面形成支援システム、面形成支援装置、及び面形成支援プログラム
【課題】本発明は、施工作業に要する時間を短縮させることができる面形成支援システム、面形成支援装置、及び面形成支援プログラムを提供する。
【解決手段】仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定した複数の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することにより得られる撮影位置毎の画像情報を生成する情報生成装置と、実空間において、目標面に対する複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置され、対応する画像情報により示される画像を、前記目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、対応する撮影方向に向けて投影する複数の投影装置と、を備えた。
【解決手段】仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定した複数の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することにより得られる撮影位置毎の画像情報を生成する情報生成装置と、実空間において、目標面に対する複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置され、対応する画像情報により示される画像を、前記目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、対応する撮影方向に向けて投影する複数の投影装置と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面形成支援システム、面形成支援装置、及び面形成支援プログラムに関し、特に、予め定められた目標面の形成を支援する面形成支援システム、面形成支援装置、及び面形成支援プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、像解析によって面形状の計測対象とする対象物の表面の三次元形状情報を得る技術が多く用いられるようになってきた。表面の三次元形状情報を得る際に使用される技術として、所定の撮像視野内に存在する計測対象に光パタンを投影し、計測対象の三次元形状に応じて変形した光パタンの変形量を解析する技術が知られている。この代表的な方法としては、光切断法や空間コード法、縞解析法などが挙げられる。これらは全て三角測量の原理に基づいているが、中でも、縞解析法に関しては空間縞解析や時間縞解析など多くの手法が提案されており、高い計測精度を得る手法として知られている。
【０００３】
通常、これらの手法では、光パタンが投影された計測対象面の読み取りにエリアセンサを用いているが、エリアセンサを用いると、計測対象面が１撮像視野内に収まらないことが多く、エリアセンサを縦及び横の双方に移動させながら１撮像視野ずつ複数回に分けて撮像する必要が度々生じ、撮像時間が長くなってしまうという問題が起こっている。
この対応策として、例えば、迅速かつ高精度に三次元形状情報を計測できる三次元形状計測装置が提案されている（特許文献１参照）。この装置は、位置に応じて周期的に輝度が変化する光パタンを、計測対象物が計測される搬送ステージ上の一部の領域へ投影し、光パタン照射領域を撮像する第１のラインセンサと、光パタンの非照射領域を撮像する第２のラインセンサとを有し、第１のラインセンサが撮像した画像および第２のラインセンサが撮像した画像から、背景情報を除去した画像に含まれるある画素における光パタンの位相を、画像における画素とその周辺の画素との輝度値に基づいて算出し、算出した位相に基づいて計測対象の高さ情報を算出するものである。これにより、ラインセンサに対して計測対象を主走査方向に相対的に移動させる回数を減らしつつ、高解像度で計測対象を撮像することが可能になった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３１１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述した三次元形状を計測する技術を利用して、建設物における予め定められた面を目標とする高さとなるように施工する際に、当該技術により計測された三次元形状により示される上記予め定められた面の高さと、上記目標とする高さとのズレを施工作業者に提示する技術（以下、「施工支援技術」という。）が考えられる。
【０００６】
上記特許文献１に開示されている技術を上記施工支援技術として適用して、実空間にある立体的な施工対象物に施工を施して面を形成する場合、施工途中の面の形状を計測して施工作業者に提示することはできるが、提示された施工途中の面の形状を参照しつつ施工対象物に対して施工する必要があるため、施工作業に時間がかかってしまう、という問題点があった。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、施工作業に要する時間を短縮させることができる面形成支援システム、面形成支援装置、及び面形成支援プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の面形成支援システムは、仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定した複数の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することにより得られる前記撮影位置毎の画像情報を生成する情報生成装置と、実空間において、前記目標面に対応する形成目標面に対して、前記目標面に対する前記複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置され、対応する前記画像情報により示される画像を、前記形成目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、前記撮影方向に対応する投影方向に向けて投影する複数の投影装置と、を備えている。
【０００９】
請求項１に記載の面形成支援システムによれば、情報生成装置が、仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定された複数の撮影位置から予め設定された撮影方向に対して仮想的に撮影することにより得られる位置毎の画像情報を生成し、複数の投影装置が、実空間において、目標面に対応する形成目標面に対して、目標面に対する複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置され、情報生成装置により生成された各々対応する画像情報により得られる画像を、目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、各々対応する撮影方向に対応する投影方向に向けて投影する。これにより、施工面とは異なる位置において表示された三次元位置の測定結果を参照しながら施工する場合に比較して、より短時間で施工を完了することができる。
【００１０】
なお、請求項１に記載の面形成支援システムにおいて、請求項２に記載の発明のように、前記情報生成装置は、前記実空間における前記複数の投影装置の各々の設置位置及び投影方向の入力を受け付ける受付手段を備え、前記受付手段により受け付けられた複数の前記設置位置及び前記投影方向をそれぞれ複数の前記撮影位置及び前記撮影方向として設定するようにしても良い。これにより、情報生成装置において設定された撮影位置及び撮影方向に投影装置を位置決めする場合に比較して、投影装置の設置作業を容易に行うことができる。
【００１１】
また、請求項１または２に記載の面形成支援システムは、請求項３に記載の発明のように、前記複数の投影装置の各々より投影された画像を撮影する撮影装置と、前記撮影装置により撮影された画像における前記複数の投影装置の各々より投影された画像間のずれ量に基づいて、前記形成目標面と前記基礎面との前記投影方向に対するずれ量を示す物理量を計測する計測装置と、前記計測装置により計測された物理量が予め定められた範囲内となるように前記基礎面に対して前記目標面を形成する面形成装置とを更に備えるようにしてもよい。これにより、目標面を自動的に且つ高精度で形成することができる。
【００１２】
また、請求項３記載の面形成支援システムにおいて、請求項４に記載の発明のように、前記所定画像は格子模様の画像であり、前記計測装置は、前記撮影装置により撮影された画像における複数の前記投影装置の各々より投影された画像間の対応する格子点のずれ量に基づいて、前記物理量を計測するようにしても良い。これにより、簡単かつ正確にずれ量を示す物理量を計測することができる。
【００１３】
一方、上記目的を達成するために、請求項５に記載の面形成支援装置は、仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定した複数の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することにより得られる前記撮影位置毎の画像情報を生成する情報生成手段と、実空間において、前記目標面に対応する形成目標面に対して、前記目標面に対する前記複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置され、対応する前記画像情報により示される画像を、前記目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、前記撮影方向に対応する投影方向に向けて投影する複数の投影手段と、を備えている。
【００１４】
従って、請求項５に記載の面形成支援装置によれば、請求項１に記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項１に記載の発明のように、施工面とは異なる位置において表示された三次元位置の測定結果を参照しながら施工する場合に比較して、より短時間で施工を完了することができる。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、請求項６に記載の面形成支援プログラムは、仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定した複数の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することにより得られる前記撮影位置毎の画像情報を生成する情報生成ステップと、実空間において、前記目標面に対応する形成目標面に対して、前記目標面に対する前記複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置された複数の投影装置に対して、対応する前記画像情報により示される画像を、前記目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、前記撮影方向に対応する前記投影方向に向けて投影させる投影ステップとをコンピュータに実行させるためのものである。
【００１６】
従って、請求項６に記載の面形成支援プログラムによれば、コンピュータを請求項１に記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項１に記載の発明のように、施工面とは異なる位置において表示された三次元位置の測定結果を参照しながら施工する場合に比較して、より短時間で施工を完了することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、施工面とは異なる位置において表示された三次元位置の測定結果を参照しながら施工する場合に比較して、施工作業に要する時間を短縮させることができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る面形成支援システムの原理を説明するための概念図である。
【図２】第１実施形態に係る面形成支援システムの全体構成図である。
【図３】第１実施形態に係る面形成支援システムの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る面形成支援システムにおけるＰＣの記憶部の記憶内容を示す模式図である。
【図５】実施形態に係る面形成支援システムにおけるプロジェクタの投影方向を示す図であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図６】第１実施形態に係る投影情報生成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態に係る施工支援処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態に係る施工支援処理プログラムにおいて表示される設置支援画面を示す図である。
【図９】（Ａ）乃至（Ｃ）は、施工対象物の施工状態を示す側面概略図であり、（Ｄ）乃至（Ｆ）は、（Ａ）乃至（Ｃ）に示す各々の施工状態において２台のプロジェクタにより施工面に表示される格子模様を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る面形成支援システムの全体構成図である。
【図１１】第２実施形態に係る施工支援処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】第２実施形態に係る施工支援処理プログラムにおいて表示される入力画面を示す図である。
【図１３】第２実施形態に係る投影情報生成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】第３実施形態に係る面形成支援システムの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図１５】（Ａ）は、ずれ量の導出方法を説明するための正面概略図であり、（Ｂ）は、ずれ量の導出方法を説明するための上面概略図である。
【図１６】第３実施形態に係る施工処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】本発明の応用例の説明に供する側面概略図である。
【図１８】本発明の応用例の説明に供する側面概略図である。
【図１９】本発明の応用例の説明に供する図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は側面図、（Ｃ）及び（Ｄ）は斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明を、建築物を構成する構成物（本実施の形態では、柱）の表面に発泡ウレタンを吹き付ける施工を支援する面形成支援システムに適用した場合の形態例について説明する。また、ここでは、本発明の投影装置が２台である場合の形態例について説明する。
【００２０】
図１は、実施形態に係る面形成支援システム１の原理を説明するための概念図である。図１に示すように、本実施形態に係る面形成支援システム１では、仮想空間１０において、施工対象とする建物の三次元ＣＡＤ情報により示される施工対象とする面の施工完了後の面（以下、「目標面１１」という。）に仮想的に所定画像（本実施の形態では、格子模様であり、以下、「目標画像」という。）を表示した状態で、当該目標画像を予め設定した複数（本実施形態では２箇所）の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することによって得られる上記撮影位置毎の画像情報を生成する。
【００２１】
一方、本実施形態に係る面形成支援システム１では、実空間２０において、仮想空間１０における目標面１１と対応する面（形成目標面であり、以下、「目標面Ａ」という。）に対して、仮想空間１０における上記目標面１１に対する上記複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう、目標面Ａに対して各々設置された複数（本実施形態では２台）のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂにより、対応する上記画像情報により示される画像を、上記目標面Ａを形成する際の基礎となる面（以下、「施工面２１Ａ」という。）に、対応する上記撮影方向に向けて投影する。なお、本実施形態に係る面形成支援システム１では、各プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂによる投影方向の設定を、各プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂをトランシットの上部測定部に個別に取り付け、当該トランシットにより測定される方向が上記撮影方向と一致するように設定することにより行う。但し、この形態に限らず、他の方位測定装置を用いて設定する形態としてもよいことは言うまでもない。
【００２２】
以上により、施工面２１Ａが目標面Ａと一致しない状態では、各プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂから投影された画像がずれるため、施工作業者は、当該ずれが施工面２１Ａの全域で生じなくなるまで施工作業を継続して行うことにより、当該施工作業を高精度で完遂することができる。
【００２３】
このように、本実施の形態に係る面形成支援システム１では、施工面２１Ａに投影されている画像の状態を参照しながら当該施工面２１Ａに対する施工を行っているので、当該施工面とは異なる位置において表示された三次元位置の測定結果を参照しながら施工する場合に比較して、より短時間で施工を完了することができる。
【００２４】
投影される目標画像は、整形なグリッド模様（格子模様）、同一位置を中心とした各々半径の異なる複数の円により構成される同心円模様、複数のドットが格子状に配列されたドット模様などであり、複数のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂから投影させたときに、各々のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂによる投影画像のずれが判断できる画像であれば任意である。または、複数のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂから各々異なる色でベタ塗りされた画像を投影させ、各々の投影画像が重なることにより色が変化することを利用して、投影画像のずれを判断するようにしても良い。例えば、３つのプロジェクタから各々光の三原色である赤・緑・青のいずれかのベタ塗り画像をそれぞれ投影面が目標面と同じ高さとなった場合に各色の領域が全て重なるように投影させることにより、投影画像における白く表示されている領域の面積から、施工作業者が投影画像のずれを視覚的に容易に判断することができる。なお、ここでは、上述したように、格子模様を例に挙げて説明する。
【００２５】
なお、三次元ＣＡＤ情報から目標面１１を構成するとともに目標面１１に格子模様を併せて表示させ、仮想空間１０におけるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの位置にそれぞれ仮想的なカメラ（以下、「仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂ」という。）を配置させて、仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂで格子模様を撮影することで実空間２０に投影させるための画像を示す画像情報を生成し、それらの画像を実空間２０のそれぞれのプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂから投影させるようにすると良い。
【００２６】
〔第１実施形態〕
図２は、第１実施形態に係る面形成支援システム１の構成を示す全体構成図である。図２に示すように、本第１実施形態に係る面形成支援システム１は、上述した仮想空間における処理を担うパーソナル・コンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）１３と、上述した実空間における処理を担うＰＣ２４と、を備えている。なお、本実施形態に係る面形成支援システム１では、ＰＣ１３が予め定められた複数の建物（以下、「管理対象建物」という。）に対する施工を統括的に管理する施工管理センタに設けられており、ＰＣ２４が管理対象建物の各々の施工現場の近傍に設けられている。
【００２７】
ＰＣ１３は、上述したように、施工対象とする建物の三次元ＣＡＤ情報により示される三次元画像を描画することにより目標面１１を仮想的に構成して目標画像を表示させた状態で、当該目標画像を予め設定した２箇所の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することによって得られる各撮影位置毎の画像情報を生成するものである。本実施形態に係るＰＣ１３では、この際の仮想的な撮影に仮想カメラ１２Ａおよび仮想カメラ１２Ｂの２台の仮想カメラを用いる。
【００２８】
なお、本実施形態に係る面形成支援システム１では、上記撮影位置および上記撮影方向を示す座標系として、処理対象とする建物の三次元ＣＡＤ情報で用いられている３次元座標系と同一の座標系を用いており、その原点（０，０，０）の位置は当該三次元ＣＡＤ情報の原点の位置と同一とされている。
【００２９】
一方、ＰＣ２４は、上述したように、目標面１１に対する上記２箇所の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置された２台のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂにより、対応する画像情報により示される画像を施工対象物２１の施工面２１Ａに、撮影方向と対応する投影方向に向けて投影する制御を行うものである。
【００３０】
本実施形態に係るＰＣ２４は、ＰＣ１３により生成された画像情報と、当該画像情報を生成する際に設定した仮想カメラ１２Ａおよび仮想カメラ１２Ｂの各々の撮影位置および撮影方向の各情報とをＰＣ１３から受信する。なお、この際にＰＣ１３からＰＣ２４に送信される画像情報、撮影位置情報、および撮影方向情報を、以下ではまとめて「投影情報」という。
【００３１】
そして、ＰＣ２４は、受信した投影情報に含まれる撮影位置情報および撮影方向情報を提示する。これに応じて、施工作業者は、提示された撮影位置情報および撮影方向情報により示される撮影位置および撮影方向と一致するようにプロジェクタ２２Ａ及びプロジェクタ２２Ｂの設置位置および投影方向を位置決めする。
【００３２】
施工作業者による各プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの位置決めが終了すると、ＰＣ２４は、受信した投影情報に含まれる画像情報を対応するプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂに送信することにより、各プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂに対して、対応する画像情報により示される画像（目標画像）を施工面２１Ａに向けて投影させる。
【００３３】
図３は、第１実施形態に係る面形成支援システム１の電気系の要部構成を示すブロック図である。図３に示すように、ＰＣ１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）を備えるとともにＣＰＵの制御によりＰＣ１３全体を総括的に制御する制御部３０、ＰＣ２４に対する通信を制御する通信部３１、キーボードやマウスなどの入力装置を備えるとともにこれらに対するユーザ操作により指示された情報を入力情報として制御部３０に伝達する入力部３２、液晶ディスプレイなどの表示装置を備えるとともに制御部３０の制御に基づいて各種情報を表示装置に表示する表示部３３、ＲＯＭ（Read Only Memory）やその他の不揮発性メモリやハードディスクなどを備えるとともに制御部３０による制御に使用されるプログラムや制御に使用される各種情報を記憶する記憶部３４を備えている。
【００３４】
また、ＰＣ２４は、ＣＰＵやＲＡＭを備えるとともにＣＰＵの制御によりＰＣ２４全体を総括的に制御する制御部３５、ＰＣ１３に対する通信を制御する通信部３６、キーボードやマウスなどの入力装置を備えるとともにこれらに対するユーザ操作により指示された情報を入力情報として制御部３５に伝達する入力部３７、液晶ディスプレイなどの表示装置を備えるとともに制御部３５の制御に基づいて各種情報を表示装置に表示する表示部３８、ＲＯＭやその他の不揮発性メモリやハードディスクなどを備えるとともに制御部３５による制御に使用されるプログラムや制御に使用される各種情報を記憶する記憶部３９を備えている。
【００３５】
また、ＰＣ２４にはプロジェクタ２２Ａ、プロジェクタ２２Ｂが有線にて電気的に接続されており、制御部３５は、各々のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂに対して画像情報を出力する。画像情報を入力したプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂは、各々入力した画像情報を予め設定された方向に投影する。さらに、ＰＣ２４はカメラ２３が有線にて電気的に接続されており、制御部３５は、カメラ２３から撮影によって得られた画像情報（以下、「撮影情報」という。）を入力する。なお、ＰＣ２４とプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂ、カメラ２３とはそれぞれ有線で接続される代わりに、無線通信によって画像情報や撮影情報を送受信するようにしても良い。
【００３６】
なお、ＰＣ１３とＰＣ２４との通信方式は、無線でも有線でも良く、インターネット、無線ＬＡＮ（Local Area Network）など既存の通信媒体を利用することができる。
【００３７】
図４は、第１実施形態の面形成支援システム１におけるＰＣ１３の記憶部３４の記憶内容を示す模式図である。図４に示すように、記憶部３４は、少なくとも、三次元ＣＡＤ情報３４ａ１が記憶されたデータベース領域３４ａ、制御部３０により使用されるプログラムが記憶されたプログラム領域３４ｂを備えている。データベース領域３４ａには、各々異なる建物を示す三次元ＣＡＤ情報が対応する建物を特定する情報に関連付けられて予め記憶されている。そして、施工作業者などにより施工対象とする建物が指定されることにより、その建物に関連付けられた三次元ＣＡＤ情報が選択されて用いられる。
【００３８】
図５（Ａ）は、実施形態におけるプロジェクタ２２Ａ及びプロジェクタ２２Ｂの投影方向を示す上面図であり、図５（Ｂ）は、実施形態におけるプロジェクタ２２Ａ及びプロジェクタ２２Ｂの投影方向を示す側面図である。プロジェクタ２２Ａ及びプロジェクタ２２Ｂの投影方向は、投影面に垂直な軸に対する水平方向の角度θｘと、投影面に垂直な軸に対する鉛直方向の角度θｚにより決定される。従って、本実施形態に係る面形成支援システム１では、角度θｘ及び角度θｚの２つの角度により、各プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの投影方向を規定している。
【００３９】
次に、本実施形態に係る面形成支援システム１の作用を説明する。
【００４０】
本実施形態に係る面形成支援システム１では、ＰＣ１３によって投影情報生成処理プログラムが実行される一方、ＰＣ２４によって施工支援処理プログラムが実行される。そこで、まず、図６を参照して、投影情報生成処理プログラムを実行する際のＰＣ１３の作用を説明する。なお、図６は、施工作業者等からの実行指示が入力部３２を介して受け付けられた際に、ＰＣ１３の制御部３０により実行される投影情報生成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記憶部３４のプログラム領域３４ｂに予め記憶されている。
【００４１】
始めに、ＰＣ１３の制御部３０は、記憶部３４から、施工対象物２１を含む建物に対応する三次元ＣＡＤ情報を読み出す（Ｓ１０１）。なお、施工対象物２１を含む建物は、ステップＳ１０１にて施工作業者により入力されても、予め施工作業者により選択されて設定されていても良い。
【００４２】
制御部３０は、施工対象物２１において施工対象とする目標面１１の選択指示を受け付ける（Ｓ１０３）。この際、制御部３０は、例えばステップＳ１０１にて読み出した三次元ＣＡＤ情報から三次元ＣＡＤモデルを生成して表示部３３に表示させるとともに、施工作業者により入力部３２を介してこの三次元ＣＡＤモデルからいずれかの面を選択させることにより目標面１１の選択指示を受け付ける。
【００４３】
また、制御部３０は、仮想空間１０における仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂの撮影位置・撮影方向の入力を受け付ける（Ｓ１０５）。この際、制御部３０は、例えばステップＳ１０１にて読み出した三次元ＣＡＤ情報から三次元ＣＡＤモデルを生成して表示部３３に表示させるとともに、施工作業者により入力部３２を介して仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂの各々の撮影位置・撮影方向の入力を促すことで、この入力を受け付ける。
【００４４】
なお、上記複数の仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂによる撮影位置は任意の位置とすることができるが、この位置が実空間２０におけるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置となるため、実際に施工作業を行う際にプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂを設置する空間を十分に有する位置を適用する必要がある。また、施工面２１Ａからの距離が遠過ぎるとプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂにより施工面２１Ａに表示される画像が薄くなってしまう一方、近過ぎると施工作業の妨げとなるため、これらの点を考慮する必要がある。
【００４５】
制御部３０は、ステップＳ１０１にて読み出した三次元ＣＡＤ情報から目標面１１を仮想的に構成するとともに、この目標面１１に格子模様を仮想的に描画する（Ｓ１０７）。
【００４６】
制御部３０は、ステップＳ１０５にて受け付けられた撮影位置及び撮影方向となるように仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂを位置決めした場合の各仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂによって仮想的に撮影された画像を示す画像情報を生成した後に、撮影位置及び撮影方向の各情報と画像情報とを各仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂ毎に関連付けた投影情報を生成する（Ｓ１０９）。なお、上記画像情報の生成は、従来既知の汎用コンピュータ・グラフィックス用のアプリケーションプログラムにより行うことができるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４７】
制御部３０は、ステップＳ１０９にて生成された投影情報をＰＣ２４に対して送信する（Ｓ１１１）。の後に本投影情報生成処理プログラムを終了する。
【００４８】
次に、図７を参照して、施工支援処理プログラムを実行する際のＰＣ２４の作用を説明する。なお、図７は、施工作業者等からの実行指示が入力部３７を介して受け付けられた際に、ＰＣ２４の制御部３５により実行される施工支援処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記憶部３９の所定領域に予め記憶されている。
【００４９】
始めに、ＰＣ２４の制御部３５は、ステップＳ１１１にてＰＣ１３から送信された投影情報を受信したか否かを判断する（Ｓ２０１）。受信していない場合（Ｓ２０１；Ｎ）は、制御部３５はそのまま待機する。
【００５０】
投影情報を受信した場合（Ｓ２０１；Ｙ）は、制御部３５は、ステップＳ２０１にて受信した投影情報に含まれる撮影位置及び撮影方向を各プロジェクタ２２Ａ，２２Ｂの設置位置及び投影方向として表示部３８に表示させる（Ｓ２０３）。
【００５１】
図８は、ステップ２０３にて表示させる設置支援画面４０を示す図である。図８に示すように、施工支援画面４０には、左側のプロジェクタ２２Ａの設置位置、投影方向、右側のプロジェクタ２２Ｂの設置位置、投影方向が表示されるとともに、施工作業者が設置完了の情報を入力するための設置完了ボタン４１が表示されている。施工作業者は、各々のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置・投影方向を施工支援画面４０で確認し、それらの情報に応じて各々のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂを設置した後に、それらの設置が完了したことを示すために設置完了ボタン４１を指定する。
【００５２】
制御部３５は、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置が完了したか否かを判断する（Ｓ２０５）。この際、ユーザ操作により設置完了ボタン４１が指定された場合に、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置が完了したものと判断する。
【００５３】
プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置が完了した場合（Ｓ２０５；Ｙ）は、制御部３５は、ステップＳ２０１にて受信した投影情報に含まれる画像情報に基づいて、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂからそれぞれ対応する画像を投影させ（Ｓ２０７）、その後に、本施工支援処理プログラムを終了させる。
【００５４】
図９（Ａ）乃至図９（Ｃ）は、施工対象物２１の施工状態を示す側面概略図であり、図９（Ｄ）乃至図９（Ｆ）は、複数のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂにより施工面２１Ａに投影される格子模様を示す図である。
【００５５】
図９（Ａ）に示すように、目標面Ａと施工対象物２１の施工面２１Ａとが一致していない場合には、図９（Ｄ）に示すように、プロジェクタ２２Ａから投影された格子模様４２と、プロジェクタ２２Ｂから投影された格子模様４３との位置が各々一致せず、ずれた位置に表示される。
【００５６】
図９（Ｂ）に示すように、施工作業者による施工作業が進み、図９（Ａ）に示すよりも目標面Ａと施工対象物２１の施工面２１Ａとが近付いた場合には、図９（Ｅ）に示すように、プロジェクタ２２Ａから投影される格子模様４２と、プロジェクタ２２Ｂから投影される格子模様４３との位置が、図９（Ｄ）に示す格子模様よりも近付いた位置に表示される。
【００５７】
このように目標面Ａと施工対象物２１の施工面２１Ａとが徐々に近付いていき、図９（Ｃ）に示すように、目標面Ａと施工面２１Ａとが一致すると、図９（Ｆ）に示すように、プロジェクタ２２Ａから投影される格子模様４２と、プロジェクタ２２Ｂから投影される格子模様４３との位置が完全に一致する。施工作業者は、施工面２１Ａに投影された格子模様４２、４３によって施工対象面Ａが目標面Ａに一致したことを視覚的に認識することができる。
【００５８】
本実施形態に係る面形成支援システム１によれば、情報生成装置であるＰＣ１３が、仮想空間１０において、予め定められた目標面１１に表示された目標画像を予め設定された複数の撮影位置から予め設定された撮影方向に対して仮想的に撮影することにより得られる位置毎の画像情報を生成し、複数の投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂが、実空間２０において、目標面１１に対する複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置され、情報生成装置であるＰＣ１３により生成された各々対応する画像情報により得られる画像を、目標面Ａを形成する際の基礎となる基礎面（施工面２１Ａ）に、各々対応する撮影方向に対応する投影方向に向けて投影する。
【００５９】
このように、施工作業者が施工面２１Ａに投影されている画像（例えば格子模様）の状態を参照しながら当該施工面２１Ａに対する施工を行うことができるので、当該施工面２１Ａとは異なる位置において表示された三次元位置の測定結果を参照しながら施工する場合に比較して、より短時間で施工を完了することができる。
【００６０】
また、面形成支援システム１によると、目標面Ａと施工面２１Ａとの位置関係をリアルタイムに視覚的に認識できることにより、施工と検査を同時に行うことができ、施工完了を検査完了とすることができるため、工数を削減することができる。さらに面形成支援システム１によると、施工作業者は、既存のＡＲ（現実拡張）技術のようにＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）といったインターフェイスを介することなく、面形状を裸眼で確認できるため、利便性に優れている。
【００６１】
なお、三次元ＣＡＤ情報内の属性情報を活用することにより、施工目標とする位置だけでなく性能等の解析結果を投影するようにしても良い。例えば、壁の位置によって異なる室内の温度分布を、等高線や色分布で表示するなどといった形態である。
【００６２】
また、図９に示すように、本実施形態では目標面Ａが平面である場合について示したが、これに限定されず、目標面Ａが曲面であっても、同様の手順で施工作業者の面形成を支援することができる。この際には、施工開始段階で施工面２１Ａが平面であった場合に、目標画像として表示される格子模様の各々のラインが曲線として表示されるが、施工作業により施工面２１Ａと目標面Ａとが近づくに従って上記曲線が直線に近づいていくことになる。
【００６３】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態に係る面形成支援システム１の構成は上記第１実施形態に係る面形成支援システム１と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００６４】
図１０は、第２実施形態に係る面形成支援システム１の全体構成図である。第１実施形態に係る面形成支援システム１は、ＰＣ１３にて目標面１１、仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂの各々の相対位置が設定された後に、それらの相対位置に基づいて、実空間２０において施工面２１Ａ、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの各々の相対位置が設定されるものであったが、第２実施形態に係る面形成支援システム１は、実空間２０において施工面２１Ａ、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの各々の設置位置や投影方向が設定された後に、それらの設置位置や投影方向がＰＣ１３に送信され、ＰＣ１３において、それらの相対位置に基づいて仮想空間１０における目標面１１、仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂの各々の相対位置が設定されるものである。
【００６５】
次に、本実施形態に係る面形成支援システム１の作用を説明する。
【００６６】
本実施形態に係る面形成支援システム１では、ＰＣ２４によって施工支援処理プログラムが実行される一方、ＰＣ１３によって投影情報生成処理プログラムが実行される。そこで、まず、図１１を参照して、施工支援処理プログラムを実行する際のＰＣ２４の作用を説明する。なお、図１１は、施工作業者等からの実行指示が入力部３２を介して受け付けられた際に、ＰＣ２４の制御部３５により実行される施工支援処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記憶部３９に予め記憶されている。
【００６７】
始めにＰＣ２４の制御部３５は、複数のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置・投影方向の入力画面を表示部３８に表示させる（Ｓ３０１）。図１２は、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置や投影方向を入力するための入力画面４４を示す図である。入力画面４４は、図１２に示すように、左側のプロジェクタ２２Ａ、右側のプロジェクタ２２Ｂの各々の設置位置や投影方向の入力欄４５と、入力された情報を送信する指示を入力するための送信ボタン４６を有している。施工作業者は、施工作業を開始する際、実空間２０において施工対象物２１に対するプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置及び投影方向を設定し、入力部３７を介して各入力欄４５に各情報を入力した後に、送信ボタン４６を指定する。
【００６８】
制御部３５は、複数のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置・投影方向の入力が受け付けられたか否かを判断する（Ｓ３０２）。この際、入力画面４４において送信ボタン４６が指定された場合に、入力が受け付けられたものと判断する。入力が受け付けられていない場合（Ｓ３０２；Ｎ）は、制御部３５は入力が受け付けられるまで待機する。
【００６９】
入力が受け付けられた場合（Ｓ３０２；Ｙ）は、制御部３５は、入力された複数のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置及び投影方向の情報を、通信部３６を介してＰＣ１４に送信する（Ｓ３０３）。そして、設置位置及び投影方向の情報を受信したＰＣ１３は、これらの情報に基づいて投影情報を生成する投影情報生成処理を行う。
【００７０】
図１３は、ＰＣ２４から設置位置及び投影方向の情報を受信した際に、ＰＣ１３の制御部３０により実行される投影情報生成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記憶部３４のプログラム領域３４ｂに予め記憶されている。
【００７１】
ＰＣ１３の制御部３０は、ステップＳ３０３にてＰＣ２４から送信された設置位置及び投影方向の情報を受信したか否かを判断する（Ｓ４０１）。受信していない場合（Ｓ４０１；Ｎ）は、制御部３０は受信するまで待機する。設置位置及び投影方向の情報を受信した場合（Ｓ４０１；Ｙ）は、制御部３０は、記憶部３４から、施工対象物２１が含まれる建物に対応する三次元ＣＡＤ情報を読み出す（Ｓ４０３）。
【００７２】
制御部３０は、施工対象物２１において施工対象とする目標面１１の選択指示を受け付ける（Ｓ４０４）。この際、制御部３０は、例えばステップＳ４０３にて読み出した三次元ＣＡＤ情報から三次元ＣＡＤモデルを生成して表示部３３に表示させるとともに、施工作業者により入力部３２を介してこの三次元ＣＡＤモデルからいずれかの面を選択させることにより目標面１１の選択指示を受け付ける。
【００７３】
制御部３０は、ステップＳ４０３にて読み出した三次元ＣＡＤ情報から目標面１１を仮想的に構成するとともに、この目標面１１に格子模様を仮想的に描画する（Ｓ４０５）。
【００７４】
制御部３０は、ステップＳ４０１にて受信した設置位置及び投影方向と対応する撮影位置及び撮影方向なるように仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂを位置決めした場合の各仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂによって撮影された画像を示す画像情報を生成した後、撮影位置及び撮影方向の各情報と画像情報とを各仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂ毎に関連付けた投影情報を生成する（Ｓ４０７）。そして制御部３０は、ステップＳ４０７にて生成した投影情報をＰＣ２４に送信する（Ｓ４０９）。
【００７５】
ＰＣ２４の制御部３５は、ステップＳ４０９にてＰＣ１３から送信された投影情報を受信したか否かを判断する（Ｓ３０５）。受信していない場合（Ｓ３０５；Ｎ）は、制御部３５は受信するまで待機する。
【００７６】
投影情報を受信した場合（Ｓ３０５；Ｙ）は、制御部３５は、受信した投影情報に含まれる画像情報に基づいて、複数のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂからそれぞれ対応する画像を投影させ（Ｓ３０７）、その後に本施工支援処理プログラムを終了する。
【００７７】
このように面形成支援システム１によれば、情報生成装置であるＰＣ１３は、実空間２０における複数の投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの各々の設置位置及び投影方向の入力を受け付ける受付手段（入力画面４４、入力部３７）を備え、受付手段により受け付けられた投影位置及び投影方向をそれぞれ仮想空間１０における目標面１１に対する各々の撮影位置及び撮影方向として設定する。これにより、施工作業者が、前もって実空間２０において複数の投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂをそれぞれ設置し、それらの設置された複数の投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの各々の設置位置及び投影方向に基づいて、仮想空間１０において位置毎の画像情報を生成することができるため、情報生成装置であるＰＣ１３において設定された撮影位置及び撮影方向に投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂを位置決めする場合に比較して、投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置作業を容易に行うことができる。
【００７８】
第１実施形態及び第２実施形態によれば、施工作業者が、現実には形のない目標面と現実に施工している施工対象面との位置の相違を、面の位置や形状に依存せずに、施工作業に際してリアルタイムかつ視覚的に把握できる、という効果が得られる。
【００７９】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
【００８０】
第１実施形態、第２実施形態に係る面形成支援システム１は、ＰＣ１３にて生成された投影情報を、実空間２０の施工面２１Ａに投影させることにより、施工作業者の施工作業を支援するものであったが、第３実施形態に係る面形成支援システム１は、施工面２１Ａと目標面Ａとの差を導出するとともに、この目標面Ａと施工面２１Ａが一致するように自動的に施工を行うものである。
【００８１】
まず、図１４を参照して、本第３実施形態に係る面形成支援システム１の構成を説明する。図１４は、本第３実施形態に係る面形成支援システム１の電気的な要部構成を示すブロック図である。なお、同図における図３と同一の構成要素には図３と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８２】
同図に示すように、本第３実施形態に係る面形成支援システム１は、発泡ウレタンを吹き付け可能に構成されるとともに、その吹き付け方向および吹き付け量が可変とされた吹付部２５が新たに設けられている点が上記第１、第２実施形態と異なっている。
【００８３】
吹付部２５はＰＣ２４に接続されており、吹付部２５による発泡ウレタンの吹き付け方向および吹き付け量はＰＣ２４の制御部３５によって制御される。
【００８４】
また、図１５（Ａ）は、目標面Ａと施工面２１Ａとのずれ量の導出方法を説明するための正面概略図であり、図１５（Ｂ）は、当該ずれ量の導出方法を説明するための上面概略図である。図１５（Ａ）に示すように、目標面Ａと施工面２１Ａとが一致していない場合には、プロジェクタ２２Ａから投影された格子模様とプロジェクタ２２Ｂから施工面２１Ａに投影された格子模様とにずれが生じる。これらの各々の格子模様のずれ量をＬとし、プロジェクタ２２Ａとプロジェクタ２２Ｂとの距離をＬ’とし、各々のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂから目標面Ａまでの距離をＲとすると、図１５（Ｂ）に示すように、目標面Ａと施工面２１Ａとの距離ｔは、ｔ＝Ｒ×Ｌ÷Ｌ’の式によって求めることができ、これをずれ量とすることができる。
【００８５】
次に、本実施形態に係る面形成支援システム１の作用を説明する。
【００８６】
本実施形態に係る面形成支援システム１では、ＰＣ１３によって上記第１実施形態と同様の投影情報支援処理プログラム（図６参照）が実行される一方、ＰＣ２４によって施工処理プログラムが実行される。そこで、図１６を参照して、施工処理プログラムを実行する際のＰＣ２４の作用を説明する。なお、図１６は、施工作業者等からの実行指示が入力部３２を介して受け付けられた際に、ＰＣ２４の制御部３５により実行される施工処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記憶部３９に予め記憶されている。
【００８７】
始めに、ＰＣ２４の制御部３５は、ステップＳ１１１にてＰＣ１３から送信された投影情報とを受信したか否かを判断する（Ｓ５０１）。受信していない場合（Ｓ５０１；Ｎ）は、制御部３５は受信するまで待機する。
【００８８】
投影情報を受信した場合（Ｓ５０１；Ｙ）は、制御部３５は、表示部３８にステップＳ５０１にて受信した投影情報に含まれる撮影位置・撮影方向を、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの投影位置・投影方向として表示させる（Ｓ５０３）。この際、制御部３５は、ステップＳ２０３と同様に、図８に示すような施工支援画面４０を表示部３８に表示させると良い。施工作業者は、各々のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置・投影方向を施工支援画面４０で確認して、それらの情報に基づいて各々のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂを設置した後に、それらの設置が完了したことを示すために設置完了ボタン４１を選択する。
【００８９】
制御部３５は、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置が完了したか否かを判断する（Ｓ５０５）。この際、ユーザ操作により設置完了ボタン４１が選択されたことに基づいて、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置が完了したものと判断する。
【００９０】
制御部３５は、ステップＳ５０１にて受信した投影情報に含まれる画像情報に基づいて、それぞれ対応する画像（ここでは格子模様）をプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂから施工面２１Ａに投影させる（Ｓ５０７）。
【００９１】
制御部３５は、ステップＳ５０７にて格子模様が投影された施工面２１Ａを、カメラ２３で撮影する（Ｓ５０９）。そして制御部３５は、カメラ２３で撮影されている画像から、プロジェクタ２２Ａから投影された格子模様とプロジェクタ２２Ｂから投影された格子模様との各々の対応点の距離に基づいて上記距離ｔを算出することによりずれ量を導出する（Ｓ５１１）。
【００９２】
制御部３５は、ステップＳ５１１にて導出されたいずれかのずれ量が所定値以上であるか否かを判断する（Ｓ５１３）。この際の所定値は、目標面Ａと施工面２１Ａとを一致させる際に誤差とみなせる範囲の絶対値であり、制御部３５は、ずれ量がこの所定値未満であれば、施工目標とする面Ａと施工面２１Ａとが一致したものと判断する。
【００９３】
いずれかのずれ量の絶対値が所定値以上であった場合（Ｓ５１３；Ｙ）は、制御部３５は、施工目標とする面Ａと施工面２１Ａとが一致していないものと判断し、ステップＳ５１１にて導出されたずれ量に相当する量の発砲ウレタンを施工面２１Ａの対応する位置に吹き付けるように吹付部２５を制御する（Ｓ５１５）。そして再びステップＳ５１１の処理を行う。
【００９４】
一方、全てのずれ量の絶対値が所定値以上でなかった場合（Ｓ５１３；Ｎ）は、制御部３５は、目標面Ａと施工面２１Ａとが一致したものと判断し、施工処理が完了したものとして、本施工処理プログラムを終了する。
【００９５】
このようにして面形成支援システム１は、撮影装置である仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂが、複数の投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの各々より投影された画像を１画角内で撮影する所定位置に設置され、計測装置であるＰＣ２４が、撮影装置であるカメラ２３により撮影された画像における複数の投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの各々より投影された画像間のずれ量に基づいて、仮想空間１０における目標面１１の位置と実空間２０における投影面（施工面２１Ａ）の位置とのずれ量を示す物理量を計測し、面形成装置が、実空間２０において、計測装置により計測された物理量がずれ量を最小にするように基礎面（施工面２１Ａ）に対して目標面Ａを形成する。
【００９６】
また、上記各実施形態では、実空間で用いるＰＣ２４、プロジェクタ２２Ａ，２２Ｂおよびカメラ２３を各々個別に単体の装置で構成した場合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く、これらの装置を一体構成する形態としてもよい。
【００９７】
図１７には、この場合の一体構成された装置１Ａの一例が示されている。この装置１Ａでは、上記各実施形態と同様のプロジェクタ２２Ａ，２２Ｂが装置前面の水平方向の２箇所に設けられるとともに、上記各実施形態と同様のカメラ２３が装置前面の中央部に設けられている。なお、この場合、装置１Ａを施工作業者によって携帯可能なサイズにするとともに、無線にてＰＣ１３と通信可能とすることにより、より利便性を向上させることができる。
【００９８】
また、上記各実施形態では、本発明を施工面の高さを目標面に一致させる施工を支援するシステムに適用した場合について説明したが、本発明は他の種々のシステムに適用することができる。
【００９９】
例えば、一例として図１８に示すように、各プロジェクタから投影された画像が一致する目標面の高さ方向の位置が変化するように各プロジェクタからの当該画像の投影方向を順次変更しつつカメラ２３により当該画像を撮影し、撮影によって得られた画像が一致した投影方向に基づいて、施工面の高さ方向に対する形状を把握する形態に本発明を適用してもよい。
【０１００】
また、例えば、一例として図１９（Ａ）に示すように、目標とする勾配角度となるように設けられる勾配面の勾配角度を当該目標とする勾配角度となるように設置するシステムに適用する形態、一例として図１９（Ｂ）に示すように、表面が目標とする高さとなるように設けられる内装仕上げ部材を当該目標とする高さとなるように設置するシステムに適用する形態等といった、表面の高さ位置が目標とする位置となるように施工する他のシステムに本発明を適用してもよい。
【０１０１】
また、例えば、一例として図１９（Ｃ）に示すように、曲面仕上げの精度を計測するシステムに適用する形態、一例として図１９（Ｄ）に示すように、勾配を自動計算して等高線を投影して水勾配を計測するシステムに適用する形態等といった、表面の高さ位置を計測する他のシステムに本発明を適用してもよい。
【０１０２】
第３実施形態によれば、施工装置が、現実には形のない目標面Ａと現実に施工している施工面２１Ａとの位置の相違から、目標面Ａと施工面２１Ａとのずれ量をリアルタイムに計測でき、そのずれ量に基づいて施工処理を行うことにより施工目標とする面Ａを自動的に且つ高精度で形成することができる、という効果が得られる。
【符号の説明】
【０１０３】
１…面形成支援システム，１Ａ…面形成支援装置，１０…仮想空間，１１…目標面，１２Ａ、１２Ｂ…仮想カメラ，１３…ＰＣ，２０…実空間，２１…施工対象物，２１Ａ…施工面，２２Ａ、２２Ｂ…プロジェクタ，２３…カメラ，２４…ＰＣ，３０、３５…制御部，３１、３６…通信部，３２、３７…入力部，３３、３８…表示部，３４、３９…記憶部，４０…設置支援画面，４１…設置完了ボタン，４２…左側のプロジェクタにより投影された格子模様，４３…右側のプロジェクタにより投影された格子模様，４４…入力画面，４５…入力欄，４６…送信ボタン，Ａ…目標面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面形成支援システム、面形成支援装置、及び面形成支援プログラムに関し、特に、予め定められた目標面の形成を支援する面形成支援システム、面形成支援装置、及び面形成支援プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、像解析によって面形状の計測対象とする対象物の表面の三次元形状情報を得る技術が多く用いられるようになってきた。表面の三次元形状情報を得る際に使用される技術として、所定の撮像視野内に存在する計測対象に光パタンを投影し、計測対象の三次元形状に応じて変形した光パタンの変形量を解析する技術が知られている。この代表的な方法としては、光切断法や空間コード法、縞解析法などが挙げられる。これらは全て三角測量の原理に基づいているが、中でも、縞解析法に関しては空間縞解析や時間縞解析など多くの手法が提案されており、高い計測精度を得る手法として知られている。
【０００３】
通常、これらの手法では、光パタンが投影された計測対象面の読み取りにエリアセンサを用いているが、エリアセンサを用いると、計測対象面が１撮像視野内に収まらないことが多く、エリアセンサを縦及び横の双方に移動させながら１撮像視野ずつ複数回に分けて撮像する必要が度々生じ、撮像時間が長くなってしまうという問題が起こっている。
この対応策として、例えば、迅速かつ高精度に三次元形状情報を計測できる三次元形状計測装置が提案されている（特許文献１参照）。この装置は、位置に応じて周期的に輝度が変化する光パタンを、計測対象物が計測される搬送ステージ上の一部の領域へ投影し、光パタン照射領域を撮像する第１のラインセンサと、光パタンの非照射領域を撮像する第２のラインセンサとを有し、第１のラインセンサが撮像した画像および第２のラインセンサが撮像した画像から、背景情報を除去した画像に含まれるある画素における光パタンの位相を、画像における画素とその周辺の画素との輝度値に基づいて算出し、算出した位相に基づいて計測対象の高さ情報を算出するものである。これにより、ラインセンサに対して計測対象を主走査方向に相対的に移動させる回数を減らしつつ、高解像度で計測対象を撮像することが可能になった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３１１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述した三次元形状を計測する技術を利用して、建設物における予め定められた面を目標とする高さとなるように施工する際に、当該技術により計測された三次元形状により示される上記予め定められた面の高さと、上記目標とする高さとのズレを施工作業者に提示する技術（以下、「施工支援技術」という。）が考えられる。
【０００６】
上記特許文献１に開示されている技術を上記施工支援技術として適用して、実空間にある立体的な施工対象物に施工を施して面を形成する場合、施工途中の面の形状を計測して施工作業者に提示することはできるが、提示された施工途中の面の形状を参照しつつ施工対象物に対して施工する必要があるため、施工作業に時間がかかってしまう、という問題点があった。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、施工作業に要する時間を短縮させることができる面形成支援システム、面形成支援装置、及び面形成支援プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の面形成支援システムは、仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定した複数の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することにより得られる前記撮影位置毎の画像情報を生成する情報生成装置と、実空間において、前記目標面に対応する形成目標面に対して、前記目標面に対する前記複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置され、対応する前記画像情報により示される画像を、前記形成目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、前記撮影方向に対応する投影方向に向けて投影する複数の投影装置と、を備えている。
【０００９】
請求項１に記載の面形成支援システムによれば、情報生成装置が、仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定された複数の撮影位置から予め設定された撮影方向に対して仮想的に撮影することにより得られる位置毎の画像情報を生成し、複数の投影装置が、実空間において、目標面に対応する形成目標面に対して、目標面に対する複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置され、情報生成装置により生成された各々対応する画像情報により得られる画像を、目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、各々対応する撮影方向に対応する投影方向に向けて投影する。これにより、施工面とは異なる位置において表示された三次元位置の測定結果を参照しながら施工する場合に比較して、より短時間で施工を完了することができる。
【００１０】
なお、請求項１に記載の面形成支援システムにおいて、請求項２に記載の発明のように、前記情報生成装置は、前記実空間における前記複数の投影装置の各々の設置位置及び投影方向の入力を受け付ける受付手段を備え、前記受付手段により受け付けられた複数の前記設置位置及び前記投影方向をそれぞれ複数の前記撮影位置及び前記撮影方向として設定するようにしても良い。これにより、情報生成装置において設定された撮影位置及び撮影方向に投影装置を位置決めする場合に比較して、投影装置の設置作業を容易に行うことができる。
【００１１】
また、請求項１または２に記載の面形成支援システムは、請求項３に記載の発明のように、前記複数の投影装置の各々より投影された画像を撮影する撮影装置と、前記撮影装置により撮影された画像における前記複数の投影装置の各々より投影された画像間のずれ量に基づいて、前記形成目標面と前記基礎面との前記投影方向に対するずれ量を示す物理量を計測する計測装置と、前記計測装置により計測された物理量が予め定められた範囲内となるように前記基礎面に対して前記目標面を形成する面形成装置とを更に備えるようにしてもよい。これにより、目標面を自動的に且つ高精度で形成することができる。
【００１２】
また、請求項３記載の面形成支援システムにおいて、請求項４に記載の発明のように、前記所定画像は格子模様の画像であり、前記計測装置は、前記撮影装置により撮影された画像における複数の前記投影装置の各々より投影された画像間の対応する格子点のずれ量に基づいて、前記物理量を計測するようにしても良い。これにより、簡単かつ正確にずれ量を示す物理量を計測することができる。
【００１３】
一方、上記目的を達成するために、請求項５に記載の面形成支援装置は、仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定した複数の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することにより得られる前記撮影位置毎の画像情報を生成する情報生成手段と、実空間において、前記目標面に対応する形成目標面に対して、前記目標面に対する前記複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置され、対応する前記画像情報により示される画像を、前記目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、前記撮影方向に対応する投影方向に向けて投影する複数の投影手段と、を備えている。
【００１４】
従って、請求項５に記載の面形成支援装置によれば、請求項１に記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項１に記載の発明のように、施工面とは異なる位置において表示された三次元位置の測定結果を参照しながら施工する場合に比較して、より短時間で施工を完了することができる。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、請求項６に記載の面形成支援プログラムは、仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定した複数の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することにより得られる前記撮影位置毎の画像情報を生成する情報生成ステップと、実空間において、前記目標面に対応する形成目標面に対して、前記目標面に対する前記複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置された複数の投影装置に対して、対応する前記画像情報により示される画像を、前記目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、前記撮影方向に対応する前記投影方向に向けて投影させる投影ステップとをコンピュータに実行させるためのものである。
【００１６】
従って、請求項６に記載の面形成支援プログラムによれば、コンピュータを請求項１に記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項１に記載の発明のように、施工面とは異なる位置において表示された三次元位置の測定結果を参照しながら施工する場合に比較して、より短時間で施工を完了することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、施工面とは異なる位置において表示された三次元位置の測定結果を参照しながら施工する場合に比較して、施工作業に要する時間を短縮させることができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る面形成支援システムの原理を説明するための概念図である。
【図２】第１実施形態に係る面形成支援システムの全体構成図である。
【図３】第１実施形態に係る面形成支援システムの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る面形成支援システムにおけるＰＣの記憶部の記憶内容を示す模式図である。
【図５】実施形態に係る面形成支援システムにおけるプロジェクタの投影方向を示す図であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図６】第１実施形態に係る投影情報生成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態に係る施工支援処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態に係る施工支援処理プログラムにおいて表示される設置支援画面を示す図である。
【図９】（Ａ）乃至（Ｃ）は、施工対象物の施工状態を示す側面概略図であり、（Ｄ）乃至（Ｆ）は、（Ａ）乃至（Ｃ）に示す各々の施工状態において２台のプロジェクタにより施工面に表示される格子模様を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る面形成支援システムの全体構成図である。
【図１１】第２実施形態に係る施工支援処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】第２実施形態に係る施工支援処理プログラムにおいて表示される入力画面を示す図である。
【図１３】第２実施形態に係る投影情報生成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】第３実施形態に係る面形成支援システムの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図１５】（Ａ）は、ずれ量の導出方法を説明するための正面概略図であり、（Ｂ）は、ずれ量の導出方法を説明するための上面概略図である。
【図１６】第３実施形態に係る施工処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】本発明の応用例の説明に供する側面概略図である。
【図１８】本発明の応用例の説明に供する側面概略図である。
【図１９】本発明の応用例の説明に供する図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は側面図、（Ｃ）及び（Ｄ）は斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明を、建築物を構成する構成物（本実施の形態では、柱）の表面に発泡ウレタンを吹き付ける施工を支援する面形成支援システムに適用した場合の形態例について説明する。また、ここでは、本発明の投影装置が２台である場合の形態例について説明する。
【００２０】
図１は、実施形態に係る面形成支援システム１の原理を説明するための概念図である。図１に示すように、本実施形態に係る面形成支援システム１では、仮想空間１０において、施工対象とする建物の三次元ＣＡＤ情報により示される施工対象とする面の施工完了後の面（以下、「目標面１１」という。）に仮想的に所定画像（本実施の形態では、格子模様であり、以下、「目標画像」という。）を表示した状態で、当該目標画像を予め設定した複数（本実施形態では２箇所）の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することによって得られる上記撮影位置毎の画像情報を生成する。
【００２１】
一方、本実施形態に係る面形成支援システム１では、実空間２０において、仮想空間１０における目標面１１と対応する面（形成目標面であり、以下、「目標面Ａ」という。）に対して、仮想空間１０における上記目標面１１に対する上記複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう、目標面Ａに対して各々設置された複数（本実施形態では２台）のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂにより、対応する上記画像情報により示される画像を、上記目標面Ａを形成する際の基礎となる面（以下、「施工面２１Ａ」という。）に、対応する上記撮影方向に向けて投影する。なお、本実施形態に係る面形成支援システム１では、各プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂによる投影方向の設定を、各プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂをトランシットの上部測定部に個別に取り付け、当該トランシットにより測定される方向が上記撮影方向と一致するように設定することにより行う。但し、この形態に限らず、他の方位測定装置を用いて設定する形態としてもよいことは言うまでもない。
【００２２】
以上により、施工面２１Ａが目標面Ａと一致しない状態では、各プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂから投影された画像がずれるため、施工作業者は、当該ずれが施工面２１Ａの全域で生じなくなるまで施工作業を継続して行うことにより、当該施工作業を高精度で完遂することができる。
【００２３】
このように、本実施の形態に係る面形成支援システム１では、施工面２１Ａに投影されている画像の状態を参照しながら当該施工面２１Ａに対する施工を行っているので、当該施工面とは異なる位置において表示された三次元位置の測定結果を参照しながら施工する場合に比較して、より短時間で施工を完了することができる。
【００２４】
投影される目標画像は、整形なグリッド模様（格子模様）、同一位置を中心とした各々半径の異なる複数の円により構成される同心円模様、複数のドットが格子状に配列されたドット模様などであり、複数のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂから投影させたときに、各々のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂによる投影画像のずれが判断できる画像であれば任意である。または、複数のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂから各々異なる色でベタ塗りされた画像を投影させ、各々の投影画像が重なることにより色が変化することを利用して、投影画像のずれを判断するようにしても良い。例えば、３つのプロジェクタから各々光の三原色である赤・緑・青のいずれかのベタ塗り画像をそれぞれ投影面が目標面と同じ高さとなった場合に各色の領域が全て重なるように投影させることにより、投影画像における白く表示されている領域の面積から、施工作業者が投影画像のずれを視覚的に容易に判断することができる。なお、ここでは、上述したように、格子模様を例に挙げて説明する。
【００２５】
なお、三次元ＣＡＤ情報から目標面１１を構成するとともに目標面１１に格子模様を併せて表示させ、仮想空間１０におけるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの位置にそれぞれ仮想的なカメラ（以下、「仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂ」という。）を配置させて、仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂで格子模様を撮影することで実空間２０に投影させるための画像を示す画像情報を生成し、それらの画像を実空間２０のそれぞれのプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂから投影させるようにすると良い。
【００２６】
〔第１実施形態〕
図２は、第１実施形態に係る面形成支援システム１の構成を示す全体構成図である。図２に示すように、本第１実施形態に係る面形成支援システム１は、上述した仮想空間における処理を担うパーソナル・コンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）１３と、上述した実空間における処理を担うＰＣ２４と、を備えている。なお、本実施形態に係る面形成支援システム１では、ＰＣ１３が予め定められた複数の建物（以下、「管理対象建物」という。）に対する施工を統括的に管理する施工管理センタに設けられており、ＰＣ２４が管理対象建物の各々の施工現場の近傍に設けられている。
【００２７】
ＰＣ１３は、上述したように、施工対象とする建物の三次元ＣＡＤ情報により示される三次元画像を描画することにより目標面１１を仮想的に構成して目標画像を表示させた状態で、当該目標画像を予め設定した２箇所の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することによって得られる各撮影位置毎の画像情報を生成するものである。本実施形態に係るＰＣ１３では、この際の仮想的な撮影に仮想カメラ１２Ａおよび仮想カメラ１２Ｂの２台の仮想カメラを用いる。
【００２８】
なお、本実施形態に係る面形成支援システム１では、上記撮影位置および上記撮影方向を示す座標系として、処理対象とする建物の三次元ＣＡＤ情報で用いられている３次元座標系と同一の座標系を用いており、その原点（０，０，０）の位置は当該三次元ＣＡＤ情報の原点の位置と同一とされている。
【００２９】
一方、ＰＣ２４は、上述したように、目標面１１に対する上記２箇所の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置された２台のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂにより、対応する画像情報により示される画像を施工対象物２１の施工面２１Ａに、撮影方向と対応する投影方向に向けて投影する制御を行うものである。
【００３０】
本実施形態に係るＰＣ２４は、ＰＣ１３により生成された画像情報と、当該画像情報を生成する際に設定した仮想カメラ１２Ａおよび仮想カメラ１２Ｂの各々の撮影位置および撮影方向の各情報とをＰＣ１３から受信する。なお、この際にＰＣ１３からＰＣ２４に送信される画像情報、撮影位置情報、および撮影方向情報を、以下ではまとめて「投影情報」という。
【００３１】
そして、ＰＣ２４は、受信した投影情報に含まれる撮影位置情報および撮影方向情報を提示する。これに応じて、施工作業者は、提示された撮影位置情報および撮影方向情報により示される撮影位置および撮影方向と一致するようにプロジェクタ２２Ａ及びプロジェクタ２２Ｂの設置位置および投影方向を位置決めする。
【００３２】
施工作業者による各プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの位置決めが終了すると、ＰＣ２４は、受信した投影情報に含まれる画像情報を対応するプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂに送信することにより、各プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂに対して、対応する画像情報により示される画像（目標画像）を施工面２１Ａに向けて投影させる。
【００３３】
図３は、第１実施形態に係る面形成支援システム１の電気系の要部構成を示すブロック図である。図３に示すように、ＰＣ１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）を備えるとともにＣＰＵの制御によりＰＣ１３全体を総括的に制御する制御部３０、ＰＣ２４に対する通信を制御する通信部３１、キーボードやマウスなどの入力装置を備えるとともにこれらに対するユーザ操作により指示された情報を入力情報として制御部３０に伝達する入力部３２、液晶ディスプレイなどの表示装置を備えるとともに制御部３０の制御に基づいて各種情報を表示装置に表示する表示部３３、ＲＯＭ（Read Only Memory）やその他の不揮発性メモリやハードディスクなどを備えるとともに制御部３０による制御に使用されるプログラムや制御に使用される各種情報を記憶する記憶部３４を備えている。
【００３４】
また、ＰＣ２４は、ＣＰＵやＲＡＭを備えるとともにＣＰＵの制御によりＰＣ２４全体を総括的に制御する制御部３５、ＰＣ１３に対する通信を制御する通信部３６、キーボードやマウスなどの入力装置を備えるとともにこれらに対するユーザ操作により指示された情報を入力情報として制御部３５に伝達する入力部３７、液晶ディスプレイなどの表示装置を備えるとともに制御部３５の制御に基づいて各種情報を表示装置に表示する表示部３８、ＲＯＭやその他の不揮発性メモリやハードディスクなどを備えるとともに制御部３５による制御に使用されるプログラムや制御に使用される各種情報を記憶する記憶部３９を備えている。
【００３５】
また、ＰＣ２４にはプロジェクタ２２Ａ、プロジェクタ２２Ｂが有線にて電気的に接続されており、制御部３５は、各々のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂに対して画像情報を出力する。画像情報を入力したプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂは、各々入力した画像情報を予め設定された方向に投影する。さらに、ＰＣ２４はカメラ２３が有線にて電気的に接続されており、制御部３５は、カメラ２３から撮影によって得られた画像情報（以下、「撮影情報」という。）を入力する。なお、ＰＣ２４とプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂ、カメラ２３とはそれぞれ有線で接続される代わりに、無線通信によって画像情報や撮影情報を送受信するようにしても良い。
【００３６】
なお、ＰＣ１３とＰＣ２４との通信方式は、無線でも有線でも良く、インターネット、無線ＬＡＮ（Local Area Network）など既存の通信媒体を利用することができる。
【００３７】
図４は、第１実施形態の面形成支援システム１におけるＰＣ１３の記憶部３４の記憶内容を示す模式図である。図４に示すように、記憶部３４は、少なくとも、三次元ＣＡＤ情報３４ａ１が記憶されたデータベース領域３４ａ、制御部３０により使用されるプログラムが記憶されたプログラム領域３４ｂを備えている。データベース領域３４ａには、各々異なる建物を示す三次元ＣＡＤ情報が対応する建物を特定する情報に関連付けられて予め記憶されている。そして、施工作業者などにより施工対象とする建物が指定されることにより、その建物に関連付けられた三次元ＣＡＤ情報が選択されて用いられる。
【００３８】
図５（Ａ）は、実施形態におけるプロジェクタ２２Ａ及びプロジェクタ２２Ｂの投影方向を示す上面図であり、図５（Ｂ）は、実施形態におけるプロジェクタ２２Ａ及びプロジェクタ２２Ｂの投影方向を示す側面図である。プロジェクタ２２Ａ及びプロジェクタ２２Ｂの投影方向は、投影面に垂直な軸に対する水平方向の角度θｘと、投影面に垂直な軸に対する鉛直方向の角度θｚにより決定される。従って、本実施形態に係る面形成支援システム１では、角度θｘ及び角度θｚの２つの角度により、各プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの投影方向を規定している。
【００３９】
次に、本実施形態に係る面形成支援システム１の作用を説明する。
【００４０】
本実施形態に係る面形成支援システム１では、ＰＣ１３によって投影情報生成処理プログラムが実行される一方、ＰＣ２４によって施工支援処理プログラムが実行される。そこで、まず、図６を参照して、投影情報生成処理プログラムを実行する際のＰＣ１３の作用を説明する。なお、図６は、施工作業者等からの実行指示が入力部３２を介して受け付けられた際に、ＰＣ１３の制御部３０により実行される投影情報生成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記憶部３４のプログラム領域３４ｂに予め記憶されている。
【００４１】
始めに、ＰＣ１３の制御部３０は、記憶部３４から、施工対象物２１を含む建物に対応する三次元ＣＡＤ情報を読み出す（Ｓ１０１）。なお、施工対象物２１を含む建物は、ステップＳ１０１にて施工作業者により入力されても、予め施工作業者により選択されて設定されていても良い。
【００４２】
制御部３０は、施工対象物２１において施工対象とする目標面１１の選択指示を受け付ける（Ｓ１０３）。この際、制御部３０は、例えばステップＳ１０１にて読み出した三次元ＣＡＤ情報から三次元ＣＡＤモデルを生成して表示部３３に表示させるとともに、施工作業者により入力部３２を介してこの三次元ＣＡＤモデルからいずれかの面を選択させることにより目標面１１の選択指示を受け付ける。
【００４３】
また、制御部３０は、仮想空間１０における仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂの撮影位置・撮影方向の入力を受け付ける（Ｓ１０５）。この際、制御部３０は、例えばステップＳ１０１にて読み出した三次元ＣＡＤ情報から三次元ＣＡＤモデルを生成して表示部３３に表示させるとともに、施工作業者により入力部３２を介して仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂの各々の撮影位置・撮影方向の入力を促すことで、この入力を受け付ける。
【００４４】
なお、上記複数の仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂによる撮影位置は任意の位置とすることができるが、この位置が実空間２０におけるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置となるため、実際に施工作業を行う際にプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂを設置する空間を十分に有する位置を適用する必要がある。また、施工面２１Ａからの距離が遠過ぎるとプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂにより施工面２１Ａに表示される画像が薄くなってしまう一方、近過ぎると施工作業の妨げとなるため、これらの点を考慮する必要がある。
【００４５】
制御部３０は、ステップＳ１０１にて読み出した三次元ＣＡＤ情報から目標面１１を仮想的に構成するとともに、この目標面１１に格子模様を仮想的に描画する（Ｓ１０７）。
【００４６】
制御部３０は、ステップＳ１０５にて受け付けられた撮影位置及び撮影方向となるように仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂを位置決めした場合の各仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂによって仮想的に撮影された画像を示す画像情報を生成した後に、撮影位置及び撮影方向の各情報と画像情報とを各仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂ毎に関連付けた投影情報を生成する（Ｓ１０９）。なお、上記画像情報の生成は、従来既知の汎用コンピュータ・グラフィックス用のアプリケーションプログラムにより行うことができるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４７】
制御部３０は、ステップＳ１０９にて生成された投影情報をＰＣ２４に対して送信する（Ｓ１１１）。の後に本投影情報生成処理プログラムを終了する。
【００４８】
次に、図７を参照して、施工支援処理プログラムを実行する際のＰＣ２４の作用を説明する。なお、図７は、施工作業者等からの実行指示が入力部３７を介して受け付けられた際に、ＰＣ２４の制御部３５により実行される施工支援処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記憶部３９の所定領域に予め記憶されている。
【００４９】
始めに、ＰＣ２４の制御部３５は、ステップＳ１１１にてＰＣ１３から送信された投影情報を受信したか否かを判断する（Ｓ２０１）。受信していない場合（Ｓ２０１；Ｎ）は、制御部３５はそのまま待機する。
【００５０】
投影情報を受信した場合（Ｓ２０１；Ｙ）は、制御部３５は、ステップＳ２０１にて受信した投影情報に含まれる撮影位置及び撮影方向を各プロジェクタ２２Ａ，２２Ｂの設置位置及び投影方向として表示部３８に表示させる（Ｓ２０３）。
【００５１】
図８は、ステップ２０３にて表示させる設置支援画面４０を示す図である。図８に示すように、施工支援画面４０には、左側のプロジェクタ２２Ａの設置位置、投影方向、右側のプロジェクタ２２Ｂの設置位置、投影方向が表示されるとともに、施工作業者が設置完了の情報を入力するための設置完了ボタン４１が表示されている。施工作業者は、各々のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置・投影方向を施工支援画面４０で確認し、それらの情報に応じて各々のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂを設置した後に、それらの設置が完了したことを示すために設置完了ボタン４１を指定する。
【００５２】
制御部３５は、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置が完了したか否かを判断する（Ｓ２０５）。この際、ユーザ操作により設置完了ボタン４１が指定された場合に、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置が完了したものと判断する。
【００５３】
プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置が完了した場合（Ｓ２０５；Ｙ）は、制御部３５は、ステップＳ２０１にて受信した投影情報に含まれる画像情報に基づいて、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂからそれぞれ対応する画像を投影させ（Ｓ２０７）、その後に、本施工支援処理プログラムを終了させる。
【００５４】
図９（Ａ）乃至図９（Ｃ）は、施工対象物２１の施工状態を示す側面概略図であり、図９（Ｄ）乃至図９（Ｆ）は、複数のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂにより施工面２１Ａに投影される格子模様を示す図である。
【００５５】
図９（Ａ）に示すように、目標面Ａと施工対象物２１の施工面２１Ａとが一致していない場合には、図９（Ｄ）に示すように、プロジェクタ２２Ａから投影された格子模様４２と、プロジェクタ２２Ｂから投影された格子模様４３との位置が各々一致せず、ずれた位置に表示される。
【００５６】
図９（Ｂ）に示すように、施工作業者による施工作業が進み、図９（Ａ）に示すよりも目標面Ａと施工対象物２１の施工面２１Ａとが近付いた場合には、図９（Ｅ）に示すように、プロジェクタ２２Ａから投影される格子模様４２と、プロジェクタ２２Ｂから投影される格子模様４３との位置が、図９（Ｄ）に示す格子模様よりも近付いた位置に表示される。
【００５７】
このように目標面Ａと施工対象物２１の施工面２１Ａとが徐々に近付いていき、図９（Ｃ）に示すように、目標面Ａと施工面２１Ａとが一致すると、図９（Ｆ）に示すように、プロジェクタ２２Ａから投影される格子模様４２と、プロジェクタ２２Ｂから投影される格子模様４３との位置が完全に一致する。施工作業者は、施工面２１Ａに投影された格子模様４２、４３によって施工対象面Ａが目標面Ａに一致したことを視覚的に認識することができる。
【００５８】
本実施形態に係る面形成支援システム１によれば、情報生成装置であるＰＣ１３が、仮想空間１０において、予め定められた目標面１１に表示された目標画像を予め設定された複数の撮影位置から予め設定された撮影方向に対して仮想的に撮影することにより得られる位置毎の画像情報を生成し、複数の投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂが、実空間２０において、目標面１１に対する複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置され、情報生成装置であるＰＣ１３により生成された各々対応する画像情報により得られる画像を、目標面Ａを形成する際の基礎となる基礎面（施工面２１Ａ）に、各々対応する撮影方向に対応する投影方向に向けて投影する。
【００５９】
このように、施工作業者が施工面２１Ａに投影されている画像（例えば格子模様）の状態を参照しながら当該施工面２１Ａに対する施工を行うことができるので、当該施工面２１Ａとは異なる位置において表示された三次元位置の測定結果を参照しながら施工する場合に比較して、より短時間で施工を完了することができる。
【００６０】
また、面形成支援システム１によると、目標面Ａと施工面２１Ａとの位置関係をリアルタイムに視覚的に認識できることにより、施工と検査を同時に行うことができ、施工完了を検査完了とすることができるため、工数を削減することができる。さらに面形成支援システム１によると、施工作業者は、既存のＡＲ（現実拡張）技術のようにＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）といったインターフェイスを介することなく、面形状を裸眼で確認できるため、利便性に優れている。
【００６１】
なお、三次元ＣＡＤ情報内の属性情報を活用することにより、施工目標とする位置だけでなく性能等の解析結果を投影するようにしても良い。例えば、壁の位置によって異なる室内の温度分布を、等高線や色分布で表示するなどといった形態である。
【００６２】
また、図９に示すように、本実施形態では目標面Ａが平面である場合について示したが、これに限定されず、目標面Ａが曲面であっても、同様の手順で施工作業者の面形成を支援することができる。この際には、施工開始段階で施工面２１Ａが平面であった場合に、目標画像として表示される格子模様の各々のラインが曲線として表示されるが、施工作業により施工面２１Ａと目標面Ａとが近づくに従って上記曲線が直線に近づいていくことになる。
【００６３】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態に係る面形成支援システム１の構成は上記第１実施形態に係る面形成支援システム１と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００６４】
図１０は、第２実施形態に係る面形成支援システム１の全体構成図である。第１実施形態に係る面形成支援システム１は、ＰＣ１３にて目標面１１、仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂの各々の相対位置が設定された後に、それらの相対位置に基づいて、実空間２０において施工面２１Ａ、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの各々の相対位置が設定されるものであったが、第２実施形態に係る面形成支援システム１は、実空間２０において施工面２１Ａ、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの各々の設置位置や投影方向が設定された後に、それらの設置位置や投影方向がＰＣ１３に送信され、ＰＣ１３において、それらの相対位置に基づいて仮想空間１０における目標面１１、仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂの各々の相対位置が設定されるものである。
【００６５】
次に、本実施形態に係る面形成支援システム１の作用を説明する。
【００６６】
本実施形態に係る面形成支援システム１では、ＰＣ２４によって施工支援処理プログラムが実行される一方、ＰＣ１３によって投影情報生成処理プログラムが実行される。そこで、まず、図１１を参照して、施工支援処理プログラムを実行する際のＰＣ２４の作用を説明する。なお、図１１は、施工作業者等からの実行指示が入力部３２を介して受け付けられた際に、ＰＣ２４の制御部３５により実行される施工支援処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記憶部３９に予め記憶されている。
【００６７】
始めにＰＣ２４の制御部３５は、複数のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置・投影方向の入力画面を表示部３８に表示させる（Ｓ３０１）。図１２は、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置や投影方向を入力するための入力画面４４を示す図である。入力画面４４は、図１２に示すように、左側のプロジェクタ２２Ａ、右側のプロジェクタ２２Ｂの各々の設置位置や投影方向の入力欄４５と、入力された情報を送信する指示を入力するための送信ボタン４６を有している。施工作業者は、施工作業を開始する際、実空間２０において施工対象物２１に対するプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置及び投影方向を設定し、入力部３７を介して各入力欄４５に各情報を入力した後に、送信ボタン４６を指定する。
【００６８】
制御部３５は、複数のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置・投影方向の入力が受け付けられたか否かを判断する（Ｓ３０２）。この際、入力画面４４において送信ボタン４６が指定された場合に、入力が受け付けられたものと判断する。入力が受け付けられていない場合（Ｓ３０２；Ｎ）は、制御部３５は入力が受け付けられるまで待機する。
【００６９】
入力が受け付けられた場合（Ｓ３０２；Ｙ）は、制御部３５は、入力された複数のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置及び投影方向の情報を、通信部３６を介してＰＣ１４に送信する（Ｓ３０３）。そして、設置位置及び投影方向の情報を受信したＰＣ１３は、これらの情報に基づいて投影情報を生成する投影情報生成処理を行う。
【００７０】
図１３は、ＰＣ２４から設置位置及び投影方向の情報を受信した際に、ＰＣ１３の制御部３０により実行される投影情報生成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記憶部３４のプログラム領域３４ｂに予め記憶されている。
【００７１】
ＰＣ１３の制御部３０は、ステップＳ３０３にてＰＣ２４から送信された設置位置及び投影方向の情報を受信したか否かを判断する（Ｓ４０１）。受信していない場合（Ｓ４０１；Ｎ）は、制御部３０は受信するまで待機する。設置位置及び投影方向の情報を受信した場合（Ｓ４０１；Ｙ）は、制御部３０は、記憶部３４から、施工対象物２１が含まれる建物に対応する三次元ＣＡＤ情報を読み出す（Ｓ４０３）。
【００７２】
制御部３０は、施工対象物２１において施工対象とする目標面１１の選択指示を受け付ける（Ｓ４０４）。この際、制御部３０は、例えばステップＳ４０３にて読み出した三次元ＣＡＤ情報から三次元ＣＡＤモデルを生成して表示部３３に表示させるとともに、施工作業者により入力部３２を介してこの三次元ＣＡＤモデルからいずれかの面を選択させることにより目標面１１の選択指示を受け付ける。
【００７３】
制御部３０は、ステップＳ４０３にて読み出した三次元ＣＡＤ情報から目標面１１を仮想的に構成するとともに、この目標面１１に格子模様を仮想的に描画する（Ｓ４０５）。
【００７４】
制御部３０は、ステップＳ４０１にて受信した設置位置及び投影方向と対応する撮影位置及び撮影方向なるように仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂを位置決めした場合の各仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂによって撮影された画像を示す画像情報を生成した後、撮影位置及び撮影方向の各情報と画像情報とを各仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂ毎に関連付けた投影情報を生成する（Ｓ４０７）。そして制御部３０は、ステップＳ４０７にて生成した投影情報をＰＣ２４に送信する（Ｓ４０９）。
【００７５】
ＰＣ２４の制御部３５は、ステップＳ４０９にてＰＣ１３から送信された投影情報を受信したか否かを判断する（Ｓ３０５）。受信していない場合（Ｓ３０５；Ｎ）は、制御部３５は受信するまで待機する。
【００７６】
投影情報を受信した場合（Ｓ３０５；Ｙ）は、制御部３５は、受信した投影情報に含まれる画像情報に基づいて、複数のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂからそれぞれ対応する画像を投影させ（Ｓ３０７）、その後に本施工支援処理プログラムを終了する。
【００７７】
このように面形成支援システム１によれば、情報生成装置であるＰＣ１３は、実空間２０における複数の投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの各々の設置位置及び投影方向の入力を受け付ける受付手段（入力画面４４、入力部３７）を備え、受付手段により受け付けられた投影位置及び投影方向をそれぞれ仮想空間１０における目標面１１に対する各々の撮影位置及び撮影方向として設定する。これにより、施工作業者が、前もって実空間２０において複数の投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂをそれぞれ設置し、それらの設置された複数の投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの各々の設置位置及び投影方向に基づいて、仮想空間１０において位置毎の画像情報を生成することができるため、情報生成装置であるＰＣ１３において設定された撮影位置及び撮影方向に投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂを位置決めする場合に比較して、投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置作業を容易に行うことができる。
【００７８】
第１実施形態及び第２実施形態によれば、施工作業者が、現実には形のない目標面と現実に施工している施工対象面との位置の相違を、面の位置や形状に依存せずに、施工作業に際してリアルタイムかつ視覚的に把握できる、という効果が得られる。
【００７９】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
【００８０】
第１実施形態、第２実施形態に係る面形成支援システム１は、ＰＣ１３にて生成された投影情報を、実空間２０の施工面２１Ａに投影させることにより、施工作業者の施工作業を支援するものであったが、第３実施形態に係る面形成支援システム１は、施工面２１Ａと目標面Ａとの差を導出するとともに、この目標面Ａと施工面２１Ａが一致するように自動的に施工を行うものである。
【００８１】
まず、図１４を参照して、本第３実施形態に係る面形成支援システム１の構成を説明する。図１４は、本第３実施形態に係る面形成支援システム１の電気的な要部構成を示すブロック図である。なお、同図における図３と同一の構成要素には図３と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８２】
同図に示すように、本第３実施形態に係る面形成支援システム１は、発泡ウレタンを吹き付け可能に構成されるとともに、その吹き付け方向および吹き付け量が可変とされた吹付部２５が新たに設けられている点が上記第１、第２実施形態と異なっている。
【００８３】
吹付部２５はＰＣ２４に接続されており、吹付部２５による発泡ウレタンの吹き付け方向および吹き付け量はＰＣ２４の制御部３５によって制御される。
【００８４】
また、図１５（Ａ）は、目標面Ａと施工面２１Ａとのずれ量の導出方法を説明するための正面概略図であり、図１５（Ｂ）は、当該ずれ量の導出方法を説明するための上面概略図である。図１５（Ａ）に示すように、目標面Ａと施工面２１Ａとが一致していない場合には、プロジェクタ２２Ａから投影された格子模様とプロジェクタ２２Ｂから施工面２１Ａに投影された格子模様とにずれが生じる。これらの各々の格子模様のずれ量をＬとし、プロジェクタ２２Ａとプロジェクタ２２Ｂとの距離をＬ’とし、各々のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂから目標面Ａまでの距離をＲとすると、図１５（Ｂ）に示すように、目標面Ａと施工面２１Ａとの距離ｔは、ｔ＝Ｒ×Ｌ÷Ｌ’の式によって求めることができ、これをずれ量とすることができる。
【００８５】
次に、本実施形態に係る面形成支援システム１の作用を説明する。
【００８６】
本実施形態に係る面形成支援システム１では、ＰＣ１３によって上記第１実施形態と同様の投影情報支援処理プログラム（図６参照）が実行される一方、ＰＣ２４によって施工処理プログラムが実行される。そこで、図１６を参照して、施工処理プログラムを実行する際のＰＣ２４の作用を説明する。なお、図１６は、施工作業者等からの実行指示が入力部３２を介して受け付けられた際に、ＰＣ２４の制御部３５により実行される施工処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記憶部３９に予め記憶されている。
【００８７】
始めに、ＰＣ２４の制御部３５は、ステップＳ１１１にてＰＣ１３から送信された投影情報とを受信したか否かを判断する（Ｓ５０１）。受信していない場合（Ｓ５０１；Ｎ）は、制御部３５は受信するまで待機する。
【００８８】
投影情報を受信した場合（Ｓ５０１；Ｙ）は、制御部３５は、表示部３８にステップＳ５０１にて受信した投影情報に含まれる撮影位置・撮影方向を、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの投影位置・投影方向として表示させる（Ｓ５０３）。この際、制御部３５は、ステップＳ２０３と同様に、図８に示すような施工支援画面４０を表示部３８に表示させると良い。施工作業者は、各々のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置位置・投影方向を施工支援画面４０で確認して、それらの情報に基づいて各々のプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂを設置した後に、それらの設置が完了したことを示すために設置完了ボタン４１を選択する。
【００８９】
制御部３５は、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置が完了したか否かを判断する（Ｓ５０５）。この際、ユーザ操作により設置完了ボタン４１が選択されたことに基づいて、プロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの設置が完了したものと判断する。
【００９０】
制御部３５は、ステップＳ５０１にて受信した投影情報に含まれる画像情報に基づいて、それぞれ対応する画像（ここでは格子模様）をプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂから施工面２１Ａに投影させる（Ｓ５０７）。
【００９１】
制御部３５は、ステップＳ５０７にて格子模様が投影された施工面２１Ａを、カメラ２３で撮影する（Ｓ５０９）。そして制御部３５は、カメラ２３で撮影されている画像から、プロジェクタ２２Ａから投影された格子模様とプロジェクタ２２Ｂから投影された格子模様との各々の対応点の距離に基づいて上記距離ｔを算出することによりずれ量を導出する（Ｓ５１１）。
【００９２】
制御部３５は、ステップＳ５１１にて導出されたいずれかのずれ量が所定値以上であるか否かを判断する（Ｓ５１３）。この際の所定値は、目標面Ａと施工面２１Ａとを一致させる際に誤差とみなせる範囲の絶対値であり、制御部３５は、ずれ量がこの所定値未満であれば、施工目標とする面Ａと施工面２１Ａとが一致したものと判断する。
【００９３】
いずれかのずれ量の絶対値が所定値以上であった場合（Ｓ５１３；Ｙ）は、制御部３５は、施工目標とする面Ａと施工面２１Ａとが一致していないものと判断し、ステップＳ５１１にて導出されたずれ量に相当する量の発砲ウレタンを施工面２１Ａの対応する位置に吹き付けるように吹付部２５を制御する（Ｓ５１５）。そして再びステップＳ５１１の処理を行う。
【００９４】
一方、全てのずれ量の絶対値が所定値以上でなかった場合（Ｓ５１３；Ｎ）は、制御部３５は、目標面Ａと施工面２１Ａとが一致したものと判断し、施工処理が完了したものとして、本施工処理プログラムを終了する。
【００９５】
このようにして面形成支援システム１は、撮影装置である仮想カメラ１２Ａ、１２Ｂが、複数の投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの各々より投影された画像を１画角内で撮影する所定位置に設置され、計測装置であるＰＣ２４が、撮影装置であるカメラ２３により撮影された画像における複数の投影装置であるプロジェクタ２２Ａ、２２Ｂの各々より投影された画像間のずれ量に基づいて、仮想空間１０における目標面１１の位置と実空間２０における投影面（施工面２１Ａ）の位置とのずれ量を示す物理量を計測し、面形成装置が、実空間２０において、計測装置により計測された物理量がずれ量を最小にするように基礎面（施工面２１Ａ）に対して目標面Ａを形成する。
【００９６】
また、上記各実施形態では、実空間で用いるＰＣ２４、プロジェクタ２２Ａ，２２Ｂおよびカメラ２３を各々個別に単体の装置で構成した場合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く、これらの装置を一体構成する形態としてもよい。
【００９７】
図１７には、この場合の一体構成された装置１Ａの一例が示されている。この装置１Ａでは、上記各実施形態と同様のプロジェクタ２２Ａ，２２Ｂが装置前面の水平方向の２箇所に設けられるとともに、上記各実施形態と同様のカメラ２３が装置前面の中央部に設けられている。なお、この場合、装置１Ａを施工作業者によって携帯可能なサイズにするとともに、無線にてＰＣ１３と通信可能とすることにより、より利便性を向上させることができる。
【００９８】
また、上記各実施形態では、本発明を施工面の高さを目標面に一致させる施工を支援するシステムに適用した場合について説明したが、本発明は他の種々のシステムに適用することができる。
【００９９】
例えば、一例として図１８に示すように、各プロジェクタから投影された画像が一致する目標面の高さ方向の位置が変化するように各プロジェクタからの当該画像の投影方向を順次変更しつつカメラ２３により当該画像を撮影し、撮影によって得られた画像が一致した投影方向に基づいて、施工面の高さ方向に対する形状を把握する形態に本発明を適用してもよい。
【０１００】
また、例えば、一例として図１９（Ａ）に示すように、目標とする勾配角度となるように設けられる勾配面の勾配角度を当該目標とする勾配角度となるように設置するシステムに適用する形態、一例として図１９（Ｂ）に示すように、表面が目標とする高さとなるように設けられる内装仕上げ部材を当該目標とする高さとなるように設置するシステムに適用する形態等といった、表面の高さ位置が目標とする位置となるように施工する他のシステムに本発明を適用してもよい。
【０１０１】
また、例えば、一例として図１９（Ｃ）に示すように、曲面仕上げの精度を計測するシステムに適用する形態、一例として図１９（Ｄ）に示すように、勾配を自動計算して等高線を投影して水勾配を計測するシステムに適用する形態等といった、表面の高さ位置を計測する他のシステムに本発明を適用してもよい。
【０１０２】
第３実施形態によれば、施工装置が、現実には形のない目標面Ａと現実に施工している施工面２１Ａとの位置の相違から、目標面Ａと施工面２１Ａとのずれ量をリアルタイムに計測でき、そのずれ量に基づいて施工処理を行うことにより施工目標とする面Ａを自動的に且つ高精度で形成することができる、という効果が得られる。
【符号の説明】
【０１０３】
１…面形成支援システム，１Ａ…面形成支援装置，１０…仮想空間，１１…目標面，１２Ａ、１２Ｂ…仮想カメラ，１３…ＰＣ，２０…実空間，２１…施工対象物，２１Ａ…施工面，２２Ａ、２２Ｂ…プロジェクタ，２３…カメラ，２４…ＰＣ，３０、３５…制御部，３１、３６…通信部，３２、３７…入力部，３３、３８…表示部，３４、３９…記憶部，４０…設置支援画面，４１…設置完了ボタン，４２…左側のプロジェクタにより投影された格子模様，４３…右側のプロジェクタにより投影された格子模様，４４…入力画面，４５…入力欄，４６…送信ボタン，Ａ…目標面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定した複数の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することにより得られる前記撮影位置毎の画像情報を生成する情報生成装置と、
実空間において、前記目標面に対応する形成目標面に対して、前記目標面に対する前記複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置され、対応する前記画像情報により示される画像を、前記形成目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、前記撮影方向に対応する投影方向に向けて投影する複数の投影装置と、
を備えた面形成支援システム。
【請求項２】
前記情報生成装置は、前記実空間における前記複数の投影装置の各々の設置位置及び投影方向の入力を受け付ける受付手段を備え、前記受付手段により受け付けられた複数の前記設置位置及び前記投影方向をそれぞれ複数の前記撮影位置及び前記撮影方向として設定する
ことを特徴とする請求項１記載の面形成支援システム。
【請求項３】
前記複数の投影装置の各々より投影された画像を撮影する撮影装置と、
前記撮影装置により撮影された画像における前記複数の投影装置の各々より投影された画像間のずれ量に基づいて、前記形成目標面と前記基礎面との前記投影方向に対するずれ量を示す物理量を計測する計測装置と、
前記計測装置により計測された物理量が予め定められた範囲内となるように前記基礎面に対して前記目標面を形成する面形成装置と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１または２記載の面形成支援システム。
【請求項４】
前記所定画像は格子模様の画像であり、
前記計測装置は、前記撮影装置により撮影された画像における複数の前記投影装置の各々より投影された画像間の対応する格子点のずれ量に基づいて、前記物理量を計測する
ことを特徴とする請求項３記載の面形成支援システム。
【請求項５】
仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定した複数の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することにより得られる前記撮影位置毎の画像情報を生成する情報生成手段と、
実空間において、前記目標面に対応する形成目標面に対して、前記目標面に対する前記複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置され、対応する前記画像情報により示される画像を、前記目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、前記撮影方向に対応する投影方向に向けて投影する複数の投影手段と、
を備えた面形成支援装置。
【請求項６】
仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定した複数の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することにより得られる前記撮影位置毎の画像情報を生成する情報生成ステップと、
実空間において、前記目標面に対応する形成目標面に対して、前記目標面に対する前記複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置された複数の投影装置に対して、対応する前記画像情報により示される画像を、前記目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、前記撮影方向に対応する前記投影方向に向けて投影させる投影ステップと、
をコンピュータに実行させるための面形成支援プログラム。
【請求項１】
仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定した複数の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することにより得られる前記撮影位置毎の画像情報を生成する情報生成装置と、
実空間において、前記目標面に対応する形成目標面に対して、前記目標面に対する前記複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置され、対応する前記画像情報により示される画像を、前記形成目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、前記撮影方向に対応する投影方向に向けて投影する複数の投影装置と、
を備えた面形成支援システム。
【請求項２】
前記情報生成装置は、前記実空間における前記複数の投影装置の各々の設置位置及び投影方向の入力を受け付ける受付手段を備え、前記受付手段により受け付けられた複数の前記設置位置及び前記投影方向をそれぞれ複数の前記撮影位置及び前記撮影方向として設定する
ことを特徴とする請求項１記載の面形成支援システム。
【請求項３】
前記複数の投影装置の各々より投影された画像を撮影する撮影装置と、
前記撮影装置により撮影された画像における前記複数の投影装置の各々より投影された画像間のずれ量に基づいて、前記形成目標面と前記基礎面との前記投影方向に対するずれ量を示す物理量を計測する計測装置と、
前記計測装置により計測された物理量が予め定められた範囲内となるように前記基礎面に対して前記目標面を形成する面形成装置と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１または２記載の面形成支援システム。
【請求項４】
前記所定画像は格子模様の画像であり、
前記計測装置は、前記撮影装置により撮影された画像における複数の前記投影装置の各々より投影された画像間の対応する格子点のずれ量に基づいて、前記物理量を計測する
ことを特徴とする請求項３記載の面形成支援システム。
【請求項５】
仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定した複数の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することにより得られる前記撮影位置毎の画像情報を生成する情報生成手段と、
実空間において、前記目標面に対応する形成目標面に対して、前記目標面に対する前記複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置され、対応する前記画像情報により示される画像を、前記目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、前記撮影方向に対応する投影方向に向けて投影する複数の投影手段と、
を備えた面形成支援装置。
【請求項６】
仮想空間において、予め定められた目標面に表示された所定画像を予め設定した複数の撮影位置から予め設定した撮影方向に向けて仮想的に撮影することにより得られる前記撮影位置毎の画像情報を生成する情報生成ステップと、
実空間において、前記目標面に対応する形成目標面に対して、前記目標面に対する前記複数の撮影位置と同一の位置関係になるよう各々設置された複数の投影装置に対して、対応する前記画像情報により示される画像を、前記目標面を形成する際の基礎となる基礎面に、前記撮影方向に対応する前記投影方向に向けて投影させる投影ステップと、
をコンピュータに実行させるための面形成支援プログラム。
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１】
【図２】
【図１０】
【図１９】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１】
【図２】
【図１０】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１８９４３３（Ｐ２０１２−１８９４３３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２９２２（Ｐ２０１１−５２９２２）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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