(57)【要約】【課題】時系列管理に適した構造物管理用図面を容易に作成する。【解決手段】構造物管理用図面作成装置１０は、構造物の構造パラメータ及び構造物の撮影写真を登録する登録部１１と、構造物の３Ｄモデルを構造パラメータを用いて作成する３Ｄモデル作成部１５と、３Ｄモデルの部材寸法を撮影写真を用いて更新し、更新後の部材寸法を用いて３Ｄモデルを再構成する３Ｄモデル再構成部１７と、再構成された３Ｄモデルを用いて管理用図面を作成する基本管理図作成部１２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の管理用図面を作成する構造物管理用図面作成装置であって、
前記構造物の構造パラメータ及び前記構造物の撮影写真を登録する登録部と、
前記構造物の３Ｄモデルを前記構造パラメータを用いて作成するモデル作成部と、
前記３Ｄモデルの部材寸法を前記撮影写真を用いて更新し、更新後の前記部材寸法を用いて前記３Ｄモデルを再構成する再構成部と、
を備えたことを特徴とする構造物管理用図面作成装置。
【請求項２】
前記再構成部は、更新の対象部材に接続される柱の３Ｄモデルデータを更新した後、その柱に接続される部材の３Ｄモデルデータを更新することを特徴とする請求項１記載の構造物管理用図面作成装置。
【請求項３】
さらに、前記撮影写真上の変状箇所が入力されると、作成または再構築された前記３Ｄモデルを用いて前記撮影写真上の変状箇所の位置及び数量を測定し、時系列管理する変状測定部を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の構造物管理用図面作成装置。
【請求項４】
前記変状測定部は、前記撮影写真の画像座標系から前記３Ｄモデルの実座標系に変換することを特徴とする請求項３記載の構造物管理用図面作成装置。
【請求項５】
前記変状測定部は、視線ベクトルＶｓが交差する３Ｄモデル面の数が２個以上である場合は、視線ベクトルＶＳと面法線ベクトルＶＮのなす角θが１８０度に最も近い面、または、視線ベクトル距離ＳＬが最も近い面を最適面として選定することを特徴とする請求項４記載の構造物管理用図面作成装置。
【請求項６】
さらに、作成または再構築された前記３Ｄモデルを用いて前記管理用図面を作成する図面作成部を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の構造物管理用図面作成装置。
【請求項７】
前記図面作成部は、前記構造物の展開図を作成する場合、面の全領域が他部材と隣接しない面であり、かつ、外部から見える面だけを展開図に含めることを特徴とする請求項６記載の構造物管理用図面作成装置。
【請求項８】
構造物の管理用図面を作成する構造物管理用図面作成装置の処理プログラムであって、
前記構造物の構造パラメータ及び前記構造物の撮影写真を登録する登録ステップと、
前記構造物の３Ｄモデルを前記構造パラメータを用いて作成するモデル作成ステップと、
前記３Ｄモデルの部材寸法を前記撮影写真を用いて更新し、更新後の前記部材寸法を用いて前記３Ｄモデルを再構成する再構成ステップと、
を前記構造物管理用図面作成装置に実行させるための処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁などの構造物の管理用図面を作成する構造物管理用図面作成装置、及びその処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁などの構造物は、検査−計画−工事といった一連の流れで管理すべきであり、こういった総合的マネジメント手法としてアセットマネジメントがある。アセットマネジメントでは、検査や工事の履歴を適切かつ時系列に管理することが重要であり、その管理を容易にするため、基本管理図と呼ばれる構造物管理用図面を用いるのが一般的である。
【０００３】
基本管理図を作成するには、橋梁構造物を測定する必要がある。その測定方法としては、ＴＳ（トータルステーション）による方法と、地上レーザーによる方法と、ステレオカメラによる方法の３通りの方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、基本管理図の管理方法としては、２次元的な管理方法や、撮影写真による管理方法がある。２次元的な管理方法は、橋梁構造物を２次元図面で管理する方法であり、紙ベースやＣＡＤなどで管理する場合によく用いられる。一方、撮影写真による管理方法とは、橋梁構造物の測定時や点検時などに橋梁構造物をデジタルカメラなどで撮影し、その撮影写真を管理しておくというものである。この管理方法は、橋梁構造物のありのままの変状を記録・管理したい場合に適している。撮影写真は膨大な枚数になるため、電子化してリスト形式やカタログ形式によりコンピュータ上で管理するのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術によると、橋梁構造物の測定が煩雑となり、また基本管理図の作成コストが掛かるという課題がある。すなわち、ＴＳや地上レーザーなどの高価な測定装置を用いれば、高精度に橋梁構造物を測定することができるが、基本管理図は、通常維持管理の検査業務のベースマップに使用するものであり、必要以上に高精度である必要はない。また、基本管理図を作成するための必要要件は、現地での測定作業が少なく、室内作業において容易に基本管理図を作成できることである。さらに、現地での測定作業を少なくするという意味では、ステレオカメラを用いた方法は有効であるが、橋梁構造物を一から作成することは室内作業工数が掛かるため実現的でない。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、時系列管理に適した構造物管理用図面を容易に作成することのできる構造物管理用図面作成装置、及びその処理プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、構造物の管理用図面を作成する構造物管理用図面作成装置において、前記構造物の構造パラメータ及び前記構造物の撮影写真を登録する登録部と、前記構造物の３Ｄモデルを前記構造パラメータを用いて作成するモデル作成部と、前記３Ｄモデルの部材寸法を前記撮影写真を用いて更新し、更新後の前記部材寸法を用いて前記３Ｄモデルを再構成する再構成部とを備えたことである。
【０００８】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、前記再構成部が、更新の対象部材に接続される柱の３Ｄモデルデータを更新した後、その柱に接続される部材の３Ｄモデルデータを更新することである。
【０００９】
本発明の実施の形態に係る第３の特徴は、さらに、前記撮影写真上の変状箇所が入力されると、作成または再構築された前記３Ｄモデルを用いて前記撮影写真上の変状箇所の位置及び数量を測定し、時系列管理する変状測定部を備えたことである。
【００１０】
本発明の実施の形態に係る第４の特徴は、前記変状測定部が、前記撮影写真の画像座標系から前記３Ｄモデルの実座標系に変換することである。
【００１１】
本発明の実施の形態に係る第５の特徴は、前記変状測定部が、視線ベクトルＶｓが交差する３Ｄモデル面の数が２個以上である場合は、視線ベクトルＶＳと面法線ベクトルＶＮのなす角θが１８０度に最も近い面、または、視線ベクトル距離ＳＬが最も近い面を最適面として選定することである。
【００１２】
本発明の実施の形態に係る第６の特徴は、さらに、作成または再構築された前記３Ｄモデルを用いて前記管理用図面を作成する図面作成部を備えたことである。
【００１３】
本発明の実施の形態に係る第７の特徴は、前記図面作成部が、前記構造物の展開図を作成する場合、面の全領域が他部材と隣接しない面であり、かつ、外部から見える面だけを展開図に含めることである。
【００１４】
本発明の実施の形態に係る第８の特徴は、構造物の管理用図面を作成する構造物管理用図面作成装置の処理プログラムが、前記構造物の構造パラメータ及び前記構造物の撮影写真を登録する登録ステップと、前記構造物の３Ｄモデルを前記構造パラメータを用いて作成するモデル作成ステップと、前記３Ｄモデルの部材寸法を前記撮影写真を用いて更新し、更新後の前記部材寸法を用いて前記３Ｄモデルを再構成する再構成ステップとを前記構造物管理用図面作成装置に実行させることである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、時系列管理に適した構造物管理用図面を容易に作成することのできる構造物管理用図面作成装置、及びその処理プログラムを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明における構造物管理用図面作成装置の構成図である。
【図２】本発明におけるステレオ撮影装置の概観図である。
【図３】本発明における基本管理図作成方法を示す図である。
【図４】本発明における部材寸法測定方法を示す図である。
【図５】本発明における数式の説明図である。
【図６】本発明における寸法測定条件の判定機能の説明図である。
【図７】本発明におけるステレオ撮影装置の測定精度判定機能とキャリブレーション機能の説明図である。
【図８】本発明における撮影写真管理方法を示す図である。
【図９】本発明における経年変化管理方法を示す図である。
【図１０】本発明における変状箇所の位置算出方法を示す図である。
【図１１】レンズ歪みなどを除去している場合の表示結果を示す図である。
【図１２】レンズ歪みなどを除去していない場合の表示結果を示す図である。
【図１３】デジタルカメラの内部機構に起因する歪み（誤差）要因の説明図である。
【図１４】本発明における検査、補修管理（変状測定）方法を示す図である。
【図１５】変状箇所の位置及び数量を正確に測定する原理を示す図である。
【図１６】本発明における構造物管理用図面作成装置の動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明における構造物管理用図面作成装置の動作を示すフローチャートである。
【図１８】本発明における橋梁３Ｄモデル再構成処理の説明図である。
【図１９】本発明における橋梁３Ｄモデル再構成処理に必要な各種データの説明図である。
【図２０】本発明における橋梁３Ｄモデル再構成処理に必要な各種データの説明図である。
【図２１】本発明における橋梁（ラーメン高架橋）の３Ｄモデルの説明図である。
【図２２】本発明における橋梁（ラーメン高架橋）の３Ｄモデルの説明図である。
【図２３】本発明における橋梁３Ｄモデル再構成処理を示すフローチャートである。
【図２４】本発明における橋梁３Ｄモデル再構成処理を示すフローチャートである。
【図２５】本発明における橋梁の柱・はり・床版の骨格部材の平面図である。
【図２６】本発明における橋梁の柱・はり・床版の骨格部材の平面図である。
【図２７】本発明における橋梁の柱・はり・床版の骨格部材の平面図である。
【図２８】本発明における展開図作成処理の説明図である。
【図２９】本発明における展開図作成処理の説明図である。
【図３０】本発明における展開図作成処理の説明図である。
【図３１】本発明における展開図作成処理を示すフローチャートである。
【図３２】本発明における変状測定処理の説明図である。
【図３３】本発明における変状測定処理に必要な各種データの説明図である。
【図３４】本発明における変状測定処理を示すフローチャートである。
【図３５】本発明における変状測定処理の説明図である。
【図３６】本発明における変状測定処理の説明図である。
【図３７】本発明における変状測定処理の説明図である。
【図３８】本発明における撮影写真と変状・補修図形の時系列管理法の説明図である。
【図３９】本発明における撮影写真と変状・補修図形の時系列管理法の説明図である。
【図４０】本発明における撮影写真の時系列管理の具体例１を示す図である。
【図４１】本発明における撮影写真の時系列管理の具体例２を示す図である。
【図４２】本発明における変状・補修箇所の時系列管理の具体例１を示す図である。
【図４３】本発明における変状・補修箇所の時系列管理の具体例２を示す図である。
【図４４】本発明における変状・補修箇所の時系列管理の具体例３を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明における構造物管理用図面作成装置１０の構成図である。この構造物管理用図面作成装置１０は、橋梁などの構造物の管理用図面（以下、「基本管理図」という場合がある。）を作成する装置であって、図１に示すように、登録部１１と、基本管理図作成部１２と、出力部１３と、記憶部１４と、３Ｄ（dimension）モデル作成部１５と、３Ｄ空間配置部１６と、３Ｄモデル再構成部１７と、変状測定部１８とを備えている。
【００１９】
登録部１１は、構造物の構造パラメータや構造物の撮影写真などの各種情報を登録する。構造物の撮影写真としては、ステレオ撮影装置２０により撮影されたステレオ撮影写真（右，左）を用いることができる。記憶部１４は、各種情報を記憶するためのメモリである。３Ｄモデル作成部１５は、構造物の３Ｄモデルを構造パラメータなどを用いて作成する。３Ｄ空間配置部１６は、撮影写真を３Ｄ空間（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に配置する。３Ｄモデル再構成部１７は、３Ｄモデルの部材寸法を撮影写真を用いて更新し、更新後の部材寸法を用いて３Ｄモデルを再構成する。基本管理図作成部１２は、再構成された３Ｄモデルを用いて管理用図面を作成する。出力部１３は、作成された管理用図面を出力する。変状測定部１８は、撮影写真上の変状箇所の位置及び数量を測定する。以下、機能別に詳しく説明する。
【００２０】
（基本管理図作成方法）
既に説明した通り、従来技術によると、橋梁構造物の測定が煩雑となり、また基本管理図の作成コストが掛かるという課題がある。そこで、本発明では、時系列管理に適した基本管理図を容易に作成できるようにするため、以下の手法を採用している。
【００２１】
図２は、本発明におけるステレオ撮影装置２０の概観図である。このステレオ撮影装置２０は、図２に示すように、一脚２１の一方端にステレオ架台２２を備え、そのステレオ架台２２には、２台のデジタルカメラ２３が所定の間隔で取り付けられている。２台のデジタルカメラ２３には、リモートシャッターケーブル２４が接続されており、２台同時シャッターリリースが可能となっている。
【００２２】
図３は、本発明における基本管理図作成方法を示す図である。まず、橋梁構造別の橋梁３Ｄモデルのうち所望の橋梁３Ｄモデルを選択する。例えば、「ラーメン高架橋」「コンクリート単Ｔ桁（ゲルバー桁）」「コンクリート単版桁（スラブ桁）」「ＰＣ構造（Ｉ形桁、Ｔ形桁）」などの橋梁構造別の橋梁３Ｄモデルのうち「ラーメン高架橋」を選択すると、図３（Ａ）に示すように、ラーメン高架橋の構造パラメータを入力するための画面が表示される。次いで、ラーメン高架橋の構造パラメータを入力すると、図３（Ｂ）に示すように、ラーメン高架橋の初期橋梁３Ｄモデルが表示される。初期橋梁３Ｄモデルが表示されると、ステレオ撮影写真を用いて部材寸法を測定する。この測定方法の詳細については後述するが、図３（Ｃ）に示すように、撮影写真上で測定したい箇所のみを指示すればよいようになっている。部材寸法を測定すると、図３（Ｄ）に示すように、測定した部材寸法に再構成された橋梁３Ｄモデルが完成する。この状態で出力を指示すると、図３（Ｅ）に示すように、完成した橋梁３Ｄモデルを用いて基本管理図（例えば展開図）が作成され、作成された基本管理図が出力される。
【００２３】
図４は、本発明における部材寸法測定方法を示す図である。まず、図４（Ａ）に示すように、測定したい部位（縦ばり）を選択すると、対応する撮影写真（対応する左右２つの画像）が表示される。ここで、図４（Ｂ）に示すように、左画像上で寸法測定箇所を２点指示すると、図４（Ｃ）に示すように、この２点に対応する右画像上の位置が自動的に探索される。その結果、〔数１〕〜〔数３〕により２点のＸＹＺ座標が計算され、これらＸＹＺ座標に基づいて寸法値（６８０５ｍｍ）が算出される。ここで、〔数１〕は、ステレオカメラ（モデル）の関係式であり、〔数２〕は、ステレオモデルのモデル座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）Ｍの計算式であり、〔数３〕は、ステレオモデルの実座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）Ｇの計算式である（図５参照）。なお、図５（Ｂ）では、測定対象に直交座標系を設定し、左カメラ位置にＸＹＺ座標の原点を設定している。
【数１】
2011192270.tif 000003
【数２】
2011192270.tif 000004
【数３】
2011192270.tif 000005
【００２４】
図６は、本発明における寸法測定条件の判定機能の説明図である。測定精度を確保するためには、ステレオ撮影装置２０の仕様に合わせて次の条件を満足しなければならない。
【００２５】
（１）撮影距離２５ｍ以内（推奨２０ｍ以内）で撮影する。焦点距離２４ｍｍ（３５ｍｍ版カメラ換算）では撮影画角が広いため、対象接近しての撮影が可能である。
【００２６】
（２）測定対象に正対して撮影する。 ただし、やむを得ず斜めから撮影する場合、±３０度以内（推奨±１５度以内）とする。
【００２７】
そこで、部材寸法測定時に〔数４〕及び〔数５〕の計算を行う。〔数４〕は、距離Ｌの計算式である。〔数４〕中の｜ベクトルＯＳ｜及び｜ベクトルＯＥ｜は、それぞれ、撮影位置Ｏから測点Ｓ及びＥまでの距離である。〔数５〕は、角度θの計算式である。ベクトルＭＯとベクトルＭＳの内積により角度θを計算し、撮影角｜θ−９０｜を求める。
【数４】
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【数５】
2011192270.tif 000007
【００２８】
ここで、距離Ｌが２５ｍ以内（推奨２０ｍ以内）であるかどうかを判定するとともに、撮影角｜θ−９０｜が３０度以内（推奨１５度以内）であるかどうかを判定する。この寸法測定条件を満たさない場合は、測定精度が所定制限を超える場合があることのメッセージを表示し、他の撮影写真を用いて測定することを促す等の処置を行う。
【００２９】
図７は、本発明におけるステレオ撮影装置２０の測定精度判定機能とキャリブレーション機能の説明図である。すなわち、構造物管理用図面作成装置１０は、測定精度を確実に確保するために、ステレオ撮影装置２０を用いた測定が所定の測定精度を満たすかどうかを判定する精度判定機能と、所定の測定精度を満たさない場合のキャリブレーション機能を備えている。
【００３０】
例えば、図７（Ａ）に示すように、現場で看板の寸法をメジャーで測定したところ、縦×横＝９１ｃｍ×６０ｃｍであったとする。この場合、図７（Ｂ）に示すように、実測値をｍｍ単位で入力すると、入力された実測値が所定の測定精度を満たすかどうか判定され、その判定結果が表示される。ここでは、所定の測定精度を満たす場合を想定しているため、判定結果として「○」が表示されている。一方、所定の測定精度を満たさない場合は、図７（Ｃ）に示すように、実測値の誤差が最小になるようにステレオ撮影装置２０の撮影パラメータを調整する。なお、判定基準は特に限定されるものではないが、ここでは、誤差１０ｍｍ以内、あるいは誤差率１％以内である場合を「○」としている。
【００３１】
以上のように、本発明によれば、撮影写真を用いて橋梁３Ｄモデルを再構成し、再構成した橋梁３Ｄモデルを用いて基本管理図を作成するという手法を採用しているため、時系列管理に適した基本管理図を容易に作成することが可能となる。
【００３２】
（撮影写真管理方法）
従来技術によると、撮影写真の管理が煩雑で、橋梁構造物との位置関係が把握できないという課題がある。すなわち、橋梁構造物の測定や点検においては、撮影写真がどの部位をどの位置から撮影したものであるかを知っておくことは重要である。しかしながら、撮影した橋梁部位と撮影位置を対応付けて管理することは非常に面倒な作業であり、それぞれの撮影写真の位置関係を把握することはさらに困難である。そこで、本発明では、橋梁構造物の位置関係を視覚的に把握できるようにするため、以下の手法を採用している。
【００３３】
図８は、本発明における撮影写真管理方法を示す図である。まず、構造物管理用図面作成装置１０には、橋梁構造物毎に撮影された撮影写真が登録されている。この状態で、図８（Ａ）に示すように、登録された撮影写真を対象橋梁の径間や柱間などの区間分割した箇所にドラッグ＆ドロップすると、ドロップされた３Ｄ空間上の位置に撮影写真が配置される。この時点では概略的な配置であるが、橋梁３Ｄモデルと撮影写真を対応付けることで、図８（Ｂ）に示すように、撮影写真の正確な配置が可能となり、また撮影写真から測定可能部位の対応付けが可能となる。
【００３４】
以上のように、本発明によれば、３Ｄ空間上で撮影写真が管理されるため、橋梁構造物の位置関係を視覚的に把握することが可能となる。また、３Ｄ空間上の自由な位置に撮影写真を配置することができるため、例えば、橋梁構造物を下から上向きに撮影した写真を管理することも可能である。さらに、ステレオとして撮影写真を管理することができるため、その撮影写真を用いて距離・角度・面積などを測定することが可能となる。加えて、橋梁構造物別に撮影写真を検索することができるため、橋梁構造物別の撮影写真を時系列で管理することが可能となる。
【００３５】
（経年変化管理方法）
従来技術によると、補修履歴など橋梁構造物の経年変化を２次元図面で管理するため、実物の橋梁構造物をイメージしにくく、変状箇所の経年変化を把握しにくいという課題がある。そこで、本発明では、変状箇所の経年変化を容易に把握できるようにするため、以下の手法を採用している。
【００３６】
図９は、本発明における経年変化管理方法を示す図である。前記した３Ｄ空間上での撮影写真管理方法は、橋梁維持点検業務に活用することも可能である。すなわち、対象橋梁を撮影した複数枚の撮影写真を時系列かつ橋梁構造部位別に管理することにより、変状箇所の経年変化管理を実現することができる。具体的には、図９（Ａ）中の点線で描いた矩形に示すように、橋梁構造物全体の橋梁３Ｄモデルにおいて経年変化を見たい箇所の構造物部位を選択する。これにより、図９（Ｂ）に示すように、選択された構造物部位について経年変化ビューアが表示されるようになっている。この経年変化ビューアを表示する際、撮影写真の撮影年月日や点検時のメモなどを記載・編集するための画面を表示するとともに、対象撮影写真をサムネイル表示することも可能である。
【００３７】
以上のように、本発明によれば、橋梁３Ｄモデルを用いて３Ｄ空間上で経年変化を管理することができるため、３Ｄ構造物をイメージしやすく、変状箇所の経年変化を容易に把握することが可能となる。
【００３８】
（変状測定方法）
従来技術によると、変状箇所の位置及び数量を正確かつ安全に測定することが容易でないという課題がある。すなわち、実際の橋梁構造物に生じている変状箇所の位置及び数量を測定するには、高所作業車などにより対象箇所に接近し、スケールにより測定することとなるが、このような測定方法は、準備作業の作業負担や作業者の安全性の点で課題がある。また、ズームカメラによる点検作業を行うことも可能であるが、この場合、変状箇所の位置及び数量の測定に正確性を欠く。さらに、その結果を基本管理図に記載する場合、記載自体が模式図的なものになってしまう。そこで、本発明では、変状箇所の位置及び数量を正確かつ安全に測定できるようにするため、以下の手法を採用している。
【００３９】
図１０は、本発明における変状箇所の位置算出方法を示す図である。すなわち、図１０中に１〜４の点で示すように、橋梁３Ｄモデルと撮影写真を対応付ける。これにより、撮影写真のレンズ歪みなどを考慮した橋梁３Ｄモデルに基づいて正確に変状箇所の位置を算出することが可能となる。以下、レンズ歪みなどを除去している場合としていない場合の違いについて詳しく説明する。
【００４０】
図１１は、レンズ歪みなどを除去している場合の表示結果を示す図である。すなわち、レンズ歪みなどを除去している場合は、図１１（Ａ）に示すように、正確に撮影位置を算出した後の撮影写真が配置される。そこで、配置された撮影写真（例えば、丸印で囲った撮影写真）をダブルクリックすると、図１１（Ｂ）に示すように、この撮影写真が橋梁３Ｄモデルと重ね合わせて表示される。この図を見ても明らかなように、樽上のレンズ歪みが除去されているため、橋梁３Ｄモデルと撮影写真がピッタリと合っている。
【００４１】
図１２は、レンズ歪みなどを除去していない場合の表示結果を示す図である。ここでも、図１１（Ｂ）と同様、撮影写真が橋梁３Ｄモデルと重ね合わせて表示された状態を示している。ただし、樽上のレンズ歪みが除去されていないため、図１２を見ても明らかなように、周辺部で橋梁３Ｄモデルと撮影写真のズレが大きくなっている。
【００４２】
図１３は、デジタルカメラの内部機構に起因する歪み（誤差）要因の説明図である。すなわち、民生用に市販されているデジタルカメラは、写真測量用に製作されたものではない。そこで、本発明では、民生用に市販されているデジタルカメラを測定用に利用するため、公称値の焦点距離補正量（Δｆ）、レンズ中心位置ズレ（ｘｐ０，ｙｐ０）、レンズ歪み量（ラジアル方向（樽型）レンズ歪み係数ｋ１，ｋ２）を正確に検定し、算出するようにしている。この作業は、写真測量ではカメラキャリブレーション（カメラ検定）と呼ばれている。そのため、焦点距離補正量（Δｆ）、レンズ中心位置ズレ（ｘｐ０，ｙｐ０）、ラジアル方向レンズ歪み係数（ｋ１，ｋ２）をカメラキャリブレーションデータと呼ぶ。他に、タンジェンシャル方向（糸巻型）レンズ歪み係数（ｐ１，ｐ２）を加える場合もある。タンジェンシャル方向のレンズ歪み係数も含めた場合の歪み補正量（Δx，Δy）の計算式を以下に示す。r2＝x’2＋y’2，（x ，y ）は写真座標である。
【００４３】
Δx ＝ (x/f)Δf ＋ xp0 − x（k1r2＋k2r4）−（p1（r2＋2x2）+p2xy）
Δy ＝ (y/f)Δf ＋ yp0 − y（k1r2＋k2r4）−（ p1（r2＋2y2）+p2xy）
図１４は、本発明における検査、補修管理（変状測定）方法を示す図である。すなわち、本発明では、３Ｄ空間上に配置された撮影写真を用いた変状測定方法を採用している。具体的には、図１４（Ａ）に示すように、橋梁セットより作成済みの橋梁３Ｄモデルを選択し、この橋梁３Ｄモデルと単写真との間で特徴点を対応付ける。これにより、撮影位置が自動取得され、単写真が３Ｄ空間上に自動配置される。次いで、図１４（Ｂ）中の矩形に示すように、３Ｄ空間上に配置された単写真上の変状をなぞる。これにより、なぞられた変状箇所の位置及び数量（長さや面積など）が測定され、変状を示す図形が橋梁３Ｄモデル上に作図されるとともに基本管理図上に出力される。測定された変状箇所の位置及び数量は、展開図以外の図面（変状展開図など）に反映させることも可能である。
【００４４】
図１５は、変状箇所の位置及び数量を正確に測定する原理を示す図である。すなわち、本発明によれば、橋梁３Ｄモデルと撮影写真の位置関係が正確に求まっている。そのため、撮影写真上の変状箇所が橋梁３Ｄモデルを構成する部材のどの面に対応しているかを判断することができる。例えば、図１５に示すように、撮影写真Ｌ上の点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、対応する部材面Ｌ´上の点Ａ´、Ｂ´、Ｃ´、Ｄ´にそれぞれ対応している。これにより、図１４を用いて説明したように、単写真上で変状箇所を入力すると、その変状箇所の位置及び数量を正確に測定することが可能となる。
【００４５】
以上のように、本発明によれば、撮影写真のレンズ歪みなどを考慮した橋梁３Ｄモデルと撮影写真を対応付けることができるため、変状箇所の位置及び数量を正確かつ安全に測定することが可能となる。
【００４６】
（構造物管理用図面作成装置１０の動作）
図１６は、本発明における構造物管理用図面作成装置１０の動作を示すフローチャートである。以下、図１６を用いて構造物管理用図面を作成する動作について説明する。
【００４７】
まず、対象橋梁情報を予約登録する（ステップＳ１）。具体的には、橋梁名、橋梁形式、路線名、橋梁コード、セット番号、起点終点方駅名、キロ程、橋梁種別、撮影作業予定者、撮影予定日、対象橋梁構造別の構造パラメータを入力し、「予約登録」を指示する。これにより、対象橋梁の各種情報が記憶部１４上のプロジェクトＤＢに予約登録される。
【００４８】
次いで、ステレオ撮影装置２０により対象橋梁を撮影する（ステップＳ２）。
【００４９】
次いで、対象橋梁情報を本登録する（ステップＳ３）。具体的には、現地撮影の結果を踏まえ、予約登録されている橋梁情報を修正し、「本登録」を指示する。これにより、対象橋梁の各種情報がプロジェクトＤＢに本登録され、本登録された橋梁種別及びその構造パラメータを用いて初期の橋梁３Ｄモデルが作成される（ステップＳ４）。
【００５０】
次いで、ステレオ撮影写真を登録する（ステップＳ５）。具体的には、ステレオ撮影装置２０をＰＣに接続し、デジタルカメラ内の記録メディアからＰＣに撮影写真を取り込む。左右カメラ内の記録メディアには、予め左カメラ及び右カメラの名称が付けられている。そのため、撮影写真を取り込むと、撮影時刻が同期してペアリングされ、自動的に左写真と右写真がリストアップされる。撮影時刻や左右写真の内容を確認して「登録」を指示すると、ステレオ撮影写真が登録される。
【００５１】
次いで、部材情報を付与する（ステップＳ６）。具体的には、ステレオ撮影写真を部材情報及び大まかな位置情報と対応付ける。このステップＳ５により、部材の寸法測定操作や撮影写真の３Ｄ空間配置操作をスムーズに行うことができる。
【００５２】
次いで、部材寸法を測定する（ステップＳ７）。具体的には、測定したい部材を選択後、その部材のステレオ撮影写真を呼び出し、写真上で部材両端をマウスカーソルで指示する。これにより、指示された２点の位置が自動的に探索されて部材寸法が測定される。
【００５３】
次いで、ステレオ撮影装置２０を用いた測定が所定の測定精度を満たすかどうかを判定する（ステップＳ８）。ここで、所定の測定精度を満たさない場合はステレオ撮影装置２０のキャリブレーションを行う（ステップＳ８→Ｓ９）。一方、所定の測定精度を満たす場合は部材寸法が更新され、更新後の部材寸法を用いて橋梁３Ｄモデルが再構成される（ステップＳ８→Ｓ１０）。
【００５４】
次いで、基本管理図を作成して出力する（ステップＳ１１→Ｓ１２）。具体的には、完成した橋梁３Ｄモデルを用いて基本管理図（例えば展開図）を作成し、作成した基本管理図をディスプレイやプリンタなどに出力する。出力形式は、ｊｐｇ形式やｄｘｆ形式など様々あり、特に限定されるものではない。
【００５５】
図１７は、本発明における構造物管理用図面作成装置１０の動作を示すフローチャートである。以下、図１７を用いて変状箇所を入力する動作について説明する。
【００５６】
まず、ステレオ撮影装置２０により変状箇所を撮影する（ステップＳ２１）。この撮影に使用するカメラはズーム機能付きのカメラであればよく、単カメラを使用してもよい。
【００５７】
次いで、対象橋梁情報をオープンする（ステップＳ２２）。具体的には、変状箇所の入力対象橋梁のプロジェクトをプロジェクトＤＢからオープンする。
【００５８】
次いで、撮影写真を登録し、使用カメラを選択する（ステップＳ２３）。具体的には、撮影写真をＰＣに取り込み、撮影写真を登録する。また、使用したカメラの情報を設定する。
【００５９】
次いで、部材情報を付与する（ステップＳ２４）。具体的には、ステレオ撮影写真を部材情報及び大まかな位置情報と対応付ける。このステップＳ２４により、部材の寸法測定操作や撮影写真の３Ｄ空間配置操作をスムーズに行うことができる。なお、このステップＳ２４を省略して次のステップＳ２５を実行することも可能である。
【００６０】
次いで、橋梁３Ｄモデルを撮影写真と対応付ける（ステップＳ２５）。具体的には、橋梁３Ｄモデルと写真画像のそれぞれで最低４点以上の同一点を指示し、橋梁３Ｄモデルと写真画像の関係式を算出する。対応付けが完了すると、撮影位置と撮影方向が正確に求められ、この情報を用いて３Ｄ空間上に撮影写真を正確に配置する。配置された撮影写真は正確に橋梁３Ｄモデルと重なるため、撮影写真上で入力した変状箇所が橋梁３Ｄモデルの実座標系に投影され、変状箇所の位置及び数量を正確に測定することが可能となる。
【００６１】
次いで、変状箇所を入力する（ステップＳ２６）。具体的には、写真画像上で入力した変状箇所のデータを画像座標系から橋梁３Ｄモデル上の実座標系に変換し、対象部材上の位置及び数量を算出する。また、変状箇所を入力する際、ひび割れ、剥離、鉄筋浮きなどの属性情報や判定区分などを入力座標値データと合わせて登録する。
【００６２】
最後に、変状箇所を基本管理図と合成して出力する（ステップＳ２７）。具体的には、測定した変状箇所を別レイヤーとして基本管理図（例えば展開図）上に合成出力する。
【００６３】
（特徴的な処理）
以上説明したように、本発明の構造物管理用図面作成装置１０によれば、従来にない新規な処理を実行することができる。その中でも特徴的な処理を以下に改めて列挙する。
【００６４】
（１）橋梁３Ｄモデル再構成処理
初期橋梁３Ｄモデルの部材寸法を撮影写真を用いて更新し、更新後の部材寸法を用いて橋梁３Ｄモデルを再構成する。その際、更新の対象部材が隣接している他部材との関係を考慮し、橋梁３Ｄモデルの全部材の位置・寸法値をリアルタイムに更新し、橋梁３Ｄモデルを変形して再構成する。例えば、図１８（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、再構成前の橋梁３Ｄモデルを示し、図１８（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）は再構成後の橋梁３Ｄモデルを示している。ここで、図１８（Ａ）の矢印に示す２つの部材を更新すると、これら部材に隣接している各種部材が自動的に変形される。具体的には、図１８（Ｂ）（Ｅ）に示すように、床版部の形状は長方形から矩形形状へ変形され、図１８（Ｃ）（Ｆ）に示すように、柱形状も長方形から矩形形状へ変形されることになる。
【００６５】
図１９及び図２０は、橋梁３Ｄモデル再構成処理に必要な各種データの説明図である。以下、これらの図を用いて、橋梁３Ｄモデル再構成処理をさらに詳しく説明する。
【００６６】
基本管理図作成ＤＢ３０は、記憶部１４に記憶されるデータベースであり、図１９に示すように、プロジェクト情報テーブル３１と、ステレオカメラ情報テーブル３２と、カメラ情報テーブル３３とを含んでいる。プロジェクト情報テーブル３１は、図２０（Ａ）に示すように、「ＩＤ」「プロジェクト名」「予定入力者」等のプロジェクト情報を格納するためのテーブルである。ステレオカメラ情報テーブル３２は、図２０（Ｂ）に示すように、「ＩＤ」「カメラペア名」「撮影方式」等のステレオカメラ情報を格納するためのテーブルである。カメラ情報テーブル３３は、図２０（Ｃ）に示すように、「ＩＤ」「カメラ名」「シリアル番号」等のカメラ情報を格納するためのテーブルである。プロジェクト情報テーブル３１中のカメラペアＩＤは、ステレオカメラ情報テーブル３２中のカメラペア名に対応付けされており、また、ステレオカメラ情報テーブル３２中の左カメラＩＤ及び右カメラＩＤは、カメラ情報テーブル３３中のカメラ名に対応付けされている。
【００６７】
図１９に示すように、プロジェクト情報ファイル３５にプロジェクトデータ３４が設定されると、そのプロジェクトデータ３４はプロジェクト情報テーブル３１にも格納される（更新時も同様）。プロジェクトデータ３４に設定された橋梁構造及び構造パラメータは、 橋梁３Ｄモデル情報ファイル３６に記述される。３Ｄモデルデータフォルダ３７は、橋梁３Ｄモデル情報ファイル３６に記述されている橋梁３Ｄモデルを構成する各部材の３Ｄモデルデータ用のフォルダである。部材寸法が測定されると、３Ｄモデルデータフォルダ３７内の部材寸法値が更新される。展開図用内部ファイル３８は、橋梁３Ｄモデル情報に基づいて展開図出力用に作成される内部ファイルである。この内部ファイル３８に基づいてｊｐｇ形式やｄｘｆ形式などの展開図ファイル３９が出力される。ステレオ写真情報ファイル４０には、ステレオ写真情報（例えば、ステレオペア毎にペアの画像ファイル名、３Ｄ空間に配置した時の対応点情報、撮影位置情報など）が記述される。実写真画像は、左写真画像データフォルダ「Ｌ」４１と右写真画像データフォルダ「Ｒ」フォルダ４２に格納される。ステレオ測定時の測定データは、一時的に記憶メモリ上に格納されるが、ファイルへは出力されない。
【００６８】
図２１及び図２２は、橋梁（ラーメン高架橋）の３Ｄモデルの説明図である。
【００６９】
橋梁３Ｄモデルは、図２１（Ａ）（Ｂ）に示すように、柱・縦ばり・横ばり・床版などの各部材の３Ｄモデルから構成される。これら部材の３Ｄモデルデータが「柱ｉ−ｊ．ｘ」「縦ｉ−ｊ．ｘ」「横ｉ−ｊ．ｘ」「床ｉ−ｊ．ｘ」等である。これら部材をステレオ撮影写真からの寸法測定値に基づいて更新し、全体の橋梁３Ｄモデルを再構築する。図２２に示すように、ｉ（＝１，…，ｍ）とｊ（＝１，…，ｎ）で柱位置を定義し、柱ｉ−ｊ、梁（縦ｉ−ｊ、横ｉ−ｊ、中縦／中横ｉ−ｊ）の部位名称を決める。ｍは、線路方向（起点から終点への方向）の柱の数であり、ｎは、線路直交方向（左から右への方向）の柱の数である。
【００７０】
図２３は、橋梁３Ｄモデル再構成処理を示すフローチャートである。
【００７１】
まず、初期の橋梁３Ｄモデルが作成され（ステップＳ３１）、部材寸法が測定されると（ステップＳ３２）、対象部材の寸法が変更され（ステップＳ３３）、対象部材に接続される橋梁３Ｄモデル情報が読み込まれる（ステップＳ３４）。対象部材に接続（隣接）されているかどうかは、橋梁３Ｄモデル情報ファイル３６の内容に基づいて判定することができる。
【００７２】
次いで、橋梁３Ｄモデル情報に基づいて柱３Ｄモデルデータへの影響が判定される（ステップＳ３５）。柱３Ｄモデルデータとは、橋梁を構成する柱の３Ｄモデルデータである。
【００７３】
ここで、柱３Ｄモデルデータへの影響がないと判定された場合は、対象部材の３Ｄモデルデータが更新される（ステップＳ３６）。柱３Ｄモデルデータへの影響がない場合とは、（１）高欄の高さを変更する場合、（２）床版張り出し部の長さを変更する場合、（３）中層縦（横）ばりの高さ・幅を変更する場合など、その部材自体の寸法変更が他の部材へ影響を与えない場合をいう。
【００７４】
一方、柱３Ｄモデルデータへの影響があると判定された場合は、対象部材に接続される柱３Ｄモデルデータが抽出され（ステップＳ３７）、抽出された柱３Ｄモデルデータが対象部材の寸法変更に基づいて更新される（ステップＳ３８）。「柱３Ｄモデルデータの更新」とは、柱の位置ＸＹと寸法を更新することを意味する。さらに、このように更新された柱３Ｄモデルに接続される部材の３Ｄモデルデータが抽出され、（ステップＳ３９）、抽出された部材の３Ｄモデルデータが同様に更新される（ステップＳ４０）。
【００７５】
全ての接続部材の３Ｄモデルデータの更新が完了すると（ステップＳ４１）、再構成された橋梁３Ｄモデルが作成される（ステップＳ４２）。以上の処理は、全ての部材寸法が測定される度に繰り返される（ステップＳ４３→Ｓ３２）。
【００７６】
図２４は、橋梁３Ｄモデル再構成処理を示すフローチャートであり、図２５、図２６、及び図２７は、橋梁の柱・はり・床版の骨格部材の平面図である。以下、これらの図を用いて、柱３Ｄモデルデータの更新（図２３、ステップＳ３８）、及び部材３Ｄモデルデータの更新（図２３、ステップＳ４０）をさらに詳しく説明する。
【００７７】
まず、横ばり長さがＬ０からＬ１に変更されると（ステップＳ５１）、この寸法変更を全ての横ばりに適用するかどうかが判定される（ステップＳ５２）。ここで、図２５（Ａ）に示すように、寸法変更を全ての横ばりに適用する場合は、基準（固定）柱として柱ｉ−１を選択し（ステップＳ５３）、基準柱ｉ−１の中心位置を決定するために基準柱ｉ−１をΔＬだけ移動させた後（ステップＳ５４）、縦ばりｉをΔＬだけ移動させる（ステップＳ５５）。ΔＬは“Ｌ１−Ｌ０”である。さらに、横ばりｉの寸法をＬ０からＬ１に変更すると（ステップＳ５６）、図２５（Ｂ）に示すように、全ての横ばりの寸法が更新されることになる。
【００７８】
一方、図２６（Ａ）に示すように、寸法変更を１つの横ばりに適用する場合は、基準柱として柱１−１を選択する（ステップＳ５７）。そして、図２６（Ｂ）に示すように、柱１−２の中心位置を決定するために柱１−２をΔＬだけ移動させた後（ステップＳ５８）、ｌｂやｌ１などの直線式を計算し（ステップＳ５９）、柱ｉ−２の位置を決定する。この柱ｉ−２の位置を決定する方法としては、移動後の柱１−２位置と、この柱１−２位置から最も離れた位置にある柱４−２位置とを通る直線ｌｂを求め、この直線ｌｂと直線ｌ２及びｌ３との交点をそれぞれ柱２−２位置及び柱３−２位置とするのが好ましい。このようにすれば、個々の柱ｉ−２の位置を精度よく且つ高速に決定することができる。
【００７９】
次いで、図２６（Ｃ）に示すように、直線ｌｂと直線ｌ１のなす角θを算出し（ステップＳ６０）、変形後の柱寸法Ｗ´を算出した後、柱・縦ばり・横ばりの形状を変更する（ステップＳ６１→Ｓ６２）。具体的には、図２６（Ｄ）に示すように、柱の寸法より直線ｌｂの平行線である補助直線ｌｂ＋及びｌｂ−を求めて縦ばり形状を変更する。そして、横ばりの寸法より直線ｌ１の平行線である補助直線ｌ１＋及びｌ１−を求め、直線ｌｂ＋とｌ１−との交点、直線ｌｂ＋とｌ１＋との交点を計算し、横ばり形状を変更する。柱の変形角度は、直線ｌｂとｌ１とのなす角θに基づいて算出でき、柱の変形角度を算出できれば、変形前の正方形や長方形の寸法Ｗより変形後の寸法Ｗ´を算出できる。全ての柱・横ばり・縦ばりの形状が変更されると（ステップＳ６３）、擬似アフィン変換式を算出し（ステップＳ６４）、図２６（Ｅ）に示すように、擬似アフィン変換式を用いて床版部の形状を変更する（ステップＳ６５）。
【００８０】
さらに、縦ばりの寸法が短くなるように変更する場合について説明する。この場合は、図２７（Ａ）に示すように、○印の柱を基点とし、現在の縦ばり方向に沿って長さを調整する。具体的には、図２７（Ｂ）に示すように、対の柱を固定し、移動した柱位置との間で直線ｌ１を求め。そして、この直線ｌ１の平行補助直線ｌ１＋及びｌ１−を求め、直線ｌｂ＋、直線ｌｂ−、直線ｌａ＋、直線ｌａ−との交点を計算すると、図２７（Ｃ）に示すように、柱・縦ばり・横ばりの形状を変更することができる。
【００８１】
（２）展開図作成処理
完成した橋梁３Ｄモデルから基本管理図である展開図を作成する。その際、橋梁３Ｄモデルを構成する個々の３Ｄモデルについて全ての面を展開するのではなく、図２８や図２９に示すように、他の部材と接している面（外部から見えない面）は展開しない。すなわち、個々の部材の位置や隣接関係を考慮し、展開図に含めるべき面を判断するようになっている。このようにすれば、橋梁を管理するうえで不要な面が展開図に含まれないため、管理が容易になるというメリットがある。なお、図３０に示すように、展開図には、その展開図に含まれる部材に対応する撮影写真を埋め込むことも可能である。
【００８２】
図３１は、展開図作成処理を示すフローチャートである。
【００８３】
まず、橋梁３Ｄモデルが作成され（ステップＳ７１）、対象部材に接続される橋梁３Ｄモデル情報が読み込まれると（ステップＳ７２）、この橋梁３Ｄモデル情報に基づいて展開図として出力する面が判定される（ステップＳ７３）。ここでは、面の全領域が他部材と隣接しない面であり（ステップＳ７４）、かつ、外部から見える面である場合（ステップＳ７５）は、展開図として出力すべき面であると判定することとしている。「面の全領域が他部材と隣接しない」とは、面の一部でも他部材と隣接しない領域があることを意味する。
【００８４】
このように展開図として出力すべき面を判定すると、その面を展開図出力メモリへ登録し（ステップＳ７６）、同部材のグループ化を行った後（ステップＳ７７）、指定位置に配置出力する（ステップＳ７８）。全ての部材について展開図出力が完了すると（ステップＳ７９）、展開図内部ファイルを出力し（ステップＳ８０）、ｊｐｇ形式やｄｘｆ形式などで展開図を出力する（ステップＳ８１）。
【００８５】
（３）変状測定処理
作成した橋梁３Ｄモデルを撮影写真と対応付けることにより、撮影写真上で変状箇所（コンクリートのひび割れ、剥離、鉄筋露出など）を入力すると、その変状箇所の位置及び数量が画像座標系から橋梁３Ｄモデルの実座標系に変換され、正確に測定される。これにより、図３２に示すように、変状箇所を撮影した撮影写真１上で変状箇所を入力すると、その変状箇所は展開図１にも正確に反映される。その後の点検業務で同じ部材について新しい変状箇所を撮影した場合は、この撮影写真２上で新しい変状箇所を入力する。これにより、これまでの変状結果を示す展開図２がインポートされ、その展開図２に新しい変状箇所が反映される（展開図３参照）。
【００８６】
図３３は、変状測定処理に必要な各種データの説明図である。図１９と異なる点は、変状測定情報ファイル４３と、変状測定用内部ファイル４４と、変状図ファイル４５とが追加された点である。変状測定情報ファイル４３は、変状箇所の測定情報を格納するファイルである。変状測定用内部ファイル４４は、変状箇所の測定情報に基づいて変状図出力用に作成される内部ファイルである。この内部ファイル４４に基づいてｊｐｇ形式やｄｘｆ形式などの変状図ファイル４５やｃｓｖ形式の変状数量表４５が出力される。
【００８７】
図３４は、変状測定処理を示すフローチャートであり、図３５、図３６、及び図３７は、変状測定処理の説明図である。以下、これらの図を用いて、変状測定処理をさらに詳しく説明する。
【００８８】
まず、レンズ歪みが除去された写真画像を作成し（ステップＳ９１）、橋梁３Ｄモデルと写真画像の対応点を取得する（ステップＳ９２）。次いで、撮影位置（Ｘｏ，Ｙｏ，Ｚｏ）と撮影方向角（Ω，Φ，Κ）を算出し（ステップＳ９３）、写真画像上の変状（長さ・面積）を測定する（ステップＳ９４）。さらに、図３５に示すように、撮影位置（視点）からの視線ベクトルＶｓを計算して橋梁３Ｄモデルと交差する３Ｄモデル面を抽出し（ステップＳ９５→Ｓ９６）、抽出した３Ｄモデル面の数を判定する（ステップＳ９７）。
【００８９】
ここで、３Ｄモデル面を抽出しなかった場合は、「対象３Ｄ面が存在しません。別の写真を使用下さい。」等のメッセージを表示する（ステップＳ９８）。また、１個の３Ｄモデル面を抽出した場合は、図３６に示すように、視線ベクトルと対象３Ｄモデル面の交点座標ＸＹＺを計算する（ステップＳ９９）。また、２個以上の３Ｄモデル面を抽出した場合は、図３７に示すように、面法線ベクトルＶＮと視線ベクトル距離ＳＬを計算し（ステップＳ１００）、最適面を選定する（ステップＳ１０１）。最適面とは、抽出した２個以上の３Ｄモデル面のうちの最適な面であり、例えば、（１）ＶＳとＶＮのなす角θが１８０度に最も近い面や、（２）ＳＬが最も近い面を選定する（ステップＳ１０２）。このようにすれば、（１）ＶＳとＶＮのなす角θが１８０度に近い面ほど作業者に正対しており、また、（２）ＳＬが最も近い面は作業者から見て最も手前にあるため、最適面を選定することができる。
【００９０】
次いで、算出されたＸＹＺ座標を面ＸＹ座標に変換し（ステップＳ１０３）、変状測定結果の属性情報を登録する（ステップＳ１０４）。そして、全ての箇所について変状測定が完了すると、変状測定データを出力する（ステップＳ１０５→Ｓ１０６）。過去の変状測定結果がある場合は、その過去の変状測定データを読み込み、展開図に重ね合わせて出力する（ステップＳ１０７→Ｓ１０８→Ｓ１０９）。
【００９１】
（４）時系列管理
本発明の構造物管理用図面作成装置１０によれば、撮影写真や、変状・補修箇所の位置（どの部材、どの位置にあるか）、形状（図形）、数量（長さや面積）を時系列管理することができる。撮影写真の時系列管理は、主に、登録部１１、３Ｄ空間配置部１６、ステレオ写真情報ファイル４０によって実現される。すなわち、登録部１１は、撮影写真（単写真）の属性情報をステレオ写真情報ファイル４０に記述し、３Ｄ空間配置部１６は、撮影写真を３Ｄ空間に配置する際、ステレオ写真情報ファイル４０を参照して撮影写真の属性情報を利用する。また、変状・補修箇所の位置、形状、数量の時系列管理は、主に、変状測定部１６、基本管理図作成部１２、変状測定情報ファイル４３によって実現される。すなわち、変状測定部１６は、変状・補修図形の属性情報を変状測定情報ファイル４３に記述し、基本管理図作成部１２は、基本管理図を作成する際、変状測定情報ファイル４３を参照して変状・補修図形の属性情報を利用する。以下、このような時系列管理を図面に従って詳しく説明する。
【００９２】
図３８は、撮影写真と変状・補修図形の時系列管理法の説明図である。まず、工事（撮影）歴や検査（撮影）歴は、図３８（Ａ）に示すように、ステレオ写真の登録画面において設定することができる。例えば、ある橋梁に対して次のような４回の撮影が行われたとする。
【００９３】
（１）２００７／１２／１０の基図作成撮影
（２）２００９／０１／１０の通常全般検査撮影
（３）２００９／１２／１４の○○工事-00-00
（４）２０１０／１１／２６の通常全般検査撮影
これら全ての撮影写真は、対象橋梁のプロジェクトに登録される。次いで、撮影写真の属性を設定する。ここでは、図３８（Ａ）に示すように、撮影写真が「基図作成」「検査情報」「工事情報」のいずれに該当するかラジオボタンで選択するようになっている。「基図作成」を選択すると、図３８（Ｂ）に示すように、「撮影日時」「撮像種別」「撮影名称」等を設定することができる。「検査情報」を選択すると、図３８（Ｃ）に示すように、「検査日時」「検査種別」「検査名称」等を設定することができる。「工事情報」を選択すると、図３８（Ｄ）に示すように、「工事日時」「工事種別」「工事名称」等を設定することができる。検査名称は、検査日時と検査種別を用いて自動的に設定され、工事名称は、工事日時と工事種別を用いて自動的に設定されるようになっている。もちろん、このように設定された検査名称や工事名称は、手動で修正することが可能である。次いで、図３８（Ｅ）に示すように、検査または工事歴の撮影写真を登録し、管理する。変状・補修図形の検査または工事歴は、入力済みの撮影写真の工事歴を継承することができる。なお、以下では主に工事歴を例示して説明するが、検査歴についても同様である。
【００９４】
図３９は、撮影写真と変状・補修図形の時系列管理法の説明図である。まず、図３９（Ａ）に示すように、時系列管理画面において表示条件（表示セット）を選択する。ここでは、表示条件として「全ての撮影」が選択されている。その他の表示条件としては、「２００７／１２／１０基図作成」「２００９／０１／１０通常全般検査」「２００９／１２／１４の○○工事-00-00」「２０１０／１１／２６の通常全般検査撮影」「最新の工事」などがある。表示条件を選択することにより、チェックボックスのＯｎ／Ｏｆｆを効率よく設定することができる。この時系列管理画面において所望の工事歴を選択すると、図３９（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）に示すように、その対象の撮影写真や変状・補修箇所、展開図が表示される。
【００９５】
図４０は、撮影写真の時系列管理の具体例１を示す図である。まず、工事歴を選択すると、図４０（Ａ）に示すように、その対象の撮影写真が写真リスト画面に表示される。また、図４０（Ｂ）に示すように、その対象の撮影写真が３Ｄ空間上に配置され、３Ｄ空間画面に表示される。この状態で、図４０（Ｂ）中に丸印で示す撮影写真をダブルクリックすると、図４０（Ｃ）に示すように、その撮影写真の情報（例えば「２００９／０１／１０通常全般検査」）がステータスバー上に表示される。ここで、所望の部材を選択した状態で矢印キー「←」「→」「↑」「↓」を押下すると、その部材の撮影写真が順次表示される。撮影写真の表示順序（移動方法）は特に限定されるものではない。例えば、「←」「→」キーを押下した場合は同じ工事内で移動し、「↑」キーを押下した場合は過去に移動し、「↓」キーを押下した場合は異なる工事へ移動するようになっている。
【００９６】
図４１は、撮影写真の時系列管理の具体例２を示す図である。この具体例は、図９に示されるソフトウェアの実画面に相当するものである。図中、左上の画面で所望の部材を選択すると、矢印（イ）に示すように、その部材を撮影したサムネイル写真の一覧が表示される。この状態で所望のサムネイル写真をダブルクリックすると、矢印（ロ）に示すように、その撮影写真の管理画面が表示される。また、図中、左下の画面で変状図形を選択した場合も、矢印（ハ）に示すように、その変状図形に関連付けされている撮影写真の管理画面が表示されるようになっている。
【００９７】
図４２は、変状・補修箇所の時系列管理の具体例１を示す図である。まず、工事歴を選択すると、図４２（Ａ）に示すように、その工事の際に入力された変状・補修箇所の図形が３Ｄ空間画面に表示される。この状態で３Ｄ空間画面上の撮影写真（図示せず）を選択すると、図４２（Ｂ）に示すように、その撮影写真の情報がポップアップで表示される。そこで、変状・補修箇所を選択すると、その変状・補修箇所についてコメントや判定区分が表示される。ここでは、スペースキーを押下することで写真と変状とを切り替えることができる。
【００９８】
図４３は、変状・補修箇所の時系列管理の具体例２を示す図である。図４３（Ａ）に示すように、変状・補修箇所の入力写真画像画面でも工事歴を選択し、その対象の変状・補修箇所を表示する。これにより、過去の変状・補修箇所が現在どのような状況に変化したかを容易に把握することができる。また、図４３（Ｂ）に示すように、展開図の表示画面上でも同様に工事歴毎に変状・補修箇所を表示する。これにより、変状・補修箇所がどのように分布し、進行しているか時系列に把握することができ、補修計画立案に役立てることが可能となる。
【００９９】
図４４は、変状・補修箇所の時系列管理の具体例３を示す図である。図４４（Ａ）に示すように、変状・補修箇所の集計出力においても工事歴を選択し、その対象の変状・補修箇所を表示する。これにより、工事歴毎に部材毎の変状量や補修量を集計することができる。また、図４４（Ｂ）に示すように、２時期の集計結果により変状面積と補修面積の変化を把握することが可能となる。
【０１００】
なお、ここでは、主に変状・補修箇所の図形の時系列管理及び集計について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、変状・補修箇所の図形の時系列管理及び集計を行う対象は、より具体的に説明すると、変状・補修箇所の位置（どの部材、どの位置にあるか）、形状（図形）、数量（長さや面積）である。
【０１０１】
以上のように、本発明の構造物管理用図面作成装置１０によれば、撮影写真や変状・補修図形を時系列管理することができる。すなわち、撮影写真を工事歴毎に３Ｄ空間上で管理することができる。また、写真リスト画面や一覧リスト画面でも撮影写真を工事歴毎に管理することができる。入力した変状・補修図形についても同様、３Ｄ空間画面上、展開図画面上、入力写真画面上で工事歴毎に管理することができる。また、撮影写真を入力する際に、入力済みの変状・補修図形を重ねて表示することができる。さらに、変状・補修図形の集計出力において工事歴を指定することで、その時の変状・補修箇所を集計することができる。
【０１０２】
なお、前記の説明では特に言及しなかったが、展開図作成処理や変状測定処理は、必ずしも再構築処理が行われていることを前提とする処理ではない。すなわち、再構築処理後の３Ｄモデルではなく初期の３Ｄモデルを用いても、前記と同様の手法で展開図作成処理や変状測定処理を行うことができる場合がある。
【０１０３】
すなわち、変状測定処理では、３Ｄモデルと撮影写真を正確に対応付けることで、正確な測定を可能としている。言い換えると、初期の３Ｄモデルは、実際の橋梁構造の寸法値と違う未完成３Ｄモデルであり、正確性に欠ける。しかし、多くの橋梁は標準形であり、標準形の橋梁については、初期の３Ｄモデルを用いても問題なく展開図作成処理や変状測定処理を行うことができる。
【０１０４】
また、前記の説明では、橋梁の管理する場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、橋梁以外の構造物を管理する場合も同様に本発明を適用することが可能である。
【０１０５】
また、本発明は、構造物管理用図面作成装置１０として実現することができるだけでなく、このような構造物管理用図面作成装置１０が備える特徴的な処理部をステップとする構造物管理用図面作成方法として実現したり、それらのステップをコンピュータに実行させる処理プログラムとして実現したりすることもできる。このような処理プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…構造物管理用図面作成装置
１１…登録部
１２…基本管理図作成部
１３…出力部
１４…記憶部
１５…３Ｄモデル作成部
１６…３Ｄ空間配置部
１７…３Ｄモデル再構成部
１８…変状測定部
２０…ステレオ撮影装置
【図１】
2011192270.tif 000008
【図２】
2011192270.tif 000009
【図３】
2011192270.tif 000010
【図４】
2011192270.tif 000011
【図５】
2011192270.tif 000012
【図６】
2011192270.tif 000013
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年5月27日(2011.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種別の部材から構成される構造物の管理用図面を作成する構造物管理用図面作成装置であって、
前記構造物の各部材の構造パラメータ及び前記構造物の撮影写真を登録する登録部と、
前記構造物の各部材の３Ｄモデルを前記構造パラメータを用いて作成することで、前記構造物の３Ｄモデルを作成するモデル作成部と、
前記３Ｄモデルの部材寸法を前記撮影写真を用いて更新し、更新後の前記部材寸法を用いて前記３Ｄモデルを再構成する再構成部とを備え、
前記再構成部は、前記３Ｄモデルの部材寸法を更新した場合に他の部材へ影響を与えるかどうかを判定し、他の部材へ影響を与える場合は他の部材の位置と寸法を更新する
ことを特徴とする構造物管理用図面作成装置。
【請求項２】
前記再構成部は、前記３Ｄモデルの部材寸法を更新した場合、その部材に接続される柱へ影響を与えるかどうか判定することを特徴とする請求項１記載の構造物管理用図面作成装置。
【請求項３】
前記再構成部は、高欄の高さを変更する場合、床版張り出し部の長さを変更する場合、または中層縦あるいは横ばりの高さ・幅を変更する場合は、前記柱へ影響を与えないと判定することを特徴とする請求項２記載の構造物管理用図面作成装置。
【請求項４】
さらに、前記撮影写真上の変状箇所が入力されると、作成または再構築された前記３Ｄモデルを用いて前記撮影写真上の変状箇所の位置及び数量を測定し、時系列管理する変状測定部を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の構造物管理用図面作成装置。
【請求項５】
前記変状測定部は、前記撮影写真の画像座標系から前記３Ｄモデルの実座標系に変換することを特徴とする請求項４記載の構造物管理用図面作成装置。
【請求項６】
前記変状測定部は、視線ベクトルＶｓが交差する３Ｄモデル面の数が２個以上である場合は、視線ベクトルＶＳと面法線ベクトルＶＮのなす角θが１８０度に最も近い面、または、視線ベクトル距離ＳＬが最も近い面を最適面として選定することを特徴とする請求項５記載の構造物管理用図面作成装置。
【請求項７】
さらに、作成または再構築された前記３Ｄモデルを用いて前記管理用図面を作成する図面作成部を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の構造物管理用図面作成装置。
【請求項８】
前記図面作成部は、前記構造物の展開図を作成する場合、面の全領域が他部材と隣接しない面であり、かつ、外部から見える面だけを展開図に含めることを特徴とする請求項７記載の構造物管理用図面作成装置。
【請求項９】
複数種別の部材から構成される構造物の管理用図面を作成する構造物管理用図面作成装置の処理プログラムであって、
前記構造物の各部材の構造パラメータ及び前記構造物の撮影写真を登録する登録ステップと、
前記構造物の各部材の３Ｄモデルを前記構造パラメータを用いて作成することで、前記構造物の３Ｄモデルを作成するモデル作成ステップと、
前記３Ｄモデルの部材寸法を前記撮影写真を用いて更新し、更新後の前記部材寸法を用いて前記３Ｄモデルを再構成する再構成ステップと、
を前記構造物管理用図面作成装置に実行させ、
前記再構成ステップでは、前記３Ｄモデルの部材寸法を更新した場合に他の部材へ影響を与えるかどうかを判定し、他の部材へ影響を与える場合は他の部材の位置と寸法を更新する
ことを特徴とする処理プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、複数種別の部材から構成される構造物の管理用図面を作成する構造物管理用図面作成装置において、前記構造物の各部材の構造パラメータ及び前記構造物の撮影写真を登録する登録部と、前記構造物の各部材の３Ｄモデルを前記構造パラメータを用いて作成することで、前記構造物の３Ｄモデルを作成するモデル作成部と、前記３Ｄモデルの部材寸法を前記撮影写真を用いて更新し、更新後の前記部材寸法を用いて前記３Ｄモデルを再構成する再構成部とを備え、前記再構成部が、前記３Ｄモデルの部材寸法を更新した場合に他の部材へ影響を与えるかどうかを判定し、他の部材へ影響を与える場合は他の部材の位置と寸法を更新することである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、前記再構成部が、前記３Ｄモデルの部材寸法を更新した場合、その部材に接続される柱へ影響を与えるかどうか判定することである。
本発明の実施の形態に係る第３の特徴は、前記再構成部が、高欄の高さを変更する場合、床版張り出し部の長さを変更する場合、または中層縦あるいは横ばりの高さ・幅を変更する場合は、前記柱へ影響を与えないと判定することである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の実施の形態に係る第４の特徴は、さらに、前記撮影写真上の変状箇所が入力されると、作成または再構築された前記３Ｄモデルを用いて前記撮影写真上の変状箇所の位置及び数量を測定し、時系列管理する変状測定部を備えたことである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の実施の形態に係る第５の特徴は、前記変状測定部が、前記撮影写真の画像座標系から前記３Ｄモデルの実座標系に変換することである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の実施の形態に係る第６の特徴は、前記変状測定部が、視線ベクトルＶｓが交差する３Ｄモデル面の数が２個以上である場合は、視線ベクトルＶＳと面法線ベクトルＶＮのなす角θが１８０度に最も近い面、または、視線ベクトル距離ＳＬが最も近い面を最適面として選定することである。
【手続補正７】
【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】
本発明の実施の形態に係る第７の特徴は、さらに、作成または再構築された前記３Ｄモデルを用いて前記管理用図面を作成する図面作成部を備えたことである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の実施の形態に係る第８の特徴は、前記図面作成部が、前記構造物の展開図を作成する場合、面の全領域が他部材と隣接しない面であり、かつ、外部から見える面だけを展開図に含めることである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の実施の形態に係る第９の特徴は、複数種別の部材から構成される構造物の管理用図面を作成する構造物管理用図面作成装置の処理プログラムが、前記構造物の各部材の構造パラメータ及び前記構造物の撮影写真を登録する登録ステップと、前記構造物の各部材の３Ｄモデルを前記構造パラメータを用いて作成することで、前記構造物の３Ｄモデルを作成するモデル作成ステップと、前記３Ｄモデルの部材寸法を前記撮影写真を用いて更新し、更新後の前記部材寸法を用いて前記３Ｄモデルを再構成する再構成ステップとを前記構造物管理用図面作成装置に実行させ、前記再構成ステップで、前記３Ｄモデルの部材寸法を更新した場合に他の部材へ影響を与えるかどうかを判定し、他の部材へ影響を与える場合は他の部材の位置と寸法を更新することである。