JP7463315B2 - 設備管理方法、設備管理装置、設備管理プログラム、記録媒体 - Google Patents
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Description
下記特許文献1には、このようなシステムとして、建築・土木の施工分野において、点群データから3次元モデル化されたデータをイメージ化して、現場の進捗状況を作業員が直感的に把握可能とするシステムが開示されている。
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
なお、実施形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
本発明は、3次元点群スキャナ15(図1参照)により取得した点群データから3次元モデル化することなく作成された動画に、設備の情報をリンクさせ、当該設備の維持管理に用いる動画を提供する設備管理システム1(以下、システム1という)である。
また、点群データを利用するうえで、システム1では、データ量を軽減させずに点群データの描画速度を向上させる機能により、点群データの3次元モデル化による加工コストを大幅に軽減する。
さらにシステム1は、個々の管理対象物の位置情報および属性を示す銘板データ90(図6参照)を動画内の設備に貼付し、設備情報の検索を容易にするものである。
図1は、システム1の構成を示すブロック図である。
ユーザ端末10および3次元点群スキャナ15は、広域ネットワーク100を介して互いに通信可能に構成されている。
ユーザ端末10は、3次元点群スキャナ15が撮影した点群データを取得し、後述する各種の処理を行った後に、点群データにより構成される管理用動画をユーザに対して表示する。ここで、点群データとは、座標情報により位置が記述される点データの集合により構成されている。
CPU21は、記憶デバイス30が記憶するコンピュータプログラムに従う処理を実行するプロセッサである。
RAM22は、CPU21による処理実行時に作業用メモリとして使用される。以下では、CPU21により実行される処理を、制御デバイス20が実行する処理として説明する。
表示デバイス50は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイで構成される。表示デバイス50は、制御デバイス20に制御されて、各種画面をユーザに向けて表示する。各種画面には、点群データから作成された後述する管理用動画を含む。
入力デバイス55は、例えばキーボードであってもよいし、表示デバイス50と一体に構成されるタッチパネルであってもよい。入力デバイス55は、表示デバイス50に表示される画面に対するタッチ操作および書込操作を受け付けて、その操作信号を制御デバイス20に入力する。
イメージセンサ25は、撮影対象である管理対象物をスリットレーザー光でスキャンし、その反射光を受光して、対象物との距離情報を三角測距の原理によって得ることで、管理対象物の3次元形状を取得する。
RAM73は、CPU71による処理実行時に作業用メモリとして使用される。
処理デバイス70は、アプリケーションプログラムが起動されると、イメージセンサ25を稼働させ、対象物の点群データを取得する。また、処理デバイス70は、ユーザ端末10からの指示に基づき、取得した点群データをユーザ端末10に送信する。
図2に示すように、点群データを構成する点データは、プロット毎のデータIDに対する座標情報を含んでいる。点群データはこのようなデータIDおよび座標情報の集合として扱われる。
図3に示すように、CPU21は、データ取得部21Aと、選択部21Bと、動画生成部21Cと、動画編集部21Dと、を備えている。
データ取得部21Aは、インストールされたアプリケーションプログラムを実行し、管理対象物を含む空間を3次元点群スキャナ15により計測して取得した点群データの入力を受け付ける。
ここで、動画化する点群データとは、データ取得部21Aが3次元点群スキャナ15から取得した点群データの一部であり、管理用動画として動画化される点群データである。
動画生成部21Cは、アニメーションソフトを用いて、選択した点データからなる点群データを動画化して、管理対象物が仮想空間上に3次元的に描画された管理用動画を生成する。
図4および図5に示すように、管理用動画では、管理対象物の形状が、無数の点データにより表現される。図4および図5では、管理対象物として既設のインフラ設備である下水設備が描画されている。
また、管理用動画はある視点を基準にして、その拡大や縮小を自由に行うことができる。管理用動画を閲覧することで、現時点での管理対象物の形状を確認することができる。このように、管理用動画は、ユーザの視点移動の操作により、経時的に点群データの画像(静止画)が変化する。このため、管理用動画は、視点移動の操作を行わない場合には、画像(静止画)として表示されてもよい。
例えば、互いに隣り合う点データ同士の位置間隔が、1mmピッチである場合に、当該位置間隔を2mmピッチと規定することで、約半分の点データを選択することができる。
このため、ユーザが入力した点データの位置間隔により、画一的に点データを選択することで、点データを選択する作業を容易に行うことができる。
この場合には、例えば、管理用動画が示す仮想空間において、視点から前方に向けて半径10mの空間の内側に位置する点群データについては2mmピッチで選択し、視点から前方に向けて半径10mの空間よりも外側に位置する点群データについては、4mmピッチで選択するように規定することができる。これにより、管理用動画における視点から近い範囲について、点群データを密にして、視点の近くに位置する3次元形状が識別しやすくなる。
この場合には、例えば、視点を動かしている場合には、点群データが4mmピッチとなるように設定し、視点が静止している場合には、点群データが2mmピッチとなるように設定する。これにより、管理対象物の3次元形状を確認している作業において、視点を動かして確認するべき箇所を探しているタイミングでは点群データが粗くなり、アニメーションソフトによる点群データの描画速度を早くすることができる。一方、視点を固定して管理用動画を閲覧しているタイミングでは、点群データが密になり、詳細の形状を確認することができる。
なお、前述した点データの選択方法は、複数の方法を同時に、又は順番に行ってもよい。
図6および図7に示すように、管理用動画に描画された施設のうち、ポンプや配電盤といった保守・点検が必要となる設備毎に、銘板データ90が張り付けられている。
銘板データ90は、画面の左端にその名称をリスト表示することができる。リスト表示された銘板データ90の名称を選択すると、管理用動画上の該当する設備が拡大表示される。
具体的には、銘板データ90を新たに管理用動画に登録する際に、ユーザが設備を構成する点データを選択してクリックする。そのクリックした際の管理用動画の視点から見て、最も近い位置にある点データの座標情報が、銘板データ90の座標情報となる。そして、当該点データから視点に向かう方向を、銘板データ90が向くように銘板データ90の向きが設定される。
図8に示すように、管理台帳には、設備の各属性が記載されている。管理台帳を確認することで、当該管理対象物の詳細を確認することができる。
管理用動画上の銘板データ90、又はリスト表示された銘板データ90の名称を選択することで、管理台帳の内容を閲覧することができる。
例えば、ユーザが確認したい銘板データ90を選択することで、その内容を拡大表示することができる。このため、銘板データ90に記載された情報が確認しやすくなる。また、ユーザが、銘板データ90が表示される位置を移動させて、銘板データ90の背景の形状が確認しやすくなる。
例えば、動画編集部21Dは、銘板データ90とリンクされた管理台帳を参照し、点検の時期に差し掛かっている管理対象物の設備について、該当する銘板データ90の色を、自動的に他の銘板データ90の色と変えてもよい。
また、動画編集部21Dは、点検作業が済んだ管理対象物の設備に該当する銘板データ90の色を、点検作業の担当者の入力により、他の銘板データ90の色と変化させてもよい。
このように、銘板データ90の色を変化させることで、保守・点検作業において留意すべき設備がどれであるかを即座にユーザに把握させることができる。
例えば、管理対象物の様子をリアルタイムで撮影するウェブカメラによる撮影データを管理用データとして、銘板データ90とリンクさせることができる。これにより、例えば銘板データ90にリンクされたURLをクリックすることで、当該管理対象物のリアルタイムでの様子が撮影されたウェブカメラの動画を閲覧することができる。
まず、3次元点群スキャナ15が点群データの撮影を実行する(ステップS101)。この際、3次元点群スキャナ15は、管理対象物の3次元データを、3次元座標により記述する点群データを取得する。
次に、ステップS201の後に、3次元点群スキャナ15は、点群データをユーザ端末10に向けて送信する(ステップS102)。
次に、ステップS202の後に、選択部21Bは、ユーザの指示により、取得した点群データのうち、動画化する点データを複数選択し、動画化する点群データを決定する(ステップS203)。
これらの処理により作成された管理用動画を、管理対象物の保守・点検作業において、作業員が閲覧しながら管理対象物の状態を確認したり、管理対象物の属性を確認したりすることで、管理対象物の保守・点検作業が行われる。
これにより、高い収益が期待されない既設のインフラ施設の管理対象物の維持管理に、点群データを用いた管理用動画を採用することができる。
これに対してシステム1では、取得した点群データの一部を選択して表示することにより、動画化に要する処理の負荷を低減し、特に高い処理能力を有しない汎用のパソコンを用いた点群データのイメージ処理を円滑に行うことができる。
これに対してシステム1では、点群データを3次元モデル化することなく、そのまま用いることにより、維持管理の費用を抑えるとともに、管理対象物の状態を現実の状態に即してリアルに表現することができる。
これに対して、システム1では、点群データにより描画された管理用動画に、例えば維持管理作業のマニュアル動画をリンクして記憶させることで、熟練した技術者の維持管理ノウハウを、後世に正確に継承したり、外国人労働者の採用を進めるうえで、円滑に指導を行ったりすることができる。
これに対して本発明では、動画により維持管理に付随する確認作業等を行うことができるので、現地に赴いて行う作業に要する工数を減らして、維持管理を効率化できるとともに、パンデミック等の非常事態が生じたことにより人の物理的な移動が困難な状況下でも、可能な限り業務が実行できるようになる。
次に、本発明の変形例について図10を用いて説明する。図10は、システム1の変形例により作成した管理用動画の一例を示す図である。
この変形例では、取得した点群データにおいて、管理対象物とともに撮影された構造物のうち、単純な形状を有する構造物を3次元モデル化し、3次元モデル化した部分の点データを、動画化する点群データの候補から除外する。そして、3次元モデル化した部分の点データ以外の点データから、一部の点データを複数選択して動画化する点群データを決定する処理を実行している。
これにより、床を構成する複数の点データからなる点群データが、一つの3次元モデルに置き換えられるため、データの数を大幅に削減することができ、アニメーションソフトによる点群データの描画処理の負荷を効率的に削減することができる。
また、本発明のプログラムは、複数のソースコードにより表現されてもよいし、本発明のシステム1は、複数のハードウェア資源により実現されてもよい。
本発明の実施形態について、以下に付記を示す。
コンピュータのプロセッサに、
管理対象物を含む空間を3次元点群スキャナ15により計測して取得した点群データの入力を受け付ける第1ステップ(ステップS202)と、
取得した点群データのうち、一部の点データを複数選択して動画化する点群データを決定する第2ステップ(ステップS203)と、
第2ステップにおいて選択された点群データを動画化して、管理対象物が仮想空間上に3次元データとして示された管理用動画を生成する第3ステップ(ステップS204)と、を実行させる設備管理プログラム。
第2ステップ(ステップS203)では、
点群データのうち、互いに隣り合う点データ同士の位置間隔を規定することにより、取得した点群データのうちの一部を選択する処理を実行する、(付記1)に記載の設備管理プログラム。
第2ステップ(ステップS203)では、
管理用動画の視点から、所定範囲外に位置する点群データを粗にすることにより、取得した点群データのうちの一部を選択する処理を実行する、(付記1)又は(付記2)に記載の設備管理プログラム。
第2ステップ(ステップS203)では、
管理用動画の視点が変化している過程において、点群データが予め設定された密度となるように、取得した点群データのうちの一部を選択する処理を実行する、(付記1)から(付記3)のいずれかに記載の設備管理プログラム。
第2ステップ(ステップS203)では、
管理対象物とともに撮影された構造物のうち、単純な形状を有する構造物を構成する複数の点データを3次元モデル化し、3次元モデル化した部分の点データ以外の点データを複数選択して動画化する点群データを決定する処理を実行する、(付記1)から(付記4)のいずれかに記載の設備管理プログラム。
コンピュータのプロセッサに、
管理用動画上に表現された管理対象物に対して、当該管理対象物の属性情報が記され、かつ管理用の動画において、当該管理対象物と重なるようにユーザにより配置された銘板データ90をリンクさせる第4ステップ(ステップS205)を実行させる、(付記1)から(付記5)のいずれかに記載の設備管理プログラム。
銘板データ90には、管理対象物の管理に用いられる管理用データがリンクされている、(付記6)に記載の設備管理プログラム。
管理用データは、管理対象物に関する管理台帳である、(付記7)に記載の設備管理プログラム。
管理用データは、管理対象物の様子をリアルタイムで撮影するウェブカメラによる撮影データである、(付記7)に記載の設備管理プログラム。
管理用データは、管理対象物に対して施される保守・点検作業の作業内容を撮影し、作業内容の説明が付されたマニュアル動画である(付記7)に記載の設備管理プログラム。
第4ステップ(ステップS205)では、銘板データ90の表示形態を調整する処理を実行する、(付記6)に記載の設備管理プログラム。
管理対象物は、既設の下水設備である、(付記1)から(付記11)のいずれかに記載の設備管理プログラム。
コンピュータのプロセッサが、
管理対象物を含む空間を3次元点群スキャナ15により計測して取得した点群データの入力を受け付ける第1ステップ(ステップS202)と、
取得した点群データのうち、一部の点データを複数選択して動画化する点群データを決定する第2ステップ(ステップS203)と、
第2ステップにおいて選択された点群データを動画化して、管理対象物が仮想空間上に3次元データとして示された管理用動画を生成する第3ステップ(ステップS204)と、を実行する設備管理方法。
管理対象物を含む空間を3次元点群スキャナ15により計測して取得した点群データの入力を受け付ける第1手段21Aと、
取得した点群データのうち、一部の点データを複数選択して動画化する点群データを決定する第2手段21Bと、
第2手段21Bが選択した点群データを動画化して、管理対象物が仮想空間上に3次元データとして示された管理用動画を生成する第3手段21Cと、を備える設備管理システム1。
10 ユーザ端末
20 制御デバイス
60 サーバ
100 ネットワーク
Claims (15)
- コンピュータのプロセッサが、
管理対象物を含む空間を3次元点群スキャナにより計測して取得した点群データの入力を受け付ける第1ステップと、
前記取得した点群データのうち、一部の点データを複数選択して動画化する点群データを決定する第2ステップと、
前記第2ステップにおいて選択された前記点データからなる点群データを動画化して、前記管理対象物が仮想空間上に3次元データとして示された管理用動画を生成する第3ステップと、
前記管理用動画内の前記管理対象物に、当該管理対象物を識別する銘板データを貼付する第4ステップと、
を実行する設備管理方法。 - 請求項1記載の設備管理方法であって、
前記銘板データは、前記管理対象物を構成する点データを基準に位置が設定されている設備管理方法。 - 請求項1記載の設備管理方法であって、
前記銘板データは、前記管理対象物を構成する点データが含む座標情報が示す仮想空間上の座標位置に固定される設備管理方法。 - コンピュータのプロセッサが、
管理対象物を含む空間を3次元点群スキャナにより計測して取得した点群データの入力を受け付ける第1ステップと、
前記取得した点群データのうち、一部の点データを複数選択して動画化する点群データを決定する第2ステップと、
前記第2ステップにおいて選択された前記点データからなる点群データを動画化して、前記管理対象物が仮想空間上に3次元データとして示された管理用動画を生成する第3ステップと、
前記管理用動画上に表現された前記管理対象物に対して、前記管理用動画において、当該管理対象物と重なるようにユーザにより配置された銘板データをリンクさせる第4ステップと、
を実行する設備管理方法であって、
前記第4ステップにおいて、
ユーザにより配置とは、ユーザが前記管理対象物を構成する点データを選択してクリックすることであり、
銘板データをリンクさせるとは、そのクリックした際の前記管理用動画の視点から見て、最も近い位置にある点データの座標情報を、前記銘板データの座標情報とすることである設備管理方法。 - コンピュータのプロセッサが、
管理対象物を含む空間を3次元点群スキャナにより計測して取得した点群データの入力を受け付ける第1ステップと、
前記取得した点群データのうち、一部の点データを複数選択して動画化する点群データを決定する第2ステップと、
前記第2ステップにおいて選択された前記点データからなる点群データを動画化して、前記管理対象物が仮想空間上に3次元データとして示された管理用動画を生成する第3ステップと、
を実行する設備管理方法であって、
前記第2ステップでは、
前記管理対象物とともに撮影された構造物のうち、単純な形状を有する構造物を構成する複数の点データを3次元モデル化し、3次元モデル化した部分の点データ以外の点データを複数選択して動画化する点群データを決定する処理を実行する設備管理方法。 - 請求項1から4のいずれかに記載の設備管理方法であって、
前記銘板データには、前記管理対象物の管理に用いられる管理用データがリンクされている設備管理方法。 - 請求項6記載の設備管理方法であって、
前記管理用データは、前記管理対象物に関する管理台帳である設備管理方法。 - 請求項6記載の設備管理方法であって、
前記管理用データは、前記管理対象物の様子をリアルタイムで撮影するウェブカメラによる撮影データである設備管理方法。 - 請求項6記載の設備管理方法であって、
前記管理用データは、前記管理対象物に対して施される保守・点検作業の作業内容を撮影し、前記作業内容の説明が付されたマニュアル動画である設備管理方法。 - 請求項1から4のいずれかに記載の設備管理方法であって、
前記第4ステップでは、前記銘板データの表示形態を調整する処理を実行する設備管理方法。 - 管理対象物を含む空間を3次元点群スキャナにより計測して取得した点群データの入力を受け付けるデータ取得部と、
前記取得した点群データのうち、一部の点データを複数選択して動画化する点群データを決定する選択部と、
前記選択部が選択した前記点データからなる点群データを動画化して、前記管理対象物が仮想空間上に3次元データとして示された管理用動画を生成する動画生成部と、
前記管理用動画内の前記管理対象物に、当該管理対象物を識別する銘板データを貼付する動画編集部と、
を備える設備管理装置。 - 管理対象物を含む空間を3次元点群スキャナにより計測して取得した点群データの入力を受け付けるデータ取得部と、
前記取得した点群データのうち、一部の点データを複数選択して動画化する点群データを決定する選択部と、
前記選択部が選択した前記点データからなる点群データを動画化して、前記管理対象物が仮想空間上に3次元データとして示された管理用動画を生成する動画生成部と、
前記管理用動画上に表現された前記管理対象物に対して、前記管理用動画において、当該管理対象物と重なるようにユーザにより配置された銘板データをリンクさせる動画編集部と、
を備える設備管理装置であって、
前記動画編集部の処理において、
ユーザにより配置とは、ユーザが設備を構成する点データを選択してクリックすることであり、
銘板データをリンクさせるとは、そのクリックした際の前記管理用動画の視点から見て、最も近い位置にある点データの座標情報を、前記銘板データの座標情報とすることである設備管理装置。 - 管理対象物を含む空間を3次元点群スキャナにより計測して取得した点群データの入力を受け付けるデータ取得部と、
前記取得した点群データのうち、一部の点データを複数選択して動画化する点群データを決定する選択部と、
前記選択部が選択した前記点データからなる点群データを動画化して、前記管理対象物が仮想空間上に3次元データとして示された管理用動画を生成する動画生成部と、
を備える設備管理装置であって、
前記選択部は、
前記管理対象物とともに撮影された構造物のうち、単純な形状を有する構造物を構成する複数の点データを3次元モデル化し、3次元モデル化した部分の点データ以外の点データを複数選択して動画化する点群データを決定する処理を実行する設備管理装置。 - 請求項1から10のいずれかに記載の設備管理方法をコンピュータに実行させる設備管理プログラム。
- 請求項1から10のいずれかに記載の設備管理方法をコンピュータに実行させる設備管理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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