JP7551009B2 - 投射システム - Google Patents

Description

本開示は、投射システムに関する。

建物の設備として、たとえば、天井には、照明、空調、防災設備等の機器が配置される。こういった既存の機器をリプレイスするような場合、設置されている機器の寸法等の計測が必要となり、当該建物において現場調査が実施される。現場調査においては、機器幅や天井の高さの計測が行われるとともに、機器の設置状態をカメラで撮影する。

天井に設置された機器の計測作業が行われる場合、作業員が脚立に登り作業が行われる。このような計測作業中には、脚立から作業員が転落したり金属製スケールによる切創などの虞がある。一方、対象物の寸法を簡易に測定するための装置として、特開２００７－２０５９１５号公報（特許文献１）に記載の投射装置が提案されている。この投射装置では、ものさし画像を対象物に向けて投写し、ものさし画像と対象物を見比べることで対象物の寸法を把握することができる。

特開２００７－２０５９１５号公報

上記のように、作業員が作業しにくい天井等の設置面に対象物が設置されている場合、作業における安全性の確保が求められる。また、対象物のサイズの測定時には、計測器の使用、サイズの読み上げ、筆記具でのサイズの記録、カメラによる撮影と連動する作業といった一連の作業が行われる。その際、筆記具やカメラへの持ち替え時間や手書きによる記録ミスが発生することがある。さらに、現場調査においては、調査結果の記録および整理をするための作業の一時中断や、調査後の情報整理に多くの時間を要している。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、作業の安全性を確保しつつ、効率的かつ正確に対象物のサイズを計測することができる投射装置および投射システムを提供することである。

本開示に係る投射装置は、対象物を設置する設置面に向けて投射画像を投射する装置である。投射装置は、測定部と、投射部と、レンズと、変更部と、算出部（たとえば、ＣＰＵ）とを備える。測定部は、投射装置から設置面までの距離を測定する。投射部は、設置面に向けて投射画像を投射する。レンズは、投射部と設置面との間に配置される。変更部は、投射部が投射する方向に沿った、投射部の位置およびレンズの位置の少なくとも一方を変更する。算出部は、距離と投射部の位置とレンズの位置とに基づき、設置面に投射された投射画像のサイズを示すサイズ情報を算出する。

前述の投射装置は、制御部をさらに備える。制御部は、算出部と通信インターフェイスとを含む。通信インターフェイスは、端末と通信可能である。

本開示に係る投射システムは、投射装置と、端末とを備える。端末は、投射装置と通信可能である。端末は、カメラを備える。投射装置は、サイズ情報を端末に送信する。端末は、カメラで撮影した撮影画像とともに、当該撮影画像を撮影したときのサイズ情報を記憶する。

本開示によれば、作業の安全性を確保しつつ、効率的かつ正確に対象物のサイズを計測することができる。

本実施の形態に係る投射システムによる対象物のサイズ測定を説明するための図である。 投射システムのハードウェア構成の一例を示す図である。 従来の測定方法による対象物のサイズ測定を説明するための図である。 投射装置の一例を示す図である。 投射部およびレンズの位置と投射画像のサイズとの関係を説明するための図である。 投射画像の一例を示す図である。 投射画像の一例を示す図である。 投射画像の一例を示す図である。 投射画像の調整について説明するための図である。 投射画像の調整について説明するための図である。 投射画像の調整について説明するための図である。 端末での表示例について説明するための図である。 端末での表示例について説明するための図である。 メイン処理（投射装置）のフローチャートである。 メイン処理（端末）のフローチャートである。 撮影処理のフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

［投射システム１］
図１は、本実施の形態に係る投射システム１による対象物３１のサイズ測定を説明するための図である。投射システム１は、投射装置１００と、端末２００とを備える。

投射装置１００は、対象物３１を設置する設置面（天井）３５に向けて投射画像７０（図６Ａ～図６Ｃ，図７Ａ～図７Ｃの投射画像７０ａ～７０ｆ）を投射する装置である。端末２００は、作業者４０が使用する端末であって、投射装置１００と通信可能である。端末２００は、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）あるいは無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの無線通信によって投射装置１００と接続するように構成する。

図１に示すように、投射装置１００は、床３６に設置して使用する。本例では、投射装置１００から対象物３１を設置した設置面（天井）３５までは、距離Ｈ、離れている。本例では、対象物３１は円形の照明機器であり、その直径はサイズＸである。

詳細は、図４以降を用いて説明するが、本実施の形態においては、投射装置１００は、対象物３１と一致させるように投射画像７０を投射する。投射画像７０は、投射装置１００が備える投射部１２３およびレンズ１２２のいずれか一方または両方の位置を調整することによって、その大きさを調整可能である。

作業者４０は、既存の機器をリプレイスするための現地調査において、端末２００を用いて対象物３１および投射された投射画像７０を撮影する。本実施の形態においては、端末２００で対象物３１および投射画像７０撮影した際に、同時に対象物３１のサイズＸが自動的に記録されるように構成されている。以下、詳細に説明する。

図２は、投射システム１のハードウェア構成の一例を示す図である。投射装置１００は、制御部１１０と、投射部１２３と、変更部１２４と、レンズ１２２と、測定部１２１とを備える。投射部１２３、変更部１２４、レンズ１２２および測定部１２１については後述する。

制御部１１０は、算出部としてＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１３と、送信部として通信インターフェイス１１５とを備える。

ＣＰＵ１１１は、投射装置１００全体を総括的に制御する。ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２に格納されているプログラムをＲＡＭ１１３に展開して実行する。ＲＯＭ１１２は、投射装置１００の処理手順が記されたプログラムを格納する。ＲＡＭ１１３は、ＣＰＵ１１１がプログラムを実行する際の作業領域となるものであり、プログラムやプログラムを実行する際のデータ等を一時的に記憶する。通信インターフェイス１１５は、端末２００と通信するためのインターフェイスである。

端末２００は、ＣＰＵ２１１と、ＲＯＭ２１２と、ＲＡＭ２１３と、記憶部２１４と、通信インターフェイス２１５と、カメラ２１６と、入力部２２０と、表示部２２１とを備える。

ＣＰＵ２１１は、端末２００全体を総括的に制御する。ＣＰＵ２１１は、ＲＯＭ２１２に格納されているプログラムをＲＡＭ２１３に展開して実行する。ＲＯＭ２１２は、端末２００の処理手順が記されたプログラムを格納する。ＲＡＭ２１３は、ＣＰＵ２１１がプログラムを実行する際の作業領域となるものであり、プログラムやプログラムを実行する際のデータ等を一時的に記憶する。

通信インターフェイス２１５は、投射装置１００と通信するためのインターフェイスである。記憶部２１４は、不揮発性の記憶装置である。記憶部１１４は、たとえば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等であってもよい。

入力部２２０は、ユーザからの入力を受け付ける。入力部２２０は、たとえば、タッチパネルであり、キーボード、マウスであってもよい。表示部２２１は、各種情報の表示を行う。表示部２２１は、たとえば、液晶表示器、ディスプレイである。端末２００は、たとえば、スマートフォンであり、ノートパソコン、タブレット端末等であってもよい。

［従来の測定方法］
ここで、比較のため、現地調査における一般的な測定方法について説明する。図３は、従来の測定方法による対象物３１のサイズ測定を説明するための図である。

図１と同様に、図３においても、天井（設置面）３５に設置された対象物（照明装置）３１のサイズＸを測定しようとしている。天井３５まで距離があるため、作業者４０は、床３６に脚立４４を設置している。

作業者４０は、脚立４４を登った状態で作業をする。作業者４０は、この状態で対象物３１にスケール４２をあてて、対象物３１のサイズＸを計測する。このような計測作業中には、脚立から作業者４０が転落したり金属製のスケール４２による切創などの虞がある。

また、対象物３１のサイズの測定時には、計測器（スケール４２）の使用、サイズの読み上げ、筆記具でのサイズの記録、カメラによる撮影と連動する作業といった一連の作業が行われる。その際、筆記具やカメラへの持ち替え時間や手書きによる記録ミスが発生することがある。さらに、現場調査においては、調査結果の記録および整理をするための作業の一時中断や、調査後の情報整理に多くの時間を要している。

本実施の形態における投射装置１００を用いた場合、図１のような構成となるため、脚立４４やスケール４２を用いる必要がなく、また、手書きによりサイズＸを記録する必要がなくなる。

［投射装置１００］
次に、投射装置１００の内部構成について説明する。図４は、投射装置１００の一例を示す図である。投射装置１００の内部には、測定部１２１、レンズ１２２、投射部１２３等が配置されている。

測定部１２１は、たとえば、レーザ距離計である。測定部１２１は、投射装置１００（投射装置１００の上面）から設置面（天井）３５までの距離Ｈ（図１参照）を測定する。投射部１２３は、設置面（天井）３５に向けて投射画像７０を投射する。レンズ１２２は、投射部１２３と設置面３５との間に配置されている。

図示しないが、変更部１２４は、投射部１２３が投射画像を投射する方向（「投射方向」とも称する）に沿った、投射部１２３の位置およびレンズ１２２の位置の少なくとも一方を変更する駆動装置である。

投射装置１００を床３６に設置した場合、測定部１２１から出力されるレーザの出力方向は床３６および天井（設置面）３５に対して垂直方向である。そして、投射装置１００を床３６に設置した場合の投射装置１００の上面の位置から天井３５までの距離が距離Ｈである。

また、投射部１２３の投射方向と測定部１２１のレーザの出力方向は同じである。ここで、距離ａは、投射方向に沿った、投射部１２３の出力位置からレンズ１２２の中央位置までの距離である。距離ｂは、投射方向に沿った、レンズ１２２の中央位置から投射装置１００の上面の位置までの距離である。

図５は、投射部１２３およびレンズ１２２の位置と投射画像７０のサイズとの関係を説明するための図である。焦点６１は、レンズ１２２の焦点であって、投射方向に沿った投射装置１００の上面に位置する。

上述のように、投射部１２３の出力位置（光源の出力位置）からレンズ１２２の中央位置までの距離が距離ａであり、レンズ１２２の中央位置から投射装置１００の上面の位置までの距離が距離ｂであり、投射装置１００の上面から投射画像７０が投射される天井３５までの距離が距離Ｈである。

ここで、サイズｃは、投射部１２３の出力位置における投射画像のサイズである。本例では、円形の画像が出力されるため、サイズｃは、円形画像の直径を示す。これに対して、サイズＸは、天井（設置面）３５において投射された投射画像７０のサイズ（直径）である。

投射部１２３は、後述する図６Ａ～図６Ｃに示した円形または正方形の画像等を生成し、天井（設置面）３５に対して投射する。あるいは、投射部１２３は、単に光を発する円形の光源であってもよい。この場合、サイズｃは光源の直径である。

ここで、レンズの公式から、ｃ：ａ＝Ｘ：（Ｈ＋ｂ）の関係が成立する。このため、投射画像７０のサイズＸ＝（Ｈ＋ｂ）×ｃ／ａとなる。変更部１２４によって、投射部１２３やレンズ１２２の位置を変更した場合、距離ａ，ｂが変化する。これにより、投射画像７０のサイズＸが変化する。

そして、投射画像７０のＣＰＵ１１１は、距離Ｈと投射部１２３の位置とレンズ１２２の位置とに基づき、設置面３５に投射された投射画像７０のサイズを示すサイズ情報を算出する。具体的には、ＣＰＵ１１１は、サイズ情報として、サイズＸ＝（Ｈ＋ｂ）×ｃ／ａを算出する。

［投射画像７０］
次に、投射画像７０および対象物３１について説明する。図６Ａ～図６Ｃは、投射画像７０の一例を示す図である。図７Ａ～図７Ｃは、投射画像７０の調整について説明するための図である。投射画像７０は、図６Ａ～図６Ｃ，図７Ａ～図７Ｃに示す投射画像７０ａ～７０ｆを含む。

本実施の形態においては、投射画像７０は、円形の画像（投射画像７０ａ，ｂ，ｄ～ｆ）と、正方形の画像（投射画像７０ｃ）とを含む。サイズ情報は、円形の画像の直径と、正方形の画像の一辺の長さとを含む。投射部１２３は、設置面３５に向けて投射画像７０とともにサイズ情報を投射する。これにより、作業者４０は、直感的に投射画像７０のサイズを把握することができる。

たとえば、投射画像７０は、図６Ａに示すような円形の投射画像７０ａであってもよい。投射画像７０ａは、任意の色（たとえば黄色）の円形画像であってもよいし、円の縁（輪郭）のみで構成された画像であってもよい。

投射画像７０は、図６Ｂに示すような円形の投射画像７０ｂであってもよい。投射画像７０ｂは投射画像７０ａと同一の画像であるが、投射画像７０ｂが投射される際に、円の直径を示す画像も同時に投射される。本例では、両端に矢印が付された円の直径を示す画像が投射されるとともに、円の直径が「Ｘ」ｍｍであることを示す画像「ΦＸｍｍ」が投射される。矢印の画像および直径を示す画像も含めて、「投射画像」と称してもよい。

投射画像７０は、図６Ｃに示すような正方形の投射画像７０ｃであってもよい。投射画像７０ｃは、任意の色（たとえば黄色）の正方形画像であってもよいし、正方形の縁（輪郭）のみで構成された画像であってもよい。

投射画像７０ｃが投射される際に、正方形の一辺を示す画像も同時に投射される。本例では、両端に矢印が付された正方形の一辺を示す画像が投射されるとともに、正方形の一辺が「Ｘ」ｍｍであることを示す画像「Ｘｍｍ」が投射されている。

なお、投射画像７０の形状は、上記に限らず、長方形、多角形、楕円形等、任意の形状であってもよい。また、対象物３１と同一または類似した形状になるように、投射画像７０の形状が選択可能に構成されるようにしてもよい。

図７Ａに示すように、対象物３１に対して投射画像７０ｄを投射したとする。対象物３１は、円形の照明機器であり、その直径は「ｘ２」ｍｍである。これに対して、投射画像７０ｄも同じく円形であるが、その直径は、「ｘ２」ｍｍより小さい「ｘ１」ｍｍである。

このため、対象物３１に対して投射画像７０ｄを投射した場合、対象物３１よりも投射画像７０ｄの方が小さくなる。

これに対して、直径が「ｘ２」ｍｍである投射画像７０ｅを投射した場合が図７Ｂの例であり、直径が「ｘ２」ｍｍより大きい「ｘ３」ｍｍである投射画像７０ｆを投射した場合が図７Ｃの例である。

図７Ｃの例では対象物３１よりも投射画像７０ｆの方が大きくなっているが、図７Ｂの例では対象物３１のサイズと投射画像７０ｅのサイズが一致している。

投射画像７０を投射した結果、図７Ａあるいは図７Ｃのように対象物３１とサイズが一致しない場合には、作業者４０の指示により、変更部１２４に投射部１２３の位置およびレンズ１２２の位置を変更させる。そして、その結果、図７Ｂのように、投射画像７０と対象物３１とでサイズが一致した場合、Ｘ＝（Ｈ＋ｂ）×ｃ／ａの式により算出されたサイズＸが対象物３１のサイズとなる。

［端末２００での表示例］
図８，図９は、端末２００での表示例について説明するための図である。本例において、端末２００はスマートフォンであり、端末２００には投射システム１に使用する専用のアプリケーションソフトウェア（以下、「専用アプリ」と称する）が事前にインストールされているものとする。

端末２００上で使用する専用アプリは、カメラ２１６にアクセス可能であるとともに、投射装置１００と通信可能である。専用アプリでは、カメラ２１６から取り込んだ撮影画像の表示、サイズＸの変更、撮影画像の保存等の作業を行うことができる。

図８では、専用アプリ起動後の、端末２００の表示部２２１での表示画面が示されている。本例では、表示部２２１は、カメラ２１６の撮影画像を表示する。作業者４０は、設置面（天井）３５に設置された対象物３１にカメラ２１６を向けている状態である。

本例では、図７Ａと同じく、対象物３１に対して投射画像７０ｄを投射しているものとする。つまり、直径がｘ２ｍｍの円形の照明機器である対象物３１に対して、ｘ１ｍｍ（＜ｘ２ｍｍ）である投射画像７０を投射している状態である。

入力部２２０は、変更部１２４に指示を与えるための指示入力を受け付ける。本例において、入力部２２０は、表示部２２１におけるタッチパネルにより構成される。具体的には、表示部２２１の画面下部に表示された、「投射部位置」の上部の「上矢印」ボタンおよび下部の「下矢印」ボタン（これらを「投射部位置」ボタンと総称する）、「レンズ位置」の上部の「上矢印」ボタンおよび下部の「下矢印」ボタン（これらを「レンズ位置」ボタンと総称する）、「自動」ボタン、「撮影」ボタン、「終了」ボタンにより入力部２２０が構成されている。

投射部位置の上矢印ボタンが押下されると、天井方向に所定量、投射部１２３が移動する（図４，５参照）。これにより、距離ａが所定量短くなる。一方、投射部位置の下矢印ボタンが押下されると、天井方向とは反対方向に所定量、投射部１２３が移動する（図４，５参照）。これにより、距離ａが所定量長くなる。

レンズ位置の上矢印ボタンが押下されると、天井方向に所定量、レンズ１２２が移動する（図４，５参照）。これにより、距離ｂが所定量短くなるとともに、距離ａが所定量長くなる。一方、レンズ位置の下矢印ボタンが押下されると、天井方向とは反対方向に所定量、レンズ１２２が移動する。これにより、距離ｂが所定量長くなるとともに、距離ａが所定量短くなる。

このように、投射部位置ボタンおよび投射部位置ボタンのいずれか一方、あるいは両方が操作されることにより、ａ，ｂが変化することで、サイズＸ（Ｘ＝（Ｈ＋ｂ）×ｃ／ａ）が変化する。これにより、作業者４０は、対象物３１と投射画像７０とが一致するように調整可能である。

「自動」ボタンが押下されると、投射部位置ボタンおよび投射部位置ボタンを使用することなく、対象物３１と投射画像７０とが一致するように、投射部１２３の位置およびレンズ１２２の位置が自動的に調整される。「撮影」ボタンが押下されると、撮影画像が保存される。「終了」ボタンが押下されると、専用アプリが終了する。

また、表示部２２１は、指示入力を促す表示を行う。撮影画像の上部には、投射画像７０のサイズが対象物３１のサイズに一致するように「投射部位置」ボタンおよび「レンズ位置」ボタンの操作（指示入力）を促す表示として、「投射画像に対象物を一致させて撮影してください」が表示される。また、表示部２２１には、現在の投射画像の直径が「ｘ１ｍｍ」であることが表示されている。

以下、フローチャートを用いて、投射システム１の処理の流れを説明する。図１０は、メイン処理（投射装置）のフローチャートである。図１１は、メイン処理（端末）のフローチャートである。図１２は、撮影処理のフローチャートである。

メイン処理（投射装置）は、たとえば、投射装置１００の電源を投入したときに起動してもよい。メイン処理（端末）は、端末２００において、専用アプリを起動したときに起動してもよい。以下、「ステップ」を単に「Ｓ」とも称する。

まず、投射装置１００側の処理について説明する。図１０に示すように、メイン処理（投射装置）が開始すると、投射装置１００の測定部１２１は、Ｓ１０１において、投射装置１００から設置面３５までの距離Ｈを測定し（図１参照）、処理をＳ１０２に進める。

ここで、測定時には、設置面３５に対象物３１が設置されていない場合も想定される。設置面３５には、対象物３１を取り付けるための穴部が構成されていることがある。この場合、対象物３１が取り付けられる予定の位置（穴部）に対して、測定部１２１を用いて距離を測定した場合、実際の距離よりも距離Ｈが長くなってしまう。このような場合には、穴部を避けた周辺の位置に対して、距離Ｈを測定するようにする。

ＣＰＵ１１１は、Ｓ１０２において、端末２００から指示入力を受信したか否かを判定する。これは、後述するＳ２０６に対応する処理であって、「指示入力」は、図８における投射部位置ボタンまたは投射部位置ボタンの操作による入力である。

ＣＰＵ１１１は、端末２００から指示入力を受信したと判定した場合（Ｓ１０２においてＹＥＳ）は、処理をＳ１０３に進める。一方、ＣＰＵ１１１は、端末２００から指示入力を受信したと判定しなかった場合（Ｓ１０２においてＮＯ）は、処理をＳ１０４に進める。

ＣＰＵ１１１は、Ｓ１０３において、指示入力に基づき、変更部１２４に投射部１２３の位置およびレンズ１２２の位置を変更させ、処理をＳ１０４に進める。投射部１２３に対する指示入力があった場合、投射部１２３と接続された駆動装置（変更部１２４）を駆動し、投射部１２３を所定量移動させる。レンズ１２２のに対する指示入力があった場合、レンズ１２２と接続された駆動装置（変更部１２４）を駆動し、レンズ１２２を所定量移動させる。その結果、距離ａ，ｂが変化する。

ＣＰＵ１１１は、Ｓ１０４において、端末２００から撮影画像を受信したか否かを判定する。これは、後述するＳ２０８に対応する処理であって、図８において説明した「自動」ボタンが押下された場合に行われる処理である。

ＣＰＵ１１１は、端末２００から撮影画像を受信したと判定した場合（Ｓ１０４においてＹＥＳ）は、処理をＳ１０５に進める。一方、ＣＰＵ１１１は、端末２００から撮影画像を受信したと判定しなかった場合（Ｓ１０４においてＮＯ）は、処理をＳ１０７に進める。

ＣＰＵ１１１は、Ｓ１０５において、撮影画像に含まれる対象物３１の輪郭および投射画像７０の輪郭を抽出し、処理をＳ１０６に進める。図８の例においては、撮影画像は、対象物３１と投射画像７０とが撮影された画像である。撮影画像には、直径ｘ２の対象物３１と、これに重なった直径ｘ１の投射画像７０が含まれている。

ＣＰＵ１１１は、対象物３１に対応する画像を抽出し、当該画像に対して対象物３１の輪郭のみが抽出されるように画像処理を行う（対象物３１と天井３５との境界（エッジ）を抽出する）。同様に、ＣＰＵ１１１は、投射画像７０に対応する画像を抽出し、当該画像に対して投射画像７０の輪郭のみが抽出されるように画像処理を行う（投射画像７０と対象物３１との境界（エッジ）を抽出する）。

ＣＰＵ１１１は、Ｓ１０６において、対象物３１の輪郭と投射画像７０の輪郭とが重なるように、変更部１２４に投射部１２３の位置およびレンズ１２２の位置を変更させ、処理をＳ１０７に進める。

たとえば、本例のように、対象物３１の直径よりも投射画像７０の直径（サイズＸ）の方が小さい場合は、投射画像７０の直径（サイズＸ）が大きくなるように投射部１２３の位置およびレンズ１２２の位置が変更される。この場合、サイズＸ＝（Ｈ＋ｂ）×ｃ／ａの式から、サイズＸが大きくなるように距離ｂと距離ａとを調整すればよい。あるいは、距離ｂのみを大きくする、または、距離ａのみ小さくすることでサイズＸを大きくすることもできる。

この場合、対象物３１の輪郭の直径および投射画像７０の輪郭の直径の比から、対象物３１の輪郭と投射画像７０の輪郭とが重なるように、距離ａ，ｂを算出することも可能である。あるいは、投射部１２３・レンズ１２２の位置を変えながら、端末２００からリアルタイムで撮影画像を連続的に取得し、対象物３１の輪郭と投射画像７０の輪郭とが重なったときに投射部１２３・レンズ１２２の位置を停止させればよい。

なお、対象物３１の輪郭と投射画像７０の輪郭とが重なったときとは、撮影画像において、両者の輪郭が一致したときに限らず、対象物３１の輪郭の直径と投射画像７０の輪郭の直径とが一致したとき（２つの円の中心位置がずれていてもよい）、あるいは、両者の直径の差が所定範囲内であるときであってもよい。また、両者の輪郭が厳密に重なる必要はなく、対象物３１の輪郭内部の面積と、投射画像７０の輪郭内部の面積とが一致したとき（あるいは、両者の面積の差が所定範囲内であるとき）に、両者の輪郭が重なったものとみなしてもよい。また、対象物３１の位置と投射画像７０の位置とが大きくずれている場合、端末２００の画面上に、作業者４０に対して投射装置１００の位置を調整するように促す表示を行ってもよい。

ＣＰＵ１１１は、Ｓ１０７において、サイズｃ、距離ａ，ｂ，Ｈを取得し、処理をＳ１０８に進める。サイズｃは、投射部１２３から出力される際の投射画像のサイズ（図４，５参照）であって、予め定められた値である。距離Ｈは、Ｓ１０１で測定された値である。距離ａ，ｂは、作業者による投射部位置ボタンまたは投射部位置ボタンの操作、または、自動ボタンの操作により変更される値である。

ＣＰＵ１１１は、Ｓ１０８において、サイズＸを「Ｘ＝（Ｈ＋ｂ）×ｃ／ａ」の式により算出し、処理をＳ１０９に進める。ＣＰＵ１１１は、Ｓ１０９において、投射画像およびサイズ情報を生成し、処理をＳ１１０に進める。

上述の例では、自動調整あるいは作業者４０により調整された結果として、サイズＸ＝ｘ２になったとする。この場合、ＣＰＵ１１１は、投射画像を生成するとともに、算出されたサイズＸ（たとえば、「ｘ２ｍｍ」）をサイズ情報に設定する。

ＣＰＵ１１１は、Ｓ１１０において、設置面３５に向けて投射画像とともにサイズ情報を投射し、処理をＳ１１１に進める。本例では、図７Ｂの例と同様に、対象物３１と同じサイズの投射画像７０ｄが投射される。それとともに、両端に矢印が付された直径を示す画像が投射されるとともに、画像「Ｘ２ｍｍ」が投射される。

ＣＰＵ１１１（通信インターフェイス１１５）は、Ｓ１１１において、サイズ情報（本例では、「Ｘ２ｍｍ」）を端末に送信し、処理をＳ１０２に戻す。これにより、ＣＰＵ１１１は、Ｓ１０２～Ｓ１１１の処理を繰り返し実行する。なお、Ｓ１０２～Ｓ１１１の処理は、所定時間（たとえば、１０ｍｓｅｃ）ごとに実行されるようにしてもよい。

次に、端末２００側の処理について説明する。図１１に示すように、メイン処理（端末）が開始すると、ＣＰＵ２１１は、Ｓ２０１において、カメラ２１６から撮影画像を取得し、処理をＳ２０２に進める。

ＣＰＵ２１１は、Ｓ２０２において、投射装置１００からサイズ情報を取得し、処理をＳ２０３に進める。サイズ情報は、投射装置１００から周期的に送信（Ｓ１１１）されるため、変更部１２４によるサイズ情報の変更は、ほぼリアルタイムで端末２００側でも更新される。

ＣＰＵ２１１は、Ｓ２０３において、入力部２２０への入力を促すメッセージを生成し、処理をＳ２０４に進める。たとえば、図８で示したように、メッセージ「投射画像を対象物に一致させて撮影してください」を生成する。ＣＰＵ２１１は、Ｓ２０４において、表示画面を生成して表示（図８参照）し、処理をＳ２０５に進める。

ＣＰＵ２１１は、Ｓ２０５において、「投射部位置」または「レンズ位置」を変更する指示入力があったか否かを判定する。具体的には、図８で説明した投射部位置ボタンの操作があったときに、「投射部位置」を変更する指示入力があったと判定される。また、レンズ位置ボタンの操作があったときに、「レンズ位置」を変更する指示入力があったと判定される。

ＣＰＵ２１１は、「投射部位置」または「レンズ位置」を変更する指示入力があったと判定した場合（Ｓ２０５においてＹＥＳ）は、処理をＳ２０６に進める。一方、ＣＰＵ２１１は、「投射部位置」または「レンズ位置」を変更する指示入力があったと判定しなかった場合（Ｓ２０５においてＮＯ）は、処理をＳ２０７に進める。

ＣＰＵ２１１は、Ｓ２０６において、指示入力を投射装置１００に送信し、処理をＳ２０７に進める。投射装置１００側では、Ｓ１０２，Ｓ１０３において指示入力の受信時の処理が行われる。

ＣＰＵ２１１は、Ｓ２０７において、「自動」ボタン（図８参照）の押下があったか否かを判定する。ＣＰＵ２１１は、「自動」ボタンの押下があったと判定した場合（Ｓ２０７においてＹＥＳ）は、処理をＳ２０８に進める。一方、ＣＰＵ２１１は、「自動」ボタンの押下があったと判定しなかった場合（Ｓ２０７においてＮＯ）は、処理をＳ２０９に進める。

ＣＰＵ２１１は、Ｓ２０８において、撮影画像を投射装置１００に送信し、処理をＳ２０９に進める。投射装置１００側では、Ｓ１０４～Ｓ１０６において撮影画像の受信時の処理が行われる。

ＣＰＵ２１１は、Ｓ２０９において、「撮影」ボタンの押下（図８参照）があったか否かを判定する。ＣＰＵ２１１は、「撮影」ボタンの押下があったと判定した場合（Ｓ２０９においてＹＥＳ）は、処理をＳ２１０に進める。一方、ＣＰＵ２１１は、「撮影」ボタンの押下があったと判定しなかった場合（Ｓ２０９においてＮＯ）は、処理をＳ２０１に戻す。

ＣＰＵ２１１は、Ｓ２１０において、撮影処理を実行し、処理をＳ２０１に戻す。撮影処理をＳ２０１に戻すことで、ＣＰＵ２１１は、Ｓ２０１～Ｓ２１０の処理を繰り返し実行する。なお、Ｓ２０１～Ｓ２１０の処理は、所定時間（たとえば、１０ｍｓｅｃ）ごとに実行されるようにしてもよい。

図１２に示すように、撮影処理が開始すると、ＣＰＵ２１１は、Ｓ２２１において、サイズ情報を含む撮影画像変更部のファイル名を生成し、処理をＳ２２２に進める。

以下、図９の例に基づき説明する。図９は、撮影ボタン押下後の画面を示している。本例において、作業者４０は、投射画像７０の直径と対象物３１の直径とが「ｘ２ｍｍ」で一致した状態で撮影ボタンを押下している。この場合、サイズ情報＝ｘ２ｍｍ（投射画像７０の直径）である。

撮影画像のファイル名は、たとえば、「image」＋[通し番号]＋[サイズ情報]で構成される。通し番号として、撮影順に、「001」、「002」、「003」・・・と番号が付与される。サイズ情報として、直径がｘ２ｍｍである場合、「Φx2mm」がファイル名として付与される。本例では、ファイル名「image001Φx2mm.jpg」が生成されている。

ＣＰＵ２１１は、Ｓ２２２において、サイズ情報を含む撮影画像のプロパティ情報を生成し、処理をＳ２２３に進める。図９の例では、撮影画像のプロパティ情報として、大きさ（ファイルサイズ）「1200×1600」、名前（ファイル名）「image001Φx2mm.jpg」、作成日時（撮影日時）「2021/12/01 14:00」、サイズ情報として「コメント」に「対象物直径：x2mm」などの情報が生成されている。

ＣＰＵ２１１は、Ｓ２２３において、サイズ情報を含むサブファイルを生成し、処理をＳ２２４に進める。図９の例では、ファイル「image001Φx2mm.jpg」に対応するサブファイルとして、ＣＳＶファイル「image001.csv」を生成している。

本ＣＳＶファイルには、上記プロパティ情報と同様の内容が記載される。具体的には、本ＣＳＶファイルには、１行目に、「名前」、「image001Φx2mm.jpg」、２行目に、「作成日時」、「2021/12/01 14:00」、３行目に、「対象物直径」、「x2mm」などの情報が記載される。

ＣＰＵ２１１は、Ｓ２２４において、撮影画像およびサブファイルを保存し、撮影処理を終了する。これにより、端末２００は、サイズ情報を撮影画像のファイル名に含め、また、サイズ情報を撮影画像のプロパティ情報に含めて当該撮影画像を記憶する。なお、端末２００は、上記いずれかの情報をファイル名に含めて記憶する構成であってもよい。

なお、「自動」ボタンが押下された結果、対象物３１のサイズと投射画像７０のサイズとが一致した場合は、「撮影」ボタンを押下しなくても、自動的に撮影処理を実行するようにしてもよい。これにより、作業者４０が「自動」ボタンが押下するだけで、自動的にサイズ情報も含めた撮影画像が保存されることになる。

以上説明したように、本実施の形態においては、投射装置１００は、対象物３１を設置する設置面（天井）３５に向けて投射画像７０（投射画像７０ａ～７０ｆ）を投射する装置である。測定部１２１は、投射装置１００から設置面３５までの距離を測定する。投射部１２３は、設置面３５に向けて投射画像７０を投射する。変更部１２４は、投射部１２３が投射する方向に沿った、投射部１２３の位置およびレンズ１２２の位置の少なくとも一方を変更する。ＣＰＵ１１１は、距離と投射部１２３の位置とレンズ１２２の位置とに基づき、設置面３５に投射された投射画像７０のサイズを示すサイズ情報を算出する。

このように、上記構成によれば、脚立や金属製スケールを使用しないため、現場作業の安全を確保することができる。その上で、任意のサイズの画像を設置面（天井）３５に投射可能とし、対象物３１のサイズと投射画像７０のサイズを揃えることで、対象物３１のサイズを容易に計測することができる。また、現在設置されている対象物３１（機器）と異なる機器を設置予定である場合、設置予定の機器のサイズに合わせて投射画像を投射することができる。これにより、新たに設置される機器の設置後のサイズが分かるように画像を撮影することもできる。さらに、投射装置１００が算出したサイズ情報を利用することで、手書きによるサイズの記録ミスを防止することができるとともに、作業を効率化することができる。

また、表示部２２１は、撮影画像を表示するとともに、指示入力を促す表示を行う。投射装置１００は、指示入力に基づき、変更部１２４に投射部１２３の位置およびレンズ１２２の位置を変更させる。このようにすることで、作業者４０は、端末２００の画面を見ながら投射部１２３およびレンズ１２２の位置を調整することができ、端末２００の操作のみで対象物３１のサイズを計測することができる。

投射装置１００は、撮影画像に含まれる対象物３１の輪郭および投射画像７０の輪郭を抽出する。投射装置１００は、対象物３１の輪郭と投射画像７０の輪郭とが重なるように、変更部１２４に投射部１２３の位置およびレンズ１２２の位置を変更させる。このようにすることで、作業者４０は、投射部１２３およびレンズ１２２の位置を調整することなく、端末２００の操作のみで対象物３１のサイズを計測することができる。

また、投射装置１００は、サイズ情報を端末２００に送信し、端末２００は、カメラ２１６で撮影した撮影画像とともに、当該撮影画像を撮影したときのサイズ情報を記憶している。このように、投射装置１００と端末２００と連動させて、画像の撮影とサイズ情報の記録を一体化させることで、手書きによる記録ミスを防止するとともに、作業の効率化および現場調査後の情報整理時間を削減することができる。

以上説明したように、本実施の形態のように構成することで、作業の安全性を確保しつつ、効率的かつ正確に対象物のサイズを計測することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 投射システム、３１ 対象物、３５ 天井（設置面）、３６ 床、４０ 作業者、４２ スケール、４４ 脚立、６１ 焦点、７０，７０ａ～７０ｆ 投射画像、１００ 投射装置、１１０ 制御部、１１１，２１１ ＣＰＵ、１１２，２１２ ＲＯＭ、１１３，２１３ ＲＡＭ、１１５，２１５ 通信インターフェイス、１２１ 測定部、１２２ レンズ、１２３ 投射部、１２４ 変更部、２００ 端末、２１４ 記憶部、２１６ カメラ、２２０ 入力部、２２１ 表示部、ａ 距離、ｂ 距離、ｃ サイズ、Ｈ 距離、Ｘ サイズ。

Claims (6)

1. 対象物を設置する設置面に向けて投射画像を投射する投射装置と、前記投射装置と通信可能であって、カメラが設けられた端末とを備える投射システムであって、
   前記投射装置は、
   前記投射装置から前記設置面までの距離を測定する測定部と、
   前記設置面に向けて前記投射画像を投射するとともに、前記設置面に投射された前記投射画像のサイズを示すサイズ情報とを投射する投射部と、
   前記投射部と前記設置面との間に配置されるレンズと、
   前記距離と前記投射部の位置と前記レンズの位置とに基づき、前記サイズ情報を算出する算出部とを含み、
   前記端末は、
   前記投射部が投射する方向に沿った、前記投射部の位置および前記レンズの位置の少なくとも一方を変更する指示を与えるための指示入力を受け付ける入力部を含み、
   前記指示入力を前記投射装置に送信し、
   前記投射装置は、
   前記指示入力に基づき前記投射部の位置および前記レンズの位置の少なくとも一方を変更する変更部と、
   前記端末に前記サイズ情報を送信する送信部とをさらに含み、
   前記端末は、前記カメラで撮影した撮影画像とともに、当該撮影画像を撮影したときの前記サイズ情報を記憶する、投射システム。
2. 前記投射画像は、円形の画像と、正方形の画像とを含み、
   前記サイズ情報は、前記円形の画像の直径と、前記正方形の画像の一辺の長さとを含む、請求項１に記載の投射システム。
3. 前記端末は、前記サイズ情報を前記撮影画像のファイル名に含めて当該撮影画像を記憶する、請求項１に記載の投射システム。
4. 前記端末は、前記サイズ情報を前記撮影画像のプロパティ情報に含めて当該撮影画像を記憶する、請求項１に記載の投射システム。
5. 前記端末は、
   前記撮影画像を表示する表示部をさらに含み、
   前記表示部は、前記指示入力を促す表示を行う、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の投射システム。
6. 前記端末は、前記撮影画像を前記投射装置に送信し、
   前記投射装置は、
   前記撮影画像に含まれる前記対象物の輪郭および前記投射画像の輪郭を抽出し、
   前記対象物の輪郭と前記投射画像の輪郭とが重なるように、前記変更部に前記投射部の位置および前記レンズの位置の変更させる、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の投射システム。

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