特許 5977881 数値計算装置、数値計算方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5977881

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】数値計算装置、数値計算方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 17/50 20060101AFI20160817BHJP

【ＦＩ】

   G06F17/50 608Z

   G06F17/50 610C

   G06F17/50 680B

【請求項の数】10

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-242429(P2015-242429)

(22)【出願日】2015年12月11日

【審査請求日】2016年1月7日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】594029207

【氏名又は名称】株式会社東急コミュニティー

(73)【特許権者】

【識別番号】512165628

【氏名又は名称】サイトセンシング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100169753

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 幸子

(74)【代理人】

【識別番号】100200089

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 出

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100148149

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100134599

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 和之

(72)【発明者】

【氏名】石川 智也

(72)【発明者】

【氏名】大鐘 大介

(72)【発明者】

【氏名】小島 昌樹

【審査官】 松浦 功

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０２４７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３２０４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３１８６５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ １７／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造物の３次元モデル画像であって、凹凸部の表面形状を２次元画像で表した２次元表示部分を含む前記３次元モデル画像を表示する表示部と、
前記表示部が表示する前記３次元モデル画像に対して、ユーザが前記２次元表示部分内で線分又は平面領域を指定する操作入力を取得する操作入力取得部と、
前記操作入力で指定された前記線分又は前記平面領域の面に直交する平面で切った、前記凹凸部の断面の形状を指定する形状指定画面を表示する表示制御部と、
前記形状指定画面へのユーザの入力に基づいて、前記凹凸部の表面積と、前記断面における前記凹凸部の表面上の長さと、前記凹凸部の体積と、のうち少なくともいずれか１つを含む数値を計算する数値計算部と、
を備える数値計算装置。

【請求項2】

前記凹凸部は、前記線分又は前記平面領域の面に直交する断面は一様な形状を有する、
請求項１に記載の数値計算装置。

【請求項3】

前記形状指定画面は、四角形の各辺の数値を入力する数値入力枠を含む、
請求項１又は２に記載の数値計算装置。

【請求項4】

前記操作入力取得部が取得した操作入力が前記線分を指定する場合、
前記数値計算部は、前記線分の長さを計算し、前記四角形の各辺の数値の合計と前記線分の長さを乗算することにより、前記凹凸部の前記表面積を計算し、前記四角形の各辺の数値の合計を前記断面における前記凹凸部の表面上の長さとして計算する、
請求項３に記載の数値計算装置。

【請求項5】

前記形状指定画面は、前記数値入力枠のうち隣り合う２辺の前記数値入力枠に０が入力された場合は、前記凹凸部の断面はＬ字形状である、
請求項３に記載の数値計算装置。

【請求項6】

前記形状指定画面は、前記数値入力枠のうち３辺の前記数値入力枠に０が入力された場合は、前記凹凸部は、前記２次元表示部分の平面から略垂直方向に延びた平面である、
請求項３に記載の数値計算装置。

【請求項7】

前記形状指定画面は、１辺の前記数値入力枠に０が入力された場合に、０が入力された１辺と隣り合う０以外が入力された辺の端点を互いに連結するか否かを指示する連結指示枠をさらに有し、
前記連結指示枠に連結を指示する入力があった場合は、前記凹凸部の断面は三角形であり、前記連結指示枠に非連結を指示する入力があった場合は、前記凹凸部の断面は、コ字形状である、
請求項３に記載の数値計算装置。

【請求項8】

前記操作入力取得部が取得した操作入力が前記平面領域を指定する場合、
前記表示制御部は、前記凹凸部の前記平面領域の面に直交する方向の長さを指定する前記形状指定画面を表示し、
前記数値計算部は、前記操作入力取得部が取得した前記平面領域の面積を計算し、前記平面領域の面積と前記形状指定画面で指定された長さを乗算することにより、前記凹凸部の体積を計算する、
請求項１に記載の数値計算装置。

【請求項9】

コンピュータが実行する、構造物に係る数値を計算する数値計算方法であって、
前記構造物の３次元モデル画像であって、凹凸部の表面形状を２次元画像で表した２次元表示部分を含む前記３次元モデル画像を表示部に表示させる表示ステップと、
前記表示ステップで表示させた前記３次元モデル画像に対して、ユーザが前記２次元表示部分内で線分又は平面領域を指定する操作入力を取得する操作入力取得ステップと、
前記操作入力で指定された前記線分又は前記平面領域の面に直交する平面で切った、前記凹凸部の断面の形状を指定する形状指定画面を前記表示部に表示させる表示制御ステップと、
前記形状指定画面へのユーザの入力に基づいて、前記凹凸部の表面積と、前記断面における前記凹凸部の表面上の長さと、前記凹凸部の体積と、のうち少なくともいずれか１つを含む数値を計算する数値計算ステップと、
を有する数値計算方法。

【請求項10】

コンピュータを、
構造物の３次元モデル画像であって、凹凸部の表面形状を２次元画像で表した２次元表示部分を含む前記３次元モデル画像を表示する表示部、
前記表示部が表示する前記３次元モデル画像に対して、ユーザが前記２次元表示部分内で線分又は平面領域を指定する操作入力を取得する操作入力取得部、
前記操作入力で指定された前記線分又は前記平面領域の面に直交する平面で切った、前記凹凸部の断面の形状を指定する形状指定画面を表示する表示制御部、
前記形状指定画面へのユーザの入力に基づいて、前記凹凸部の表面積と、前記断面における前記凹凸部の表面上の長さと、前記凹凸部の体積と、のうち少なくともいずれか１つを含む数値を計算する数値計算部、
として機能させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３次元モデル画像における数値計算装置、数値計算方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、建築物等の構造物を３次元モデル画像で表示する表示方法が様々な用途で用いられている。例えば、建築や改築に用いる建材の形状、面積、長さを見積もり、又は、塗装等の施工面積を見積もる用途で用いられている（例えば、特許文献１）。

【0003】

特許文献１に記載の建築物への建材の提案方法は、建材の品番及び意匠が関連付けられた建材意匠テーブルと３次元データとから、３次元パース画を作成するとともに、仮想建築物における特定建材の面積及び特定建材を施工する場合に必要となる役物の長さを含む積算データを得るというものである。この方法により、パース画と整合のとれた見積書を作成することができ、建築物に施す建材をより正確に提案することができると説明している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−３３６３１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

３次元モデル画像による表示は３次元座標や色の情報を含む多量のデータを処理して実行するため、表示装置の処理能力によっては、円滑な表示が困難な場合がある。表示装置の処理負担を軽減させるために、３次元モデル画像で表示する構造物の凹凸がある一部分を、平面に写真等の２次元画像を貼り付けた形態で表示して、データ量を軽減させる手法がある。

【0006】

特許文献１に記載の方法によれば、凹凸部の２次元画像を貼り付けた平面は３次元空間において平面として扱われるため、建材の面積、長さ、又は、塗装等の施工面積を正確に計算することができない。

【0007】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、凹凸部の２次元画像を貼り付けた平面を含む３次元モデル画像において、凹凸部の面積、長さ、体積を含む数値を正確に計算することのできる数値計算装置等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る数値計算装置は、
構造物の３次元モデル画像であって、凹凸部の表面形状を２次元画像で表した２次元表示部分を含む前記３次元モデル画像を表示する表示部と、
前記表示部が表示する前記３次元モデル画像に対して、ユーザが前記２次元表示部分内で線分又は平面領域を指定する操作入力を取得する操作入力取得部と、
前記操作入力で指定された前記線分又は前記平面領域の面に直交する平面で切った、前記凹凸部の断面の形状を指定する形状指定画面を表示する表示制御部と、
前記形状指定画面へのユーザの入力に基づいて、前記凹凸部の表面積と、前記断面における前記凹凸部の表面上の長さと、前記凹凸部の体積と、のうち少なくともいずれか１つを含む数値を計算する数値計算部と、
を備えることを特徴とする。

【0009】

前記凹凸部は、前記線分又は前記平面領域の面に直交する断面は一様な形状を有してもよい。

【0010】

前記形状指定画面は、四角形の各辺の数値を入力する数値入力枠を含んでもよい。

【0011】

前記操作入力取得部が取得した操作入力が前記線分を指定する場合、
前記数値計算部は、前記線分の長さを計算し、前記四角形の各辺の数値の合計と前記線分の長さを乗算することにより、前記凹凸部の前記表面積を計算し、前記四角形の各辺の数値の合計を前記断面における前記凹凸部の表面上の長さとして計算するようにしてもよい。

【0012】

前記形状指定画面は、前記数値入力枠のうち隣り合う２辺の前記数値入力枠に０が入力された場合は、前記凹凸部の断面はＬ字形状であってもよい。

【0013】

前記形状指定画面は、前記数値入力枠のうち３辺の前記数値入力枠に０が入力された場合は、前記凹凸部は、前記２次元表示部分の平面から略垂直方向に延びた平面であってもよい。

【0014】

前記形状指定画面は、１辺の前記数値入力枠に０が入力された場合に、０が入力された１辺と隣り合う０以外が入力された辺の端点を互いに連結するか否かを指示する連結指示枠をさらに有し、
前記連結指示枠に連結を指示する入力があった場合は、前記凹凸部の断面は三角形であり、前記連結指示枠に非連結を指示する入力があった場合は、前記凹凸部の断面は、コ字形状であってもよい。

【0015】

前記操作入力取得部が取得した操作入力が前記平面領域を指定する場合、
前記表示制御部は、前記凹凸部の前記平面領域の面に直交する方向の長さを指定する前記形状指定画面を表示し、
前記数値計算部は、前記操作入力取得部が取得した前記平面領域の面積を計算し、前記平面領域の面積と前記形状指定画面で指定された長さを乗算することにより、前記凹凸部の体積を計算するようにしてもよい。

【0016】

また、本発明の第２の観点に係る数値計算方法は、
コンピュータが実行する、構造物に係る数値を計算する数値計算方法であって、
前記構造物の３次元モデル画像であって、凹凸部の表面形状を２次元画像で表した２次元表示部分を含む前記３次元モデル画像を表示部に表示させる表示ステップと、
前記表示ステップで表示させた前記３次元モデル画像に対して、ユーザが前記２次元表示部分内で線分又は平面領域を指定する操作入力を取得する操作入力取得ステップと、
前記操作入力で指定された前記線分又は前記平面領域の面に直交する平面で切った、前記凹凸部の断面の形状を指定する形状指定画面を前記表示部に表示させる表示制御ステップと、
前記形状指定画面へのユーザの入力に基づいて、前記凹凸部の表面積と、前記断面における前記凹凸部の表面上の長さと、前記凹凸部の体積と、のうち少なくともいずれか１つを含む数値を計算する数値計算ステップと、
を有することを特徴とする。

【0017】

また、本発明の第３の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
構造物の３次元モデル画像であって、凹凸部の表面形状を２次元画像で表した２次元表示部分を含む前記３次元モデル画像を表示する表示部、
前記表示部が表示する前記３次元モデル画像に対して、ユーザが前記２次元表示部分内で線分又は平面領域を指定する操作入力を取得する操作入力取得部、
前記操作入力で指定された前記線分又は前記平面領域の面に直交する平面で切った、前記凹凸部の断面の形状を指定する形状指定画面を表示する表示制御部、
前記形状指定画面へのユーザの入力に基づいて、前記凹凸部の表面積と、前記断面における前記凹凸部の表面上の長さと、前記凹凸部の体積と、のうち少なくともいずれか１つを含む数値を計算する数値計算部、
として機能させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、凹凸部の２次元画像を貼り付けた平面を含む３次元モデル画像においても、凹凸部の面積、長さ、体積を含む数値を正確に計算することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態１に係る数値計算装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図2】数値計算装置の機能構成を示す機能ブロック図である。

【図3】３次元モデル画像の表示例を示した図である。

【図4】３次元モデル画像の表示例を示した図である。

【図5】数値計算処理のフローチャートである。

【図6】（ａ）排水溝の凹凸部を線分で指定した状態を示す図である。（ｂ）形状指定画面で四角形の各辺の数値を入力した状態を示す図である。（ｃ）凹凸部の表面積の計算結果を示す図である。

【図7】（ａ）窓の抱き部分を線分で指定した状態を示す図である。（ｂ）凹凸部の表面積の計算結果を示す図である。

【図8】（ａ）角柱の凹凸部を線分で指定した状態を示す図である。（ｂ）凹凸部の表面積の計算結果を示す図である。

【図9】（ａ）出窓の凹凸部を線分で指定した状態を示す図である。（ｂ）凹凸部の表面積の計算結果を示す図である。

【図10】（ａ）パラペットの断面図である。（ｂ）パラペットの凹凸部を線分で指定した状態を示す図である。（ｃ）凹凸部の表面積の計算結果を示す図である。

【図11】数値計算処理のフローチャートである。

【図12】（ａ）屋上部の凹凸部を平面領域で指定した状態を示す図である。（ｂ）凹凸部の体積の計算結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（実施形態１）
本発明の実施形態１について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、３次元構造物が建築物であり、建築物の外観及び内観の３次元データからなる３次元モデル画像を用いる場合について説明する。

【0021】

数値計算装置１００は、３次元モデル画像を表示する表示プログラム及び数値計算処理のプログラムがインストールされたパソコン、スマートフォン、タブレット型端末等の任意の情報処理端末から構成される。

【0022】

本実施形態に係る数値計算装置１００は、３次元モデル画像で表された領域のうち、ユーザにより指定された指定領域の面積又は長さを含む数値を計算する情報処理装置である。図１に示すように、数値計算装置１００は、制御部１と、記憶部２と、入力部３と、表示部４と、バス５と、を備える。

【0023】

制御部１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、を備える。ＲＯＭは、各種初期設定、ハードウェアの検査、プログラムのロード等を行うための初期プログラム等を記憶する。ＲＡＭは、ＣＰＵが実行する各種ソフトウェアプログラム、これらのソフトウェアプログラムの実行に必要なデータ等を一時的に記憶するワークエリアとして機能する。ＣＰＵは、様々な処理及び演算を実行する中央演算処理部である。

【0024】

記憶部２は、例えばハードディスクドライブ又はフラッシュメモリ等のような不揮発性メモリを備える。記憶部２は、建築物の３次元モデル画像の３次元データ、画像データを３次元モデル画像で表示するための画像処理プログラム、及び、本実施形態に係る数値計算処理プログラム等の各種プログラムを記憶する。

【0025】

入力部３は、画面上の位置を指定するポインティングデバイス、及び、文字及び数字を入力する文字入力デバイスからなり、入力部３に対するユーザの操作に基づく操作信号を制御部１に出力する。入力部３はタッチパネルで構成し、タッチ操作により、画面上の位置を指定し、文字及び数字を入力するようにしてもよい。

【0026】

表示部４は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等のような表示デバイスを備える。表示部４は、制御部１から画像信号等を取得して表示デバイスの画面に画像を出力する。

【0027】

バス５は、制御部１と、記憶部２と、入力部３と、表示部４と、を接続する。

【0028】

数値計算装置１００の制御部１は、記憶部２に記憶している数値計算処理プログラムを実行することにより、図２に示すように、操作入力取得部１１０、視点位置決定部１２０、３次元データ取得部１３０、数値計算部１４０、表示制御部１５０として機能する。

【0029】

操作入力取得部１１０は、入力部３よりユーザの操作入力を取得する。操作入力取得部１１０は、表示部４に表示されている３次元モデル画像に対して、視点位置を指定する操作信号を取得し、視点位置決定部１２０に出力する。また、ズームイン、ズームアウトを含む表示を操作する操作信号を取得し、表示制御部１５０に出力する。また、数値計算処理の対象となる領域を指定する操作信号、及び、当該領域の形状を示す数値を入力する操作信号を取得し、数値計算部１４０に出力する。

【0030】

視点位置決定部１２０は、操作入力取得部１１０から入力される視点位置を指定する操作信号を取得し、３次元モデル画像を表示する際の視点位置を決定し、表示制御部１５０に出力する。具体的には、視点位置決定モードに設定した状態で、ユーザの操作によるカーソルを動かす操作信号を操作入力取得部１１０から取得する。そして、カーソルの移動方向に応じて変更された視点位置の情報を表示制御部１５０に出力する。

【0031】

３次元データ取得部１３０は、記憶部２に記憶されている３次元モデル画像の３次元データを取得し、数値計算部１４０及び表示制御部１５０に出力する。３次元データ取得部１３０が取得する３次元データは、３次元モデル画像で表された建築物の表面の３次元座標と、当該座標における色情報を含む。

【0032】

数値計算部１４０は、操作入力取得部１１０から入力される数値計算処理の対象となる凹凸部を指定する操作信号、及び、当該凹凸部の形状を示す数値を指定する操作信号、並びに３次元データ取得部１３０から入力される３次元モデル画像の３次元データに基づいて、当該領域の長さと表面積を計算する。

【0033】

具体的には、操作入力取得部１１０から数値計算を行う領域の一辺に当たる線分を指定する操作信号が入力されたとき、３次元データ取得部１３０から取得した３次元データの座標と当該線分の位置に基づいて、当該線分の３次元空間における実際の長さを計算し出力する。その後、数値計算部１４０は、計算対象の凹凸部の形状を表す数値を指定する形状指定画面２３０に対してユーザが入力した数値が操作入力取得部１１０から入力されると、入力された数値と、３次元データ取得部１３０から取得した３次元データの座標と、に基づいて、当該凹凸部の表面積を計算し、表示制御部１５０に出力する。

【0034】

表示制御部１５０は、操作入力取得部１１０、視点位置決定部１２０、３次元データ取得部１３０、数値計算部１４０から入力される各種情報に基づいて、表示部４に３次元モデル画像及び形状指定画面２３０等を表示させる表示制御信号を生成し、表示部４に出力する。

【0035】

表示制御部１５０が出力する表示制御信号に基づいて表示部４に表示される３次元モデル画像は、図３に示すような画像である。本実施形態においては、マンションの３次元モデル画像２００の場合について説明する。図３の３次元モデル画像２００の中央から紙面に垂直手前方向に延びた直線上に視点位置がある。

【0036】

表示部４にはカーソル２１０も表示されており、ユーザが入力部３のポインティングデバイスを操作することによりカーソル２１０を任意の方向に移動させることができ、このカーソル２１０の移動方向に応じて、視点位置が変更され、３次元モデル画像２００は回転する。

【0037】

表示部４に表示された３次元モデル画像２００は、ユーザが入力部３を操作することにより、ズームイン又はズームアウトすることができる。つまり、視点位置が建築物の表面に向かって近づき又は遠ざかる。例えば、入力部３がマウスホイールを備えたマウスの場合には、マウスホイールを回転させることでズームイン又はズームアウトすることができる。また、入力部３がタッチパネルの場合はピンチインすることでズームアウトし、ピンチアウトすることでズームインすることができる。

【0038】

図３に示したマンションの３次元モデル画像２００に対して、ズームインすることにより、図４に示すようなマンションの廊下及び階段等が明確に判別できるような、詳細の３次元モデル画像２２０を表示させることができる。

【0039】

３次元モデル画像２２０において、データ容量を低減させ、制御部１の処理負担を軽減するために、凹凸部の写真等の２次元画像を平面に貼り付けた形態で表された２次元表示部分がある。例えば、廊下の排水溝２２１は、廊下の床面表面より数ｃｍ凹んだ形状を有するが、図４に示す３次元モデル画像２２０においては、排水溝２２１部分が濃色で表された２次元画像で表されている。また、窓２２２は、実際は壁面の一部に抱き部分が設けられ、抱き部分に設置された窓枠サッシにガラス窓が嵌め込まれている。つまり、窓２２２は、凹凸形状を有しているが、図４に示す３次元モデル画像においては、窓２２２の写真である２次元画像が壁面の表面に貼り付けた形態で表されている。

【0040】

このような２次元表示部分について、建築時に必要な建材の大きさや施工面積を正確に把握する目的で床面や壁面等の表面積を知りたい場合に、３次元モデル画像２００、２２０の３次元データのみで計算をすると、凹凸部の表面積を正確に求めることができない。よって、本実施形態では、凹凸部を２次元画像で表した２次元表示部分について正確な数値計算が可能な数値計算処理を行う。

【0041】

本実施形態に係る数値計算装置１００で実行する数値計算処理について、図５に示すフローチャートに沿って説明する。

【0042】

まず、制御部１の３次元データ取得部１３０が記憶部２から建築物の３次元データを取得し、取得した３次元データに基づいて表示制御部１５０が３次元モデル画像２００を表示部４に表示させる（ステップＳ１１）。このときの３次元モデル画像２００の視点位置は予め定めた位置である。

【0043】

その後、入力部３に対して、ユーザによる視点位置を変える操作があった場合には、視点位置決定部１２０が視点位置を決定し（ステップＳ１２）、表示制御部１５０に出力する。そして、ユーザの操作に基づいて選択した視点位置から外観した３次元モデル画像２２０を表示する（ステップＳ１３）。本実施形態においては、カーソルを左右に移動させることで視点位置を回転させ、ズームインの操作をすることで視点位置を建築物の表面に近づけることができる。

【0044】

ステップＳ１３で選択した視点位置から外観した３次元モデル画像２２０は図４のように表示される。図４の３次元モデル画像２２０において、排水溝２２１の長さ及び表面積を計算する場合について説明する。図４において排水溝２２１の部分は、３次元モデル上は、隣り合う床面と同一平面上にあり、床面と比較して濃色で表されている。

【0045】

図６（ａ）に示すように、排水溝２２１の延在方向に線分２１１をひいて、計算対象の凹凸部として排水溝２２１を指定する操作をユーザが行った場合、当該操作入力を操作入力取得部１１０が取得する（ステップＳ１４）。ここで排水溝２２１は、延在方向に直交する断面が、コ字形状であり、一様な形状を持っているということを特徴としている。

【0046】

操作入力取得部１１０から当該線分２１１の情報を取得した数値計算部１４０は、当該線分２１１が示す３次元空間における実際の長さを計算し、「５ｍ」と表示する（ステップＳ１５）。当該線分２１１の３次元空間における長さは、線分２１１の始点と終点の座標から求めることができる。

【0047】

次に、表示制御部１５０は、図６（ａ）に示すような四角形とその各辺に対応した長さの入力枠を有する形状指定画面２３０を表示する（ステップＳ１６）。このとき、初期値として予め定めた値が入力されている。図６（ａ）では初期値として１ｍが入力されている。

【0048】

図６（ａ）に示した形状指定画面２３０の長さの入力枠にユーザが数値を入力したとき、操作入力取得部１１０は、その数値を取得する（ステップＳ１７）。そして、図６（ｂ）に示すように四角形の形状を入力された数値に対応する形状にして表示する（ステップＳ１８）。この形状指定画面２３０に示された形状及び数値は、床面を含む平面の中で色が大きく異なる部分の、ユーザが指定した線分２１１に垂直な断面の形状及び３次元空間における実際の長さを表示している。

【0049】

ここで、連結拘束のチェックボックスがあるが、これにチェックを入れた場合は０ｍの1辺と隣り合う０ｍより大きい値が入力された辺の端点が連結されることを示す。図６（ｂ）は、上の1辺が０ｍであり、連結拘束のチェックボックスにチェックが入っていないため、０ｍの１辺と隣り合う左右の辺の上の端点が連結拘束されず、上の２点が開放されたコ字形状を表している。つまり、幅０．２ｍ、深さ０．０５ｍの溝の断面形状を表している。

【0050】

数値計算部１４０は、ステップＳ１７で取得した数値と、ステップＳ１８で取得した断面形状に基づいて、対象の数値を計算する（ステップＳ１９）。図６の例では、計算対象である排水溝２２１の表面積を計算する。ステップＳ１５で得られた線分２１１の長さが５ｍで、形状指定画面２３０に入力した辺の長さの合計が０．３ｍであるので、この線分２１１の長さと辺の長さの合計を乗じて表面積１．５ｍ^２が得られる。その後計算した数値を図６（ｃ）に示すように対象の画像近傍に表示して（ステップＳ２０）、処理を終了する。

【0051】

このようにして、２次元画像で表した排水溝２２１の凹凸部について、表面積を計算して出力することができる。

【0052】

計算対象が建築物の他の部位である場合について説明する。マンションの３次元モデル画像２００において、窓２２２は図７のように表示されている。実際の窓２２２は、窓のサッシが嵌め込まれる抱き部分として、壁の表面から奥に向かって、壁の表面に対して垂直方向に平面が延びている。この抱き部分からなる凹凸部を含む窓２２２は、データ容量を低減させ、制御部１の処理負担を軽減するために、窓２２２の写真を平面に貼り付けた形態で表されている。

【0053】

ステップＳ１４以降の処理について、窓２２２の抱き部分の平面を計算する場合について説明する。図７（ａ）に示すように、計算対象である窓２２２の水平方向に線分２１１をひく操作をユーザが行った場合、当該操作入力を操作入力取得部１１０が取得する（ステップＳ１４）。操作入力取得部１１０から当該線分２１１の情報を取得した数値計算部１４０は、当該線分２１１が示す３次元における実際の長さを計算し、「１．２ｍ」と表示する（ステップＳ１５）。ここで、当該線分２１１の方向に直交する抱き部分の断面は、一定の幅の平面であり、一様な形状を有している。

【0054】

次に、表示制御部１５０は四角形とその各辺に対応した長さの入力枠からなる形状指定画面２３０を表示する（ステップＳ１６）。この入力枠にユーザが数値を入力したとき、操作入力取得部１１０は、その数値を取得する（ステップＳ１７）。そして、図７（ａ）の形状指定画面２３０に示すように入力された数値に対応する形状を表示する（ステップＳ１８）。この形状指定画面２３０に示された形状及び数値は、壁面を含む平面の中で色が大きく異なる部分の、ユーザが指定した線分２１１に垂直な断面の形状及び３次元空間における実際の長さを表示している。

【0055】

ここでは四角形の３辺が０ｍであり、１辺が０．１ｍであるので、０．１ｍの線分２１１を表している。この断面の形状は、ユーザが指定した線分２１１を含み、壁の表面から垂直方向に奥へ延びた平面を表している。

【0056】

数値計算部１４０は、ステップＳ１７で取得した数値と、ステップＳ１８で取得した断面形状に基づいて、対象の数値を計算する（ステップＳ１９）。図７の例では、計算対象である窓２２２の１辺の抱き部分の面積を計算する。幅１．２ｍ、奥行き０．１ｍの平面であるので、これらを乗じて面積０．１２ｍ^２が得られる。その後計算した数値を図７（ｂ）に示すように対象の画像近傍に表示して（ステップＳ２０）、処理を終了する。

【0057】

なお、ここでは窓２２２の１辺の抱き部分の面積を計算するとしたが、ステップＳ１４で窓枠に沿って、２辺以上を一度に指定して、２辺以上の抱き部分の面積を計算するようにしてもよい。４辺を一度に指定して、窓２２２の抱き部分全ての面積を計算するようにしてもよい。

【0058】

計算対象が建築物の更に他の部位である場合について説明する。マンションの３次元モデル画像２００において、壁面と連続する角柱２２３は図８のように表示されている。実際の角柱２２３は建物の外側に突出した形状を有しているが、データ容量を低減させ、制御部１の処理負担を軽減するために、角柱２２３の写真を平面に貼り付けた形態で表されている。

【0059】

ステップＳ１４以降の処理について、角柱２２３の表面積を計算する場合について説明する。図８（ａ）に示すように、計算対象である角柱２２３の鉛直方向に線分２１１をひく操作をユーザが行った場合、当該操作入力を操作入力取得部１１０が取得する（ステップＳ１４）。操作入力取得部１１０から当該線分２１１の情報を取得した数値計算部１４０は、当該線分２１１が示す３次元空間における実際の長さを計算し、「２．５ｍ」と表示する（ステップＳ１５）。

【0060】

次に、表示制御部１５０は四角形とその各辺に対応した長さの入力枠からなる形状指定画面２３０を表示する（ステップＳ１６）。この入力枠にユーザが数値を入力したとき、操作入力取得部１１０は、その数値を取得する（ステップＳ１７）。そして、図８（ａ）の形状指定画面２３０に示すように入力された数値に対応する形状を表示する（ステップＳ１８）。この形状指定画面２３０に示された形状及び数値は、壁面を含む平面の中で色が大きく異なる部分の、ユーザが指定した線分２１１に垂直な断面の形状及び３次元空間における実際の長さを表示している。

【0061】

ここでは四角形の互いに隣り合う２辺が０ｍであり、２辺が０．５ｍであるので、１辺が０．５ｍのＬ字形状を表している。この形状は、ユーザが指定した線分２１１を含み、壁の表面から垂直方向に０．５ｍ突出した角柱形状を表している。

【0062】

数値計算部１４０は、ステップＳ１７で取得した数値と、ステップＳ１８で取得した断面形状に基づいて、対象の数値を計算する（ステップＳ１９）。図８の例では、計算対象である角柱２２３の表面積のうち壁から突出している部分を計算する。ステップＳ１５で得られた線分２１１の長さが２．５ｍで、形状指定画面２３０の辺の長さの合計が１．０ｍであるので、これらを乗じて面積２．５ｍ^２が得られる。その後計算した数値を図８（ｂ）に示すように対象の画像近傍に表示して（ステップＳ２０）、処理を終了する。

【0063】

計算対象が建築物の更に他の部位である場合について説明する。マンションの３次元モデル画像２００において、出窓２２４は図９のように表示されている。実際の出窓２２３は建物の外側に突出した形状を有しているが、データ容量を低減させ、制御部１の処理負担を軽減するために、出窓２２４の写真を平面に貼り付けた形態で表されている。

【0064】

ステップＳ１４以降の処理について、出窓２２４の表面積を計算する場合について説明する。図９（ａ）に示すように、計算対象である出窓２２４の鉛直方向に線分２１１をひく操作をユーザが行った場合、当該操作入力を操作入力取得部１１０が取得する（ステップＳ１４）。操作入力取得部１１０から当該線分２１１の情報を取得した数値計算部１４０は、当該線分２１１が示す３次元空間における実際の長さを計算し、「１ｍ」と表示する（ステップＳ１５）。

【0065】

次に、表示制御部１５０は四角形とその各辺に対応した長さの入力枠からなる形状指定画面２３０を表示する（ステップＳ１６）。この入力枠にユーザが数値を入力したとき、操作入力取得部１１０は、その数値を取得する（ステップＳ１７）。ここで、1辺が０ｍであり、連結拘束のチェックボックスにチェックが入っているため、０ｍの１辺と隣り合う０ｍより大きい値が入力された辺の上の端点を互いに連結して三角形の形状とし、さらに断面回転ボタンをクリックすることにより、三角形の底辺が上に来るように表示される。そして、図９（ａ）の形状指定画面２３０に示すように入力された数値に対応する形状を表示する（ステップＳ１８）。この形状指定画面２３０に示された形状及び数値は、壁面を含む平面の中で色が大きく異なる部分の、ユーザが指定した線分２１１に垂直な断面の形状及び３次元空間における実際の長さを表示している。

【0066】

この形状は、出窓２２４の写真が貼り付けられた部分の、ユーザが指定した線分２１１に垂直な断面を表す三角形を表示している。当該三角形は、出窓２２４を上部から見た形に相当し、当該三角形の壁面に接する辺の長さが１ｍ、出窓の突出した部分の辺の長さが各０．７１の三角形を表している。

【0067】

数値計算部１４０は、ステップＳ１７で取得した数値と、ステップＳ１８で取得した断面形状に基づいて、対象の数値を計算する（ステップＳ１９）。図９の例では、計算対象である出窓２２４の表面積のうち壁面から突出した部分を計算する。高さが１ｍであり、底面の三角形の底辺が１ｍ、他の辺の長さが０．７１ｍの三角柱であるので、側面の２面の合計が１．４２ｍ^２であり底面２面の合計が０．５ｍ^２であることから、壁面から突出した部分の表面積として、１．９２ｍ^２が得られる。その後計算した数値を図９（ｂ）に示すように対象の画像近傍に表示して（ステップＳ２０）、処理を終了する。

【0068】

計算対象が建築物の更に他の部位である場合について説明する。マンションの３次元モデル画像２００において、屋上等の外周部に設けられたパラペット２２５は、図１０（ａ）の断面図に示すように矢印の方向に凹んだ凹部を備えているが、データ容量を低減させ、制御部１の処理負担を軽減するために、パラペット２２５の写真を平面に貼り付けた形態で表されている。

【0069】

ステップＳ１４以降の処理について、パラペット２２５の面積を計算する場合について説明する。図１０（ｂ）に示すように、計算対象であるパラペット２２５の水平方向に線分２１１をひく操作をユーザが行った場合、当該操作入力を操作入力取得部１１０が取得する（ステップＳ１４）。操作入力取得部１１０から当該線分２１１の情報を取得した数値計算部１４０は、当該線分２１１が示す３次元空間における実際の長さを計算し、「１０ｍ」と表示する（ステップＳ１５）。

【0070】

次に、表示制御部１５０は四角形とその各辺に対応した長さの入力枠からなる形状指定画面２３０を表示する（ステップＳ１６）。この入力枠にユーザが数値を入力したとき、操作入力取得部１１０は、その数値を取得する（ステップＳ１７）。そして、図１０（ｂ）の形状指定画面２３０に示すように入力された数値に対応する形状を表示する（ステップＳ１８）。この形状指定画面２３０に示された形状及び数値は、パラペット２２５を側方から見た平面の中で色が大きく異なる部分の、ユーザが指定した線分２１１に垂直な断面の形状及び３次元空間における実際の長さを表示している。

【0071】

ここで、連結拘束のチェックボックスは、チェックされていないため、０ｍの１辺と隣り合う上下の辺の右の端点が連結拘束されず、右の２点が開放されたコ字形状を表している。つまり、奥行き０．２ｍ、高さ０．４ｍの凹部を有するパラペット２２５の断面形状を表している。

【0072】

数値計算部１４０は、ステップＳ１７で取得した数値と、ステップＳ１８で取得した断面形状に基づいて、対象の数値を計算する（ステップＳ１９）。図１０の例では、計算対象であるパラペット２２５の凹部の表面積を計算する。ステップＳ１５で得られた線分２１１の長さが１０ｍであり、形状指定画面２３０の辺の長さの合計が０．８ｍであることより、これらを乗じて面積８ｍ^２が得られる。その後計算した数値を図１０（ｃ）に示すように対象の画像近傍に表示して（ステップＳ２０）、処理を終了する。

【0073】

以上説明したように、本実施形態においては、凹凸部を２次元画像で表現した２次元表示部分を含む構造物の３次元モデル画像２００，２２０を表示部４に表示し、表示された３次元モデル画像２００，２２０に対してユーザが２次元表示部分内で指定した線分２１１を取得し、当該線分２１１に直交する平面で切った凹凸部の断面形状を指定する形状指定画面２３０を表示部４に表示する。その形状指定画面２３０へのユーザの入力に基づいて、２次元表示部分に対応する凹凸部の表面積を計算することとした。これにより、凹凸部の２次元画像を貼り付けた平面を含む３次元モデル画像においても、凹凸部の表面積を正確に計算することができる。

【0074】

（実施形態２）
本発明の実施形態２について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態でも、３次元構造物が建築物であり、建築物の外観及び内観の３次元データからなる３次元モデル画像を用いる場合について説明する。

【0075】

本実施形態に係る数値計算装置１００は、実施形態１と同様の構成を有し、同様の数値計算処理を実行するが、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１４で線分を指定する操作入力を取得する代わりに平面領域を指定する操作入力を取得する。図１１のフローチャートに沿って、本実施形態の数値計算処理について、詳細に説明する。

【0076】

まず、制御部１の３次元データ取得部１３０が記憶部２から建築物の３次元データを取得し、取得した３次元データに基づいて表示制御部１５０が３次元モデル画像２００を表示部４に表示させる（ステップＳ２１）。このときの３次元モデル画像２００の視点位置は予め定めた位置である。

【0077】

その後、入力部３に対して、ユーザによる視点位置を変える操作があった場合には、視点位置決定部１２０が視点位置を決定し（ステップＳ２２）、表示制御部１５０に出力する。そして、ユーザの操作に基づいて選択した視点位置から外観した３次元モデル画像２４０を表示する（ステップＳ２３）。本実施形態においては、カーソルを左右に移動させることで視点位置を回転させ、ズームインの操作をすることで視点位置を建築物の表面に近づけることができる。

【0078】

ステップＳ２３で選択した視点位置から外観した３次元モデル画像２４０は図１２（ａ）のように表示される。図１２の３次元モデル画像２４０において、壁２４１で囲まれた屋上部の体積を計算する場合について説明する。図１２において壁２４１で囲まれた部分は、３次元モデル上は、壁２４１の上面と同一平面上にあり、上面と比較して濃色で表されている。

【0079】

図１２（ａ）に示すように、壁２４１の内側に沿って線を引いて平面領域２４２を囲み、計算対象の凹凸部として壁２４１に囲まれた屋上部を指定する操作をユーザが行った場合、当該操作入力を操作入力取得部１１０が取得する（ステップＳ２４）。ここで壁２４１の高さは一定であるということを特徴としている。

【0080】

操作入力取得部１１０から当該平面領域２４２の情報を取得した数値計算部１４０は、当該平面領域２４２が示す３次元空間における実際の面積を計算し、「１００ｍ^２」と表示する（ステップＳ２５）。

【0081】

次に、表示制御部１５０は、図１２（ａ）に示すような１つの線分の入力枠を有する形状指定画面２３０を表示する（ステップＳ２６）。これは実施形態１における形状指定画面２３０の四角形の４辺のうち３辺の入力枠が無効になっている状態である。この入力枠に入力する数値は、平面領域２４２の面に直交する方向の前記凹凸部の３次元空間における実際の長さである。

【0082】

図１２（ａ）に示した形状指定画面２３０の入力枠にユーザが数値を入力したとき、操作入力取得部１１０は、その数値を取得する（ステップＳ２７）。

【0083】

数値計算部１４０は、ステップＳ２５で表示する面積とステップＳ２７で取得した数値と、に基づいて、対象の数値を計算する（ステップＳ２８）。図１２の例では、計算対象である壁２４１の内側の空間の、屋上部の体積を計算する。

【0084】

ステップＳ２５で得られた平面領域２４２の面積が１００ｍ^２で、形状指定画面２３０に入力した線分の長さが０．５ｍであるので、面積と線分の長さを乗じて体積５０ｍ^３が得られる。その後計算した数値を図１２（ｂ）に示すように対象の画像近傍に表示して（ステップＳ２９）、処理を終了する。

【0085】

このようにして、２次元画像で表した屋上部の凹凸部について、体積を計算して出力することができる。

【0086】

以上説明したように、本実施形態においては、凹凸部を２次元画像で表現した２次元表示部分を含む構造物の３次元モデル画像２４０を表示部４に表示し、表示された３次元モデル画像２４０に対してユーザが２次元表示部分内で指定した平面領域を取得し、当該平面領域の面に直交する方向の長さを指定する形状指定画面２３０を表示部４に表示する。その形状指定画面２３０へのユーザの入力に基づいて、２次元表示部分に対応する凹凸部の体積を計算することとした。これにより、凹凸部の２次元画像を貼り付けた平面を含む３次元モデル画像においても、凹凸部の体積を正確に計算することができる。

【0087】

このように本発明は、構造物の３次元モデル画像であって、凹凸部を２次元画像で表現した２次元表示部分を含む３次元モデル画像を表示し、表示する３次元モデル画像に対してユーザが入力する、２次元表示部分内で指定した線分又は平面領域を取得し、取得した線分又は平面領域の面に直交する平面で切った凹凸部の断面形状を指定する形状指定画面を表示する。形状指定画面へのユーザ入力に基づいて、２次元表示部分に対応する凹凸部の表面積と長さと体積の少なくともいずれか１つを含む数値を計算することとした。これにより、凹凸部の２次元画像を貼り付けた平面を含む３次元モデル画像においても、凹凸部の表面積、長さ、体積を含む数値を正確に計算することが可能になる。

【0088】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

【0089】

例えば、実施形態１において、数値計算装置１００は、数値計算部１４０が２次元画像で表された凹凸部の表面積を計算するとしたが、他の数値を計算するようにしてもよい。例えば、凹凸部の延在方向に垂直の断面における凹凸部の表面上の長さを計算するようにしてもよい。この表面上の長さは、形状指定画面２３０の四角形の各辺の数値を合計することで得ることができる。また、凹凸部の体積を計算するようにしてもよい。この体積は、形状指定画面２３０で指定した断面にユーザが指定した線分２１１の長さを乗じることで凹凸部の体積を計算するようにしてもよい。

【0090】

また、実施形態２において、平面領域２４２を指定して、平面領域２４２の面に直交する方向の長さを乗じて体積を計算するとしたが、他の数値を計算するようにしてもよい。例えば、平面領域２４２を指定したときに実施形態１と同様の形状指定画面２３０を表示させて、四角形の辺の長さをユーザが入力して断面形状を指定し、それに基づいて凹凸部の表面積や断面における凹凸部の表面上の長さを求めるようにしてもよい。

【0091】

また、制御部１が実行した処理のプログラムを、既存のコンピュータ等の情報端末で実行させることにより、当該情報端末を本発明に係る数値計算装置１００として機能させることも可能である。

【0092】

このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＭＯ（Magneto Optical Disc）、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネット等の通信ネットワークを介して配布してもよい。

【符号の説明】

【0093】

１…制御部
２…記憶部
３…入力部
４…表示部
１００…数値計算装置
１１０…操作入力取得部
１２０…視点位置決定部
１３０…３次元データ取得部
１４０…数値計算部
１５０…表示制御部
２００，２２０，２４０…３次元モデル画像
２１０…カーソル
２１１…線分
２２１…排水溝
２２２…窓
２２３…角柱
２２４…出窓
２２５…パラペット
２３０…形状指定画面
２４１…壁
２４２…平面領域

【要約】

【課題】凹凸部の２次元画像を貼り付けた平面を含む３次元モデル画像において、凹凸部の面積、長さ、体積を含む数値を正確に計算することのできる数値計算装置等を提供する。
【解決手段】凹凸部を２次元画像で表現した２次元表示部分を含む構造物の３次元モデル画像を表示部４に表示する。操作入力取得部１１０が３次元モデル画像に対してユーザが２次元表示部分内で指定した線分を取得し、表示制御部１５０が当該線分に直交する平面で切った凹凸部の断面形状を指定する形状指定画面を表示部４に表示する。その形状指定画面へのユーザの入力に基づいて、数値計算部１４０が２次元表示部分に対応する凹凸部の表面積を計算する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図5】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図3】

【図4】

【図6】

【図7】