JP7146221B1 - 船舶用図面投影システム、船舶用図面投影方法及び船舶用図面投影プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】船体ブロックを支持する柱状治具の高さを効率的に調整することの可能な、船舶用図面投影システム、船舶用図面投影方法及び船舶用図面投影プログラムを提供する。【解決手段】船体ブロックを支持する柱状治具の設置情報を現実空間に重畳して投影する船舶用図面投影システム１００であって、柱状治具の設置情報を図面から読み取る設置情報読取手段１０１と、読み取った設置情報から３次元データを生成する３次元データ生成手段１０２と、生成した３次元データから現実空間に投影する投影用モデルを生成する投影用モデル生成手段１０３と、現実空間をスキャンして空間形状を認識する空間スキャン手段１０４と、生成した投影用モデルを認識した空間形状に合わせて現実空間に重畳して仮想的に表示する投影手段１０５と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、船舶用図面投影システム、船舶用図面投影方法及び船舶用図面投影プログラムに関するものである。

近年の造船業では、船体を区画や構造ごとに分割したパーツ（船体ブロック）をそれぞれ製造し、建造ドックにおいて複数のブロックを繋ぎ合わせる工法が行われている。パーツとなる船体ブロックの製造時には、船体外板部分を下側にした反転や横倒しの状態で設置されるが、船体外板は複雑に曲がっている部分が多いため、船体外板の曲がりに応じた柱状治具により支持するようになっている。

図７は、船体ブロックの支持状態を示す図である。船体ブロック５は複数の柱状治具６により支持されており、各々の柱状治具６は船体ブロック５の外板の曲がりに応じた高さに調整されている。図８に示すように、柱状治具６は筒体６１及び柱体６２から構成されており、筒体６１の内部に柱体６２を挿通させて所望の高さに調整した後、穴６３に通したピンで固定するようになっている。なお、柱状治具には、アングル、Ｈ鋼、Ｃ型鋼等を地面に溶接等により固定して必要な高さで切断するものもある。

各々の柱状治具６の設置情報（３次元の位置情報）は、例えば造船会社から船体ブロック製造会社に対して提供される図面（外板治具表）により得られる。図９は、柱状治具６の設置情報を示した図面の概略を示すものである。図９に示すように、図面１には予め定められた間隔で格子状に配置された縦横の交差した各々の点に柱状治具６の高さが記載されており、各々の柱状治具６の設置情報が得られるようになっている。なお、柱状治具６は図示しない横架材と組み合わせた架台として構成される。

柱状治具６の高さ調整にあたっては、図面１の設置情報に基づいて、まず柱状治具６の各々に手書きで高さを記入する。そして、記入された寸法通りに各々の柱状治具６の高さを調整する。

一方、現実空間に位置や縮尺を合わせて図面情報を投影することが可能な図面投影システムが提案されている。例えば、特許文献１には、現実空間をスキャンして空間形状を認識する空間スキャン手段１１１と、図面データを現実空間に合わせてスケーリングする投影画像生成手段１１３と、スケーリングされた図面データを現実空間にマッピングして表示する投影手段１１５とを含む図面投影システム１００に関する発明が記載されており、３次元の図面データを現実空間に重畳して表示するようになっている。

特開２０１８－１６３４６６号公報

従来の柱状治具の高さ調整は、図面の設置情報に基づいて、まず柱状治具の各々に手書きで高さを記入する必要があり、作業に長時間を要していた。特に、設置情報が記載された図面は複雑であり、ある程度の経験のある作業者でなければ効率的な作業が困難であった。また、記入された寸法を一つ一つ読み取りながら高さを調整していく作業も非効率的であった。

一方、特許文献１に記載された図面投影システムでは、建設現場での使用が提案されているものの、造船業への適用については言及されておらず、そのための情報処理についての記載もない。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、船体ブロックを支持する柱状治具の高さを効率的に調整することの可能な、船舶用図面投影システム、船舶用図面投影方法及び船舶用図面投影プログラムを提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明の船舶用図面投影システムは、船体ブロックを支持する柱状治具の設置情報を現実空間に重畳して投影する船舶用図面投影システムであって、前記柱状治具の設置情報を図面から読み取る設置情報読取手段と、前記読み取った設置情報から３次元データを生成する３次元データ生成手段と、前記生成した３次元データから前記現実空間に投影する投影用モデルを生成する投影用モデル生成手段と、前記現実空間をスキャンして空間形状を認識する空間スキャン手段と、前記生成した投影用モデルを前記認識した空間形状に合わせて前記現実空間に重畳して仮想的に表示する投影手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の船舶用図面投影方法は、船体ブロックを支持する柱状治具の設置情報を現実空間に重畳して投影する船舶用図面投影方法であって、前記柱状治具の設置情報を図面から読み取る設置情報読取ステップと、前記読み取った設置情報から３次元データを生成する３次元データ生成ステップと、前記生成した３次元データから前記現実空間に投影する投影用モデルを生成する投影用モデル生成ステップと、前記現実空間をスキャンして空間形状を認識する空間スキャンステップと、前記生成した投影用モデルを前記認識した空間形状に合わせて前記現実空間に重畳して仮想的に表示する投影ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明の船舶用図面投影プログラムは、船体ブロックを支持する柱状治具の設置情報を現実空間に重畳して投影する船舶用図面投影システムに、前記柱状治具の設置情報を図面から読み取る設置情報読取ステップと、前記読み取った設置情報から３次元データを生成する３次元データ生成ステップと、前記生成した３次元データから前記現実空間に投影する投影用モデルを生成する投影用モデル生成ステップと、前記現実空間をスキャンして空間形状を認識する空間スキャンステップと、前記生成した投影用モデルを前記認識した空間形状に合わせて前記現実空間に重畳して仮想的に表示する投影ステップと、を実行させるためのものである。

本発明の船舶用図面投影システムは、船体ブロックを支持する柱状治具の設置情報を現実空間に重畳して投影する船舶用図面投影システムである。そして、設置情報読取手段が柱状治具の設置情報を図面から読み取り、３次元データ生成手段が設置情報から３次元データを生成し、投影用モデル生成手段が３次元データから現実空間に投影する投影用モデルを生成するようになっているので、作業者が図面に記載された情報を一つ一つ確認する必要がなく、経験の少ない作業者であっても対応することができる。また、空間スキャン手段が現実空間をスキャンして空間形状を認識し、投影手段が投影用モデルを空間形状に合わせて現実空間に重畳して仮想的に表示するようになっているので、作業者は表示された映像の情報に基づいて、各々の柱状治具の高さを直接調整することができる。従って、柱状治具への手書きでの記入作業や、記入された寸法を一つ一つ読み取りながら高さを調整する作業が不要であり、短時間で効率的な作業が可能である。

本発明の船舶用図面投影方法は、船体ブロックを支持する柱状治具の設置情報を現実空間に重畳して投影する船舶用図面投影方法である。そして、設置情報読取ステップで柱状治具の設置情報を図面から読み取り、３次元データ生成ステップで設置情報から３次元データを生成し、投影用モデル生成ステップで３次元データから現実空間に投影する投影用モデルを生成するようになっているので、作業者が図面に記載された情報を一つ一つ確認する必要がなく、経験の少ない作業者であっても対応することができる。また、空間スキャンステップで現実空間をスキャンして空間形状を認識し、投影ステップで投影用モデルを空間形状に合わせて現実空間に重畳して仮想的に表示するようになっているので、作業者は表示された映像の情報に基づいて、各々の柱状治具の高さを直接調整することができる。従って、柱状治具への手書きでの記入作業や、記入された寸法を一つ一つ読み取りながら高さを調整する作業が不要であり、短時間で効率的な作業が可能である。

本発明の船舶用図面投影プログラムは、上記本発明の船舶用図面投影システムに上記本発明の船舶用図面投影方法を実行させることができるプログラムである。

このように、本発明によれば、船体ブロックを支持する柱状治具の高さを効率的に調整することの可能な、船舶用図面投影システム、船舶用図面投影方法及び船舶用図面投影プログラムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る船舶用図面投影システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る船舶用図面投影方法のフローチャートである。 船舶用図面投影方法の説明図である。 柱状治具の設置情報を数値化した図である。 （Ａ）投影装置を示す斜視図、（Ｂ）投影装置の装着状態を示す斜視図である。 投影画像を示す図である。 船体ブロックの支持状態を示す図である。 柱状治具を示す正面図である。 柱状治具の設置情報を記載した図面である。

次に、図１乃至図９を参照して、本発明の実施形態に係る船舶用図面投影システム及び船舶用図面投影方法について説明する。なお、本実施形態に係る船舶用図面投影方法は、以下に示す各ステップを実行させるプログラムによって、一つ又は複数の情報処理装置を船舶用図面投影システムとして機能させることにより実現することができる。

本実施形態に係る船舶用図面投影システム１００は、船体ブロックを支持する柱状治具の設置情報を現実空間に重畳して投影するものである。すなわち、図７及び図８に示す船体ブロック５を支持する複数の柱状治具６の高さを調整するために、図９に示す図面１に記載された設置情報を現実空間に重畳して投影するものである。なお、柱状治具は、アングル、Ｈ鋼、Ｃ型鋼等を地面に溶接等により固定して必要な高さで切断するものなど、高さ調整ができるものであれば特に限定されない。

図１は、本実施形態に係る船舶用図面投影システム１００の構成を示すブロック図である。船舶用図面投影ステム１００は、管理装置１０及び投影装置２０，３０から構成されている。管理装置１０と投影装置２０，３０とは有線又は無線により通信可能に接続されている。

管理装置１０は、例えばパソコンであり、設置情報読取手段１０１、３次元データ生成手段１０２及び投影用モデル生成手段１０３を有している。

設置情報読取手段１０１は、柱状治具６の設置情報（３次元の位置情報）を図面１から読み取るものである。例えば、紙媒体の図面１をＯＣＲで読み取ることもできるし、ＰＤＦファイルの図面１をＯＣＲで読み取ることもできる。読み取った設置情報は、図４に示す設置情報４として数値化される。設置情報４は、複数の柱状治具６の格子状マス目の位置を示すＡ～Ｅ、１～４の符号と、各マス目に示された柱状治具６の高さを示す数字から構成されている。例えば、Ａ－１のマス目に位置する柱状治具６に高さは７２５となっている。なお、数値化した設置情報４について、必要により手動で数値の追加、削除、変更を行うようにしてもよい。

３次元データ生成手段１０２は、設置情報読取手段１０１で読み取った設置情報から３次元データを生成するものである。生成する３次元データは、後述する投影装置２０，３０によって現実空間に重畳して投影される映像の基礎となる、所定の座標系及び縮尺を有するデータであって、データ形式は特に限定されないが、例えばＤＡＥファイル形式で生成することができる。

３次元データには、複数の柱状治具６の位置を示す情報として、格子状のグリッド線、位置を示す符号（Ａ～Ｅ、１～４）、柱状治具６の位置と高さを視覚的に示すための柱状の線、柱状治具６の高さを示す数字等を含ませることができる。また、各柱状治具の頂点を結ぶ船体断面線を含ませることもできる。さらに、柱状治具６を横架材と組み合わせた架台として構成する場合には、架台の３次元データも含ませることができる。

投影用モデル生成手段１０３は、３次元データ生成手段１０２で生成した３次元データから現実空間に投影する投影用モデルを生成するものである。投影用モデルの形式は特に限定されるものではないが、投影画像の品質向上や処理負荷低減の観点からは、適切なデータ変換を行うことが好ましい。データ変換の方法については、例えば特開２０１８－１６３４６６号公報に記載された公知技術を用いることができる。生成した投影用モデルは、投影装置２０，３０に送信される。なお、投影用モデルには、現実空間に重畳して投影する際に基準となる原点情報（後述するＡＲマーカー３の位置や向きを定義する情報）が含まれている。

投影装置２０は、スマートフォンやタブレットである。また投影装置３０は、例えば図５に示すような、作業者２の頭部に装着する眼鏡型のウェアラブル端末である。投影装置２０，３０は、空間スキャン手段１０４及び投影手段１０５を有している。なお、本実施形態では投影装置２０，３０を２種類として、どちらの投影装置も使用可能な構成としているが、いずれかを１つの投影装置だけを使用する構成としてもよい。

空間スキャン手段１０４は、現実空間をスキャンして空間形状を認識するものである。また、投影手段１０５は、投影用モデルを空間形状に合わせて現実空間に重畳して仮想的に表示するものである。管理装置１０から送信された投影用モデルは、空間スキャン手段１０４が認識した空間形状に合わせてスケーリングされるとともに、投影用モデルに含まれる原点情報を基準として現実空間に投影される。

次に、船舶用図面投影システム１００による船舶用図面投影方法について説明する。図２は船舶用図面投影方法のフローチャートであり、図３は船舶用図面投影方法の説明図である。

まず、管理装置１０の設置情報読取手段１０１が、柱状治具６の設置情報を図面１から読み取る（ステップＳ１０１）。読み取った設置情報は、図４に示す設置情報４として数値化される。

次に、管理装置１０の３次元データ生成手段１０２が、読み取った設置情報から３次元データを生成する（ステップＳ１０２）。３次元データには、複数の柱状治具６の位置を示す情報として、格子状のグリッド線、位置を示す符号（Ａ～Ｅ、１～４）、柱状治具６の位置と高さを視覚的に示すための柱状の線、柱状治具６の高さを示す数字等を含ませることができる。また、各柱状治具の頂点を結ぶ船体断面線を含ませることもできる。さらに、柱状治具６を横架材と組み合わせた架台として構成する場合には、架台の３次元データも含ませることができる。

次に、管理装置１０の投影用モデル生成手段１０３が、生成した３次元データから現実空間に投影する投影用モデルを生成する（ステップＳ１０３）。このとき、投影画像の品質向上や処理負荷低減の観点から、さらに適切なデータ変換を行うことが好ましい。生成した投影用モデルは、投影装置２０，３０に送信される。

次に、投影装置２０，３０の空間スキャン手段１０４が、現実空間をスキャンして空間形状を認識する（ステップＳ１０４）。また、空間スキャン手段１０４は、位置合わせのために現実空間内に予め設置されたＡＲマーカー３を認識する。なお、空間スキャン手段の累積誤差による投影位置や向きの精度低下を抑制するため、複数のＡＲマーカー３を用いてもよい。

次に、投影装置３０の投影手段１０５が、管理装置１０から送信された投影用モデルを現実空間に重畳して仮想的に表示する（ステップＳ１０５）。このとき投影手段１０５は、空間スキャン手段１０４が認識した空間形状に合わせて投影用モデルをスケーリングし投影用モデルの縮尺を認識した空間形状と等倍にするとともに、投影用モデルに含まれる原点情報とＡＲマーカー３により位置合わせを行う。

図６は、投影用モデルの投影画像を示す図である。投影画像には、複数の柱状治具６の位置を示す情報として、格子状のグリッド線（破線）、位置を示す符号（Ａ～Ｅ、１～４）、柱状治具６の位置と高さを視覚的に示すための柱状の線、柱状治具６の高さを示す数字が表示されている。また、各柱状治具の頂点を結ぶ船体断面線７も表示されている。このようにして、船舶用図面投影システム１００による船舶用図面投影方法を実施することができる。

本実施形態に係る船舶用図面投影システムは、船体ブロック５を支持する柱状治具６の設置情報を現実空間に重畳して投影する船舶用図面投影システム１００である。そして、設置情報読取手段１０１が柱状治具６の設置情報を図面１から読み取り、３次元データ生成手段１０２が設置情報から３次元データを生成し、投影用モデル生成手段１０３が３次元データから現実空間に投影する投影用モデルを生成するようになっているので、作業者が図面１に記載された情報を一つ一つ確認する必要がなく、経験の少ない作業者であっても対応することができる。また、空間スキャン手段１０４が現実空間をスキャンして空間形状を認識し、投影手段１０５が投影用モデルを空間形状に合わせて現実空間に重畳して仮想的に表示するようになっているので、作業者は表示された映像の情報に基づいて、各々の柱状治具６の高さを直接調整することができる。従って、柱状治具６への手書きでの記入作業や、記入された寸法を一つ一つ読み取りながら高さを調整する作業が不要であり、短時間で効率的な作業が可能である。

また、本実施形態に係る本発明の船舶用図面投影方法は、船体ブロック５を支持する柱状治具６の設置情報を現実空間に重畳して投影する船舶用図面投影方法である。そして、設置情報読取ステップＳ１０１で柱状治具６の設置情報を図面から読み取り、３次元データ生成ステップＳ１０２で設置情報から３次元データを生成し、投影用モデル生成ステップＳ１０３で３次元データから現実空間に投影する投影用モデルを生成するようになっているので、作業者が図面に記載された情報を一つ一つ確認する必要がなく、経験の少ない作業者であっても対応することができる。また、空間スキャンステップＳ１０４で現実空間をスキャンして空間形状を認識し、投影ステップＳ１０５で投影用モデルを空間形状に合わせて現実空間に重畳して仮想的に表示するようになっているので、作業者は表示された映像の情報に基づいて、各々の柱状治具６の高さを直接調整することができる。従って、柱状治具６への手書きでの記入作業や、記入された寸法を一つ一つ読み取りながら高さを調整する作業が不要であり、短時間で効率的な作業が可能である。

このように、本発明によれば、船体ブロックを支持する柱状治具の高さを効率的に調整することの可能な、船舶用図面投影システム、船舶用図面投影方法及び船舶用図面投影プログラムを提供することができる。

以上、本発明の実施形態に係る船舶用図面投影システム、船舶用図面投影方法及び船舶用図面投影プログラムについて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、船舶用図面投影システム１００を、管理装置１０及び投影装置２０，３０により構成したが、これに限定されるものではなく、一つ又は複数の情報処理装置を船舶用図面投影システムとして機能させることができる。例えば、管理装置１０の機能（設置情報読取手段１０１、３次元データ生成手段１０２、投影用モデル生成手段１０３）を分けて、複数のパソコンにより構成するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、投影装置２０，３０の各々が空間スキャン手段１０４及び投影手段１０５を有するように構成したが、空間スキャン手段１０４及び投影手段１０５を投影装置２０（スマートフォンやタブレット）だけに設けて、投影装置２０からの送信情報に基づいて眼鏡型のウェアラブル端末で表示するようにしてもよい。

１ 図面
２ 作業者
３ ＡＲマーカー
４ 設置情報
５ 船体ブロック
６ 柱状治具
７ 船体断面線
１０ 管理装置
２０ 投影装置
３０ 投影装置
１００ 船舶用図面投影システム
１０１ 設置情報読取手段
１０２ ３次元データ変換手段
１０３ 投影用モデル生成手段
１０４ 空間スキャン手段
１０５ 投影手段

Claims (4)

1. 船体ブロックを支持する柱状治具の設置情報を現実空間に重畳して投影する船舶用図面投影システムであって、
   前記柱状治具の高さを示す数字を含む３次元の位置情報である設置情報を、複数の柱状治具の格子状マス目の位置および各マス目に示された柱状治具の高さを示す数字が示された２次元の図面からＯＣＲで読み取る設置情報読取手段と、
   前記読み取った設置情報から前記柱状治具の高さを示す数字を含む所定の座標系及び縮尺を有する３次元データを生成する３次元データ生成手段と、
   前記生成した３次元データから前記現実空間に投影する前記柱状治具の高さを示す数字を含む投影用モデルを生成する投影用モデル生成手段と、
   前記現実空間をスキャンして空間形状を認識する空間スキャン手段と、
   前記生成した投影用モデルを前記認識した空間形状に合わせて前記現実空間に重畳して仮想的に表示する投影手段と、
   を含むことを特徴とする船舶用図面投影システム。
2. 船体ブロックを支持する柱状治具の設置情報を現実空間に重畳して投影する船舶用図面投影方法であって、
   前記柱状治具の高さを示す数字を含む３次元の位置情報である設置情報を、複数の柱状治具の格子状マス目の位置および各マス目に示された柱状治具の高さを示す数字が示された２次元の図面からＯＣＲで読み取る設置情報読取ステップと、
   前記読み取った設置情報から前記柱状治具の高さを示す数字を含む所定の座標系及び縮尺を有する３次元データを生成する３次元データ生成ステップと、
   前記生成した３次元データから前記現実空間に投影する前記柱状治具の高さを示す数字を含む投影用モデルを生成する投影用モデル生成ステップと、
   前記現実空間をスキャンして空間形状を認識する空間スキャンステップと、
   前記生成した投影用モデルを前記認識した空間形状に合わせて前記現実空間に重畳して仮想的に表示する投影ステップと、
   を含むことを特徴とする船舶用図面投影方法。
3. 船体ブロックを支持する柱状治具の設置情報を現実空間に重畳して投影する船舶用図面投影システムに、
   前記柱状治具の高さを示す数字を含む３次元の位置情報である設置情報を、複数の柱状治具の格子状マス目の位置および各マス目に示された柱状治具の高さを示す数字が示された２次元の図面からＯＣＲで読み取る設置情報読取ステップと、
   前記読み取った設置情報から前記柱状治具の高さを示す数字を含む所定の座標系及び縮尺を有する３次元データを生成する３次元データ生成ステップと、
   前記生成した３次元データから前記現実空間に投影する前記柱状治具の高さを示す数字を含む投影用モデルを生成する投影用モデル生成ステップと、
   前記現実空間をスキャンして空間形状を認識する空間スキャンステップと、
   前記生成した投影用モデルを前記認識した空間形状に合わせて前記現実空間に重畳して仮想的に表示する投影ステップと、
   を実行させるための船舶用図面投影プログラム。
4. 請求項１に記載の船舶用図面投影システムを用いた柱状治具の高さ調整方法であって、
   前記設置情報読取手段が、前記柱状治具の高さを示す数字を含む３次元の位置情報である設置情報を、複数の柱状治具の格子状マス目の位置および各マス目に示された柱状治具の高さを示す数字が示された２次元の図面からＯＣＲで読み取る設置情報読取ステップと、
   前記３次元データ生成手段が、前記読み取った設置情報から前記柱状治具の高さを示す数字を含む所定の座標系及び縮尺を有する３次元データを生成する３次元データ生成ステップと、
   前記投影用モデル生成手段が、前記生成した３次元データから前記現実空間に投影する前記柱状治具の高さを示す数字を含む投影用モデルを生成する投影用モデル生成ステップと、
   前記空間スキャン手段が、前記現実空間をスキャンして空間形状を認識する空間スキャンステップと、
   前記投影手段が、前記生成した投影用モデルを前記認識した空間形状に合わせて前記現実空間に重畳して仮想的に表示する投影ステップと、
   により、現実空間に前記柱状治具の高さを示す数字を表示し、
   作業者が、表示された数字に基づいて、前記柱状治具の高さを調整することを特徴とする柱状治具の高さ調整方法。

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