JP6931583B2 - 開放感評価装置 - Google Patents

Description

本発明は、開放感評価装置に関する。

従来、遮光、視線カットのために、建物の壁面に開口部を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。特許文献１に記載の技術では、移動光源からの光を遮光可能な遮光装置が、板面が対向する状態で並列配置され、透光可能な複数の開孔部を有する複数の遮光板材と、複数の前記遮光板材を、隣り合う前記遮光板材の間に光通過領域を有する状態で支持する位置保持部材と、を備えている。これにより、太陽光を遮光しつつ、室内側から外部を見上げた時に、空間的な広がりを感じさせることができる。

また、特許文献２に記載の技術では、建物の外壁に設けられた開口部の対向する横方向に位置した内壁面が、前記外壁の面外方向で同一方向に傾斜している。これにより、眺望を確保しつつ直射光の取り込みを抑制することができる。

特開２０１７−６６６１４号公報 特開２０１７−６６６８７号公報

しかし、上記特許文献１、２に記載の技術は、人物が壁面を見たときに感じる開放感を評価していない。

本発明は上記事実を考慮して、複数の開口部を有する壁面を見た人物が感じる開放感を精度よく評価することを目的とする。

本発明に係る開放感評価装置は、複数の開口部を有する壁面を見た人物が感じる開放感を評価する開放感評価装置であって、計測位置から前記壁面への複数の視線方向であって、基準方向を中心とした予め定められた視線の分布に応じて定められる複数の視線方向を決定する視線方向決定部と、前記複数の視線方向の各々について、前記視線方向のオブジェクトまでの長さを取得する計測データ取得部と、前記複数の視線方向の各々について取得された前記オブジェクトまでの長さに基づいて、前記計測位置における前記開放感を評価する評価部と、を含んで構成されている。

本発明に係る開放感評価装置によれば、視線方向決定部によって、計測位置から前記壁面への複数の視線方向であって、基準方向を中心とした予め定められた視線の分布に応じて定められる複数の視線方向を決定する。また、計測データ取得部によって、前記複数の視線方向の各々について、前記視線方向のオブジェクトまでの長さを取得する。そして、評価部によって、前記複数の視線方向の各々について取得された前記オブジェクトまでの長さに基づいて、前記計測位置における前記開放感を評価する。

このように、基準方向を中心とした予め定められた視線の分布に応じて定められる複数の視線方向を決定し、複数の視線方向の各々について、前記視線方向のオブジェクトまでの長さを取得して、前記計測位置における前記開放感を評価することにより、複数の開口部を有する壁面を見た人物が感じる開放感を精度よく評価することができる。

本発明に係る開放感評価装置は、前記複数の視線方向の各々について取得された視線の長さに対して、予め定められた距離の上限値及び下限値の範囲内となるように変換するためのフィルターを適用するフィルター適用部を更に含み、前記評価部は、前記複数の視線方向の各々について取得された前記オブジェクトまでの長さに対するフィルター適用結果に、前記視線方向に前記開口部が存在するか否かに応じた重み係数をかけて、加重平均を計算することにより、前記計測位置における前記開放感を評価することができる。これにより、開口部が開放感に与える影響を重視して、開放感を評価することができる。

本発明に係る開放感評価装置は、評価対象空間内の各計測位置について、前記視線方向決定部、前記計測データ取得部、及び前記評価部の各処理を繰り返し、前記評価対象空間内の各計測位置についての前記開放感の評価結果を可視化する可視化部を更に含むことができる。これにより、空間内の開放感の分布を提示することができる。

上記の視線の分布を、前記基準方向を中心とした正規分布とすることができる。これにより、人間の注意力分布の特性を考慮して、開放感を精度よく評価することができる。

本発明に係る評価部は、前記複数の視線方向の各々について取得された前記オブジェクトまでの長さと、前記開放感を評価するための予め学習された学習済みモデルとに基づいて、前記計測位置における前記開放感を評価することができる。これにより、学習済みモデルを用いて、開放感を精度よく評価することができる。

本発明に係る開放感評価装置は、前記複数の視線方向の各々について取得された視線の長さに対して、予め定められた距離の上限値及び下限値の範囲内となるように変換するためのフィルターを適用するフィルター適用部を更に含み、前記評価部は、前記複数の視線方向の各々について取得された視線の長さに対するフィルター適用結果に、前記視線方向に前記開口部が存在するか否かに応じた重み係数をかけた結果と、前記学習済みモデルとに基づいて、前記計測位置における前記開放感を評価することができる。これにより、開口部が開放感に与える影響を重視して、開放感を評価することができる。

以上説明したように、本発明の開放感評価装置によれば、複数の開口部を有する壁面を見た人物が感じる開放感を精度よく評価する、という効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態に係る開放感評価装置を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る開放感評価装置を示す機能ブロック図である。 （Ａ）視線方向を示す図、及び（Ｂ）正規分布を示す図である。 決定される視線方向の分布を示す図である。 視線方向の各々のオブジェクトまでの長さを示す図である。 開放感の評価結果を可視化した例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る開放感評価装置の開放感評価処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る開放感評価装置を示す機能ブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る開放感評価装置の開放感評価処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
＜本発明の第１の実施の形態の開放感評価装置の構成＞
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る開放感評価装置１００は、ＣＰＵ１２、グラフィックカード１３、ＧＰＵ１４、ＲＡＭ１６、ＨＤＤ１８、通信インタフェース２１、及びこれらを相互に接続するためのバス２３を備えている。

ＣＰＵ１２、ＧＰＵ１４は、各種プログラムを実行する。ＲＡＭ１６は、ＣＰＵ１２による各種プログラムの実行時におけるワークエリア等として用いられる。記録媒体としてのＨＤＤ１８には、後述する開放感評価処理ルーチンを実行するためのプログラムを含む各種プログラムや各種データが記憶されている。

本実施の形態における開放感評価装置１００を、開放感評価処理ルーチンを実行するためのプログラムに沿って、機能ブロックで表すと、図２に示すようになる。開放感評価装置１００は、入力部１０、演算部２０、及び出力部５０を備えている。

入力部１０は、複数の開口部を有する壁面を建物の外装として設置した建物を表す３次元モデルのデータ（例えば、ＢＩＭ（Building Information Modeling）を用いて生成される３次元モデルのデータ）、及び当該建物の評価対象となる部屋に関する情報を入力として受け付ける。

演算部２０は、視線方向決定部２２、計測データ取得部２４、フィルター適用部２６、加重平均部２８、及び可視化部３０を備えている。なお、加重平均部２８が、評価部の一例である。

視線方向決定部２２は、建物を表す３次元モデルのデータ、及び当該建物の評価対象となる部屋に関する情報に基づいて、評価対象となる部屋内の各計測位置について、当該計測位置から壁面への複数の視線方向であって、基準方向を中心とした予め定められた視線の分布に応じて定められる複数の視線方向を決定する。本実施の形態では、基準方向として、壁面について予め定められた基準位置へ向かう方向とし、視線の分布として、図３に示すような、基準方向を中心とした正規分布を用いる。これにより、視線方向が、基準方向に近いほど、決定される視線方向の密度が高くなり、視線方向が、基準方向から離れるほど、決定される視線方向の密度が低くなる（図４参照）。また、基準方向は、複数あってもよい。例えば、壁面上の複数の基準位置を設定し、基準位置毎に、当該基準位置へ向かう方向を基準方向とした視線の分布により、複数の視線方向を決定してもよい。

計測データ取得部２４は、評価対象となる部屋内の各計測位置について、建物を表す３次元モデルのデータ、及び当該建物の評価対象となる部屋に関する情報に基づいて、視線方向決定部２２によって決定された複数の視線方向の各々について、当該計測位置から当該視線方向のオブジェクトまでの長さを取得する（図５参照）。このとき、図５に示すように、当該視線方向に壁面の開口部が存在する場合には、当該視線方向のオブジェクトまでの長さが長くなる。

フィルター適用部２６は、評価対象となる部屋内の各計測位置について、複数の視線方向の各々について取得されたオブジェクトまでの長さに対して、予め定められた距離の上限値及び下限値の範囲内となるように変換するためのフィルターを適用する。これにより、視線方向に床面があるなど、オブジェクトまでの長さが非常に短い場合には、フィルターの適用により、オブジェクトまでの長さが下限値に変更される。また、視線方向に壁面の開口部があり、オブジェクトまでの長さが非常に長い場合には、フィルターの適用により、オブジェクトまでの長さが上限値に変更される。

加重平均部２８は、評価対象となる部屋内の各計測位置について、複数の視線方向の各々について取得されたオブジェクトまでの長さに対するフィルター適用結果に、当該視線方向に壁面の開口部が存在するか否かに応じた重み係数をかけて、加重平均を計算することにより、当該計測位置における、壁面を見た人物が感じる開放感を評価する。具体的には、当該視線方向に壁面の開口部が存在する場合には、予め定められた大きな重み係数をかけるようにし、一方、当該視線方向に壁面の開口部が存在しない場合には、重み係数を１とする。

上述したように、評価対象となる部屋内の各計測位置について、視線方向決定部２２、計測データ取得部２４、フィルター適用部２６、及び加重平均部２８の各処理が繰り返し実行される。

可視化部３０は、評価対象となる部屋内の各計測位置についての開放感の評価結果を可視化し、出力部５０により出力する。例えば、図６に示すように、部屋内の各計測位置についての開放感の評価結果を色分けして可視化することにより、部屋内の位置に応じた開放感の分布を把握することができる。

＜開放感評価装置の動作＞
次に、本発明の第１の実施の形態に係る開放感評価装置１００の動作について説明する。

入力部１０によって複数の開口部を有する壁面を建物の外装として設置した建物を表す３次元モデルのデータ、及び当該建物の評価対象となる部屋に関する情報を入力として受け付けると、開放感評価装置１００によって、図７に示す開放感評価処理ルーチンが実行される。

まず、ステップＳ１００において、評価対象となる部屋内において、処理対象の計測位置を設定する。

ステップＳ１０２において、視線方向決定部２２は、建物を表す３次元モデルのデータ、及び当該建物の評価対象となる部屋に関する情報に基づいて、処理対象の計測位置から壁面への複数の視線方向であって、基準方向を中心とした予め定められた視線の分布に応じて定められる複数の視線方向を決定する。

ステップＳ１０４では、計測データ取得部２４は、建物を表す３次元モデルのデータ、及び当該建物の評価対象となる部屋に関する情報に基づいて、上記ステップＳ１０２で決定された複数の視線方向の各々について、処理対象の計測位置から当該視線方向のオブジェクトまでの長さを取得する。

ステップＳ１０６では、フィルター適用部２６は、処理対象の計測位置について、上記ステップＳ１０４で取得した複数の視線方向の各々について取得されたオブジェクトまでの長さに対して、予め定められた距離の上限値及び下限値の範囲内となるように変換するためのフィルターを適用する。

ステップＳ１０８では、加重平均部２８は、処理対象の計測位置について、上記ステップＳ１０６で得られた、複数の視線方向の各々について取得されたオブジェクトまでの長さに対するフィルター適用結果に、当該視線方向に壁面の開口部が存在するか否かに応じた重み係数をかけて、加重平均を計算することにより、当該計測位置における、壁面を見た人物が感じる開放感を評価する。

ステップＳ１１０では、評価対象となる部屋内の全ての計測位置について、上記ステップＳ１００〜ステップＳ１０８の処理を実行したか否かを判定する。上記ステップＳ１００〜ステップＳ１０８の処理を実行していない計測位置が存在する場合には、上記ステップＳ１００へ戻り、当該計測位置を処理対象として設定する。一方、評価対象となる部屋内の全ての計測位置について、上記ステップＳ１００〜ステップＳ１０８の処理を実行した場合には、ステップＳ１１２へ移行する。

ステップＳ１１２では、評価対象となる部屋内の各計測位置についての開放感の評価結果を可視化し、出力部５０により出力して、開放感評価処理ルーチンを終了する。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る開放感評価装置によれば、基準方向を中心とした正規分布に応じて定められる複数の視線方向を決定し、複数の視線方向の各々について、計測位置から視線方向のオブジェクトまでの長さを取得して、計測位置における開放感を評価することにより、複数の開口部を有する壁面を見た人物が感じる開放感を精度よく評価することができる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態に係る開放感評価装置について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。

第２の実施の形態では、開放感の評価値を算出するために、複数の視線方向の各々について取得されたオブジェクトまでの長さを入力とする学習済みモデルを用いている点が、第１の実施の形態と異なっている。

＜本発明の第２の実施の形態の開放感評価装置の構成＞
本実施の形態における開放感評価装置２００を、開放感評価処理ルーチンを実行するためのプログラムに沿って、機能ブロックで表すと、図８に示すようになる。開放感評価装置２００は、入力部１０、演算部２２０、及び出力部５０を備えている。

演算部２２０は、視線方向決定部２２、計測データ取得部２４、フィルター適用部２６、重み付け部２２８、評価部２２９、及び可視化部３０を備えている。なお、重み付け部２２８及び評価部２２９が、評価部の一例である。

重み付け部２２８は、評価対象となる部屋内の各計測位置について、複数の視線方向の各々について取得されたオブジェクトまでの長さに対するフィルター適用結果に、当該視線方向に壁面の開口部が存在するか否かに応じた重み係数をかけて、重み付けを行う。具体的には、当該視線方向に壁面の開口部が存在する場合には、予め定められた大きな重み係数をかけるようにし、一方、当該視線方向に壁面の開口部が存在しない場合には、重み係数を１とする。

評価部２２９は、評価対象となる部屋内の各計測位置について、複数の視線方向の各々について取得されたオブジェクトまでの長さに対するフィルター適用結果に重み付けを行った値を入力とし、壁面を見た人物が感じる開放感の評価値を推定するための学習済みモデルを用いて、当該計測位置における、壁面を見た人物が感じる開放感の評価値を推定する。

なお、学習済みモデルは、以下のように予め学習しておけばよい。例えば、複数の視線方向の各々について取得された、計測位置からオブジェクトまでの長さに対するフィルター適用結果に、当該視線方向に壁面の開口部が存在するか否かに応じた重み係数をかけて得られる値と、当該計測位置から壁面を見た人物が感じる開放感の評価値とのペアを、学習データを複数用意し、学習データに基づいて、複数の視線方向の各々について取得されたオブジェクトまでの長さに対するフィルター適用結果に重み付けを行った値を入力とし、壁面を見た人物が感じる開放感の評価値を出力するモデルを学習する。

上述したように、評価対象となる部屋内の各計測位置について、視線方向決定部２２、計測データ取得部２４、フィルター適用部２６、重み付け部２２８、及び評価部２２９の各処理が繰り返し実行される。

＜開放感評価装置の動作＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る開放感評価装置２００の動作について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

入力部１０によって複数の開口部を有する壁面を建物の外装として設置した建物を表す３次元モデルのデータ、及び当該建物の評価対象となる部屋に関する情報を入力として受け付けると、開放感評価装置２００によって、図９に示す開放感評価処理ルーチンが実行される。

まず、ステップＳ１００において、評価対象となる部屋内において、処理対象の計測位置を設定する。

ステップＳ１０２において、視線方向決定部２２は、建物を表す３次元モデルのデータ、及び当該建物の評価対象となる部屋に関する情報に基づいて、処理対象の計測位置から壁面への複数の視線方向を決定する。

ステップＳ１０４では、計測データ取得部２４は、処理対象の計測位置について、建物を表す３次元モデルのデータ、及び当該建物の評価対象となる部屋に関する情報に基づいて、上記ステップＳ１０２で決定された複数の視線方向の各々について、当該視線方向のオブジェクトまでの長さを取得する。

ステップＳ１０６では、フィルター適用部２６は、処理対象の計測位置について、上記ステップＳ１０４で取得した複数の視線方向の各々について取得されたオブジェクトまでの長さに対して、フィルターを適用する。

ステップＳ２００では、重み付け部２２８は、処理対象の計測位置について、上記ステップＳ１０６で得られた、複数の視線方向の各々について取得されたオブジェクトまでの長さに対するフィルター適用結果に、当該視線方向に壁面の開口部が存在するか否かに応じた重み係数をかけて、重み付けを行う。

ステップＳ２０２では、評価部２２９は、処理対象の計測位置について、上記ステップＳ２００で得られた、複数の視線方向の各々について取得されたオブジェクトまでの長さに対するフィルター適用結果に重み付けを行った値を入力として、学習済みモデルを用いて、当該計測位置における、壁面を見た人物が感じる開放感の評価値を推定する。

ステップＳ１１０では、評価対象となる部屋内の全ての計測位置について、上記ステップＳ１００〜Ｓ１０６、Ｓ２００、Ｓ２０２の処理を実行したか否かを判定する。上記ステップＳ１００〜Ｓ１０６、Ｓ２００、Ｓ２０２の処理を実行していない計測位置が存在する場合には、上記ステップＳ１００へ戻り、当該計測位置を処理対象として設定する。一方、評価対象となる部屋内の全ての計測位置について、上記ステップＳ１００〜Ｓ１０６、Ｓ２００、Ｓ２０２の処理を実行した場合には、ステップＳ１１２へ移行する。

ステップＳ１１２では、評価対象となる部屋内の各計測位置についての開放感の評価結果を可視化し、出力部５０により出力して、開放感評価処理ルーチンを終了する。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る開放感評価装置によれば、学習済みモデルを用いて、複数の開口部を有する壁面を見た人物が感じる開放感を精度よく評価することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、建物を表す３次元モデルのデータを入力とする場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、実際の建物において計測されたデータを入力としてもよい。例えば、各計測位置から、壁面に対して、決定された複数の視線方向の各々について、当該視線方向のオブジェクトまでの長さを計測して用いてもよい。

また、複数の視線方向の各々について取得されたオブジェクトまでの長さに対して、フィルターを適用し、更に、当該視線方向に壁面の開口部が存在するか否かに応じた重み係数をかける場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。フィルター適用や重み付けを行わずに、複数の視線方向の各々について取得されたオブジェクトまでの長さをそのまま用いて、開放感を評価してもよい。

また、本発明のプログラムは、記憶媒体に格納して提供するようにしてもよい。

１０ 入力部
２０、２２０ 演算部
２２ 視線方向決定部
２４ 計測データ取得部
２６ フィルター適用部
２８ 加重平均部
３０ 可視化部
５０ 出力部
１００、２００ 開放感評価装置
２２８ 重み付け部
２２９ 評価部

Claims (6)

1. 複数の開口部を有する壁面を見た人物が感じる開放感を評価する開放感評価装置であって、
   計測位置から前記壁面への複数の視線方向であって、基準方向を中心とした予め定められた視線の分布に応じて定められる複数の視線方向を決定する視線方向決定部と、
   前記複数の視線方向の各々について、前記視線方向のオブジェクトまでの長さを取得する計測データ取得部と、
   前記複数の視線方向の各々について取得された前記オブジェクトまでの長さに基づいて、前記計測位置における前記開放感を評価する評価部と、
   を含む開放感評価装置。
2. 前記複数の視線方向の各々について取得された視線の長さに対して、予め定められた距離の上限値及び下限値の範囲内となるように変換するためのフィルターを適用するフィルター適用部を更に含み、
   前記評価部は、前記複数の視線方向の各々について取得された前記オブジェクトまでの長さに対するフィルター適用結果に、前記視線方向に前記開口部が存在するか否かに応じた重み係数をかけて、加重平均を計算することにより、前記計測位置における前記開放感を評価する請求項１記載の開放感評価装置。
3. 評価対象空間内の各計測位置について、前記視線方向決定部、前記計測データ取得部、及び前記評価部の各処理を繰り返し、
   前記評価対象空間内の各計測位置についての前記開放感の評価結果を可視化する可視化部を更に含む請求項１又は２記載の開放感評価装置。
4. 前記視線の分布を、前記基準方向を中心とした正規分布とした請求項１〜請求項３の何れか１項記載の開放感評価装置。
5. 前記評価部は、前記複数の視線方向の各々について取得された前記オブジェクトまでの長さと、前記開放感を評価するための予め学習された学習済みモデルとに基づいて、前記計測位置における前記開放感を評価する請求項１記載の開放感評価装置。
6. 前記複数の視線方向の各々について取得された視線の長さに対して、予め定められた距離の上限値及び下限値の範囲内となるように変換するためのフィルターを適用するフィルター適用部を更に含み、
   前記評価部は、前記複数の視線方向の各々について取得された視線の長さに対するフィルター適用結果に、前記視線方向に前記開口部が存在するか否かに応じた重み係数をかけた結果と、前記学習済みモデルとに基づいて、前記計測位置における前記開放感を評価する請求項５記載の開放感評価装置。

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