JP6601180B2 - 長尺材測位方法及び長尺材測位支援装置 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものである。本発明が解決しようとする課題は、実際の工事現場において計測作業を行わずとも、杭や柱等の長尺材の位置を計測できるようにすることである。
図1に示すように、長尺材測位支援装置10は、鉛直部材としての杭及び柱の位置の計測を支援するための装置である。長尺材測位支援装置10は、アプリケーションプログラム80がインストールされたデスクトップ型、ノートブック型又はタブレット型のパーソナルコンピュータである。図1に示すように、長尺材測位支援装置10は演算処理装置11、入力部12、表示部13及び記憶部14等を備える。演算処理装置11は、CPU、GPU、ROM、RAM及びハードウェアインタフェース等を有するコンピュータである。
入力部12は、スイッチ、キーボード、ポインティングデバイス等の入力装置である。この入力部12は、操作されることによって操作内容に応じた信号を演算処理装置11に出力する。演算処理装置11は、入力部12から入力した信号に従った演算処理を行う。
表示部13は、画面表示を行うディスプレイ装置である。演算処理装置11が演算処理に従ったビデオ信号を表示部13に出力し、この表示部13がそのビデオ信号を入力してそのビデオ信号に従った表示を行う。
工事現場点群モデル30,40は、仮想三次元空間に配置される複数の点の集合体である。より具体的には、図5に示すように、工事現場点群モデル30,40の各点の情報は、点を識別するために一意的な識別子と、仮想三次元空間での点の位置を表す三次元座標値と、点の濃淡を表すデータ値(例えば、赤(R)の階調値、緑(G)の階調値、青(B)の階調値)とから構成されている。三次元座標値及びデータ値が識別子に対応付けられた状態で記憶部14に記憶されている。なお、図5では、工事現場点群モデル30,40がフルカラーのモデルを例にしているので、データ値が三原色(RGB)の階調値からなるが、工事現場点群モデル30,40が単色スケール(グレースケール)のモデルである場合、データ値が一色の階調値からなり、工事現場点群モデル30,40が二値(モノクロ)のモデルである場合、工事現場点群モデル30,40にはデータ値が含まれない。
図12に示すフローチャートを参照して、長尺材測位支援装置10を用いて杭の位置を計測する方法について説明する。
まず、ユーザが入力部12を操作することによってアプリケーションプログラム80を起動させる。以下に説明する演算処理装置11の処理及び機能は、起動されたアプリケーションプログラム80によって実現される。
次に、ユーザが入力部12を操作することによって工事現場点群モデル30を演算処理装置11に読み込ませる。そうすると、演算処理装置11が工事現場点群モデル30の各点を仮想三次元空間に配置することによって工事現場点群モデル30を仮想三次元空間にモデリングする。
次に、ユーザは、入力部12を操作することにより仮想三次元空間内の視点及び視線ベクトルを変更することによって、工事現場点群モデル30及び杭モデル21Aを平面視で表示部13に表示させる。つまり、演算処理装置11が、入力部12の操作内容に従って、レンダリング処理における視点を仮想三次元空間内の杭モデル21Aの頭頂面21Aaの上方(Z座標軸の正の向き)の位置に設定するとともに、レンダリング処理における視線ベクトルを下向き(Z座標軸の負の向き)に設定する。そのため、工事現場点群モデル30及び杭モデル21Aは、それらの上方から見た状態で表示部13に表示される。ここで、視線ベクトルは、X座標軸及びY座標軸の両方に対して直交する。
次に、ユーザは、入力部12を操作することによって、杭モデル21Aを表示部13の画面内で平行移動させる。具体的には、ユーザは、杭モデル21AのZ座標を変化させずにX座標若しくはY座標又はこれらの両方を変化させるように、入力部12を操作する。そうすると、演算処理装置11が入力部12の操作内容に従った位置に杭モデル21Aを仮想三次元空間に再モデリングして、ステップS3で設定された視点及び視線ベクトルに基づくレンダリング処理により工事現場点群モデル30及び杭モデル21Aを表示部13に表示させる。この際、ユーザは表示部13を見ながら入力部12を操作することによって、図13に示すように表示部13に表示される杭モデル21Aの頭頂面21Aaを杭頭部の点群31に重ねて、杭頭部の点群31が構成する外周円に杭モデル21Aの頭頂面21Aaの外縁を重ねる。
次に、ユーザは、入力部12を操作することによって、杭モデル21Aを表示部13の画面の奥行き方向に平行移動させる。具体的には、ユーザは、杭モデル21AのXY座標を変化させずにZ座標のみを変化させるように、入力部12を操作する。そうすると、演算処理装置11が入力部12の操作内容に従った位置に杭モデル21Aを仮想三次元空間に再モデリングして、レンダリング処理により工事現場点群モデル30及び杭モデル21Aを表示部13に表示させる。この際、ユーザは表示部13を見ながら入力部12を操作することによって、図14に示すように杭モデル21Aの頭頂面21Aaの略半分を杭頭部の点群31によって隠すように、表示部13に表示させる。
その後、工事現場点群モデル30に含まれる他の杭頭部の点群31に対しても同様にして、杭頭部の点群31が構成する外周円に杭モデル21Aの頭頂面21Aaの外縁を重ねて、杭モデル21Aの代表点のXY座標を取得した(ステップS4参照)後に、杭モデル21Aの頭頂面21Aaの半分を杭頭部の点群31によって隠すように表示させて、杭モデル21Aの代表点のZ座標を取得する(ステップS5参照)。
図15に示すフローチャートを参照して、長尺材測位支援装置10を用いて柱の位置を計測する方法について説明する。
まず、ユーザが入力部12を操作することによってアプリケーションプログラム80を起動させる。以下に説明する演算処理装置11の処理及び機能は、起動されたアプリケーションプログラム80によって実現される。
次に、ユーザが入力部12を操作することによって工事現場点群モデル40を演算処理装置11に読み込ませる。そうすると、演算処理装置11が工事現場点群モデル40の各点を仮想三次元空間に配置することによって工事現場点群モデル40を仮想三次元空間にモデリングする。
次に、ユーザは、入力部12を操作することにより仮想三次元空間内の視点及び視線ベクトルを変更することによって、工事現場点群モデル40及び柱モデル21Bを平面視で表示部13に表示させる。つまり、演算処理装置11が、入力部12の操作内容に従って、レンダリング処理における視点を仮想三次元空間内の柱モデル21Bの頭頂面21Baの上方(Z座標軸の正の向き)の位置に設定するとともに、レンダリング処理における視線ベクトルを下向き(Z座標軸の負の向き)に設定する。そのため、工事現場点群モデル40及び柱モデル21Bは、それらの上方から見た状態で表示部13に表示される。ここで、視線ベクトルは、X座標軸及びY座標軸の両方に対して直交する。
次に、ユーザは、入力部12を操作することによって、柱モデル21Bを表示部13の画面内で平行移動させつつ、柱モデル21Bを柱芯21Bd回りに回転させる。具体的には、ユーザは、柱モデル21BのZ座標を変化させずにX座標若しくはY座標又はこれらの両方を変化させるように、更に柱芯21Bd回りの回転角を変化させるように、入力部12を操作する。そうすると、演算処理装置11が入力部12の操作内容に従った回転角及び位置に柱モデル21Bを仮想三次元空間に再モデリングして、ステップS13で設定された視点及び視線ベクトルに基づくレンダリング処理により工事現場点群モデル40及び柱モデル21Bを表示部13に表示させる。この際、ユーザは表示部13を見ながら入力部12を操作することによって、図16に示すように表示部13に表示される柱モデル21Bの頭頂面21Baを柱頭部の点群41に重ねて、柱頭部の点群41が構成する外周矩形に柱モデル21Bの頭頂面21Baの外縁を重ねる。
次に、ユーザは、入力部12を操作することによって、柱モデル21Bを表示部13の画面の奥行き方向に平行移動させる。具体的には、ユーザは、柱モデル21BのXY座標及び回転角を変化させずにZ座標のみを変化させるように、入力部12を操作する。そうすると、演算処理装置11が入力部12の操作内容に従った位置に柱モデル21Bを仮想三次元空間に再モデリングして、レンダリング処理により工事現場点群モデル40及び柱モデル21Bを表示部13に表示させる。この際、ユーザは表示部13を見ながら入力部12を操作することによって、図17に示すように柱モデル21Bの頭頂面21Baの略半分を柱頭部の点群41によって隠すように、表示部13に表示させる。
その後、工事現場点群モデル40に含まれる他の柱頭部の点群41に対しても同様にして、柱頭部の点群41が構成する外周矩形を柱モデル21Bの頭頂面21Baの外縁を重ねて、柱モデル21Bの代表点のXY座標及び柱モデル21Bの回転角を取得した(ステップS14参照)後に、柱モデル21Bの頭頂面21Baの半分を柱頭部の点群41によって隠すように表示させて、柱モデル21Bの代表点のZ座標を取得する(ステップS15参照)。
以上説明した本発明の実施の形態によれば、長尺材測位支援装置10を用いることにより、以下の効果が得られる。
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、以下のような実施の形態が考えられる。
Claims (5)
- 工事現場を点群により表すとともに長尺材端部の点群を含んだ工事現場点群モデルと長尺材モデルとを、前記長尺材モデルの端面に向かって見るように表示部に表示させる表示工程と、
前記表示工程後に、前記長尺材モデルを前記表示部の画面内で移動させることによって、前記工事現場点群モデルに含まれる前記長尺材端部の点群により構成される外周部に前記長尺材モデルの端面の外縁を合わせるように、前記長尺材モデル及び前記工事現場点群モデルを前記表示部に表示させる移動表示工程と、
前記移動表示工程において、前記長尺材モデルの端面の中心のXY座標を取得するXY座標取得工程と、を含むことを特徴とする長尺材測位方法。 - 前記移動表示工程後に、前記工事現場点群モデルに含まれる前記長尺材端部の点群によって前記長尺材モデルの端面が所定割合隠れるように、前記長尺材モデル及び前記工事現場点群モデルを前記表示部に表示させる隠し表示工程と、
前記隠し表示工程において、前記長尺材モデルの端面の中心のZ座標を取得するZ座標取得工程と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の長尺材測位方法。 - 前記移動表示工程では、前記表示部の画面内で前記長尺材モデルを芯回りに回転させ、
前記XY座標取得工程では、前記長尺材モデルの芯回りの回転角を取得することを特徴とする請求項1又は2に記載の長尺材測位方法。 - 前記長尺材モデルが杭モデル又は柱モデルであり、前記長尺材モデルの端面が頭頂面であり、
前記表示工程では、前記長尺材モデルの芯が仮想三次元空間の座標軸に対して平行になるように且つ前記長尺材の端面が前記仮想三次元空間のX座標軸及びY座標軸に対して平行になるように、前記長尺材モデルを前記仮想三次元空間にモデリングし、更に前記工事現場点群モデルを前記仮想三次元空間にモデリングし、それらモデリングされた前記長尺材モデル及び前記工事現場点群モデルのレンダリング処理により前記長尺材モデル及び前記工事現場点群モデルを前記表示部に表示させ、
前記移動表示工程では、前記X座標軸及び前記Y座標軸の方向に前記長尺材モデルを平行移動させることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の長尺材測位方法。 - 入力部と、表示部と、コンピュータと、を備え、
前記コンピュータが、
工事現場を点群により表すとともに長尺材端部の点群を含んだ工事現場点群モデルと長尺材モデルとを記憶した記憶部から前記工事現場点群モデル及び前記長尺材モデルを読み込み、互いに直交するX座標軸、Y座標軸及びZ座標軸によって表された仮想三次元空間に前記工事現場点群モデル及び前記長尺材モデルをモデリングし、その仮想三次元空間にモデリングされた前記長尺材モデルの端面に向かって見るように前記工事現場点群モデル及び前記長尺材モデルをレンダリングして前記表示部に表示させる表示処理と、
前記表示処理後に、操作された前記入力部からの信号に従って、前記工事現場点群モデルに含まれる前記長尺材端部の点群により構成される外周部に前記長尺材モデルの端面の外縁を合わせるように前記長尺材モデルを前記仮想三次元空間に再モデリングし、その仮想三次元空間に再モデリングされた前記長尺材モデルの端面に向かって見るように前記工事現場点群モデル及び前記長尺材モデルをレンダリングして前記表示部に表示させる移動表示処理と、
前記移動表示処理において再モデリングされた前記長尺材モデルの端面の中心のXY座標を取得するXY座標取得処理と、を実行することを特徴とする長尺材測位支援装置。
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