WO2021039313A1 - 投影方法、投影装置、及び、投影システム - Google Patents

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projection
distance
unit
drawing data
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哲也 西
勇樹 林
啓介 原
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0693—Calibration of display systems

Definitions

  • the present invention relates to a projection method, a projection device, and a projection system.
  • Patent Document 1 discloses a method of displaying an object of a design proposal and object data on a boundary wall surface of a room.
  • the present invention provides a projection method, a projection device, and a projection system that can easily associate a position in drawing data with a position in a projection plane on which drawing data is projected.
  • the projection method is a projection method executed by a projection device for projecting drawing data of a building onto a projection surface of the building under construction, using a ranging unit included in the projection device.
  • a projection device for projecting drawing data of a building onto a projection surface of the building under construction, using a ranging unit included in the projection device.
  • the projection position on the projection plane determined based on the above includes a projection step of projecting the drawing data.
  • the projection device is a projection device, which is either a projection unit that projects drawing data of a building onto a projection surface of the building under construction or two non-parallel straight lines on the projection surface.
  • a distance measuring unit that measures the distance from each of the three or more points located on the projection device that are not aligned in a straight line to the projection device, and the measurement when the distance is measured.
  • To the angle measuring unit that measures the angle of the distance portion the distance measured by the projection unit, and the projection position on the projection surface that is determined based on the angle of the distance measuring portion when the distance is measured.
  • a control unit for projecting the drawing data is provided.
  • the projection system includes the projection device and an operation device for the user to remotely control the projection device.
  • the projection method, projection device, and projection system of the present invention can easily associate a position in drawing data with a position in a projection plane on which drawing data is projected.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of the operation of the projection system according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the projection system according to the embodiment.
  • FIG. 3 is an external view of an apparatus constituting the projection system according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart of an operation example 1 of the projection system according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing coordinate axes of Cartesian coordinates in space.
  • FIG. 6 is a diagram showing a calculation formula of the normal projection vector.
  • FIG. 7 is a diagram showing a space in which the reference line is not drawn on the projection plane.
  • FIG. 8 is a first diagram for explaining a change in the driving speed of the driving unit.
  • FIG. 9 is a second diagram for explaining a change in the driving speed of the driving unit.
  • FIG. 10 is a flowchart of an operation for accepting a reference line designation operation.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a confirmation image.
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily exactly illustrated. Further, in each figure, substantially the same configuration may be designated by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted or simplified.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of the operation of the projection system according to the embodiment.
  • the projection system 10 includes a projection device 20.
  • the projection device 20 is installed in the space 100 in the building under construction.
  • the projection device 20 projects drawing data, which is at least a part of the architectural design data, on a structure (specifically, a floor, a wall, a ceiling, or the like) constituting the space 100 in the actual size.
  • the drawing data is, for example, data indicating a marking position in space, and a line of light having a length as designed is projected at a position where a user such as a worker who performs a construction work should draw a marking line.
  • the light line is used as a guide for drawing the marking line, and the light line itself may be used as the marking line.
  • the projection system 10 may project a part or all of the architectural design data, and the drawing data may be data other than the data indicating the marking position.
  • the drawing data may include data indicating the installation position of equipment such as a system kitchen or bathtub
  • the projection system 10 may project the installation position of the equipment in actual size.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the projection system 10.
  • FIG. 3 is an external view of the device constituting the projection system 10. As shown in FIGS. 2 and 3, the projection system 10 includes a projection device 20 and an operating device 40. First, the projection device 20 will be described.
  • the projection device 20 is a device that displays drawing data, which is at least a part of architectural design data, on a structure in actual size.
  • the structure is, specifically, a floor, a wall, a ceiling, a pillar, or the like.
  • the projection device 20 is attached to a tripod and installed on the floor, for example.
  • the projection device 20 may be installed on a hanging bolt on the ceiling or on a wall.
  • the projection device 20 includes a communication unit 21, a distance measuring unit 22, a projection unit 23, a control unit 24, a storage unit 25, a driving unit 26, an angle measuring unit 27, and a mounting unit 28 (illustrated in FIG. 3). ) And a housing 29 (shown in FIG. 3).
  • the communication unit 21 is a communication circuit (in other words, a communication module) for the projection device 20 to communicate with the operation device 40.
  • the communication unit 21 performs wireless communication with the operation device 40, but may perform wired communication.
  • the communication standard for communication performed by the communication unit 21 is not particularly limited.
  • the distance measuring unit 22 detects the distance from the projection device 20 to the structure constituting the space 100.
  • the distance measuring unit 22 is, for example, a distance measuring sensor such as a TOF (Time Of Flight) sensor.
  • the distance measuring unit 22 may be another distance measuring sensor such as a distance measuring sensor using a phase difference detection method or a distance measuring sensor using a triangular distance measuring method.
  • the distance measuring unit 22 includes a distance measuring light source 22a and a detection unit 22b.
  • the range-finding light source 22a is a light source that emits light toward a structure.
  • the distance measuring light source 22a is realized by, for example, a light emitting element that emits infrared light, but may be realized by a light emitting element that emits visible light.
  • the ranging unit 22 has a laser pointer function for presenting the current ranging target point to the user. This function is realized by, for example, a light source different from the distance measuring light source 22a, but when the distance measuring light source 22a emits visible light, it may be realized by the distance measuring light source 22a.
  • the distance measuring light source 22a does not necessarily have to be a separate body from the light source 23a of the projection unit 23, and the light source 23a of the projection unit 23 may be used as the distance measuring light source 22a. That is, the distance measuring unit 22 may be a sensor that does not have the distance measuring light source 22a but has only the detecting unit 22b.
  • the detection unit 22b is a light receiving element that detects the reflected light in the structure of the light emitted by the distance measuring light source 22a.
  • the detection unit 22b is realized by a photodiode or the like.
  • the projection unit 23 is a projection module for projecting drawing data on the projection surface 50.
  • the projection unit 23 has a light source 23a and a scanning unit 23b.
  • the projection unit 23 also includes optical components such as a lens and a mirror.
  • the light source 23a is, for example, a laser light source realized by a semiconductor light emitting element.
  • the light source 23a may include a plurality of light emitting elements having different light emitting colors (for example, a red light emitting element, a green light emitting element, and a blue light emitting element), and the light emitting color may be switched.
  • the scanning unit 23b scans the light emitted by the light source 23a on the structure.
  • the scanning unit 23b is realized by, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror.
  • the control unit 24 is a control device that controls the distance measuring unit 22, the projection unit 23, and the driving unit 26 in order to project drawing data on the projection surface 50.
  • the control unit 24 is realized by, for example, a microcomputer or a processor. Further, the control unit 24 may include a drive circuit for driving the projection unit 23 and a drive circuit for driving the drive unit 26.
  • the storage unit 25 is a storage device that is executed by the control unit 24 and stores drawing data and a control program for projecting the drawing data in actual size.
  • the storage unit 25 is realized by a semiconductor memory or the like.
  • the drive unit 26 is a drive mechanism for changing the direction of the projection device 20 (in other words, the direction and angle of the distance measuring unit 22). More specifically, the drive unit 26 changes the orientation of the housing 29 with reference to the mounting unit 28.
  • the drive unit 26 has a first drive unit 26a for changing the direction of the projection device 20 in the tilt direction, and a second drive unit 26b for changing the direction of the projection device 20 in the pan direction.
  • Each of the first drive unit 26a and the second drive unit 26b is realized by a rotary drive device such as a motor.
  • the drive unit 26 may have a third drive unit for changing the direction of the projection device 20 in the roll direction. Further, the drive unit 26 may have a mechanism having a ball-shaped joint.
  • the angle measuring unit 27 measures the direction of the projection device 20 (in other words, the direction and angle of the distance measuring unit 22). Specifically, the angle measuring unit 27 is an angle sensor that measures the driving amount (that is, the tilt angle and the pan angle) of the driving unit 26. When the drive unit 26 has a third drive unit for changing the direction of the projection device 20 in the roll direction, the angle measuring unit 27 measures the roll angle as the drive amount of the drive unit 26. You may.
  • the mounting portion 28 is a mounting structure for mounting the projection device 20 on a tripod.
  • the projection device 20 may be attached to a hanging bolt on the ceiling.
  • the attachment portion 28 is an attachment structure for attaching the projection device 20 to the ceiling.
  • the housing 29 is a housing that houses the communication unit 21, the distance measuring unit 22, the projection unit 23, the control unit 24, and the storage unit 25.
  • the housing 29 is made of, for example, resin, but may be made of metal.
  • the operation device 40 is a remote controller for the user to remotely control the projection device 20.
  • the operation device 40 is, for example, a dedicated remote controller for the projection device 20.
  • a mobile terminal such as a smartphone or tablet terminal on which a dedicated application program is installed may be used as the operation device 40.
  • the operation device 40 includes an operation reception unit 41, a communication unit 42, a control unit 43, a storage unit 44, and a display unit 45.
  • the operation reception unit 41 is a user interface device that accepts user operations.
  • the operation reception unit 41 is realized by, for example, a hardware button, but may be realized by a touch panel or the like.
  • the communication unit 42 is a communication circuit (in other words, a communication module) for the operation device 40 to communicate with the projection device 20.
  • the communication unit 42 performs wireless communication with the projection device 20, but may perform wired communication.
  • the communication standard for communication performed by the communication unit 42 is not particularly limited.
  • the control unit 43 causes the communication unit 42 to transmit an instruction signal for operating the projection device 20 in response to the operation received by the operation reception unit 41 to the projection device 20.
  • the control unit 43 is realized by, for example, a microcomputer or a processor.
  • the storage unit 44 is a storage device in which the control program executed by the control unit 43 is stored.
  • the storage unit 44 is realized by a semiconductor memory or the like.
  • Architectural design data is also stored in the storage unit 44.
  • the architectural design data is three-dimensional data (more specifically, three-dimensional CAD data) indicating the size and shape of the space 100.
  • the architectural design data also includes drawing data (two-dimensional data) indicating the floor plan of the space 100, drawing data indicating the marking position, and the like.
  • drawing data is also stored in the storage unit 25 of the projection device 20.
  • the display unit 45 displays a screen showing the operating status of the projection device 20 and the like.
  • the display unit 45 is realized by a liquid crystal panel, an organic EL panel, or the like.
  • FIG. 4 is a flowchart of operation example 1 of the projection system 10.
  • FIG. 5 is a diagram showing coordinate axes of Cartesian coordinates in space 100.
  • the coordinate axes shown in FIG. 5 are defined with the position of the projection device 20 (more specifically, a predetermined position around the distance measuring unit 22 and the projection unit 23 in the projection device 20) as the origin O.
  • the projection surface 50 is a floor surface, and two reference lines L1 and L2 are drawn on the floor surface.
  • the two reference lines L1 and L2 are drawn by the user, for example.
  • the two reference lines L1 and L2 are orthogonal to each other, and the position of the intersection of the two reference lines L1 and L2 is the reference point D.
  • the reference point D is a point on which a predetermined point in the drawing data should be projected.
  • the positions of the reference lines L1 and L2 are defined in the drawing data, and can be used for associating the position in the drawing data with the position in the projection surface 50. It is not essential that the two reference lines L1 and L2 are orthogonal to each other, and the two reference lines L1 and L2 may intersect (they may not be parallel).
  • the user installs the projection device 20 in the space 100 and measures the distance from each of the three distance measurement target points (hereinafter, also referred to as measurement points) on the projection surface 50 to the projection device 20 (hereinafter, also referred to as a measurement point). S11).
  • the user may measure the distance from each of at least three distance measurement target points to the projection device 20.
  • the user may measure the distance from each of the three or more distance measurement target points to the projection device 20.
  • the distance measuring unit 22 of the projection device 20 presents the measurement point on the projection surface 50 to the user by a laser pointer.
  • the user drives the drive unit 26 to align the laser pointer with the reference line L1 (or the reference line L2), and in this state, performs a measurement instruction operation for instructing the measurement (save) of the distance.
  • the distance from the measurement point to the projection device 20 is stored in the storage unit 25 together with the pan angle ⁇ and the tilt angle ⁇ when the measurement instruction operation is instructed.
  • the pan angle ⁇ and the tilt angle ⁇ are measured by the angle measuring unit 27. If such an operation is repeated three times by the user, the distance r from each of the three different measurement points on the projection surface 50 to the projection device 20, and the pan angle ⁇ and tilt angle ⁇ at that time are stored in the storage unit 25. Is remembered in.
  • the control unit 24 calculates the Cartesian coordinates (xyz coordinates) of the three measurement points based on the stored information (that is, the distance measurement result) (S12).
  • the distance r from each of the three measurement points stored in the storage unit 25 to the projection device 20, and the polar coordinates of the three measurement points of the pan angle ⁇ and the tilt angle ⁇ at that time are shown, and the control unit 24 shows the polar coordinates.
  • the control unit 24 calculates the orthogonal coordinates of the reference point D based on the orthogonal coordinates of the three measurement points (S13). As shown in FIG. 5, assuming that the three measurement points are the measurement point A, the measurement point B, and the measurement point C, the control unit 24 uses the reference by the calculation formula of the normal projection vector shown in FIG. The coordinates of the point D can be calculated.
  • FIG. 6 is a diagram showing a calculation formula of the normal projection vector. If one of the measurement point A, the measurement point B, and the measurement point C is the same as the reference point D, the process of step S13 is omitted.
  • the control unit 24 determines the distance from the projection device 20 to the projection surface 50 (that is, the plane passing through the measurement point A, the measurement point B, and the measurement point C) and the inclination of the projection surface 50 with respect to the projection device 20. Is calculated (S14).
  • the normal vector n indicates the inclination of the projection surface 50 in Cartesian coordinates, and the length of the normal vector n indicates the distance from the projection device 20 to the projection surface 50. That is, calculating the normal vector is equivalent to calculating the distance from the projection device 20 to the projection surface 50 and the inclination of the projection surface 50 with respect to the projection device 20.
  • control unit 24 causes the projection unit 23 to project drawing data onto the projection surface 50 based on the calculated distance from the projection device 20 to the projection surface 50 and the calculated inclination of the projection surface 50 (S15). ). Specifically, the control unit 24 corrects the distortion of the drawing data according to the calculated inclination of the projection surface 50, and corrects the projection magnification of the drawing data based on the calculated distance to the projection surface 50.
  • the drawing data includes the position information of the reference line. Then, in the control unit 24, the reference lines L1 and L2 in the corrected drawing data overlap with the reference lines L1 and L2 on the projection surface, and the predetermined points of the corrected drawing data are set to the coordinates of the calculated reference point D. (That is, the projection position is determined) so that the corrected drawing data is projected onto the projection surface 50 by the projection unit 23. As a result, the drawing data is projected onto the projection surface 50 in actual size.
  • the projection system 10 uses points on the reference lines L1 and L2 of the projection plane whose positions are defined in the drawing data as measurement points (points whose coordinates are specified). Therefore, the projection system 10 can easily associate the position in the drawing data with the position in the projection surface 50.
  • the two straight lines are two orthogonal reference lines L1 and L2 drawn in advance as marks on the projection surface 50. However, it is assumed that the reference lines L1 and L2 are not drawn on the projection surface 50.
  • FIG. 7 is a diagram showing a space 100 in which the reference lines L1 and L2 are not drawn on the projection surface 50.
  • the two beams are arranged so as to intersect the projection surface 50.
  • the reference point D is the intersection of the center lines indicating the center position of the beam.
  • This center line is a virtual line that is not drawn on the projection surface 50, but is a line whose position is defined in the drawing data.
  • the projection device 20 may indirectly measure the distance to the measurement point E on the center line.
  • the distance measuring unit 22 of the projection device 20 presents the measurement target point on the projection surface 50 to the user with a laser pointer.
  • the user drives the drive unit 26 to align the laser pointer with one end of the beam (for example, point E1), and in this state, performs a measurement instruction operation for instructing distance measurement (save).
  • the distance from the point E1 to the projection device 20 is stored in the storage unit 25 together with the pan angle ⁇ and the tilt angle ⁇ when the measurement instruction operation is instructed.
  • the user drives the drive unit 26 to align the laser pointer with the other end of the beam (for example, point E2), and in this state, performs a measurement instruction operation for instructing distance measurement (save). Then, the distance from the point E2 to the projection device 20 is stored in the storage unit 25 together with the pan angle ⁇ and the tilt angle ⁇ when the measurement instruction operation is instructed.
  • control unit 24 calculates the polar coordinates of the point E1 and the polar coordinates of the midpoint of the polar coordinates of the point E2 as the polar coordinates of the measurement point E.
  • the distance measuring unit 22 measures the distances from each of the point E1 at one end of the beam and the point E2 at the other end of the beam to the projection device 20, and the control unit 24 measures the distances based on the measured distances.
  • the distance from the point E on the center line to the projection device 20 may be indirectly measured by obtaining the distance to the point on the center line by calculation.
  • the beam is an example of a structure. The distance from a point on the center line of a structure other than the beam to the projection device 20 may be indirectly measured.
  • Such a projection system 10 uses a point on the center line whose position is defined in the drawing data as a measurement point (a point whose coordinates are specified), the position in the drawing data and the position in the projection surface 50. Can be easily linked with.
  • the driving speed of the driving unit 26 is v1.
  • the driving speed of the driving unit 26 is v2, which is slower than v1.
  • the control unit 24 drives the drive unit 26 at a slower drive speed as the distance measured by the distance measuring unit 22 becomes longer.
  • the driving speed in the pan direction by the second driving unit 26b is shown by an arrow as an example, but the driving speed in the tilt direction of the first driving unit 26a is also changed in the same manner.
  • the measurement position is less likely to change, so that the user can easily adjust the laser pointer.
  • FIG. 10 is a flowchart of an operation for accepting a reference line designation operation.
  • the display unit 45 of the operation device 40 displays the drawing data (S21), and the operation reception unit 41 accepts the operation of designating the reference line in the displayed drawing data (S22).
  • the control unit 43 causes the communication unit 42 to transmit the designated result to the projection device 20 (S23). If the user specifies which part of the displayed drawing data the reference lines L1 and L2 to be distance-measured correspond to, the projection device 20 recognizes the reference line in the drawing data in the drawing data. Can be easily associated with the position of the above and the position in the projection surface 50.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of such a confirmation image.
  • FIG. 11 is a view of reference lines L1 and L2 drawn on the projection surface 50 from a direction perpendicular to the projection surface 50 and a confirmation image.
  • the confirmation image I is an L-shaped line (L-shaped line passing through the three measurement points) determined by the three measurement points, and is projected by the projection unit 23. That is, the confirmation image is an image of two intersecting line segments.
  • the confirmation image I may be an image showing the positions of the three measurement points, and may be, for example, three circles directly showing the positions of the three measurement points.
  • the confirmation image I may be any image as long as it shows the positions of the three measurement points.
  • the user can easily recognize the three measurement points and the deviations of the reference lines L1 and L2.
  • the distance to the three measurement points is measured again (in other words, the three measurement points).
  • the selection may be redone, but the control unit 24 adjusts the projection position of the confirmation image I so that the positions of the two line segments indicated by the confirmation image I are on the two reference lines. , The projection position of the drawing data may be corrected according to the adjustment result.
  • control unit 24 finely adjusts the projection position of the confirmation image I each time the operation reception unit 41 of the operation device 40 receives an adjustment operation from the user.
  • the operation receiving unit 41 receives the adjustment completion operation from the user.
  • the control unit 24 stores the adjustment amount from the start of the adjustment to the completion of the adjustment in the storage unit 25, and projects the drawing data to the projection unit 23 in consideration of this adjustment amount.
  • the user can project the drawing data onto the projection surface 50 without having to remeasure the distances to the three measurement points.
  • the projection method of projecting the drawing data of the building onto the projection surface of the building under construction uses the distance measuring unit 22 included in the projection device 20, and each of them is a projection surface.
  • a ranging step distance measuring step for measuring the distance from each of three or more points located on any of two non-parallel straight lines on 50 and not aligned to the projection device 20. S11), an angle measurement step for measuring the angle (for example, pan angle and tilt angle) of the distance measuring unit 22 when the distance is measured, the measured distance, and the measurement when the distance is measured.
  • a projection step (S15) for projecting drawing data is included in the projection position on the projection surface 50 determined based on the angle of the distance portion 22.
  • the projection position is determined so that the predetermined point of the drawing data overlaps the intersection of the two straight lines.
  • the projection method further determines the distance from the projection device 20 to the projection surface 50 and the projection surface 50 based on the measured distance and the angle of the distance measuring unit 22 when the distance is measured.
  • the calculation step (S14) for calculating the inclination is included.
  • the drawing data that has been distortion-corrected based on the calculated inclination of the projection surface 50 is brought to the projection position at a projection magnification determined based on the calculated distance from the projection device 20 to the projection surface 50. Project.
  • Such a projection method can project drawing data in actual size.
  • the two straight lines are two orthogonal straight lines drawn in advance on the projection surface 50.
  • the user can visually confirm the two straight lines, so that the measurement points can be easily set on the two straight lines.
  • At least one of the two straight lines is a center line indicating the center position of the structure, which is a virtual center line not drawn on the projection surface 50, and is three or more. At least one of the points is located on the center line.
  • the distance measuring step (S11) the distances from the points at one end of the structure and the points at the other end of the structure to the projection device 20 are measured, and the distance to the point on the center line is measured based on the measured distance. By calculating the distance, the distance from at least one of the three or more points to the projection device 20 is indirectly measured.
  • the user can set the measurement points on the two straight lines even if the two straight lines cannot be visually confirmed.
  • the projection method further drives the drive unit 26 included in the projection device 20 to select any of three or more points as the distance measurement target points, and the angle of the distance measurement unit 22. Includes drive steps (FIGS. 8 and 9) to modify.
  • the speed at which the angle of the ranging unit 22 changes depending on the driving unit 26 varies depending on the distance from the selected ranging target point to the projection device 20.
  • the work of setting the distance target point becomes easy.
  • the projection method further specifies a display step (S21) for displaying the drawing data on the display unit 45 and which part of the displayed drawing data the two straight lines correspond to.
  • the reception step (S22) for accepting the user's operation is included.
  • the projection device 20 recognizes the positions of the two lines in the drawing data according to the user's specification, so that the position in the drawing data and the position in the projection surface 50 can be easily linked. It can be carried out.
  • the projection method further includes a confirmation image projection step ((a) of FIG. 11) for projecting the confirmation image I indicating the positions of the two straight lines.
  • the user can easily confirm the positions of the two straight lines.
  • the confirmation image I is an image of two intersecting line segments.
  • the user can easily confirm the positions of the two straight lines.
  • the projection position of the drawing data can be corrected according to the adjustment result.
  • the projection device 20 has three or more projection units 23 that project drawing data of the building onto the projection surface of the building under construction, and three or more located on any of two non-parallel straight lines on the projection surface 50.
  • a distance measuring unit 22 that measures the distance from each of three or more points that are points but do not line up to the projection device 20, and an angle measuring unit that measures the angle of the distance measuring unit 22 when the distance is measured.
  • 27 and a control unit 24 that causes the projection unit 23 to project drawing data to a projection position on the projection surface 50 that is determined based on the measured distance and the angle of the distance measurement unit 22 when the distance is measured. To be equipped.
  • such a projection device 20 uses points on the reference lines L1 and L2 of the projection surface as measurement points (points whose coordinates are specified). As a result, the position in the drawing data and the position in the projection surface 50 can be easily associated with each other.
  • the projection system 10 includes a projection device 20 and an operation device 40 for the user to remotely control the projection device 20.
  • Such a projection system 10 uses points on the reference lines L1 and L2 of the projection plane as measurement points (points whose coordinates are specified) when the positions of the two lines are defined in the drawing data. As a result, the position in the drawing data and the position in the projection surface 50 can be easily associated with each other.
  • the laser scanning type projection device has been described, but the present invention may be realized as a projection device of another type.
  • the projection device only needs to be able to project at least a part of the architectural design data on the projection surface in actual size.
  • the projection system includes a projection device and an operation device.
  • the projection system may be implemented as a single device.
  • the projection system may be realized as a client-server system, and in this case, a part of the processing described by the projection device in the above embodiment is performed by the server device.
  • the order of processing described in the flowchart of the above embodiment is an example.
  • the order of the plurality of processes may be changed, and the plurality of processes may be executed in parallel.
  • the communication method between the devices in the above embodiment is not particularly limited. Wireless communication may be performed or wired communication may be performed between the devices. Further, wireless communication and wired communication may be combined between the devices. Further, when two devices communicate with each other in the above embodiment, a relay device (not shown) may be interposed between the two devices.
  • each component may be realized by executing a software program suitable for each component.
  • Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
  • each component may be realized by hardware.
  • each component may be a circuit (or integrated circuit). These circuits may form one circuit as a whole, or may be separate circuits from each other. Further, each of these circuits may be a general-purpose circuit or a dedicated circuit.
  • a recording medium such as a system, an apparatus, a method, an integrated circuit, a computer program, or a computer-readable CD-ROM. Further, it may be realized by any combination of a system, an apparatus, a method, an integrated circuit, a computer program and a recording medium.
  • the present invention may be realized as a program for causing a computer to execute a projection method. Further, the present invention may be realized as a computer-readable non-temporary recording medium in which such a program is recorded.
  • Projection system 20 Projection device 22 Distance measurement unit 23 Projection unit 26 Drive unit 27 Angle measurement unit 40 Operation device 45 Display unit 50 Projection surface

Abstract

投影装置が実行する、建物の図面データを建設中の建物の投影面に投影する投影方法は、投影装置が備える測距部を用いて、各々が、投影面上の平行でない２本の直線のいずれかの上に位置する３つ以上の点であって一直線に並ばない３つ以上の点のそれぞれから投影装置までの距離を計測する測距ステップ（Ｓ１１）と、計測された距離、及び、当該距離が計測されたときの測距部の角度に基づいて定まる投影面上の投影位置に、図面データを投影する投影ステップ（Ｓ１５）とを含む。

Description

投影方法、投影装置、及び、投影システム
　本発明は、投影方法、投影装置、及び、投影システムに関する。
　従来、スクリーンなどに画像を投影することができる投影装置が知られている。投影装置に関連する技術として、特許文献１には、設計案のオブジェクト及びオブジェクトデータを部屋の境界壁面に表示する方法が開示されている。
特許第６２４４００８号公報
　特許文献１に記載の方法においては、基準装置及び設計案との対応付けは、既知の参照オブジェクトを用いて行われる。したがって、複数の参照オブジェクトをあらかじめ内部空間の目立つ位置に配置する必要がある。
　本発明は、図面データ内の位置と、図面データが投影される投影面内の位置との紐づけを容易に行うことができる投影方法、投影装置、及び、投影システムを提供する。
　本発明の一態様に係る投影方法は、投影装置が実行する、建物の図面データを建設中の前記建物の投影面に投影する投影方法であって、前記投影装置が備える測距部を用いて、各々が、前記投影面上の平行でない２本の直線のいずれかの上に位置する３つ以上の点であって一直線に並ばない３つ以上の点のそれぞれから前記投影装置までの距離を計測する測距ステップと、前記距離が計測されたときの前記測距部の角度を計測する測角ステップと、計測された距離、及び、当該距離が計測されたときの前記測距部の角度に基づいて定まる前記投影面上の投影位置に、前記図面データを投影する投影ステップとを含む。
　本発明の一態様に係る投影装置は、投影装置であって、建物の図面データを建設中の前記建物の投影面に投影する投影部と、前記投影面上の平行でない２本の直線のいずれかの上に位置する３つ以上の点であって一直線に並ばない３つ以上の点のそれぞれから前記投影装置までの距離を計測する測距部と、前記距離が計測されたときの前記測距部の角度を計測する測角部と、前記投影部に、計測された距離、及び、当該距離が計測されたときの前記測距部の角度に基づいて定まる前記投影面上の投影位置へ前記図面データを投影させる制御部とを備える。
　本発明の一態様に係る投影システムは、前記投影装置と、ユーザが前記投影装置を遠隔操作するための操作装置とを備える。
　本発明の投影方法、投影装置、及び、投影システムは、図面データ内の位置と、図面データが投影される投影面内の位置との紐づけを容易に行うことができる。
図１は、実施の形態に係る投影システムの動作の概要を示す図である。 図２は、実施の形態に係る投影システムの機能構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態に係る投影システムを構成する装置の外観図である。 図４は、実施の形態に係る投影システムの動作例１のフローチャートである。 図５は、空間における直交座標の座標軸を示す図である。 図６は、正射影ベクトルの計算式を示す図である。 図７は、基準線が投影面に描かれていない空間を示す図である。 図８は、駆動部の駆動速度の変更を説明するための第一の図である。 図９は、駆動部の駆動速度の変更を説明するための第二の図である。 図１０は、基準線の指定操作を受け付ける動作のフローチャートである。 図１１は、確認用画像の一例を示す図である。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
　（実施の形態）
　［概要］
　まず、実施の形態に係る投影システムの概要について説明する。図１は、実施の形態に係る投影システムの動作の概要を示す図である。
　実施の形態に係る投影システム１０は、投影装置２０を備える。投影装置２０は、建築中の建物内の空間１００内に設置される。投影装置２０は、空間１００を構成する構造物（具体的には、床、壁、または、天井など）に建築設計データの少なくとも一部である図面データを実寸大で投影する。図面データは、例えば、空間における墨出し位置を示すデータであり、建築作業を行う作業者などのユーザが墨出し線を引くべき位置に設計通りの長さの光のラインが投影される。
　これにより、ユーザは投影された光のラインをなぞるだけで容易に墨出し線を引くことができる。なお、光のラインが墨出し線を引くためのガイドとして使用されることは必須ではなく、光のラインそのものが墨出し線として用いられてもよい。
　なお、投影システム１０は、建築設計データの一部または全部を投影できればよく、図面データは、墨出し位置を示すデータ以外のデータであってもよい。例えば、図面データにシステムキッチンまたはバスタブなどの設備の設置位置を示すデータが含まれる場合には、投影システム１０は、設備の設置位置を実寸で投影してもよい。
　［構成］
　次に、実施の形態に係る投影装置の構成について説明する。図２は、投影システム１０の機能構成を示すブロック図である。図３は、投影システム１０を構成する装置の外観図である。図２及び図３に示されるように、投影システム１０は、投影装置２０と、操作装置４０とを備える。まず、投影装置２０について説明する。
　投影装置２０は、建築設計データの少なくとも一部である図面データを構造物に実寸で表示する装置である。構造物は、具体的には、床、壁、天井、または、柱などである。投影装置２０は、例えば、三脚に取り付けられて床に設置される。投影装置２０は、天井の吊りボルトに設置されてもよいし、壁に設置されてもよい。投影装置２０は、通信部２１と、測距部２２と、投影部２３と、制御部２４と、記憶部２５と、駆動部２６と、測角部２７と、取付部２８（図３に図示）と、筐体２９（図３に図示）とを備える。
　通信部２１は、投影装置２０が操作装置４０と通信を行うための通信回路（言い換えれば、通信モジュール）である。通信部２１は、操作装置４０と無線通信を行うが、有線通信を行ってもよい。通信部２１が行う通信の通信規格については特に限定されない。
　測距部２２は、投影装置２０から空間１００を構成する構造物までの距離を検知する。測距部２２は、例えば、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ　Ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）センサなどの測距センサである。測距部２２は、位相差検出方式を用いた測距センサ、または、三角測距方式を用いた測距センサなど、その他の測距センサであってもよい。測距部２２は、測距用光源２２ａ、及び、検知部２２ｂを有する。
　測距用光源２２ａは、構造物に向けて光を発する光源である。測距用光源２２ａは、例えば、赤外光を発する発光素子によって実現されるが、可視光を発する発光素子によって実現されてもよい。なお、後述のように、測距部２２は、現在の測距対象点をユーザに提示するためのレーザポインタ機能を有している。この機能は、例えば、測距用光源２２ａとは別の光源によって実現されるが、測距用光源２２ａが可視光を発する場合には、測距用光源２２ａによって実現されてもよい。
　また、測距用光源２２ａは、必ずしも投影部２３が有する光源２３ａと別体である必要はなく、投影部２３が有する光源２３ａが測距用光源２２ａとして用いられてもよい。つまり、測距部２２は、測距用光源２２ａを有しておらず、検知部２２ｂのみを有するセンサであってもよい。
　検知部２２ｂは、測距用光源２２ａが発した光の構造物における反射光を検知する受光素子である。検知部２２ｂは、フォトダイオードなどによって実現される。
　投影部２３は、図面データを投影面５０に投影するための投影モジュールである。投影部２３は、光源２３ａ、及び、走査部２３ｂを有する。なお、図示されないが投影部２３は、その他に、レンズ、ミラー等の光学部品などを含む。
　光源２３ａは、例えば、半導体発光素子によって実現されるレーザ光源である。なお、光源２３ａは、発光色が異なる複数の発光素子（例えば、赤色発光素子、緑色発光素子、及び、青色発光素子）を含み、発光色を切り替えられる構成であってもよい。
　走査部２３ｂは、光源２３ａが発する光を構造物上で走査する。走査部２３ｂは、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーによって実現される。
　制御部２４は、投影面５０に図面データを投影するために、測距部２２、投影部２３、及び、駆動部２６を制御する制御装置である。制御部２４は、例えば、マイクロコンピュータ、または、プロセッサによって実現される。また、制御部２４には、投影部２３を駆動するための駆動回路、及び、駆動部２６を駆動するための駆動回路が含まれてもよい。
　記憶部２５は、制御部２４によって実行される、図面データ、及び、図面データを実寸で投影するための制御プログラムが記憶された記憶装置である。記憶部２５は、半導体メモリなどによって実現される。
　駆動部２６は、投影装置２０の向き（言い換えれば、測距部２２の向き、角度）を変更するための駆動機構である。駆動部２６は、より詳細には、取付部２８を基準に筐体２９の向きを変更する。駆動部２６は、投影装置２０の向きをチルト方向に変更するための第一駆動部２６ａと、投影装置２０の向きをパン方向に変更するための第二駆動部２６ｂとを有する。第一駆動部２６ａ、及び、第二駆動部２６ｂのそれぞれは、モータなどの回転駆動装置によって実現される。なお、駆動部２６は、投影装置２０の向きをロール方向に変更するための第三駆動部を有していてもよい。また、駆動部２６は、ボール状の関節を有するような機構であってもよい。
　測角部２７は、投影装置２０の向き（言い換えれば、測距部２２の向き、角度）を計測する。測角部２７は、具体的には、駆動部２６の駆動量（つまり、チルト角及びパン角）を計測する角度センサである。なお、駆動部２６が、投影装置２０の向きをロール方向に変更するための第三駆動部を有している場合、測角部２７は、駆動部２６の駆動量として、ロール角を計測してもよい。
　取付部２８は、投影装置２０を三脚に取り付けるための取り付け構造である。なお、投影装置２０は、天井の吊りボルトに取り付けられてもよく、この場合、取付部２８は、投影装置２０を天井に取り付けるための取り付け構造である。
　筐体２９は、通信部２１、測距部２２、投影部２３、制御部２４、及び、記憶部２５を収容する筐体である。筐体２９は、例えば、樹脂によって形成されるが、金属によって形成されてもよい。
　次に、操作装置４０について説明する。操作装置４０は、ユーザが投影装置２０を遠隔操作するためのリモートコントローラである。操作装置４０は、例えば、投影装置２０の専用リモートコントローラである。専用のアプリケーションプログラムがインストールされたスマートフォンまたはタブレット端末などの携帯端末が操作装置４０として用いられてもよい。操作装置４０は、具体的には、操作受付部４１と、通信部４２と、制御部４３と、記憶部４４と、表示部４５とを備える。
　操作受付部４１は、ユーザの操作を受け付けるユーザインターフェース装置である。操作受付部４１は、例えば、ハードウェアボタンによって実現されるが、タッチパネルなどによって実現されてもよい。
　通信部４２は、操作装置４０が投影装置２０と通信を行うための通信回路（言い換えれば、通信モジュール）である。通信部４２は、投影装置２０と無線通信を行うが、有線通信を行ってもよい。通信部４２が行う通信の通信規格については特に限定されない。
　制御部４３は、操作受付部４１によって受け付けられた操作に応じて投影装置２０を動作させるための指示信号を通信部４２に投影装置２０へ送信させる。制御部４３は、例えば、マイクロコンピュータ、または、プロセッサによって実現される。
　記憶部４４は、制御部４３によって実行される制御プログラムが記憶された記憶装置である。記憶部４４は、半導体メモリなどによって実現される。記憶部４４には、建築設計データも記憶される。
　建築設計データは、空間１００の大きさ、及び、形状を示す３次元データ（より具体的には、３次元ＣＡＤデータ）である。建築設計データには、空間１００の間取りを示す図面データ（２次元データ）、及び、墨出し位置を示す図面データなども含まれる。なお、建築設計データのうち少なくとも図面データは、投影装置２０の記憶部２５にも記憶される。
　表示部４５は、投影装置２０の動作状況などを示す画面を表示する。表示部４５は、液晶パネルまたは有機ＥＬパネルなどによって実現される。
　［動作例１］
　図面データを正確に投影するためには、図面データ内の位置と投影面５０内の位置との紐づけが重要となる。このような位置の紐付けるための処理を含む、投影システム１０の動作例１について説明する。図４は、投影システム１０の動作例１のフローチャートである。
　なお、以下の動作例１の説明では、空間１００において、図５に示されるように直交座標の座標軸が設定される。図５は、空間１００における直交座標の座標軸を示す図である。図５に示される座標軸は、投影装置２０の位置（より詳細には、投影装置２０内の測距部２２及び投影部２３の周辺の所定位置）を原点Ｏとして定められている。
　また、以下の動作例１の説明において、投影面５０は、床面であり、床面には２つの基準線Ｌ１、Ｌ２が描かれている。２つの基準線Ｌ１、Ｌ２は、例えば、ユーザによって描かれる。２つの基準線Ｌ１、Ｌ２は、例えば、直交し、２つの基準線Ｌ１、Ｌ２の交点の位置は、基準点Ｄである。基準点Ｄは、図面データ中の所定点が投影されるべき点である。なお、基準線Ｌ１、Ｌ２は、図面データ内で位置が規定されており、図面データ内の位置と投影面５０内の位置との紐づけに利用できる。２つの基準線Ｌ１、Ｌ２が直交していることは必須ではなく、２つの基準線Ｌ１、Ｌ２は交差していればよい（平行でなければよい）。
　まず、ユーザは、投影装置２０を空間１００に設置し、投影面５０上の３つの測距対象点（以下、計測点とも記載される）のそれぞれから投影装置２０までの距離の計測を行う（Ｓ１１）。なお、ユーザは、少なくとも３つの測距対象点のそれぞれから投影装置２０までの距離の計測を行えばよい。ユーザは、３つ以上の測距対象点のそれぞれから投影装置２０までの距離の計測を行ってもよい。
　例えば、投影装置２０の測距部２２は、投影面５０上の計測点をレーザポインタによってユーザに提示している。ユーザは、駆動部２６を駆動させてレーザポインタを基準線Ｌ１（または基準線Ｌ２）上に合わせ、この状態で距離の計測（保存）を指示する計測指示操作を行う。そうすると、計測点から投影装置２０までの距離が、計測指示操作が指示されたときのパン角φ及びチルト角θと合わせて記憶部２５に記憶される。なお、パン角φ及びチルト角θは、測角部２７によって計測される。ユーザによってこのような作業が３度繰り返されれば、投影面５０上の互いに異なる３つの計測点それぞれから投影装置２０までの距離ｒ、並びに、そのときのパン角φ及びチルト角θが記憶部２５に記憶される。
　次に、制御部２４は、記憶された情報（つまり、距離の計測結果）に基づいて、３つの計測点の直交座標（ｘｙｚ座標）を算出する（Ｓ１２）。記憶部２５に記憶された３つの計測点それぞれから投影装置２０までの距離ｒ、及び、そのときのパン角φ及びチルト角θ３つの計測点の極座標を示しており、制御部２４は、この極座標を以下の式１に基づいて、直交座標（ｘｙｚ座標）に変換することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　次に、制御部２４は、３つの計測点の直交座標に基づいて、基準点Ｄの直交座標を算出する（Ｓ１３）。図５に示されるように、３つの計測点を計測点Ａ、計測点Ｂ、及び、計測点Ｃとすると、制御部２４は、図６に示される正射影ベクトルの計算式に基づいて、基準点Ｄの座標を算出することができる。図６は、正射影ベクトルの計算式を示す図である。なお、計測点Ａ、計測点Ｂ、及び、計測点Ｃのうちの一つが基準点Ｄと同じ点であるような場合には、ステップＳ１３の処理は省略される。
　次に、制御部２４は、投影装置２０から投影面５０（つまり、計測点Ａ、計測点Ｂ、及び、計測点Ｃを通る平面）までの距離、及び、投影装置２０に対する投影面５０の傾きを算出する（Ｓ１４）。投影面５０の方程式をａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＝ｄとし、計測点Ａの座標を（ｘａ、ｙａ、ｚａ）、計測点Ｂの座標を（ｘｂ、ｙｂ、ｚｂ）、計測点Ｃの座標を（ｘｃ、ｙｃ、ｚｃ）とすると、下記の式２（行列式）が成立する。制御部２４は、この式２を式３のように変形することで、投影面５０の法線ベクトルｎ＝（ａ，ｂ，ｃ）を算出する。法線ベクトルｎは、直交座標における投影面５０の傾きを示し、法線ベクトルｎの長さは、投影装置２０から投影面５０までの距離を示す。つまり、法線ベクトルを算出することは、投影装置２０から投影面５０までの距離、及び、投影装置２０に対する投影面５０の傾きを算出することと等価である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　次に、制御部２４は、算出された投影装置２０から投影面５０までの距離、及び、算出された投影面５０の傾きに基づいて図面データを投影部２３に投影面５０へ投影させる（Ｓ１５）。制御部２４は、具体的には、算出された投影面５０の傾きに応じて図面データの歪みを補正し、算出された投影面５０までの距離に基づいて図面データの投影倍率を補正する。
　また、図面データには、基準線の位置情報が含まれる。そして、制御部２４は、補正後の図面データ中の基準線Ｌ１、Ｌ２が投影面の基準線Ｌ１、Ｌ２と重なり、かつ、算出された基準点Ｄの座標に補正後の図面データの所定点が重なるように（つまり、投影位置を決定して）、補正後の図面データを投影部２３に投影面５０へ投影させる。これにより、図面データは実寸で投影面５０に投影される。
　以上説明したように、投影システム１０は、図面データにおいて位置が規定されている、投影面の基準線Ｌ１、Ｌ２上の点を計測点（座標が特定される点）として使用する。このため、投影システム１０は、図面データ内の位置と投影面５０内の位置との紐づけを容易に行うことができる。
　［変形例１］
　上記動作例１では、２本の直線は、投影面５０上にあらかじめ目印として描かれた直交する２本の基準線Ｌ１、Ｌ２であった。しかしながら、基準線Ｌ１、Ｌ２が投影面５０に描かれていない場合も想定される。図７は、基準線Ｌ１、Ｌ２が投影面５０に描かれていない空間１００を示す図である。
　図７の例では、例えば、投影面５０に２つの梁が交差するように配置される。基準点Ｄは、梁の中心位置を示す中心線の交点となる。この中心線は、投影面５０に描かれていない仮想的な線であるが、図面データにおいて位置が規定されている線である。
　このように、基準線Ｌ１、Ｌ２が投影面５０に描かれていない場合には、投影装置２０は、中心線上の計測点Ｅまでの距離を間接的に計測してもよい。
　例えば、投影装置２０の測距部２２は、投影面５０上の計測対象点をレーザポインタによってユーザに提示する。ユーザは、駆動部２６を駆動させてレーザポインタを梁の一端（例えば、点Ｅ１）に合わせ、この状態で距離の計測（保存）を指示する計測指示操作を行う。そうすると、点Ｅ１から投影装置２０までの距離が、計測指示操作が指示されたときのパン角φ及びチルト角θと合わせて記憶部２５に記憶される。
　同様に、ユーザは、駆動部２６を駆動させてレーザポインタを梁の他端（例えば、点Ｅ２）に合わせ、この状態で距離の計測（保存）を指示する計測指示操作を行う。そうすると、点Ｅ２から投影装置２０までの距離が、計測指示操作が指示されたときのパン角φ及びチルト角θと合わせて記憶部２５に記憶される。
　その後、制御部２４（または測距部２２）は、点Ｅ１の極座標と、点Ｅ２の極座標の中点の極座標を計測点Ｅの極座標として算出する。
　このように、測距部２２は、梁の一端における点Ｅ１、及び、梁の他端における点Ｅ２のそれぞれから投影装置２０までの距離を計測し、制御部２４は、計測した距離に基づいて中心線上の点までの距離を計算によって求めることにより、中心線上の点Ｅから投影装置２０までの距離を間接的に計測してもよい。なお、梁は、構造物の一例である。梁以外の他の構造物の中心線上の点から投影装置２０までの距離が間接的に計測されてもよい。
　このような投影システム１０は、図面データにおいて位置が規定されている、中心線上の点を計測点（座標が特定される点）として使用するため、図面データ内の位置と投影面５０内の位置との紐づけを容易に行うことができる。
　［変形例２］
　ところで、測距部２２のレーザポインタを基準線Ｌ１、Ｌ２上の点に合わせるとき（言い換えれば、ユーザが測距対象点を選択するとき）には、駆動部２６によって測距部２２の向きが変更される。このとき、測距部２２は、測距対象点までの距離を常時計測し、制御部２４は、駆動部２６の回転駆動速度を、測距部２２が計測した距離に応じて変更してもよい。つまり、駆動部２６によって投影装置２０の向きが変わる速度は、選択されている測距対象点から投影装置２０までの距離に応じて異なってもよい。図８及び図９は、駆動部２６の駆動速度の変更を説明するための図である。
　図８に示されるように、測距部２２の計測する距離が距離ｒ１であるときには、駆動部２６の駆動速度は、ｖ１である。これに対し、図９に示されるように、測距部２２が計測する距離が距離ｒ１よりも長い距離ｒ２であるときには、駆動部２６の駆動速度は、ｖ１よりも遅いｖ２となる。このように制御部２４は、測距部２２によって計測されている距離が長いほど、駆動部２６を遅い駆動速度で駆動させる。言い換えれば、制御部２４は、測距部２２によって計測されている距離が長いほど、測距部２２の向きが変わる速度を遅くする。なお、図８では、一例として第二駆動部２６ｂによるパン方向の駆動速度が矢印で図示されているが、第一駆動部２６ａのチルト方向の駆動速度についても同様に変更される。
　これにより、測距部２２によって計測されている距離が長いときに、測定位置が変化しにくくなるため、ユーザがレーザポインタを合わせる作業が容易になる。
　［変形例３］
　巨大な建物内の空間１００は大きいため、ユーザは、空間１００内で投影装置２０の位置を変えて図面データを投影する、という作業を繰り返す必要がある。空間１００内に同じような構造の場所がたくさんあるような場合、動作例１のような動作だけでは、図面データ内の位置と投影面５０内の位置との紐付けが難しい場合がある。例えば、正しい紐付けを行うために膨大な計算を行わなければならない場合がある。
　このような場合、ユーザは操作装置４０へ作業中の場所を入力することで、作業中の場所（例えば、測距対象の基準線Ｌ１、Ｌ２の位置など）を投影装置２０に指定してもよい。図１０は、基準線の指定操作を受け付ける動作のフローチャートである。
　図１０に示されるように、操作装置４０の表示部４５は、図面データを表示し（Ｓ２１）、操作受付部４１は表示中の図面データ内の基準線の指定操作を受け付ける（Ｓ２２）。制御部４３は通信部４２に指定結果を投影装置２０へ送信させる（Ｓ２３）。ユーザによって、測距対象の基準線Ｌ１、Ｌ２が表示された図面データのどの部分に相当するかが指定されれば、投影装置２０は図面データ内の基準線を認識することで、図面データ内の位置と投影面５０内の位置との紐付けを容易に行うことができる。
　［変形例４］
　上述のように３つの計測点は、測距部２２のレーザポインタ機能などを利用してユーザが選択する。このため、投影面５０に描かれた基準線とずれてしまう場合がある。そこで、ユーザが３つの計測点を選択した後に、選択した３つの計測点の位置を示す確認用画像が投影されてもよい。図１１は、このような確認用画像の一例を示す図である。図１１は、投影面５０に垂直な方向から投影面５０に描かれた基準線Ｌ１、Ｌ２と、確認用画像とを見た図である。
　図１１に示されるように、確認用画像Ｉは、３つの計測点によって定まるＬ字線（３つの計測点を通るＬ字線）であり、投影部２３によって投影される。つまり、確認用画像は、交差する２つの線分の画像である。なお、確認用画像Ｉは、３つの計測点の位置を示す画像であればよく、例えば、３つの計測点の位置を直接的に示す３つの丸印などであってもよい。確認用画像Ｉは、３つの計測点の位置を示すのであればどのような画像であってもよい。
　図１１の（ａ）に示されるように、確認用画像Ｉによれば、ユーザは、３つの計測点と基準線Ｌ１、Ｌ２のずれとを容易に認識することができる。
　ここで、図１１の（ａ）のように、３つの計測点と基準線Ｌ１、Ｌ２とがずれている場合には、もう一度３つの計測点までの距離の計測（言い換えれば、３つの計測点の選択）がやり直されてもよいが、制御部２４は、確認用画像Ｉによって示される２本の線分の位置が２本の基準線上にくるように確認用画像Ｉの投影位置を調整し、調整結果に応じて図面データの投影位置を補正してもよい。
　例えば、制御部２４は、操作装置４０の操作受付部４１がユーザから調整操作を受け付けるごとに確認用画像Ｉの投影位置を微調整する。微調整が繰り返された結果、図１１の（ｂ）のように確認用画像が基準線Ｌ１、Ｌ２に重なると、操作受付部４１は、ユーザから調整完了操作を受け付ける。制御部２４は、調整開始から調整完了までの調整量を記憶部２５に記憶しておき、この調整量を考慮して図面データを投影部２３に投影させる。これにより、ユーザは、３つの計測点までの距離の計測をやり直すことなく、図面データを投影面５０に投影することができる。
　［効果等］
　以上説明したように、投影装置２０が実行する、建物の図面データを建設中の建物の投影面に投影する投影方法は、投影装置２０が備える測距部２２を用いて、各々が、投影面５０上の平行でない２本の直線のいずれかの上に位置する３つ以上の点であって一直線に並ばない３つ以上の点のそれぞれから投影装置２０までの距離を計測する測距ステップ（Ｓ１１）と、距離が計測されたときの測距部２２の角度（例えば、パン角及びチルト角）を計測する測角ステップと、計測された距離、及び、当該距離が計測されたときの測距部２２の角度に基づいて定まる投影面５０上の投影位置に、図面データを投影する投影ステップ（Ｓ１５）とを含む。
　このような投影方法は、図面データ内で２本の線の位置が規定されているときには、投影面の基準線Ｌ１、Ｌ２上の点を計測点（座標が特定される点）として使用することで、図面データ内の位置と投影面５０内の位置との紐づけを容易に行うことができる。
　また、投影位置は、２本の直線の交点に図面データの所定点が重なるように定められる。
　このような投影方法は、２本の直線の交点の位置を利用することで、図面データ内の位置と投影面５０内の位置との紐づけを容易に行うことができる。
　また、投影方法は、さらに、計測された距離、及び、当該距離が計測されたときの測距部２２の角度に基づいて、投影装置２０から投影面５０までの距離、及び、投影面５０の傾きを算出する算出ステップ（Ｓ１４）を含む。投影ステップ（Ｓ１５）では、算出された投影面５０の傾きに基づいて歪み補正された図面データを、算出された投影装置２０から投影面５０までの距離に基づいて定まる投影倍率で、投影位置に投影する。
　このような投影方法は、図面データを実寸で投影することができる。
　また、２本の直線は、投影面５０上にあらかじめ描かれた直交する２本の直線である。
　このような投影方法では、ユーザは、２本の直線を目視で確認できるため、容易に２本の直線上に計測点を設定することができる。
　また、変形例１では、２本の直線の少なくとも１つは、構造物の中心位置を示す中心線であって、投影面５０に描かれていない仮想的な中心線であり、３つ以上の点の少なくとも１つは、中心線上に位置する。測距ステップ（Ｓ１１）においては、構造物の一端における点、及び、構造物の他端における点のそれぞれから投影装置２０までの距離を計測し、計測した距離に基づいて中心線上の点までの距離を計算によって求めることにより、３つ以上の点の少なくとも１つから投影装置２０までの距離を間接的に計測する。
　このような投影方法では、ユーザは、２本の直線を目視で確認できない場合も、２本の直線上に計測点を設定することができる。
　また、変形例２では、投影方法は、さらに、３つ以上の点のいずれかを測距対象点として選択するために、投影装置２０が備える駆動部２６を駆動させて測距部２２の角度を変更する駆動ステップ（図８及び図９）を含む。駆動部２６によって測距部２２の角度が変わる速度は、選択されている測距対象点から投影装置２０までの距離に応じて異なる。
　このような投影方法によれば、測距部２２によって計測されている距離が長いほど、測距部２２の角度が変わる速度を遅くすることで、測定位置が変化しにくくなるため、ユーザが測距対象点を設定する作業が容易になる。
　また、変形例３では、投影方法は、さらに、図面データを表示部４５に表示する表示ステップ（Ｓ２１）と、２本の直線が、表示された図面データのどの部分に相当するかを指定するユーザの操作を受け付ける受付ステップ（Ｓ２２）とを含む。
　このような投影方法は、ユーザの指定によって投影装置２０は図面データ内の２本の線の位置を認識することで、図面データ内の位置と投影面５０内の位置との紐付けを容易に行うことができる。
　また、変形例４では、投影方法は、さらに、２本の直線の位置を示す確認用画像Ｉを投影する確認用画像投影ステップ（図１１の（ａ））を含む。
　このような投影方法によれば、ユーザは、容易に２本の直線の位置を確認することができる。
　また、変形例４では、確認用画像Ｉは、交差する２つの線分の画像である。
　このような投影方法によれば、ユーザは、容易に２本の直線の位置を確認することができる。
　また、変形例４では、投影面５０には、２本の基準線があらかじめ描かれ、投影方法は、さらに、確認用画像Ｉによって示される２本の直線の位置が２本の基準線上にくるように確認用画像Ｉの投影位置を調整する調整ステップ（図１１の（ｂ））を含む。
　このような投影方法は、調整結果に応じて図面データの投影位置を補正することができる。
　また、投影装置２０は、建物の図面データを建設中の建物の投影面に投影する投影部２３と、投影面５０上の平行でない２本の直線のいずれかの上に位置する３つ以上の点であって一直線に並ばない３つ以上の点のそれぞれから投影装置２０までの距離を計測する測距部２２と、距離が計測されたときの測距部２２の角度を計測する測角部２７と、投影部２３に、計測された距離、及び、当該距離が計測されたときの測距部２２の角度に基づいて定まる投影面５０上の投影位置へ図面データを投影させる制御部２４とを備える。
　このような投影装置２０は、図面データ内で２本の線の位置が規定されているときには、投影面の基準線Ｌ１、Ｌ２上の点を計測点（座標が特定される点）として使用することで、図面データ内の位置と投影面５０内の位置との紐づけを容易に行うことができる。
　また、投影システム１０は、投影装置２０と、ユーザが投影装置２０を遠隔操作するための操作装置４０とを備える。
　このような投影システム１０は、図面データ内で２本の線の位置が規定されているときには、投影面の基準線Ｌ１、Ｌ２上の点を計測点（座標が特定される点）として使用することで、図面データ内の位置と投影面５０内の位置との紐づけを容易に行うことができる。
　（その他の実施の形態）
　以上、実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
　例えば、上記実施の形態では、レーザ走査方式の投影装置について説明されたが、本発明は、他の方式の投影装置として実現されてもよい。投影装置は、建築設計データの少なくとも一部を実寸で投影面に投影できればよい。
　また、上記実施の形態において、投影システムは、投影装置と、操作装置とを備えた。しかしながら、投影システムは、単一の装置として実現されてもよい。また、投影システムは、クライアントサーバシステムとして実現されてもよく、この場合、上記実施の形態で投影装置が行うと説明された処理の一部がサーバ装置によって行われる。
　また、上記実施の形態のフローチャートで説明された処理の順序は、一例である。複数の処理の順序は変更されてもよいし、複数の処理は並行して実行されてもよい。
　また、上記実施の形態における装置間の通信方法については特に限定されるものではない。装置間では、無線通信が行われてもよいし、有線通信が行われてもよい。また、装置間では、無線通信及び有線通信が組み合わされてもよい。また、上記実施の形態において２つの装置が通信を行う場合、２つの装置間には図示されない中継装置が介在してもよい。
　また、上記実施の形態において、各構成要素は、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
　また、各構成要素は、ハードウェアによって実現されてもよい。例えば、各構成要素は、回路（または集積回路）でもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
　また、本発明の全般的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　例えば、本発明は、投影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現されてもよい。また、本発明は、このようなプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現されてもよい。
　その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
　１０　投影システム
　２０　投影装置
　２２　測距部
　２３　投影部
　２６　駆動部
　２７　測角部
　４０　操作装置
　４５　表示部
　５０　投影面

Claims (12)

  1. 　投影装置が実行する、建物の図面データを建設中の前記建物の投影面に投影する投影方法であって、
    　前記投影装置が備える測距部を用いて、各々が、前記投影面上の平行でない２本の直線のいずれかの上に位置する３つ以上の点であって一直線に並ばない３つ以上の点のそれぞれから前記投影装置までの距離を計測する測距ステップと、
    　前記距離が計測されたときの前記測距部の角度を計測する測角ステップと、
    　計測された距離、及び、当該距離が計測されたときの前記測距部の角度に基づいて定まる前記投影面上の投影位置に、前記図面データを投影する投影ステップとを含む
    　投影方法。
  2. 　前記投影位置は、前記２本の直線の交点に前記図面データの所定点が重なるように定められる
    　請求項１に記載の投影方法。
  3. 　さらに、計測された距離、及び、当該距離が計測されたときの前記測距部の角度に基づいて、前記投影装置から前記投影面までの距離、及び、前記投影面の傾きを算出する算出ステップを含み、
    　前記投影ステップでは、算出された前記投影面の傾きに基づいて歪み補正された前記図面データを、算出された前記投影装置から前記投影面までの距離に基づいて定まる投影倍率で、前記投影位置に投影する
    　請求項１または２に記載の投影方法。
  4. 　前記２本の直線は、前記投影面上にあらかじめ描かれた直交する２本の直線である
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の投影方法。
  5. 　前記２本の直線の少なくとも１つは、構造物の中心位置を示す中心線であって、前記投影面に描かれていない仮想的な中心線であり、
    　前記３つ以上の点の少なくとも１つは、前記中心線上に位置し、
    　前記測距ステップにおいては、前記構造物の一端における点、及び、前記構造物の他端における点のそれぞれから前記投影装置までの距離を計測し、計測した距離に基づいて前記中心線上の点までの距離を計算によって求めることにより、前記３つ以上の点の少なくとも１つから前記投影装置までの距離を間接的に計測する
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の投影方法。
  6. 　さらに、前記３つ以上の点のいずれかを測距対象点として選択するために、前記投影装置が備える駆動部を駆動させて前記測距部の角度を変更する駆動ステップを含み、
    　前記駆動部によって前記測距部の角度が変わる速度は、選択されている前記測距対象点から前記投影装置までの距離に応じて異なる
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の投影方法。
  7. 　さらに、
    　前記図面データを表示部に表示する表示ステップと、
    　前記２本の直線が、表示された前記図面データのどの部分に相当するかを指定するユーザの操作を受け付ける受付ステップとを含む
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の投影方法。
  8. 　さらに、前記２本の直線の位置を示す確認用画像を投影する確認用画像投影ステップを含む
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の投影方法。
  9. 　前記確認用画像は、交差する２つの線分の画像である
    　請求項８に記載の投影方法。
  10. 　前記投影面には、２本の基準線があらかじめ描かれ、
    　前記投影方法は、さらに、前記確認用画像によって示される前記２本の直線の位置が前記２本の基準線上にくるように前記確認用画像の投影位置を調整する調整ステップを含む
    　請求項８または９に記載の投影方法。
  11. 　投影装置であって、
    　建物の図面データを建設中の前記建物の投影面に投影する投影部と、
    　前記投影面上の平行でない２本の直線のいずれかの上に位置する３つ以上の点であって一直線に並ばない３つ以上の点のそれぞれから前記投影装置までの距離を計測する測距部と、
    　前記距離が計測されたときの前記測距部の角度を計測する測角部と、
    　前記投影部に、計測された距離、及び、当該距離が計測されたときの前記測距部の角度に基づいて定まる前記投影面上の投影位置へ前記図面データを投影させる制御部とを備える
    　投影装置。
  12. 　投影装置と、
    　ユーザが前記投影装置を遠隔操作するための操作装置とを備え、
    　前記投影装置は、
    　建物の図面データを建設中の前記建物の投影面に投影する投影部と、
    　前記投影面上の平行でない２本の直線のいずれかの上に位置する３つ以上の点であって一直線に並ばない３つ以上の点のそれぞれから前記投影装置までの距離を計測する測距部と、
    　前記距離が計測されたときの前記測距部の角度を計測する測角部と、
    　前記投影部に、計測された距離、及び、当該距離が計測されたときの前記測距部の角度に基づいて定まる前記投影面上の投影位置へ前記図面データを投影させる制御部とを備える
    　投影システム。
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