲモデルの配置と、実際の構造部材の配置とのずれを認識した場合、操作部３０ｃを用いて、両者が一致するように、ＭＲモデル画像全体を移動させる。これにより、現実空間内の座標軸と仮想空間の座標軸との位置調整を行なうことができる。

次に、施工作業のために、作業者が移動する場合を説明する。
この場合、作業支援装置３０は、動き判定処理を実行する（ステップＳ２０６）。具体的には、ＭＲ処理部３１は、位置特定部３０ｄの自己位置推定により、カメラ３０ｂを視点として、表示部３０ａを介して、作業者が閲覧する視野を特定する。

次に、作業支援装置３０は、表示オブジェクトの特定処理を実行する（ステップＳ２０７）。具体的には、ＭＲ処理部３１は、表示モデル記憶部３５を用いて、特定した視野において、所定範囲内に配置されているオブジェクト（ＭＲモデル）を特定する。ＭＲモデルには、作業位置、グリッド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、位置ずれを抑制できる許容可視範囲を用いる。そして、ＭＲ処理部３１は、特定したＭＲモデルを用いて、作業支援装置３０の仮想空間の視野画像を生成する。

次に、作業支援装置３０は、重畳表示処理を実行する（ステップＳ２０８）。具体的には、ＭＲ処理部３１は、表示部３０ａにおける仮想空間の視野画像を、透過視野に写像可能なように位置合わせを行なう。この位置合わせにより、ＭＲ処理部３１は、透過視野と、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を実現する。更に、ＭＲ処理部３１は、操作部３０ｃによるスライダー操作を検知した場合、ＭＲモデル画像の重畳度を調整する。この重畳度の調整により、透過視野におけるＭＲモデルの線の濃淡を調整する。

図１０に示すように、透過視野５４０に対して、ＭＲモデルが重畳される。ここでは、透過視野のデッキプレートＤ０に対して、ＭＲモデルとして、柱５０１、大梁５０２、小梁５０３が表示される。この柱５０１、大梁５０２、小梁５０３は、構造部材の位置と一致している。更に、デッキプレートＤ０の山部Ｄ１の上面高さに、グリッド５０５、作業位置マーカ５０６が表示される。

そして、作業者は、施工作業を行なっていない作業位置に移動する。そして、所望の作業位置において、孔を設ける施工作業を行なう。この場合、現場状況（例えば、他の設備等の競合等）に応じて、施工位置を変更してもよい。

図１１に示すように、作業位置マーカ５０６の位置において、工具Ｔ１を用いて、施工作業（開孔作業）を行なう。
この場合、作業支援装置３０は、作業状況判定処理を実行する（ステップＳ２０９）。具体的には、作業支援部３２は、作業位置に対して、作業状況を判定する。ここでは、作業支援部３２は、カメラ３０ｂを用いた画像認識により、孔を設ける作業を認識する。

次に、作業支援装置３０は、作業記録処理を実行する（ステップＳ２１０）。具体的には、作業支援部３２は、画像認識により、施工作業の完了を判定した場合、実際の施工位置と、ＭＲモデルの作業位置との位置関係を特定する。そして、作業支援部３２は、作業状況情報（オブジェクトＩＤ、作業位置）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、作業状況情報に応じて、施工位置がＢＩＭ情報記憶部２２に記録された作業位置オブジェクトと異なる場合には、作業位置オブジェクトを移動させる。そして、管理部２１２は、実際の施工位置を、完了情報に関連付けて、ＢＩＭ情報記憶部２２に記録する。
そして、作業支援装置３０は、動き判定処理（ステップＳ２０６）以降の処理を実行する。

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Ｓ２０３）、位置補正マーカのデコード処理（ステップＳ２０４）、マーカ位置合わせ処理（ステップＳ２０５）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、動き判定処理（ステップＳ２０６）、表示オブジェクトの特定処理（ステップＳ２０７）、重畳表示処理（ステップＳ２０８）を実行する。これにより、透過型ディスプレイを用いて、施工位置を確認しながら、施工作業を行なうことができる。従って、グリッドは、墨出しに対応しており、施工作業のための墨出しの手間を軽減することができる。

（４）本実施形態では、作業支援装置３０は、重畳表示処理を実行する（ステップＳ２０８）。この場合、デッキプレートＤ０の山部Ｄ１の上面高さに、グリッド５０５、作業位置マーカ５０６が表示される。これにより、作業位置マーカ５０６が、作業位置に張り付くので、作業時の視差による位置ずれを抑制できる。

（５）本実施形態では、作業支援装置３０は、作業状況判定処理（ステップＳ２０９）、作業記録処理（ステップＳ２１０）を実行する。これにより、効率的に施工実績を残すことができる。

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、天井に部材を設置するためのアンカー（天井インサート）の施工作業を行なった。本開示の適用対象は、天井インサートの施工作業に限定されるものではない。例えば、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うことにより、墨出しを行なうことなく施工作業を行なうことができる。

・上記実施形態では、作業支援装置３０は、重畳表示処理を実行する（ステップＳ２０８）。この場合、透過視野にＭＲモデル画像を重畳させた複合現実を実現する。ここで、オクルージョンを実現するようにしてもよい。このオクルージョンでは、現実空間の物体の所在位置を特定し、手前にある物体が後ろにあるＭＲモデル画像を隠す状態で、ＭＲモデル画像の重畳を制御する。

・上記実施形態では、作業支援装置３０は、重畳表示処理を実行する（ステップＳ２０８）。この場合、作業者の動きに応じて、重畳度を変更してもよい。例えば、作業位置オブジェクトに対して、他の建築要素オブジェクトの透過度を高くする。これにより、作業者の状況に応じて、手間なく複合現実画像を調整することができる。すなわち、作業者の移動時に目標位置（作業位置）を明示するとともに、歩行の障害となる建築要素オブジェクトの表示を抑制することができる。

・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、作業状況判定処理（ステップＳ２０９）、作業記録処理（ステップＳ２１０）を実行する。作業支援装置３０の代わりに、作業者が、操作部３０ｃを用いて、作業記録を行なうようにしてもよい。

・上記実施形態では、作業支援装置３０は、配色決定処理を実行する（ステップＳ２０２）。ここで、作業者が、操作部３０ｃを用いて、配色を設定できるようにしてもよい。
また、施工対象の資材に応じた強調色を設定しておいてもよい。この場合、施工対象の資材の種類に応じて、作業位置マーカ（ＭＲモデル）の配色を決定する。

また、作業現場の種類に応じた強調色を予め設定しておいてもよい。この場合、作業支援装置３０は、作業現場の撮影画像のパターン認識により、作業現場の種類を特定し、この作業現場の種類に応じて、作業位置マーカ（ＭＲモデル）の配色を決定する。

また、作業時間帯に応じた強調色を予め設定しておいてもよい。この場合、作業支援装置３０は、システムタイマから現在時刻を取得し、現在時刻が属する作業時間帯に応じて、作業位置マーカ（ＭＲモデル）の配色を決定する。

・上記実施形態では、作業支援装置３０は、表示オブジェクトの特定処理を実行する（ステップＳ２０７）。ここで、完了情報が記録されている作業位置オブジェクトを省略してもよい。そして、作業支援装置３０は、完了情報が記録されていない作業位置オブジェクトを特定し、現実空間に重畳させた仮想空間に表示する。

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）前記グリッドを、作業位置の高さに配置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）前記作業支援装置が、前記現実空間の撮影画像に含まれる色分布に応じて、前記作業位置マーカの配色を決定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）前記作業支援装置が、前記作業位置マーカの位置での作業状況を認識することを特徴とする請求項１、（ａ）又は（ｂ）の何れか一項に記載の作業支援システム。
（ｄ）前記作業支援装置が、前記作業位置マーカに関連付けて前記作業状況を記録することを特徴とする（ｃ）に記載の作業支援システム。

（ｅ）前記作業支援装置が、前記作業状況に応じて、仮想空間に３次元モデルの表示を変更することを特徴とする（ｃ）又は（ｄ）に記載の作業支援システム。
（ｆ）前記作業支援装置が、現実空間において、作業位置の高さに配置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うことを特徴とする請求項１又は（ａ）～（ｅ）の何れか一項に記載の作業支援システム。

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、現実空間の視野に対応した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、
   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、
   前記仮想空間内に、基準線を含むグリッドと、前記グリッドを用いた作業位置を示すマーカとを設定し、
   前記視野に対応させて、前記仮想空間の複合現実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、現実空間の視野に対応した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、
   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、
   前記仮想空間内に、基準線を含むグリッドと、前記グリッドを用いた作業位置を示すマーカとを設定し、
   前記視野に対応させて、前記仮想空間の複合現実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、現実空間の視野に対応した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、
   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、
   前記仮想空間内に、基準線を含むグリッドと、前記グリッドを用いた作業位置を示すマーカとを設定し、
   前記視野に対応させて、前記仮想空間の複合現実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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