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技術 建築用資材プレ加工システム及び建築用資材プレ加工方法

出願人 株式会社ユニックス
発明者 建山真一郎笠田政輝
出願日 2018年9月6日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-166796
公開日 2020年3月19日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-042329
状態 未査定
技術分野 測量一般 CAD 壁の仕上げ
主要キーワード 屋根近傍 加工演算 コンクリート土台 カッティング作業 低い壁 データコンバート 割り付けデータ 割付図
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

建築用資材プレ加工に必要な採寸データを容易に取得することが可能な建築用資材プレ加工システム及び加工方法を提供する。

解決手段

飛行体21と、飛行体21に取り付けられたカメラ20と、カメラ20で取得した対象物件の画像から生成される3次元点群データに基づいて、対象物件の3次元モデルである点群3次元モデル、を生成する点群3次元モデル生成手段と、CAD設計データに基づく対象物件の3次元モデルであるCAD3次元モデルと、点群3次元モデルとを重ね合わせる重ね合わせ手段と、重ね合わせ手段によりCAD3次元モデルと点群3次元モデルとを重ね合わせた状態で、点群3次元モデル上で指定された箇所の寸法データを、CADモデル上で前記指定された箇所に対応する寸法データにコンバートとするコンバート手段と、を備える。

概要

背景

概要

建築用資材プレ加工に必要な採寸データを容易に取得することが可能な建築用資材プレ加工システム及び加工方法を提供する。飛行体21と、飛行体21に取り付けられたカメラ20と、カメラ20で取得した対象物件の画像から生成される3次元点群データに基づいて、対象物件の3次元モデルである点群3次元モデル、を生成する点群3次元モデル生成手段と、CAD設計データに基づく対象物件の3次元モデルであるCAD3次元モデルと、点群3次元モデルとを重ね合わせる重ね合わせ手段と、重ね合わせ手段によりCAD3次元モデルと点群3次元モデルとを重ね合わせた状態で、点群3次元モデル上で指定された箇所の寸法データを、CADモデル上で前記指定された箇所に対応する寸法データにコンバートとするコンバート手段と、を備える。

目的

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、建築用資材のプレ加工に必要な採寸データを容易に取得することが可能な建築用資材プレ加工システム及び建築用資材プレ加工方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

対象物件建築用資材プレ加工するための建築用資材プレ加工システムであって、前記対象物件の周囲及び/又は内部を飛行させる飛行体と、前記飛行体に取り付けられたカメラと、前記カメラで取得した前記対象物件の画像から生成される3次元点群データに基づいて、前記対象物件の3次元モデルである点群3次元モデル、を生成する点群3次元モデル生成手段と、CAD設計データに基づく前記対象物件の3次元モデルであるCAD3次元モデルと、前記点群3次元モデルとを重ね合わせる重ね合わせ手段と、前記重ね合わせ手段により前記CAD3次元モデルと前記点群3次元モデルとを重ね合わせた状態で、前記点群3次元モデル上で指定された箇所の寸法データを抽出し、前記CAD3次元モデル上で前記指定された箇所に対応する寸法データを、前記抽出された寸法データにコンバートするコンバート手段と、を備えることを特徴とする建築用資材プレ加工システム。

請求項2

前記コンバート手段によりコンバートされた寸法データに基づいて前記建築用資材のプレ加工の加工データを生成するプレ加工データ生成手段を備えることを特徴とする請求項1記載の建築用資材プレ加工システム。

請求項3

前記建築用資材は、サイディングであり、前記加工データは、前記サイディングの割付データを含むことを特徴とする請求項1又は2記載の建築用資材プレ加工システム。

請求項4

前記飛行体は、レーザー光照射部を備え、前記レーザー光照射部からのレーザー光照射領域は、前記カメラのカメラ視野内に含まれることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の建築用資材プレ加工システム。

請求項5

対象物件の建築用資材をプレ加工するための建築用資材プレ加工方法であって、前記対象物件の周囲及び/又は内部を飛行体で飛行させつつ前記飛行体に備えられたカメラによって、前記対象物件を撮像して前記対象物件の撮像データを収集する撮像データ収集テップと、前記カメラで取得した前記対象物件の画像から生成される3次元点群データに基づいて、前記対象物件の3次元モデルである点群3次元モデル、を生成する点群3次元モデル生成ステップと、前記対象物件のCAD設計データに基づいた3次元モデルであるCAD3次元モデルと、前記点群3次元モデルとを重ね合わせるステップと、前記重ね合わせステップにより前記CAD3次元モデルと前記点群3次元モデルとを重ね合わせた状態で、前記点群3次元モデル上で指定された箇所の寸法データを抽出し、前記CAD3次元モデル上で前記指定された箇所に対応する寸法データを、前記抽出された寸法データにコンバートするコンバートステップと、を備えることを特徴とする建築用資材プレ加工方法。

請求項6

前記コンバートステップによりコンバートされた寸法データに基づいて前記建築用資材のプレ加工の加工データを生成するプレ加工データ生成ステップを備えることを特徴とする請求項5記載の建築用資材プレ加工方法。

請求項7

前記建築用資材は、サイディングであり、前記加工データは、前記サイディングの割付データを含むことを特徴とする請求項5又は6記載の建築用資材プレ加工方法。

請求項8

前記飛行体は、レーザー光照射部を備え、前記レーザー光照射部からのレーザー光の照射領域は、前記カメラのカメラ視野内に含まれることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の建築用資材プレ加工方法。

技術分野

0001

本発明は、住宅等の建築に必要なサイディング等の建築用資材を、建築現場から離れた工場等でプレ加工する建築用資材プレ加工システム及びために建築用資材プレ加工方法に関する。

0002

住宅の外壁材としてサイディングが広く用いられる様になった。サイディングは、外壁に貼る乾式板状の外装材を意味し、窯業系、セラミック系、金属系や合成樹脂系等の他種にわたる。このサイディングは、サイディングメーカから提供されるサイディング元板材から、割付られた寸法でカットされたものが住宅の外壁に貼り付けられる。近年では、住宅の設計をCAD(Computer Aided Design)システムにより行い、サイディングの割付寸法等の設計データもCADシステムで作成可能である。

0003

このように、CADシステムにより設計された住宅であっても、実際にその住宅が設計通り施行されることはなく、建築現場で採寸すると設計値からのずれが生じているのが一般的である。そこで、従来、建築現場においてサイディングを取り付ける外壁箇所の実寸法人手で採寸し、採寸したデータに基づき建築現場でカッティングしたサイディングを外壁に取り付けて来た。

0004

しかし、この現場でのカッティング工程は、粉塵騒音の発生が近隣住民作業者に影響するという問題や、カット作業熟練の技が必要とされる場合があるもののその様な熟練工不足している等の問題がある。そのため最近では、予め、建築現場から離れた工場等においてサイディングをプレカットし、建築現場でのカッティング作業を行わないプレ加工方法に切り替わりつつある。また、建築用資材としては、サイディングに限るものでは無く、例えば、コンクリート土台の上に設置する土台木等も挙げられる。
このような、建築用資材のプレ加工方法に関連する技術として、例えば特許文献1で開示されるサイディングプレカット用採寸データ取得方法及びシステムがある。

先行技術

0005

特開2017−25486号公報

発明が解決しようとする課題

0006

特許文献1には、サイディングをプレカットする際に用いる建造物躯体部の採寸データを取得するためのサイディングプレカット用採寸データ取得システムであって、前記建造物躯体部と足場作業床間の隙間の所定位置に設置可能なレーザ光投射による測距機能を有する測定器と、サイディング施工前における建造物躯体部の所定位置に表示することによりサイディングを施工する基準となる水平基準ラインの一端における測定点及び他端における測定点に取付可能な前記レーザ光を反射する基準ターゲットプレートと、選定した複数の測定点に対応して取付可能な一又は二以上の異なるターゲットプレートとを備えてなることを特徴とするサイディングプレカット用採寸データ取得システムが開示されている。

0007

ところが、特許文献1のシステムによれば、例えば建築途中の住宅の東面の採寸データを取得する場合には東面の所定位置に測定器を設置し、次に東面の所定位置に基準ターゲットプレートを配置し、更に採寸データ取得の為に選出した複数の位置に異なるターゲットプレートを配置してサイディングプレカット用採寸データを取得する必要がある。そして、この作業を住宅の面、面、西面等の様に繰り返す必要がある。

0008

そのため、複数のターゲットプレートを取り付ける必要がある場合等に、取付作業が煩雑になる虞がある。また、特許文献1のシステムによれば、人手により、2階、3階の屋根近傍等の様に高いところへのターゲットプレートの取り付けや取り外し作業に足場等を必要とし、作業が煩雑になる虞がある。この様に、特許文献1のシステムによれば、サイディングプレカット用採寸データを取得する作業が煩雑になる虞があるという問題があった。さらに、特許文献1のシステムによれば、測定器から発射されるレーザー光ができるだけ多くのターゲットプレートに届く必要があるため、測定器やターゲットプレートの配置位置に制限がかかる虞があるという問題があった。

0009

そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、建築用資材のプレ加工に必要な採寸データを容易に取得することが可能な建築用資材プレ加工システム及び建築用資材プレ加工方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

請求項1の発明は、対象物件の建築用資材をプレ加工するための建築用資材プレ加工システムであって、前記対象物件の周囲及び/又は内部を飛行させる飛行体と、前記飛行体に取り付けられたカメラと、前記カメラで取得した前記対象物件の画像から生成される3次元点群データに基づいて、前記対象物件の3次元モデルである点群3次元モデル、を生成する点群3次元モデル生成手段と、CAD設計データに基づく前記対象物件の3次元モデルであるCAD3次元モデルと、前記点群3次元モデルとを重ね合わせる重ね合わせ手段と、前記重ね合わせ手段により前記CAD3次元モデルと前記点群3次元モデルとを重ね合わせた状態で、前記点群3次元モデル上で指定された箇所の寸法データを抽出し、前記CAD3次元モデル上で前記指定された箇所に対応する寸法データを、前記抽出された寸法データにコンバートするコンバート手段と、を備える、建築用資材プレ加工システムである。

0011

請求項2の発明は、請求項1記載の建築用資材プレ加工システムにおいて、前記コンバート手段によりコンバートされた寸法データに基づいて前記建築用資材のプレ加工の加工データを生成するプレ加工データ生成手段を備えることを特徴とする。

0012

請求項3の発明は、請求項1又は2記載の建築用資材プレ加工システムにおいて、前記建築用資材は、サイディングであり、前記加工データは、前記サイディングの割付データを含むことを特徴とする。

0013

請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の建築用資材プレ加工システムにおいて、前記飛行体は、レーザー光照射部を備え、前記レーザー光照射部からのレーザー光の照射領域は、前記カメラのカメラ視野内に含まれることを特徴とする。

0014

請求項5の発明は、対象物件の建築用資材をプレ加工するための建築用資材プレ加工方法であって、前記対象物件の周囲及び/又は内部を飛行体で飛行させつつ前記飛行体に備えられたカメラによって、前記対象物件を撮像して前記対象物件の撮像データを収集する撮像データ収集テップと、前記カメラで取得した前記対象物件の画像から生成される3次元点群データに基づいて、前記対象物件の3次元モデルである点群3次元モデル、を生成する点群3次元モデル生成ステップと、前記対象物件のCAD設計データに基づいた3次元モデルであるCAD3次元モデルと、前記点群3次元モデルとを重ね合わせるステップと、前記重ね合わせステップにより前記CAD3次元モデルと前記点群3次元モデルとを重ね合わせた状態で、前記点群3次元モデル上で指定された箇所の寸法データを抽出し、前記CAD3次元モデル上で前記指定された箇所に対応する寸法データを、前記抽出された寸法データにコンバートするコンバートステップと、を備える、建築用資材プレ加工方法である。

0015

請求項6の発明は、請求項5記載の建築用資材プレ加工方法において、前記コンバートステップによりコンバートされた寸法データに基づいて前記建築用資材のプレ加工の加工データを生成するプレ加工データ生成ステップを備えることを特徴とする。

0016

請求項7の発明は、請求項5又は6記載の建築用資材プレ加工方法において、前記建築用資材は、サイディングであり、前記加工データは、前記サイディングの割付データを含むことを特徴とする。

0017

請求項8の発明は、請求項5〜7のいずれかに記載の建築用資材プレ加工方法において、前記飛行体は、レーザー光照射部を備え、前記レーザー光照射部からのレーザー光の照射領域は、前記カメラのカメラ視野内に含まれることを特徴とする。

発明の効果

0018

本発明は、対象物件の建築用資材をプレ加工するための建築用資材プレ加工システムであって、前記対象物件の周囲及び/又は内部を飛行させる飛行体と、前記飛行体に取り付けられたカメラと、前記カメラで取得した前記対象物件の画像から生成される3次元点群データに基づいて、前記対象物件の3次元モデルである点群3次元モデル、を生成する点群3次元モデル生成手段と、CAD設計データに基づく前記対象物件の3次元モデルであるCAD3次元モデルと、前記点群3次元モデルとを重ね合わせる重ね合わせ手段と、前記重ね合わせ手段により前記CAD3次元モデルと前記点群3次元モデルとを重ね合わせた状態で、前記点群3次元モデル上で指定された箇所の寸法データを抽出し、前記CAD3次元モデル上で前記指定された箇所に対応する寸法データを、前記抽出された寸法データにコンバートするコンバート手段と、を備える構成であるから、対象物件の周囲に飛行体を飛ばしながらカメラで対象物件を撮像し、その撮像データを基にして実際の寸法が反映された点群3次元モデルを生成し、点群3次元モデルとCAD3次元モデルとを重ね合わせつつ設計寸法を実際の寸法にコンバートし、コンバートしたデータを活用してプレ加工に必要な採寸データを取得すれば良いので、煩雑な作業を必要とせず、建築用資材のプレ加工に必要な採寸データを容易に取得可能な建築用資材プレ加工システムを提供できる。

0019

また、前記コンバート手段によりコンバートされた寸法データに基づいて前記建築用資材のプレ加工の加工データを生成するプレ加工データ生成手段を備える構成であるから、例えば当該加工データを建築資材加工装置インポートして建築資材を加工すれば良いので、利便性の高い建築用資材プレ加工システムを提供できる。

0020

また、前記建築用資材は、サイディングであり、前記加工データは、前記サイディングの割付データを含む構成であるから、サイディングの貼り付けに好適な建築用資材プレ加工システムを提供できる。

0021

また、前記飛行体は、レーザー光照射部を備え、前記レーザー光照射部からのレーザー光の照射領域は、前記カメラのカメラ視野内に含まれる構成であるから、照射領域内に木材の縁等のエッジを含む状態の画像を取得し、当該エッジを挟んで一方の照射領域の画像と他方の照射領域の画像との相違点を活用してエッジ検出を行うことができるので、自然光による撮像画像より精度高く対象物件のエッジを検出可能となり、より実際の寸法を反映させた点群3次元モデルを生成可能な建築用資材プレ加工システムを提供できる。

0022

また、対象物件の建築用資材をプレ加工するための建築用資材プレ加工方法であって、前記対象物件の周囲及び/又は内部を飛行体で飛行させつつ前記飛行体に備えられたカメラによって、前記対象物件を撮像して前記対象物件の撮像データを収集する撮像データ収集ステップと、前記カメラで取得した前記対象物件の画像から生成される3次元点群データに基づいて、前記対象物件の3次元モデルである点群3次元モデル、を生成する点群3次元モデル生成ステップと、前記対象物件のCAD設計データに基づいた3次元モデルである、CAD3次元モデルと前記点群3次元モデルとを重ね合わせる重ね合わせステップと、前記重ね合わせステップにより前記CAD3次元モデルと前記点群3次元モデルとを重ね合わせた状態で、前記点群3次元モデル上で指定された箇所の寸法データを、前記CAD3次元モデル上で前記指定された箇所に対応する寸法データにコンバートとするコンバートステップと、を備える構成であるから、対象物件の周囲に飛行体を飛ばしながらカメラで対象物件を撮像し、その撮像データを基にして実際の寸法が反映された点群3次元モデルを生成し、点群3次元モデルとCAD3次元モデルとを重ね合わせつつ設計寸法を実際の寸法にコンバートし、コンバートしたデータを活用してプレ加工に必要な採寸データを取得すれば良いので、煩雑な作業を必要とせず、建築用資材のプレ加工に必要な採寸データを容易に取得可能な建築用資材プレ加工方法を提供できる。

0023

また、前記コンバートステップによりコンバートされた寸法データに基づいて前記建築用資材のプレ加工の加工データを生成するプレ加工データ生成ステップを備える構成であるから、例えば当該加工データを建築資材加工装置にインポートして建築資材を加工すれば良いので、利便性の高い建築用資材プレ加工方法を提供できる。

0024

また、前記建築用資材は、サイディングであり、前記加工データは、サイディングの割付データを含む構成であるから、サイディングに好適な建築用資材プレ加工方法を提供できる。

0025

また、前記飛行体は、レーザー光照射部を備え、前記レーザー光照射部からのレーザー光の照射領域は、前記カメラのカメラ視野内に含まれる構成であるから、照射領域内に木材の縁等のエッジを含む状態の画像を取得し、当該エッジを挟んで一方の照射領域の画像と他方の照射領域の画像との相違点を活用してエッジ検出を行うことができるので、自然光による撮像画像より精度高く対象物件のエッジを検出可能となり、より実際の寸法を反映させた点群3次元モデルを生成可能な建築用資材プレ加工方法を提供できる。

図面の簡単な説明

0026

本発明の実施形態に係る建築用資材プレ加工システムを説明するブロック図である。
本発明の実施形態に係る建築用資材プレ加工システムに係る実施例を説明する図である。
本発明の実施形態に係る建築用資材プレ加工システムに係る実施例を説明する図である。
本発明の実施形態に係る建築用資材プレ加工システムに係る実施例を説明する図である。
本発明の実施形態に係る建築用資材プレ加工システムにおけるステップを説明するフローチャートである。
本発明の実施形態に係る建築用資材プレ加工システムにおけるステップを説明するフローチャートである。
本発明の実施形態に係る建築用資材プレ加工システムにおけるコンバートを説明する概念図である。
本発明の実施形態に係る変形例を説明する斜視図である。
本発明の実施形態に係る変形例を説明する概念図である。

実施例

0027

以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。
本実施形態において、対象物件は、住宅を意味するが、住宅は新築であっても既築であっても良い。
また、本実施形態において建築用資材は、住宅の外壁面を対象として取り付けられるサイディング、床面を対象面として取り付けられる床材、室内の壁面を対象として貼り付けられるクロス天井面を対象として取り付けられる天井材等が挙げられる。さらに、建築用資材には、上述した面状の資材のみならず、長尺の木材からなり、コンクリート基礎の上に取り付けられる土台木も含まれる。
また、プレ加工は、例えば建築現場から離れた加工工場等で資材を予め所望の寸法・形状に加工することを意味する。従って、建築現場では、当該加工された資材の取り付け、組み込み或いは貼り付け作業等が行われる。

0028

先ず、本実施形態に係る建築用資材プレ加工システムについて、主として建築用資材としてのサイディングを例にとり、図1及び図2を用いて説明する。
本実施形態の建築用資材プレ加工システム10は、図1に示す様に、飛行体撮像システム12と、画像処理解析システム14と、CADデータコンバートシステム16と、建築用資材加工システム18とを備える。

0029

まず、飛行体撮像システム12は、飛行体21、記憶部23、コントローラ24等を備える。
本実施形態の飛行体21は、例えばドローンと呼ばれる小型無人飛行機が使用され、機体と駆動部を備えている。機体にはフライトコントロール部、スピードコントロール部、受信器バッテリー、カメラ20、GPS(Global Positioning System)等の必要機器が搭載されている。駆動部は機体に取り付けられた複数本アームプロペラモータ等の飛行に必要な機器を装備している。

0030

カメラ20は、CMOSセンサー等を備えるデジタルカメラを用いることができる。そして、カメラ20は、飛行体21に1台取り付けられても良いし、複数台取り付けられていても良い。

0031

コントローラ24は、ドローン及びカメラ20の動作を制御するものであり、ドローン及びカメラ20と無線通信することができる。コントローラ24は、作業者によって操作される操作部と、当該操作部の操作に基づいて制御信号を生成し、ドローン及びカメラ20に送信する制御部と、を具備する。

0032

作業者は、コントローラ24を操作して、ドローンの姿勢制御速度制御等を行うことにより、ドローンを任意に飛行させることができるとともに、カメラ20によって飛行中に対象物件の画像を撮像できる。

0033

記憶部23は、半導体メモリ又はハードディスク等の記憶装置を用いてもよいし或いはこれらの記憶装置がクラウド化されたものでもよい。カメラ20で取得した画像データ等を、コントローラ24を操作することにより、記憶部23に記憶させることができる。記憶部23には、対象物件の静止画像データや動画画像データ撮像位置情報等が保存される。

0034

次に、画像処理解析システム14は、例えばパーソナルコンピュータ15上で構成される。利用されるパーソナルコンピュータ15は、キーボートタッチパネルディスプレイ等の入力部26、液晶ディスプレイ等の表示部27、操作入力機能画像表示機能統合したユーザインターフェースであるGUIグラフカル・ユーザ・インターフェース)機能部、CPUおよびその他専用の演算デバイスを含む解析演算部25、半導体メモリ或いはハードディスク等の記憶部28、光ディスク等の記憶媒体との間で情報のやり取りを行えるディスク記憶装置駆動部およびそのインターフェース部、USBメモリ等の携帯型記憶媒体との間で情報のやり取りを行えるインターフェース部、無線通信有線通信を行う通信インターフェース部を必要に応じて備えている。

0035

また、画像処理解析システム14をパーソナルコンピュータ15上で構成する画像処理ソフトウェア29としては、例えばSFM(Structure from Motion)系のソフトウェアを用いることができる。SFMは、測定対象物を撮像した複数の画像データから3次元点群データを生成し、当該3次元点群データに基づいて撮像対象物の3次元モデルを作成する機能を有している。本実施形態では、この画像処理ソフトウェア29は、記憶部28に保存しておき、そこから提供される形態となっている。
なお、パーソナルコンピュータとしては、ノート型携帯型、卓上型等の形態が挙げられるが、その形態は限定されない。

0036

次に、CADデータコンバートシステム16は、コンピュータ17上で構成される。
利用されるコンピュータ17は、マウス、キーボート、ポインティングデバイス、タッチパネルディスプレイ等から選択される入力部32、液晶ディスプレイ等の表示部34、操作入力機能と画像表示機能を統合したユーザインターフェースであるGUI(グラフィカル・ユーザ・インターフェース)機能部、CPUおよびその他専用の演算デバイスを含むCAD演算部36、半導体メモリ或いはハードディスク等の記憶部38等を備える。表示部34は、CAD演算部36の指示により、GUI画面を表示させる。

0037

コンピュータ17は、その他、光ディスク等の記憶媒体との間で情報のやり取りを行えるディスク記憶装置駆動部およびそのインターフェース部、USBメモリ等の携帯型記憶媒体との間で情報のやり取りを行えるインターフェース部、無線通信や有線通信を行う通信インターフェース部を必要に応じて備えている。
このように、構成されるコンピュータ17は、市販のCADソフトウェアを基にしたCADソフトウェア39によってCADシステムとして機能する。CADソフトウェア39は、記憶部28に保存され、そこから提供される形態となっている。

0038

次に、建築用資材加工システム18は、コンピュータ19と建築用資材加工装置42とを備え、建築資材加工工場等に配置される。
建築用資材加工装置42は、建築用資材の種類によって以下の様な装置が用いられる。建築用資材がサイディングの場合、建築用資材加工装置42はサイディングのカットが可能なサイディング加工装置で構成され、また、土台木の場合、木材のカッティングや穴開け機能を有する土台木加工装置で構成される。さらに、クロスの場合、クロスカッティング装置が用いられる。

0039

コンピュータ19は、マウス、キーボート、タッチパネルディスプレイ等から選択される入力部44、液晶ディスプレイ等の表示部46、操作入力機能と画像表示機能を統合したユーザインターフェースであるGUI(グラフィカル・ユーザ・インターフェース)機能部、CPUおよびその他専用の演算デバイスを含む加工演算部48、半導体メモリ或いはハードディスク等の記憶部50、光ディスク等の記憶媒体との間で情報のやり取りを行えるディスク記憶装置駆動部およびそのインターフェース部、USBメモリ等の携帯型記憶媒体との間で情報のやり取りを行えるインターフェース部、無線通信や有線通信を行う通信インターフェース部を必要に応じて備えている。表示部46は、加工演算部48の指示により、GUI画面を表示させる。

0040

本実施形態においては、コンピュータ19は、記憶部50に保存される公知の専用ソフトウェアにより機能し、建築用資材加工装置42に加工データを提供する。
ここで、加工データは、例えば、サイディングの場合、上述したサイディング元材料にカット線割り付けるための割付データを含むデータである。また、土台木の場合、木材をコンクリート基礎の長さに合わせてカットするためのカット寸法データや、コンクリート基礎から立ち上がるアンカーボルト位置に合わせて、土台木に穴あけを行うための穴あけ位置穴径データ等を含むデータである。また、クロスの場合、クロス素材にカット線を割り付けるための割付データを含むデータである。

0041

[ステップ例]
ここで、サイディングの場合を例にとり、本システムで実行されるステップ例について、図1図6を用いて説明する。
図2(a)は、飛行体21で対象物件としての住宅60の周囲を撮像している様子を示す。図2(b)は、カメラ20の視野を説明する一部拡大説明図であり、符号66は縦柱材を示し、符号67は縦柱材66の上端部に配置される横材を示す。
図3は、住宅60の点群3次元モデルのうち南面のサイディング取り付け面を示す2次元図である。

0042

まず、図5に示す様に、ステップS10で、飛行体撮像システム12は、対象物件として、サイディングを取り付け可能までに工事が進んだ住宅60の画像データを取得する。図2(a)に示す様に、作業者がコントローラ24を介して、飛行体21としてのドローンを住宅60の周囲に飛行させる。そして、コントローラ24の指示により、図2に示す様に、カメラ20のカメラ視野37をオーバーラップさせつつ、対象物件の撮像を行うことで当該対象物件に関する大量の画像データを取得する。

0043

そして、これらの画像データは、上述したGPSによって得られた経度緯度、高度を含む撮像位置情報が関連付けられて記憶部23に保存される。

0044

次に、ステップS12において、画像処理解析システム14は、飛行体撮像システム12で取得された住宅60の画像データを、飛行体撮像システム12から記憶部28にインポートする。そして、これらの画像データを解析演算部25で処理及び解析して住宅60の3次元点群データを生成し、記憶部28に保存する。この3次元点群データには、位置情報反射強度RGB値等の色情報が含まれている。

0045

次に、ステップS14において、画像処理解析システム14は、3次元点群データに基づいて住宅60の点群3次元モデルを表示するために必要な点群3次元モデルデータを生成する。この点群3次元モデルデータは、例えば前記3次元点群データにエッジ検出処理等を施して生成される。
このエッジ検出処理は、3次元点群データの特徴検出或いは特徴抽出のために実行される処理の一種であり、例えばデジタル画像の明るさが不連続に変化している箇所を特定する処理等を含んでいる。従って、点群3次元モデルは、エッジ検出処理で検出したエッジを含んで生成される。本実施形態においては、図3に示す様に、例えば柱材の縁55や、窓枠材の縁56等がエッジとして検出される。また、エッジは、例えば円形配管等を通過させるために設けられる円形穴のエッジも含まれる。

0046

また、点群3次元モデルは、立体モデルなので例えば表示部27に表示させ、所定の座標を中心として回転も可能であり、見たい角度からも見ることができる。
そして、解析演算部25は、点群3次元モデルデータを、上述したCADソフトウェア39で処理可能なデータ形式に変換してCADデータコンバートシステム16にエクスポートする。なお、点群3次元モデルデータには、3次元メッシュデータ、DSM数値表層モデル)並びにオルソモザイク画像データも含まれる。
このように、解析演算部25は、カメラ20で取得した対象物件としての住宅60の画像から生成される3次元点群データに基づいて、住宅60の3次元モデルである点群3次元モデル、を生成する点群3次元モデル生成手段として機能する。そして、本実施形態の点群3次元モデル生成手段は、上述したエッジ検出処理を含むエッジ検出手段を有する。

0047

次に、ステップS16において、CADデータコンバートシステム16は、前記3次元点群モデルを活用してCAD設計データを修正した修正CADデータの生成を行うが、その詳細は後述する。

0048

次に、ステップS18において、修正CADデータが、建築用資材加工システム18に送信され、建築用資材加工システム18の記憶部50に保存される。次に、当該修正CADデータに基づいて、加工演算部48は、例えばサイディングの割付データを含む加工データを生成し記憶部50に保存する。図4に、当該割付データに基づいてサイディング11を割り付け割付図面51を示す。
このように、加工演算部48は、後述するコンバート手段によりコンバートされた寸法データに基づき、建築用資材としてのサイディングのプレ加工の加工データである割付データ、を生成するプレ加工データ生成手段として機能する。

0049

次に、ステップS20において、当該割付データに基づいて、サイディング加工装置でサイディングのカットが行われる。
割付データに基づいてカットされたサイディングを加工工場から、建築現場に運び込み、住宅60の各壁面に取り付けることができる。図4は、サイディング11を貼り付けた住宅60の様子も示す図である。

0050

[データコンバートフロー]
次に、ステップS16で実行されるステップについて図6及び7を用いて説明する。
まず、ステップS30において、CAD演算部36は、CAD設計データに基づいた住宅の3次元モデルである3次元設計モデルに対応する3次元設計モデルデータを生成する。
次に、CAD演算部36は、上述の様にしてCADデータコンバートシステム16にインポートされた点群3次元モデルデータと、3次元設計モデルデータとを重ね合わせる。このとき、各データが同じ座標となる様に、点群3次元モデルデータの位置を3次元設計モデルデータの位置に合わせる。

0051

より詳しくは、作業者は、CAD演算部36によって点群3次元モデル及び3次元設計モデルが表示部34に表示されると、両者の共通の基準点、例えば図2及び図3に示す様に、住宅の角等の基準点Kを指定する。次に、作業者は、点群3次元モデルデータに、基準点Kを中心とした3次元設計モデルのx、y、z軸と同じ座標軸を付与する。そうすると、CAD演算部36は、基準点Kと付与されたx、y、z軸に基づいて、点群3次元モデルデータと、3次元設計モデルデータとを同じ座標系に重ね合わせる。
このように、CAD演算部36は、CAD設計データに基づく住宅60の3次元モデルであるCAD3次元モデルと、点群3次元モデルとを重ね合わせる重ね合わせ手段として機能する。

0052

次に、ステップS31において、CAD演算部36は、図3に示す様に、作業者の指示により、例えば点群3次元モデルのうち屋根部68を除く南側の面を示す南面2次元図54を表示部34に表示させる。次に、CAD演算部36は、作業者の指示により、3次元設計モデルの南面2次元図のうちサイディング取り付け直前レイヤ図を南面レイヤ図として、南面2次元図54とを重ね合わせて表示する。

0053

次に、ステップS32において、CAD演算部36は、作業者が指定したポイントマーカーを表示する。具体的には、図3に示す様に、作業者が、南面2次元図54に現れるエッジ線の最外側のコーナA〜D及び3つの窓枠のコーナE〜Pをそれぞれ指定ポイントとすると、CAD演算部36は、当該ポイントに円形のマーカを表示する。次に、CAD演算部36は、エッジ線に沿ったマーカ間の距離を抽出する。その際、CAD演算部36は、上述した様に画像データに関連付けられた経度、緯度、高さのデータを利用して指定ポイント間の距離を容易に算出できる。

0054

次に、ステップS34において、CAD演算部36は、上述のようにして抽出した距離を、南面レイヤ図の対応する箇所の寸法値としてコンバートしたコンバート南面レイヤ図データを生成する。
ここで図7を用いてコンバートについての考え方を説明する。
図7では、点群3次元モデルにおける南面2次元図54の4隅がA,B,C,Dで示されている。これに対し、上述した南面レイヤ図69の4隅がa,b,c,dで示されている。なお、説明の便宜のため、図7では、南面2次元図54及び南面レイヤ図69において、その内側の窓枠等を示す線は省略している。

0055

図7に示す様に、例えば南面2次元図54におけるAD辺が、南面レイヤ図69のad辺より長く、また南面2次元図54におけるBC辺が、南面レイヤ図69のbc辺より長い場合、ad辺の長さをAD辺の長さにコンバートし、bc辺の長さをBC辺の長さにコンバートしたコンバート南面レイヤ図70を生成する。図7において、符号E,F,G,Hは、コンバート南面レイヤ図70の4隅を示す。なお、説明の便宜のため、図7では、上述と同様にコンバート南面レイヤ図70において、その内側の窓枠等を示す線は省略している。
このような、ステップを対象物件の各面毎に繰り返し、CAD設計データを修正した修正CADデータが、記憶部38に保存される。

0056

このように、CAD演算部36は、前記CAD3次元モデルと前記点群3次元モデルとを重ね合わせた状態で、前記点群3次元モデル上で指定された箇所の寸法データを抽出し、前記CAD3次元モデル上で前記指定された箇所に対応する寸法データから前記抽出された寸法データにコンバートするコンバート手段として機能する。

0057

[変形例]
次に、本実施形態の変形例について図8及び図9を用いて説明する。
本変形例と上述した実施形態との相違点は、図8に示す様に、飛行体21がレーザー光照射部62を備える点である。なお、図8において飛行体21は省略している。

0058

レーザー光照射部62は、例えば緑色(約532nmの波長)或いは赤色(約635〜690nmの波長)のレーザー光を発射するレーザーポンターを用いることができる。図8に示す様に、レーザー光照射部62から照射されるレーザー光の照射領域63は、カメラのカメラ視野37に含まれ、カメラ20により撮像する画像には照射領域63が含まれる。

0059

ここで、この変形例の構成による作用について説明する。
まず、図9(a)に示す様に、例えば壁面等の平坦面64をカメラ20で撮像した場合、照射領域63は画像上で略一様な輝度で現れる。
一方、図9(b)に示す様に、例えば木材からなる第1面65aと、第1面65aより低い壁面からなる第2面65bとによる段差部であるエッジ65cに照射領域63がかかった状態で、その箇所をカメラ20で撮像すると、第1面65aにかかる照射領域63aと第2面65bにかかる照射領域63bとの輝度の差が、自然光のみで撮像した場合に比べて、より明確となる。従って、例えば上述したエッジ検出処理における閾値の設定を容易に行うことができるので、エッジ判定の精度が向上する。

0060

或いは、図9(c)に示す様に、第1面65aと第2面65bとの段差が大きい場合、エッジ65cに照射領域63がかかると、第1面65aにかかる照射領域63aの画像の外形線63dと、第2面65bにかかる照射領域63bの画像の外形線63eとが不連続となる。従って、例えば上述したエッジ検出処理において、照射領域63の外形線63d、63eが不連続性を有する場合、不連続性を有する2点を結ぶ線がエッジであると判定することができる等、照射領域63bの画像の外形線63d,63eの不連続性に着目したエッジ検出を行うことができるので、エッジをより精確に検出可能となる。

0061

そのため、例えば上述したステップS32において、表示部34に表示された南面2次元図54上で最外側のコーナDが判り難い場合、縦柱材66の縁55に照射される2点のレーザー光照射領域で検出されるエッジ同士を結んだ線と、横材67の縁71に照射される2点のレーザー光照射領域で検出されるエッジ同士を結んだ線との交点を求める処理をさせることでコーナDを明確に表示できる。その際、上述した2点間の距離が、ある程度離れていることが望ましい。
このように、本変形例の3次元モデル生成手段は、レーザー光照射部62による照射領域63の画像に基づいてエッジ検出処理を行う照射領域エッジ検出手段を含む。
本変形例によれば、精度高く点群3次元モデルを生成できるので、実際の寸法に近い寸法で割り付けデータ等の加工データを生成できる。

0062

これまで説明してきた様に、本実施形態の建築用資材プレ加工システム10によれば、住宅60の周囲に飛行体21を飛ばしながらカメラ20で住宅を撮像し、その撮像データを基にして実際の寸法が反映された点群3次元モデルを生成し、点群3次元モデルとCAD3次元モデルとを重ね合わせつつ設計寸法を実際の寸法にコンバートすれば、コンバートしたデータを活用してプレ加工に必要な採寸データを取得できるので、特許文献1のシステムの様に、複数のターゲットプレートを住宅に取り付ける必要もなく、したがって煩雑な作業を必要とせず、また、測定器やターゲットプレートの配置位置に制限がかかる虞もなく、建築用資材のプレ加工に必要な採寸データを容易に取得することができる。

0063

また、上述した様に、本実施形態によれば、対象物件の建築用資材をプレ加工するための建築用資材プレ加工方法であって、対象物件としての住宅60の周囲及び/又は内部を飛行体21で飛行させつつ飛行体21に備えられたカメラ20によって、住宅60を撮像して住宅60の撮像データを収集する撮像データ収集ステップ(例えばステップS10)と、カメラ20で取得した住宅60の画像から生成される3次元点群データに基づいて、住宅60の3次元モデルである点群3次元モデル、を生成する点群3次元モデル生成ステップ(例えばステップS12及びS14)と、住宅60のCAD設計データに基づいた3次元モデルである、CAD3次元モデルと点群3次元モデルとを重ね合わせるステップ(例えばステップS30)と、重ね合わせステップにより前記CAD3次元モデルと前記点群3次元モデルとを重ね合わせた状態で、前記点群3次元モデル上で指定された箇所の寸法データを抽出し、前記CAD3次元モデル上で前記指定された箇所に対応する寸法データから前記抽出された寸法データにコンバートするコンバートステップ(例えばステップS31〜S34)、前記コンバートステップによりコンバートされた寸法データに基づいて建築用資材としてのサイディングのプレ加工の加工データである割付データを生成するプレ加工データ生成ステップ(例えばステップS18)を備える構成となっているのである。
さらに、本実施形態の建築用資材プレ加工方法は、飛行体21が、レーザー光照射部62を備え、レーザー光照射部62からのレーザー光の照射領域63は、カメラ20のカメラ視野37内に含まれる構成であっても良い。

0064

これまで説明して来た様に、本実施形態によれば、建築用資材のプレ加工に必要な採寸データを容易に取得することが可能な建築用資材プレ加工システム及び建築用資材プレ加工方法を提供することができる。

0065

以上、本発明の実施形態のうちいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらはあくまでも例示であり、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

0066

10建築用資材プレ加工システム
20カメラ
21飛行体
25解析演算部(点群3次元モデル生成手段)
36CAD演算部(重ね合わせ手段、コンバート手段)
37カメラ視野
48加工演算部(加工データ生成手段)
60 住宅(対象物件)
62レーザー光照射部
63照射領域

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