(57)【要約】【課題】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。【選択図】図１
2020042329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【発明の詳細な説明】
【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に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を人手で採寸し、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、粉塵や騒音の発生が近隣の住民や作業者に影響するという問題や、カット作業に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が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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−２５４８６号公報
【発明の概要】
【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の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、この作業を住宅の南面、北面、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】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【発明を実施するための形態】
【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のアームにプロペラ、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と無線で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や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、キーボートや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。
【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を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や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、例えば円形の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を割り付けた割付図面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の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に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。
【符号の説明】
【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）
３６  ＣＡＤ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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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