特許 5963577 画像形成装置、画像形成システム及び画像形成プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5963577

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】画像形成装置、画像形成システム及び画像形成プログラム

(51)【国際特許分類】

   G06T 1/00 20060101AFI20160721BHJP

【ＦＩ】

   G06T1/00 315

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-151103(P2012-151103)

(22)【出願日】2012年7月5日

(65)【公開番号】特開2014-13527(P2014-13527A)

(43)【公開日】2014年1月23日

【審査請求日】2015年4月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000958

【氏名又は名称】特許業務法人 インテクト国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100083839

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 泰男

(72)【発明者】

【氏名】田原 孝

【審査官】 ▲広▼島 明芳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０９２０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９６３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２４９９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０２５２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４４３７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｔ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄道関連施設を表す３次元VR（Virtual Reality）モデルと、当該３次元VRモデルを構成する少なくとも２点以上の構成ポイントについて前記鉄道関連施設が設置された際に当該構成ポイントが位置すべき点を示す３次元絶対座標を特定可能な位置情報を記憶する記憶手段と、
前記鉄道関連施設が設置される現場を撮影した撮影画像を取得する画像取得手段と、
前記取得された撮影画像において何れかの前記構成ポイントについて記憶された前記位置情報により特定される３次元絶対座標に対応する点を特定する特定手段と、
前記特定された点と当該特定された点に対応する３次元絶対座標に対応する前記構成ポイントが一致するように、前記取得された撮影画像に前記３次元VRモデルを重畳させた重畳画像を形成する形成手段と、
を備え、
前記記憶手段は、前記撮影画像を撮影するカメラの位置を示す３次元絶対座標を特定可能なカメラ位置情報と、前記カメラの撮影範囲を特定するための撮影範囲特定情報を更に記憶し、
前記特定手段は、前記カメラ位置情報及び前記撮影範囲特定情報に基づいて、前記取得された撮影画像において何れかの前記構成ポイントについて記憶された前記位置情報により特定される３次元絶対座標に対応する点を特定することを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

請求項１に記載の画像形成装置であって、
前記形成手段により形成された重畳画像を表示部に表示させる表示制御手段を、更に備えることを特徴とする画像形成装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、
前記記憶手段は、前記鉄道関連施設の各施工段階に応じた前記３次元VRモデルを記憶し、
前記形成手段は、ユーザにより選択された施工段階に応じた前記３次元VRモデルを重畳させた前記重畳画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

【請求項4】

請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置であって、
前記画像取得手段により取得された撮影画像又は前記形成手段により形成された重畳画像において、ユーザにより指定された２点の３次元絶対座標を特定し、当該２点間の距離を算出する算出手段と、
前記算出された２点間の距離を表示部に表示させる距離表示制御手段、を更に備えることを特徴とする画像形成装置。

【請求項5】

請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像形成装置であって、
前記重畳画像における実物の前記鉄道関連施設又は施工途中の当該鉄道関連施設の像を認識する認識手段と、
前記認識された像と、前記重畳画像に重畳されている前記３次元VRモデルとを比較する比較手段と、
前記比較結果を表示部に表示させる比較結果表示制御手段と、
を更に備えることを特徴とする画像形成装置。

【請求項6】

請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置と、前記撮影画像を撮影するカメラとを含む画像形成システム。

【請求項7】

鉄道関連施設を表す３次元VR（Virtual Reality）モデルと、当該３次元VRモデルを構成する少なくとも２点以上の構成ポイントについて前記鉄道関連施設が設置された際に当該構成ポイントが位置すべき点を示す３次元絶対座標を特定可能な位置情報を記憶する記憶手段を備える画像形成装置に含まれるコンピュータを、
前記鉄道関連施設が設置される現場を撮影した撮影画像を取得する画像取得手段、
前記取得された撮影画像において何れかの前記構成ポイントについて記憶された前記位置情報により特定される３次元絶対座標に対応する点を特定する特定手段、
前記特定された点と当該特定された点に対応する３次元絶対座標に対応する前記構成ポイントが一致するように、前記取得された撮影画像に前記３次元VRモデルを重畳させた重畳画像を形成する形成手段、
として機能させる画像形成プログラムであって、
前記特定手段は、前記記憶手段が更に記憶する、前記撮影画像を撮影するカメラの位置を示す３次元絶対座標を特定可能なカメラ位置情報と、前記カメラの撮影範囲を特定するための撮影範囲特定情報とに基づいて、前記取得された撮影画像において何れかの前記構成ポイントについて記憶された前記位置情報により特定される３次元絶対座標に対応する点を特定することを特徴とする画像形成プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、施設が設置される現場を撮影した画像に設置施設を表すCG（Computer Graphics）を重畳させた画像を形成する画像形成装置等の技術分野に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、土木・建設分野では、作業者が予め用意された設計図面通りに作業を行うことができるように様々な工夫がなされている。古くから用いられている丁張はその一例である。ところが、丁張を正確に設置するためには高度な技術が要求される。また、作業の途中段階では図面通りに作業が進められているかを大まかにしか把握することができない。

【0003】

そのため、図１に示すように、２本の柱５１、５２の上部に上部工５３を架設する場合において、図１（Ａ）に示す柱５１、５２の施工途中段階では柱５１と柱５２が互いに平行に立設されて施工が正しく行われていると判断され易く、次いで図１（Ｂ）に示す柱５１、５２の完成時にも施工が正しく行われていると判断され易い。そして、図１（Ｃ）に示す上部工５３を架設する施工段階において柱５１、５２が垂直に立設されていないことが判明し施工ミスに気付くといった事態が起こりえる。この場合、柱５１、５２を立設する施工段階に立ち戻って、作業をやり直さなければならない。

【0004】

一方で、鉄道に関連する施設に関する施工を行う鉄道建設分野においては、活線近傍箇所ではき電停止後や線路閉鎖後でなければ作業確認をできないなどの問題があり、いつでも作業確認を容易にできる技術が求められている。

【0005】

ところで、近年ではCGを土木・建設分野に用いる技術が数多く提案されている。例えば、特許文献１には、水中バックホーを用いて視界の悪い濁った海中での作業を行う場合に、作業対象物及びバックホーのクラブバケット（土砂を掘削し、揚土する部分）を表すCGを海上の表示装置に表示させる技術が開示されている。この技術では、作業対象物に接触した際の負荷（反力）を検出する接触センサと、接触センサの位置を算出するための変位情報を検出する変位検出センサをバックホーに設け、これらのセンサから入力される情報を基にCGを形成し、表示させている。この技術によれば、作業現場の視界が悪い場合であってもCGに基づいて作業を進めることができるという利点がある。

【0006】

そこで、鉄道建設分野においてもCGを導入することが提案される。具体的には、鉄道関連施設が設置される現場を撮影した撮影画像に、設計図面通りに鉄道関連施設を表すCGを重畳させることが提案される。例えば、図２に示すように、柱５１、５２が立設される現場を撮影した撮影画像６０に、設計図面に従って柱５２を表すCG５９を重畳させることができれば、早期段階（図１の例では（Ａ）に示す段階）にて施工ミスに気付くことができ、作業のやり直しを最小限にとどめることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００３−２７８１５９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１に記載の技術によれば鉄道関連施設等の作業対象物に工作機械が直接接触する必要があり、上記提案のように、鉄道関連施設が設置される現場を離れた位置から撮影した画像にCGを正確な位置に重畳させることができないという問題があっ
た。このように、CGが撮影画像の正確な位置に重畳されなければ、施工ミスに気付きにくく、また、作業確認を正確に行うことができない。

【0009】

本発明は、このような問題等に鑑みて為されたもので、鉄道関連施設が設置される現場を撮影した撮影画像における正確な位置に鉄道関連施設を表すCGが重畳された重畳画像を形成することのできる画像形成装置等を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、鉄道関連施設を表す３次元VR（Virtual Reality）モデルと、当該３次元VRモデルを構成する少なくとも２点以上の構成ポイントについて前記鉄道関連施設が設置された際に当該構成ポイントが位置すべき点を示す３次元絶対座標を特定可能な位置情報を記憶する記憶手段と、前記鉄道関連施設が設置される現場を撮影した撮影画像を取得する画像取得手段と、前記取得された撮影画像において何れかの前記構成ポイントについて記憶された前記位置情報により特定される３次元絶対座標に対応する点を特定する特定手段と、前記特定された点と当該特定された点に対応する３次元絶対座標に対応する前記構成ポイントが一致するように、前記取得された撮影画像に前記３次元VRモデルを重畳させた重畳画像を形成する形成手段と、を備え、前記記憶手段は、前記撮影画像を撮影するカメラの位置を示す３次元絶対座標を特定可能なカメラ位置情報と、前記カメラの撮影範囲を特定するための撮影範囲特定情報を更に記憶し、前記特定手段は、前記カメラ位置情報及び前記撮影範囲特定情報に基づいて、前記取得された撮影画像において何れかの前記構成ポイントについて記憶された前記位置情報により特定される３次元絶対座標に対応する点を特定することを特徴とする。

【0011】

鉄道関連施設とは、例えば、駅（駅舎、プラットホーム、駅ビル等）、こ線橋（自由通路含む）、エレベータ、エスカレータといった昇降設備、鉄道線路（軌道の他に架線や信号設備を含む）、トンネルや高架橋といった鉄道構造物、線路に近接する施設・建物などが挙げられる。

【0012】

また、３次元絶対座標を特定可能な位置情報は、３次元絶対座標（例えば、（緯度、経度、東京湾中等潮位からの高さ））そのものであってもよいし、例えば、予め定められた３次元絶対座標を基準とする相対座標であってもよい。

【0013】

さらに、撮影画像は、動画像又は静止画像の何れの画像であってもよい。同様に、形成される重畳画像は、動画像に３次元VRモデルを重畳させた画像であってもよいし、静止画像に３次元VRモデルを重畳させた画像であってもよい。なお、動画像に３次元VRモデルを重畳させる場合には、監視カメラ等により撮影された動画像を撮影画像として採用することができる。監視カメラは鉄道関連施設が設置される現場近傍に設置されていることが多いので、新たに重畳画像を形成するためのカメラを設けずに済むといったメリットがある。

【0014】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記形成手段により形成された重畳画像を表示部に表示させる表示制御手段を、更に備えることを特徴とする。

【0015】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、前記記憶手段は、前記鉄道関連施設の各施工段階に応じた前記３次元VRモデルを記憶し、前記形成手段は、ユーザにより選択された施工段階に応じた前記３次元VRモデルを重畳させた前記重畳画像を形成することを特徴とする。

【0016】

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置であって、前記画像取得手段により取得された撮影画像又は前記形成手段により形成された重畳画像において、ユーザにより指定された２点の３次元絶対座標を特定し、当該２点間の距離を算出する算出手段と、前記算出された２点間の距離を表示部に表示させる距離表示制御手段、を更に備えることを特徴とする。

【0017】

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像形成装置であって、前記重畳画像における実物の前記鉄道関連施設又は施工途中の当該鉄道関連施設の像を認識する認識手段と、前記認識された像と、前記重畳画像に重畳されている前記３次元VRモデルとを比較する比較手段と、前記比較結果を表示部に表示させる比較結果表示制御手段と、を更に備えることを特徴とする。

【0018】

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置と、前記撮影画像を撮影するカメラとを含む画像形成システムである。

【0019】

請求項７に記載の発明は、鉄道関連施設を表す３次元VR（Virtual Reality）モデルと、当該３次元VRモデルを構成する少なくとも２点以上の構成ポイントについて前記鉄道関連施設が設置された際に当該構成ポイントが位置すべき点を示す３次元絶対座標を特定可能な位置情報を記憶する記憶手段を備える画像形成装置に含まれるコンピュータを、前記鉄道関連施設が設置される現場を撮影した撮影画像を取得する画像取得手段、前記取得された撮影画像において何れかの前記構成ポイントについて記憶された前記位置情報により特定される３次元絶対座標に対応する点を特定する特定手段、前記特定された点と当該特定された点に対応する３次元絶対座標に対応する前記構成ポイントが一致するように、前記取得された撮影画像に前記３次元VRモデルを重畳させた重畳画像を形成する形成手段、として機能させる画像形成プログラムであって、前記特定手段は、前記記憶手段が更に記憶する、前記撮影画像を撮影するカメラの位置を示す３次元絶対座標を特定可能なカメラ位置情報と、前記カメラの撮影範囲を特定するための撮影範囲特定情報とに基づいて、前記取得された撮影画像において何れかの前記構成ポイントについて記憶された前記位置情報により特定される３次元絶対座標に対応する点を特定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、３次元絶対座標に基づいて、鉄道関連施設が設置される現場を撮影した撮影画像内の正確な位置に鉄道関連施設を表すCGが重畳された重畳画像を形成することができる。したがって、早期段階で施工ミスに気付くことができ、作業のやり直しも減り、また、作業確認を正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】従来の施工ミスが発覚する際の様子を示す例図である。

【図2】撮影画像に設計図面に従って柱５２を表すCG５９を重畳させた場合の一例を示す図である。

【図3】画像形成システムＳの構成の一例を示すブロック図である。

【図4】画像形成装置１の構成を示すブロック図である。

【図5】（Ａ）エスカレータが設置される前の状態の撮影画像の一例を示す図である。（Ｂ）撮影画像に施工途中のエスカレータのVRモデルを重畳させた重畳画像の一例を示す図である。（Ｃ）撮影画像に施工完了時のエスカレータのVRモデルを重畳させた重畳画像の一例を示す図である。

【図6】制御部１１による重畳画像形成処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、画像形成システムに対して本発明を適用した場合の実施形態である。

【0023】

［１．画像形成システムの構成及び機能概要］
先ず、本発明の一実施形態に係る画像形成システムＳの構成及び概要機能について、図３を用いて説明する。

【0024】

図３は、本実施形態に係る画像形成システムＳの概要構成の一例を示す図である。図３に示すように、画像形成システムＳは、エスカレータ（「鉄道関連施設」の一例）が設置される現場を撮影するカメラ２と、画像形成装置１と、を含んで構成されている。カメラ
２としては、エスカレータが設置される現場を撮影する監視カメラを用いることができる。カメラ２と画像形成装置１は、ネットワークＮＷを介して接続されている。ネットワークＮＷは、例えば、インターネット、専用通信回線（例えば、ＣＡＴＶ（Community Antenna Television）回線）、移動体通信網（基地局等を含む）、及びゲートウェイ等により構築されている。

【0025】

画像形成装置１は、エスカレータを表す３次元VR（Virtual Reality）モデル（以下、
「VRモデル」という。）を記憶しており、カメラ２により撮影された撮影画像にVRモデルを重畳させた重畳画像を形成する機能を有している。特に、画像形成装置１は、重畳画像を形成する際、設計図面に基づく絶対座標に従い、実際にエスカレータが設置される位置にVRモデルを重畳させる。

【0026】

［２．画像形成装置１の構成］
図４は、本実施形態に係る画像形成装置１の概要構成例を示すブロック図である。図４に示すように、画像形成装置１は、制御部１１、記憶部１２、インターフェース部１３、表示部１４及び操作部１５を備えている。

【0027】

記憶部１２は、例えば、ＨＤＤ（Hard disk drive）等により構成されており、オペレ
ーティングシステムや、アプリケーションプログラム等の各種プログラムを記憶する。特に、本実施形態の記憶部１２には、重畳画像を形成するためのアプリケーションプログラム（以下、「画像形成アプリ」という。）が記憶されている。なお、各種プログラムは、例えば、他のサーバ装置等からネットワークを介して取得されるようにしても良いし、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に記録されてドライブ装置を介して読み込まれるようにしても良い。

【0028】

また、記憶部１２（「記憶手段」の一例）は、エスカレータのVRモデルを記憶する。VRモデルは実際のエスカレータの設計図面に基づいて作成されている。記憶部１２は、VRモデルを構成する構成ポイント（点群）について、次の(i)、(ii)の情報を記憶している。
(i)絶対座標（例えば緯度・経度）又は絶対座標に変換可能な位置情報
(ii)絶対的な高さを示す数値（例えば、地球楕円体からの高さ、東京湾中等潮位（TP(Tokyo Peil))からの高さ）又は絶対的な高さを示す数値に変換可能な高さ情報
つまり、記憶部１２は、構成ポイント毎に３次元絶対座標、すなわち地球上の一点を特定可能な情報が記憶されている。

【0029】

記憶部１２には、エスカレータの部材毎にVRモデルが記憶されている。また、各部材について、施工段階情報、表示種別情報、施工段階開始日・終了日情報、順序情報が関連付けられている。施工段階情報は、その部材が何れの施工段階で用いられる部材であるかを示す情報である。表示種別情報は、その部材のVRモデルを表示するか否かを示す情報であり、ユーザが適宜変更可能な情報である。施工段階開始日・終了日情報は、その部材が用いられる施工段階の開始日・終了日を示す情報である。順序情報は、その部材が用いられる施工段階において施工される順序を示す情報である。これらの情報に基づいて、エスカレータが設置される前の状態の撮影画像（図５（Ａ）参照）に、施工途中のVRモデルを重畳表示させたり（図５（Ｂ）参照）、エスカレータの施工完了時のVRモデルを重畳表示させたり（図５（Ｃ）参照）することができる。なお、本実施形態では説明の簡略化のために、エスカレータが土台部分３１と本体部分３２の２つの部材で構成されており、施工段階は土台部分を施工する第１施工段階と、本体部分を施工する第２施工段階（最終施工段階）の２段階からなることとする。

【0030】

さらに、記憶部１２は、カメラ２の重心点について次の(a)、(b)のカメラ位置情報を記憶している。
(a)絶対座標（例えば緯度・経度）又は絶対座標に変換可能な位置情報
(b)絶対的な高さを示す数値（例えば、地球楕円体からの高さ、東京湾中等潮位からの
高さ）又は絶対的な高さを示す数値に変換可能な高さ情報
つまり、記憶部１２は、カメラ２の重心点について３次元絶対座標、すなわちカメラ２の重心点を特定可能な情報が記憶されている。
また、記憶部１２は、カメラ２の姿勢についてカメラ２の水平角度及び垂直角度と、カメラ２のズーム倍率を記憶する。カメラ２の水平角度及び垂直角度と、カメラ２のズーム倍率はカメラ２の撮影範囲（撮影画像に写る範囲）を特定するための情報であることから撮影範囲特定情報と呼ぶ。なお、撮影範囲特定情報は、カメラ２の水平角度、垂直角度又はズーム倍率が変更される都度、修正される。この修正作業は、ユーザが適宜行うこととしてもよいし、画像形成装置１がカメラ２からこれらの情報を取得して、制御部１１が修正することとしてもよい。

【0031】

インターフェース部１３は、ネットワークＮＷを介して接続されたカメラ２から、カメラ２が撮影した撮影画像を受信するための窓口の役割を果たす。

【0032】

表示部１４は、例えば、液晶ディスプレイ等により構成されており、ユーザが画像形成システムＳ或いは画像形成装置１を操作する際の操作画面や、カメラ２から受信した撮影画像や、撮影画像にVRモデルを重畳させた重畳画像等を表示する。

【0033】

操作部１５は、例えば、キーボードやマウス等により構成されており、ユーザの操作を受け付け、操作内容を示す操作信号を制御部１１に送信する。

【0034】

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、
ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成されている。そして、コンピュータとしての制御部１１は、記憶部１２に記憶された画像形成アプリを読み出して実行することにより、重畳画像を形成するための処理を行う。このとき、制御部１１は、画像取得手段、特定手段、形成手段、表示制御手段、算出手段、距離表示制御手段、認識手段、比較手段、比較結果表示制御手段として機能する。

【0035】

［３．重畳画像形成処理］
次に、画像形成装置１の制御部１１による重畳画像形成処理について図６を用いて説明する。図６は、画像形成装置１の制御部１１よる重畳画像形成処理を示すフローチャートである。なお、重畳画像形成処理は、ユーザが重畳画像の形成を開始させるための操作を行ったことを受けて開始する。この際、ユーザは何れの施設の何れの施工段階について重畳画像を表示させるかを選択するものとする。制御部１１は、ユーザに選択された施工段階に応じて上述した表示種別情報を切り替える。

【0036】

まず、制御部１１は、ユーザにより選択された施設（例えば、エスカレータ）が設置される現場を撮影した撮影画像を取得する（ステップＳ１）。このとき、制御部１１は、当該現場の近傍に設置されたカメラ２から撮影画像を取得することとしてもよいし、予めカメラ２から取得して記憶部１２に記録されている撮影画像を取得することとしてもよい。

【0037】

次に、制御部１１は、ユーザにより選択された施工段階に応じたVRモデルを記憶部１２から取得する（ステップＳ２）。例えば、上述したエスカレータの施工について第１施工段階がユーザにより選択された場合であれば、制御部１１はエスカレータの土台部分３１を表すVRモデルを取得する。また、第２施工段階がユーザにより選択された場合であれば、制御部１１はエスカレータの土台部分３１と本体部分３２を表すVRモデルを取得する。

【0038】

次に、制御部１１は、ステップＳ２の処理で取得したVRモデルを構成する２点の構成ポ
イントにおける３次元絶対座標を取得する（ステップＳ３）。このとき、制御部１１は、任意の２点の構成ポイントを選択することができる。

【0039】

次に、制御部１１は、ステップＳ３の処理で取得した２点分の３次元絶対座標が示す点を、ステップＳ１の処理で取得した撮影画像内で特定する（ステップＳ４）。具体的には、制御部１１は、記憶部１２に記憶されているカメラ位置情報及び撮影範囲特定情報に基づいて、撮影画像を構成する点（ピクセル）の絶対座標を算出し、ステップＳ３の処理で取得した２点分の３次元絶対座標が示す点を特定する。

【0040】

次に、制御部１１は、３次元絶対座標に基づいて撮影画像にVRモデルを重畳させることにより重畳画像を形成する（ステップＳ５）。具体的には、制御部１１は、ステップＳ４の処理で特定した撮影画像内の２点と、ステップＳ３の処理で取得した３次元絶対座標に対応するVRモデルの２点の構成ポイントがそれぞれ一致するようにVRモデルを重畳させる。

【0041】

次に、制御部１１は、ステップＳ５の処理で形成した重畳画像を表示部１４に表示させ（ステップＳ６）、当該フローチャートに示す処理を終了する。

【0042】

以上説明したように、画像形成装置１は、記憶部１２（「記憶手段」の一例）が、エスカレータ（「鉄道関連施設」の一例）を表す３次元VR（Virtual Reality）モデルを記憶
するとともに、当該３次元VRモデルを構成する少なくとも２点以上の構成ポイントについて３次元絶対座標（「鉄道関連施設が設置された際に構成ポイントが位置すべき点を示す３次元絶対座標を特定可能な位置情報」の一例）を記憶し、また、制御部１１（「画像取得手段」、「特定手段」、「形成手段」の一例）が、ユーザにより選択された施設（例えば、エスカレータ）が設置される現場を撮影した撮影画像を取得し、取得した撮影画像において何れかの構成ポイントについて記憶された３次元絶対座標に対応する点を特定し、特定した点と当該特定した点に対応する３次元絶対座標に対応する構成ポイントが一致するように、撮影画像に３次元VRモデルを重畳させた重畳画像を形成する。また、制御部１１（「表示制御手段」の一例）は、形成した重畳画像を表示部１４に表示させる。

【0043】

したがって、画像形成装置１によれば、エスカレータが設置される現場を撮影した撮影画像にて正確な位置にエスカレータを表す３次元VRモデル（「CG」の一例）を重畳させた重畳画像を形成し、表示部１４に表示させることができる。

【0044】

また、施工途中の段階で、実構造物と３次元VRモデルにズレが生じていないかを重畳画像より直感的に確認することができ、早い段階で施工ミスに気付くことができ、作業効率が向上する。

【0045】

さらに、３次元VRモデルを重畳するため、既設構造物との取り合いが明確になり、現状の現場あわせによる設計変更の減少が期待できる。

【0046】

さらにまた、施工着手前から施工段階毎の現場の状況を視覚的に把握できることから、工事概要説明、施工計画策定に活用することができる。

【0047】

さらにまた、カメラ２として遠隔操作可能な監視カメラを用いることにより、施工現場に赴くことなく現場確認を行うことができることから、監督員などの移動コスト等を縮減することができる。

【0048】

さらにまた、本実施形態の重畳画像は３次元絶対座標を用いて形成していることから、従来の重畳画像を形成する技術（例えば、現場に設置されたマーカーに基づいてCGを重畳
させるAR技術や、CGを重畳させる際の位置合わせにGPS情報を用いる技術）と比較して、
正確な位置に３次元VRモデルを重畳させることができる。また、AR技術と比較すれば、現場にマーカーを設置せずに済むと行ったメリットがある。

【0049】

さらにまた、施工監督員は、わざわざ施工現場に出向かなくとも画像形成装置１により形成された重畳画像を表示部１４又は他の端末装置の表示部に表示させることにより、任意の場所で現場の状況確認をすることができる。また、施工監督員の保持する端末装置に重畳画像を表示させるとともに、現場作業員の端末装置に重畳画像を表示させることで、別々の場所にいる両者が重畳画像を参照しながら電話等で作業内容について議論することができる。なお、画像形成装置１により形成した重畳画像を他の端末装置に表示させる場合には、画像形成装置１から他の端末装置にネットワークＮＷを介して重畳画像データを転送したり、又は、重畳画像データをＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体に記録して、これを読み込ませたりすることにより表示させることができる。

【0050】

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。

【0051】

［４．変形例］
［４．１．施工段階の切替］
図６に示すステップＳ１からステップＳ６の処理が実行されて表示部１４に重複画像が表示されている状態において、ユーザにより別の施工段階が選択された場合には、制御部１１が再度、当該選択された施工段階に応じたVRモデルを取得し（ステップＳ２）、後続のステップＳ３からステップＳ６の処理を実行することとしてもよい。この場合、画像形成装置１は、適宜ユーザにより選択された施工段階に応じたVRモデルを重畳した重畳画像を表示させることとなる。これにより、ユーザは任意の施工段階における重畳画像を随時確認することができる。なお、施工段階の指定を施工日から指定できるようにしてもよい。制御部１１は、ユーザにより施工日が指定された場合には、記憶部１２に記憶された施工段階開始日・終了日情報に基づいてその施工日が何れの施工段階に該当するかを特定し、ステップＳ２の処理において当該特定した施工段階に応じた部材のVRモデルを取得することとする。

【0052】

［４．２．２点間の距離表示］
また、制御部１１（「算出手段」、「距離表示制御手段」の一例）が、撮影画像又は重複画像においてユーザにより２点が指定された場合に、当該指定された２点の３次元絶対座標を特定し、当該２点間の距離を算出し、表示部１４に表示させることとしてもよい。従来、一般的に多用されているCGは寸法及び位置情報が正確ではないため、仮想空間内の相対的な位置関係を計測することができなかったが、上記実施形態によれば、３次元絶対座標に基づいて２点間の距離が測定することが可能であるため、より精密な距離の測定ができる。例えば、建築限界定規をVRモデルで作成しておけば、活線状況でも限界支障の判定を行うことができるようになり、現実空間では実施できない検証も可能となる。また、施工途中の構造物の寸法や間隔を重畳画像内の座標系を用いて容易に計測することができ、たとえ列車近接エリアであっても列車運行の有無に関わらず画面上で計測が可能となる。

【0053】

［４．３．ズレ検知機能］
さらに、制御部１１（「認識手段」、「比較手段」、「比較結果表示制御手段」の一例）は、重畳画像における実物のエスカレータ（「鉄道関連施設」の一例）の像又は施工途中のエスカレータの像を認識し、当該認識した像と、重畳画像に重畳されているVRモデルとを比較し、比較結果を表示部１４に表示させることとしてもよい。比較結果としては、「設計図よりθ度ズレが生じています」といったメッセージを表示することとしてもよいし、単にズレを示す数値を表示することとしてもよい。また、制御部１１は、認識した像とVRモデルとを比較した結果、ズレが予め定められた閾値より大きい場合にのみ比較結果を表示することとしてもよい。本変形例によれば、実構造物と３次元VRモデルにズレが生
じていないか、或いはズレが生じている場合のズレの度合いを客観的に把握することができる。

【0054】

［４．４．侵害禁止エリアのVRモデル作成］
さらにまた、作業現場において作業員や構造物が入り込んではいけない侵害禁止エリアについてVRモデルを作成して記憶部１２に記憶させておき、制御部１１が撮影画像に当該VRモデルを重畳させた重畳画像を形成することとしてもよい。これにより、作業員や構造物が侵害禁止エリアに入り込んだ場合であっても即座にその事実を視覚的に把握することができる。

【0055】

［４．５．３次元絶対座標の最少化］
上記実施形態では、記憶部１２がVRモデルを構成する全ての構成ポイントについて３次元絶対座標を記憶しておくこととしたが、少なくとも２点について３次元絶対座標が記憶されていれば、撮影画像の正確な位置にVRモデルを重畳させることができることから、構成ポイントの２点についてのみ３次元絶対座標を記憶しておくこととしてもよい。勿論、３点以上の構成ポイントについて３次元絶対座標を記憶しておくこととしてもよい。

【符号の説明】

【0056】

１ 画像形成装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ インターフェース部
１４ 表示部
１５ 操作部
２ カメラ
ＮＷ ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】