(57)【要約】【課題】従来の作図、シミュレーションシステムではインターネット上での利用において、屋根も含めた一棟全体のシミュレーションを行うことができなかった。平面図に基づく、屋根の自動生成には複雑な計算プログラムを要するためである。【解決手段】平面の外周ラインから屋根構成に必要な要素を自動で検出し、そこから屋根の面となる構成をプログラム化することで適合する屋根パターンの生成を実現した。これによって、施主が建てたい外観スタイルに合わせた屋根生成を自動で三次元化することができ、平面図と三次元結果を含めた一棟分の住宅シミュレーションを行うことが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
独自に開発したサーバープログラムにより、クライアントプログラムの軽量化、最適化を図ったことによりインターネット環境のブラウザのみ（プラグイン類は一切不要）で利用ができる、図面作成支援システムで住宅一棟の三次元シミュレーションを行う。図面作成支援システムでは、まず平面図の設計を行い、その外周にあたる辺を元に、多種類の屋根形状それぞれが構成を指定する屋根を構成する軒先、棟、隅棟、谷、妻を計算する。それによって、最適な屋根の構造をサーバープログラムが自動で判断し、三次元表示にて表現する。
【請求項２】
この図面作成支援システムで設計された平面図及び平面図に付加された設計情報に基づき、最適な屋根形状を提示すること可能である。これは平面図情報だけではなく、立地場所及び環境によって異なる条件即ち地域仕様を考慮し、最適な屋根の形状を提案する。
【請求項３】
この図面作成支援システムで設計された住宅一棟は立地場所においては相場単価をマスタに持ち、住宅に関する費用は坪単価で計算することで、各設備や住設、建具のアイテム金額をマスタ化することによって住宅一棟を建てるにあたっての総額もシミュレートすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、インターネット環境のブラウザのみ（プラグイン類は一切不要）で利用できる図面作成支援システムに含まれるサーバーアプリケーションに関する。
【背景技術】
【０００２】  設計された平面図から三次元立体への自動モデリングを行えるものがある（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３３４１１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来、住宅間取りの設計に必要であったプラグイン類を一切必要としない。さらに、インターネット環境のブラウザのみで実行することが可能である。【０００５】  以上に述べた従来の三次元モデリングソフトでは、平面図をもとに部屋部分のみが三次元化されるものである。【０００６】  本発明は、インターネット環境のブラウザを使って、部屋部分のみではなく、設計された平面図及び平面図に付加された設計情報に基づき、屋根を含む戸建て住宅一棟を自動で三次元化するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  ユーザーが平面図設計を行い、三次元モデル生成のリクエストの際に、設計図面の判定をクライアントアプリケーションで行う。判定数値より、サーバーアプリケーションは三次元モデル生成の判定を行う。【０００８】  上記の課題解決手段によって、屋根形状を指定するあたり、基礎高さ、各階の高さ位、軒の出、妻の出、屋根勾配が決定され、指定された三次元モデルの生成数値の計算プログラムを発動させる。【０００９】  上記第１、第２の課題解決手段によって、目的に達するため、サーバー側アプリケーションによって、各階の外壁ライン、屋根形状で指定される情報より屋根を構成する各面を三次元によって求め、屋根の各辺属性（即ち平面図によって設計された辺による）は軒先、棟、隅棟、谷、妻によって成り立っており、棟、隅棟を生成し、住宅一棟の三次元モデルを生成する。
【発明の効果】
【００１０】  上述したように、本発明のサーバーアプリケーションによって、平面図から最適な屋根を含めた住宅１棟分の三次元モデルを求め表現することができ、より具体的なイメージ化された施工モデルを施主へ提案することができる。【００１１】  また、６種類の屋根形状を選択することができ、それぞれの形状に合わせた屋根を三次元モデルにてシミュレーションすることができるため、ユーザーは複雑な屋根生成に関する計算を行うことなく、住宅１棟全体のシミュレーションを簡易的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】屋根自動生成の基本概念
【図２】寄棟屋根の生成方法
【図３】切妻屋根の生成方法
【図４】片流屋根の生成方法
【図５】フラット屋根の生成方法
【発明を実施するための形態】
【００１３】  基本概念として、屋根の生成において寄棟と切妻の場合において、必要とされる計算方法を示す。（図１）
【００１４】図１−１  目的：寄棟形状の屋根を生成する
出隅を求める（外壁ラインの出隅を求める）
▲１▼  出隅に挟まれた辺で一番短い辺を探す
▲２▼  該当辺の両端の出隅から４５度で隅を作り、交点を求める
▲３▼  上記で求めた隅の長さで全ての角から隅／谷を作る
▲４▼  できた頂点で多角形を作る
▲５▼  矩形ができたら終了（４つの頂点が生成）
▲６▼  ▲１▼に戻る
▲７▼  軒先で面を拡大する
【００１８】図１−２
目的：横切り形状の屋根を生成する
出隅を求める（外壁ラインの出隅を求める）
入隅を求める
分割点（出隅から入隅の辺の延長と軒先の交点）を求める
出隅、入隅を求める
▲１▼  分割点を求める
▲２▼  分割点で軒先を分割する
▲３▼  対向する軒先線から、棟を求める（図１−２−２）
▲４▼  分割点を削除し、隣り合う面を結合する（図１−２−３）
▲５▼  軒出、妻出で面を拡大する
【実施例】
【００１９】  屋根スタイルが寄棟タイプに該当するコンテンポラリー、ジャパニーズスタイル等、寄棟屋根の作成の場合の自動生成プログラムとなる。
寄棟にする条件ついて、屋根勾配はすべての屋根面で同一であること、屋根の基準となる多角形のすべての内角が９０度もしくは２７０度であることが必要である。
前提をクリアした場合、全ての頂点から内角を２分する方向ベクトルを求める。内角９０度から作られるベクトルを隅ベクトルとし、内角２７０度から作られるベクトルを谷ベクトルと称する。（図２−１）各頂点をベクトル方向に同一距離分移動することで縮小された多角形を作成する。ベクトル同士が衝突した場合には、隣り合う頂点との距離がゼロより大きい最小の距離の頂点までを「棟」とする。（図２−２）但し、（図２−２−３）の場合には「棟」は発生しない。（図２−２−４）の場合では、谷ベクトル同士の先頭が棟となる。衝突した頂点を取り除き、図２−１の手順に戻る。（図２−３）頂点数がゼロになれば終了となる。（図２−４）次に得られたベクトルの軌跡から各屋根面の平面を得る。（図２−５）各屋根面は、開始時の基準多角形を１辺に持つことから、この辺を基準線として、多角形の内側方向に直行する上り勾配である。このことから、面を構成する頂点とその面が持つ基準線との垂直距離を求め、頂点の基準線からの高さを得る。開始時の基準多角形を「軒の出」として外側にオフセットすることで、各屋根面の「軒先線」を得る。軒先線の頂点は、各屋根面の基準線から「下り勾配」となる。（図２−６）建物スタイルに設定される屋根が所属する高さを基準線の高さとすることで各頂点の絶対高さを得る。また計算過程の情報から隅棟・谷・棟・軒先の属性を各屋根面の構成する辺に付加する。（図２−７）【００２０】  屋根スタイルが切妻タイプに該当する北欧、ブリティッシュ、南欧、アーリーアメリカンの場合の切妻屋根の作成の場合の自動生成プログラムとなる。
切妻にする条件ついて、屋根勾配はすべての屋根面で同一であること、屋根の基準となる多角形のすべての内角が９０度もしくは２７０度であることが必要である。
前提をクリアした場合、まず軒先線と妻辺を決定する。切妻の場合には、横切妻と縦切妻に分けられため、横切妻の場合には縦の線を切妻とし、縦切妻の場合には横の線を切妻とする。（図３−１）次に妻辺が入隅（内角が２７０度の頂点）にある場合、入隅側を延長し、軒先との交点を得る。（図３−２）交点で軒先線を分割する。（図３−３）対向する軒先線で矩形を構成（図３−４）し、構成された各句系の対抗する軒先線の距離の１／２で棟を作成する。（図３−５）各矩形棟で分割した後、合成する。（図３−７）
各矩形で切妻辺と重なる線を切妻とする。また、棟を挟んだ反対側の延長線上の線も切妻とし、切妻辺と重ならない辺は「壁取り合い」とする。（図３−８）各矩形の軒先線を基準線として、棟方向に登り勾配であるため、これによって、矩形の各頂点から基準線までの垂直距離を求め各頂点の高さを決定する。軒先線は軒の出、切妻線は切妻の出を水平移動距離として、三次元で平行移動し、屋根の各面の頂点座標を確定する。（図３−９）最後に、建物スタイル設定から屋根が所属する高さを得て、それを基準線の高さとすることで各頂点の絶対高さを得る。計算過程の情報から棟・軒先・妻・段取り合いの属性を各屋根面の構成する辺に付加する。（図３−１０）【００２１】  屋根スタイルが片流れタイプに該当するモダン１の場合の屋根自動生成プログラムとなる。片流れにする条件ついて、屋根勾配はすべての屋根面で同一であることが必要である。
前提をクリアした場合、まずスタイル設定から流れ方向即ち水が流れる方向を得る。流れ方向と並行な辺を切妻辺、直行する辺を軒先辺とする。（図４−１）流れ方向と並行な辺を切妻辺、直行する辺を軒先線と定義する。（図４−２）軒先辺について、建物中心から流れ方向をプラス、逆方向をマイナスとして、垂直距離が最も大きい軒先線を基準線とする。（図４−３）基準線から、上り勾配として各頂点と基準線の垂直距離を求め、各頂点の高さを得る。（図４−４）軒先線は軒の出、切妻線は、妻の出を水平移動距離として、三次元で平行移動し、屋根の頂点座標を決定する。（図４−５）最後に、建物スタイル設定から屋根が所属する高さを得て、それを基準線の高さとすることで各頂点の絶対高さを得る。計算過程の情報から棟・軒先・妻の属性を各屋根面の構成する辺に付加する。【００２２】  片流れにする条件ついて、屋根勾配はすべての屋根面で同一であることが必要である。
前提をクリアした場合、スタイル設定から屋根が所属する高さを得て、それを基準線の高さとすることで各頂点の絶対高さを得る。辺の属性はないのとする。（図５）
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年7月18日(2017.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
2018195277.tif 000010
【図３】
2018195277.tif 000011
【図４】
2018195277.tif 000012
【図５】
2018195277.tif 000013
【図６】
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【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【図１】屋根自動生成の基本概念
【図２】寄棟屋根の生成方法
【図３】横切妻屋根の生成方法
【図４】縦切妻屋根の生成方法
【図５】片流屋根の生成方法
【図６】フラット屋根の生成方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】    屋根スタイルが切妻タイプに該当する北欧、ブリティッシュ、南欧、アーリーアメリカンの場合の切妻屋根の作成の場合の自動生成プログラムとなる。
切妻にする条件ついて、屋根勾配はすべての屋根面で同一であること、屋根の基準となる多角形のすべての内角が９０度もしくは２７０度であることが必要である。
前提をクリアした場合、まず軒先線と妻辺を決定する。切妻の場合には、横切妻と縦切妻に分けられため、横切妻の場合には縦の線を切妻とし、縦切妻の場合には横の線を切妻とする。（図３−１，図４−１）次に妻辺が入隅（内角が２７０度の頂点）にある場合、入隅側を延長し、軒先との交点を得る。（図３−２，図４−２）交点で軒先線を分割する。（図３−３，図４−３）対向する軒先線で矩形を構成（図３−４，図４−４）し、構成された各句系の対抗する軒先線の距離の１／２で棟を作成する。（図３−５，図４−５，図３−６，図４−６）各矩形棟で分割した後、合成する。（図３−７，図４−７）
各矩形で切妻辺と重なる線を切妻とする。また、棟を挟んだ反対側の延長線上の線も切妻とし、切妻辺と重ならない辺は「壁取り合い」とする。（図３−８，図４−８）各矩形の軒先線を基準線として、棟方向に登り勾配であるため、これによって、矩形の各頂点から基準線までの垂直距離を求め各頂点の高さを決定する。軒先線は軒の出、切妻線は切妻の出を水平移動距離として、三次元で平行移動し、屋根の各面の頂点座標を確定する。（図３−９，図４−９）最後に、建物スタイル設定から屋根が所属する高さを得て、それを基準線の高さとすることで各頂点の絶対高さを得る。計算過程の情報から棟・軒先・妻・段取り合いの属性を各屋根面の構成する辺に付加する。（図３−１０，図４−１０）