JP7449897B2 - 3D modeling support device, 3D modeling support method, and 3D modeling support program - Google Patents
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Description
本発明は、検討対象地点からの3次元の高精度の眺望を生成させるための3次元モデル化支援装置、3次元モデル化支援方法及び3次元モデル化支援プログラムに関するものである。 The present invention relates to a three-dimensional modeling support device, a three-dimensional modeling support method, and a three-dimensional modeling support program for generating a three-dimensional, highly accurate view from a point of interest.
Google Earth(登録商標)などの地図ツールは、広範なデータを適宜更新している公開データであり、目的に応じて利用するには有効である。例えば特許文献1には、物件の窓から見える昼夜の風景情報の生成や、建物内部に視点をおいて建物の外部に実際に見える眺望の画像や映像を表示する技術が開示されているが、風景情報は、インターネット上の風景生成サービスから得ている。 Map tools such as Google Earth (registered trademark) are public data that includes a wide range of data and is updated as appropriate, and is effective for use depending on the purpose. For example, Patent Document 1 discloses a technology that generates daytime and nighttime scenery information that can be seen from the window of a property, and displays images and videos of the view that can actually be seen from the outside of the building from a viewpoint inside the building. The scenery information is obtained from a scenery generation service on the Internet.
また、特許文献2には、マンションの内部、あるいは外部の複数の視点からの画像を自動的に生成できる建築意匠シミュレーション装置が開示されている。この装置を使用して抽出結果に基づいて視点を指定することで、購入を希望する部屋からの眺望を予めシミュレーションによって知ることができる。 Further, Patent Document 2 discloses an architectural design simulation device that can automatically generate images from a plurality of viewpoints inside or outside an apartment. By using this device and specifying a viewpoint based on the extraction results, it is possible to know in advance the view from the room you wish to purchase through simulation.
しかしながら、このような地図ツールのデータは、距離との相関がないうえに、形状を表すデータとしての精度が低い。一方において、特許文献3,4に開示されているように、コンピュータ上に高精度の3次元の建物などのデジタルモデルを作成する、BIM(Building Information Modeling)などの高精度の3次元モデルの存在が知られている。 However, data from such map tools has no correlation with distance and has low accuracy as data representing shape. On the other hand, as disclosed in Patent Documents 3 and 4, the existence of high-precision three-dimensional models such as BIM (Building Information Modeling), which creates a high-precision three-dimensional digital model of a building, etc. on a computer. It has been known.
そこで本発明は、広範なデータが適宜更新される地図ツールの基礎地図データに、高精度の3次元モデルを併用させることで、有効かつ効率的な各種シミュレーションが行えるようになる3次元モデル化支援装置、3次元モデル化支援方法及び3次元モデル化支援プログラムを提供することを目的としている。 Therefore, the present invention provides 3D modeling support that enables effective and efficient various simulations by combining the basic map data of a map tool that updates a wide range of data as appropriate with a high-precision 3D model. The purpose is to provide an apparatus, a three-dimensional modeling support method, and a three-dimensional modeling support program.
前記目的を達成するために、本発明の3次元モデル化支援装置は、検討対象地点からの3次元の高精度の眺望を生成させるための3次元モデル化支援装置であって、高精度の3次元モデルを配置する前の3次元の基礎地図データを取得する基礎データ取得部と、前記検討対象地点を中心に高精度の3次元モデルに置き換える置換対象物を抽出するための判定基準を生成させる抽出基準生成部と、前記抽出基準生成部によって生成された前記判定基準を前記基礎地図データに重ねて表示させる表示制御部とを備え、前記判定基準は、前記検討対象地点からの近景範囲及び中景範囲に対して設定されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the 3D modeling support device of the present invention is a 3D modeling support device for generating a 3D high-precision view from a point under consideration. A basic data acquisition unit that acquires three-dimensional basic map data before arranging the dimensional model, and generates judgment criteria for extracting replacement objects to be replaced with a high-precision three-dimensional model around the consideration point. an extraction criterion generation section; and a display control section that displays the judgment criterion generated by the extraction criterion generation section superimposed on the basic map data; It is characterized by being set for the scenic range.
ここで、前記判定基準は、円筒形に形成される近景抽出部と、逆円錐形に形成される中景抽出部とによって構成させることができる。また、前記置換対象物を決定する置換物特定部と、前記置換対象物の高精度の3次元モデルと前記基礎地図データとの位置合わせを行う位置調整部とを備えた構成とすることができる。 Here, the criterion can be configured by a foreground extraction section formed in a cylindrical shape and a middle ground extraction section formed in an inverted conical shape. Further, the configuration may include a replacement object specifying section that determines the replacement object, and a position adjustment section that aligns a high-precision three-dimensional model of the replacement object with the basic map data. .
また、3次元モデル化支援方法の発明は、検討対象地点からの3次元の高精度の眺望を生成させるための3次元モデル化支援方法であって、高精度の3次元モデルを配置する前の3次元の基礎地図データを取得して表示装置に出力させるステップと、前記検討対象地点を中心に高精度の3次元モデルに置き換える置換対象物を抽出するための判定基準を生成して、前記表示装置に前記基礎地図データに重ねて表示させるステップとを備え、前記検討対象地点からの近景範囲及び中景範囲に対して前記判定基準が表示されることを特徴とする。ここで、前記置換対象物の高精度の3次元モデルを、前記基礎地図データに対して位置合わせするステップを備えた構成とすることができる。 In addition, the invention of the 3D modeling support method is a 3D modeling support method for generating a 3D high-precision view from a point to be considered, and the method includes: A step of acquiring three-dimensional basic map data and outputting it to a display device, and generating a criterion for extracting a replacement object to be replaced with a high-precision three-dimensional model around the point of interest and displaying it. and a step of causing the device to display the basic map data in an overlapping manner, and the determination criteria are displayed for a foreground range and a mid-range range from the point to be considered. Here, the method may include a step of aligning the highly accurate three-dimensional model of the replacement object with respect to the basic map data.
さらに、3次元モデル化支援プログラムの発明は、検討対象地点からの3次元の高精度の眺望を生成させるための3次元モデル化支援プログラムであって、高精度の3次元モデルを配置する前の3次元の基礎地図データを取得して表示装置に出力させる手順と、前記検討対象地点を中心に高精度の3次元モデルに置き換える置換対象物を抽出するための判定基準を生成して、前記表示装置に前記基礎地図データに重ねて表示させる手順とを備え、前記検討対象地点からの近景範囲及び中景範囲に対して前記判定基準を表示させる処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。 Furthermore, the invention of the 3D modeling support program is a 3D modeling support program for generating a 3D high-precision view from a point to be considered, and the invention is a 3D modeling support program for generating a 3D high-precision view from a point to be considered. A procedure for acquiring 3-dimensional basic map data and outputting it to a display device, and generating criteria for extracting replacement objects to be replaced with high-precision 3-dimensional models around the points to be considered, and displaying the same. and a procedure for causing the device to display the basic map data overlappingly with the basic map data, and causing a computer to execute a process for displaying the determination criteria in a foreground range and a mid-range range from the point to be considered.
このように構成された本発明の3次元モデル化支援装置は、地図ツールの3次元の基礎地図データを取得する基礎データ取得部と、高精度の3次元モデルに置き換える置換対象物を抽出するための判定基準を生成させる抽出基準生成部とを備えている。そして、表示制御部によって、抽出基準生成部により生成された判定基準を基礎地図データに重ねて表示させる。また、この判定基準は、検討対象地点からの近景範囲及び中景範囲に対して設定される。 The three-dimensional modeling support device of the present invention configured as described above includes a basic data acquisition unit that acquires three-dimensional basic map data of a map tool, and a basic data acquisition unit that extracts a replacement object to be replaced with a high-precision three-dimensional model. and an extraction criterion generating section that generates a determination criterion. Then, the display control section displays the determination criteria generated by the extraction criterion generation section superimposed on the basic map data. Further, this criterion is set for a foreground range and a mid-range range from the consideration point.
このように、広範なデータが適宜更新される利用しやすい基礎地図データに、高精度の3次元モデルを併用させることで、基礎地図データだけを利用するときよりも精度が高く、高精度の3次元モデルだけを利用するときよりも少ない負荷で、有効かつ効率的な各種シミュレーションが行えるようになる。 In this way, by combining easy-to-use basic map data that is updated appropriately with a wide range of data, and a high-precision 3D model, it is possible to create a highly accurate 3D model that is more accurate than when using basic map data alone. Various types of effective and efficient simulations can be performed with less load than when using only dimensional models.
また、高精度の3次元モデルに置き換える置換対象物を決定して、置換対象物の高精度の3次元モデルと基礎地図データとの位置合わせを行う位置調整部を備えることで、基礎地図データと高精度の3次元モデルとを、合理的に統合することができるようになる。 In addition, by providing a position adjustment unit that determines the replacement target to be replaced with a high-precision 3D model and aligns the high-precision 3D model of the replacement target with the basic map data, the basic map data and It becomes possible to rationally integrate high-precision three-dimensional models.
さらに、3次元モデル化支援方法の発明及び3次元モデル化支援プログラムの発明についても、基礎地図データに高精度の3次元モデルを併用させることで、有効かつ効率的な各種シミュレーションが行えるようになる。 Furthermore, with the invention of a 3D modeling support method and a 3D modeling support program, by combining basic map data with a high-precision 3D model, various types of effective and efficient simulations can be performed. .
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態の3次元モデル化支援装置1の構成を説明するブロック図である。また、図2は、本実施の形態の3次元モデル化支援方法及び3次元モデル化支援プログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a three-dimensional modeling support device 1 according to the present embodiment. Further, FIG. 2 is a flowchart illustrating the processing flow of the three-dimensional modeling support method and three-dimensional modeling support program of this embodiment.
本実施の形態の3次元モデル化支援装置1は、検討対象地点からの3次元の高精度の眺望を生成させるための装置である。例えば、検討対象地点に建設される対象建物の屋上や各階からの眺望を生成させるために、検討対象地点の周囲の建物(周辺建物)等を所望する精度の3次元モデルにするのを支援する装置である。 The three-dimensional modeling support device 1 of this embodiment is a device for generating a three-dimensional, highly accurate view from a point under consideration. For example, in order to generate a view from the rooftop or each floor of a target building to be constructed at the target point, we support creating a three-dimensional model of the buildings surrounding the target point (surrounding buildings) with the desired accuracy. It is a device.
本実施の形態の3次元モデル化支援装置1では、図1に示すように、3次元の基礎地図データが保存された基礎地図データベース21を利用する。基礎地図データとは、Google Earth(登録商標)や3D地図データ(株式会社ゼンリン)など、広範なデータを適宜更新している地図ツールの3次元地図データである。 The three-dimensional modeling support device 1 of this embodiment uses a basic map database 21 in which three-dimensional basic map data is stored, as shown in FIG. Basic map data is three-dimensional map data from map tools such as Google Earth (registered trademark) and 3D map data (ZENRIN Co., Ltd.) that update a wide range of data as appropriate.
基礎地図データは、通常、建物などを正確な立体モデルにするための数値情報は持っていない。また、基礎地図データは、高精度である必要はないので、公開データとして入手しやすいものを使用すればよい。 Basic map data usually does not have the numerical information needed to create accurate three-dimensional models of buildings and the like. Furthermore, the basic map data does not need to be highly accurate, so it is sufficient to use data that is easily available as public data.
一方、高精度の3次元モデルとは、BIM(Building Information Modeling)などの3次元の数値情報を持った、高精度に作成される建物などのデジタルモデルのデータである。高精度の3次元モデルが保存された高精度3次元データベース22からは、すべての建物についての高精度3次元モデルが入手できるわけではないが、対象建物の周囲で、1つ以上の高精度3次元モデルが得られるだけでも、3次元の高精度の眺望の生成に寄与させることができる。 On the other hand, a high-precision three-dimensional model is data of a digital model of a building or the like created with high precision and having three-dimensional numerical information such as BIM (Building Information Modeling). Although it is not possible to obtain high-precision 3D models for all buildings from the high-precision 3D database 22 in which high-precision 3D models are stored, one or more high-precision 3D models are available around the target building. Simply obtaining a dimensional model can contribute to the generation of a highly accurate three-dimensional view.
基礎地図データベース21と高精度3次元データベース22とを使用する本実施の形態の3次元モデル化支援装置1は、演算処理部3と、記憶部4と、表示制御部5と、ディスプレイなどの表示装置6とを備えている。 The three-dimensional modeling support device 1 of this embodiment, which uses a basic map database 21 and a high-precision three-dimensional database 22, includes an arithmetic processing section 3, a storage section 4, a display control section 5, and a display such as a display. It is equipped with a device 6.
演算処理部3は、3次元の基礎地図データを取得するための基礎データ取得部31と、高精度の3次元モデルに置き換える置換対象物を抽出するための抽出基準生成部32と、置換対象物を決定する置換物特定部33と、置換対象物の高精度3次元モデルと基礎地図データとの位置合わせを行う位置調整部34とによって主に構成される。 The arithmetic processing unit 3 includes a basic data acquisition unit 31 for acquiring three-dimensional basic map data, an extraction standard generation unit 32 for extracting a replacement target to be replaced with a high-precision three-dimensional model, and a replacement target It is mainly composed of a replacement object specifying section 33 that determines the replacement object, and a position adjustment section 34 that aligns the high-precision three-dimensional model of the replacement object with the basic map data.
抽出基準生成部32では、検討対象地点(対象建物)を中心にして、高精度3次元モデルに置き換える置換対象物を抽出するために、判定基準を生成する。なお、判定基準の詳細については、後述する。 The extraction criterion generation unit 32 generates determination criteria in order to extract a replacement object to be replaced with a high-precision three-dimensional model, centering on the point to be considered (target building). Note that details of the determination criteria will be described later.
置換物特定部33では、判定基準に基づいて抽出された置換対象物の中から、高精度3次元データベース22にデータが存在するなど、置換の可能性や必要性を考慮しながら、最終的に高精度3次元モデルに置換する置換対象物を決定する。 The replacement object identification unit 33 finally selects a replacement object from among the replacement objects extracted based on the determination criteria, taking into account the possibility and necessity of replacement, such as the existence of data in the high-precision three-dimensional database 22. Determine the replacement object to be replaced with a high-precision three-dimensional model.
一方、位置調整部34では、特定された置換対象物の高精度3次元モデルを、基礎地図データ上に配置するに際して必要となる位置調整を行う。なお、位置調整の詳細については、後述する。 On the other hand, the position adjustment unit 34 performs position adjustment necessary for arranging the identified high-precision three-dimensional model of the replacement target on the basic map data. Note that the details of the position adjustment will be described later.
演算処理部3に接続される表示制御部5では、表示装置6に、基礎地図データ、判定基準、高精度3次元モデルなどを表示させたり、これらを重ねて表示させたりする際の制御を行う。 A display control unit 5 connected to the arithmetic processing unit 3 controls the display device 6 to display basic map data, judgment criteria, high-precision three-dimensional models, etc., and to display these in an overlapping manner. .
一方、記憶部4は、演算処理部3における処理時に生成されたデータや演算処理に必要なデータを記録させる記憶媒体で、ハードディスク、フラッシュメモリ、磁気ディスク、光ディスクなどが該当する。また、クラウドサーバを記憶部4として使用することもできる。 On the other hand, the storage unit 4 is a storage medium that records data generated during processing in the arithmetic processing unit 3 and data necessary for arithmetic processing, and includes a hard disk, a flash memory, a magnetic disk, an optical disk, and the like. Further, a cloud server can also be used as the storage unit 4.
以下では、高精度3次元モデルに置き換える置換対象物を抽出するための判定基準の詳細について説明する。図3は、高精度3次元モデルに置き換える範囲について説明するための図である。 Below, details of the criteria for extracting replacement objects to be replaced with high-precision three-dimensional models will be explained. FIG. 3 is a diagram for explaining the range of replacement with a high-precision three-dimensional model.
本実施の形態の3次元モデル化支援装置1では、広範かつ適宜更新されている基礎地図データを効率的に活用しつつ、対象建物から見て近景域や中景域にあたる範囲には、高い精度を持った3次元モデルを作成して配置する。一方、遠景域にあたる精度が低くても問題のない範囲には、3次元の基礎地図データをそのまま活用することで、3次元モデルの取得や更新に関する負担や、シミュレーション時の演算負荷を低減できるようにする。 The three-dimensional modeling support device 1 of the present embodiment efficiently utilizes a wide range of basic map data that is updated as appropriate, while providing high accuracy in the foreground and mid-range areas when viewed from the target building. Create and place a 3D model with On the other hand, for distant view areas where there is no problem even if the accuracy is low, by using 3D basic map data as is, it is possible to reduce the burden of acquiring and updating 3D models and the calculation load during simulation. Make it.
具体的には、図4に示すように、対象建物を中心にして、近景域及び中景域となる半径X mの中・近景範囲に高精度3次元モデルを配置し、それより外側の領域については、基礎地図データをそのまま使用する。 Specifically, as shown in Figure 4, a high-precision 3D model is placed in a medium/foreground area with a radius of , the basic map data will be used as is.
図5は、高精度3次元モデルに置き換える範囲を決定する処理の流れを説明するフローチャートである。また、図6は、高精度3次元モデルに置き換える置換対象物を抽出するための判定基準Jを断面で示した説明図である。 FIG. 5 is a flowchart illustrating the flow of processing for determining the range to be replaced with a high-precision three-dimensional model. Further, FIG. 6 is an explanatory diagram showing, in cross section, the criterion J for extracting a replacement object to be replaced with a high-precision three-dimensional model.
本実施の形態の3次元モデル化支援装置1では、高精度3次元モデルの作成範囲をフローに沿って決定することで、眺望シミュレーションに使えるだけでなく、環境解析にも使用可能な最小範囲のモデルを作成することができる。環境解析に必要となる範囲外は、基礎地図データの3次元モデルを用いることで、眺望シミュレーションのモデル作成時間の短縮が可能となる。 The three-dimensional modeling support device 1 of this embodiment determines the creation range of a high-precision three-dimensional model along the flow, thereby creating a minimum range that can be used not only for view simulation but also for environmental analysis. Models can be created. By using a three-dimensional model of basic map data outside the range required for environmental analysis, it is possible to shorten the model creation time for view simulation.
まずステップS11では、眺望シミュレーションに要する範囲を範囲Aとして設定する。眺望用の範囲Aとしては、第1には、人間が視認することのできる距離の観点から導くことができる。東京大学工学博士である篠原修氏の「景観のデザインに関する基礎的研究」という論文によると、人間が目視で一つの物体を確認するいわゆる近景域の距離を340mまでと定義している。ここから、対象建物を中心とした半径340mの領域を、近景範囲として設定することができる。 First, in step S11, a range required for view simulation is set as range A. The viewing range A can first be derived from the viewpoint of the distance that can be visually recognized by humans. According to a paper titled ``Basic Research on Landscape Design'' by Osamu Shinohara, a Ph.D. in Engineering at the University of Tokyo, the so-called foreground distance, where humans can visually confirm a single object, is defined as up to 340 meters. From here, an area with a radius of 340m centered on the target building can be set as the foreground range.
第2には、景観を客観的に認識する水平距離の指標として、「街並みの美学」(芦原義信、岩波現代文庫、2001.4.16)に、街並みなどを一望する際に、人間が建築を群として見渡せる仰角より、視点から建物高さの3倍の水平距離まで見渡すことが可能という記述がある。 Second, as an indicator of horizontal distance for objectively recognizing landscapes, there is a concept called ``aesthetics of cityscapes'' (Yoshinobu Ashihara, Iwanami Gendai Bunko, April 16, 2001), in which people view architecture in groups when looking out over cityscapes. There is a description that it is possible to see from the viewpoint up to a horizontal distance three times the height of the building.
そこで、眺望シミュレーションの範囲Aとして、周辺建物高さの3倍に含まれる領域も加えることとする。周辺建物とは、対象建物の周辺に存在する建物であり、周辺建物の高さが高いほど「周辺建物高さの3倍」に該当する水平距離は長くなる。すなわち、対象建物から中景域にある建物であっても、高さが高ければ高精度3次元モデルに置き換えたほうがよいことになる。よって、対象建物を中心に半径340mかつ周辺建物高さの3倍の距離の範囲Aを、まずは高精度3次元モデルに置き換える範囲として設定する。 Therefore, we will include an area that is three times the height of surrounding buildings as range A of the view simulation. Surrounding buildings are buildings that exist around the target building, and the higher the height of the surrounding building, the longer the horizontal distance corresponding to "3 times the height of the surrounding building" becomes. In other words, even if the building is located in the middle ground from the target building, if the height is high, it is better to replace it with a high-precision three-dimensional model. Therefore, a range A with a radius of 340 m centered on the target building and a distance three times the height of surrounding buildings is first set as the range to be replaced with a high-precision three-dimensional model.
続いてステップS12では、日影シミュレーションを行うか否かを判定する。対象建物が中高層建築物となる場合には、計画の公開が義務付けられており、住民説明会には、配置図、平・立面図、日影図の説明を求められることが多い。そこで、通常、日影検討が必要とされる、着工前の近隣住民への説明に要する範囲の観点も加えることとする。 Subsequently, in step S12, it is determined whether or not to perform a shade simulation. If the target building is a mid-to-high-rise building, the plans are required to be made public, and residents are often asked to explain the layout, floor and elevation plans, and shading plans. Therefore, we have decided to add the perspective of the range required for explanations to neighboring residents before the start of construction, which normally requires consideration of shading.
日影検証が実施される場合は、ステップS13に移行する。日影図の説明範囲の境界ラインは、「建築申請memo2020」(新日本法規 建築申請実務研究会編)によれば、計画建築物(対象建物)の外壁からの水平距離がその高さの2倍、すなわち建物高さの約2倍の距離が必要である。このことから、日影シミュレーションを採用する場合には、この数値を基準とすることができる。そこで、対象建物の高さの2倍の領域を、範囲Bとして設定する。 If shade verification is to be performed, the process moves to step S13. According to the "Architectural Application Memo 2020" (edited by the New Japan Hoki Architectural Application Practical Study Group), the boundary line of the explanation range of the shade map is the horizontal distance from the external wall of the planned building (target building) that is 2 times the height. A distance of twice the height of the building is required. From this, when employing a shadow simulation, this value can be used as a reference. Therefore, an area twice the height of the target building is set as range B.
さらにステップS14では、気流シミュレーションを行うか否かを判定する。そして、気流検証が実施される場合は、ステップS15に移行する。「ビル風の基礎知識」(風工学研究所、鹿島出版会、2005.11.23)によると、ビル建設において風速が増加影響する範囲は、建物高さの1倍~2倍とされており、風洞実験用の模型作成時には、それを上回る2倍~4倍の範囲を模型化する。 Furthermore, in step S14, it is determined whether or not to perform an airflow simulation. If airflow verification is to be performed, the process moves to step S15. According to "Basic knowledge of building wind" (Wind Engineering Research Institute, Kajima Publishing, November 23, 2005), the range where wind speed increases in building construction is said to be 1 to 2 times the height of the building, and wind tunnel When creating models for experiments, the range is 2 to 4 times larger than that.
このことから、3次元での気流シミュレーションを行う場合においても、最小の値となる2倍の距離を最低でも確保すれば、充分な検証結果を得ることが可能であると判断できる。そこで、対象建物の高さの3倍の領域を、風洞実験の際に模型化する必要がある範囲Cとして設定する。 From this, it can be determined that even when performing a three-dimensional airflow simulation, it is possible to obtain sufficient verification results by ensuring at least twice the distance that is the minimum value. Therefore, an area three times the height of the target building is set as range C that needs to be modeled during the wind tunnel experiment.
そして、ステップS16では、ここまでのステップで設定された範囲(A,B,C)の中から、最大値となる範囲を選択して、その範囲に基づいた置換対象物を抽出するための判定基準を生成する。 Then, in step S16, the range with the maximum value is selected from the ranges (A, B, C) set in the steps up to this point, and a determination is made to extract the replacement target based on the range. Generate standards.
例えば図6に示すように、対象建物高さをH0とし、周辺建物の最高高さをHとし、人間の目線の高さをhとする。ここで、人間が物体を認識可能な視野角は60°と言われている。また、上述したように街並みを群として捉えることができる仰角は18°(視点から建物高さの3倍の水平距離)となる。 For example, as shown in FIG. 6, the height of the target building is H0 , the maximum height of surrounding buildings is H, and the height of the human eye is h. The viewing angle at which humans can recognize objects is said to be 60°. Furthermore, as mentioned above, the elevation angle at which the cityscape can be captured as a group is 18° (horizontal distance from the viewpoint three times the building height).
そこで、眺望シミュレーションの範囲A、日影シミュレーションの範囲B、気流シミュレーションの範囲Cの中から、最大値となる値を、対象建物(検討対象地点)からの近景範囲を設定する近景抽出部J1を表す距離aとして設定する。 Therefore, the foreground extraction unit J1, which sets the foreground range from the target building (point under consideration), uses the maximum value from the view simulation range A, the shade simulation range B, and the airflow simulation range C. Set as the distance a to represent.
さらに、周辺建物の最高高さHの3倍を、対象建物(検討対象地点)からの中景範囲を設定する中景抽出部J2を表す距離bとして設定する。図7は、このようにして生成された置換対象物を抽出するための判定基準Jを、3次元で示した説明図である。 Further, three times the maximum height H of surrounding buildings is set as the distance b representing the mid-ground extraction part J2 that sets the mid-ground range from the target building (point under consideration). FIG. 7 is an explanatory diagram showing, in three dimensions, the criterion J for extracting the replacement object generated in this way.
このようにして設定された判定基準Jは、近景抽出部J1は円筒形に形成されるとともに、中景抽出部J2は逆円錐形に形成される。そして、図8が、判定基準Jを基礎地図データBMに重ねて表示させた一例を示した説明図である。 The determination criterion J set in this way is such that the foreground extraction section J1 is formed in a cylindrical shape, and the middle background extraction section J2 is formed in an inverted conical shape. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example in which the determination criterion J is displayed superimposed on the basic map data BM.
この図に示すように、近景抽出部J1の範囲に入る基礎地図データBMの建物は、すべて高精度3次元モデルに置き換える置換対象物の候補となる。一方、中景抽出部J2の範囲については、逆円錐形の判定基準Jより上方に突出した基礎地図データBMの建物だけが、高精度3次元モデルに置き換える置換対象物の候補となる。 As shown in this figure, all the buildings in the basic map data BM that fall within the range of the foreground extractor J1 become candidates for replacement objects to be replaced with high-precision three-dimensional models. On the other hand, regarding the range of the mid-ground extraction part J2, only the buildings of the basic map data BM that protrude above the inverted cone-shaped determination criterion J are candidates for replacement objects to be replaced with high-precision three-dimensional models.
次に、本実施の形態の3次元モデル化支援方法及び3次元モデル化支援プログラムの処理の流れについて、図2を参照しながら説明する。
まず、ステップS1では、基礎データ取得部31によって、基礎地図データベース21から基礎地図データの取り込みを行う。
Next, the processing flow of the three-dimensional modeling support method and three-dimensional modeling support program of this embodiment will be explained with reference to FIG.
First, in step S1, the basic data acquisition unit 31 imports basic map data from the basic map database 21.
続いてステップS2では、抽出基準生成部32において、基礎地図データに存在する建物の中から、検討対象地点を中心に、高精度3次元モデルに置き換える置換対象物を抽出するための判定基準Jを生成する処理を行う。判定基準Jは、上述したように、図5に示したフローによって決定された範囲に基づいて、図7に示すような円筒形と逆円錐形とを組み合わせた形状に生成される。 Subsequently, in step S2, the extraction criterion generation unit 32 generates a judgment criterion J for extracting replacement objects to be replaced with high-precision three-dimensional models from among the buildings existing in the basic map data, centering on the points to be considered. Perform the process to generate. As described above, the criterion J is generated in a shape that is a combination of a cylindrical shape and an inverted conical shape as shown in FIG. 7 based on the range determined by the flow shown in FIG. 5.
ステップS3では、基礎地図データに重ねて判定基準Jが表示装置6に出力される(図8参照)。ここで、近景抽出部J1に干渉する建物と、中景抽出部J2に干渉する建物は、置換対象物の候補として、置換物特定部33によって自動的に抽出される(ステップS4)。なお、表示装置6に表示された基礎地図データ上の建物と判定基準Jとの干渉を目視で確認しながら、置換対象物の候補を手動で抽出していくこともできる。 In step S3, the criterion J is output to the display device 6 superimposed on the basic map data (see FIG. 8). Here, the building that interferes with the foreground extraction section J1 and the building that interferes with the middle background extraction section J2 are automatically extracted by the replacement object identification section 33 as candidates for replacement objects (step S4). It is also possible to manually extract candidates for replacement objects while visually checking for interference between buildings on the basic map data displayed on the display device 6 and the criterion J.
ここで、置換物特定部33の干渉チェックによって自動的に抽出された建物のすべてについて、高精度3次元データベース22に該当するデータが保存されているとは限らない。また、置換対象物として高精度3次元モデルに置き換えられる建物の数が多くなればなるほど、データ量が大きくなるので、その後のシミュレーションの機動性にも影響を及ぼすことになる。 Here, the high-precision three-dimensional database 22 does not necessarily store corresponding data for all buildings automatically extracted by the interference check by the replacement object identification unit 33. Furthermore, as the number of buildings that are replaced with high-precision three-dimensional models increases, the amount of data increases, which also affects the maneuverability of subsequent simulations.
そこで、置換物特定部33で高精度3次元モデルに置き換える置換対象物を選択して、決定された置換対象物の高精度3次元モデルを、高精度3次元データベース22から取り込む(ステップS5)。 Therefore, the replacement object specifying unit 33 selects a replacement object to be replaced with a high-precision three-dimensional model, and imports the determined high-precision three-dimensional model of the replacement object from the high-precision three-dimensional database 22 (step S5).
ここで、基礎地図データベース21に記憶されている地図データは、地球儀上の標高、経緯度、方位といった座標に基づいて作成されている。一方、BIMなどの高精度3次元データベース22に記憶されている建物のデータは、メートル法で作成されている。このため、基礎地図データBMの上に、緯度経度を調整してメートル法で作成された高精度3次元モデルの位置を合わせることは容易ではなく、位置調整を支援する機能が必要になる。 Here, the map data stored in the basic map database 21 is created based on coordinates such as altitude, longitude and latitude, and azimuth on the globe. On the other hand, building data stored in a high-precision three-dimensional database 22 such as BIM is created in the metric system. Therefore, it is not easy to align the high-precision three-dimensional model created in the metric system by adjusting the latitude and longitude on the basic map data BM, and a function to support position adjustment is required.
そこで以下では、置換対象物の高精度3次元モデルを、基礎地図データ上に配置するに際して、位置調整部34によって行われる位置調整の詳細について説明する。まず、図9は、高精度3次元モデルHMと基礎地図データBMとの位置合わせの方法を、概念的に示した説明図である。 Therefore, the details of the position adjustment performed by the position adjustment section 34 when arranging the high-precision three-dimensional model of the replacement target on the basic map data will be described below. First, FIG. 9 is an explanatory diagram conceptually showing a method of positioning the high-precision three-dimensional model HM and the basic map data BM.
すなわち、高精度3次元モデルHMと基礎地図データBMとをそのまま統合しても、完全に一致させることはできないので、何らかの方法で位置調整を行う必要がある。具体的には、高精度3次元モデルと基礎地図データとの位置合わせの処理の流れを示した、図10のフローチャートを参照しながら説明する。 That is, even if the high-precision three-dimensional model HM and the basic map data BM are integrated as they are, they cannot be made to match completely, so it is necessary to perform position adjustment by some method. Specifically, this will be explained with reference to the flowchart of FIG. 10, which shows the flow of the process of aligning the high-precision three-dimensional model and the basic map data.
まずステップS21では、置換物特定部33で選択された高精度3次元モデルを、基礎地図データの上にそのまま配置する。ここで、位置合わせの際に行われる高精度3次元モデルの回転については、図11に示すように、Z軸周りの方位のみの回転とし、X軸周りやY軸周りの回転は行わない。 First, in step S21, the high-precision three-dimensional model selected by the replacement object specifying unit 33 is placed directly on the basic map data. Here, regarding the rotation of the high-precision three-dimensional model performed during alignment, as shown in FIG. 11, rotation is performed only in the direction around the Z-axis, and rotation around the X-axis or the Y-axis is not performed.
そしてステップS22では、位置調整を行う建物と、位置合わせの調整方法を決定する。位置調整は、基礎地図データBMと高精度3次元モデルHMとの両方に存在する建物等(構造物や目印になるオブジェクトを含む)を使って行われる。調整方法としては、いくつか考えられるが、以下では調整方法A,調整方法B及び調整方法Cという3つの調整方法について説明する。 In step S22, the building whose position is to be adjusted and the position adjustment method are determined. Position adjustment is performed using buildings and the like (including structures and landmark objects) that exist in both the basic map data BM and the high-precision three-dimensional model HM. There are several possible adjustment methods, and three adjustment methods, adjustment method A, adjustment method B, and adjustment method C, will be described below.
図12は、ステップS231となる調整方法Aを概念的に説明する図である。調整方法Aでは、選択した1つ以上の建物等の容積の重なり比率が最大となる最適解を見い出して、高精度3次元モデルを配置する位置、向き(方位)及び高さを決定する。 FIG. 12 is a diagram conceptually explaining adjustment method A, which is step S231. In adjustment method A, an optimal solution is found that maximizes the overlapping ratio of the volumes of one or more selected buildings, etc., and the position, orientation (azimuth), and height at which the high-precision three-dimensional model is placed are determined.
図12では、96%の比率で容積が最も重なる立体同士を検出し、高精度3次元モデルHMの全体について、位置、高さ、方位の回転角を、基礎地図データBMに合わせ込む。続いて、次点で最も容積の重なる立体同士を同様に合わせ込む。そして、すべての立体同士の重なり比率が、ほぼ同値となるまで調整を行う。 In FIG. 12, solids whose volumes overlap most at a ratio of 96% are detected, and the position, height, and rotation angle of the azimuth of the entire high-precision three-dimensional model HM are adjusted to the basic map data BM. Next, the next three-dimensional bodies whose volumes overlap the most are matched in the same way. Then, adjustments are made until the overlapping ratios of all solids become approximately the same value.
また、ステップS232となる調整方法Bでは、図13に示すように、3つ以上の選択した建物等の重心GPの位置を取り、重心GPで囲まれる立体の容積の重なり比率が最大となる最適解を見い出して、高精度3次元モデルを配置する位置、向き(方位)及び高さを決定する。 In addition, in adjustment method B, which is step S232, as shown in FIG. 13, the positions of the centers of gravity GP of three or more selected buildings, etc. are determined, and the optimal Find a solution and determine the location, orientation (azimuth), and height of the high-precision three-dimensional model.
具体的には、基礎地図データBM上で作成した三角形と、高精度3次元モデルHM上で作成した三角形とが最も重なる位置を抽出し、その位置に、位置調整を行う建物の高精度3次元モデルを配置する。対象建物が建設予定の建物である場合は、基礎地図データBM上に存在していないので、この方法で配置することになる。ここで、三角形の大きさを大きくする方が、配置誤差を小さくすることができる。 Specifically, we extract the position where the triangle created on the basic map data BM and the triangle created on the high-precision 3D model HM overlap most, and place the high-precision 3D model of the building whose position is to be adjusted at that position. Place the model. If the target building is a building scheduled for construction, it will be placed using this method since it does not exist on the basic map data BM. Here, the placement error can be reduced by increasing the size of the triangle.
さらに、図14は、ステップS233となる調整方法Cを概念的に説明する図である。調整方法Cでは、選択した1つ以上の建物の隅角点APの座標を4つ以上とり、その座標の差分が最小となる最適解を見い出して、高精度3次元モデルを配置する位置、向き(方位)及び高さを決定する。なお、選択する建物の数が多い方が、位置合わせの精度は向上する。 Furthermore, FIG. 14 is a diagram conceptually explaining adjustment method C, which is step S233. Adjustment method C takes the coordinates of four or more corner points AP of one or more selected buildings, finds the optimal solution that minimizes the difference in the coordinates, and determines the position and orientation of the high-precision 3D model. (azimuth) and height. Note that the accuracy of alignment improves as the number of buildings selected increases.
具体的には、基礎地図データBMの建物から4つの隅角点APを取るとともに、高精度3次元モデルHMの建物からも4つの隅角点APを取り、それらの座標の差分が最小となる最適な位置で統合を行う。この際、建物の傾斜角は考慮せず、建物は垂直であるとする。 Specifically, four corner points AP are taken from the building in the basic map data BM, and four corner points AP are also taken from the building in the high-precision three-dimensional model HM, and the difference in their coordinates is minimized. Integrate at the optimal location. At this time, the inclination angle of the building is not considered, and the building is assumed to be vertical.
ステップS24では、実行された調整方法による位置調整が適切であったか否かの判定を行い、許容範囲内であれば位置調整の処理を終了し、適切に位置調整がされなかった場合は、別の調整方法を選択して、位置調整をやり直す。 In step S24, it is determined whether or not the position adjustment by the executed adjustment method was appropriate. If it is within the allowable range, the position adjustment process is terminated. If the position adjustment is not properly performed, another Select the adjustment method and redo the position adjustment.
このようにしてステップS6で上述した位置合わせを行った後に、ステップS7では、基礎地図データBMの置換対象物を高精度3次元モデルに置き換えた3次元モデルを、表示装置6に表示させる。 After performing the above-described alignment in step S6 in this way, in step S7, a three-dimensional model in which the replacement target object in the basic map data BM is replaced with a high-precision three-dimensional model is displayed on the display device 6.
そしてステップS8では、検討対象地点に建設予定の対象建物の任意の高さを視点として選択して、その所望する高さからの3次元の高精度な眺望を、眺望シミュレーションとして生成させる。 Then, in step S8, an arbitrary height of the target building scheduled to be constructed at the consideration point is selected as a viewpoint, and a highly accurate three-dimensional view from the desired height is generated as a view simulation.
次に、本実施の形態の3次元モデル化支援装置1、3次元モデル化支援方法及び3次元モデル化支援プログラムの作用について説明する。
このように構成された本実施の形態の3次元モデル化支援装置1は、地図ツールの3次元の基礎地図データを取得する基礎データ取得部31と、高精度3次元モデルに置き換える置換対象物を抽出するための判定基準Jを生成させる抽出基準生成部32とを備えている。
Next, the operations of the three-dimensional modeling support device 1, three-dimensional modeling support method, and three-dimensional modeling support program of this embodiment will be explained.
The three-dimensional modeling support device 1 of the present embodiment configured as described above includes a basic data acquisition unit 31 that acquires three-dimensional basic map data of a map tool, and a replacement target to be replaced with a high-precision three-dimensional model. It also includes an extraction criterion generating section 32 that generates a criterion J for extraction.
そして、表示制御部5によって、抽出基準生成部32によって生成された判定基準Jを基礎地図データに重ねて表示させる。また、この判定基準Jは、対象建物(検討対象地点)からの近景範囲を設定する近景抽出部J1及び中景範囲を設定する中景抽出部J2によって構成される。 Then, the display control section 5 causes the determination criterion J generated by the extraction criterion generation section 32 to be displayed superimposed on the basic map data. Further, this judgment criterion J is constituted by a foreground extraction section J1 that sets a foreground range from the target building (point under consideration) and a mid-range extraction section J2 that sets a mid-range range.
このように、広範なデータが適宜更新される基礎地図データに、高精度3次元モデルを併用させることで、基礎地図データだけを利用するときよりも精度が高く、高精度3次元モデルだけを利用するときよりも少ない負荷で、有効かつ効率的な各種シミュレーションが行えるようになる。 In this way, by combining a high-precision 3D model with basic map data that is updated as appropriate over a wide range of data, the accuracy is higher than when using only the basic map data, and it is possible to use only a high-precision 3D model. Various types of simulations can now be performed effectively and efficiently with less load than when running a computer.
要するに、3次元の基礎地図データだけでも眺望シミュレーションを行うことはできるが、近景域や中景域の範囲において精度が不足しているため、対象建物に隣接する建物との距離感や、対象建物から見える建物の形状や高さが、実際とは異なる結果となり、正確な検討ができなくなる。 In short, it is possible to perform a view simulation using only 3D basic map data, but since the accuracy is insufficient in the foreground and mid-range areas, the distance between the target building and neighboring buildings, and the target building The shape and height of the building as seen from the outside will differ from the reality, making it impossible to conduct an accurate study.
これに対して、対象建物を中心にして近景範囲及び中景範囲に存在するいくつかの周辺建物を高精度3次元モデルに置き換えるだけでも、隣接する建物との距離感、対象建物からよく見える建物の形状及び高さが、実際に近い状態の眺望シミュレーションが行えるようになって、正確な検討が可能になる。 On the other hand, simply replacing some surrounding buildings in the foreground and mid-range around the target building with high-precision 3D models can improve the sense of distance between adjacent buildings and buildings that are clearly visible from the target building. It becomes possible to perform a view simulation in which the shape and height of the building are close to the actual conditions, making it possible to conduct an accurate study.
また、高精度3次元モデルに置き換える置換対象物を決定して、置換対象物の高精度3次元モデルHMと基礎地図データBMとの位置合わせを行う位置調整部34を備えることで、基礎地図データBMと高精度3次元モデルHMとを、合理的に統合することができる。 In addition, by providing a position adjustment unit 34 that determines a replacement target to be replaced with a high-precision three-dimensional model and aligns the high-precision three-dimensional model HM of the replacement target with the basic map data BM, the basic map data The BM and the high-precision three-dimensional model HM can be rationally integrated.
さらに、本実施の形態の3次元モデル化支援方法及び3次元モデル化支援プログラムについても、基礎地図データBMに高精度3次元モデルHMを併用させることで、有効かつ効率的な各種シミュレーションが行えるようになる。 Furthermore, regarding the 3D modeling support method and 3D modeling support program of this embodiment, it is possible to perform various effective and efficient simulations by using the basic map data BM together with the high precision 3D model HM. become.
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes that do not depart from the gist of the present invention may be made. Included in invention.
例えば、前記実施の形態では、円筒形に形成された近景抽出部J1と逆円錐形に形成された中景抽出部J2とによって形成される判定基準Jを使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、別の知見に基づいて設定される近景範囲及び中景範囲に対する判定基準によって置換対象物を抽出することもできる。 For example, in the embodiment described above, a case has been described in which the determination criterion J is formed by the foreground extraction section J1 formed in a cylindrical shape and the middle ground extraction section J2 formed in an inverted conical shape. The present invention is not limited to this, and it is also possible to extract replacement objects using criteria for the foreground range and mid-range range that are set based on other knowledge.
また、前記実施の形態では、位置調整部34で基礎地図データBMと高精度3次元モデルHMとの位置調整を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、高精度3次元モデルHMが位置情報を持っている場合は、その位置情報だけで基礎地図データBMの上に配置していくこともできる。 Furthermore, in the embodiment, a case has been described in which the position adjustment unit 34 adjusts the positions of the basic map data BM and the high-precision three-dimensional model HM, but the present invention is not limited to this, and the high-precision three-dimensional model If the HM has location information, it can be placed on the basic map data BM using only that location information.
1 :3次元モデル化支援装置
31 :基礎データ取得部
32 :抽出基準生成部
33 :置換物特定部
34 :位置調整部
5 :表示制御部
6 :表示装置
BM :基礎地図データ
HM :高精度3次元モデル
J :判定基準
J1 :近景抽出部
J2 :中景抽出部
1: Three-dimensional modeling support device 31: Basic data acquisition section 32: Extraction standard generation section 33: Substitute identification section 34: Position adjustment section 5: Display control section 6: Display device BM: Basic map data HM: High precision 3 Dimensional model J: Judgment standard J1: Foreground extraction section J2: Medium background extraction section
Claims (6)
高精度の3次元モデルを配置する前の3次元の基礎地図データを取得する基礎データ取得部と、
前記検討対象地点を中心に高精度の3次元モデルに置き換える置換対象物を抽出するための判定基準を生成させる抽出基準生成部と、
前記抽出基準生成部によって生成された前記判定基準を前記基礎地図データに重ねて表示させる表示制御部とを備え、
前記判定基準は、前記検討対象地点からの近景範囲及び中景範囲に対して設定されることを特徴とする3次元モデル化支援装置。 A three-dimensional modeling support device for generating a three-dimensional high-precision view from a point under consideration,
a basic data acquisition unit that acquires 3D basic map data before placing a high-precision 3D model;
an extraction criterion generation unit that generates a criterion for extracting a replacement object to be replaced with a high-precision three-dimensional model around the consideration point;
a display control unit that displays the determination criteria generated by the extraction criteria generation unit over the basic map data;
The three-dimensional modeling support device is characterized in that the determination criteria are set for a foreground range and a mid-range range from the consideration point.
前記置換対象物の高精度の3次元モデルと前記基礎地図データとの位置合わせを行う位置調整部とを備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の3次元モデル化支援装置。 a replacement object specifying unit that determines the replacement object;
3. The three-dimensional modeling support device according to claim 1, further comprising a position adjustment unit that aligns the high-precision three-dimensional model of the replacement object with the basic map data.
高精度の3次元モデルを配置する前の3次元の基礎地図データを取得して表示装置に出力させるステップと、
前記検討対象地点を中心に高精度の3次元モデルに置き換える置換対象物を抽出するための判定基準を生成して、前記表示装置に前記基礎地図データに重ねて表示させるステップとを備え、
前記検討対象地点からの近景範囲及び中景範囲に対して前記判定基準が表示されることを特徴とする3次元モデル化支援方法。 A three-dimensional modeling support method for generating a three-dimensional high-precision view from a point under consideration, the method comprising:
a step of acquiring 3D basic map data before placing a high-precision 3D model and outputting it to a display device;
generating a criterion for extracting a replacement object to be replaced with a high-precision three-dimensional model around the point to be considered, and displaying the same on the display device superimposed on the basic map data,
A three-dimensional modeling support method, characterized in that the determination criteria are displayed for a foreground range and a mid-range range from the consideration point.
高精度の3次元モデルを配置する前の3次元の基礎地図データを取得して表示装置に出力させる手順と、
前記検討対象地点を中心に高精度の3次元モデルに置き換える置換対象物を抽出するための判定基準を生成して、前記表示装置に前記基礎地図データに重ねて表示させる手順とをコンピュータに実行させるにあたって、
前記検討対象地点からの近景範囲及び中景範囲に対して前記判定基準を表示させる処理を行わせることを特徴とする3次元モデル化支援プログラム。 A three-dimensional modeling support program for generating a three-dimensional high-precision view from a point under consideration,
A procedure for acquiring 3D basic map data before placing a high-precision 3D model and outputting it to a display device;
causing a computer to execute a procedure of generating a criterion for extracting a replacement object to be replaced with a high-precision three-dimensional model around the point to be considered, and displaying it on the display device superimposed on the basic map data; For this,
A three-dimensional modeling support program, characterized in that the program performs a process of displaying the criteria for a foreground range and a mid-range range from the point to be considered.
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