JP6103176B2 - Ｃａｄ情報生成装置、ｃａｄ情報生成方法、ｃａｄ情報生成プログラム、媒体、および立体模型 - Google Patents

Ｃａｄ情報生成装置、ｃａｄ情報生成方法、ｃａｄ情報生成プログラム、媒体、および立体模型 Download PDF

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本発明は、ＣＡＤ情報生成装置、ＣＡＤ情報生成方法、ＣＡＤ情報生成プログラム、媒体、および立体模型に関し、特に、工程管理データに応じた３次元ＣＡＤデータを生成するＣＡＤ情報生成装置、ＣＡＤ情報生成方法、ＣＡＤ情報生成プログラム、媒体、および立体模型に関するものである。
従来、製品開発や構造物設計においては、設計段階や開発段階にて幾つかの試作品を作成し、外観や性能の評価をしている。最も原始的な試作モデルには、粘土で作製したクレイモデルやウッド（木）を削り出して作製したウッドモデルがある。しかしながら、このようなモデル作製は、人手、時間、経費がかかり、再現性が悪く、モデル作製職人の技量に依存し過ぎるといった問題がある。このような従来の試作モデル作製技術に代わって、コンピュータ技術が進展した現在では、開発製品の造形データを３次元ＣＡＤで作成し、この３次元ＣＡＤデータを用いて試作モデルを作成する「ラピッドプロトタイピング」という技術が開発され、実用化されつつある。これは、３次元ＣＡＤデータから目的とする「立体モデル」を人手や時間をかけずに、極めて、高速、かつ、低コストで作成する技術である。
ラピッドプロトタイピングの代表的な技法は「積層造形法」であり、これは、対象物の３次元ＣＡＤデータからスライス状データ（正確には、対象物を構成するわずかな厚さを持つ薄板）を作成し、このスライス状データを１層ずつ積層して立体物（立体模型）を形成するものである。そして、積層造形法で実用されているものとしては、大別して、レーザで光硬化性樹脂を固化させて造形する「光造影法」と、インクジェット方式などで固化剤／結合剤を供給して粉末を固めて造形する「粉末固着式積層法」とがあるが、低コスト、高速、カラー化という点で後者の方が優れている。「粉末固着式積層法」については、幾つかの関連特許が出願・取得されており、これを用いた３次元プリンタが市場に投入されている。例えば、従来技術としては「３次元物体の模型を製作する方法および装置」（特許文献１を参照されたい。）がある。
特表２００４−５３８１９１号公報
従来は、作成済みの３次元データから、より正確に、より安価に、より短時間で目的の立体物を造形するかに主眼がおかれてきた。これは、開発している製品が機械部品や携帯電話端末などの単体商品、即ち、比較的小さな物品の造形物である場合には、このような開発目標の設定でもさほど問題はなく、このような用途には「光造影法」が適している。
他方、「粉末固着式積層法」は、近年、技術的な革新があり、極めて低コストかつ高速に「カラーの立体物」を造形することが可能になった。そのため、機械部品などの物品造形物以外の様々な分野への応用が期待されるようになりつつある。
しかしながら、建築物や土木構造物の立体模型の場合は、建築物や土木構造物の３次元ＣＡＤデータをそのまま用いて立体模型を作成すると、ユーザが観察できるのは、「完成形の一体物」として作成された「完成立体模型の外観のみ」になってしまう。建築物や土木、建設の構造物の場合は、最終的な構造物の全体を観察することも大切ではあるが、構造物の完成に至るまでの各工程の段階での構造物の状況を把握することが非常に重要である。
特に、大規模な構造物の構築プロジェクトでは、工程の各段階で中間検査が設定されたり、月次や週毎の目視進捗確認が設定されたりしているが、この各検査段階や進捗確認段階で構造物の外観を把握することは非常に有効であろうと考えられる。しかしながら、従来技術では、最終的な構造物の３次元ＣＡＤデータが存在するが、そこから、途中の段階の構造物の３次元ＣＡＤデータを抽出することは困難であり、現状では、中間段階や、施工段階の図面などの紙ベースで外観などを把握している。また、建築物や土木、建設の構造物の場合は、中間段階の構造物でも、外から観察できる外部構造も大切ではあるが、部屋割、内部構造、断面構造、層構造、コンクリートの配筋状況の方がより重要であることが多い。しかし、従来技術では、立体物の３次元データをそのまま使用したのでは、中間段階の建築物や構造物の内部を見ることができない。即ち、建設途中の構造物の建築物や構造物の部屋割、内部構造、断面構造、コンクリートの配筋状況を観察できる立体模型を作成することはできない。
途中の段階の構造物の立体模型を作成するためには、複雑な操作を必要とする３次元ＣＡＤソフトの熟練オペレータに、元の３次元ＣＡＤデータを加工することを指示するなどして、建設途中の建築物を観察できるように、中間段階の「未完成立体模型」用のＣＡＤデータを作成する必要がある。或いは、複雑な操作を必要とする３次元ＣＡＤソフトの熟練オペレータに部屋割、内部構造、断面構造、コンクリートの配筋状況を観察できるように、元の３次元ＣＡＤデータを加工することを指示するなどして、建築物の断面を観察できるように建築物の一部を切り取った「切り欠き立体模型」用のＣＡＤデータを作成する必要がある。このように、専門技術を持ったＣＡＤオペレータの手を煩わして「切り欠き立体模型」用のＣＡＤデータを作成して、内部構造が観察できるようになったとしても、このような「切り欠き立体模型」では、今度は、建築物や土木工作物（土木構造物）の「全体」の構造、外観を観察できないといったジレンマがある。
また、ダム、橋梁、道路などの土木構造物やビルなどの建築物、或いは、これらを含むゴルフ場、公園、町などの開発プロジェクトによる地形、土木構造物、建築物を含むものは、「施工計画管理システム」で管理されることが多い。施工計画管理システムでは、工事の各段階（工程）における進捗計画が時系列で管理されており、さらに、月次、週次、日次で、実際の工事進捗を出来高や計画出来高で管理して、計画通りに進んでいるかなどの比較、確認ができるようになっている。公共工事では、構造物の完成までの期限管理が厳しく、工事遅れなどで各検査日や完成予定日までに工事が終了しない場合は、莫大な違約金や賠償金を施主である国や自治体などに支払う必要が生じてしまう恐れがある。
そこで、上述したように、施工計画管理システムを用いて、月次や検査日毎に、工事進捗を管理しているが、例えば、出来高情報として「土盛り工事５００立方メートル完了」といった情報からは、実際の工事対象である構造物（成果物）のどの部分でどのように工程や工事が進捗しているのかが、専門家でなければ容易には把握できない問題がある。そのため、ベテランの施工管理者が、施工計画管理システムの出来高情報と関連情報とを精査したり、出来高情報と実際の構造物とを比較したりなどして、全体の工事進捗を管理しているが、この出来高情報や計画情報をＣＡＤ図面や３次元模型で把握する技法は存在しない。
また、開発プロジェクトが大規模になれば、専門家でさえも、工事進捗を正確に把握することが難しい。土木や建設の専門家でさえも工事の進捗を正確に把握することが困難であるということは、専門家以外の施主や関係者には、工事進捗の遅れなどを把握することは到底できないということになる。このことは、不正や何らかのミスがあった場合には、専門家以外が認識できないことになりコンプライアンス上大きな問題である。
このような状況において、施工計画管理システムと、ＣＡＤシステムと（さらには模型）を連携や連動ができれば、工事進捗の見える化（視覚化、ビジュアライゼーション）が可能となるが、そのような技法は開発されていない。工事進捗の見える化ができれば、専門家のみならず施主や関係者も、工事進捗を正確かつタイムリーに把握することを可能ならしめるであろう。
そこで、本発明の目的は、ＣＡＤ情報生成装置、ＣＡＤ情報生成方法、ＣＡＤ情報生成プログラム、媒体、および立体模型、特に、構造物の工程の出来高に応じた段階の構造物の３次元ＣＡＤデータを生成することである。また、本発明の別の目的は、目的とする立体物をあたかも一体物として作製しつつも、当該一体物を分割可能ならしめるように３次元ＣＡＤデータを生成するＣＡＤ情報生成装置、ＣＡＤ情報生成方法、ＣＡＤ情報生成プログラム、媒体、および立体模型を提供することである。
上述した諸課題を解決すべく、第１の発明によるＣＡＤ情報生成装置は、
構造物（構造物には、人工的な構造物、建築物、道路、ダム、池、ゴルフコース、ゴルフ場、港湾、堤防、或いは、土、砂利、石などの自然物の層や丘、小さい山、崖地などを含む、或は、これらの幾つかを組み合わせたものを含む）を構築するための複数の作業工程および該作業工程の各々に関連付けられた工程識別子を含む工程管理データと、該構造物に含まれる構成要素である複数の３次元オブジェクトおよび該３次元オブジェクトの各々に関連付けられたオブジェクト識別子であって、当該３次元オブジェクトの作業工程に関連付けられている工程識別子に対応したオブジェクト識別子を含むＣＡＤ情報とを格納する記憶部と、
前記構造物を構築するための少なくとも１つの作業工程の作業量情報（実施した作業工程の出来高、実施計画上の作業工程の予定出来高、具体的には土盛り１００立方メートル、法面工事４００００平方メートルなど）を取得する取得部と、
前記取得部により取得された作業量情報を、前記工程管理データに含まれる作業工程のうちの対応する作業工程に関連付け、作業量情報が関連付けられた作業工程を特定し、当該特定された作業工程の工程識別子を抽出する工程管理部と、
前記工程管理部により抽出された工程識別子に基づき、前記ＣＡＤ情報に含まれる複数の３次元オブジェクトから、当該工程識別子に対応したオブジェクト識別子を含む３次元オブジェクトを特定し、特定した３次元オブジェクトを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成するＣＡＤ情報生成部と、
を有する。
また、第２の発明によるＣＡＤ情報生成装置は、
前記作業量情報が、
出来高情報、出来高計画情報、或いは、出来高情報と出来高計画情報との組み合わせを含む情報である、
ことを特徴とする。
また、第３の発明によるＣＡＤ情報生成装置は、
前記作業工程の少なくとも１つの作業工程には、当該作業工程の全体の作業量に相当する全体作業量情報（例えば、作業工程全体の作業物理量である土盛り３０００立方ｍ、法面工事４００００平方ｍなど）が関連付けられ、
前記工程管理部が、
前記取得部で取得される作業量情報（例えば、作業工程全体のうち実施した出来高数値、土盛り１００立方ｍなど）および対応する作業工程の全体作業量情報に基づき、作業工程の全てが終了していない作業工程を特定し、当該作業工程の作業量情報が全体作業量情報に占める割合を求め、
前記ＣＡＤ情報生成部が、
前記工程管理部により抽出された工程識別子に基づき、当該工程識別子に対応するオブジェクト識別子を含む前記ＣＡＤ情報に含まれる３次元オブジェクトを特定し、特定した３次元オブジェクトのうち作業工程が全て終了していない３次元オブジェクトから、前記割合を反映した作業量割合反映３次元オブジェクト（例えば、１０％終了であるなら、完成オブジェクトのうち１０％の容量、面積、高さ、幅などのオブジェクトを切り取ったものや修正したもの）を生成し、生成した作業量割合反映３次元オブジェクトと、前記特定した３次元オブジェクトのうちの前記作業工程が全て終了していない３次元オブジェクト以外の３次元オブジェクトとを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成する、
ことを特徴とする。
また、第４の発明によるＣＡＤ情報生成装置は、
前記作業量情報が、
前記作業工程に関連する作業者または装置に装着された測位装置（例えば、ＧＰＳ装置を具えた重機、ＧＰＳ機能を含む携帯電話装置を持つ作業者）によって取得された位置情報を含み、
前記ＣＡＤ情報生成部は、
前記特定した３次元オブジェクトのうち作業工程が全て終了していない３次元オブジェクトに対応する作業工程に対する前記位置情報が取得されている場合は、当該終了していない３次元オブジェクトから、前記割合および前記位置情報を反映した作業量割合兼位置情報反映３次元オブジェクト（例えば、１０％終了であるなら、完成オブジェクトのうち１０％の容量、面積、高さ、幅などのオブジェクトを切り取ったものや修正したものであって、位置情報の点また軌跡の座標を対応する３次元オブジェクトの座標に置き換えて、その点または軌跡を含む部分を含むように３次元オブジェクトを生成する）を生成し、生成した作業量割合兼位置情報反映３次元オブジェクトと、前記特定した３次元オブジェクトのうちの前記作業工程が全て終了していない３次元オブジェクト以外の３次元オブジェクトとを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成する、
ことを特徴とする。
また、第５の発明によるＣＡＤ情報生成装置は、
前記作業量情報が、
前記作業工程に関連する作業者または装置に装着された測位装置（例えば、ＧＰＳ装置を具えた重機、ＧＰＳ機能を含む携帯電話装置を持つ作業者）によって取得された位置情報を含み、
前記ＣＡＤ情報生成部は、
前記特定した３次元オブジェクトのうち、同一のオブジェクト識別子が関連付けられた３次元オブジェクトを複数含むときは（即ち、同一の工程識別子が関連付けられた作業工程を複数含む場合）、前記位置情報に基づき、当該位置情報に対応しない３次元オブジェクトを除外する（即ち、位置情報に関連する３次元オブジェクトを残す）、
ことを特徴とする。
例えば、オブジェクト識別子や工程識別子に、共通の積算歩掛コード、単価コード、工程やオブジェクトを示す何らかの識別子を使用した場合などには、構造物によっては同じコードによる作業工程や、同じコードを持つ３次元オブジェクトが別の位置で複数含まれることがあり、その場合は、作業工程と３次元オブジェクトとが１対１の関係にならず、重複してしまい作業工程から対応する３次元オブジェクトへの対応付けが失敗してしまうことがある。第５の発明はかかる問題を解決するものであり、本発明によれば、位置情報により作業工程に対応する３次元オブジェクトを１つだけ特定することが可能になる。
また、第６の発明によるＣＡＤ情報生成装置は、
前記オブジェクト識別子は、該オブジェクト識別子に対応する工程識別子と同一である、
ことを特徴とする。
上述したように本発明の解決手段を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、或いは、装置や方法により生成されたＣＡＤデータを用いて３次元プリンタにより形成された立体模型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、本発明を方法として実現させた第７の発明による方法は、
記憶部とプロセッサとを具えたコンピュータを用いたＣＡＤ情報生成方法であって、
前記記憶部が、構造物を構築するための複数の作業工程および該作業工程の各々に関連付けられた工程識別子を含む工程管理データと、該構造物に含まれる構成要素である複数の３次元オブジェクトおよび該３次元オブジェクトの各々に関連付けられたオブジェクト識別子であって、当該３次元オブジェクトの作業工程に関連付けられている工程識別子に対応したオブジェクト識別子を含むＣＡＤ情報とを格納する格納ステップと、
前記プロセッサが、前記構造物を構築するための少なくとも１つの作業工程の作業量情報を取得する取得ステップと、
前記プロセッサが、前記取得ステップにより取得された作業量情報を、前記工程管理データに含まれる作業工程のうちの対応する作業工程に関連付け、作業量情報が関連付けられた作業工程を特定し、当該特定された作業工程の工程識別子を抽出する工程管理ステップと、
前記プロセッサが、前記工程管理ステップにより抽出された工程識別子に基づき、前記ＣＡＤ情報に含まれる複数の３次元オブジェクトから、当該工程識別子に対応したオブジェクト識別子を含む３次元オブジェクトを特定し、特定した３次元オブジェクトを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成するＣＡＤ情報生成ステップと、
を有する。
また、第８の発明によるＣＡＤ情報生成方法は、
前記作業量情報が、
出来高情報、出来高計画情報、或いは、出来高情報と出来高計画情報との組み合わせを含む情報である、
ことを特徴とする。
また、第９の発明によるＣＡＤ情報生成方法は、
前記作業工程の少なくとも１つの作業工程には、当該作業工程の全体の作業量に相当する全体作業量情報が関連付けられ、
前記工程管理ステップが、
前記取得ステップで取得される作業量情報および対応する作業工程の全体作業量情報に基づき、作業工程の全てが終了していない作業工程を特定し、当該作業工程の作業量情報が全体作業量情報に占める割合を求め、
前記ＣＡＤ情報生成ステップが、
前記工程管理ステップにより抽出された工程識別子に基づき、当該工程識別子に対応するオブジェクト識別子を含む前記ＣＡＤ情報に含まれる３次元オブジェクトを特定し、特定した３次元オブジェクトのうち作業工程が全て終了していない３次元オブジェクトから、前記割合を反映した作業量割合反映３次元オブジェクトを生成し、生成した作業量割合反映３次元オブジェクトと、前記特定した３次元オブジェクトのうちの前記作業工程が全て終了していない３次元オブジェクト以外の３次元オブジェクトとを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成する、
ことを特徴とする。
また、第１０の発明によるＣＡＤ情報生成方法は、
前記作業量情報が、
前記作業工程に関連する作業者または装置に装着された測位装置によって取得された位置情報を含み、
前記ＣＡＤ情報生成ステップは、
前記特定した３次元オブジェクトのうち作業工程が全て終了していない３次元オブジェクトに対応する作業工程に対する前記位置情報が取得されている場合は、当該終了していない３次元オブジェクトから、前記割合および前記位置情報を反映した作業量割合兼位置情報反映３次元オブジェクトを生成し、生成した作業量割合兼位置情報反映３次元オブジェクトと、前記特定した３次元オブジェクトのうちの前記作業工程が全て終了していない３次元オブジェクト以外の３次元オブジェクトとを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成する、
ことを特徴とする。
また、第１１の発明によるＣＡＤ情報生成方法は、
前記作業量情報が、
前記作業工程に関連する作業者または装置に装着された測位装置によって取得された位置情報を含み、
前記ＣＡＤ情報生成ステップは、
前記特定した３次元オブジェクトのうち、同一のオブジェクト識別子が関連付けられた３次元オブジェクトを複数含むときは、前記位置情報に基づき、当該位置情報に対応しない３次元オブジェクトを除外する、
ことを特徴とする。
また、第１２の発明によるＣＡＤ情報生成方法は、
前記オブジェクト識別子は、該オブジェクト識別子に対応する工程識別子と同一である、
ことを特徴とする。
例えば、本発明をプログラムとして実現させた第１３の発明によるプログラムは、
第７〜１２の発明のいずれか１つに記載のＣＡＤ情報生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
また、例えば、本発明を記録媒体として実現させた第１４の発明によるコンピュータに読み取り可能な媒体は、
第７〜１２の発明のいずれか１つに記載のＣＡＤ情報生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納したコンピュータに読み取り可能な媒体である。
また、例えば、本発明を立体模型として実現させた第１５の発明による
第７〜１２の発明のいずれか１つに記載のＣＡＤ情報生成方法により生成された工程管理対応ＣＡＤ情報を用いて３次元プリンタにより出力された立体模型である。
本発明によれば、工程管理データに応じた３次元ＣＡＤデータを生成して、構造物の工程の出来高に応じた段階の構造物の３次元ＣＡＤデータを生成することが可能となる。即ち、対象工事の進捗状況を反映したＣＡＤデータを利用して、工事進捗を管理することが可能となる。
図１は、本発明の実施態様１によるＣＡＤ情報生成装置の概要を示すブロック図である。 図２は、実施態様１のＣＡＤ情報生成装置で実行される処理の一例を示すフローチャートである。 図３は、記憶部に格納された盛り土タイプの道路工事の工程管理データを示す模式図である。 図４は、図３の諸データを用いて図２の処理により３次元ＣＡＤデータを生成する仕組みを説明する模式図である。 図５は、図３の諸データを用いて図２の処理により３次元ＣＡＤデータを生成する仕組みを説明する模式図である。 図６は、図３の諸データを用いて図２の処理により３次元ＣＡＤデータを生成する仕組みを説明する模式図である。 図７は、記憶部に格納された盛り土タイプの道路工事の工程管理データおよび工程管理データとＣＡＤのオブジェクトとを関連付ける参照テーブルを示す模式図である。 図８は、実施態様１のＣＡＤ情報生成装置で実行される処理の一例として作業割合に応じたオブジェクトの生成を示すフローチャートである。 図９は、作業工程の割合を反映させる技法を説明する模式図である。 図１０は、作業工程の割合を反映させる技法を説明する模式図である。 図１１は、実施態様１のＣＡＤ情報生成装置で実行される処理の一例としてＧＰＳ装置を利用して作業割合に応じたオブジェクトの生成を示すフローチャートである。 図１２は、作業工程の割合および作業位置を反映させる技法を説明する模式図である。 図１３は、作業工程の作業位置を反映させる技法を説明する模式図である。 図１４は、実施態様１による装置またはプログラムで生成・加工した３次元ＣＡＤデータを３次元プリンタで出力した河川構造物の模式図である。 図１５は、あるオブジェクトの内部構造を示す図である。 図１６は、あるオブジェクトの内部構造を示す図である。
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。
＜実施態様１＞
図１は、本発明の実施態様１によるＣＡＤ情報生成装置の概要を示すブロック図である。図に示すように、ＣＡＤ情報生成装置１００（ＣＤＧ）は、制御部（ＣＰＵなどのプロセッサ）１１０と、入力部１２０と、出力部１３０と、通信部１４０と、記憶部１５０と、表示部１６０とを有する。記憶部１５０には、工程管理データＰＭＤと、ＣＡＤ情報ＣＤＩとが格納されている。制御部１１０は、取得部１１１、工程管理部１１２、ＣＡＤ情報生成部１１３、および３次元出力制御部１１４を有する。
記憶部１５０に格納されている工程管理データＰＭＤは、構造物（構造物には、人工的な構造物、建築物、道路、ダム、池、ゴルフコース、ゴルフ場、港湾、堤防、或いは、土、砂利、石などの自然物の層や丘、小さい山、崖地などを含む、或は、これらの幾つかを組み合わせたものを含む）を構築するための複数の作業工程および該作業工程の各々に関連付けられた工程識別子を含むものである。同様に記憶部１５０に格納されているＣＡＤ情報ＣＤＩは、構造物に含まれる構成要素である複数の３次元オブジェクトおよび該３次元オブジェクトの各々に関連付けられたオブジェクト識別子であって、当該３次元オブジェクトの作業工程に関連付けられている工程識別子に対応したオブジェクト識別子を含むものである。工程管理データＰＭＤは、本装置（CDG100）の記憶部内に格納してあるものを使用するのが好適であるが、処理でデータが必要になったときに、その都度、工程管理サーバＰＭＳからネットワークＮＥＴを介して取得してもよい。或いは、本装置を工程管理サーバＰＭＳやＣＡＤシステムＣＤ１内に内蔵させてもよい。
取得部１１１は、構造物を構築するための少なくとも１つの作業工程の作業量情報（実施した作業工程の出来高、実施計画上の作業工程の予定出来高、具体的には土盛り６０００立方メートル、法面工事４００００平方メートルなど）を取得する。取得部１１１は、ＣＡＤ情報取得部として機能させることも可能である。取得部１１１は、ＣＡＤ情報取得部として機能させるときは、少なくとも人工的な構造物（建物、ビル、ダム、橋、道路などであり、好適には、これら構造物およびこれらが構築される土地の地形など）を含む立体物の３次元ＣＡＤデータであって、前記構造物（立体物）を構成する複数の構成要素のための３次元オブジェクトを含むような３次元ＣＡＤデータを取得し、以下のような関連付けを行った後に記憶部に格納してＣＡＤ情報ＣＤＩとする。取得した構造物の３次元ＣＡＤデータは、ＣＡＤシステムＣＤ１で作成されたものであり、ネットワークＮＥＴを介して通信部１４０により受信され、記憶部１５０に格納しておく。取得した３次元ＣＡＤデータは、３次元出力制御部１１４により、３次元空間上に３次元モデルとしてモデリングされ、この３次元モデル（構造物；立体物）を２次元の平面（投影面）に投影し、この投影された「構造物」（立体物）を表示部１６０が表示する。取得部１１１は、単独で作業工程の作業量情報を取得してもよいが、ユーザによる操作を受け付ける操作受付部（入力部）、または、外部からの情報を取得する通信部１４０などと連携して情報を取得してもよい。
工程管理部１１２は、取得部１１１により取得された作業量情報を、工程管理データに含まれる作業工程のうちの対応する作業工程に関連付け、作業量情報が関連付けられた作業工程を特定し、当該特定された作業工程の工程識別子を抽出する。工程識別子は、工程を示す単語、数字、アルファベット、これらを組み合わせたものを使用するが、好適には積算システムにより設定・使用される積算歩掛コード、単価コードが便利である。また、工程識別子とオブジェクト識別子とを対応付ける必要があるが、同じ識別子として積算歩掛コード、単価コードを使用すれば、対応付けの対照テーブルなどが不要であり、好適には、工程識別子とオブジェクト識別子とで共通のコードを使用する。
ＣＡＤ情報生成部１１３は、工程管理部１１２により抽出された工程識別子に基づき、ＣＡＤ情報に含まれる複数の３次元オブジェクトから、当該工程識別子に対応したオブジェクト識別子を含む３次元オブジェクトを特定し、特定した３次元オブジェクトを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成する。３次元出力制御部１１４は、工程管理対応ＣＡＤ情報を用いた構造物を、３次元空間上に３次元モデルとしてモデリングし、この３次元モデル（構造物；立体物）を２次元の平面（投影面）に投影し、この投影された「構造物」（立体物）を表示部１６０が表示する。例えば、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ，Ｅの５段階の作業工程のうち作業量情報としてＡ、Ｂ，Ｃまでの情報を取得した場合は、作業工程Ａ，Ｂ，Ｃに対応した３次元オブジェクトからなる構築途中段階の構造物が表示部に表示されることとなる。即ち、工程管理データを正確かつタイムリーに反映した３次元ＣＡＤ情報による構造物を画面上や或いは、３次元プリンタによる立体模型で観察することが可能となり、工程管理の見える化が可能となる。
取得した情報やデータ、抽出された工程識別子、生成した３次元ＣＡＤオブジェクト、それを含む３次元ＣＡＤデータは、記憶部１５０に中間データとして格納しておくことが望ましい。３次元出力制御部１１４は、３次元プリンタＰＲＮ１のデバイスドライバ或いは、その機能を有する機能部であり、生成された３次元ＣＡＤデータを用いて、目的の立体物は出力部１３０を介して３次元ＣＡＤプリンタＰＲＮ１に出力（立体印刷）される。３次元出力制御部１１４、或いは、通信部１４０を介して、生成した３次元ＣＡＤデータを外部の装置である端末ＰＣ１に送信／出力し、これらの端末上に格納させてもよい。このように、生成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、後述する他の実施態様でも同様に可能であることに注意されたい。なお、ＣＡＤ情報生成装置１００は、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、サーバ、ＰＣ、タブレット端末などのコンピュータ、或いは、これらコンピュータに、本装置の機能部や処理手順（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プロセッサ、ＣＰＵ（プロセッサやそのキャッシュ）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ＣＡＤ情報生成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。
図２は、実施態様１のＣＡＤ情報生成装置で実行され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にて、記憶部１５０が、構造物を構築するための複数の作業工程および該作業工程の各々に関連付けられた工程識別子を含む工程管理データと、該構造物に含まれる構成要素である複数の３次元オブジェクトおよび該３次元オブジェクトの各々に関連付けられたオブジェクト識別子であって、当該３次元オブジェクトの作業工程に関連付けられている工程識別子に対応したオブジェクト識別子を含むＣＡＤ情報とを格納する。次に、ステップＳ１２では、取得部１１１が、工程管理の対象である構造物を構築するための少なくとも１つの作業工程の作業量情報を取得する。そして、ステップＳ１３にて、工程管理部１１２が、取得された作業量情報を、工程管理データに含まれる作業工程のうちの対応する作業工程に関連付け、作業量情報が関連付けられた作業工程を特定し、当該特定された作業工程の工程識別子を抽出する。ステップＳ１１の格納作業は、最初に１回だけ行い、ステップＳ１２、Ｓ１３は、繰り返し行い、例えば、日毎、週毎に取得して、関連付けし、抽出しておくことが好適である。
次に、ステップＳ１４にて、ＣＡＤ情報生成部１１３が、抽出された工程識別子に基づき、ＣＡＤ情報に含まれる複数の３次元オブジェクトから、当該工程識別子に対応したオブジェクト識別子を含む３次元オブジェクトを特定し、特定した３次元オブジェクトを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成する。最後に、ステップＳ１５では、３次元出力制御部１１４（ＣＡＤソフトウェアモジュールなど）が、工程管理対応ＣＡＤ情報が規定する構造物を表示部１６０に描画する。或いは、３次元プリンタＰＲＮ１に出力して、当該工程の出来高や作業段階を示す立体模型を形成してもよい。また、３次元出力制御部は、生成された３次元データを外部の他の３次元プリンタやＣＡＤシステムに出力してもよい。生成された３次元データは、施工段階の状況を確認するために、当該データを使って立体物を表示部に表示させたり、記憶部１５０に格納したりしてもよい。上述したように、格納ステップは毎回実行する必要はなく、対象とするデータや情報が変更されない限り１回だけ実行しておくことで足りる。
図３は、記憶部に格納された盛り土タイプの道路工事の工程管理データを示す模式図である。図に示すように、工程管理データＰＭＤ１は、横軸に時間、縦軸に工程の順序を規定したものであり、表示する際には、図のようなガンチャート形式とすることが好適である。本実施態様では、盛り土タイプの道路工事は、４つの作業工程から構成されるものとする。１番目の作業工程が盛り土工事Ｐ１であり、２番目の作業工程が法面整形（補正）工事Ｐ２であり、３番目の作業工程が路体工事Ｐ３であり、４番目の作業工程が道路工事Ｐ４である。このように、各作業工程は、順序が規定されている。各作業工程には、工程識別子が関連付けられているが、これには、見積りシステムや積算システムで使用される歩掛コード、単価コード、積算コードなどを呼ばれる英数字からなる識別子を使うのが好適である。この例では、盛り土工事Ｐ１には工程識別子Ｍ６００、法面整形工事Ｐ２には工程識別子Ｎ５００、路体工事Ｐ３には工程識別子Ｒ７８０、道路工事Ｐ４には工程識別子Ｒ９００が、それぞれ関連付けられている。
各作業工程に対する作業量情報、例えば、「盛り土工事、３００立米」を取得した場合は、本装置は、対応する作業工程である盛り土工事Ｐ１に関連付けて、作業量情報ＰＱ１として記憶部に格納して管理する。実際の出来高や計画出来高などの作業量の管理機能は、工事施工計画管理システムなどに実装されるものと類似するものである。
図３の下部にはＣＡＤ情報ＣＤＩ１０、即ち、当該ＣＡＤ情報が規定する構造物ＯＢ１０が提示される。構造物ＯＢ１０に含まれる構成要素である複数の３次元オブジェクトは、地盤ＥＬ１０、盛り土ＥＬ１１，法面補強コンクリートＥＬ１２，路体ＥＬ１３，道路ＥＬ１４が表示されている。これらオブジェクトにそれぞれオブジェクト識別子が関連付けられているが、オブジェクトのリザーブフィールドなどにオブジェクト識別子を含ませておくことが好適である。この例では、盛り土ＥＬ１１にはオブジェクト識別子Ｍ６００、法面補強コンクリートＥＬ１２にはオブジェクト識別子Ｎ５００、路体ＥＬ１３にはオブジェクト識別子Ｒ７８０，道路ＥＬ１４にはオブジェクト識別子Ｒ９００がそれぞれ関連付けられている。地盤ＥＬ１０は、作業工程のどの段階でも存在するものであるため、一番最初の工程である盛り土と同じオブジェクト識別子を関連付けておくか、ＣＡＤ情報を生成する際には必ず含ませるような構成にしておくことが便利である。このように、工程管理のデータと、ＣＡＤ情報とを対応付け、関連付けしておけば、出来高情報である作業量情報を順次取得していけば、終了した作業工程の状態を正確に規定したオブジェクトを含むＣＡＤ情報によって、当該作業工程状況を正確に規定した立体構造物を表示したり、立体模型として形成したりすることが可能となる。
図４は、図３の諸データを用いて図２の処理により３次元ＣＡＤデータを生成する仕組みを説明する模式図である。本実施態様では、取得部が作業情報として「盛り土工事」の出来高情報を取得したケースで説明する。図に示すように、盛り土工事Ｐ１に対する出来高情報が取得された後、工程管理部が、取得された作業量情報を、工程管理データＰＭＤ１１に含まれる作業工程のうちの対応する作業工程である盛り土工事Ｐ１に関連付けて作業量情報ＰＱ１として格納し、作業量情報が関連付けられた作業工程を特定し、当該特定された作業工程の工程識別子Ｍ６００を抽出する。次に、ＣＡＤ情報生成部が、抽出された工程識別子Ｍ６００に基づき、ＣＡＤ情報ＣＤＩ１０（ＯＢ１０）に含まれる複数の３次元オブジェクトから、当該工程識別子に対応したオブジェクト識別子Ｍ６００を含む３次元オブジェクトである盛り土ＥＬ１１を特定し、特定した３次元オブジェクトと、全ての工事に亘って不変で存在するオブジェクトである地盤ＥＬ１０を含む工程管理対応ＣＡＤ情報ＣＤＩ１１（構造物ＯＢ１１）を生成する。
盛り土ＥＬ１１をそのまま含ませても良いが、実際には、盛り土ＥＬ１１の上部はその後の工程のローラー圧縮で凹部が形成されることとなり、この段階では当該オブジェクトの上部は平坦であり、実際の工事状況とは、少しだけ不一致となる。このような最終段階と途中段階でオブジェクトが変化する場合に対応するために、途中段階の３次元オブジェクトである途中段階の盛り土ＥＬ１１−１を記憶部に格納しておき、この段階では、途中段階の盛り土ＥＬ１１−１（同じ識別子を割り当てておく）を含むＣＡＤ情報を生成することが、工事の途中の構造物を正確に再現するのでより望ましい。盛り土の後続の工程の出来高情報（この例では、路体工事）が取得された段階で、本来の盛り土ＥＬ１１に置換した（戻した）ＣＡＤ情報を生成するような置換ルールを記憶部に格納して適宜そのルールを使用することが好適である。このようにして、ＣＡＤ情報生成部が、抽出した３次元オブジェクト群を含む３次元ＣＡＤデータを、取得した作業量情報に基づき、当該工程が終了段階の立体物を造形する中間段階の立体物模型のための３次元ＣＡＤデータとして生成する。生成した３次元ＣＡＤデータで描画したものが、工事の途中の立体物オブジェクトＯＢ１１である。生成した３次元ＣＡＤデータを３次元プリンタで印刷・造形すれば、このような作業工程のある段階の終了時点の立体模型を作成することが可能となる。
図５は、図３の諸データを用いて図２の処理により３次元ＣＡＤデータを生成する仕組みを説明する模式図である。本実施態様では、取得部が作業情報として「盛り土工事」、「法面整形工事」の出来高情報を取得したケースで説明する。図に示すように、盛り土工事Ｐ１、法面整形工事Ｐ２に対する出来高情報が取得された後、工程管理部が、取得された作業量情報を、工程管理データＰＭＤ１２に含まれる作業工程のうちの対応する作業工程である盛り土工事Ｐ１、法面整形工事Ｐ２にそれぞれ関連付けて作業量情報ＰＱ１、ＰＱ２として格納し、作業量情報が関連付けられた作業工程を特定し、当該特定された作業工程の工程識別子Ｍ６００、Ｎ５００を抽出する。次に、ＣＡＤ情報生成部が、抽出された工程識別子Ｍ６００、Ｎ５００に基づき、ＣＡＤ情報ＣＤＩ１０（ＯＢ１０）に含まれる複数の３次元オブジェクトから、当該工程識別子に対応したオブジェクト識別子Ｍ６００、Ｎ５００を含む３次元オブジェクトである盛り土ＥＬ１１（実際には、盛り土ＥＬ１１−１に置換される）、法面補強コンクリートＥＬ１２を特定し、特定した３次元オブジェクトと、全ての工事に亘って不変で存在するオブジェクトである地盤ＥＬ１０を含む工程管理対応ＣＡＤ情報ＣＤＩ１２（構造物ＯＢ１２）を生成する。
このようにして、ＣＡＤ情報生成部が、抽出した３次元オブジェクト群を含む３次元ＣＡＤデータを、取得した作業量情報に基づき、当該工程が終了段階の立体物を造形する中間段階の立体物模型のための３次元ＣＡＤデータとして生成する。生成した３次元ＣＡＤデータで描画したものが、工事の途中の立体物オブジェクトＯＢ１２である。生成した３次元ＣＡＤデータを３次元プリンタで印刷・造形すれば、このような作業工程のある段階の終了時点の立体模型を作成することが可能となる。
図６は、図３の諸データを用いて図２の処理により３次元ＣＡＤデータを生成する仕組みを説明する模式図である。本実施態様では、取得部が作業情報として「盛り土工事」、「法面整形工事」、「路体工事」の出来高情報をそれぞれ取得したケースで説明する。図に示すように、盛り土工事Ｐ１、法面整形工事Ｐ２、路体工事Ｐ３に対する出来高情報が取得された後、工程管理部が、取得された作業量情報を、工程管理データＰＭＤ１３に含まれる作業工程のうちの対応する作業工程である盛り土工事Ｐ１、法面整形工事Ｐ２、路体工事Ｐ３にそれぞれ関連付けて作業量情報ＰＱ１、ＰＱ２、ＰＱ３として格納し、作業量情報が関連付けられた作業工程を特定し、当該特定された作業工程の工程識別子Ｍ６００、Ｎ５００，Ｒ７８０を抽出する。この段階では、道路工事Ｐ４に対する作業業情報ＰＱ４の中身がないためこれに対応するオブジェクトを含む情報は生成されない。次に、ＣＡＤ情報生成部が、抽出された工程識別子Ｍ６００、Ｎ５００，Ｒ７８０に基づき、ＣＡＤ情報ＣＤＩ１０（ＯＢ１０）に含まれる複数の３次元オブジェクトから、当該工程識別子に対応したオブジェクト識別子Ｍ６００、Ｎ５００，Ｒ７８０を含む３次元オブジェクトである盛り土ＥＬ１１（ここでは、盛り土ＥＬ１１−１を使わず、最終構造物に含まれるオブジェクトを使う）、法面補強コンクリートＥＬ１２、路体ＥＬ１３を特定し、特定した３つの３次元オブジェクトと、全ての工事に亘って不変で存在するオブジェクトである地盤ＥＬ１０を含む工程管理対応ＣＡＤ情報ＣＤＩ１３（構造物ＯＢ１３）を生成する。
このようにして、ＣＡＤ情報生成部が、抽出した３次元オブジェクト群を含む３次元ＣＡＤデータを、取得した作業量情報に基づき、当該工程が終了段階の立体物を造形する中間段階の立体物模型のための３次元ＣＡＤデータとして生成する。生成した３次元ＣＡＤデータで描画したものが、工事の途中の立体物オブジェクトＯＢ１３である。生成した３次元ＣＡＤデータを３次元プリンタで印刷・造形すれば、このような作業工程のある段階の終了時点の立体模型を作成することが可能となる。
上記の例では作業量情報としては、実際の出来高情報を使用したが、出来高計画情報、或いは、出来高情報と出来高計画情報との組み合わせを含む情報でもよい。例えば、出来高計画情報を使用する場合には、例えば、日付などで想定出来高を反映したＣＡＤ情報を生成して、画面上や立体模型として進捗計画を管理・検証することが可能となる。
図７は、記憶部に格納された盛り土タイプの道路工事の工程管理データおよび工程管理データとＣＡＤのオブジェクトとを関連付ける参照テーブルを示す模式図である。この例では、図に示すように、工程管理データＰＭＤ１は、図３のものと同様のものであるため説明を省略する。この例では、ＣＡＤ情報ＣＤＩ１５、即ち、当該ＣＡＤ情報が規定する構造物ＯＢ１５に含まれる構成要素の３次元オブジェクトである盛り土ＥＬ１１にはオブジェクト識別子ＫＫ６００、法面補強コンクリートＥＬ１２にはオブジェクト識別子ＫＫ５００、路体ＥＬ１３にはオブジェクト識別子ＫＫ７８０，道路ＥＬ１４にはオブジェクト識別子ＫＫ９００がそれぞれ関連付けられている。即ち、本実施態様では、工程管理データにおける工程識別子と、ＣＡＤ側でのオブジェクト識別子とが同一でないため、この両者の対応付けを行う参照テーブルＲＥＦ１を用いて、工程識別子から対応するオブジェクトを抽出する。参照テーブルＲＥＦ１は、盛り土工事の工程識別子Ｍ６００と、盛り土ＥＬ１１のオブジェクト識別子ＫＫ６００とが対応付けられた対象要素Ｒ１、法面整形工事の工程識別子Ｎ５０００と、法面補強コンクリートＥＬ１２のオブジェクト識別子ＫＫ５００とが対応付けられた対象要素Ｒ２、路体工事の工程識別子Ｒ７８０と、路体ＥＬ１３のオブジェクト識別子ＫＫ７８０とが対応付けられた対象要素Ｒ３、道路工事の工程識別子Ｒ９００と、道路ＥＬ１４のオブジェクト識別子ＫＫ９００とが対応付けられた対象要素Ｒ４を含む。本装置は、双方で識別子が不一致の場合には、このような参照テーブルを使用することが可能である。
図３−７に示すように、作業量情報として、毎日、あるいは週毎などの一定期間において当該作業の作業量を入力・取得して管理してある。このような場合、例えば、盛り土作業が全て完了していない中間段階で当該作業状況を示すＣＡＤ情報を生成しても、全ての作業終了段階の盛り土ＥＬ１１を含むＣＡＤ情報が生成されてしまう。このような状況で、正確に作業状況を反映する技法を次に説明する。
図８は、実施態様１のＣＡＤ情報生成装置で実行される処理の一例として作業割合に応じたオブジェクトの生成を示すフローチャートである。ステップＳ２１では、作業工程には、当該作業工程の全体の作業量に相当する全体作業量情報（例えば、作業工程全体の作業物理量である土盛り３０００立方ｍ、法面工事４００００平方ｍなど）を関連付ける。次にステップＳ２２にて、工程管理部が、取得部で取得される作業量情報（例えば、作業工程全体のうち実施した出来高数値、土盛り１００立方ｍなど）および対応する作業工程の全体作業量情報に基づき、作業工程の全てが終了していない作業工程を特定し、当該作業工程の作業量情報が全体作業量情報に占める割合を求める。ステップＳ２３にて、ＣＡＤ情報生成部が、工程管理部により抽出された工程識別子に基づき、当該工程識別子に対応するオブジェクト識別子を含む前記ＣＡＤ情報に含まれる３次元オブジェクトを特定し、特定した３次元オブジェクトのうち作業工程が全て終了していない３次元オブジェクトから、前記割合を反映した作業量割合反映３次元オブジェクト（例えば、１０％終了であるなら、完成オブジェクトのうち１０％の容量、面積、高さ、幅などのオブジェクトを切り取ったものや修正したもの）を生成し、生成した作業量割合反映３次元オブジェクトと、前記特定した３次元オブジェクトのうちの前記作業工程が全て終了していない３次元オブジェクト以外の３次元オブジェクトとを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成する。最後に、ステップＳ２４では、３次元出力制御部１１４（ＣＡＤソフトウェアモジュールなど）が、工程管理対応ＣＡＤ情報が規定する構造物を表示部１６０に描画する。このフローによれば、作業の進捗状況に応じた作業量割合反映３次元オブジェクトを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成することが可能となり、より作業実態を正確に反映した構造物を描画したり、模型を生成したりすることが可能となる。
図９は、作業工程の割合を反映させる技法を説明する模式図である。まず、各作業工程には、当該作業工程の全体の作業量に相当する全体作業量情報が関連付けられる。具体的には、工程管理データＰＭＤ１１−２において、各作業工程「盛り土工事Ｐ１−１」、「法面整形工事Ｐ２−１」、「路体工事Ｐ３−１」、「道路工事Ｐ４−１」には、それぞれ、作業工程全体の作業物理量である土盛り６０００立方ｍ、法面工事５００００平方ｍ、路体工事７８００平方ｍ，道路工事７８００平方ｍを全体作業量情報として関連付ける。このとき、図のように、作業量情報としてＰＱ１−１（出来高３０００立方ｍ）を取得した場合、作業終了割合は、
（出来高３０００立方ｍ／全体の作業物理量である土盛り６０００立方ｍ）
から割合は５０％（１／２）と求まる。そこで、抽出、生成されたオブジェクト盛り土ＥＬ１１−１から、この作業終了割合５０％に相当する作業量割合反映３次元オブジェクト盛り土ＥＬ１１−１−Ｈを、既知のＣＡＤ合成・変形技法により、合成、変形、生成したりして、この合成・変形・生成したもので置換する。出来高が１５００立方ｍならば、割合は２５％（１／４）となり、当該割合に応じて本装置により合成、変形、生成した作業量割合反映３次元オブジェクトを含むＣＡＤ情報が生成される。もちろん、複数の作業工程において、その作業工程の出来高の作業工程全体での割合に応じた大きさの各作業量割合反映３次元オブジェクトを含むＣＡＤ情報を生成することが可能である。こうすることで、１つ１つの作業工程の細かい終了段階／終了状況に応じた３次元オブジェクトを得ることが可能となる。このとき、割合に応じた変形や生成には、基本的には、作業量の単位が容量の場合には、下部の物を残して上側を削るルール（即ち、対象オブジェクトの下部から形成させていくルール）で行い、作業量の単位が面積の場合には、所定の作業開始点、作業開始線を設定しておきその点や線から形成させるルールが行うことが好適である。なお、ＧＰＳ装置などの測位装置により、出来高箇所にほぼ忠実に作業終了箇所（位置、部分）を特定して実施する技法は後で詳細に説明する。
図１０は、作業工程の割合を反映させる技法を説明する模式図である。まず、各作業工程には、当該作業工程の全体の作業量に相当する全体作業量情報が関連付けられる。具体的には、工程管理データＰＭＤ１１−３において、各作業工程「盛り土工事Ｐ１−１」、「法面整形工事Ｐ２−１」、「路体工事Ｐ３−１」、「道路工事Ｐ４−１」には、それぞれ、作業工程全体の作業物理量である土盛り６０００立方ｍ、法面工事５００００平方ｍ、路体工事７８００平方ｍ，道路工事７８００平方ｍを全体作業量情報として関連付ける。このとき、図のように、作業量情報としてＰＱ１−２（出来高６０００立方ｍ）を取得した場合、作業終了割合は、１００％である。この場合には、そのまま完成オブジェクトがＣＡＤ情報に含ませるものとして抽出される。
次に、作業量情報としてＰＱ２−１（出来高４００００平方ｍ）を取得した場合、作業終了割合は、８０％である。
（出来高４０００平方ｍ／全体の作業物理量である法面面積５０００平方ｍ）
から割合は８０％（４／５）と求まる。そこで、抽出、生成されたオブジェクト法面補強コンクリートＥＬ１２から、この作業終了割合８０％に相当する作業量割合反映３次元オブジェクト法面補強コンクリートＥＬ１２−Ｈを、既知のＣＡＤ合成・変形技法により、合成、変形、生成したりして、この合成・変形・生成したもので置換する。こうすることで、１つ１つの作業工程の細かい終了段階／終了状況に応じたオブジェクトを得ることが可能となる。
図１１は、実施態様１のＣＡＤ情報生成装置で実行される処理の一例としてＧＰＳ装置を利用して作業割合に応じたオブジェクトの生成を示すフローチャートである。ステップＳ３１では、作業工程には、当該作業工程の全体の作業量に相当する全体作業量情報（例えば、作業工程全体の作業物理量である土盛り３０００立方ｍ、法面工事４００００平方ｍなど）を関連付ける。次に、ステップＳ３２では、作業工程に関連する作業者または装置に装着されたＧＰＳ装置（例えば、ＧＰＳ装置を具えた重機、ＧＰＳ機能を含む携帯電話装置を持つ作業者）で取得された作業位置情報を含む作業工程の作業量情報を取得する。次にステップＳ３３にて、工程管理部が、取得部で取得される作業量情報（例えば、作業工程全体のうち実施した出来高数値、土盛り１００立方ｍなど）および対応する作業工程の全体作業量情報に基づき、作業工程の全てが終了していない作業工程を特定し、当該作業工程の作業量情報が全体作業量情報に占める割合を求める。ステップＳ３４では、特定した３次元オブジェクトのうち作業工程が全て終了していない３次元オブジェクトに対応する作業工程に対する前記位置情報が取得されている場合は、当該終了していない３次元オブジェクトから、前記割合および前記位置情報を反映した作業量割合兼位置情報反映３次元オブジェクトを生成し、生成した作業量割合兼位置情報反映３次元オブジェクトと、前記特定した３次元オブジェクトのうちの前記作業工程が全て終了していない３次元オブジェクト以外の３次元オブジェクトとを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成する、最後に、ステップＳ３５では、３次元出力制御部１１４（ＣＡＤソフトウェアモジュールなど）が、工程管理対応ＣＡＤ情報が規定する構造物を表示部１６０に描画する。このフローによれば、作業の進捗状況および作業位置情報に応じた作業量割合兼位置情報反映３次元オブジェクトを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成することが可能となり、より作業実態を正確に反映した構造物を描画したり、模型を生成したりすることが可能となる。
図１２は、作業工程の割合および作業位置を反映させる技法を説明する模式図である。まず、各作業工程には、当該作業工程の全体の作業量に相当する全体作業量情報が関連付けられる。具体的には、工程管理データＰＭＤ１１−４において、各作業工程「盛り土工事Ｐ１−１」、「法面整形工事Ｐ２−１」、「路体工事Ｐ３−１」、「道路工事Ｐ４−１」には、それぞれ、作業工程全体の作業物理量である土盛り６０００立方ｍ、法面工事５００００平方ｍ、路体工事７８００平方ｍ，道路工事７８００平方ｍを全体作業量情報として関連付ける。このとき、図のように、作業量情報としてＰＱ１−２（出来高６０００立方ｍ）を取得した場合、作業終了割合は、１００％である。この場合には、そのまま完成オブジェクトがＣＡＤ情報に含ませるものとして抽出される。
次に、作業量情報としてＰＱ２−１（出来高４００００平方ｍ）を取得した場合、作業終了割合は、８０％である。
（出来高４０００平方ｍ／全体の作業物理量である法面面積５０００平方ｍ）
から割合は８０％（４／５）と求まる。そこで、抽出、生成されたオブジェクト法面補強コンクリートＥＬ１２から、この作業終了割合８０％に相当する作業量割合反映３次元オブジェクト法面補強コンクリートＥＬ１２−Ｈを、既知のＣＡＤ合成・変形技法により、合成、変形、生成したりして、この合成・変形・生成したもので置換する。こうすることで、１つ１つの作業工程の細かい終了段階／終了状況に応じたオブジェクトを得ることが可能となる。
次に、作業量情報としてＰＱ３−１（出来高６２４０平方ｍ）を取得した場合、作業終了割合は、８０％である。
（出来高６２４０平方ｍ／全体の作業物理量である路体工事面積７８００平方ｍ）
から割合は８０％（４／５）と求まる。この実施態様以前の技法では、当該オブジェクトのうち工事終了したものとして生成するオブジェクトは、一定の予め定めたルールで生成してあるが、必ずしも工事進捗を正確に反映したものではない。例えば、通常は、北側からする工事を南側から開始したり、現場の状況に応じて臨機応変に工事個所が変更されたりすることが起こり得る。そこで、本実施態様では、作業量情報にＧＰＳ装置で取得された作業位置情報を含むものを利用して、作業済の箇所をより現場の状況に近いものとしてオブジェクトやＣＡＤ情報に反映する技法を説明する。
図１２に示すように、路体工事Ｐ３については、作業量情報に位置情報ＬＩ１０を含むものを取得する。本装置は、この位置情報ＬＩ１０である作業位置の軌跡を含む範囲を含むオブジェクトを生成する。即ち、オブジェクト路体ＥＬ１３と、位置情報ＬＩ１０の情報とを重ね合わせて、作業量割合兼位置情報反映３次元オブジェクトを生成する際にはその位置を優先的に残すように、元のオブジェクトから生成、修正を行う。これが、作業量割合兼位置情報反映３次元オブジェクトである、これを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成することで、作業位置も反映したオブジェクト路体ＥＬ１３−１−Ｈを得ることが可能となる。
図１３は、作業工程の作業位置を反映させる技法を説明する模式図である。図に示すように、同じ工程識別子とオブジェクト識別子ＫＫ７８０が関連付けられているオブジェクト路体ＥＬ２０、ＥＬ２１が存在する場合がある。このような場合には、作業量情報として検索キーとして工程識別子（オブジェクト識別子）ＫＫ７８０を使用した場合、２つのオブジェクトのうちどちらの作業工程を選択、抽出してよいのか不明である。本装置は、このような場合に、作業量情報に、作業工程に関連する作業者または装置に装着された測位装置（例えば、ＧＰＳ装置を具えた重機、ＧＰＳ機能を含む携帯電話装置を持つ作業者）によって取得された位置情報を含ませ、ＣＡＤ情報生成部が、特定した３次元オブジェクトのうち、同一のオブジェクト識別子が関連付けられた３次元オブジェクトを複数含むときは（即ち、同一の工程識別子が関連付けられた作業工程を複数含む場合）、前記位置情報に基づき、当該位置情報に対応しない３次元オブジェクトを除外する（即ち、位置情報に関連する３次元オブジェクトを残す）。このように、作業位置情報を活用することによって、複数の同じ識別子を持つようなＣＡＤ情報や工程管理データの場合であっても、作業状況を適正に反映したＣＡＤ情報を得ることが可能となる。
図１４は、実施態様１による装置またはプログラムで生成・加工した３次元ＣＡＤデータを３次元プリンタで出力した河川構造物の模式図である。図に示すように、立体物オブジェクトＯＢ５０が完成形の河川構造物であり、本装置またはプログラムで生成・加工した３次元ＣＡＤデータは、任意の出来高による施工段階の河川構造物を出力することが可能である。この例では、第１の自然石にアンカー付きシャフトを打ち込んで設置した工程（第１層の工程）が完了し、それに第２層の工程の中間段階である中詰材（砕石）を５０％ほど終えた状態の河川構造物の立体物オブジェクトＯＢ５１を３次元プリンタで出力した模式図が示されている。このように、本発明の実施態様によれば、このような複雑な構造物も任意の工程の任意の終了割合の段階で出力することが可能となる。
図１５は、あるオブジェクトの内部構造を示す図である。図に示すように、ある作業工程で作成されるオブジェクトＳＬｍｄｌ−ｎの表面には、パターンデータとして横に配設した鉄筋ＲＦｓｔの色彩および模様が貼り付けられている。本装置のＣＡＤ情報に含まれる３次元オブジェクトには、その内部構造を示すパターンデータを関連付けておくことが可能であり、必要に応じて、３次元オブジェクトの表面に貼り付けることが可能である。特に、当該オブジェクトが作業途中である場合に、このようなパターンデータを貼り付けることによって、作業工程の途中の状況を示すと同時に、内部構造を示すことが可能となる。ユーザは、立体模型のオブジェクト表面に描画されるパターンを見て、容易に内部構造（この例では、配設した鉄筋の状況）を理解することが可能となる。このパターンデータとして横に配設した鉄筋ＲＦｓｔは、上面ではなく、側面に貼り付けることも可能である。
図１６は、あるオブジェクトの内部構造を示す図である。図に示すように、ある作業工程で作成されるオブジェクトＳＬｍｄｌ−ｎの表面を、今度は別パターンデータを貼り付けたオブジェクトＳＬｍｄｌ−ｎ１として構成したものである。パターンデータとしては、縦に配設した鉄筋ＲＦｂａｒの色彩、模様、および形状が貼り付けられ、突起部となっている。また、鉄筋記号ＲＦｂａｒ−ｔｘｔが記号として貼り付けられており、これには当業者が使用する記号である「Ｄ２２−＠２００」が記載されている。この意味は、直径２２ｍｍの鉄筋が２００本敷設されることを意味しており、当業者は容易に部材を理解できる。ユーザは、立体模型を成型した後、この面に描画、および、立体形成された「突起部」や「記号」を見たり、触ったりして、容易に切断部の内部構造や内部空間の形状や部屋割などの空間的な構成を理解することが可能となる。図１５および図１６においては、当該パターンの代わりにバーコードを使用したり、パターンを側面に貼り付けたりすることも可能である。バーコードなどのパターンは、目視したり、携帯端末などのバーコードリーダで読み取ったりすることが可能である。携帯端末から、本システムにアクセスして、付加情報を読み出すことも可能である。
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。各実施態様では、ＣＡＤ情報としては３次元オブジェクトを使用したが、２次元オブジェクトである線（直線、曲線）に関連付けても同様の効果を奏するものであることに注意されたい。
１００ データ生成装置
１１０ 制御部
１１１ 取得部
１１２ 工程管理部
１１３ ＣＡＤ情報生成部
１１４ ３次元出力制御部
１２０ 入力部
１３０ 出力部
１４０ 通信部
１５０ 記憶部
１６０ 表示部
ＣＤＩ１０ ＣＡＤ情報
ＣＤＩ１１ ＣＡＤ情報
ＣＤＩ１２ ＣＡＤ情報
ＣＤＩ１３ ＣＡＤ情報
ＣＤＩ１５ ＣＡＤ情報
ＥＬ１０ 地盤
ＥＬ１１ 盛り土
ＥＬ１２ 法面補強コンクリート
ＥＬ１３ 路体
ＥＬ１４ 道路
ＬＩ１０ 位置情報
ＮＥＴ ネットワーク
ＯＢ１０ 構造物
ＯＢ１１ 構造物
ＯＢ１２ 構造物
ＯＢ１３ 構造物
ＯＢ１５ 構造物
ＯＢ５０ 立体物オブジェクト
ＯＢ５１ 立体物オブジェクト
Ｐ１ 盛り土工事
Ｐ２ 法面整形工事
Ｐ２ 法面整形工事
Ｐ３ 路体工事
Ｐ４ 道路工事
ＰＣ１ 端末
ＰＭＤ 工程管理データ
ＰＭＤ１ 工程管理データ
ＰＭＤ１１ 工程管理データ
ＰＭＤ１２ 工程管理データ
ＰＭＤ１３ 工程管理データ
ＰＭＳ 工程管理サーバ
ＰＱ１−４ 作業量情報
ＰＲＮ１ ３次元プリンタ
Ｒ１ 対象要素
Ｒ２ 対象要素
Ｒ３ 対象要素
Ｒ４ 対象要素
ＲＥＦ１ 参照テーブル

Claims (13)

  1. 構造物を構築するための複数の作業工程および該作業工程の各々に関連付けられた工程識別子を含む工程管理データと、該構造物に含まれる構成要素である複数の３次元オブジェクトおよび該３次元オブジェクトの各々に関連付けられたオブジェクト識別子であって、当該３次元オブジェクトの作業工程に関連付けられている工程識別子に対応したオブジェクト識別子を含むＣＡＤ情報とを格納する記憶部と、
    前記構造物を構築するための少なくとも１つの作業工程の作業量情報を取得する取得部と、
    前記取得部により取得された作業量情報を、前記工程管理データに含まれる作業工程のうちの対応する作業工程に関連付け、作業量情報が関連付けられた作業工程を特定し、当該特定された作業工程の工程識別子を抽出する工程管理部と、
    前記工程管理部により抽出された工程識別子に基づき、前記ＣＡＤ情報に含まれる複数の３次元オブジェクトから、当該工程識別子に対応したオブジェクト識別子を含む３次元オブジェクトを特定し、特定した３次元オブジェクトを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成するＣＡＤ情報生成部と、
    を有し、
    前記作業工程の少なくとも１つの作業工程には、当該作業工程の全体の作業量に相当する全体作業量情報が関連付けられ、
    前記工程管理部が、
    前記取得部で取得される作業量情報および対応する作業工程の全体作業量情報に基づき、作業工程の全てが終了していない作業工程を特定し、当該作業工程の作業量情報が全体作業量情報に占める割合を求め、
    前記ＣＡＤ情報生成部が、
    前記工程管理部により抽出された工程識別子に基づき、当該工程識別子に対応するオブジェクト識別子を含む前記ＣＡＤ情報に含まれる３次元オブジェクトを特定し、特定した３次元オブジェクトのうち作業工程が全て終了していない３次元オブジェクトから、前記割合を反映した作業量割合反映３次元オブジェクトを生成し、生成した作業量割合反映３次元オブジェクトと、前記特定した３次元オブジェクトのうちの前記作業工程が全て終了していない３次元オブジェクト以外の３次元オブジェクトとを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成する、
    ことを特徴とするＣＡＤ情報生成装置。
  2. 請求項１に記載のＣＡＤ情報生成装置において、
    前記作業量情報が、
    出来高情報、出来高計画情報、或いは、出来高情報と出来高計画情報との組み合わせを含む情報である、
    ことを特徴とするＣＡＤ情報生成装置。
  3. 請求項２に記載のＣＡＤ情報生成装置において、
    前記作業量情報が、
    前記作業工程に関連する作業者または装置に装着された測位装置によって取得された位置情報を含み、
    前記ＣＡＤ情報生成部は、
    前記特定した３次元オブジェクトのうち作業工程が全て終了していない３次元オブジェクトに対応する作業工程に対する前記位置情報が取得されている場合は、当該終了していない３次元オブジェクトから、前記割合および前記位置情報を反映した作業量割合兼位置情報反映３次元オブジェクトを生成し、生成した作業量割合兼位置情報反映３次元オブジェクトと、前記特定した３次元オブジェクトのうちの前記作業工程が全て終了していない３次元オブジェクト以外の３次元オブジェクトとを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成する、
    ことを特徴とするＣＡＤ情報生成装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のＣＡＤ情報生成装置において、
    前記作業量情報が、
    前記作業工程に関連する作業者または装置に装着された測位装置によって取得された位置情報を含み、
    前記ＣＡＤ情報生成部は、
    前記特定した３次元オブジェクトのうち、同一のオブジェクト識別子が関連付けられた３次元オブジェクトを複数含むときは、前記位置情報に基づき、当該位置情報に対応しない３次元オブジェクトを除外する、
    ことを特徴とするＣＡＤ情報生成装置。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のＣＡＤ情報生成装置において、
    前記オブジェクト識別子は、該オブジェクト識別子に対応する工程識別子と同一である、
    ことを特徴とするＣＡＤ情報生成装置。
  6. 記憶部とプロセッサとを具えたコンピュータを用いたＣＡＤ情報生成方法であって、
    前記記憶部が、構造物を構築するための複数の作業工程および該作業工程の各々に関連付けられた工程識別子を含む工程管理データと、該構造物に含まれる構成要素である複数の３次元オブジェクトおよび該３次元オブジェクトの各々に関連付けられたオブジェクト識別子であって、当該３次元オブジェクトの作業工程に関連付けられている工程識別子に対応したオブジェクト識別子を含むＣＡＤ情報とを格納する格納ステップと、
    前記プロセッサが、前記構造物を構築するための少なくとも１つの作業工程の作業量情報を取得する取得ステップと、
    前記プロセッサが、前記取得ステップにより取得された作業量情報を、前記工程管理データに含まれる作業工程のうちの対応する作業工程に関連付け、作業量情報が関連付けられた作業工程を特定し、当該特定された作業工程の工程識別子を抽出する工程管理ステップと、
    前記プロセッサが、前記工程管理ステップにより抽出された工程識別子に基づき、前記ＣＡＤ情報に含まれる複数の３次元オブジェクトから、当該工程識別子に対応したオブジェクト識別子を含む３次元オブジェクトを特定し、特定した３次元オブジェクトを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成するＣＡＤ情報生成ステップと、
    を有し、
    前記作業工程の少なくとも１つの作業工程には、当該作業工程の全体の作業量に相当する全体作業量情報が関連付けられ、
    前記工程管理ステップが、
    前記取得ステップで取得される作業量情報および対応する作業工程の全体作業量情報に基づき、作業工程の全てが終了していない作業工程を特定し、当該作業工程の作業量情報が全体作業量情報に占める割合を求め、
    前記ＣＡＤ情報生成ステップが、
    前記工程管理ステップにより抽出された工程識別子に基づき、当該工程識別子に対応するオブジェクト識別子を含む前記ＣＡＤ情報に含まれる３次元オブジェクトを特定し、特定した３次元オブジェクトのうち作業工程が全て終了していない３次元オブジェクトから、前記割合を反映した作業量割合反映３次元オブジェクトを生成し、生成した作業量割合反映３次元オブジェクトと、前記特定した３次元オブジェクトのうちの前記作業工程が全て終了していない３次元オブジェクト以外の３次元オブジェクトとを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成する、
    ことを特徴とするＣＡＤ情報生成方法。
  7. 請求項６に記載のＣＡＤ情報生成方法において、
    前記作業量情報が、
    出来高情報、出来高計画情報、或いは、出来高情報と出来高計画情報との組み合わせを含む情報である、
    ことを特徴とするＣＡＤ情報生成方法。
  8. 請求項７に記載のＣＡＤ情報生成方法において、
    前記作業量情報が、
    前記作業工程に関連する作業者または装置に装着された測位装置によって取得された位置情報を含み、
    前記ＣＡＤ情報生成ステップは、
    前記特定した３次元オブジェクトのうち作業工程が全て終了していない３次元オブジェクトに対応する作業工程に対する前記位置情報が取得されている場合は、当該終了していない３次元オブジェクトから、前記割合および前記位置情報を反映した作業量割合兼位置情報反映３次元オブジェクトを生成し、生成した作業量割合兼位置情報反映３次元オブジェクトと、前記特定した３次元オブジェクトのうちの前記作業工程が全て終了していない３次元オブジェクト以外の３次元オブジェクトとを含む工程管理対応ＣＡＤ情報を生成する、
    ことを特徴とするＣＡＤ情報生成方法。
  9. 請求項６〜８のいずれか１項に記載のＣＡＤ情報生成方法において、
    前記作業量情報が、
    前記作業工程に関連する作業者または装置に装着された測位装置によって取得された位置情報を含み、
    前記ＣＡＤ情報生成ステップは、
    前記特定した３次元オブジェクトのうち、同一のオブジェクト識別子が関連付けられた３次元オブジェクトを複数含むときは、前記位置情報に基づき、当該位置情報に対応しない３次元オブジェクトを除外する、
    ことを特徴とするＣＡＤ情報生成方法。
  10. 請求項６〜９のいずれか１項に記載のＣＡＤ情報生成方法において、
    前記オブジェクト識別子は、該オブジェクト識別子に対応する工程識別子と同一である、
    ことを特徴とするＣＡＤ情報生成方法。
  11. 請求項６〜１０のいずれか１項に記載のＣＡＤ情報生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  12. 請求項６〜１０のいずれか１項に記載のＣＡＤ情報生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納したコンピュータに読み取り可能な媒体。
  13. 請求項６〜１０のいずれか１項に記載のＣＡＤ情報生成方法により生成された工程管理対応ＣＡＤ情報を用いて３次元プリンタにより出力された立体模型。
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