(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の機器が設置された施設における解体対象機器を解体して施設内に仮置き、搬送するときに該解体対象機器が施設内の他の機器と衝突（干渉）するかどうかを施設解体支援装置によってシミュレーションする施設解体支援方法において、
前記施設解体支援装置は、電動雲台に電子カメラと光波側距儀を取り付けて構成した撮影装置と、この撮影装置によって得た撮影画像データのデータ処理機能と画像表示機能とデータ記憶機能を有する情報処理装置を備え、前記情報処理装置は、
光波測距儀によるレーザ照射によって得られる施設内の機器群の形状を計測画素毎の距離情報として取得することで該施設内の機器群の機器群３次元実態形状計測情報を得る機器群３次元実態形状計測ステップと、
前記機器群３次元実態形状計測情報に基づいて施設内の機器群の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータを作成する機器群３次元実態形状ＣＡＤデータ作成ステップと、
施設内の機器群の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータから選択指定された解体対象機器の解体部位の解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを得る解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータ選択ステップと、
施設内の解体部位移動位置に配置されたサイコロマーカを前記電子カメラで撮影して得たサイコロマーカ撮影画像データに基づいて前記サイコロマーカの位置と姿勢を求め、求めた前記サイコロマーカの位置と姿勢に対応させて前記解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを移動させ、各移動位置において機器群３次元実態形状ＣＡＤデータと解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを対比させて情報位置を照合することにより、解体部位と施設内の他の機器の干渉をシミュレーションする干渉シミュレーションステップとを行うことを特徴とする施設解体支援方法。
【請求項２】
請求項１において、前記機器群３次元実態形状計測ステップは、前記レーザ照射を施設内の複数の位置から行って取得した計測画素毎の距離情報を統合することで施設内の機器群の機器群３次元実態形状計測情報を得ることを特徴とする施設解体支援方法。
【請求項３】
請求項１において、前記計測画素は、所定の距離情報領域を区画して該区画内に位置する複数の実計測画素の重心位置を求め、求めた重心位置を計測画素としてデータ量を削減することを特徴とする施設解体支援方法。
【請求項４】
請求項１において、前記機器群３次元実態形状計測ステップにおいて得た機器群３次元実態形状計測情報における計測画素に電子カメラで施設内を撮影して得た撮影画像情報に基づいて色情報を付加することを特徴とする施設解体支援方法。
【請求項５】
複数の機器が設置された施設における解体対象機器を解体して施設内に仮置き、搬送するときに該解体対象機器が施設内の他の機器と衝突（干渉）するかどうかをシミュレーションする施設解体支援装置において、
前記施設解体支援装置は、電動雲台に電子カメラと光波側距儀を取り付けて構成した撮影装置と、この撮影装置によって得た撮影画像データのデータ処理機能と画像表示機能とデータ記憶機能を有する情報処理装置を備え、前記情報処理装置は、
光波測距儀によるレーザ照射によって得られる施設内の機器群の形状を計測画素毎の距離情報として取得することで該施設内の機器群の機器群３次元実態形状計測情報を得る機器群３次元実態形状計測手段と、
前記機器群３次元実態形状計測情報に基づいて施設内の機器群の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータを作成する機器群３次元実態形状ＣＡＤデータ作成手段と、
施設内の機器群の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータから選択指定された解体対象機器の解体部位の解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを得る解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータ選択手段と、
施設内の解体部位移動位置に配置されたサイコロマーカを前記電子カメラで撮影して得たサイコロマーカ撮影画像データに基づいて前記サイコロマーカの位置と姿勢を求め、求めた前記サイコロマーカの位置と姿勢に対応させて前記解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを移動させ、各移動位置において機器群３次元実態形状ＣＡＤデータと解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを対比させて情報位置を照合することにより、解体部位と施設内の他の機器の干渉をシミュレーションする干渉シミュレーション手段とを備えたことを特徴とする施設解体支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の機器が設置された施設における解体対象機器を解体して施設内に仮置きし、搬送するときに該解体対象機器が施設内の他の設置機器への衝突（干渉）の有無をシミュレーションする施設解体支援方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の機器が設置された施設における解体対象機器を解体して施設内に仮置きし、搬送するときに該解体対象機器が施設内の他の設置機器に衝突（干渉）するかどうか確認するシミュレーションを行う施設解体支援方法は、施設建設に使用した施設空間と該施設内における設置機器と該設置機器の設置態様のＣＡＤデータを使用し、解体対象機器のＣＡＤデータを選択して該解体対象機器ＣＡＤデータと施設空間ＣＡＤデータと機器設置態様ＣＡＤデータによって施設解体作業領域の解体作業用ＣＡＤデータを作成し、この解体作業用ＣＡＤデータを使用して、解体対象機器の解体、仮置き、搬送するときの他の設置機器との干渉の有無をシミュレーションするようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４９３１１号公報
【特許文献２】特開２００４−２０１０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の施設解体支援方法における前記シミュレーション方法では、取り扱う施設建設用ＣＡＤデータは、様々なデータ形式で保存され、その量が多いことから、小型の情報処理装置（携帯型コンピュータ）を用いて効率良く実行することが困難であった。
【０００５】
また、解体作業用ＣＡＤデータの作成には、過去に作成された複数の建設用ＣＡＤデータを収集しなければならないことから、解体作業用ＣＡＤデータの作成作業が面倒であった。
【０００６】
従って、本発明の１つの目的は、施設解体時の解体部位搬送における干渉シミュレーションを効率良く実行することができるようにすることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、取り扱うデータの量を少なくして小型の携帯型情報処理装置を用いて施設解体支援における干渉シミュレーションを効率良く実行することができるようにすることにある。
【０００８】
更に他の目的は、過去に作成された建設用ＣＡＤデータを使用することなく解体作業用のＣＡＤデータ（３次元実態形状情報）を作成して干渉シミュレーションを行うことができる施設解体支援方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、解体施設の現場を計測して得た解体現場計測データを使用して小型の携帯型情報処理装置で取り扱うのに適した量の解体現場の解体シミュレーション用の３次元実態形状ＣＡＤデータを作成し、この解体シミュレーション用の３次元実態形状ＣＡＤデータを使用して干渉シミュレーションを行う施設解体支援方法であり、
具体的には、複数の機器が設置された施設における解体対象機器を解体して施設内に仮置き、搬送するときに該解体対象機器が施設内の他の機器と衝突（干渉）するかどうかを施設解体支援装置によってシミュレーションする施設解体支援方法において、
前記施設解体支援装置は、電動雲台に電子カメラと光波側距儀を取り付けて構成した撮影装置と、この撮影装置によって得た撮影画像データのデータ処理機能と画像表示機能とデータ記憶機能を有する情報処理装置を備え、前記情報処理装置は、
光波測距儀によるレーザ照射によって得られる施設内の機器群の形状を計測画素毎の距離情報として取得することで該施設内の機器群の機器群３次元実態形状計測情報を得る機器群３次元実態形状計測ステップと、
前記機器群３次元実態形状計測情報に基づいて施設内の機器群の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータを作成する機器群３次元実態形状ＣＡＤデータ作成ステップと、
施設内の機器群の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータから選択指定された解体対象機器の解体部位の解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを得る解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータ選択ステップと、
施設内の解体部位移動位置に配置されたサイコロマーカを前記電子カメラで撮影して得たサイコロマーカ撮影画像データに基づいて前記サイコロマーカの位置と姿勢を求め、求めた前記サイコロマーカの位置と姿勢に対応させて前記解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを移動させ、各移動位置において機器群３次元実態形状ＣＡＤデータと解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを対比させて情報位置を照合することにより、解体部位と施設内の他の機器の干渉をシミュレーションする干渉シミュレーションステップとを行うことを特徴とする。
【００１０】
なお、本説明では、レーザ照射によって得られる施設内の機器群の形状を構成する個々の点情報を計測画素と表現する。
【００１１】
そして、前記機器群３次元実態形状計測ステップは、前記レーザ照射を施設内の複数の位置から行って取得した計測画素毎の距離情報を統合することで施設内の機器群の機器群３次元実態形状計測情報を得ることを特徴とする。
【００１２】
また、前記計測画素は、所定の距離情報領域を区画して該区画内に位置する複数の実計測画素の重心位置を求め、求めた重心位置を計測画素としてデータ量を削減することを特徴とする。
【００１３】
また、前記機器群３次元実態形状計測ステップにおいて得た機器群３次元実態形状計測情報における計測画素に電子カメラで施設内を撮影して得た撮影画像情報に基づいて色情報を付加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、光波測距儀によるレーザ照射によって得られる施設内の機器群の形状を計測画素毎の距離情報として取得することで該施設内の機器群の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータを生成し、この機器群３次元実態形状ＣＡＤデータから解体対象機器の解体部位を選択して解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを作成し、この機器群３次元実態形状ＣＡＤデータと解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを使用して解体部位の解体、仮置き、運搬するときの施設内の他の機器との干渉をシミュレーションするようにし、特に、解体部位の移動（仮置き、運搬）における干渉シミュレーションに関しては、施設内の解体部位移動位置に配置されたサイコロマーカを前記電子カメラで撮影して得たサイコロマーカ撮影画像データに基づいて前記サイコロマーカの位置と姿勢を求め、求めた前記サイコロマーカの位置と姿勢に対応させて前記解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを移動させ、各移動位置において機器群３次元実態形状ＣＡＤデータと解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを対比させて情報位置を照合することにより行うようにしたので、取り扱うデータの量を少なくすることができ、小型の情報処理装置を用いて施設解体支援における干渉シミュレーションを効率良く実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例における施設解体支援装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施例における施設解体支援方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例において施設内の解体作業領域の３次元実態形状ＣＡＤデータを作成するための撮影手順を示す模式図である。
【図４】本発明の実施例において施設内における解体部位搬送での干渉確認の手順を示す模式図である。
【図５】本発明の実施例において使用するサイコロマーカの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の施設解体支援方法は、複数の機器が設置された施設における解体対象機器を解体して施設内に仮置き、搬送するときに該解体対象機器が施設内の他の機器と衝突（干渉）するかどうかを施設解体支援装置によってシミュレーションする施設解体支援方法において、
前記施設解体支援装置は、電動雲台に電子カメラと光波側距儀を取り付けて構成した撮影装置と、この撮影装置によって得た撮影画像データのデータ処理機能と画像表示機能とデータ記憶機能を有する情報処理装置を備え、前記情報処理装置は、
光波測距儀によるレーザ照射によって得られる施設内の機器群の形状を計測画素毎の距離情報として取得することで該施設内の機器群の機器群３次元実態形状計測情報を得る機器群３次元実態形状計測ステップと、
前記機器群３次元実態形状計測情報に基づいて施設内の機器群の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータを作成する機器群３次元実態形状ＣＡＤデータ作成ステップと、
施設内の機器群の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータから選択指定された解体対象機器の解体部位の解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを得る解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータ選択ステップと、
施設内の解体部位移動位置に配置されたサイコロマーカを前記電子カメラで撮影して得たサイコロマーカ撮影画像データに基づいて前記サイコロマーカの位置と姿勢を求め、求めた前記サイコロマーカの位置と姿勢に対応させて前記解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを移動させ、各移動位置において機器群３次元実態形状ＣＡＤデータと解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを対比させて情報位置を照合することにより、解体部位と施設内の他の機器の干渉をシミュレーションする干渉シミュレーションステップと、
を行うことにより実現する。
【実施例】
【００１８】
この実施例における施設解体支援装置は、図１に示すように、電動雲台１ａに小型電子カメラ１ｂと光波測距儀（レーザレンジファインダ）１ｃを取り付けて構成した撮影装置１と、この撮影装置１によって得た撮影画像データのデータ処理機能と画像表示機能とデータ記憶機能を有する情報処理装置２を備える。
【００１９】
そして、この実施例における施設解体支援方法は、前記施設解体支援装置を用いて、基本的には、次のような手順で実行する。図２を参照して説明する。
【００２０】
ステップＳ１
図３に示すように、施設３内を複数個所から撮影装置１の小型電子カメラ１ｂで撮影して得た施設内に設置された基準マーカ４と設置機器５の撮影画像データを情報処理装置２で処理することにより該施設内における小型電子カメラ１bのトラッキングを行う。また、施設３内を複数個所から撮影装置１の光波測距儀１ｃによりレーザ照射することによって取得した該施設内の機器群の形状に対応する計測画素毎の計測距離データを統合して該施設内の機器群の機器群３次元実態形状情報である機器群３次元実態形状ＣＡＤデータを生成する。この機器群３次元実態形状ＣＡＤデータは、データ量が多いと、干渉シミュレーションにおいて使用する情報処理装置２におけるデータ処理負荷が大きくなって効率的なシミュレーションが阻害されることからデータ量を削減する処理を施す。このデータ量削減方法については、後述する。そして、小型電子カメラ１ｂによって施設内に設置された基準マーカ４と設置機器５を撮影して取得した撮影画像データにより前記機器群３次元実態形状ＣＡＤデータに色情報を付加する。小型電子カメラ１ｂによる撮影と、光波測距儀１ｃによる計測は、別々に行うことが可能である。
【００２１】
ステップＳ２
記憶した施設３内の解体作業領域の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータを画像表示させて解体対象機器５ａにおける解体部位５ａ１を指定することにより解体部位３次元実態形状情報である解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを特定（抽出）して記憶する。
【００２２】
ステップＳ３
解体作業領域の機器群及び解体対象機器５ａにおける解体部位５ａ１の３次元実態形状ＣＡＤデータを実装した施設解体支援装置を解体作業現場に搬入する。
【００２３】
ステップＳ４
図４に示すように、解体対象機器５ａ及び基準マーカ４が小型電子カメラ１ｂの撮影視界に入るように電動雲台１ａを設置し、小型電子カメラ１ｂにより解体対象機器５ａと基準マーカ４を含む解体作業領域を撮影し、撮影画像を表示すると共に、基準マーカ撮影画像データに基づいてカメラ位置と向きを求め、解体作業領域の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータから解体対象機器５ａの解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを読み出して解体部位画像として前記カメラ位置と向きに対応させて撮影画像に重畳させて表示する。
【００２４】
ステップＳ５
解体作業現場の解体対象機器５ａの解体部位５ａ１の移動位置（仮置き位置）（解体作業現場における３次元空間のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に平行な位置）に対応させて、サイコロマーカ６を設置する。このサイコロマーカ６の設置は、作業者が手作業で行う。このサイコロマーカ６は、図５に示すように、直方体基材６ａの６面に該直方体基材６ａの位置と姿勢（解体作業現場における３次元空間のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸における回転角度）を画像認識によって計測するためのマーク６ｂを付した構成である。
【００２５】
ステップＳ６
設置されたサイコロマーカ６を小型電子カメラ１ｂで撮影し、サイコロマーカ撮影画像データに基づいてサイコロマーカ６の位置と姿勢を求める。
【００２６】
ステップＳ７
サイコロマーカ６の位置と姿勢に対応させて解体対象機器５ａの解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータの解体部位画像表示位置を移動する。
【００２７】
ステップＳ８
サイコロマーカ６の位置と姿勢に対応させて表示した解体部位が該位置の周囲に位置する他の機器に干渉（衝突）するかどうかを確認する。この干渉確認は、解体作業領域の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータと解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを対比させ、同一位置に両者の部位が存在するかどうかを照合することにより行う。
【００２８】
ステップＳ９
干渉部位が存在するときには、干渉部位を作業者が視覚的に注目することができる色に着色表示する。この干渉部位の着色表示により、作業者は、サイコロマーカ６の姿勢及び／又は位置を変える必要性を認識し、着色表示された干渉部位を参考にしてサイコロマーカ６の姿勢及び／又は位置を変更する。
【００２９】
ステップＳ１０
干渉部分が存在しない（なくなった）ときには、そのときのサイコロマーカ６の位置と姿勢を記憶する。
また、ステップＳ９における干渉部位が存在するときにも、随時、そのときのサイコロマーカ６の位置と姿勢を記憶することができる。
【００３０】
ステップＳ１１
サイコロマーカ６の位置が解体部位搬送道順の最終位置かどうかを確認し、最終位置であれば処理を終了し、次の移動位置があれば次のステップに進む。
【００３１】
ステップＳ１２
サイコロマーカ６を搬送道順の次の位置へ移動してステップＳ６からの処理に戻る。
【００３２】
ステップＳ１３
ステップＳ９においてサイコロマーカ６の姿勢または位置を変更した後に変更後のサイコロマーカ６が小型電子カメラ１ｂの撮影視界内にあるかどうかを確認し、撮影視界内であればステップＳ６に戻る。
【００３３】
ステップＳ１４
位置変更によってサイコロマーカ６が小型電子カメラ１ｂの撮影視界に入らなくなったときには、サイコロマーカ６が撮影視界に入る位置に電動雲台１ａを移動させる。そして、ステップＳ４に戻って、基準マーカ４を撮影してカメラ位置と向きを測定することにより撮影画像と解体作業領域の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータとの対応関係を整合させる。
【００３４】
このようにして解体部位５ａ１を搬送する道順について干渉確認し、干渉が起こらないサイコロマーカ位置と姿勢を記憶することにより、施設３内の解体対象機器５ａの解体部位５ａ１を解体して仮置き、搬送するときに施設３内の他の機器５と干渉しないようにする道順（位置）と解体部位５ａ１の姿勢情報を情報処理装置２に保持することができ、実際に解体対象機器５ａを解体して仮置き、搬送するときにこの情報を読み出して解体部位５ａ１の仮置き、搬送における各位置と姿勢を画像表示することにより解体作業を支援することができる。
【００３５】
解体作業領域の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータ作成は、具体的には、次のようにして行う。
【００３６】
施設３内を複数個所から撮影するときの撮影装置１の各位置と姿勢の情報は、施設３内の予め定めた既知の位置に設置した基準マーカ４を小型電子カメラ１ｂで撮影することにより得た撮影画像データにおける基準マーカ４の写り込み位置を情報処理装置２で解析することにより求める。そして、解体作業領域の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータは、複数個所から光波測距儀１ｃにより施設３内の設置機器５の各部位の３次元計測を行い、複数個所からの計測で取得した各計測画素データをスムージング処理し、ＩＣＰ(Iterative Closes Point)アルゴリズムを用いて統合処理し、所定の距離情報領域毎に区画して該区画内に位置する複数の実計測画素の重心位置を求め、求めた重心位置を計測画素存在位置とすることにより機器群の３次元実態形状を大きく変えることなくデータ量を削減することにより干渉シミュレーションを行うときに小型の携帯型情報処理装置で取り扱うのに適したデータ量とするように作成する。
【００３７】
また、解体対象機器５における解体部位５ａ１の解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータの作成は、解体作業領域の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータから解体対象機器５ａの領域を選択して画像表示させ、表示画像上で解体対象機器５ａにおける切断部分（解体部位）をマウス等により指示することにより指示範囲に含まれる解体対象機器５の３次元実態形状ＣＡＤデータを切り出（抽出）して解体部位３次元実態ＣＡＤデータとするように行う。
【００３８】
施設内の機器群の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータや解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを得るための処理を行う情報処理装置と干渉シミュレーションを行う情報処理装置は、同一の情報処理装置である必要はなく、施設内の機器群の機器群３次元実態形状ＣＡＤデータや解体部位３次元実態形状ＣＡＤデータを得るための処理を行う情報処理装置は処理能力が大きいデスクトップ型情報処理装置が好適であり、干渉シミュレーションを行う情報処理装置は携帯性に優れた小型情報処理装置が好適である。
【符号の説明】
【００３９】
１…撮影装置、１ａ…電動雲台、１ｂ…小型電子カメラ、１ｃ…光波測距儀、２…情報処理装置、３…施設、４…基準マーカ、５…設置機器、５ａ…解体対象機器、５ａ１…解体部位、６…サイコロマーカ、６ａ…直方体基材、６ｂ…マーク。
【図１】
0005821131.tif 000002
【図２】
0005821131.tif 000003
【図３】
0005821131.tif 000004
【図４】
0005821131.tif 000005
【図５】
0005821131.tif 000006