プラント建設支援方法およびプラント建設支援装置
【課題】製品資材の固有識別番号コードを資材に貼りつけている場合に、個体管理のためのデバイスまたはシールを貼る作業が製品資材の製造工程の負担となる。また固有識別番号を認識するだけで設計時に作成した形状との照合がされておらず、据付形状として正しい資材が到着したかどうかが据付作業開始まで不明である等を解決するプラント建設支援装置を提供する。
【解決手段】自己位置計測機能、方位検知機能を備える光学的距離計測装置を用いてプラント建設用の製品資材の形状寸法、配置角度等を非接触で測定する手段と、測定した情報から得られる製品資材の物体境界情報と、あらかじめ設計時に作成しておいた三次元モデル情報を照合して、製品資材の個体認識番号を取得して、プラント建設用の製品資材のプラント建設サイトへの到着を判定する。
【解決手段】自己位置計測機能、方位検知機能を備える光学的距離計測装置を用いてプラント建設用の製品資材の形状寸法、配置角度等を非接触で測定する手段と、測定した情報から得られる製品資材の物体境界情報と、あらかじめ設計時に作成しておいた三次元モデル情報を照合して、製品資材の個体認識番号を取得して、プラント建設用の製品資材のプラント建設サイトへの到着を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント建設資材の入庫管理と所在把握に関し、特に資材の高精度かつ効率的な個体識別と位置管理を実施する際に付加的な識別装置の使用を必要としない、プラント建設支援方法およびこれに用いるプラント建設支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラント建設資材の入庫管理と所在把握に関して特許文献１が知られている。特許文献１には、あらかじめ記憶していた情報を無線送信するＩＣチップ等の発信機を用いて、発信機が取り付けられた管理対象資材の位置座標を自動的に取得し、保管されている資材管理対象物の配置および管理対象資材が置かれていない場所の面積と座標を自動的に算出する手段が開示されている。また、特許文献２には、建設現場に資材が入着すると、資材のバーコードを読取ることにより入着状況が管理されることが開示されている。これらはいずれも、管理対象資材に発信機やバーコード等の識別装置を貼りつけることにより、資材の現場への到着や位置を認識している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１０８００号公報
【特許文献２】特開平５−２８７９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
背景技術で引用した上記特許文献では、固有識別番号コードを有するＲＦＩＤタグ（電子タグ）やバーコードを資材に貼りつけているが、個体管理のための電子デバイスまたはシールなどを貼る作業は配管資材等の製造や据付の作業工数を増加させ負担が増大する。ＲＦＩＤを資材に貼りつけた場合には、固有識別番号を無線受信機（ＲＦＩＤリーダー）で確実に検出されるように金属での電波遮蔽を回避できる位置に貼りつけるなどの工夫をする必要がある。
【０００５】
また、資材置場等でリーダーを資材にかざしてＲＦＩＤやバーコードに格納されている固有識別番号を認識するだけであり、設計時に作成した３ＤＣＡＤモデル形状との照合をしていない。そのため、３ＤＣＡＤモデルに対応した据付形状を持つ正しい資材が到着したかどうかは据付作業をしてみるまで確認できない。さらに、据付時の溶接作業などの前にＲＦＩＤタグは異物となるので、配管資材などから取外す必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、所定位置に搬入保管されたプラント建設用の製品資材と、該製品資材を測定して画像情報と位置情報を取得するカメラとＧＰＳを有する携帯電子端末とを有し、前記携帯電子端末により非接触で測定された前記製品資材の位置及び形状寸法を含む製品資材情報と、搬入された製品資材の納品書情報とを用いて、製品資材のプラント建設サイトへの搬入管理を行うプラント建設支援装置において、前記製品資材情報から製品資材の物体境界情報を抽出するエッジ抽出部と、該エッジ抽出部の情報から製品資材モデルを抽出するモデル抽出部と、該モデル抽出部の情報とあらかじめ設計時に作成した三次元モデル情報および施工図情報を照合して前記製品資材モデルと前記三次元モデルの一致度を計算する一致度計算部と、前記製品資材の仮置保管位置を登録する仮置位置登録部と、表示画面を備えた入出力端末を有し、製品資材の個体認識番号を取得して前記製品資材のプラント建設サイトへの到着を判定することを特徴とする。
【０００７】
また、プラント建設支援装置において、前記携帯電子端末はさらに方位センサと時計を備え、測定した製品資材の方位または計測日時の少なくとも一つを前記個体認識番号と対応づけて記録することを特徴とする。
【０００８】
また、プラント建設支援装置において、前記表示画面はプラント建設サイトの三次元モデル図面又は二次元モデル図面又は工程表画面の少なくとも一つを表示し、前記携帯電子端末を用いて測定した前記製品資材の、前記三次元モデル図面、二次元モデル図面又は工程表図面上での位置を表示することを特徴とする。
【０００９】
また、プラント建設支援装置において、仮置保管された前記製品資材の測定日時と建設工程で決定された搬入時期を比較する到着遅れ確認部を有し、該到着遅れ確認部は、前記製品資材の搬入および建設が予定工期から遅れている場合に、前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに警告表示を表示することを特徴とする。
【００１０】
また、プラント建設支援装置において、前記製品資材に表示されている個体識別番号を認識し、前記製品資材の仮置保管位置を前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに表示する文字認識部を有することを特徴とする。
【００１１】
さらに、所定位置に搬入保管されたプラント建設用の製品資材と、該製品資材を測定して画像情報と位置情報を取得するカメラとＧＰＳを有する携帯電子端末とを有し、前記携帯電子端末により非接触で測定された前記製品資材の位置及び形状寸法を含む製品資材情報と、搬入された製品資材の納品書情報とを用いて、製品資材のプラント建設サイトへの搬入管理を行うプラント建設支援方法において、前記測携帯電子端末で測定した前記製品資材情報から得られる製品資材の物体境界情報と、あらかじめ設計時に作成しておいた三次元モデル情報を照合して、製品資材の個体認識番号を取得して、プラント建設用の製品資材のプラント建設サイトへの到着を判定することを特徴とする。
【００１２】
さらに、プラント建設支援方法において、前記携帯電子端末はさらに方位センサと時計を備え、測定した製品資材の方位または計測日時の少なくとも一つを前記個体認識番号と対応づけて記録することを特徴とする。
【００１３】
さらに。プラント建設支援方法において、個体認識番号を取得した前記製品資材のプラント建設サイトの三次元モデル画面または二次元モデル画面上の位置を表示することを特徴とする。
【００１４】
さらに、プラント建設支援方法において、仮置保管された製品資材の計測日時と建設工程で決定された搬入時期を比較して、前記製品資材の搬入および建設が予定工期から遅れている場合に、前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに警告表示を表示することを特徴とする。
【００１５】
さらに、プラント建設支援方法において、前記製品資材に書かれている配管番号または機器番号を含む個体識別番号を認識して、前記製品資材の仮置保管位置を表示することを特徴とする。
【００１６】
さらに、プラント建設支援方法において、前記携帯電子端末で仮置保管位置を計測した結果を経時的に複数回取得し、計測結果を比較して相違があった場合に差分部分に対応する配管資材を同定し、該配管資材が工事据付場所に無い場合に画面上に警告情報を表示することを特徴とする。
【００１７】
さらに、プラント建設支援方法において、測定した前記製品資材の画像を収集し、製品資材の保管位置情報を常時データベースで管理し、前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに表示することを特徴とする。
【００１８】
さらに、プラント建設支援方法において、３Ｄモデル、作業工程、製品資材の搬入量及び移動状況をプラント建設サイトの前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに重畳して表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のプラント建設支援装置は、所定位置に搬入保管されたプラント建設用の製品資材を測定して画像情報と位置情報を取得するカメラとＧＰＳを有する携帯電子端末とを備え、製品資材の位置及び形状寸法を含む製品資材情報と製品資材の納品書情報とを用いて、製品資材のプラント建設サイトへの搬入管理を行うプラント建設支援装置において、製品資材情報から製品資材の物体境界情報を抽出するエッジ抽出部と、エッジ抽出部の情報から製品資材モデルを抽出するモデル抽出部と、モデル抽出部の情報とあらかじめ設計時に作成した三次元モデル情報および施工図情報を照合して製品資材モデルと三次元モデルの一致度を計算する一致度計算部と、製品資材の仮置保管位置を登録する仮置位置登録部と、表示画面を備えた入出力端末を有し、製品資材の個体認識番号を取得して前記製品資材のプラント建設サイトへの到着を判定することにより、特定の識別標識を製品資材に使用することなく個体識別を実現することで、製品資材の搬入確認作業、搬入前の作業、及び、現地での据付前の付加的な作業を軽減することができる。
【００２０】
また、製品資材の仮置保管位置を非接触で間接的に測定することができ、形状を設計時の三次元モデルを用いて確認することができるので、確実に正しい製品資材が搬入されたことを据付時期より以前に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のプラント建設支援システムを示す構成図。
【図２】本発明のプラント建設支援装置における配管資材管理画面の説明図。
【図３】本発明のプラント建設支援装置における配管資材の説明図。
【図４】本発明のプラント建設支援装置における配管資材の写真画像の説明図。
【図５】本発明の配管資材撮影カメラ、ＧＰＳ及び３軸センサを連動した撮影物体の絶対位置計測方法を示す模式図。
【図６】本発明のプラント建設支援装置における資材に対応した３Ｄモデルを示す模式図。
【図７】本発明のプラント建設支援装置における資材管理図面の説明図。
【図８】本発明のプラント建設支援装置における納品書の説明図。
【図９】本発明のプラント建設支援装置における資材形状認識部の処理方法を示すフローチャート。
【図１０】本発明のプラント建設支援装置における資材番号文字列認識部の処理を示すフローチャート。
【図１１】本発明のプラント建設支援装置における資材位置登録ＤＢのテーブル構成例を示す説明図。
【図１２】本発明のプラント建設支援装置における資材位置検索部の処理方法を示すフローチャート。
【図１３】本発明のプラント建設支援装置における工程情報画面を示す説明図。
【図１４】本発明のプラント建設支援装置における資材到着遅れ警報可視化画面を示す説明図。
【図１５】本発明のプラント建設支援装置における資材移動状況認識部の処理方法を示すフローチャート。
【図１６】本発明のプラント建設支援装置における資材移動状況可視化画面の説明図。
【図１７】本発明のプラント建設支援装置における資材仮置保管状況の複数写真からの合成例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明のプラント建設支援装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
（１）プラント建設支援システムの構成
図１は本発明のプラント建設支援装置を有するプラント建設支援システムを示す構成図である。本発明のプラント建設支援システムは、ＧＰＳとカメラと方位センサと時計を有する携帯電子端末１００により撮影する配管スプール等の配管資材の写真画像１０１、位置情報１０２を利用するプラント建設支援装置２０を有する。
【００２３】
これらの構成からなるプラント建設支援装置は、建設対象のプラント５０の周辺にトラック３０などにより運搬されて資材仮置ヤード４０に搬入された製品資材の一例である配管資材６０を非接触で検出し、携帯電子端末１００の位置検出を衛星１０のＧＰＳ信号１１に基づいて実施する。また配管資材の方位を決定し、さらに撮影計測時の日時を記録することができる。３１は搬入された配管資材の電子化された納品書である。
【００２４】
プラント建設支援装置２０は、写真画像のエッジ抽出部２１０と、写真画像１０１と納品書３１の情報から配管番号などの文字を抽出する文字認識部２２０と、予めＣＡＤで作成された３ＤモデルＤＢ４２０と施工図ＤＢ４３０と文字認識部２２０の画像エッジ認識結果、文字認識結果を入力して配管資材６０のモデルを抽出するモデル抽出部２３０を有する。
【００２５】
プラント建設支援装置２０はまた、抽出された配管資材モデルと３ＤモデルＤＢ４２０の３Ｄモデルとの一致度を計算する一致度計算部２４０、３ＤモデルＤＢ４２０のうち一致度の最も高い３Ｄモデルを携帯電子端末１００からの位置情報と合わせて配管資材６０の仮置保管位置を製品位置ＤＢ４１０に登録する仮置位置登録部２５０、入出力端末５００から入力された情報をもとに対応する配管資材の位置を検索する製品位置検索部３２０を有する。また、計画工程ＤＢ４４０の製品搬入時期と、製品位置ＤＢ４１０に登録された日時を比較して現着の遅れを確認する現着遅れ確認部３１０を有する。
【００２６】
３Ｄモデルの寸法が既知であることから、３ＤモデルＤＢ４２０の情報と携帯電子端末１００により撮影された配管資材６０の距離と形状寸法を求める。４４０は計画工程情報を記録する計画工程ＤＢである。
【００２７】
図２は図１のプラント建設支援システムにおいて、収集した情報に基づき入出力端末５００に表示された仮置保管場所の管理画面を示す。管理画面はプラント５０や資材仮置ヤード４０、資材仮置ヤード４０におかれた配管資材６０を３Ｄアイソメトリックビューで表示する画面５０１と、２Ｄヤードレイアウトを表示する画面５０２と、配管資材６０の各種情報を検索して状態を確認する画面５０３とからなる。
【００２８】
施工図番、スプール番号、ヤード番号などの属性選択条件５０３３を指定し、現着などの状態指定条件５０３２を指定して確認ボタン５０３１を押すと、検索条件で絞られて検索された情報が状態確認表５０３４に表示される。
【００２９】
本発明のプラント建設支援装置は、現地プラント建設サイト等に搬入された製品資材の番号を３Ｄ表示装置上に重ねて表示することにより、ユーザに製品資材の仮置保管位置をわかりやすく表示することができる。
【００３０】
図３は配管資材の一つである６０ａに付与される属性６０ｂを示す。配管資材６０は現地建設単位として、配管工場であらかじめ配管部品を接合した配管スプールと呼ぶアセンブリで納入される。配管スプールには施工図番、スプール番号、建設対象のプラントの建屋名、工事エリア番号、ライン番号、重量、配管長などが属性として付与される。これらの属性が資材を管理する製品位置ＤＢ４１０と連携して、その内部に格納される。
（２）現場計測方法
図４は資材仮置ヤード４０で携帯電子端末１００により撮影した配管スプールの写真画像１０１を示す。配管スプール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃにはスプール番号Ｓ００２、Ｓ００３、Ｓ００４などの文字列が配管上にペイント又は刻印されている。また、配管スプールを置くための仮設木材１０１ｄなども画像中に存在する場合がある。いずれも適切な画像処理（コントラストが異なる部分のエッジ抽出、撮影画像のＲＧＢ色情報を用いた配管の特定、配管番号による配管の認識等）により配管スプールを画像中から抽出することができる。
【００３１】
図５は二つのカメラ１００１、１００２を用いて配管スプール６０１、６０２、６０３の特定の点までの距離を計測する原理を説明するものである。例えばカメラ間の距離をｃとして配管スプール６０１の特定の点までの各カメラ中心からの距離をそれぞれ、ａ、ｂとする。三角形の正弦定理によれば
ｃ／ｓｉｎγ＝ｂ／ｓｉｎα＝ａ／ｓｉｎβ
となるので、
ｂ＝ｃ・ｓｉｎα／ｓｉｎγ、ａ＝ｃ・ｓｉｎβ／ｓｉｎγ
となり、既知のカメラ間距離から配管スプールまでの距離が判明する。これらの計算を、配管スプールの代表的な特徴点について繰り返すことによって、配管スプールの寸法を求め、設計時に作成した３Ｄモデルとの比較を行う。
（３）配管モデルの設計情報
図６に配管スプールに対応した３Ｄモデルを示す。配管スプール４２０１は例えば、配管入口４２０１ａと出口の端点４２０１ｇを特徴点として、写真で撮影した画像と比較することができる。また、モデルの途中の点４２０１ｂ〜４２０１ｆや配管モデルを２次元平面に投影したときの配管の境界（エッジ）も特徴点（線）として利用することができる。
【００３２】
図７は配管施工図を示す資材管理図面である。プラント建設サイトに納入される配管スプールをプラント５０に据え付ける際の組み合わせ方を配管スプールの中心線４３０３と溶接点４３０４の組合せで記述している。図７にはスプール番号４３０１がリスト形式で示され、通常数本から十数本の配管スプールが描かれる。図面には施工図番４３０２が与えられ、図面番号を特定すると共に番号ごとに配管スプールの納入管理をしたり、計画工程を立案する。配管スプールは配管中心線４３０３から引き出し線で配管スプールごとに（１）、（２）、（３）のように区別して描かれる。
【００３３】
図８は資材を資材製作工場からプラント建設サイトに送るときに利用する納品書３１である。資材送付単位に作成し、管理用の番号３１０１、施工図番３１０２、スプール番号３１０３、配管の名称３１０４、質量３１０５、備考３１０６などからなる。施工図番とスプール番号でプラントの中で唯一の配管スプールを特定することが可能である。
（４）資材認識・位置登録処理
図９はプラント建設支援装置２０の資材形状認識ブロックの処理を説明するフローチャートである。この処理はエッジ抽出部２１０、文字認識部２２０、モデル抽出部２３０、一致度計算部２４０、および仮置位置登録部２５０で実行される。
【００３４】
次に、各ステップについて説明する。始めに携帯電子端末１００１、１００２に備えたカメラで撮影した配管資材のステレオ画像をエッジ抽出部２１０で読み込む（Ｓ１１）。読み込んだ各画像のエッジを抽出し（Ｓ１２）、３Ｄモデルと比較すべき特徴点を抽出し割り当てる（Ｓ１３）。また、文字認識部２２０で配管に記載された配管番号を認識する（Ｓ１４）。さらに、抽出した特徴点間の距離を配管の寸法を概算するために計算する（Ｓ１５）。次に、モデル抽出部２３０で、３ＤモデルＤＢ４２０と施工図ＤＢ４３０を利用して、認識された配管番号をもとに画像情報と比較すべき配管スプール３Ｄモデル候補を読み込む（Ｓ１６）。
【００３５】
次に、全ての３Ｄモデル候補について処理を繰り返す（Ｓ１７、ｎｏ）。まず、候補モデルごとに全特徴点を確認する（Ｓ１８）。一致度計算部２４０で特徴点を抽出した画像と３Ｄモデルの座標の差を一致度として計算し、差が小さいほど一致度が大きいと判定する（Ｓ１９）。
【００３６】
以上の処理を全ての３Ｄモデル候補について繰り返したら（Ｓ１７、ｙｅｓ）、仮置位置登録部２５０で、Ｓ１２で抽出した配管資材ごとに最も一致度が大きいモデルを割り当てて、それらの配管資材の仮置保管位置の座標を製品位置ＤＢ４１０に登録する（Ｓ２０）。
【００３７】
図１０は配管資材の番号文字列を認識する文字認識部２２０の処理を説明するフローチャートであり、図９のＳ１４の処理を詳細に説明するものである。
【００３８】
配管番号の文字を画像からエッジ抽出する（Ｓ２１）。文字として切り出した形状から文字列を認識する（Ｓ２２）。認識した文字列をもとに施工図ＤＢ４３０からスプール番号を検索する（Ｓ２３）。このとき、施工図番は図１の納品書３１に書かれているものを電子的に利用する。次に、施工図に書かれている全配管スプールを検索し一致しているスプール番号があるかどうかを判定する（Ｓ２４、Ｓ２５）。
【００３９】
もし、一致しているスプール番号があれば、メモリに記憶する（Ｓ２６）。全配管スプールを確認しても一致するものがなければ、検索したスプール番号と認識したスプール番号の文字列としての一致度を表示し（Ｓ２７）、ユーザにスプール番号の手動入力を促す画面を表示する（Ｓ２８）。
【００４０】
図１１は資材位置を登録する製品位置ＤＢ４１０のデータテーブル構成例を示す。製品位置情報４１０ａにおいて、４１０１は施工図番、４１０２はスプール番号、４１０３はヤード位置、４１０４は絶対座標、４１０５は計測日時である。画像から得られる形状認識の結果と文字列認識の結果にもとづき、スプール番号と仮置保管位置の絶対座標、及び、計測日時を対応づけて製品位置ＤＢ４１０に格納する。
（５）資材到着遅れの表示
図１２は製品位置検索部３２０の処理を説明するフローチャートである。例えば、図１４のような管理画面で施工図番、スプール番号等の資材管理属性を入力する（Ｓ３１）。製品位置ＤＢ４１０から対象資材の到着の有無、位置を検索する（Ｓ３２）。これにより資材が現地に到着していたなら（Ｓ３３、ｙｅｓ）、３Ｄモデルから対象資材を選択し、据付完了状態と資材仮置状態を同時表示する（Ｓ３４）。もし、製品位置ＤＢ４１０に資材到着情報がなかったら（Ｓ３３、ｎｏ）、３Ｄモデルから対象資材を選択して、将来の据付完了の状態を示して、資材が未到着である旨表示する（Ｓ３５）。
【００４１】
図１３は工程情報画面を示し、計画対象として機器、配管、サポートの据付工程を選択する画面５０５と、選択の結果としてプラント建設計画工程を表示する画面５０４からなる。５０４１は機器Ｅ００１、５０４２は配管Ｄ００１、５０４３は配管Ｄ００２を示す。
【００４２】
機器、配管とも作業の開始時点までに製品資材が到着している必要があるので、到着遅れ確認部３１０で、この情報をもとに製品資材の現地到着遅れを判断することができる。例えば、作業開始時点の少なくとも一週間前までには製品資材が届いているという制約を設定すれば、その条件が成立していない情報を検索して、リスト表示画面や２Ｄ、３Ｄ画面上に警告表示することができる。
【００４３】
図１４は到着遅れ確認部３１０による資材到着遅れ警報を可視化する画面を示す。５０３２のように「現着」という検索条件で指定すると、工程上は検索時点とあらかじめ設定した制約および計画工程との比較により、到着しているべき配管スプールのリストが５０３４のように表示される。このうち、製品位置ＤＢ４１０に資材仮置ヤード名及び着荷日が格納されていない場合は、資材管理状態として「未着」と表示する。また３Ｄアイソメビューの画面５０１の中で建屋側据付完了状態表現モデルの中で「Ｓ００３未着」５１のように３Ｄモデル的にも警告を表示する。本願発明のプラント建設支援装置は、上記の構成により建設計画工程に記されている資材搬入予定日と現地資材到着実績を比較することにより、資材の遅れの警告を可視化することができ、現地建設遅れのリスクを軽減することができる。
（６）資材移動の表示と資材仮置状態での３Ｄモデル化
図１５は資材移動状況認識処理を説明するフローチャートである。例えば資材画像を一日に一回、または数時間おきにユーザの携帯電子端末のカメラまたは別の固定カメラで撮影し、資材位置ＤＢを更新する（Ｓ４１）。更新対象の資材位置の前回位置と更新後の位置を比較する（Ｓ４２）。比較の結果資材位置が異なれば（Ｓ４３、ｙｅｓ）、資材位置移動フラグを設定する（Ｓ４４）。資材位置が動いていない場合は（Ｓ４３、ｎｏ）、何もしない。
【００４４】
図１６は資材移動状況を可視化処理する画面である。資材Ｓ００１が例えばヤードＡからＣに移動した結果をリスト、２Ｄモデル、３Ｄモデルに重ねて各々表示している。ここでは、移動前の位置を合わせて表示し、対象の資材が移動したことを強調表示してもよい。また、移動の軌跡を重ねて表示することも考えられる。本発明のプラント建設支援装置は、製品資材の仮置保管位置の時系列的な差分、移動の監視をすることにより、製品資材の紛失を防止することができる。さらに、製品資材の搬入量や移動状況をプラント建設サイトの３Ｄモデルに重畳して表示するので、据付に必要な製品資材の搬入量をマクロ的に監視し、適切な搬入量にコントロールするのに必要な情報を得ることができる。
【００４５】
図１７は資材仮置保管状況の複数写真からの合成方法を示す。一方位から撮影したステレオ写真では、配管資材６０１〜６０３の前面の距離計測ができるのみである。これに対し、例えば円柱状の物体からなる配管であることを確実に認識するためには、少なくとも３方位からの画像撮影が必要で、カメラ１００１、１００２、１００３による撮影でこれを実現する。通常、写真測量では基準点が必要となるが、比較対象となる配管３Ｄモデルがすでに作成されているので、配管上の特徴点を指定して写真画像による絶対距離計測を可能にする。
【００４６】
さらに、本発明のプラント建設支援装置は、製品資材のプラント建設サイト到着の検出結果、及び、仮置保管位置の検出結果を可視化することができるので、現地資材の保管場所の管理を合理化することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０ ＧＰＳ通信衛星
１１ ＧＰＳ信号
３０ トラック
３１ 納品書
４０ 資材仮置ヤード
５０ プラント
６０ 配管資材
１００ 携帯電子端末
１０１ 写真画像
１０２ 位置情報
２１０ エッジ抽出部
２２０ 文字認識部
２３０ モデル抽出部
２４０ 一致度計算部
２５０ 仮置位置登録部
３１０ 現着遅れ確認部
３２０ 製品位置検索部
４１０ 製品位置ＤＢ
４２０ ３Ｄモデル登録ＤＢ
４３０ 施工図ＤＢ
４４０ 計画工程ＤＢ
５００ 入出力端末
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント建設資材の入庫管理と所在把握に関し、特に資材の高精度かつ効率的な個体識別と位置管理を実施する際に付加的な識別装置の使用を必要としない、プラント建設支援方法およびこれに用いるプラント建設支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラント建設資材の入庫管理と所在把握に関して特許文献１が知られている。特許文献１には、あらかじめ記憶していた情報を無線送信するＩＣチップ等の発信機を用いて、発信機が取り付けられた管理対象資材の位置座標を自動的に取得し、保管されている資材管理対象物の配置および管理対象資材が置かれていない場所の面積と座標を自動的に算出する手段が開示されている。また、特許文献２には、建設現場に資材が入着すると、資材のバーコードを読取ることにより入着状況が管理されることが開示されている。これらはいずれも、管理対象資材に発信機やバーコード等の識別装置を貼りつけることにより、資材の現場への到着や位置を認識している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１０８００号公報
【特許文献２】特開平５−２８７９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
背景技術で引用した上記特許文献では、固有識別番号コードを有するＲＦＩＤタグ（電子タグ）やバーコードを資材に貼りつけているが、個体管理のための電子デバイスまたはシールなどを貼る作業は配管資材等の製造や据付の作業工数を増加させ負担が増大する。ＲＦＩＤを資材に貼りつけた場合には、固有識別番号を無線受信機（ＲＦＩＤリーダー）で確実に検出されるように金属での電波遮蔽を回避できる位置に貼りつけるなどの工夫をする必要がある。
【０００５】
また、資材置場等でリーダーを資材にかざしてＲＦＩＤやバーコードに格納されている固有識別番号を認識するだけであり、設計時に作成した３ＤＣＡＤモデル形状との照合をしていない。そのため、３ＤＣＡＤモデルに対応した据付形状を持つ正しい資材が到着したかどうかは据付作業をしてみるまで確認できない。さらに、据付時の溶接作業などの前にＲＦＩＤタグは異物となるので、配管資材などから取外す必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、所定位置に搬入保管されたプラント建設用の製品資材と、該製品資材を測定して画像情報と位置情報を取得するカメラとＧＰＳを有する携帯電子端末とを有し、前記携帯電子端末により非接触で測定された前記製品資材の位置及び形状寸法を含む製品資材情報と、搬入された製品資材の納品書情報とを用いて、製品資材のプラント建設サイトへの搬入管理を行うプラント建設支援装置において、前記製品資材情報から製品資材の物体境界情報を抽出するエッジ抽出部と、該エッジ抽出部の情報から製品資材モデルを抽出するモデル抽出部と、該モデル抽出部の情報とあらかじめ設計時に作成した三次元モデル情報および施工図情報を照合して前記製品資材モデルと前記三次元モデルの一致度を計算する一致度計算部と、前記製品資材の仮置保管位置を登録する仮置位置登録部と、表示画面を備えた入出力端末を有し、製品資材の個体認識番号を取得して前記製品資材のプラント建設サイトへの到着を判定することを特徴とする。
【０００７】
また、プラント建設支援装置において、前記携帯電子端末はさらに方位センサと時計を備え、測定した製品資材の方位または計測日時の少なくとも一つを前記個体認識番号と対応づけて記録することを特徴とする。
【０００８】
また、プラント建設支援装置において、前記表示画面はプラント建設サイトの三次元モデル図面又は二次元モデル図面又は工程表画面の少なくとも一つを表示し、前記携帯電子端末を用いて測定した前記製品資材の、前記三次元モデル図面、二次元モデル図面又は工程表図面上での位置を表示することを特徴とする。
【０００９】
また、プラント建設支援装置において、仮置保管された前記製品資材の測定日時と建設工程で決定された搬入時期を比較する到着遅れ確認部を有し、該到着遅れ確認部は、前記製品資材の搬入および建設が予定工期から遅れている場合に、前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに警告表示を表示することを特徴とする。
【００１０】
また、プラント建設支援装置において、前記製品資材に表示されている個体識別番号を認識し、前記製品資材の仮置保管位置を前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに表示する文字認識部を有することを特徴とする。
【００１１】
さらに、所定位置に搬入保管されたプラント建設用の製品資材と、該製品資材を測定して画像情報と位置情報を取得するカメラとＧＰＳを有する携帯電子端末とを有し、前記携帯電子端末により非接触で測定された前記製品資材の位置及び形状寸法を含む製品資材情報と、搬入された製品資材の納品書情報とを用いて、製品資材のプラント建設サイトへの搬入管理を行うプラント建設支援方法において、前記測携帯電子端末で測定した前記製品資材情報から得られる製品資材の物体境界情報と、あらかじめ設計時に作成しておいた三次元モデル情報を照合して、製品資材の個体認識番号を取得して、プラント建設用の製品資材のプラント建設サイトへの到着を判定することを特徴とする。
【００１２】
さらに、プラント建設支援方法において、前記携帯電子端末はさらに方位センサと時計を備え、測定した製品資材の方位または計測日時の少なくとも一つを前記個体認識番号と対応づけて記録することを特徴とする。
【００１３】
さらに。プラント建設支援方法において、個体認識番号を取得した前記製品資材のプラント建設サイトの三次元モデル画面または二次元モデル画面上の位置を表示することを特徴とする。
【００１４】
さらに、プラント建設支援方法において、仮置保管された製品資材の計測日時と建設工程で決定された搬入時期を比較して、前記製品資材の搬入および建設が予定工期から遅れている場合に、前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに警告表示を表示することを特徴とする。
【００１５】
さらに、プラント建設支援方法において、前記製品資材に書かれている配管番号または機器番号を含む個体識別番号を認識して、前記製品資材の仮置保管位置を表示することを特徴とする。
【００１６】
さらに、プラント建設支援方法において、前記携帯電子端末で仮置保管位置を計測した結果を経時的に複数回取得し、計測結果を比較して相違があった場合に差分部分に対応する配管資材を同定し、該配管資材が工事据付場所に無い場合に画面上に警告情報を表示することを特徴とする。
【００１７】
さらに、プラント建設支援方法において、測定した前記製品資材の画像を収集し、製品資材の保管位置情報を常時データベースで管理し、前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに表示することを特徴とする。
【００１８】
さらに、プラント建設支援方法において、３Ｄモデル、作業工程、製品資材の搬入量及び移動状況をプラント建設サイトの前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに重畳して表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のプラント建設支援装置は、所定位置に搬入保管されたプラント建設用の製品資材を測定して画像情報と位置情報を取得するカメラとＧＰＳを有する携帯電子端末とを備え、製品資材の位置及び形状寸法を含む製品資材情報と製品資材の納品書情報とを用いて、製品資材のプラント建設サイトへの搬入管理を行うプラント建設支援装置において、製品資材情報から製品資材の物体境界情報を抽出するエッジ抽出部と、エッジ抽出部の情報から製品資材モデルを抽出するモデル抽出部と、モデル抽出部の情報とあらかじめ設計時に作成した三次元モデル情報および施工図情報を照合して製品資材モデルと三次元モデルの一致度を計算する一致度計算部と、製品資材の仮置保管位置を登録する仮置位置登録部と、表示画面を備えた入出力端末を有し、製品資材の個体認識番号を取得して前記製品資材のプラント建設サイトへの到着を判定することにより、特定の識別標識を製品資材に使用することなく個体識別を実現することで、製品資材の搬入確認作業、搬入前の作業、及び、現地での据付前の付加的な作業を軽減することができる。
【００２０】
また、製品資材の仮置保管位置を非接触で間接的に測定することができ、形状を設計時の三次元モデルを用いて確認することができるので、確実に正しい製品資材が搬入されたことを据付時期より以前に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のプラント建設支援システムを示す構成図。
【図２】本発明のプラント建設支援装置における配管資材管理画面の説明図。
【図３】本発明のプラント建設支援装置における配管資材の説明図。
【図４】本発明のプラント建設支援装置における配管資材の写真画像の説明図。
【図５】本発明の配管資材撮影カメラ、ＧＰＳ及び３軸センサを連動した撮影物体の絶対位置計測方法を示す模式図。
【図６】本発明のプラント建設支援装置における資材に対応した３Ｄモデルを示す模式図。
【図７】本発明のプラント建設支援装置における資材管理図面の説明図。
【図８】本発明のプラント建設支援装置における納品書の説明図。
【図９】本発明のプラント建設支援装置における資材形状認識部の処理方法を示すフローチャート。
【図１０】本発明のプラント建設支援装置における資材番号文字列認識部の処理を示すフローチャート。
【図１１】本発明のプラント建設支援装置における資材位置登録ＤＢのテーブル構成例を示す説明図。
【図１２】本発明のプラント建設支援装置における資材位置検索部の処理方法を示すフローチャート。
【図１３】本発明のプラント建設支援装置における工程情報画面を示す説明図。
【図１４】本発明のプラント建設支援装置における資材到着遅れ警報可視化画面を示す説明図。
【図１５】本発明のプラント建設支援装置における資材移動状況認識部の処理方法を示すフローチャート。
【図１６】本発明のプラント建設支援装置における資材移動状況可視化画面の説明図。
【図１７】本発明のプラント建設支援装置における資材仮置保管状況の複数写真からの合成例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明のプラント建設支援装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
（１）プラント建設支援システムの構成
図１は本発明のプラント建設支援装置を有するプラント建設支援システムを示す構成図である。本発明のプラント建設支援システムは、ＧＰＳとカメラと方位センサと時計を有する携帯電子端末１００により撮影する配管スプール等の配管資材の写真画像１０１、位置情報１０２を利用するプラント建設支援装置２０を有する。
【００２３】
これらの構成からなるプラント建設支援装置は、建設対象のプラント５０の周辺にトラック３０などにより運搬されて資材仮置ヤード４０に搬入された製品資材の一例である配管資材６０を非接触で検出し、携帯電子端末１００の位置検出を衛星１０のＧＰＳ信号１１に基づいて実施する。また配管資材の方位を決定し、さらに撮影計測時の日時を記録することができる。３１は搬入された配管資材の電子化された納品書である。
【００２４】
プラント建設支援装置２０は、写真画像のエッジ抽出部２１０と、写真画像１０１と納品書３１の情報から配管番号などの文字を抽出する文字認識部２２０と、予めＣＡＤで作成された３ＤモデルＤＢ４２０と施工図ＤＢ４３０と文字認識部２２０の画像エッジ認識結果、文字認識結果を入力して配管資材６０のモデルを抽出するモデル抽出部２３０を有する。
【００２５】
プラント建設支援装置２０はまた、抽出された配管資材モデルと３ＤモデルＤＢ４２０の３Ｄモデルとの一致度を計算する一致度計算部２４０、３ＤモデルＤＢ４２０のうち一致度の最も高い３Ｄモデルを携帯電子端末１００からの位置情報と合わせて配管資材６０の仮置保管位置を製品位置ＤＢ４１０に登録する仮置位置登録部２５０、入出力端末５００から入力された情報をもとに対応する配管資材の位置を検索する製品位置検索部３２０を有する。また、計画工程ＤＢ４４０の製品搬入時期と、製品位置ＤＢ４１０に登録された日時を比較して現着の遅れを確認する現着遅れ確認部３１０を有する。
【００２６】
３Ｄモデルの寸法が既知であることから、３ＤモデルＤＢ４２０の情報と携帯電子端末１００により撮影された配管資材６０の距離と形状寸法を求める。４４０は計画工程情報を記録する計画工程ＤＢである。
【００２７】
図２は図１のプラント建設支援システムにおいて、収集した情報に基づき入出力端末５００に表示された仮置保管場所の管理画面を示す。管理画面はプラント５０や資材仮置ヤード４０、資材仮置ヤード４０におかれた配管資材６０を３Ｄアイソメトリックビューで表示する画面５０１と、２Ｄヤードレイアウトを表示する画面５０２と、配管資材６０の各種情報を検索して状態を確認する画面５０３とからなる。
【００２８】
施工図番、スプール番号、ヤード番号などの属性選択条件５０３３を指定し、現着などの状態指定条件５０３２を指定して確認ボタン５０３１を押すと、検索条件で絞られて検索された情報が状態確認表５０３４に表示される。
【００２９】
本発明のプラント建設支援装置は、現地プラント建設サイト等に搬入された製品資材の番号を３Ｄ表示装置上に重ねて表示することにより、ユーザに製品資材の仮置保管位置をわかりやすく表示することができる。
【００３０】
図３は配管資材の一つである６０ａに付与される属性６０ｂを示す。配管資材６０は現地建設単位として、配管工場であらかじめ配管部品を接合した配管スプールと呼ぶアセンブリで納入される。配管スプールには施工図番、スプール番号、建設対象のプラントの建屋名、工事エリア番号、ライン番号、重量、配管長などが属性として付与される。これらの属性が資材を管理する製品位置ＤＢ４１０と連携して、その内部に格納される。
（２）現場計測方法
図４は資材仮置ヤード４０で携帯電子端末１００により撮影した配管スプールの写真画像１０１を示す。配管スプール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃにはスプール番号Ｓ００２、Ｓ００３、Ｓ００４などの文字列が配管上にペイント又は刻印されている。また、配管スプールを置くための仮設木材１０１ｄなども画像中に存在する場合がある。いずれも適切な画像処理（コントラストが異なる部分のエッジ抽出、撮影画像のＲＧＢ色情報を用いた配管の特定、配管番号による配管の認識等）により配管スプールを画像中から抽出することができる。
【００３１】
図５は二つのカメラ１００１、１００２を用いて配管スプール６０１、６０２、６０３の特定の点までの距離を計測する原理を説明するものである。例えばカメラ間の距離をｃとして配管スプール６０１の特定の点までの各カメラ中心からの距離をそれぞれ、ａ、ｂとする。三角形の正弦定理によれば
ｃ／ｓｉｎγ＝ｂ／ｓｉｎα＝ａ／ｓｉｎβ
となるので、
ｂ＝ｃ・ｓｉｎα／ｓｉｎγ、ａ＝ｃ・ｓｉｎβ／ｓｉｎγ
となり、既知のカメラ間距離から配管スプールまでの距離が判明する。これらの計算を、配管スプールの代表的な特徴点について繰り返すことによって、配管スプールの寸法を求め、設計時に作成した３Ｄモデルとの比較を行う。
（３）配管モデルの設計情報
図６に配管スプールに対応した３Ｄモデルを示す。配管スプール４２０１は例えば、配管入口４２０１ａと出口の端点４２０１ｇを特徴点として、写真で撮影した画像と比較することができる。また、モデルの途中の点４２０１ｂ〜４２０１ｆや配管モデルを２次元平面に投影したときの配管の境界（エッジ）も特徴点（線）として利用することができる。
【００３２】
図７は配管施工図を示す資材管理図面である。プラント建設サイトに納入される配管スプールをプラント５０に据え付ける際の組み合わせ方を配管スプールの中心線４３０３と溶接点４３０４の組合せで記述している。図７にはスプール番号４３０１がリスト形式で示され、通常数本から十数本の配管スプールが描かれる。図面には施工図番４３０２が与えられ、図面番号を特定すると共に番号ごとに配管スプールの納入管理をしたり、計画工程を立案する。配管スプールは配管中心線４３０３から引き出し線で配管スプールごとに（１）、（２）、（３）のように区別して描かれる。
【００３３】
図８は資材を資材製作工場からプラント建設サイトに送るときに利用する納品書３１である。資材送付単位に作成し、管理用の番号３１０１、施工図番３１０２、スプール番号３１０３、配管の名称３１０４、質量３１０５、備考３１０６などからなる。施工図番とスプール番号でプラントの中で唯一の配管スプールを特定することが可能である。
（４）資材認識・位置登録処理
図９はプラント建設支援装置２０の資材形状認識ブロックの処理を説明するフローチャートである。この処理はエッジ抽出部２１０、文字認識部２２０、モデル抽出部２３０、一致度計算部２４０、および仮置位置登録部２５０で実行される。
【００３４】
次に、各ステップについて説明する。始めに携帯電子端末１００１、１００２に備えたカメラで撮影した配管資材のステレオ画像をエッジ抽出部２１０で読み込む（Ｓ１１）。読み込んだ各画像のエッジを抽出し（Ｓ１２）、３Ｄモデルと比較すべき特徴点を抽出し割り当てる（Ｓ１３）。また、文字認識部２２０で配管に記載された配管番号を認識する（Ｓ１４）。さらに、抽出した特徴点間の距離を配管の寸法を概算するために計算する（Ｓ１５）。次に、モデル抽出部２３０で、３ＤモデルＤＢ４２０と施工図ＤＢ４３０を利用して、認識された配管番号をもとに画像情報と比較すべき配管スプール３Ｄモデル候補を読み込む（Ｓ１６）。
【００３５】
次に、全ての３Ｄモデル候補について処理を繰り返す（Ｓ１７、ｎｏ）。まず、候補モデルごとに全特徴点を確認する（Ｓ１８）。一致度計算部２４０で特徴点を抽出した画像と３Ｄモデルの座標の差を一致度として計算し、差が小さいほど一致度が大きいと判定する（Ｓ１９）。
【００３６】
以上の処理を全ての３Ｄモデル候補について繰り返したら（Ｓ１７、ｙｅｓ）、仮置位置登録部２５０で、Ｓ１２で抽出した配管資材ごとに最も一致度が大きいモデルを割り当てて、それらの配管資材の仮置保管位置の座標を製品位置ＤＢ４１０に登録する（Ｓ２０）。
【００３７】
図１０は配管資材の番号文字列を認識する文字認識部２２０の処理を説明するフローチャートであり、図９のＳ１４の処理を詳細に説明するものである。
【００３８】
配管番号の文字を画像からエッジ抽出する（Ｓ２１）。文字として切り出した形状から文字列を認識する（Ｓ２２）。認識した文字列をもとに施工図ＤＢ４３０からスプール番号を検索する（Ｓ２３）。このとき、施工図番は図１の納品書３１に書かれているものを電子的に利用する。次に、施工図に書かれている全配管スプールを検索し一致しているスプール番号があるかどうかを判定する（Ｓ２４、Ｓ２５）。
【００３９】
もし、一致しているスプール番号があれば、メモリに記憶する（Ｓ２６）。全配管スプールを確認しても一致するものがなければ、検索したスプール番号と認識したスプール番号の文字列としての一致度を表示し（Ｓ２７）、ユーザにスプール番号の手動入力を促す画面を表示する（Ｓ２８）。
【００４０】
図１１は資材位置を登録する製品位置ＤＢ４１０のデータテーブル構成例を示す。製品位置情報４１０ａにおいて、４１０１は施工図番、４１０２はスプール番号、４１０３はヤード位置、４１０４は絶対座標、４１０５は計測日時である。画像から得られる形状認識の結果と文字列認識の結果にもとづき、スプール番号と仮置保管位置の絶対座標、及び、計測日時を対応づけて製品位置ＤＢ４１０に格納する。
（５）資材到着遅れの表示
図１２は製品位置検索部３２０の処理を説明するフローチャートである。例えば、図１４のような管理画面で施工図番、スプール番号等の資材管理属性を入力する（Ｓ３１）。製品位置ＤＢ４１０から対象資材の到着の有無、位置を検索する（Ｓ３２）。これにより資材が現地に到着していたなら（Ｓ３３、ｙｅｓ）、３Ｄモデルから対象資材を選択し、据付完了状態と資材仮置状態を同時表示する（Ｓ３４）。もし、製品位置ＤＢ４１０に資材到着情報がなかったら（Ｓ３３、ｎｏ）、３Ｄモデルから対象資材を選択して、将来の据付完了の状態を示して、資材が未到着である旨表示する（Ｓ３５）。
【００４１】
図１３は工程情報画面を示し、計画対象として機器、配管、サポートの据付工程を選択する画面５０５と、選択の結果としてプラント建設計画工程を表示する画面５０４からなる。５０４１は機器Ｅ００１、５０４２は配管Ｄ００１、５０４３は配管Ｄ００２を示す。
【００４２】
機器、配管とも作業の開始時点までに製品資材が到着している必要があるので、到着遅れ確認部３１０で、この情報をもとに製品資材の現地到着遅れを判断することができる。例えば、作業開始時点の少なくとも一週間前までには製品資材が届いているという制約を設定すれば、その条件が成立していない情報を検索して、リスト表示画面や２Ｄ、３Ｄ画面上に警告表示することができる。
【００４３】
図１４は到着遅れ確認部３１０による資材到着遅れ警報を可視化する画面を示す。５０３２のように「現着」という検索条件で指定すると、工程上は検索時点とあらかじめ設定した制約および計画工程との比較により、到着しているべき配管スプールのリストが５０３４のように表示される。このうち、製品位置ＤＢ４１０に資材仮置ヤード名及び着荷日が格納されていない場合は、資材管理状態として「未着」と表示する。また３Ｄアイソメビューの画面５０１の中で建屋側据付完了状態表現モデルの中で「Ｓ００３未着」５１のように３Ｄモデル的にも警告を表示する。本願発明のプラント建設支援装置は、上記の構成により建設計画工程に記されている資材搬入予定日と現地資材到着実績を比較することにより、資材の遅れの警告を可視化することができ、現地建設遅れのリスクを軽減することができる。
（６）資材移動の表示と資材仮置状態での３Ｄモデル化
図１５は資材移動状況認識処理を説明するフローチャートである。例えば資材画像を一日に一回、または数時間おきにユーザの携帯電子端末のカメラまたは別の固定カメラで撮影し、資材位置ＤＢを更新する（Ｓ４１）。更新対象の資材位置の前回位置と更新後の位置を比較する（Ｓ４２）。比較の結果資材位置が異なれば（Ｓ４３、ｙｅｓ）、資材位置移動フラグを設定する（Ｓ４４）。資材位置が動いていない場合は（Ｓ４３、ｎｏ）、何もしない。
【００４４】
図１６は資材移動状況を可視化処理する画面である。資材Ｓ００１が例えばヤードＡからＣに移動した結果をリスト、２Ｄモデル、３Ｄモデルに重ねて各々表示している。ここでは、移動前の位置を合わせて表示し、対象の資材が移動したことを強調表示してもよい。また、移動の軌跡を重ねて表示することも考えられる。本発明のプラント建設支援装置は、製品資材の仮置保管位置の時系列的な差分、移動の監視をすることにより、製品資材の紛失を防止することができる。さらに、製品資材の搬入量や移動状況をプラント建設サイトの３Ｄモデルに重畳して表示するので、据付に必要な製品資材の搬入量をマクロ的に監視し、適切な搬入量にコントロールするのに必要な情報を得ることができる。
【００４５】
図１７は資材仮置保管状況の複数写真からの合成方法を示す。一方位から撮影したステレオ写真では、配管資材６０１〜６０３の前面の距離計測ができるのみである。これに対し、例えば円柱状の物体からなる配管であることを確実に認識するためには、少なくとも３方位からの画像撮影が必要で、カメラ１００１、１００２、１００３による撮影でこれを実現する。通常、写真測量では基準点が必要となるが、比較対象となる配管３Ｄモデルがすでに作成されているので、配管上の特徴点を指定して写真画像による絶対距離計測を可能にする。
【００４６】
さらに、本発明のプラント建設支援装置は、製品資材のプラント建設サイト到着の検出結果、及び、仮置保管位置の検出結果を可視化することができるので、現地資材の保管場所の管理を合理化することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０ ＧＰＳ通信衛星
１１ ＧＰＳ信号
３０ トラック
３１ 納品書
４０ 資材仮置ヤード
５０ プラント
６０ 配管資材
１００ 携帯電子端末
１０１ 写真画像
１０２ 位置情報
２１０ エッジ抽出部
２２０ 文字認識部
２３０ モデル抽出部
２４０ 一致度計算部
２５０ 仮置位置登録部
３１０ 現着遅れ確認部
３２０ 製品位置検索部
４１０ 製品位置ＤＢ
４２０ ３Ｄモデル登録ＤＢ
４３０ 施工図ＤＢ
４４０ 計画工程ＤＢ
５００ 入出力端末
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定位置に搬入保管されたプラント建設用の製品資材と、該製品資材を測定して画像情報と位置情報を取得するカメラとＧＰＳを有する携帯電子端末とを備え、該携帯電子端末により非接触で測定された前記製品資材の位置及び形状寸法を含む製品資材情報と、搬入された製品資材の納品書情報とを用いて、製品資材のプラント建設サイトへの搬入管理を行うプラント建設支援装置において、
前記製品資材情報から製品資材の物体境界情報を抽出するエッジ抽出部と、該エッジ抽出部の情報から製品資材モデルを抽出するモデル抽出部と、該モデル抽出部の情報とあらかじめ設計時に作成した三次元モデル情報および施工図情報を照合して前記製品資材モデルと前記三次元モデルの一致度を計算する一致度計算部と、前記製品資材の仮置保管位置を登録する仮置位置登録部と、表示画面を備えた入出力端末を有し、製品資材の個体認識番号を取得して前記製品資材のプラント建設サイトへの到着を判定することを特徴とするプラント建設支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラント建設支援装置において、前記携帯電子端末はさらに方位センサと時計を備え、測定した製品資材の方位または計測日時の少なくとも一つを前記個体認識番号と対応づけて記録することを特徴とするプラント建設支援装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプラント建設支援装置において、前記表示画面はプラント建設サイトの三次元モデル図面又は二次元モデル図面又は工程表画面の少なくとも一つを表示し、前記携帯電子端末を用いて測定した前記製品資材の、前記三次元モデル図面、二次元モデル図面又は工程表図面上での位置を表示することを特徴とするプラント建設支援装置。
【請求項４】
請求項３に記載のプラント建設支援装置において、仮置保管された前記製品資材の測定日時と建設工程で決定された搬入時期を比較する到着遅れ確認部を有し、該到着遅れ確認部は、前記製品資材の搬入および建設が予定工期から遅れている場合に、前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに警告表示を表示することを特徴とするプラント建設支援装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のプラント建設支援装置において、前記製品資材に表示されている個体識別番号を認識し、前記製品資材の仮置保管位置を前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに表示する文字認識部を有することを特徴とするプラント建設支援装置。
【請求項６】
所定位置に搬入保管されたプラント建設用の製品資材と、該製品資材を測定して画像情報と位置情報を取得するカメラとＧＰＳを有する携帯電子端末とを備え、該携帯電子端末により非接触で測定された前記製品資材の位置及び形状寸法を含む製品資材情報と、搬入された製品資材の納品書情報とを用いて、製品資材のプラント建設サイトへの搬入管理を行うプラント建設支援方法において、
前記測携帯電子端末で測定した前記製品資材情報から得られる製品資材の物体境界情報と、あらかじめ設計時に作成しておいた三次元モデル情報を照合して、製品資材の個体認識番号を取得して、プラント建設用の製品資材のプラント建設サイトへの到着を判定することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項７】
請求項６に記載のプラント建設支援方法において、前記携帯電子端末はさらに方位センサと時計を備え、測定した製品資材の方位または計測日時の少なくとも一つを前記個体認識番号と対応づけて記録することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のプラント建設支援方法において、個体認識番号を取得した前記製品資材のプラント建設サイトの三次元モデル画面または二次元モデル画面上の位置を表示することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項９】
請求項８に記載のプラント建設支援方法において、仮置保管された前記製品資材の計測日時と建設工程で決定された搬入時期を比較して、前記製品資材の搬入および建設が予定工期から遅れている場合に、前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに警告表示を表示することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項１０】
請求項８に記載のプラント建設支援方法において、前記製品資材に書かれている配管番号または機器番号を含む個体識別番号を認識して、前記製品資材の仮置保管位置を表示することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項１１】
請求項８に記載のプラント建設支援方法において、前記携帯電子端末で仮置保管位置を計測した結果を経時的に複数回取得し、計測結果を比較して相違があった場合に差分部分に対応する配管資材を同定し、該配管資材が工事据付場所に無い場合に画面上に警告情報を表示することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項１２】
請求項８に記載のプラント建設支援方法において、測定した前記製品資材の画像を収集し、製品資材の保管位置情報を常時データベースで管理し、前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに表示することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項１３】
請求項８に記載のプラント建設支援方法において、３Ｄモデル、作業工程、製品資材の搬入量及び移動状況をプラント建設サイトの前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに重畳して表示することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項１】
所定位置に搬入保管されたプラント建設用の製品資材と、該製品資材を測定して画像情報と位置情報を取得するカメラとＧＰＳを有する携帯電子端末とを備え、該携帯電子端末により非接触で測定された前記製品資材の位置及び形状寸法を含む製品資材情報と、搬入された製品資材の納品書情報とを用いて、製品資材のプラント建設サイトへの搬入管理を行うプラント建設支援装置において、
前記製品資材情報から製品資材の物体境界情報を抽出するエッジ抽出部と、該エッジ抽出部の情報から製品資材モデルを抽出するモデル抽出部と、該モデル抽出部の情報とあらかじめ設計時に作成した三次元モデル情報および施工図情報を照合して前記製品資材モデルと前記三次元モデルの一致度を計算する一致度計算部と、前記製品資材の仮置保管位置を登録する仮置位置登録部と、表示画面を備えた入出力端末を有し、製品資材の個体認識番号を取得して前記製品資材のプラント建設サイトへの到着を判定することを特徴とするプラント建設支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラント建設支援装置において、前記携帯電子端末はさらに方位センサと時計を備え、測定した製品資材の方位または計測日時の少なくとも一つを前記個体認識番号と対応づけて記録することを特徴とするプラント建設支援装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプラント建設支援装置において、前記表示画面はプラント建設サイトの三次元モデル図面又は二次元モデル図面又は工程表画面の少なくとも一つを表示し、前記携帯電子端末を用いて測定した前記製品資材の、前記三次元モデル図面、二次元モデル図面又は工程表図面上での位置を表示することを特徴とするプラント建設支援装置。
【請求項４】
請求項３に記載のプラント建設支援装置において、仮置保管された前記製品資材の測定日時と建設工程で決定された搬入時期を比較する到着遅れ確認部を有し、該到着遅れ確認部は、前記製品資材の搬入および建設が予定工期から遅れている場合に、前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに警告表示を表示することを特徴とするプラント建設支援装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のプラント建設支援装置において、前記製品資材に表示されている個体識別番号を認識し、前記製品資材の仮置保管位置を前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに表示する文字認識部を有することを特徴とするプラント建設支援装置。
【請求項６】
所定位置に搬入保管されたプラント建設用の製品資材と、該製品資材を測定して画像情報と位置情報を取得するカメラとＧＰＳを有する携帯電子端末とを備え、該携帯電子端末により非接触で測定された前記製品資材の位置及び形状寸法を含む製品資材情報と、搬入された製品資材の納品書情報とを用いて、製品資材のプラント建設サイトへの搬入管理を行うプラント建設支援方法において、
前記測携帯電子端末で測定した前記製品資材情報から得られる製品資材の物体境界情報と、あらかじめ設計時に作成しておいた三次元モデル情報を照合して、製品資材の個体認識番号を取得して、プラント建設用の製品資材のプラント建設サイトへの到着を判定することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項７】
請求項６に記載のプラント建設支援方法において、前記携帯電子端末はさらに方位センサと時計を備え、測定した製品資材の方位または計測日時の少なくとも一つを前記個体認識番号と対応づけて記録することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のプラント建設支援方法において、個体認識番号を取得した前記製品資材のプラント建設サイトの三次元モデル画面または二次元モデル画面上の位置を表示することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項９】
請求項８に記載のプラント建設支援方法において、仮置保管された前記製品資材の計測日時と建設工程で決定された搬入時期を比較して、前記製品資材の搬入および建設が予定工期から遅れている場合に、前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに警告表示を表示することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項１０】
請求項８に記載のプラント建設支援方法において、前記製品資材に書かれている配管番号または機器番号を含む個体識別番号を認識して、前記製品資材の仮置保管位置を表示することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項１１】
請求項８に記載のプラント建設支援方法において、前記携帯電子端末で仮置保管位置を計測した結果を経時的に複数回取得し、計測結果を比較して相違があった場合に差分部分に対応する配管資材を同定し、該配管資材が工事据付場所に無い場合に画面上に警告情報を表示することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項１２】
請求項８に記載のプラント建設支援方法において、測定した前記製品資材の画像を収集し、製品資材の保管位置情報を常時データベースで管理し、前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに表示することを特徴とするプラント建設支援方法。
【請求項１３】
請求項８に記載のプラント建設支援方法において、３Ｄモデル、作業工程、製品資材の搬入量及び移動状況をプラント建設サイトの前記三次元モデル画面または二次元モデル図面または工程表画面の少なくとも一つに重畳して表示することを特徴とするプラント建設支援方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１８０１９１（Ｐ２０１２−１８０１９１Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４４６８１（Ｐ２０１１−４４６８１）
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
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