WO2021157348A1 - データ構造、記録媒体、及びシステム - Google Patents

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WO2021157348A1
WO2021157348A1 PCT/JP2021/001750 JP2021001750W WO2021157348A1 WO 2021157348 A1 WO2021157348 A1 WO 2021157348A1 JP 2021001750 W JP2021001750 W JP 2021001750W WO 2021157348 A1 WO2021157348 A1 WO 2021157348A1
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WO
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data
virtual
members
attributes
building
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PCT/JP2021/001750
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English (en)
French (fr)
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和田　智之
淳司 神成
貴代 小川
武晴 村上
福間　康文
ザイシン マオ
聡 弥延
寿夫 山田
Original Assignee
株式会社トプコン
国立研究開発法人理化学研究所
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/02—Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/12—Geometric CAD characterised by design entry means specially adapted for CAD, e.g. graphical user interfaces [GUI] specially adapted for CAD
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads

Definitions

  • the present invention relates to data structures, recording media, and systems for building reality capture.
  • Reality capture is a technique for constructing a three-dimensional model by acquiring data of an actual object with a digital camera or a laser scanner, and is used in various fields such as measurement, virtual reality, and augmented reality (for example, Patent Document 1). And 2).
  • the application of reality capture in the fields of architecture and civil engineering has attracted attention.
  • One object of the present invention is to provide a new technique for practical use and operation of building reality capture.
  • Some exemplary embodiments are structures of data processed by a building reality capture system that provide pre-prepared virtual member information for multiple attributes for each of a plurality of virtual members of a virtual building.
  • the virtual including the design data including and the substantive member data relating to the plurality of attributes for each of the plurality of substantive members generated based on the measurement data acquired from the substantive building constructed based on the design data.
  • a member association process that is an association between the plurality of virtual members and the plurality of entity members based on the member information and the entity member data, and a virtual member and the entity member acquired by the member association process. It is used in the attribute mapping process, which is the mapping between the virtual member information and the physical member data according to the plurality of attributes in each of the plurality of pairs.
  • Some exemplary embodiments include design data including virtual member information about a plurality of attributes for each of the plurality of virtual members of the virtual building, and measurements obtained from the actual building constructed based on the design data. It has a structure including the body member data related to the plurality of attributes for each of the plurality of body members generated based on the data, and the virtual member information and the plurality of virtual members and the plurality of body members based on the body member data.
  • the virtual member information according to the plurality of attributes in each of the member mapping process, which is the mapping between the body members, and the plurality of pairs of the virtual member and the body member acquired by the member mapping process.
  • It is a computer-readable non-temporary recording medium in which the data processed by the building reality capture system is recorded, which is used for the attribute mapping process which is the mapping between the physical member data and the physical member data.
  • the computer included in the building reality capture system is based on design data, including virtual member information about multiple attributes for each of the plurality of virtual members of the virtual building, and the design data.
  • Data receiving means for receiving the actual member data relating to the plurality of attributes for each of the plurality of actual members, the virtual member information, and the actual member data, which are generated based on the measurement data acquired from the constructed actual building.
  • a member associating means for associating the plurality of virtual members with the plurality of body members based on the above, and a plurality of pairs of the virtual member and the body members acquired by the member associating means.
  • Some exemplary embodiments are computer-readable non-temporary recording media on which the programs of the exemplary embodiments are recorded.
  • Some exemplary embodiments are systems for capturing the reality of a building, with design data including virtual member information about a plurality of attributes for each of the plurality of virtual members of the virtual building, and the design data.
  • a storage unit that stores substantive member data relating to the plurality of attributes for each of the plurality of substantive members, generated based on measurement data acquired from the substantive building constructed based on the above, the virtual member information, and the said.
  • a member associating unit that creates a plurality of pairs of a virtual member and a real member by associating the plurality of virtual members with each other based on the real member data, and the plurality of pairs.
  • Each includes an attribute associating unit that associates the virtual member information with the real member data according to the plurality of attributes.
  • new technology for practical use and operation of building reality capture is provided.
  • the following disclosure describes some exemplary aspects of a data structure, a recording medium on which data having a structure is recorded, a program, a recording medium on which a program is recorded, and a system.
  • An exemplary embodiment can be used to suitably put into practical use and operate a building reality capture system, but it can also be diverted to reality capture systems in other fields.
  • the matters described in the documents cited in the present specification and any other known technology can be incorporated in an exemplary embodiment.
  • the circuit configuration or processing circuit configuration is a general-purpose processor, a dedicated processor, an integrated circuit, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit) configured and / or programmed to perform at least a part of the disclosed functions. ), ASIC (Application Special Integrated Circuit), programmable logic device (for example, SPLD (Simple Programmable Logical Device), CPLD (Complex Programmable Logical Device), CPLD (Complex Programmable Logical Circuit), CPLD (Complex Programmable Logical Circuit)
  • a processor is considered to be a processing circuit configuration or circuit configuration, including transistors and / or other circuit configurations.
  • circuit configurations, units, means, or similar terms are disclosed.
  • Hardware that performs at least a portion of the disclosed functionality, or hardware that is programmed to perform at least a portion of the disclosed functionality.
  • Hardware is the hardware disclosed herein. It may be, or it may be known hardware programmed and / or configured to perform at least some of the described functions. Processors where the hardware can be considered as a type of circuit configuration. If, a circuit configuration, unit, means, or similar terminology is a combination of hardware and software, which software is used to configure the hardware and / or processor.
  • FIG. 1 shows an example of a system configuration according to an exemplary embodiment.
  • System 1 is included in the building reality capture system.
  • the building reality capture system has a function of measuring an actual building and acquiring digital data.
  • the building reality capture system (system 1) of this aspect is configured to provide a data structure (format) for facilitating comparison between actual building measurement data and design data.
  • the reality capture system (system 1) of this embodiment includes, for example, a data management system and a measurement system described later.
  • the system 1 includes at least a storage unit 14 and a processing unit 15, and further includes a control unit 11, a user interface 12, and a data acquisition unit 13.
  • the control unit 11 is configured to execute various controls of the system 1.
  • the control unit 11 is realized, for example, by the cooperation between the hardware including the processor and the control software.
  • the control unit 11 is provided in one computer or is distributed in two or more computers.
  • the user interface 12 includes, for example, a display device, an operation device, an input device, and the like.
  • the user interface 12 of some exemplary embodiments includes a graphical user interface (GUI) utilizing a touch screen, pointing device, computer graphics, and the like.
  • GUI graphical user interface
  • the user interface 12 is provided on one computer or distributed on two or more computers.
  • the data acquisition unit 13 is configured to execute either one or both of data generation and data reception.
  • the data generation function is, for example, a function of collecting data from an entity, a function of processing data collected from an entity, a function of generating data using a computer, and a function of processing pre-generated data. Including any of.
  • the function of collecting data from an actual object is, for example, a function of photographing an actual object with a camera (all-around camera) or a video camera (all-around video camera) mounted on a moving object such as an unmanned aerial vehicle (UAV) or a worker. , And one or both of the functions of scanning an actual object with a laser scanner or a total station to collect data.
  • the data acquisition unit 13 of the function may include one or more measuring devices.
  • the function of processing the data collected from the substance is, for example, realized by using at least a processor, and includes a function of applying a predetermined process to the photographed image or the scan data of the substance to generate other data.
  • a data processing function using the above-mentioned SfM, MVS, SLAM (V-SLAM; Visual SLAM) and the like.
  • Another example is a data processing function using a trained model constructed using machine learning.
  • the data acquisition unit 13 of the function is provided in one computer or distributed in two or more computers.
  • the function of generating data using a computer is, for example, a function of generating data (called BIM data) using a BIM application, and a function of generating data (called CAD data) using a CAD (Computer-Aided Design) application. Includes data generation functions using computer graphics, such as the function to generate.
  • the function of generating data using a computer includes a function of generating data using various building applications such as a construction management application, a maintenance management application, and a repair management application.
  • the data acquisition unit 13 of the function is provided in one computer or distributed in two or more computers.
  • the function of processing pre-generated data is realized, for example, by using at least a processor, and is predetermined to the data of an entity that has been acquired and / or processed in the past by either system 1, another device, or another system. Includes the ability to apply the processing of to generate other data.
  • the technology applicable to the function may be the same as the technology applicable to the function of processing the data collected from the entity.
  • BIM data is an example of pre-generated data.
  • the data acquisition unit 13 of the function is provided in one computer or distributed in two or more computers.
  • the data reception function is a function that accepts data from the outside.
  • the data reception function may be realized, for example, by using a communication device for performing data communication with an external device (device, system, database, etc.), or for reading data recorded on a recording medium. It may be realized by using a drive device.
  • the data received from the outside by the data acquisition unit 13 may be, for example, data generated by using a computer (BIM data, CAD data, etc.), or any of system 1, other device, and other system. It may also be data acquired and / or processed in the past by.
  • the recording medium applicable to the data reception function is a computer-readable non-temporary recording medium, and may be, for example, a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a semiconductor memory, or the like.
  • the entity is a building. Buildings are constructed based on pre-generated design data (BIM data, design documents, construction drawings, construction plans, etc.).
  • the building data (and / or the building data obtained by processing the design data) recorded in the design data may be referred to as a virtual building, and the component (building member) thereof may be referred to as a virtual building.
  • the virtual member is a member model provided by the BIM model, and a building constructed using the plurality of member models is a virtual building.
  • a building constructed based on design data may be referred to as a substantive building, and its constituent elements (building members) may be referred to as substantive members.
  • the above-mentioned substance corresponds to the substance building referred to here.
  • the actual building may be not only a building completed based on the design data, but also a building in the middle of construction (an unfinished building), or a construction site before construction.
  • building members include structural members such as columns, beams, walls, slabs, roofs, and foundations, as well as non-structural members such as windows, doors, stairs, tiles, and floorings, various parts, and various machines. , Various devices, various facilities, and the like may be included. More generally, the building member in the present disclosure may be any material that can be registered as a virtual member, or may be any material that can be used as a physical member.
  • the storage unit 14 is configured to store various types of data (information).
  • the storage unit 14 stores, for example, the data acquired by the data acquisition unit 13.
  • the storage unit 14 includes, for example, a relatively large-capacity storage device (memory, storage device) such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD).
  • the storage unit 14 includes one storage device or two or more storage devices. In this embodiment, the storage device 14 stores the design data 141 and the physical member data 142.
  • the design data 141 may be arbitrary data or information related to the design of the building.
  • the design data 141 may include, for example, BIM data, a design document, a construction drawing, a construction plan, and the like. Further, the design data 141 may include data generated from any one or more of arbitrary data and information (for example, BIM data, design document, construction drawing, construction plan).
  • the design data 141 is data for a virtual building (plurality of virtual members) designed using a BIM application (BIM tool) outside the system 1.
  • the design data 141 of this aspect includes virtual member information.
  • the virtual member information includes information about a plurality of virtual members that are constituent elements of the virtual building. More specifically, the virtual member information includes information on a plurality of preset attributes for each virtual member.
  • the attributes referred to here mean the properties, characteristics, characteristics, etc. of the virtual member.
  • the plurality of attributes of the virtual member include, for example, virtual member identification information (virtual member ID), virtual member shape information, virtual member position information, member construction date information, and the like.
  • virtual member ID virtual member identification information
  • virtual member shape information virtual member shape information
  • virtual member position information virtual member position information
  • member construction date information and the like.
  • the attributes of the virtual member are not limited to these, and may be any property, feature, or characteristic such as a material.
  • FIG. 2 shows an example of virtual member information.
  • the virtual member information 2 according to this example includes a virtual member ID 21, a virtual member shape information 22, a virtual member position information 23, and a member construction date information 24.
  • the virtual member ID 21 is information for identifying the virtual member.
  • the virtual member ID 21 indicates the type of virtual member (pillar, beam, wall, slab, roof, foundation, window, door, staircase, tile, flooring, parts, machine, equipment, equipment, etc.).
  • the virtual member ID 21 may be, for example, identification information (member number or the like) given to the physical member.
  • the virtual member ID 21 is acquired from, for example, BIM data, a design document, a construction drawing, or the like. Further, the virtual member ID 21 may be individually unique identification information. As such a virtual member ID 21, there is identification information provided by Industry Foundation Classes (IFC), which is a file format of a neutral and open CAD data model.
  • IFC Industry Foundation Classes
  • the virtual member shape information 22 is information representing the shape of the virtual member.
  • the virtual member shape information 22 may include information indicating the posture and orientation of the virtual member.
  • the virtual member shape information 22 is acquired from, for example, BIM data, design documents, construction drawings, and the like.
  • the virtual member position information 23 represents the position of the virtual member in the virtual building.
  • the position of the virtual member is represented by, for example, the coordinates of the virtual member in the virtual space in which the virtual building is defined (three-dimensional virtual space defined in the three-dimensional coordinate system).
  • the virtual member position information 23 is acquired from, for example, BIM data, design documents, construction drawings, and the like.
  • the member construction date information 24 indicates the date (construction date, scheduled construction date) at which the actual member corresponding to the virtual member is installed at the construction site.
  • the member construction date information 24 is acquired from, for example, a construction drawing and a construction plan.
  • System 1 (for example, control unit 11 and storage unit 14) provides, for example, a design database for managing design data 141.
  • the design database stores data of a virtual building (plurality of virtual members) designed using a BIM application.
  • the design database is configured to manage a plurality of virtual members included in this virtual building one by one.
  • the design database stores design data 141 including actual BIM data.
  • the design database manages design data 141 for each virtual building, for example.
  • FIG. 3 shows an example of the data structure (format) of the virtual member information 2 (see FIG. 2) managed by such a design database.
  • the virtual member information 2 is managed by a table.
  • the table of the data structure 3 includes a virtual member ID column including a plurality of cells in which virtual member IDs are recorded, a virtual member shape information column including a plurality of cells in which virtual member shape information is recorded, and the like. It includes a virtual member position information column including a plurality of cells in which virtual member position information is recorded, and a member construction date information column including a plurality of cells in which member construction date information is recorded.
  • the virtual member shape information 22 "Bb", the virtual member position information 23 "Cb", and the member construction date information 24 "Da" are associated with the virtual member ID 21 "BBB" of a certain virtual member. ..
  • the substantive member data 142 may be arbitrary data or information regarding the substantive member.
  • the substantive member data 142 is generated based on measurement data (photographed image, point cloud data, etc.) acquired by measuring (photographing, laser scanning, etc.) the substantive building constructed based on the design data 141, for example.
  • the measurement of the actual building is executed by the data acquisition unit 13 or an external system. Further, the generation of the actual member data 142 based on the measurement data is executed by the data acquisition unit 13 or the external system.
  • the substantive member data 142 is generated and managed as BIM data in the same format as the design data 141, for example.
  • the substantive member data 142 includes information about a plurality of substantive members that are constituent elements of the substantive building. More specifically, the substantive member data 142 includes information on a plurality of preset attributes for each substantive member.
  • the attributes referred to here mean the properties, characteristics, characteristics, etc. of the actual member.
  • the plurality of attributes of the physical member correspond to the plurality of attributes of the virtual member described above.
  • the plurality of attributes of the substantive member include the substantive member identification information (substantive member ID), the substantive member shape information, the substantive member position information, the measurement date information, and the like.
  • the attributes of the body member are not limited to these, and may be any property, feature, or property such as a material.
  • FIG 4 shows an example of substantive member data.
  • the body member data 4 according to this example includes the body member ID 41, the body member shape data 42, the body member position data 43, and the measurement date information 44.
  • the substantive member ID 41 is information for identifying the substantive member. Similar to the virtual member ID 21, the physical member ID 41 is information indicating the type of the virtual member, and may be, for example, identification information (member number or the like) given to the physical member. In some exemplary embodiments, the entity member ID 41 may be the same as the corresponding virtual member ID 21 (eg, identification information provided by IFC). Alternatively, the physical member ID 41 may have information different from that of the corresponding virtual member ID 21, and may be in a predetermined format in which the system 1 (and an external system or the like) can recognize the relationship with the corresponding virtual member ID 21. The entity member ID 41 is generated, for example, in the member association process described later.
  • the body member shape data 42 is data representing the shape of the body member acquired based on the measurement data.
  • the body member shape data 42 may include data representing the posture and orientation of the body member.
  • the physical part resident or higher data 42 is generated, for example, in the member associative processing described later.
  • the substantive member position data 43 represents the position of the substantive member in the substantive building.
  • the position of the physical member is represented by, for example, the coordinates of the physical member in the virtual space (3D virtual space defined in the 3D coordinate system) in which the BIM model of the physical building created based on the measurement data is defined. ..
  • the physical member position data 43 is generated, for example, in the member association process described later.
  • the measurement date information 44 indicates the date when the measurement of the actual building was performed.
  • the measurement date information 44 is generated by, for example, a measurement system (mobile body, total station, computer, etc.) that measures a physical building.
  • the member construction date information 24 and the measurement date information 44 include at least year, month, and day information, and may further include information such as hour, minute, and second. Further, when the standard time of the place where the design is performed and the standard time of the place where the actual building exists are different, the system 1 (or an external system or the like) sets the member construction date information 24 and the measurement date information 44 to the same standard time. It may be configured to perform the conversion as expressed by.
  • the system 1 (for example, the control unit 11 and the storage unit 14) provides, for example, a substantive member database for managing the substantive member data 142.
  • the substantive member database stores the data of the BIM model of the substantive building (BIM model of a plurality of substantive members) obtained by processing the measurement data of the substantive building.
  • the substantive member database is configured to manage a plurality of substantive member models included in the substantive building model one by one.
  • a physical building BIM model is stored in the physical member database.
  • the substantive member database manages the substantive member data 142 for each substantive building BIM model, for example.
  • FIG. 5 shows an example of the data structure (format) of the substantive member data 4 (see FIG. 4) managed by such a substantive member database.
  • the physical member data 4 is managed by a table.
  • the table of the data structure 5 includes a physical member ID column including a plurality of cells in which the physical member ID is recorded, a physical member shape data column including a plurality of cells in which the physical member shape data is recorded, and the like. It includes a physical member position data field including a plurality of cells in which the physical member position data is recorded, and measurement date information including a plurality of cells in which the measurement date information is recorded.
  • the body member shape data 42 "B2", the body member position data 43 "C2", and the measurement date information 44 "D2" are associated with the body member ID 41 "222" of a certain body member.
  • the processing unit 15 is configured to execute data processing.
  • the processing unit 15 is realized by, for example, a collaboration between hardware including a processor and data processing software.
  • the processing unit 15 is provided in one computer or is distributed in two or more computers.
  • the processing unit 15 includes a member association unit 151 and an attribute association unit 152.
  • the member association unit 151 is configured to perform association (member association processing) between a plurality of virtual members and a plurality of actual members based on the virtual member information and the actual member data included in the design data 141. There is. As a result, a plurality of pairs of the virtual member and the physical member are generated.
  • the member association unit 151 is realized, for example, by the collaboration between the hardware including the processor and the member association software.
  • the member association unit 151 matches the coordinate space of the design data 141 with the coordinate space of the physical member data 142.
  • the member associating unit 151 matches the origin or the predetermined reference point in the coordinate space of the design data 141 with the origin or the predetermined reference point in the coordinate space of the physical member data 142.
  • the member association unit 151 performs registration between the design data 141 and the physical member data 142.
  • the member associative unit 151 is of the definition coordinate system of the BIM data (virtual building model) in the design data 141 and the BIM data (real building model) in the physical member data 142. Registration is performed so that it is associated with the defined coordinate system. As a result, coordinate conversion between the coordinate system representing the design data 141 and the coordinate system representing the physical member data 142 becomes possible.
  • the member association unit 151 associates the object in the design data 141 (for example, the face, the vertex, or the center point of the virtual member) with the object in the physical member data 142.
  • the member associating unit 151 is configured to associate these objects with each other when the distance between a certain object in the design data 141 and a certain object in the physical member data 142 is equal to or less than a predetermined threshold value. You may be.
  • the physical member position data of this object (for example, the physical member position data 43 in FIG. 4) is generated.
  • the member association unit 151 can recognize the shape of the object in the physical member data 142. For example, it is possible to acquire data representing the shape of a pillar (surface shape, cross-sectional shape, etc.), the shape of a beam, the shape of a wall, and the shape of a ceiling. In addition, the member association unit 151 can acquire data representing the arrangement (direction, posture) of the objects in the physical member data 142. Further, the member association unit 151 may be configured to grasp the texture, material, material, etc. of the surface of the object. The physical member shape data of this object (substantive member) (for example, the physical member shape data 42 in FIG. 4) is generated based on the shape, arrangement, texture, material, material, and the like of the object. The physical member shape data thus obtained may be used for improving the member associative processing according to the distance of the object (for example, improving the accuracy and the accuracy).
  • the member association unit 151 assigns identification information to each of the physical members specified from the physical member data 142. That is, the member association unit 151 may be configured to assign the entity member ID to the entity member data 142.
  • the member association unit 151 assigns the same identification information (virtual member ID) as the virtual member to the actual member associated with a certain virtual member.
  • the same identification information is assigned to the pair of the virtual member and the real member associated with each other. That is, the virtual member and the physical member associated with each other are associated with the same identification information.
  • the identification information commonly assigned to the virtual member and the physical member may be, for example, unique b identification information used in IFC.
  • the member associating unit 151 may be configured to give similar identification information to the real member associated with a certain virtual member. For example, a substantive member ID consisting of a character string including at least a part of the character string of the virtual member ID of the virtual member is assigned to this substantive member.
  • the member association unit 151 assigns unique identification information (entity member ID) to the entity member associated with a virtual member, and additionally records an additional recording area in the entity member data. It may be configured to record the virtual member ID of this virtual member.
  • a correspondence relationship between a plurality of virtual members and a plurality of physical members can be obtained. That is, a plurality of pairs (member pairs) of the virtual member and the physical member can be obtained.
  • the identification information (virtual member ID) of a plurality of virtual members in the data structure 3 of FIG. 3 and the identification information (substantive member ID) of a plurality of actual members in the data structure 5 of FIG. Correspondence between can be obtained.
  • the correspondence shown in FIG. 6 is a bijection between a set consisting of a plurality of virtual members and a set consisting of a plurality of physical members, but the correspondence is not limited to this.
  • a certain virtual member there is no substantive member associated with this virtual member.
  • the virtual member does not exist in the vicinity of a certain body member (range of a predetermined distance or less)
  • there is no virtual member associated with this body member when two or more substantive members exist in the vicinity of a certain virtual member, two or more substantive members can be associated with one virtual member.
  • control unit 11 can display the obtained correspondence on the user interface 12. The user can edit this correspondence using the user interface 12.
  • the attribute associating unit 152 is configured to associate the virtual member information and the substantive member data according to a plurality of attributes for the member pair (pair of the virtual member and the substantive member) obtained by the member associating unit 151. ing.
  • the attribute mapping unit 152 is realized, for example, by the collaboration between the hardware including the processor and the attribute mapping software.
  • the plurality of attributes of the virtual member may be the same as the plurality of attributes of the real member.
  • the plurality of attributes of the physical member may include all of the plurality of attributes of the virtual member.
  • the attribute associating unit 152 may be configured to associate the attributes of the virtual member with the attributes of the real member by utilizing such a metadata structure.
  • each virtual member in the data structure 3 of FIG. 3 and a plurality of each substantive member (each substantive member ID) in the data structure 5 of FIG. A correspondence with the attribute is obtained.
  • the virtual member shape information "Ba” and the physical member shape data "B1" are associated with each other for the pair of the virtual member with the virtual member ID "AAA” and the physical member with the physical member ID "111".
  • the virtual member position information "Ca” and the physical member position data "C1" are associated with each other, and the member construction date information "Da” and the measurement date information "D1" are associated with each other. The same applies to other member pairs.
  • the system 1 is a system for capturing the reality of a building, and includes a storage unit 14, a member association unit 151, and an attribute association unit 152.
  • the storage unit 14 stores design data including virtual member information regarding a plurality of attributes for each of the plurality of virtual members of the virtual building. Further, the storage unit 14 stores the substantive member data relating to a plurality of attributes for each of the plurality of substantive members, which is generated based on the measurement data acquired from the substantive building constructed based on the design data.
  • the member associating unit 151 associates a plurality of virtual members with a plurality of actual members based on the virtual member information and the substantive member data to generate a plurality of pairs of the virtual member and the substantive member. It is configured.
  • the attribute associating unit 152 is configured to associate the virtual member information with the physical member data according to the plurality of attributes for each of the plurality of pairs generated by the member associating unit 151. ..
  • This aspect also provides the structure of the data processed by the building reality capture system.
  • This data structure includes design data and substantive member data.
  • the design data is prepared in advance and includes virtual member information regarding a plurality of attributes for each of the plurality of virtual members of the virtual building.
  • the substantive member data is generated based on the measurement data acquired from the substantive building constructed based on this design data, and includes data relating to a plurality of attributes for each of the plurality of substantive members.
  • the design data and the substantive member data are used in the member associative process and the attribute associative process.
  • the member association process is a process of determining a correspondence relationship between a plurality of virtual members and a plurality of substantive members based on virtual member information and substantive member data.
  • the attribute mapping process determines the correspondence between the virtual member information and the physical member data according to a plurality of attributes for each of the plurality of pairs of the virtual member and the physical member acquired by the member mapping process. It is a process. Further, a computer-readable non-temporary recording medium on which data having such a structure is recorded can be created.
  • the non-temporary recording medium may be, for example, any of a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, and a semiconductor memory.
  • the virtual member information 2 may include the virtual member position information 23, and the physical member data 4 may include the physical member position data 43.
  • the member association unit 151 may be configured to generate a plurality of pairs of the virtual member and the physical member based on the virtual member position information 23 and the physical member position data 43.
  • virtual member information 2 includes virtual member position information 23;
  • substantive member data 4 includes substantive member position data 43; virtual member position information 23 and substantive member position.
  • the data 43 is used for the member associating process.
  • the virtual member information 2 may include the construction date information 24 indicating the construction date of each of the plurality of virtual members, and the substantive member data 4 is the measurement date indicating the measurement date of the real building. Information 44 may be included. Further, the member association unit 151 may be configured to generate a plurality of pairs of the virtual member and the physical member based on the construction date information 24 and the measurement date information 44.
  • virtual member information 2 includes construction date information 24 indicating the construction date of each of the plurality of virtual members; substantive member data 4 indicates the measurement date of the substantive building.
  • the indicated measurement date information 44 is included; the construction date information 24 and the measurement date information 44 are used for the member associating process.
  • the correspondence between the plurality of virtual member information corresponding to a plurality of different construction dates and the plurality of actual member data corresponding to a plurality of different measurement dates is provided. This can be done by collating the construction date with the measurement date. For example, for a certain construction date, the member association unit 151 selects the measurement date closest to this construction date from one or more measurement dates after this construction date, and the actual member data corresponding to the selected measurement date. Can be associated with the virtual member information corresponding to this construction date. As a result, the virtual member (virtual member information) and the actual member (substantial member data) can be associated with each other based on the date, and time-series data can be managed according to, for example, a construction plan.
  • this aspect provides a program for making the computer included in the building reality capture system function as a data receiving means, a member associating means, and an attribute associating means.
  • the data receiving means (data acquisition unit 13) is acquired from design data including virtual member information regarding a plurality of attributes for each of a plurality of virtual members of the virtual building and a real building constructed based on the design data. It accepts the substantive member data related to a plurality of attributes for each of the plurality of substantive members generated based on the measured data.
  • the member associating means associates the plurality of virtual members with the plurality of substantive members based on the virtual member information and the substantive member data.
  • the attribute associating means associates the virtual member information corresponding to the plurality of attributes with the actual member data for each of the plurality of pairs of the virtual member and the actual member acquired by the member associating means. Further, a computer-readable non-temporary recording medium on which such a program is recorded can be created.
  • the non-temporary recording medium may be, for example, any of a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, and a semiconductor memory.
  • the design data of the building and the data of the building constructed based on the data are associated with each member (or as a series of member units) and are associated with each member attribute. Can be done.
  • the virtual member information is information used for easily measuring the real building
  • the real member data is the data obtained from the measurement using the virtual member information.

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Abstract

例示的な態様のシステム１は、記憶部１４、部材対応付け部１５１及び属性対応付け部１５２を含む。記憶部１４は、設計データ１４１と実体部材データ１４２とを記憶する。設計データ１４１は、仮想建築物の各仮想部材の複数の属性に関する仮想部材情報を含む。実体部材データ１４２は、設計データ１４１に基づき施工された実体建築物から取得された計測データに基づき生成され、各実体部材の複数の属性に関する。部材対応付け部１５１は、仮想部材情報と実体部材データとに基づき仮想部材と実体部材との対応付けを行って複数のペアを生成する。属性対応付け部１５２は、各ペアについて、複数の属性に応じて仮想部材情報と実体部材データとの間の対応付けを行う。

Description

データ構造、記録媒体、及びシステム
　この発明は、建築物リアリティキャプチャのためのデータ構造、記録媒体、及びシステムに関する。
　リアリティキャプチャは、実体物のデータをデジタルカメラやレーザースキャナで取得して３次元モデルを構築する技術であり、計測、仮想現実、拡張現実など様々な分野で用いられている（例えば、特許文献１及び２を参照）。近年では、建築分野や土木分野におけるリアリティキャプチャの応用が注目を集めている。
　建築分野では、施工管理、維持管理、補修管理などのためにリアリティキャプチャの応用が進められており、次のような技術との融合が図られている（例えば、特許文献３～１２を参照）：無人航空機（ＵＡＶ）等の移動体；トータルステーション等の測量機器；Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｆｒｏｍ　Ｍｏｔｉｏｎ（ＳｆＭ）、Ｍｕｌｔｉ－Ｖｉｅｗ　Ｓｔｅｒｅｏ（ＭＶＳ）、Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ　Ｌｏａｃｌｉｚａｔｉｏｎ　Ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ（ＳＬＡＭ）などのデータ処理技術；Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ（ＢＩＭ）。
　このような分野で融合的システムを実用化し運用するには、各種のデータや情報を統合的に、効率的に且つ矛盾無く管理する必要があるが、そのような管理手法やシステムは未だ実現化されていない。
米国特許公開第２０１６／００３４１３７号明細書 欧州特許公開第３５２２００３号明細書 特開２０１８－１１６５７２号公報 特開２０１８－１１９８８２号公報 特開２０１８－１２４９８４号公報 特開２０１８－１５１９６４号公報 特開２０１９－０２３６５３号公報 特開２０１９－１０５７８９号公報 特開２０１９－１９４８８３号公報 特開２０１９－２１９２０６号公報 特開２０２０－００４２７８号公報 特開２０２０－００８４２３号公報
　この発明の一つの目的は、建築物リアリティキャプチャの実用化及び運用のための新たな技術を提供することにある。
　幾つかの例示的な態様は、建築物リアリティキャプチャシステムに処理されるデータの構造であって、予め準備された、仮想建築物の複数の仮想部材のそれぞれについての複数の属性に関する仮想部材情報を含む設計データと、前記設計データに基づき施工された実体建築物から取得された計測データに基づき生成された、複数の実体部材のそれぞれについての前記複数の属性に関する実体部材データとを含み、前記仮想部材情報及び前記実体部材データに基づく前記複数の仮想部材と前記複数の実体部材との間の対応付けである部材対応付け処理と、前記部材対応付け処理により取得された仮想部材と実体部材との複数のペアのそれぞれにおける前記複数の属性に応じた前記仮想部材情報と前記実体部材データとの間の対応付けである属性対応付け処理とに用いられる。
　幾つかの例示的な態様は、仮想建築物の複数の仮想部材のそれぞれについての複数の属性に関する仮想部材情報を含む設計データと、前記設計データに基づき施工された実体建築物から取得された計測データに基づき生成された、複数の実体部材のそれぞれについての前記複数の属性に関する実体部材データとを含む構造を有し、前記仮想部材情報及び前記実体部材データに基づく前記複数の仮想部材と前記複数の実体部材との間の対応付けである部材対応付け処理と、前記部材対応付け処理により取得された仮想部材と実体部材との複数のペアのそれぞれにおける前記複数の属性に応じた前記仮想部材情報と前記実体部材データとの間の対応付けである属性対応付け処理とに用いられる、建築物リアリティキャプチャシステムに処理されるデータが記録された、コンピュータ可読な非一時的記録媒体である。
　幾つかの例示的な態様は、建築物リアリティキャプチャシステムに含まれるコンピュータを、仮想建築物の複数の仮想部材のそれぞれについての複数の属性に関する仮想部材情報を含む設計データと、前記設計データに基づき施工された実体建築物から取得された計測データに基づき生成された、複数の実体部材のそれぞれについての前記複数の属性に関する実体部材データとを受け付けるデータ受付手段、前記仮想部材情報及び前記実体部材データに基づいて前記複数の仮想部材と前記複数の実体部材との間の対応付けを行う部材対応付け手段、及び、前記部材対応付け手段により取得された仮想部材と実体部材との複数のペアのそれぞれについて、前記複数の属性に応じた前記仮想部材情報と前記実体部材データとの間の対応付けを行う属性対応付け手段、として機能させるためのプログラムである。
　幾つかの例示的な態様は、例示的な態様のプログラムを記録したコンピュータ可読な非一時的記録媒体である。
　幾つかの例示的な態様は、建築物のリアリティキャプチャのためのシステムであって、仮想建築物の複数の仮想部材のそれぞれについての複数の属性に関する仮想部材情報を含む設計データと、前記設計データに基づき施工された実体建築物から取得された計測データに基づき生成された、複数の実体部材のそれぞれについての前記複数の属性に関する実体部材データとを記憶する記憶部と、前記仮想部材情報及び前記実体部材データに基づき前記複数の仮想部材と前記複数の実体部材との間の対応付けを行って、仮想部材と実体部材との複数のペアを生成する部材対応付け部と、前記複数のペアのそれぞれについて前記複数の属性に応じて前記仮想部材情報と前記実体部材データとの間の対応付けを行う属性対応付け部とを含む。
　例示的な態様によれば、建築物リアリティキャプチャの実用化及び運用のための新たな技術が提供される。
例示的な態様に係るシステムの構成の一例を表す概略図である。 例示的な態様に係る仮想部材情報の構成の一例を表す概略図である。 例示的な態様に係る仮想部材情報のデータ構造の一例を表す概略図である。 例示的な態様に係る実体部材データの構成の一例を表す概略図である。 例示的な態様に係る実体部材データのデータ構造の一例を表す概略図である。 例示的な態様に係るシステムが実行する部材対応付け処理の一例を表す概略図である。 例示的な態様に係るシステムが実行する属性対応付け処理の一例を表す概略図である。
　以下の開示では、データ構造、構造を有するデータが記録された記録媒体、プログラム、プログラムが記録された記録媒体、及びシステムについて、幾つかの例示的な態様を説明する。例示的な態様は、建築物リアリティキャプチャシステムの実用化及び運用を好適に行うために利用可能であるが、他分野のリアリティキャプチャシステムにも転用可能である。また、本明細書にて引用された文献に記載されている事項や、その他の任意の公知技術を、例示的な態様に援用することが可能である。
　本開示において説明される要素の機能の少なくとも一部は、回路構成（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）又は処理回路構成（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）を用いて実装される。回路構成又は処理回路構成は、開示された機能の少なくとも一部を実行するように構成及び／又はプログラムされた、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、ＳＰＬＤ（Ｓｉｍｐｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、従来の回路構成、及びそれらの任意の組み合わせのいずれかを含む。プロセッサは、トランジスタ及び／又は他の回路構成を含む、処理回路構成又は回路構成とみなされる。本開示において、回路構成、ユニット、手段、又はこれらに類する用語は、開示された機能の少なくとも一部を実行するハードウェア、又は、開示された機能の少なくとも一部を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されたハードウェアであってよく、或いは、記載された機能の少なくとも一部を実行するようにプログラム及び／又は構成された既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが或るタイプの回路構成とみなされ得るプロセッサである場合、回路構成、ユニット、手段、又はこれらに類する用語は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせであり、このソフトウェアはハードウェア及び／又はプロセッサを構成するために使用される。
　以下に説明する例示的な態様を任意に組み合わせてもよい。例えば、２つ以上の例示的な態様を少なくとも部分的に組み合わせることが可能である。
　例示的な態様に係るシステムの構成例を図１に示す。システム１は、建築物リアリティキャプチャシステムに含まれる。建築物リアリティキャプチャシステムは、実際の建築物を計測してデジタルデータを取得する機能を有する。本態様の建築物リアリティキャプチャシステム（システム１）は、実際の建築物の計測データと設計データとの比較を容易化するためのデータ構造（フォーマット）を提供するように構成されている。本態様のリアリティキャプチャシステム（システム１）は、例えば、後述するデータ管理システムと計測システムとを含む。
　本態様に係るシステム１は、記憶部１４と処理部１５とを少なくとも含み、制御部１１、ユーザーインターフェイス１２、及びデータ取得部１３を更に含む。
　制御部１１は、システム１の各種制御を実行するように構成されている。制御部１１は、例えば、プロセッサを含むハードウェアと、制御ソフトウェアとの協働によって実現される。制御部１１は、１つのコンピュータに設けられ、又は２以上のコンピュータに分散配置されている。
　ユーザーインターフェイス１２は、例えば、表示デバイス、操作デバイス、入力デバイスなどを含む。幾つかの例示的な態様のユーザーインターフェイス１２は、タッチスクリーン、ポインティングデバイス、コンピューターグラフィクスなどを利用したグラフィカルユーザーインターフェイス（ＧＵＩ）を含む。ユーザーインターフェイス１２は、１つのコンピュータに設けられ、又は２以上のコンピュータに分散配置されている。
　データ取得部１３は、データ生成及びデータ受付のいずれか一方又は双方を実行するように構成されている。データ生成機能は、例えば、実体物からデータを収集する機能、実体物から収集されたデータを加工する機能、コンピュータを利用してデータを生成する機能、及び、予め生成されたデータを加工する機能のいずれかを含む。
　実体物からデータを収集する機能は、例えば、無人航空機（ＵＡＶ）や作業者などの移動体に搭載されたカメラ（全周カメラ）又はビデオカメラ（全周ビデオカメラ）により実体物を撮影する機能、及び、レーザースキャナやトータルステーションにより実体物をスキャンしてデータを収集する機能のいずれか一方又は双方を含む。当該機能のデータ取得部１３は、１以上の計測装置を含んでいてよい。
　実体物から収集されたデータを加工する機能は、例えば、少なくともプロセッサを用いて実現され、実体物の撮影画像やスキャンデータに所定の処理を適用して他のデータを生成する機能を含む。その例として、前述したＳｆＭ、ＭＶＳ、ＳＬＡＭ（Ｖ－ＳＬＡＭ；Ｖｉｓｕａｌ　ＳＬＡＭ）などを用いたデータ処理機能がある。また、機械学習を利用して構築された学習済みモデルを用いたデータ処理機能もその一例である。当該機能のデータ取得部１３は、１つのコンピュータに設けられ、又は２以上のコンピュータに分散配置される。
　コンピュータを利用してデータを生成する機能は、例えば、ＢＩＭアプリケーションを用いてデータ（ＢＩＭデータと呼ぶ）を生成する機能、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ａｉｄｅｄ　Ｄｉｓｉｇｎ）アプリケーションを用いてデータ（ＣＡＤデータと呼ぶ）を生成する機能のような、コンピュータグラフィクスを用いたデータ生成機能を含む。また、コンピュータを利用してデータを生成する機能は、施工管理アプリケーション、維持管理アプリケーション、補修管理アプリケーションなどの各種建築アプリケーションを用いてデータを生成する機能を含む。当該機能のデータ取得部１３は、１つのコンピュータに設けられ、又は２以上のコンピュータに分散配置される。
　予め生成されたデータを加工する機能は、例えば、少なくともプロセッサを用いて実現され、システム１、他の装置及び他のシステムのいずれかによって過去に取得及び／又は加工された実体物のデータに所定の処理を適用して他のデータを生成する機能を含む。当該機能に適用可能な技術は、実体物から収集されたデータを加工する機能に適用可能な技術と同様であってよい。予め生成されたデータの例としてＢＩＭデータがある。当該機能のデータ取得部１３は、１つのコンピュータに設けられ、又は２以上のコンピュータに分散配置される。
　データ受付機能は、外部からデータを受け付ける機能である。データ受付機能は、例えば、外部（装置、システム、データベースなど）との間でデータ通信を行うための通信デバイスを用いて実現されてもよいし、記録媒体に記録されているデータを読み出すためのドライブ装置を用いて実現されてもよい。データ取得部１３により外部から受け付けられるデータは、例えば、コンピュータを用いて生成されたデータ（ＢＩＭデータ、ＣＡＤデータなど）であってもよいし、システム１、他の装置及び他のシステムのいずれかによって過去に取得及び／又は加工されたデータでもあってもよい。また、データ受付機能に適用可能な記録媒体は、コンピュータ可読な非一時的記録媒体であり、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどであってよい。
　本態様において、実体物は建築物である。建築物は、予め生成された設計データ（ＢＩＭデータ、設計図書、施工図、施工計画書など）に基づき施工される。本開示では、設計データに記録されている建築物データ（及び／又は、設計データを加工して得られた建築物データ）を仮想建築物と呼ぶことがあり、その構成要素（建築部材）を仮想部材と呼ぶことがある。幾つかの例示的な態様において、仮想部材はＢＩＭモデルが提供する部材モデルであり、複数の部材モデルを用いて構成された建築物が仮想建築物である。
　一方、本開示において、設計データに基づき施工された建築物を実体建築物と呼ぶことがあり、その構成要素（建築部材）を実体部材と呼ぶことがある。上記の実体物はここに言う実体建築物に相当する。実体建築物は、設計データに基づき完成された建築物だけでなく、施工途中の建築物（未完成の建築物）であってもよいし、更には施工前の建築現場であってもよい。
　本開示において、建築部材は、柱、梁、壁、スラブ、屋根、基礎などの構造部材に加え、窓、ドア、階段、タイル、フローリングなどの非構造部材や、各種の部品や、各種の機械や、各種の機器や、各種の設備などを含んでいてもよい。より一般に、本開示における建築部材は、仮想部材として登録可能な任意の物であってよく、また、実体部材として使用可能な任意の物であってよい。
　記憶部１４は、各種のデータ（情報）を記憶するように構成されている。記憶部１４は、例えば、データ取得部１３により取得されたデータを記憶する。記憶部１４は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などの比較的大容量の記憶装置（メモリ、ストレージデバイス）を含む。記憶部１４は、１つの記憶装置又は２以上の記憶装置を含む。本態様において、記憶装置１４には設計データ１４１と実体部材データ１４２とが記憶される。
　設計データ１４１は、建築物の設計に関する任意のデータや情報であってよい。設計データ１４１は、例えば、ＢＩＭデータ、設計図書、施工図、施工計画書などを含んでいてよい。また、設計データ１４１は、任意のデータや情報（例えば、ＢＩＭデータ、設計図書、施工図、施工計画書）のうちのいずれか１以上のデータから生成されたデータを含んでよい。
　幾つかの例示的な態様において、設計データ１４１は、システム１の外部にあるＢＩＭアプリケーション（ＢＩＭツール）を用いて設計された仮想建築物（複数の仮想部材）のデータである。
　本態様の設計データ１４１は、仮想部材情報を含む。仮想部材情報は、仮想建築物の構成要素である複数の仮想部材についての情報を含む。より詳細には、仮想部材情報は、各仮想部材について、予め設定された複数の属性に関する情報を含む。ここに言う属性は、仮想部材が有する性質、特徴、特性などを意味する。
　幾つかの例示的な態様において、仮想部材の複数の属性は、例えば、仮想部材識別情報（仮想部材ＩＤ）、仮想部材形状情報、仮想部材位置情報、部材施工日情報などを含む。なお、仮想部材の属性はこれらに限定されず、例えば材質など任意の性質、特徴、特性であってよい。
　仮想部材情報の例を図２に示す。本例に係る仮想部材情報２は、仮想部材ＩＤ２１、仮想部材形状情報２２、仮想部材位置情報２３、及び部材施工日情報２４を含む。
　仮想部材ＩＤ２１は、仮想部材を識別するための情報である。仮想部材ＩＤ２１は、仮想部材の種別（柱、梁、壁、スラブ、屋根、基礎、窓、ドア、階段、タイル、フローリング、部品、機械、機器、設備など）を示す。仮想部材ＩＤ２１は、例えば、実体部材に付与された識別情報（部材番号など）であってもよい。仮想部材ＩＤ２１は、例えば、ＢＩＭデータ、設計図書、施工図などから取得される。また、仮想部材ＩＤ２１は、個々にユニークな識別情報であってもよい。このような仮想部材ＩＤ２１として、中立でオープンなＣＡＤデータモデルのファイル形式であるＩｎｄｕｓｔｒｙ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｃｌａｓｓｅｓ（ＩＦＣ）により提供される識別情報がある。
　仮想部材形状情報２２は、仮想部材の形状を表す情報である。仮想部材形状情報２２は、仮想部材の姿勢や向きなどを表す情報を含んでいてもよい。仮想部材形状情報２２は、例えば、ＢＩＭデータ、設計図書、施工図などから取得される。
　仮想部材位置情報２３は、仮想建築物における仮想部材の位置を表す。仮想部材の位置は、例えば、仮想建築物が定義された仮想空間（３次元座標系で定義された３次元仮想空間）における仮想部材の座標によって表現される。仮想部材位置情報２３は、例えば、ＢＩＭデータ、設計図書、施工図などから取得される。
　部材施工日情報２４は、仮想部材に対応する実体部材を建築現場において設置する日（施工日、施工予定日）を示す。部材施工日情報２４は、例えば、施工図、施工計画書から取得される。
　システム１（例えば、制御部１１及び記憶部１４）は、例えば、設計データ１４１を管理するための設計データベースを提供する。例えば、設計データベースには、ＢＩＭアプリケーションを用いて設計された仮想建築物（複数の仮想部材）のデータが格納される。設計データベースは、この仮想建築物に含まれる複数の仮想部材を一つひとつ管理するように構成されている。例えば、設計データベースには、実際のＢＩＭデータを含む設計データ１４１が格納される。設計データベースは、例えば、仮想建築物ごとに設計データ１４１を管理する。
　図３は、このような設計データベースにより管理される仮想部材情報２（図２を参照）のデータ構造（フォーマット）の例を示す。本例のデータ構造３では、仮想部材情報２をテーブルで管理するようになっている。具体的には、データ構造３のテーブルは、仮想部材ＩＤが記録される複数のセルを含む仮想部材ＩＤ欄と、仮想部材形状情報が記録される複数のセルを含む仮想部材形状情報欄と、仮想部材位置情報が記録される複数のセルを含む仮想部材位置情報欄と、部材施工日情報が記録される複数のセルを含む部材施工日情報欄とを含む。例えば、或る仮想部材の仮想部材ＩＤ２１「ＢＢＢ」に対し、仮想部材形状情報２２「Ｂｂ」と、仮想部材位置情報２３「Ｃｂ」と、部材施工日情報２４「Ｄａ」とが関連付けられている。
　実体部材データ１４２は、実体部材に関する任意のデータや情報であってよい。実体部材データ１４２は、例えば、設計データ１４１に基づき施工された実体建築物を計測（撮影、レーザースキャンなど）して取得された計測データ（撮影画像、点群データなど）に基づき生成される。実体建築物の計測は、データ取得部１３又は外部システムにより実行される。また、計測データに基づく実体部材データ１４２の生成は、データ取得部１３又は外部システムにより実行される。実体部材データ１４２は、例えば、設計データ１４１と同じ形式のＢＩＭデータとして生成され管理される。
　実体部材データ１４２は、実体建築物の構成要素である複数の実体部材についての情報を含む。より詳細には、実体部材データ１４２は、各実体部材について、予め設定された複数の属性に関する情報を含む。ここに言う属性は、実体部材が有する性質、特徴、特性などを意味する。
　幾つかの例示的な態様において、実体部材の複数の属性は、前述した仮想部材の複数の属性に対応している。例えば、実体部材の複数の属性は、実体部材識別情報（実体部材ＩＤ）、実体部材形状情報、実体部材位置情報、計測日情報などを含む。なお、実体部材の属性はこれらに限定されず、例えば材質など任意の性質、特徴、特性であってよい。
　実体部材データの例を図４に示す。本例に係る実体部材データ４は、実体部材ＩＤ４１、実体部材形状データ４２、実体部材位置データ４３、及び計測日情報４４を含む。
　実体部材ＩＤ４１は、実体部材を識別するための情報である。仮想部材ＩＤ２１と同様に、実体部材ＩＤ４１は、仮想部材の種別を示す情報であり、例えば、実体部材に付与された識別情報（部材番号など）であってもよい。幾つかの例示的な態様において、実体部材ＩＤ４１は、対応する仮想部材ＩＤ２１と同じであってよい（例えば、ＩＦＣにより提供される識別情報）。或いは、実体部材ＩＤ４１は、対応する仮想部材ＩＤ２１と異なる情報であり、且つ、対応する仮想部材ＩＤ２１との関連をシステム１（及び外部システム等）が認識可能な所定の形式であってもよい。実体部材ＩＤ４１は、例えば、後述の部材対応付け処理において生成される。
　実体部材形状データ４２は、計測データに基づき取得された実体部材の形状を表すデータである。実体部材形状データ４２は、実体部材の姿勢や向きなどを表すデータを含んでいてもよい。実体部在家以上データ４２は、例えば、後述の部材対応付け処理において生成される。
　実体部材位置データ４３は、実体建築物における実体部材の位置を表す。実体部材の位置は、例えば、計測データに基づき作成された実体建築物のＢＩＭモデルが定義された仮想空間（３次元座標系で定義された３次元仮想空間）における実体部材の座標によって表現される。実体部材位置データ４３は、例えば、後述の部材対応付け処理において生成される。
　計測日情報４４は、実体建築物の計測を実施した日を示す。計測日情報４４は、例えば、実体建築物の計測を実施する計測システム（移動体、トータルステーション、コンピュータなど）によって生成される。
　部材施工日情報２４及び計測日情報４４は、少なくとも年、月、日の情報を含み、時、分、秒などの情報を更に含んでいてもよい。また、設計が行われた場所の標準時と、実体建築物が存在する場所の標準時とが異なる場合、システム１（又は外部システム等）は、部材施工日情報２４と計測日情報４４とを同じ標準時で表現するように変換を行うように構成されてよい。
　システム１（例えば、制御部１１及び記憶部１４）は、例えば、実体部材データ１４２を管理するための実体部材データベースを提供する。例えば、実体部材データベースには、実体建築物の計測データを処理して得られた実体建築物のＢＩＭモデル（複数の実体部材のＢＩＭモデル）のデータが格納される。実体部材データベースは、実体建築物モデルに含まれる複数の実体部材モデルを一つひとつ管理するように構成されている。例えば、実体部材データベースには、実体建築物ＢＩＭモデルが格納される。実体部材データベースは、例えば、実体建築物ＢＩＭモデルごとに実体部材データ１４２を管理する。
　図５は、このような実体部材データベースにより管理される実体部材データ４（図４を参照）のデータ構造（フォーマット）の例を示す。本例のデータ構造５では、実体部材データ４をテーブルで管理するようになっている。具体的には、データ構造５のテーブルは、実体部材ＩＤが記録される複数のセルを含む実体部材ＩＤ欄と、実体部材形状データが記録される複数のセルを含む実体部材形状データ欄と、実体部材位置データが記録される複数のセルを含む実体部材位置データ欄と、計測日情報が記録される複数のセルを含む計測日情報とを含む。例えば、或る実体部材の実体部材ＩＤ４１「２２２」に対し、実体部材形状データ４２「Ｂ２」と、実体部材位置データ４３「Ｃ２」と、計測日情報４４「Ｄ２」とが関連付けられている。
　処理部１５は、データ処理を実行するように構成されている。処理部１５は、例えば、プロセッサを含むハードウェアと、データ処理ソフトウェアとの協働によって実現される。処理部１５は、１つのコンピュータに設けられ、又は２以上のコンピュータに分散配置される。処理部１５は、部材対応付け部１５１と属性対応付け部１５２とを含む。
　部材対応付け部１５１は、設計データ１４１に含まれる仮想部材情報と実体部材データに基づき複数の仮想部材と複数の実体部材との間の対応付け（部材対応付け処理）を行うように構成されている。これにより、仮想部材と実体部材との複数のペアが生成される。部材対応付け部１５１は、例えば、プロセッサを含むハードウェアと、部材対応付けソフトウェアとの協働によって実現される。
　部材対応付け部１５１が実行する処理の例を説明する。まず、部材対応付け部１５１は、設計データ１４１の座標空間と実体部材データ１４２の座標空間とを一致させる。例えば、部材対応付け部１５１は、設計データ１４１の座標空間における原点又は所定の基準点と、実体部材データ１４２の座標空間における原点又は所定の基準点とを一致させる。換言すると、部材対応付け部１５１は、設計データ１４１と実体部材データ１４２との間のレジストレーションを行う。幾つかの例示的な態様において、部材対応付け部１５１は、設計データ１４１中のＢＩＭデータ（仮想建築物モデル）の定義座標系と、実体部材データ１４２中のＢＩＭデータ（実体建築物モデル）の定義座標系と対応付けるようにレジストレーションを行う。これにより、設計データ１４１を表現する座標系と、実体部材データ１４２を表現する座標系との間の座標変換が可能となる。
　次に、部材対応付け部１５１は、設計データ１４１中のオブジェクト（例えば、仮想部材の面、頂点、又は中心点）と実体部材データ１４２中のオブジェクトとの対応付けを行う。例えば、部材対応付け部１５１は、設計データ１４１中の或るオブジェクトと実体部材データ１４２中の或るオブジェクトとの間の距離が所定閾値以下である場合に、これらオブジェクトを互いに対応付けるように構成されていてよい。これにより、このオブジェクト（実体部材）の実体部材位置データ（例えば、図４の実体部材位置データ４３）が生成される。
　更に、部材対応付け部１５１は、実体部材データ１４２中のオブジェクトの形状を認識することができる。例えば、柱の形状（表面形状、断面形状など）、梁の形状、壁の形状、天井の形状を表すデータを取得することができる。また、部材対応付け部１５１は、実体部材データ１４２中のオブジェクトの配置（向き、姿勢）を表すデータを取得することができる。更に、部材対応付け部１５１は、オブジェクトの表面のテクスチャ、素材、材質などを把握するように構成されてもよい。オブジェクトの形状、配置、テクスチャ、素材、材質などに基づいて、このオブジェクト（実体部材）の実体部材形状データ（例えば、図４の実体部材形状データ４２）が生成される。このようにして得られた実体部材形状データを、オブジェクトの距離に応じた部材対応付け処理の向上（例えば、精度の向上、確度の向上）に利用してもよい。
　加えて、部材対応付け部１５１は、実体部材データ１４２から特定された実体部材それぞれに識別情報を付与する。つまり、部材対応付け部１５１は、実体部材データ１４２に対して実体部材ＩＤを付与するように構成されていてよい。
　例えば、部材対応付け部１５１は、或る仮想部材に対応付けられた実体部材に対し、この仮想部材と同じ識別情報（仮想部材ＩＤ）を付与する。この場合、互いに対応付けられた仮想部材と実体部材とのペアに対して同じ識別情報が割り当てられる。つまり、互いに対応付けられた仮想部材と実体部材とが、同じ識別情報で紐付けられる。仮想部材と実体部材に共通に割り当てられる識別情報は、例えば、ＩＦＣにおいて使用されるユニークｂな識別情報であってよい。
　他の例において、部材対応付け部１５１は、或る仮想部材に対応付けられた実体部材に対し、この仮想部材に類似の識別情報を付与するように構成されてよい。例えば、この仮想部材の仮想部材ＩＤの文字列の少なくとも一部を含む文字列からなる実体部材ＩＤがこの実体部材に割り当てられる。
　更に他の例において、部材対応付け部１５１は、或る仮想部材に対応付けられた実体部材に対して固有の識別情報（実体部材ＩＤ）を付与するとともに、実体部材データ中の付加的記録領域にこの仮想部材の仮想部材ＩＤを記録するように構成されてよい。
　このような部材対応付け処理により、複数の仮想部材と複数の実体部材との間の対応関係が得られる。つまり、仮想部材と実体部材とのペア（部材ペア）が複数得られる。例えば、図６に示すように、図３のデータ構造３における複数の仮想部材の識別情報（仮想部材ＩＤ）と、図５のデータ構造５における複数の実体部材の識別情報（実体部材ＩＤ）との間の対応関係が得られる。
　なお、図６に示す対応関係は、複数の仮想部材からなる集合と複数の実体部材からなる集合との間の全単射（ｂｉｊｅｃｔｉｏｎ）であるが、これに限定されない。例えば、或る仮想部材の近傍（所定距離以下の範囲）に実体部材が存在しない場合、この仮想部材に対応付けられる実体部材は無い。逆に、或る実体部材の近傍（所定距離以下の範囲）に仮想部材が存在しない場合、この実体部材に対応付けられる仮想部材は無い。また、或る仮想部材の近傍に２以上の実体部材が存在する場合、１つの仮想部材に対して２以上の実体部材を対応付けることができる。逆に、或る実体部材の近傍に２以上の仮想部材が存在する場合、１つの実体部材に対して２以上の仮想部材を対応付けることができる。これらの場合のように全単射が得られない場合、例えば、制御部１１は、得られた対応関係をユーザーインターフェイス１２に表示させることができる。ユーザーは、ユーザーインターフェイス１２を利用してこの対応関係を編集することができる。
　属性対応付け部１５２は、部材対応付け部１５１により得られた部材ペア（仮想部材と実体部材とのペア）について、仮想部材情報と実体部材データとを複数の属性に応じて対応付けるように構成されている。属性対応付け部１５２は、例えば、プロセッサを含むハードウェアと、属性対応付けソフトウェアとの協働によって実現される。
　ここで、仮想部材の複数の属性は、実体部材の複数の属性と同じであってよい。また、実体部材の複数の属性は、仮想部材の複数の属性の全てを含んでいてよい。例えば、仮想部材情報と実体部材データとで共通の属性を登録可能なメタデータ構造を予め用意しておくことができる。属性対応付け部１５２は、このようなメタデータ構造を利用して、仮想部材の属性と実体部材の属性との対応付けを行うように構成されてよい。
　例えば、図７に示すように、図３のデータ構造３における各仮想部材（各仮想部材ＩＤ）の複数の属性と、図５のデータ構造５における各実体部材（各実体部材ＩＤ）の複数の属性との間の対応関係が得られる。本例では、例えば、仮想部材ＩＤ「ＡＡＡ」の仮想部材と、実体部材ＩＤ「１１１」の実体部材とのペアについて、仮想部材形状情報「Ｂａ」と実体部材形状データ「Ｂ１」とが対応付けられ、仮想部材位置情報「Ｃａ」と実体部材位置データ「Ｃ１」とが対応付けられ、部材施工日情報「Ｄａ」と計測日情報「Ｄ１」とが対応付けられる。他の部材ペアについても同様である。
　このように、本態様に係るシステム１は、建築物のリアリティキャプチャのためのシステムであって、記憶部１４と、部材対応付け部１５１と、属性対応付け部１５２とを含む。記憶部１４は、仮想建築物の複数の仮想部材のそれぞれについての複数の属性に関する仮想部材情報を含む設計データを記憶する。更に、記憶部１４は、この設計データに基づき施工された実体建築物から取得された計測データに基づき生成された、複数の実体部材のそれぞれについての複数の属性に関する実体部材データを記憶する。部材対応付け部１５１は、仮想部材情報及び実体部材データに基づき複数の仮想部材と複数の実体部材との間の対応付けを行って、仮想部材と実体部材との複数のペアを生成するように構成されている。属性対応付け部１５２は、部材対応付け部１５１により生成された複数のペアのそれぞれについて、複数の属性に応じて仮想部材情報と実体部材データとの間の対応付けを行うように構成されている。
　また、本態様は、建築物リアリティキャプチャシステムに処理されるデータの構造を提供する。このデータ構造は、設計データと実体部材データとを含む。設計データは、予め準備され、仮想建築物の複数の仮想部材のそれぞれについての複数の属性に関する仮想部材情報を含む。実体部材データは、この設計データに基づき施工された実体建築物から取得された計測データに基づき生成され、複数の実体部材のそれぞれについての複数の属性に関するデータを含む。設計データ及び実体部材データは、部材対応付け処理と属性対応付け処理とに用いられる。部材対応付け処理は、仮想部材情報及び実体部材データに基づいて複数の仮想部材と複数の実体部材との間の対応関係を決定する処理である。属性対応付け処理は、部材対応付け処理により取得された仮想部材と実体部材との複数のペアのそれぞれについて、複数の属性に応じて仮想部材情報と実体部材データとの間の対応関係を決定する処理である。更に、このような構造を有するデータが記録された、コンピュータ可読な非一時的記録媒体を作成することができる。この非一時的記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、及び半導体メモリのいずれかであってよい。
　また、本態様のシステム１において、仮想部材情報２は仮想部材位置情報２３を含んでいてよく、実体部材データ４は実体部材位置データ４３を含んでいてよい。更に、部材対応付け部１５１は、仮想部材位置情報２３及び実体部材位置データ４３に基づいて、仮想部材と実体部材との複数のペアを生成するように構成されていてよい。
　この構成は、次の特徴を有するデータ構造を提供する：仮想部材情報２が仮想部材位置情報２３を含む；実体部材データ４が実体部材位置データ４３を含む；仮想部材位置情報２３及び実体部材位置データ４３が部材対応付け処理に用いられる。
　また、本態様のシステム１において、仮想部材情報２は複数の仮想部材のそれぞれの施工日を示す施工日情報２４を含んでいてよく、実体部材データ４は実体建築物の計測日を示す計測日情報４４を含んでいてよい。更に、部材対応付け部１５１は、施工日情報２４及び計測日情報４４に基づいて、仮想部材と実体部材との複数のペアを生成するように構成されていてよい。
　この構成は、次の特徴を有するデータ構造を提供する：仮想部材情報２が複数の仮想部材のそれぞれの施工日を示す施工日情報２４を含む；実体部材データ４が実体建築物の計測日を示す計測日情報４４を含む；施工日情報２４及び計測日情報４４が部材対応付け処理に用いられる。
　施工日情報２４及び計測日情報４４を利用する場合、異なる複数の施工日に対応した複数の仮想部材情報と、異なる複数の計測日に対応した複数の実体部材データとの間の対応付けを、施工日と計測日とを照合することによって行うことができる。例えば、或る施工日について、部材対応付け部１５１は、この施工日以降の１以上の計測日のうちこの施工日に最も近い計測日を選択し、選択された計測日に対応した実体部材データをこの施工日に対応した仮想部材情報に対応付けることができる。これにより、仮想部材（仮想部材情報）と実体部材（実体部材データ）との対応付けを日付に基づき行うことができ、例えば施工計画書に応じた時系列データ管理が可能となる。
　また、本態様は、建築物リアリティキャプチャシステムに含まれるコンピュータを、データ受付手段、部材対応付け手段、及び属性対応付け手段として機能させるためのプログラムを提供する。データ受付手段（データ取得部１３）は、仮想建築物の複数の仮想部材のそれぞれについての複数の属性に関する仮想部材情報を含む設計データと、この設計データに基づき施工された実体建築物から取得された計測データに基づき生成された、複数の実体部材のそれぞれについての複数の属性に関する実体部材データとを受け付ける。部材対応付け手段は、仮想部材情報及び実体部材データに基づいて複数の仮想部材と複数の実体部材との間の対応付けを行う。属性対応付け手段は、部材対応付け手段により取得された仮想部材と実体部材との複数のペアのそれぞれについて、複数の属性に応じた仮想部材情報と実体部材データとの間の対応付けを行う。更に、このようなプログラムが記録された、コンピュータ可読な非一時的記録媒体を作成することができる。この非一時的記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、及び半導体メモリのいずれかであってよい。
　このような本態様によれば、建築物の設計データと、それに基づき施工された建築物のデータとを、部材単位で（又は、一連の部材単位として）対応付けるとともに、部材の属性単位で対応付けることができる。
　また、仮想部材情報は、実体建築物の計測を容易に行うために用いられる情報であり、実体部材データは、この仮想部材情報を用いた計測から得られたデータである。このような仮想部材情報と実体部材データとを部材単位且つ属性単位で対応付けることにより、設計データと実測データとの比較を容易に行うことが可能になる。例えば、設計上のＢＩＭデータ（設計ＢＩＭデータ）と、計測データに基づくＢＩＭデータ（計測ＢＩＭデータ）との比較の容易化を図ることができる。
　このように、本態様によれば、各種のデータや情報の管理の統合化を図ることができ、ひいては、管理の効率化や無矛盾化を図ることが可能となる。
　以上に説明した構成は、この発明の実施態様の例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形（省略、置換、付加等）を施すことが可能である。
１　システム
１１　制御部
１２　ユーザーインターフェイス
１３　データ取得部
１４　記憶部
１４１　設計データ
１４２　実体部材データ
１５　処理部
１５１　部材対応付け部
１５２　属性対応付け部

 

Claims (4)

  1. 　建築物リアリティキャプチャシステムに処理されるデータの構造であって、
    　予め準備された、仮想建築物の複数の仮想部材のそれぞれについての複数の属性に関する仮想部材情報を含む設計データと、
    　前記設計データに基づき施工された実体建築物から取得された計測データに基づき生成された、複数の実体部材のそれぞれについての前記複数の属性に関する実体部材データと
    　を含み、
    　前記仮想部材情報及び前記実体部材データに基づく前記複数の仮想部材と前記複数の実体部材との間の対応付けである部材対応付け処理と、
    　前記部材対応付け処理により取得された仮想部材と実体部材との複数のペアのそれぞれにおける前記複数の属性に応じた前記仮想部材情報と前記実体部材データとの間の対応付けである属性対応付け処理と
    　に用いられる、
    　データ構造。
  2. 　仮想建築物の複数の仮想部材のそれぞれについての複数の属性に関する仮想部材情報を含む設計データと、前記設計データに基づき施工された実体建築物から取得された計測データに基づき生成された、複数の実体部材のそれぞれについての前記複数の属性に関する実体部材データとを含む構造を有し、前記仮想部材情報及び前記実体部材データに基づく前記複数の仮想部材と前記複数の実体部材との間の対応付けである部材対応付け処理と、前記部材対応付け処理により取得された仮想部材と実体部材との複数のペアのそれぞれにおける前記複数の属性に応じた前記仮想部材情報と前記実体部材データとの間の対応付けである属性対応付け処理とに用いられる、建築物リアリティキャプチャシステムに処理されるデータが記録された、コンピュータ可読な非一時的記録媒体。
  3. 　建築物リアリティキャプチャシステムに含まれるコンピュータを、仮想建築物の複数の仮想部材のそれぞれについての複数の属性に関する仮想部材情報を含む設計データと、前記設計データに基づき施工された実体建築物から取得された計測データに基づき生成された、複数の実体部材のそれぞれについての前記複数の属性に関する実体部材データとを受け付けるデータ受付手段、前記仮想部材情報及び前記実体部材データに基づいて前記複数の仮想部材と前記複数の実体部材との間の対応付けを行う部材対応付け手段、及び、前記部材対応付け手段により取得された仮想部材と実体部材との複数のペアのそれぞれについて、前記複数の属性に応じた前記仮想部材情報と前記実体部材データとの間の対応付けを行う属性対応付け手段として機能させるためのプログラムが記録された、コンピュータ可読な非一時的記録媒体。
  4. 　建築物のリアリティキャプチャのためのシステムであって、
    　仮想建築物の複数の仮想部材のそれぞれについての複数の属性に関する仮想部材情報を含む設計データと、前記設計データに基づき施工された実体建築物から取得された計測データに基づき生成された、複数の実体部材のそれぞれについての前記複数の属性に関する実体部材データとを記憶する記憶部と、
    　前記仮想部材情報及び前記実体部材データに基づき前記複数の仮想部材と前記複数の実体部材との間の対応付けを行って、仮想部材と実体部材との複数のペアを生成する部材対応付け部と、
    　前記複数のペアのそれぞれについて前記複数の属性に応じて前記仮想部材情報と前記実体部材データとの間の対応付けを行う属性対応付け部と
    　を含むシステム。
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