JPH0944555A - 足場計画システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】足場の配置計画を迅速かつ簡単に立案可能な手
段を提供すること。 【構成】所定の空間内に存在する作業対象物体に対し
て、作業用の足場の配置を計画する足場計画支援システ
ムである。その構成は、前記作業対象物体の形状情報
と、前記前記作業対象物体の前記空間内における配置情
報と、足場設置高さ情報とを、入力する手段と、入力さ
れた情報から、前記足場設置高さ以上の部分の前記空間
内における前記作業対象物体の投影画像を作成する手段
と、前記投影画像を表示する手段と、前記投影画像上で
前記足場の配置を行なう手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種プラント等の建設
工事のために仮設する足場の配置計画を支援するシステ
ムに係わり、特に、作業に必要な足場の配置計画を簡単
な構成で迅速に立案するのに好適なシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、各種の建設工事においては、
一時的な部品の支持や、建設、検査作業等のために、一
定の期間のみ必要な仮設物が数多く存在する。

【０００３】これらの仮設物は、最終的には撤去されて
しまう物ではあるが、工事の進行において、仮設物が工
事進行の障害となる場合も、しばしばあるため、仮設物
の配置計画を含めた、綿密な建設計画を立案する際に
は、仮設物の配置位置や、配置時期を詳細に計画するこ
とが重要となっている。

【０００４】例えば、特開平4-26878号公報では、作業
の順序を表す工程表と、機器や仮設物を示す状況図を表
示して、工程表を参照しつつ、状況図に示された機器や
仮設物の、配置位置を変更可能とし、工事計画を管理す
る手段が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来技術では、設定した配置位置に問題がないか否か
をチェックする機能が考慮されているが、前記配置位置
は、オペレータがマニュアル操作により決定を行なって
いるため、配置位置に問題がある場合の修正操作は、オ
ペレータがマニュアル操作で総て行なわなければなら
ず、かかるマニュアル操作は、相当の工数を有するもの
であった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、仮設物の一つで
ある足場について、配置位置をオペレータが逐一指示す
ることなく、必要な箇所に、迅速に最適な足場を配置で
きる、簡易な構成を有する足場計画システムを提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、本発
明の目的を達成するため、以下の手段がある。

【０００８】すなわち、所定の空間内に存在する作業対
象物体に対して、作業用の足場の配置を計画するシステ
ムであって、前記作業対象物体の形状情報、前記作業対
象物体の前記空間内における配置情報、および、足場設
置高さ情報とを、少なくとも入力する入力手段と、入力
された情報を参照して、前記足場設置高さ以上の部分の
前記所定の空間内における前記作業対象物体の投影画像
を作成する画像生成手段と、前記投影画像を少なくとも
表示する表示手段と、前記投影画像上での前記足場の配
置計画を立案する処理手段と、を有するシステムであ
る。

【０００９】さらに、具体的には、所定の空間内に存在
する作業対象物体に対して、作業用の足場の配置を計画
するシステムであって、前記作業対象物体の、前記空間
内の配置情報、形状情報を含むデータ、および、足場サ
イズ、足場設置高さを含むデータとを、少なくとも入力
する入力手段と、入力データを参照して、前記足場設置
高さ以上の部分の前記所定の空間内における前記作業対
象物体を足場必要物体とし、該足場必要物体を所定の平
面に投影して投影画像を作成する画像作成手段と、作成
された投影画像を、所定の面積を有する複数のセルに分
割して、前記複数のセルの内で足場の配置が必要な物体
が投影されたものを物体像セルとするセル設定手段と、
物体像セル位置において最大値を有し、物体像セルから
セル存在位置が離れるに従って減少する分布をなす仮想
ポテンシャル値を、物体像毎に定め、総ての物体像につ
いてのポテンシャル値の分布をセル単位に加算して、全
ポテンシャル値を算出するポテンシャル演算手段と、算
出された全ポテンシャル値の大きさの順にセルを選択す
ることにより、足場の配置位置を決定し、 決定された
配置位置を含み、前記足場サイズの大きさに対応するセ
ルを抽出して、そのポテンシャル値の合計を求めたと
き、合計値が最大となる方向を足場の配置方向とする処
理手段と、を有するシステムである。

【００１０】また、前記足場の配置位置、配置方向を対
話形式で修正可能な修正手段を設けた、態様も好まし
い。

【００１１】さらに、前記ポテンシャル演算手段が、物
体像毎にポテンシャル値を定める際に、前記足場設置高
さに位置する平面を想定し、該平面が貫通する作業対象
物体が存在すると判断した場合には、該作業対象物体に
対応するセルに対して、足場の配置を禁止する処理を行
なうシステムも好ましい。

【００１２】

【作用】所定の空間内に存在する作業対象物体に対し
て、作業用の足場の配置を計画することを考える。

【００１３】まず、入力手段によって、作業対象物体の
形状情報、作業対象物体の前記空間内における配置情
報、および、足場設置高さ情報等を入力する。

【００１４】次に、画像生成手段は、入力された情報を
参照して、前記足場設置高さ以上の部分の前記所定の空
間内における前記作業対象物体の投影画像を作成する。
なお、このように作成された投影画像等は、表示手段に
よって表示される。

【００１５】そして、処理手段は、前記投影画像上での
前記足場の配置計画を立案する。

【００１６】さらに、本発明の具体的な態様によれば、
その作用は以下のようになる。

【００１７】まず、入力手段によって、作業対象物体
の、空間内の配置情報、形状情報を含むデータ、およ
び、足場サイズ、足場設置高さを含むデータ等を入力す
る。

【００１８】次に、画像作成手段は、入力データを参照
して、前記足場設置高さ以上の部分の所定の空間内にお
ける前記作業対象物体を足場必要物体とし、該足場必要
物体を所定の平面に投影して投影画像を作成する。

【００１９】次に、セル設定手段は、作成された投影画
像を、所定の面積を有する複数のセルに分割して、前記
複数のセルの内で足場の配置が必要な物体が投影された
ものを物体像セルとし、また、ポテンシャル演算手段
は、物体像セル位置において最大値を有し、物体像セル
からセル存在位置が離れるに従って減少する分布をなす
仮想ポテンシャル値を、物体像毎に定め、総ての物体像
についてのポテンシャル値の分布をセル単位に加算し
て、全ポテンシャル値を算出する。

【００２０】そして、処理手段は、算出された全ポテン
シャル値の大きさの順にセルを選択することにより、足
場の配置位置を決定し、決定された配置位置を含み、前
記足場サイズの大きさに対応するセルを抽出して、その
ポテンシャル値の合計を求めたとき、合計値が最大とな
る方向を足場の配置方向とする。

【００２１】このようにして、足場の配置計画が容易に
立案できる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明にかかる実施例を図面を参照し
て説明する。

【００２３】まず、本実施例において行なう各種処理の
概要である「処理概要」および「システム構成」につい
て、図１０、１１を参照して若干説明しておき、その
後、他の図面を参照しつつ各処理の具体例について説明
し、理解の容易化を図ることを心掛ける。

【００２４】ここで、図１０に示すフローチャートを参
照して、処理の概要について説明する。

【００２５】ステップ１０１は、外部記憶装置よりプラ
ントの三次元ＣＡＤデータを読み込む処理であり、所定
空間（エリア）内に存在する、配管、機器等の形状情報
や配置情報、さらには、各物体の用途を示す用途情報等
を、外部記憶装置から読み込む処理を行なう。

【００２６】ステップ１０２は、足場のサイズ、足場高
さ等の足場に関する仕様を入力する処理であり、ユーザ
は、配置に必要な足場の仕様を定義して与える。

【００２７】ステップ１０３では、後に説明する図２に
示すように、ＣＡＤデータを投影変換（ある投影像を作
成する）して、「足場必要物体」の「物体像」を抽出す
る処理である。

【００２８】ステップ１０４では、図２に示すように、
「投影像」を「セル」の集合に分割する処理を行なう。
ステップ１０５では、後に説明する図３に示すように、
「足場必要物体」毎に、対応するセルに対してポテンシ
ャル値を設定する処理を行なう。

【００２９】ステップ１０６では、後に説明する図４に
示すように、総ての足場必要物体のポテンシャル値を加
算する処理を行なう。

【００３０】ステップ１０７では、後に説明する図５に
示すように、各足場に対して、最大のポテンシャル値を
とるような、足場の配置位置を求める。

【００３１】ステップ１０８では、同じく図５に示すよ
うに、各足場に対して、「最大スコア」となるように、
足場の配置方向を求める。ステップ１０９では、図８ま
たは図９に示すように、足場の配置結果を出力する処理
を行なう。

【００３２】以上が処理の概要であるが、このような処
理を行なうためのシステム構成の一例を説明する。

【００３３】図１１に、本実施例にかかるシステムの構
成例を示す。

【００３４】本システムは、ＣＰＵ３０と、ディスク装
置１０と、メモリ２０と、ディスプレイ４０と、キーボ
ード５０と、マウス６０とを有して構成される。

【００３５】そして、三次元図形表示処理部Ａ、必要空
間検出処理部Ｂ、および、配置位置決定処理部Ｃは、Ｃ
ＰＵ３０が、ディスク装置１０等に予め格納されている
プログラムにしたがって処理を行なうことにより実現さ
れる。

【００３６】ディスク装置１０は、各種のプログラムや
各種のデータを格納するための手段であり、ワークエリ
アとしても機能する。なお、メモリ２０も、同様の機能
を有する。

【００３７】キーボード５０、マウス６０は、必要なコ
マンド、データを入力する手段である。

【００３８】ディスプレイ４０は、必要な情報を表示す
るための手段であり、例えば、足場の配置対象となるプ
ラントの３次元表示や、足場を配置した結果の表示を、
少なくとも行なう。

【００３９】また、三次元図形表示処理部Ａは、三次元
ＣＡＤデータをディスプレイ４０に表示する処理を行な
う手段である。

【００４０】本システムの特徴となる、必要空間検出処
理部Ｂと配置位置決定処理部Ｃは、夫々、以下のような
機能部を備える。

【００４１】即ち、必要空間検出処理部Ｂは、ＣＡＤデ
ータ入力部、足場仕様入力部、物体像抽出部、および、
セル分割部を備える。

【００４２】そして、ＣＡＤデータ入力部は、図１０の
ステップ１０１、足場仕様入力部は、ステップ１０２、
物体像抽出部は、ステップ１０３、そして、セル分割部
は、ステップ１０４の処理を実行する。

【００４３】また、配置位置決定処理部Ｃは、ポテンシ
ャル設定部、ポテンシャル加算部、配置位置算出部、配
置方向算出部、および、配置結果出力部を備える。

【００４４】そして、ポテンシャル設定部は、図１０の
ステップ１０５、ポテンシャル加算部は、ステップ１０
６、配置位置算出部は、ステップ１０７、配置方向算出
部は、ステップ１０８、そして、配置結果出力部は、ス
テップ１０９の処理を実行する。

【００４５】なお、本実施例は、プログラムにしたがっ
た処理によって、足場の配置位置を定めるものである
が、得られた結果を、ユーザのマニュアル操作により、
修正することも可能である。この修正は、ディスプレイ
４０の表示内容を参照しつつ、マウス６０等の操作を対
話形式で行なえるように、予めプログラムを作成して内
蔵しておけば良い。

【００４６】例えば、図９に示すように、足場の配置が
不可能なセルである、配置不可のセルが存在する場合、
キーボード５０、マウス６０によって、対話形式で修正
対象を指定して、所望の位置に、足場を再配置するよう
な修正を行なうことが可能である。よって、本実施例に
よれば、アルゴリズムで対応できない場合が発生して
も、修正作業によって、所望の足場配置計画を立案する
ことを可能とする。

【００４７】さて、以下、図面を参照しつつ、各処理の
内容を詳細な例を示して説明していくことにする。

【００４８】図１に、足場必要領域の検出手法の説明図
を示す。

【００４９】視点１から、機器や配管に対する三次元Ｃ
ＡＤデータ２を観察して、足場必要領域３を検出する方
法を示している。

【００５０】まず、床面と、４つの壁面、および、天井
面で囲まれた、あるエリアを考え、このエリア内に、配
管や機器等の物体が配置されているものとする。また、
これらの物体の、形状情報や配置情報は、既に、三次元
ＣＡＤデータとして定義されており、これを利用して足
場配置計画を立案することを考える。

【００５１】今、床面に存在する作業者の手が届かない
部分には、天井面からつり下げる、いわゆる吊り足場を
設けるものとし、床面から足場までの高さを「足場高
さ」とする。

【００５２】なお、吊り足場を吊り下げる機構について
は、理解の容易化のために図示していない。

【００５３】また、吊り足場以外にも、床面から組み上
げて足場を設置する手法も考えられるが、両者の違い
は、固定箇所が、天井面であるか床面であるかの違いの
みであり、以下説明する各種処理を、同様に適用するこ
とが可能である。

【００５４】ここで「足場必要領域：３」とは、エリア
内において、足場高さ以上の空間のことを示し、本実施
例では、一般的な三次元表示処理を利用して検出するも
のとする。もちろん、所定高さ以下の空間が示す領域と
する場合も考えられる。

【００５５】ところで、三次元表示処理には、描かれた
図形のうちで必要な部分だけを見やすく表示するため
に、いわゆるクリッピング機能と称され表示処理方法が
一般に提示されている。

【００５６】これは、視点から一定の距離範囲内にある
部分のみを表示し、それ以外の部分は消去することによ
って、必要な部分のみを見やすくするための処理であ
り、三次元図形表示処理機能を有する、ワークステーシ
ョン等の情報処理装置には、通常、備えられている機能
である。

【００５７】図１に示すように、視点１を上方に設定し
た場合には、天井面までの位置から、床面に足場高さを
加えた位置までの部分を、クリッピングすれば、足場必
要領域だけを表示することができることになる。

【００５８】このようにして抽出した足場必要領域を、
ある二次元平面上に投影したものが、同図に示す投影画
像であり、この投影画像に基づいて、足場配置計画を立
案する。なお、このような投影画像を作成することは、
三次元表示処理における公知の手法であるので、詳しい
説明は省略する。

【００５９】図２は、足場の配置空間をセルに分割する
ことを説明する図面である。

【００６０】一般に、足場は、少なくとも１以上のセル
の大きさを有するものとし、また、足場の大きさは規格
化されており、ここでは、縦、横の寸法は、一定の間
隔、即ち、ピッチＮの値をとるものとする。したがっ
て、例えば、足場の縦または横の長さは、Ｎ、２Ｎ、ま
たは３Ｎのように、Ｎの整数倍のサイズとなる。

【００６１】配置位置は、ピッチＮで離散化された点の
みを考慮すればよいので、投影画像もピッチＮで、複数
のセルに分割して、セル単位に配置位置を決定していく
ことができる。ここで、図２（ａ）に示すように、投影
画像は、物体１および物体２の二つの物体像と、それ以
外の背景像とからなり、これらに対するセルを、夫々、
物体像セル、背景像セルとする（図２（ｂ）参照）。

【００６２】このためには、投影画像を、１セルに相当
する画素の集合単位毎に調べ（１セルは、複数の画素で
構成される）、そのうちの１画素においてでも物体像が
存在する場合には、そのセルは、「物体像セル」とし、
一方、「背景像セル」は、１画素においても物体像が存
在しないものである。

【００６３】次に、セル分割した配置空間に、ポテンシ
ャルデータを設定する方法を図３を参照して説明する。
ここで、「ポテンシャル」とは仮想のもので、ポテンシ
ャル値が、そのセル位置における足場の必要度を表現す
る量になるように設定する。

【００６４】図２に示すような、物体像セルと判定され
た部分は、作業対象となる物体の真下にあたるので、ポ
テンシャル値が高く、図３では、例えば「３」なる値を
与えている。足場の必要度は、物体像セルから離れるに
従って小さくなるものと考えられるので、このデータに
は、適切な分布を持たせる必要がある。

【００６５】本実施例では、図３に示すように、物体像
セルから１セル離れる毎に、ポテンシャル値を「１」ず
つ減少させ、「２」、「１」としている。ポテンシャル
分布を定めるのには、物体像セルを、１セルずつ膨張さ
せて、１セルずつ膨張させた領域に相当するセルには、
１だけ小さいポテンシャル値を、順次、設定する。

【００６６】このようにして、物体像毎にポテンシャル
分布を設定したら、次に、図４に示すように、ポテンシ
ャル値の加算を行なう。ここでは、物体１のポテンシャ
ルと、物体２のポテンシャルとを加算して、ポテンシャ
ルを求めている。この処理によって、セル毎にポテンシ
ャル値を加算して、エリア全体のポテンシャル分布を求
める。

【００６７】このようにし、加算したポテンシャル値の
分布が求められると、図５に示すように、足場配置スコ
アを計算する。

【００６８】今、ポテンシャル値が「２」以上の部分を
「足場配置範囲」とし、この領域内に足場を配置する。

【００６９】そして、配置する足場は「２×１」セル、
即ち２セルの大きさを有するものとする。また、セル空
間の原点を、図示するように左下に定め、横軸をｘ軸、
縦軸をｙ軸とする。

【００７０】配置位置を決定する（セルを選択する）た
めのルールとしては、第１に、その時点で最もポテンシ
ャル値が大きなセル、第２に原点から最も遠いセルを、
選択することである。

【００７１】図５（ｅ）では、ポテンシャル値「４」の
部分が最大であるので、その中で最遠のものとして、同
図で「○」印を付加したセルを選択する。

【００７２】次に、この配置位置を中心にして、最適な
足場の配置方向を決定する。

【００７３】２×１セルのサイズの足場では、同図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示すような、４
つの配置方向が考えられ、これらについてスコア（ポテ
ンシャルの合計値）を計算して、最大となるものを選択
する。

【００７４】ここで、図５（ｅ）に示す「探索範囲」と
は、スコア計算の対象となるセルの集合である。このス
コア計算については、その配置方向により、足場がカバ
ーするポテンシャル値の合計を求めることにより行な
う。

【００７５】図５に示す例では、（ｃ）の配置方向３の
場合、「スコア＝８」となり、スコアが最大であるの
で、（ｃ）に示す足場の配置方向を選択する。

【００７６】なお、足場配置スコアが最大となる方向が
複数存在する場合には、図６に示すように、探索範囲を
拡張して、再度、スコアを計算するルールを適用するこ
とが考えられる。

【００７７】図６に示す例では「○」印を付加したセル
のポテンシャル値が、「４」で最大であり、周囲のセル
は、いずれもポテンシャル値「３」であるため、いずれ
の配置方向においても、スコアは等しくなってしまう。
このような場合には、探索範囲を、まず１セル拡大し、
同図で矢印を付加したセルを拡張部分として、スコアの
計算に含めることにする。

【００７８】このような処理を行なうと、この例では、
図５の配置方向３に相当する方向に対する、スコアが最
大になり、配置方向３を選択できる。１セルを拡大する
ことによっても、各方向でのスコアに差がない場合に
は、さらに、１セルずつ拡大していき、同様な処理を行
なえば良い。

【００７９】さらに、配置に関するルールとしては、図
７に示すように、足場配置範囲以外への配置処理があ
る。同図のようなポテンシャルの配置では、これまでの
ルールにより、例えば、足場Ａ、足場Ｂ、足場Ｃおよび
足場Ｄの順で配置位置が定められる。

【００８０】足場配置範囲が、ポテンシャル値「２」以
上の領域として、全ての足場がこの内部にあるとする
と、「○」印を付加したセルには、「２×１サイズ」の
足場を配置できないことになる。そこで、このような場
合には、足場Ｅのように、足場配置範囲以外でも、足場
の配置を行なえるように、足場配置の条件を緩和するよ
うにすれば良い。

【００８１】即ち、足場を構成するセルの半数以上が、
足場配置範囲に含まれれていれば良いものとする等のル
ールを、予め定めておいて、足場の配置位置を決定する
ようにすればよい。

【００８２】次に、図８に、足場を配置していく様子を
示す。

【００８３】この例では、まず、ポテンシャル値が
「４」の部分から、足場Ａ、足場Ｂ、および、足場Ｃの
順で、配置位置を決定し、次に、ポテンシャル値が
「３」の部分として、足場Ｄおよび足場Ｅを順次決定し
ている。そして、一旦配置が決定されると、対応するセ
ルのポテンシャル値をクリアし、「０」にするというル
ールを定めておけば良い。これにより、同じセルに足場
が二重に配置されるのを防止することが可能となる。

【００８４】このようにして、足場配置を進めていく
が、ポテンシャル分布や足場サイズ等の条件により、足
場配置が不可能なセルが存在する場合がある。例えば、
図９に示すような場合、セルが角位置に存在するので、
足場配置範囲内であるにもかかわらず「○」印を付加し
たセルには、「２×１サイズ」の足場を配置できない。

【００８５】このようなケースでは、これを配置不可の
セルとして、他の足場の配置結果を表示するとともに、
足場配置不可能の旨の警告メッセージを出力して終了す
るようにしておけば良い。

【００８６】以上のようにして、本発明によれば、ＣＰ
Ｕに、プログラムにしたがった各種の処理を行なわせる
ことによって、自動的に足場の配置位置を提示する、足
場計画立案機能を有するシステムを提供できる。

【００８７】さて、いままで述べてきた実施例において
は、物体像が投影された部分は、すべて物体像セルとし
て足場を配置していたが、図１２に示すように、足場の
配置を禁止する領域である「配置禁止領域」を設定する
実施例も考えられる。

【００８８】これは、図１２（ａ）のように、足場位置
を貫通する物体がする場合を考慮したもので、エリア内
の配管、機器等が、足場高さの位置に存在している場合
である。

【００８９】このために、足場必要領域と同様に、点線
で図示する「貫通検出ボリューム」なる立体を定義し
て、先に述べたクリッピング処理によって、貫通検出ボ
リュームにおける、貫通物体の存在の有無を検出する。
該ボリュームは、足場高さの位置を中心に、一定の厚み
を有する立体を想定すれば良い。図１と同様に、視点を
上方に設定して、貫通検出ボリュームの投影画像を求め
ると、図１２（ｂ）に示すようになる。

【００９０】そして、図１２に示すように、貫通物体が
存在する場合には、図１２（ｃ）に示すように、対応す
るセルには、足場の配置を禁止するという属性を持た
せ、「配置禁止セル」とする。その他のセルであって、
ポテンシャルが設定されているセルは、「足場配置セ
ル」とする。配置禁止の属性を有するセルは、図５のよ
うな配置処理の際に、足場を配置できないものとする。

【００９１】このようにして、貫通位置に足場を配置す
ることを防ぐことが可能になる。よって、本実施例によ
れば、足場と貫通物体との干渉を避けることができる。

【００９２】ところで、今まで述べてきた実施例では、
足場サイズは同一（２×１セル）のものとして説明して
きたが、図１３に示すように、足場サイズが異なる場合
でも、足場の配置計画を立案することが可能である。セ
ルの大きさを単位として、ここでは「３×２セル、２×
２セル、および、２×１セル」の３つの足場サイズを配
置対象の足場とする。

【００９３】この場合、サイズのより大きいものの方
が、より作業性が良いと考えられるので、大きなサイズ
の足場を優先させて配置することにする。図１３に示す
配置順序のように、最大サイズのものから配置し、残り
の部分に順次、より小さなサイズの足場を割り当てる。
このときのスコアの計算例は、図１４に示すようなる。
例えば「２×２サイズ」では、このような、４つの配置
パターンについて考えるものとする。他の大きさの足場
に対しても、同様な考え方により、スコア計算を行なえ
る。

【００９４】このスコア計算方法は、図５で示したもの
と同様であるが、この例では、配置禁止セルを含むよう
な配置では、スコアが「０」となるよう設定している。
このようにして、複数種類のサイズを有する足場に対し
ても、同様にして、配置位置および配置方向を求めるこ
とができる。本実施例によれば、複数種類のサイズを有
する足場に対しても、その配置計画を立案できる。

【００９５】さて、上記までの実施例においては、足場
は、いわゆる１つの投影画像に対するもの、即ち１層の
ものであったが、図１５に示すように、多層足場に対す
る配置計画を考慮することもできる。図１５に示す例
は、地上から組み上げる「枠組み足場」の場合を想定し
たものあり、高さ方向に３層の足場を設定している。

【００９６】このような多層足場の配置方法を、図１６
を参照して説明する。図１６（ａ）、（ｂ）および
（ｃ）は、夫々、第３層、第２層、および、第１層のセ
ルの配置を示しており、これらは、図１または図１２で
説明したものと同様に、各層の作業対象空間を、クリッ
ピング処理して求めたものである。図１６（ｄ）は、こ
れらの全層のポテンシャル値を加算したものであるが、
１層でも配置禁止セルが含まれる部分については、配置
禁止セルとして扱い、ポテンシャルを加算しないものと
する。

【００９７】図１６（ｅ）の「○」印を付したセルは、
全層共通の足場配置セルで、これは図１６（ｄ）におい
て、ポテンシャルが設定されている部分である。この部
分においては、全層につき、共通の位置に足場を配置す
ることができるので、図５と同様にして、個々の足場の
配置位置を定める。各層固有に必要な足場は、「（ｅ）
と（ａ）」、「（ｅ）と（ｂ）」「（ｅ）と（ｃ）」と
の差を調べることにより求められ、夫々、（ｆ）、
（ｇ）、および、（ｈ）の、「×」印を付した部分であ
る、当該層足場配置セルとなる。

【００９８】この部分についても、図５と同様に、足場
を配置できる。

【００９９】本実施例によれば、多層構造の足場の配置
も扱うことが可能であり、複雑な足場配置計画にも対処
しうる。

【０１００】ところで、上述してきた実施例において
は、投影画像をセル分割する際の分割位置は、固定した
ものであったが、図１７に示すように、セル分割位置を
適切に調整することもできる。要するに、セルの分割線
を、ｘ調節範囲またはｙ調節範囲だけ、ユーザの指示に
より移動できるように構成しておけばよい。このように
することによって、最適なセル分割を行なうことができ
る。

【０１０１】また、上述の実施例においては、例えば、
吊り足場の場合には、吊り位置の可能性、即ち、その位
置が吊り足場を吊ることが可能であるか否かについては
考慮していなかったが、図１８に示すように、吊り足場
を吊ることが不可能な吊り位置を考慮することもでき
る。

【０１０２】不可能な吊り位置とは、図１８（ａ）に示
すように、吊り位置の下に障害物が存在する場合であ
る。これを検出するためには、同図に示すように、吊り
位置の真下に視点を設定して、吊り足場を吊る位置が可
視状態にあるか否かを判定すればよい。可視状態でない
場合には、不可能な吊り位置である。図１８では、黒
丸、白丸を、夫々、不可能な吊り位置、可能な吊り位置
として、表現している。

【０１０３】この結果を、足場の配置計画に反映させる
には、図１８（ｂ）に示すように、スコア計算を行な
う。即ち、黒丸で示すような、不可能な吊り位置を含む
ような配置位置では、スコア値を「０」にすることとす
る。

【０１０４】このような処理によれば、吊り位置の条件
を考慮して、より現実的な配置計画を立案することが可
能となる。

【０１０５】また、上述してきた実施例においては、足
場の詳細な構成については、考慮していなかったが、図
１９に示すような、足場の構成要素を考慮した配置計画
を立案することも可能である。一般に、吊り足場の場合
には、吊りチェーンで吊るし、足場パイプで組んで、床
には、足場板を配置する。図１９は、２×１セルのサイ
ズを有する足場の構造を示した図面である。

【０１０６】作業者の転落防止のために、足場の最外郭
部分には、図１９に示すように、手すりと幅木を設け
る。これらの装着が必要な部分は、図２０に示すように
求める。

【０１０７】すなわち、足場を配置した、総てのセルに
ついて、各セルを注目セルとしていき、注目セルの周囲
に隣接する足場の存在の有無を調べる。図２０に示すよ
うに、注目セルに隣接する４方向のセルを調べて、隣接
する足場がない面を、手すりや幅木の設置面とする。

【０１０８】このような処理によれば、足場の詳細構成
まで考慮できるので、足場設置に際する必要部材の見積
等の精度が向上する。

【０１０９】さて、今まで述べてきた実施例において
は、足場を配置する物体同志の相互の関係については、
考慮されていなかったが、図２１に示すように、例え
ば、配管の系統を考慮したポテンシャルの加算も可能で
ある。プラント配管の三次元ＣＡＤデータでは、物体の
用途情報として、配管、機器等の物体が所属する系統の
識別子を保持している。即ち、同一系統に属する物体
は、互いに接続して建設するためる、建設作業を進行す
る上での相関関係も高いものと考えられる。ここで、相
関関係とは、建設作業を進行する際に、同時に作業を行
ないながら物の建設を行なうような関係を言う。特に、
同一の系統に属する配管等の建設工事は、同時に作業を
行ないながら進めていく場合が多く、このような場合に
は、相関関係が高いと言える。

【０１１０】そこで、相関関係の高い物体同志では、可
能な限り共通の足場を配置するのが、作業性がに富むと
思われる。そのため、同系統の物体の場合では、ポテン
シャルの加算の際に、互いに重なる、あるいは、接する
ような所定領域に存在するセルに対して、ポテンシャル
値を、さらに所定値だけ加算しておく処理を行なう。

【０１１１】図２１に示す例では、所定領域に存在する
セルに対して、所定値「＋１」のポテンシャルを加算し
ている。このような処理を行なって、ポテンシャル値
「３」以上のセルが構成する領域を、足場配置範囲とす
る。すると、図２１に示すように、足場配置範囲が設定
され、この範囲では２つの物体に共通の足場を設置でき
る。このような処理によれば、より作業性の良い足場配
置が行なえる。

【０１１２】また、上述してきた実施例においては、物
体を天井面に水平な横断面に投影して配置位置を求めて
いたが、図２２に示すように、縦断面を考慮したポテン
シャルの設定も可能である。

【０１１３】この場合は、足場必要空間を一定間隔で区
切った縦断面を考え、これをセル分割して、縦断面セル
とする。そのうち、貫通物体が存在する部分を、配置禁
止セルとする。そして、縦断面セルを、高さ方向に加算
したものが、配置のためのポテンシャル値である。

【０１１４】このような処理を行なえば、物体の縦断面
の形状を考慮して、足場の配置位置を決定することがで
きる。

【０１１５】また、上述してきた実施例においては、足
場を配置する際、既に配置した足場との関係について
は、特に考慮していなかったが、図２３に示すように、
足場間の距離を考慮した配置も可能である。今、足場１
が既に配置されて、足場２の配置方向を決める際に、配
置Ａと配置Ｂが、同一スコアであるとする。このような
場合には、足場間の重心位置の距離を算出して、短くな
る方の配置方向を選択するようにすれば良い。

【０１１６】この例では、配置Ａが選択されることにな
る。足場を、可能な限り隙間なく配置するためには、既
に配置した足場に、可能な限り近く配置することが適当
であるため、このようなルールを設けて、該ルールにし
たがった足場配置を行なえば良い。さらに、距離情報の
みではなく、図２４に示すように、周囲のポテンシャル
を増加させて、足場配置を行なう方法も考えられる。

【０１１７】これは、足場１を配置した時点で、周囲の
１セル離れた位置のポテンシャル値を、例えば、「＋
１」増加させるものである。

【０１１８】この場合も、既に配置された足場に近く
に、新たな足場を配置させることができる。このような
処理によれば、図９に示すよう配置不可セルの発生を、
より少なくすることができる。

【０１１９】また、上述してきた実施例では、足場配置
範囲内のセルの集合形状を対象に、配置位置を決定して
いたが、図２５に示すように、足場配置範囲を矩形分割
することを想定して、足場を配置する方法も考えられ
る。これは、足場配置範囲内のセルの集合形状を、一
旦、矩形の集合に分割して、矩形毎に足場配置を定める
ものである。

【０１２０】図２５（ａ）に示すように、矩形分割を行
なうには、セル集合をｘ軸に平行なスキャンラインで走
査し、スキャンライン毎に始点と終点を記録する。次
に、隣り合ったスキャンラインで、始点と終点が同じも
のまとめていけば、矩形領域が生成される。

【０１２１】図では、黒丸、白丸を、夫々、始点、終点
としている。

【０１２２】図２５（ｂ）に示す配置方法は、それぞれ
の矩形領域に収まる最大サイズの足場を、順次、端から
配置していくものである。すべての領域の形状は矩形で
あるので、配置は簡単に行なえる。このように、矩形領
域を生成して足場の配置を行なう方法によれば、矩形分
割された領域内において、足場の配置位置を容易に求め
ることができる。

【０１２３】また、上述してきた実施例では、足場高さ
以上の位置に存在する物体に対しては、全て足場が必要
であるとしていたが、図２６に示すように、足場を使用
せずに、本来設置計画されている建設物である、足場以
外の作業台（図２６の操作架台）を使用することを、考
慮して、足場計画を立案することも考えられる。

【０１２４】例えば、プラントの場合では、エリアの中
には操作架台のように、足場として機能し、その上で作
業することが可能な物体がある。この場合には、この物
体の周囲に足場を設けることは不要である。

【０１２５】これを考慮するためには、図２６（ａ）に
示すように、所定空間、例えば、足場高さの位置を中心
に、一定幅の不要範囲検出ボリュームを想定し、クリッ
ピング処理により、この立体内に含まれるものを検出す
る。こうして検出されたものが、予め定義した情報によ
り、その上での作業が可能な物体であると判別できれ
ば、図２６（ｂ）に示すように、不要範囲検出ボリュー
ムに対応するセルのポテンシャル値を「０」にクリアす
るようにする。このような処理によって、足場を配置す
る必要がない位置に、足場を配置することを防止するこ
とが可能になる。

【０１２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば各種のプ
ラント建設等の作業現場で必要とする足場の配置計画
が、容易かつ迅速に立案可能になる。

【０１２７】したがって、計画立案者の作業工数を極力
低減することを可能にするとともに、度重なる計画変更
時にも、容易に対応可能なシステムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】足場必要領域の検出の説明図である。

【図２】配置空間のセル分割の説明図である。

【図３】ポテンシャルデータの設定の仕方の説明図であ
る。

【図４】ポテンシャルの加算を示す説明図である。

【図５】足場配置スコアの説明図である。

【図６】探索範囲の拡張を示す説明図である。

【図７】配置範囲以外への配置を示す説明図である。

【図８】足場配置経過の説明図である。

【図９】配置不可セルの説明図である。

【図１０】本発明にかかる処理を説明するフローチャー
トである。

【図１１】システムの構成図である。

【図１２】配置禁止領域の設定の説明図である。

【図１３】足場サイズが異なる場合の説明図である。

【図１４】２×２サイズ足場のスコア計算例の説明図で
ある。

【図１５】多層足場の場合の説明図である。

【図１６】多層足場の場合の足場配置方法の説明図であ
る。

【図１７】セル分割位置の調整の説明図である。

【図１８】不可能な吊り位置を考慮した例を示す説明図
である。

【図１９】足場の構成要素の説明図である。

【図２０】手すりや幅木の設置面の検出方法の説明図で
ある。

【図２１】系統を考慮したポテンシャルの加算の説明図
である。

【図２２】縦断面を考慮したポテンシャル設定の説明図
である。

【図２３】足場間の距離を考慮した配置方法の説明図で
ある。

【図２４】周囲のポテンシャルを増加させる配置方法の
説明図である。

【図２５】矩形分割による配置方法の説明図である。

【図２６】足場以外の作業台を考慮した場合の説明図で
ある。

【符号の説明】

１…視点、２…三次元ＣＡＤデータ、３…足場必要領域

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の空間内に存在する作業対象物体に対
   して、作業用の足場の配置を計画するシステムであっ
   て、 前記作業対象物体の形状情報、前記作業対象物体の前記
   空間内における配置情報、および、足場設置高さ情報と
   を、少なくとも入力する入力手段と、 入力された情報を参照して、前記足場設置高さ以上の部
   分の前記所定の空間内における前記作業対象物体の投影
   画像を作成する画像生成手段と、 前記投影画像を少なくとも表示する表示手段と、 前記投影画像上での前記足場の配置計画を立案する処理
   手段と、を有する足場計画システム。
2. 【請求項２】所定の空間内に存在する作業対象物体に対
   して、作業用の足場の配置を計画するシステムであっ
   て、 前記作業対象物体の、前記空間内の配置情報、形状情報
   を含むデータ、および、足場サイズ、足場設置高さを含
   むデータとを、少なくとも入力する入力手段と、 入力データを参照して、前記足場設置高さ以上の部分の
   前記所定の空間内における前記作業対象物体を足場必要
   物体とし、該足場必要物体を所定の平面に投影して投影
   画像を作成する画像作成手段と、 作成された投影画像を、所定の面積を有する複数のセル
   に分割して、前記複数のセルの内で足場の配置が必要な
   物体が投影されたものを物体像セルとするセル設定手段
   と、 物体像セル位置において最大値を有し、物体像セルから
   セル存在位置が離れるに従って減少する分布をなす仮想
   ポテンシャル値を、物体像毎に定め、 総ての物体像についてのポテンシャル値の分布をセル単
   位に加算して、全ポテンシャル値を算出するポテンシャ
   ル演算手段と、 算出された全ポテンシャル値の大きさの順にセルを選択
   することにより、足場の配置位置を決定し、 決定された配置位置を含み、前記足場サイズの大きさに
   対応するセルを抽出して、そのポテンシャル値の合計を
   求めたとき、合計値が最大となる方向を足場の配置方向
   とする処理手段と、を有する足場計画システム。
3. 【請求項３】請求項２において、さらに、前記足場の配
   置位置、配置方向を対話形式で修正可能な修正手段を設
   けたことを特徴とする足場計画システム。
4. 【請求項４】請求項２において、前記処理手段は、さら
   に、 前記ポテンシャル演算手段が、物体像毎にポテンシャル
   値を定める際に、 前記足場設置高さに位置する平面を想定し、該平面が貫
   通する作業対象物体が存在すると判断した場合には、該
   作業対象物体に対応するセルに対して、足場の配置を禁
   止する処理を行なうことを特徴とする足場計画システ
   ム。
5. 【請求項５】請求項２において、前記処理手段は、足場
   の配置位置が存在する平面が複数存在して、足場が多層
   になる場合、 前記ポテンシャル演算手段によって各層毎に独立に求め
   た前記全ポテンシャル値の分布に基づいて、全層に共通
   に配置可能な足場の配置位置と、各層固有の足場の配置
   位置とを求める処理を行なうことを特徴とする足場計画
   システム。
6. 【請求項６】請求項２において、前記処理手段は、さら
   に、 ポテンシャル値に従って決定した足場の配置位置と配置
   方向に対応する各セルに注目し、注目するセルに隣接す
   るセルが、足場の配置位置、配置方向に関係しないセル
   である場合、該注目するセルの足場に対して、転落防止
   機構を設置する旨の指示を与える処理を行なうことを特
   徴とする足場計画システム。
7. 【請求項７】請求項２において、前記ポテンシャル演算
   手段は、さらに、 物体像毎のポテンシャル値をセル単位に加算する際に、
   物体像を構成する、所定範囲内に存在するセルに対し
   て、所定値を加えて加算する機能を有することを特徴と
   する足場計画システム。
8. 【請求項８】請求項２において、前記処理手段は、さら
   に、 前記所定の空間内に、足場を配置しない足場不要空間を
   設定し、該足場不要空間内では、足場の配置を禁止する
   処理を行なうことを特徴とする足場計画システム。