特開 2023-27883 レイアウトデータ表示システム及びレイアウトデータ表示方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023027883

(43)【公開日】2023-03-03

(54)【発明の名称】レイアウトデータ表示システム及びレイアウトデータ表示方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/13 20200101AFI20230224BHJP

   G06F 30/20 20200101ALI20230224BHJP

   G06T 19/00 20110101ALI20230224BHJP

【ＦＩ】

G06F30/13

G06F30/20

G06T19/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021133221

(22)【出願日】2021-08-18

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鳥海 渉

(72)【発明者】

【氏名】藤原 正康

(72)【発明者】

【氏名】羽鳥 貴大

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 太地

【テーマコード（参考）】

5B050

5B146

【Ｆターム（参考）】

5B050AA03

5B050BA09

5B050BA11

5B050BA12

5B050BA18

5B050BA20

5B050CA01

5B050DA01

5B050EA26

5B050FA02

5B050FA12

5B050FA13

5B146AA04

5B146DG02

5B146DG04

5B146EC05

5B146FA02

(57)【要約】

【課題】建築モデルの観測したい領域を視野に入れた画面を効率的に生成できなかった。
【解決手段】建築モデルのレイアウトデータ１１１を表示するレイアウトデータ表示システムであって、建築モデルのレイアウトデータ１１１を表示する際の視点位置を決定する視点位置決定部１２２を備え、視点位置決定部１２２は、レイアウトデータ１１１において設定される観測領域上の点４００と視点位置の候補座標７０１，７０２とを結ぶ線分と、レイアウトデータ１１１に配置されたオブジェクトとの干渉回数に基づき、候補座標７０１，７０２の中から視点位置を選定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建築モデルのレイアウトデータを表示するレイアウトデータ表示システムであって、
前記建築モデルのレイアウトデータを表示する際の視点位置を決定する視点位置決定部を備え、
前記視点位置決定部は、前記レイアウトデータにおいて設定される観測領域上の点と前記視点位置の候補座標とを結ぶ線分と、前記レイアウトデータに配置されたオブジェクトとの干渉回数に基づき、前記候補座標の中から前記視点位置を選定する
レイアウトデータ表示システム。

【請求項2】

前記視点位置決定部は、前記レイアウトデータから抽出した複数の可視化点からなる可視化点群を前記観測領域に含むように、入力された視野角と前記観測領域内の注視点とに基づいて、前記注視点から前記視点位置までの距離を決定する
請求項１に記載のレイアウトデータ表示システム。

【請求項3】

前記視点位置決定部は、前記観測領域内の複数の前記可視化点と前記視点位置の前記候補座標とを結ぶ線分と、前記レイアウトデータ内の前記オブジェクトとの干渉回数を計算し、前記干渉回数がより少ない前記線分に対応する前記候補座標を前記視点位置に選定し、前記注視点と前記視点位置を結ぶ線分の水平方向及び鉛直方向の角度を表すカメラ角度を決定する
請求項２に記載のレイアウトデータ表示システム。

【請求項4】

前記視点位置決定部は、前記カメラ角度を決定する際、鉛直方向の前記カメラ角度が０度又は９０度に近いほど評価値が低くなる重み付き評価関数を用いる
請求項３に記載のレイアウトデータ表示システム。

【請求項5】

前記視点位置決定部は、前記カメラ角度を決定する際、水平方向の前記カメラ角度が前記レイアウトデータの図面正方向に近いほど評価値が高くなる重み付き評価関数を用いる
請求項３に記載のレイアウトデータ表示システム。

【請求項6】

決定された前記視点位置に基づいて前記レイアウトデータの前記観測領域を射影変換して表示画面を生成する画面生成部、を備える
請求項３に記載のレイアウトデータ表示システム。

【請求項7】

前記画面生成部は、前記観測領域と前記視点位置とを結ぶ前記線分に干渉する前記オブジェクトがある場合、該当オブジェクトを半透明又は非表示にする
請求項６に記載のレイアウトデータ表示システム。

【請求項8】

前記画面生成部は、前記観測領域と前記視点位置とを結ぶ前記線分と前記オブジェクトとの干渉回数に応じて、該当オブジェクトの透明度を変更する
請求項７に記載のレイアウトデータ表示システム。

【請求項9】

前記レイアウトデータの前記観測領域を表示するために、前記レイアウトデータの切断面を表す切断面情報を生成する切断面生成部を備え、
前記画面生成部は、前記切断面情報に基づいて、前記レイアウトデータの前記切断面により構成される領域の内側にあるオブジェクトを前記観測領域として射影変換する
請求項６に記載のレイアウトデータ表示システム。

【請求項10】

前記視点位置と前記観測領域との間に、前記建築モデル内の混雑する範囲の情報を少なくとも持つオブジェクトデータである混雑範囲を含み、
前記可視化点は、前記混雑範囲の端点を少なくとも含む
請求項２又は３に記載のレイアウトデータ表示システム。

【請求項11】

前記建築モデル内の前記混雑範囲を取得する混雑範囲取得部、を備え、
前記混雑範囲取得部は、前記建築モデル内の昇降機の交通計算から算出される当該昇降機の輸送能力と前記建築モデルの予測交通需要との差分から算出される予測待ち人数を計算し、予測待ち人数分の人の占有エリアに基づいて前記混雑範囲を推定する
請求項１０に記載のレイアウトデータ表示システム。

【請求項12】

前記建築モデル内の前記混雑範囲を取得する混雑範囲取得部、を備え、
前記混雑範囲取得部は、前記建築モデルの人流シミュレーションにより得られた待ち行列の範囲や人の密度が閾値を超えた領域を前記混雑範囲とする
請求項１０に記載のレイアウトデータ表示システム。

【請求項13】

前記建築モデル内の前記混雑範囲を取得する混雑範囲取得部、を備え、
前記混雑範囲取得部は、前記建築モデルに対応する実際の建築物に設置されたカメラの撮影データを解析することにより前記混雑範囲を取得する
請求項１０に記載のレイアウトデータ表示システム。

【請求項14】

建築モデルのレイアウトデータを表示するレイアウトデータ表示システムによるレイアウトデータ表示方法であって、
前記レイアウトデータ表示システムは、前記建築モデルのレイアウトデータを表示する際の視点位置を決定する視点位置決定部を備え、
前記視点位置決定部は、前記レイアウトデータにおいて設定される観測領域上の点と前記視点位置の候補座標とを結ぶ線分と、前記レイアウトデータに配置されたオブジェクトとの干渉回数に基づき、前記候補座標の中から前記視点位置を選定する
レイアウトデータ表示方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ビルなどのレイアウトデータを表示するレイアウトデータ表示システム及びレイアウトデータ表示方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＢＩＭ（Building Information Modeling）を始めとして、建築物のあらゆる情報を一つの３次元モデルに統合し、画面上に表示することでシステム利用者の意思決定を促進する技術が増えてきている。これらの技術では、建築物の構成要素としての各３次元モデルに属性データが埋め込まれている。その一例として特許文献１が挙げられる。

【0003】

例えば、特許文献１には、「ＢＩＭシステムは、レイアウト画面上で、ＢＩＭモデル内外の環境に影響を及ぼす環境オブジェクトを変化させながら、統合ＢＩＭモデルの環境をシミュレーションする。ここで、ＢＩＭシステムは、シミュレーション結果に基づいて、昇降機の設置位置の周辺における採光環境及び照明環境を含むレイアウト画面を生成する。」と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－１２３２２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、昇降機の設置計画においては、しばしばその待ちスペースの十分性が議論に挙がる。待ちスペースを議論するためには、建築物の３次元モデルの待ちスペース、すなわち混雑範囲を視野に入れた画面を生成することが望ましい。

【0006】

一般的に、そのような画面は建築物全体の３次元モデルから表示に不要なオブジェクトを半透明又は非表示にしたり、カメラの視点、距離、角度を手動で調整したりすることにより得ることができる。しかし、３次元モデルの構成要素の数が増えた場合や、複数の待ちスペースがある場合において、都度上記の調整を行うことは工数の面で望ましくない。従来技術にも、効率的に画面を生成する方法についてまでは言及されていない。

【0007】

上記の状況から、待ちスペースなど観測したい領域を視野に入れた画面を効率的に生成する手法が要望されていた。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の一態様のレイアウトデータ表示システムは、建築モデルのレイアウトデータを表示するレイアウトデータ表示システムであって、建築モデルのレイアウトデータを表示する際の視点位置を決定する視点位置決定部を備える。上記視点位置決定部は、レイアウトデータにおいて設定される観測領域上の点と視点位置の候補座標とを結ぶ線分と、レイアウトデータに配置されたオブジェクトとの干渉回数に基づき、候補座標の中から視点位置を選定する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の少なくとも一態様によれば、建築モデルのレイアウトデータから観測したい領域を視野に入れた画面を効率的に生成することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るレイアウトデータ表示システムとしての画面生成装置の構成例を示したブロック図である。

【図2】建築モデルデータと混雑範囲の一例を示した図である。

【図3】カメラ情報を説明する図である。

【図4】注視点の決定方法を説明する図である。

【図5】カメラ距離の決定方法を説明する図である。

【図6】カメラ角度を決定する処理の手順例を示したフローチャートである。

【図7】カメラ角度を決定する際の干渉確認処理を説明する図である。

【図8】視点選択画面の一例を示した図である。

【図9】建築モデルデータに人オブジェクトを配置した表示画面の例を示した図である。

【図10】本発明の第２の実施形態に係る画面生成装置の構成例を示したブロック図である。

【図11】切断面情報を説明する図である。

【図12】建築モデルデータを切断面により切断した表示画面の例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び添付図面において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

【0012】

＜第１の実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態に係る建築モデルのレイアウトデータ（建築モデルデータ）を表示するレイアウトデータ表示システム及びレイアウトデータ表示方法について説明する。

【0013】

［画面生成装置の構成］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るレイアウトデータ表示システムとしての画面生成装置の構成例を示したブロック図である。図示する画面生成装置１００は、記憶部１１０、演算部１２０、入出力部１３０、及びバス１４０を備えている。記憶部１１０、演算部１２０、入出力部１３０、及びバス１４０は、計算機システム（コンピューターの一例）を構成する。

【0014】

記憶部１１０は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの主記憶装置や、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリなどの補助記憶装置により構成される。記憶部１１０は、建築モデルデータ１１１、混雑範囲１１２、及びカメラ情報１１３を保持する。これらのデータ及び情報の詳細は後述する。また、記憶部１１０には、本実施形態に係る画面生成装置１００の各機能を実現するソフトウェアのプログラム（コンピュータープログラム）が格納されている。記憶部１１０は、コンピューターによって実行されるプログラムを格納したコンピューター読取可能な非一過性の記録媒体の一例として用いられる。

【0015】

演算部１２０は、主にＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成され、内部で複数の処理を実行する。ＣＰＵが、記憶部１１０に格納されたプログラムを読み出して実行することで所定の処理が実現される。その処理を大別すると、混雑範囲取得部１２１、カメラ情報決定部１２２、及び画面生成部１２３に分けられる。なお、ＣＰＵに替えて、ＭＰＵなど他のプロセッサを用いてもよい。

【0016】

混雑範囲取得部１２１は、建築モデル内の混雑範囲（例えば、後述する図２の混雑範囲１１２）の情報を取得する処理を実行する。混雑範囲取得部１２１の詳細については後述する。本実施形態では、画面に表示する領域（観測領域）の例として混雑範囲を説明するが、観測領域はこの例に限らない。

【0017】

カメラ情報決定部１２２（視点位置決定部の一例）は、建築モデルのレイアウトデータ（建築モデルデータ１１１）の観測領域（例えば、図５の可視化球５０３）を表示する際の視点位置に関連する情報（以下「カメラ情報」と称する）を決定する処理を実行する。視点は、建築モデルデータ１１１の３次元空間を「どこから見て」「どこを見ている」のかという情報である。カメラ情報決定部１２２の機能は、主に注視点座標決定部１２２ａ、カメラ距離決定部１２２ｂ、及びカメラ角度決定部１２２ｃに分けられる。カメラ情報決定部１２２のこれらの機能の詳細については後述する。

【0018】

画面生成部１２３は、決定された視点位置に基づいて建築モデルのレイアウトデータ（建築モデルデータ１１１）の観測領域を射影変換して、表示画面を生成する処理を実行する。なお、表示画面が表示する建築モデルデータ１１１の範囲（観測領域）は、必ずしも上述した可視化球５０３と一致しない。

【0019】

入出力部１３０は、入力部１３１と出力部１３２から構成される。入力部１３１は、ユーザーが操作を行うマウスやキーボードなどの入力装置で構成される。出力部１３２は、画面表示を行うディスプレイやプリンタなどの出力装置で構成される。また、入出力部１３０は、通信インターフェースとしての機能も備える。例えば、通信インターフェースには、ＮＩＣ（Network Interface Card）等が用いられる。通信インターフェースは、端子が接続されたＬＡＮやインターネット等の通信ネットワーク又は専用線等を介して、外部装置との間で各種のデータを送受信することが可能に構成される。

【0020】

バス１４０は、画面生成装置１００の機能ブロック間でデータ通信を行うための共通回路である。記憶部１１０、演算部１２０、及び入出力部１３０は、バス１４０を介して相互に通信可能に構成されている。

【0021】

なお、画面生成装置１００を構成する計算機システムは、複数の計算機システムが通信を介して連結されたものであってもよい。例えば、記憶部１１０、演算部１２０、及び入出力部１３０をそれぞれ別の計算機システムで実現し、計算機システム間を接続する通信手段をバス１４０としてもよい。

【0022】

［データの説明］
次に、画面生成装置１００で利用するデータについて説明する。まず、建築モデルデータ１１１（図１）について図２を用いて説明する。

【0023】

図２は、建築モデルデータ１１１と混雑範囲１１２の一例を示した図である。図２において、水平方向をＸ軸、鉛直方向をＹ軸、ＸＹ平面に直交する方向をＺ軸とする。Ｘ軸は、乗場ドア２０３Ｌ，２０３Ｒの開閉方向と同じである。Ｚ軸は、乗場ドア２０３Ｌ，２０３Ｒと正対（直交）する方向である。図２では、建築モデルデータ１１１の混雑範囲１１２を含む領域をある視点から見た画面の例が示されている。

【0024】

建築モデルデータ１１１は、建築モデル（建築物）の形状情報を少なくとも含むモデルデータのことをいう。代表的な建築モデルデータとして、ＢＩＭ（Building Information Modeling）データが挙げられる。例えば、建築モデルデータ１１１には、床２０１、壁２０２、エレベーター（例えば、昇降路２０４、乗場ドア２０３Ｌ，２０３Ｒ）の他、階段、窓、柱、天井、エスカレーター、及び各種空間のオブジェクトデータなどが含まれる。乗場ドア２０３Ｌと２０３Ｒを区別しない場合には、乗場ドア２０３と記載する。

【0025】

混雑範囲１１２（図１）は、注視点３０１を含む観測領域と視点位置との間に、建築モデル内の混雑する範囲の情報を少なくとも持つオブジェクトデータのことをいう。「混雑する範囲」とは、具体的にはエレベーターやエスカレーターなどの昇降機に対する待ち行列の範囲のことをいう。図２では、エレベーターの乗場（エレベーターホール）に混雑範囲１１２が設定された例が示されている。混雑範囲１１２は、図２に破線で示すように３次元データであってもよいし、高さ方向の定義を省略した２次元データ（平面）としてもよい。また、混雑範囲１１２は、一属性として建築モデルデータ１１１の中に含まれていてもよい。混雑範囲１１２は、混雑が予想される範囲の大きさや位置を示す情報の他に、エレベーター、エスカレーターなどの混雑原因、予測待ち時間、混雑範囲内の想定人数などが含まれていてもよい。

【0026】

次に、カメラ情報１１３（図１）について図３を用いて説明する。
図３は、カメラ情報１１３を説明する図である。カメラ情報１１３は、３次元のオブジェクトを２次元の画面に射影するための情報のことをいう。具体的には、カメラ情報１１３は、少なくとも、注視点３０１、カメラ距離３０３、及びカメラ角度３０２の３つの情報を持つ。透視射影法により２次元の画面を生成する場合は、これらの情報に加えてカメラオブジェクト３００の視野角の情報も保持してよい。カメラオブジェクト３００は視点位置を決定するために作成した建築モデルデータ１１１上のオブジェクトである。

【0027】

図３では、建築モデルデータ１１１の昇降路２０４に設けられた乗場ドア２０３が見えるように、カメラオブジェクト３００（視点位置）が設定されている。注視点３０１とカメラオブジェクト３００との間には、前方壁２０２Ｆがある。また、昇降路２０４の背面には後方壁２０２Ｒがある。注視点３０１からカメラオブジェクト３００（視点位置）までの距離が、カメラ距離３０３となる。

【0028】

注視点３０１とカメラオブジェクト３００（視点位置）を結ぶ線分の水平方向及び鉛直方向の角度が、カメラ角度３０２となる。図３では平面的に表示しているため、カメラ角度３０２は一つの角度に見えるが、実際には、水平方向の角度を表すＹ軸周り（鉛直軸周り）カメラ角度と、鉛直方向の角度を表すＸ軸周り（水平軸周り）カメラ角度の２つの角度の情報を持つ。図３のカメラ角度３０２は、鉛直方向のカメラ角度を表している。これらの情報により３次元オブジェクトに対して射影処理を行うことで、２次元の画面が一意に生成される。

【0029】

［処理の説明］
次に、画面生成装置１００の演算部１２０の各機能ブロックによって実施される処理について説明する。

【0030】

（混雑範囲取得部）
まず、混雑範囲取得部１２１の処理について説明する。
混雑範囲取得部１２１は、建築モデルデータ１１１により表される建築モデルの混雑範囲１１２を予測し、混雑範囲オブジェクトとして取得する。混雑範囲取得部１２１が建築モデルの混雑範囲１１２を取得する方法の一例として、昇降機（本実施形態ではエレベーター）の交通計算を用いる方法がある。まず、混雑範囲取得部１２１は、昇降機の交通計算により算出された所定時間（例えば５分間）の輸送能力と所定時間帯の予測される交通需要との差分から、昇降機の予測待ち人数を算出する。次に、予測待ち人数分の人の占有エリアを予め入力された整列先頭位置から並べていくことで、その占有エリアの外形を予測待ち人数が必要とする空間（混雑範囲１１２）として推定することができる。混雑範囲取得部１２１は、推定した混雑範囲１１２を記憶部１１０に記憶する。

【0031】

また、混雑範囲１１２の予測には、人流シミュレーションの結果を用いてもよい。この場合、混雑範囲取得部１２１は、人流シミュレータにより計算された待ち行列の範囲や人の密度が閾値を超えた領域を、混雑範囲１１２とすればよい。

【0032】

また、混雑範囲取得部１２１は、交通計算や人流シミュレーションから予測混雑範囲を得る代わりに、建築モデルに対応する実際の建築物に取り付けられた監視カメラの撮影データを解析することにより混雑範囲１１２を取得してもよい。この場合、混雑範囲１１２にリアルタイムの人流を反映することが可能である。混雑範囲取得部１２１の説明は以上である。

【0033】

上述したような昇降機の交通計算、人流シミュレーション、又は実際のカメラ映像の解析結果により、対象昇降機の混雑範囲１１２を取得して表示画面に反映することで、建築物のオーナー等に説明する際に効果的な画面を作成することができる。

【0034】

（カメラ情報決定部）
続いて、カメラ情報決定部１２２の処理について図４～図６を用いて説明する。
カメラ情報決定部１２２は、３次元オブジェクトを画面に射影する際に利用する注視点３０１、カメラ距離３０３、及びカメラ角度３０２を決定する。

【0035】

－注視点座標の決定方法－
注視点座標決定部１２２ａによる注視点座標の決定方法について図４を用いて説明する。
図４は、注視点座標の決定方法を説明する図である。まず、射影によって最終的に得られる画面において視野に含めたい点を可視化点４００とし、これを決定する。可視化点４００の種類は予め決めておいてもよいし、ユーザーにより選択可能としてもよい。例えば、エレベーター周りの混雑を視野に入れるような画面を生成したい場合は、図４に示すように、建築モデルデータ１１１における乗場ドア２０３（エレベータ）の位置や、エレベーターの混雑範囲１１２の端点を可視化点４００とすればよい。例えば、混雑範囲１１２の端点は、混雑範囲１１２を表す領域（空間）を構成する線分の端点（例えば、頂点）である。本実施形態では、可視化点４００は、混雑範囲１１２の端点を少なくとも含む。

【0036】

図４には、基準階（通常１階）と任意の階床（床２０１）とその上の階床（床２１１）をサービス階として急行運転するシャトルエレベーター、及び、上側の階床（床２１１）から上の各階をサービス階とするエレベーターの例が示されている。上側の階床（床２１１）は、スカイロビーなどと呼ばれる。右側のシャトルエレベーターでは、昇降路２０４－１が上側の階床（床２１１）で終わっている。また、左側のエレベーターでは、上側の階床（床２１１）から上方に昇降路２０４－２が延びている。図４では、下側の階床（床２０１）と上側の階床（床２１１）に対して、複数の可視化点４００が設定されている。

【0037】

可視化点４００を決定する際、エレベーターの出発階情報を用いることで、出発階におけるエレベーター（乗場ドア２０３）や混雑範囲１１２のみ可視化点４００を抽出するようにしてもよい。これは、出発階に混雑が起きやすい出勤時間帯の混雑状況を画面に表示したいときに有効な処理となる。

【0038】

また、可視化点４００を決定する際に、複数のエレベーターバンクの混雑範囲１１２を同時に可視化点４００としてもよい。これは最終的に、複数のエレベーターバンクをまとめて見渡すような視点を生成することにつながる。同時に表示するエレベーターバンクの組合せは事前に画面生成装置１００に入力できるようにしてもよい。また、エレベーターのサービス階に共通部分があるバンク同士を同時に表示するように、バンクの組合せを画面生成装置１００（例えば、注視点座標決定部１２２ａ）が自動で作成してもよい。

【0039】

注視点３０１の座標を決定する際は、例えば、注視点座標決定部１２２ａが可視化点４００の集合の重心座標を計算すればよい。ただし、注視点３０１は、画面生成装置１００に対するユーザーの入力など、異なる手段で決定されてもよい。

【0040】

－カメラ距離の決定方法－
次に、カメラ距離決定部１２２ｂによるカメラ距離３０３の決定方法について、図５を用いて説明する。画面に表示したい建築モデルデータ１１１は、図３に示した複数の可視化点４００を含むものとする。

【0041】

図５は、カメラ距離の決定方法を説明する図である。この方法において、カメラオブジェクト３００の視野角５０４は予め決定されているものとする。まず、可視化点４００の中で先に決定した注視点３０１から最も遠い可視化点５０１を探索し、注視点３０１と可視化点５０１との距離にマージン５０２（余裕部分）を足した値ｒを半径とする可視化球５０３（観測領域の例）を形成する。可視化球５０３は３次元である。

【0042】

そして、カメラ距離（図３のカメラ距離３０３）として、この可視化球５０３が視野角範囲５０６にちょうど接するような距離５０５を求めればよい。そのような距離５０５は、視野角５０４を“Ｆ”、可視化球５０３の半径を“ｒ”としたとき、ｒ／ｓｉｎ（Ｆ／２）で求めることができる。これにより、可視化点４００を全て視野内に入れるようなカメラ距離を求めることができる。少なくとも可視化球５０３を含む領域が２次元の画面に表示される。

【0043】

－カメラ角度の決定方法－
次に、カメラ角度決定部１２２ｃによるカメラ角度３０２の決定方法について、図６を用いて説明する。
図６は、カメラ角度３０２を決定する処理の手順例を示したフローチャートである。
カメラ角度３０２を決定することは、建築モデルデータ１１１の視点位置を決定することにつながる。

【0044】

まず、カメラ角度決定部１２２ｃは、決定されたカメラ距離３０３の条件下で、カメラ角度を変えながら視点候補ｖを生成し、視点候補ｖごとに処理Ｓ６０２～Ｓ６０４の処理を繰り返し実施する（Ｓ６０１）。処理Ｓ６０１では、まずカメラ角度決定部１２２ｃは、Ｙ軸周りのカメラ角度とＸ軸周りのカメラ角度とを設定した視点候補ｖを一つ生成する。ここで、視点とは、カメラオブジェクト３００の位置のことをいい、注視点３０１、カメラ距離３０３、及びカメラ角度３０２が決まれば一意に決まるものである。

【0045】

Ｙ軸周り及びＸ軸周りそれぞれのカメラ角度の変化幅は予め設定して記憶部１１０に記憶しておくか、ユーザーが入力できる方式とすればよい。例えば、変化幅に５度という値を用いてもよい。

【0046】

また、Ｙ軸周り及びＸ軸周りそれぞれのカメラ角度に関して、最大値と最小値をユーザーが入力する方式としてもよい。特に、Ｘ軸周り（鉛直方向）のカメラ角度の最大値と最小値を適切に設定することで、急すぎるカメラ角度を持つ視点が生成されることを事前に防ぐことができる。

【0047】

例えば、Ｘ軸周りのカメラ角度の最小値は０度であり、最大値は絶対値９０度である。Ｘ軸周りのカメラ角度が０度とは、注視点３０１を水平方向から見ている状態である。急すぎるカメラ角度では、注視点３０１を真上又はそれに近い視点から見るような状態となり、画面に表示される建築モデルデータ１１１が見づらいものとなる。なお、建築モデルデータ１１１に対する注視点３０１の真下は床であるから、通常は真下又は真下に近い位置からの視点が採用されることはない。このように、カメラ角度決定部１２２ｃは、カメラ角度３０２を決定する際、鉛直方向のカメラ角度が０度又は９０度に近いほど評価値が低くなる重み付き評価関数を用いることが望ましい。

【0048】

逆に、Ｙ軸周り（水平方向）のカメラ角度が最小値（０度）の場合は、注視点３０１を真横から見ることになり見づらいため、このカメラ角度は例えば１０度以上が望ましい。このように、カメラ角度決定部１２２ｃは、カメラ角度３０２を決定する際、水平方向のカメラ角度が建築モデルデータ１１１の図面正方向に近いほど評価値が高くなる重み付き評価関数を用いることが望ましい。図面正方向は、２次元図面に対して設定され、属性情報として建築モデルデータ１１１に登録される。一般に、平面図の上方向が正方向に設定される。また、方位記号を用いて平面図の図面正方向と方位との関係を表すこともある。

【0049】

続いて、カメラ角度決定部１２２ｃは、処理Ｓ６０２を実施する。処理Ｓ６０２では、カメラ角度決定部１２２ｃは、設定された視点候補ｖにおいて、カメラ距離３０３を決定する際に生成した可視化点ｐ（図５の可視化点４００）の集合Ｐに対して、処理Ｓ６０３を可視化点ｐの個数分行う（Ｓ６０２）。

【0050】

処理Ｓ６０３では、カメラ角度決定部１２２ｃは、可視化点ｐの集合Ｐごとに、可視化点ｐと視点候補ｖとを結ぶ線分が他のオブジェクトと干渉した回数をカウントし、当該視点候補ｖの合計干渉回数に足し合わせる（Ｓ６０３）。

【0051】

図７は、カメラ角度３０２を決定する際の干渉確認処理を説明する図である。図７において、カメラ角度決定部１２２ｃは、可視化点４００と視点候補のカメラオブジェクト７０３を直線で結び、その２点間の線分が建築モデルデータ１１１内の他のオブジェクトと干渉した回数ｎをカウントする。次に、カメラ角度決定部１２２ｃは、可視化点４００と視点候補のカメラオブジェクト７０４を直線で結び、その２点間の線分が建築モデルデータ１１１内の他のオブジェクトと干渉した回数ｎをカウントする。図７の例では、可視化点４００とカメラオブジェクト７０２を結ぶ線分が、干渉部分Ｉｎで前方壁２０２Ｆと干渉している。したがって、視点位置としてより上方にあるカメラオブジェクト７０１を選択することで、前方壁２０２Ｆによって可視化点４００が遮られることを避けられる。

【0052】

干渉回数のカウントに関しては、線分とオブジェクトを構成するポリゴンとの干渉回数を全てカウントしてもよいし、１オブジェクトにつき１回までとしてもよい。

【0053】

カウントした値は、現在の視点候補ｖと紐づく合計干渉回数に足し合わせる。処理Ｓ６０２では、可視化点ｐの個数分の繰り返し処理を実施するため、この合計干渉回数は全可視化点ｐの分だけ足し合わされる。

【0054】

この際、合計干渉回数が予め設定した閾値を超えた場合は、合計干渉回数に予め設定した十分大きな値を加えて当該視点候補ｖでの干渉確認処理を終了してもよい。可視化点ｐとオブジェクトの数が多く、干渉確認に時間がかかる場合は、この方法により処理時間を短縮できることが期待される。

【0055】

また、干渉確認を行うオブジェクトは、予め建築モデルデータ１１１内で専用の属性を付与するか、建築モデルデータ１１１における特定の属性のオブジェクトのみを干渉確認するような処理を行ってもよい。このような処理を行うことで、例えば天井、ダクトなど、予め非表示にするようなオブジェクトまで干渉確認してしまうことを避けることができる。また、表示対象階でないオブジェクトの干渉確認も避けることができる。

【0056】

次いで、カメラ角度決定部１２２ｃは、集合Ｐにおいて可視化点ｐごとに実施していた処理が終了した場合、当該集合Ｐに対する繰り返し処理を終了する（Ｓ６０４）。

【0057】

次いで、カメラ角度決定部１２２ｃは、カメラ角度を変えて算出した全ての視点候補ｖに対する処理が終了した場合、繰り返し処理を終了する（Ｓ６０５）。

【0058】

次いで、カメラ角度決定部１２２ｃは、視点候補ｖごとに記録された合計干渉回数が多いほど評価値が低くなるような重み付き評価関数を用い、当該評価関数の値が最小となる視点候補ｖを探索、取得する（Ｓ６０６）。これにより、可視化点が他のオブジェクトに遮られることがより少ない視点を得ることができる。それゆえ、後述する画面生成部１２３は、昇降機の混雑範囲１１２を視野に入れた画面を円滑に作成できる。

【0059】

なお、重み付き評価関数には、合計干渉回数以外の評価項目を入れ込んでもよい。例えば、建築モデルデータ１１１における図面正方向の視点を得やすくなるように、視点から注視点３０１への視線方向が図面正方向から遠ざかるほど評価値が低くなるような項を追加してもよい。これにより、図面で議論を進めている人にも伝わりやすい画面を生成することができる。

【0060】

また、重み付き評価関数には、カメラ角度が急な視点が生成されることをなるべく避けるため、例えばＸ軸周り（鉛直方向）のカメラ角度が４５度から遠ざかるほど評価値が低くなるような項を追加してもよい。

【0061】

また、重み付き評価関数を用いてカメラ角度を決定する際、重みの異なる複数の評価関数を用いて評価を行い、それぞれ評価関数で最適な視点候補を決定した後に、最終的な選択をユーザーにゆだねる方式としてもよい。その際は、例えば、図８に示すように視点選択画面により、ユーザーが最終的なカメラ角度を決定する方式とすればよい。

【0062】

図８は、視点選択画面の一例を示した図である。図示する視点選択画面８００には、左右方向に二つの画面８１０，８２０が表示されている。左側の画面８１０の視点位置は、図２とほぼ同じである。画面８２０の視点位置は、Ｙ軸周りのカメラ角度が大きい例である。視点選択画面８００に「いずれかの視点を選択してください」というユーザーの選択を促すメッセージが表示される。ユーザーは、入力部１３１により画面８１０，８２０を選択した後、「ＯＫ」ボタンを押下することで表示する画面を確定する。「キャンセル」ボタンにより、一度選択した画面をキャンセルすることができる。図８では、太線で示されているように画面８１０が選択されている。

【0063】

決定した注視点３０１、カメラ距離３０３、及びカメラ角度３０２はまとめて、カメラ情報１１３として記憶部１１０に記録される。
以上がカメラ情報決定部１２２の処理の内容である。

【0064】

（画面生成部）
最後に、画面生成部１２３の処理について説明する。
画面生成部１２３は、カメラ情報１１３に基づいて建築モデルデータ１１１の射影変換を実行し、表示画面を生成して出力部１３２に出力する。例えば、射影処理は一般的な透視射影法を用いればよい。画面生成部１２３は、画面生成の際に、シミュレーションや実際の監視カメラの撮影データなどから得られる人の位置に、人オブジェクト９１０を建築モデルデータ１１１に配置した状態で表示画面を生成してもよい。図９に、建築モデルデータ１１１に人オブジェクト９１０を配置した表示画面の例を示す。画面９００では、実際の建築物内の図示しない監視カメラの撮影データを利用して人オブジェクト９１０を表示している。画面９００によれば、現在のエレベーターホールは計画時（例えば、図８の画面８１０，８２０）よりも人が混雑していることがわかる。

【0065】

なお、画面生成部１２３による画面生成の際、カメラ情報決定部１２２で決定した可視化点とカメラとを結ぶ線分との間に他のオブジェクトとの干渉がある場合は、干渉しているオブジェクトを半透明表示したり、非表示にしたりしてもよい。

【0066】

また、画面生成部１２３は、半透明表示の際の透明度を決定する際、干渉回数が多いほど透明度を上げるような処理を行ってもよい。このように、干渉回数に応じて透明度を調整することで、オブジェクトの干渉が多い部分と少ない部分とで、累積の透明度を同じように表示できる。例えば、オブジェクトの干渉が多い部分（視線方向）であっても、オブジェクトの向こう側に映っている人や任意の物体を干渉が少ない部分（視線方向）と同様の半透明（濃度）で表示することが可能となる。

【0067】

また、画面生成部１２３は画面生成の際に、予め建築モデルデータ１１１の各オブジェクトに登録しておいた属性情報を用いて、天井やダクトなど人の通行に関わらないオブジェクトを非表示とするような制御を行ってもよい。また、画面生成部１２３は、可視化点４００を設置した表示対象階以外の階のオブジェクトを非表示とするような制御を行ってもよい。

【0068】

本発明における第１の実施形態についての説明は以上である。上述したように、第１の実施形態に係るレイアウト表示システム（画面生成装置１００）は、建築モデルのレイアウトデータ（建築モデルデータ１１１）を表示するレイアウトデータ表示システムであって、建築モデルのレイアウトデータを表示する際の視点位置（カメラオブジェクト３００）を決定する視点位置決定部（カメラ情報決定部１２２）を備える。この視点位置決定部は、レイアウトデータにおいて設定される観測領域上の点（可視化点４００）と視点位置の候補座標（視点候補ｖ：カメラオブジェクト７０３，７０４）とを結ぶ線分と、レイアウトデータに配置されたオブジェクト（例えば、前方壁２０２Ｆ）との干渉回数に基づき、候補座標の中から視点位置を選定する。

【0069】

上記のように構成された第１の実施形態に係るレイアウト表示システムによれば、建築モデルのレイアウトデータにおいて設定される観測領域上の点と視点位置の候補座標とを結ぶ線分と、レイアウトデータに配置されたオブジェクトとの干渉回数に基づき、候補座標の中から視点位置を選定する。そのため、オブジェクトの干渉がより少ない視点位置を選定することが可能となる。したがって、建築モデルのレイアウトデータから観測領域を視野に含めた画面を効率的に自動生成することができる。それゆえ、ユーザーによる視点探索の工数を短縮できる。

【0070】

例えば、建築モデルに昇降機を設置する場合、観測領域として昇降機により生じる混雑範囲を視野に入れた画面を効率的に自動生成することができる。このため、建築モデルのレイアウトデータを用いた昇降機の設置計画や運用において、ユーザーが視点位置を手動で探索する工数を低減することができる。

【0071】

また、上述した第１の実施形態に係るレイアウト表示システム（画面生成装置１００）では、視点位置決定部（カメラ情報決定部１２２）は、レイアウトデータ（建築モデルデータ１１１）から抽出した複数の可視化点（可視化点４００）からなる可視化点群を観測領域（可視化球５０３）に含むように、入力された視野角（視野角５０４）と観測領域内の注視点（注視点３０１）とに基づいて、当該注視点から視点位置までの距離（カメラ距離３０３）を決定するように構成されている。

【0072】

また、上述した第１の実施形態に係るレイアウト表示システム（画面生成装置１００）では、視点位置決定部（カメラ情報決定部１２２）は、観測領域内の複数の可視化点（可視化点４００）と視点位置の候補座標（カメラオブジェクト７０３，７０４）とを結ぶ線分と、レイアウトデータ（建築モデルデータ１１１）内のオブジェクトとの干渉回数を計算し、干渉回数がより少ない線分に対応する候補座標を視点位置に選定し、注視点（注視点３０１）と視点位置を結ぶ線分の水平方向及び鉛直方向の角度を表すカメラ角度（カメラ角度３０２）を決定するように構成されている。

【0073】

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、建築モデルデータ１１１から人の通行に関わらない部分を切断して非表示にした画面を自動生成する例である。第２の実施形態について、主に第１の実施形態との差分に重点を置いて説明する。

【0074】

図１０は、本発明の第２の実施形態に係る画面生成装置の構成例を示したブロック図である。図示する画面生成装置１００Ａは、記憶部１１０、演算部１２０、入出力部１３０、及びバス１４０を有する。このうち、入出力部１３０、及びバス１４０の内容は、第１の実施形態の場合と同様である。

【0075】

記憶部１１０は、建築モデルデータ１１１、混雑範囲１１２、及びカメラ情報１１３に加え、切断面情報１００１を保持する。

【0076】

演算部１２０により実行される処理を大別すると、混雑範囲取得部１２１、切断面生成部１００２、カメラ情報決定部１２２、及び画面生成部１２３に分けられる。

【0077】

［データの説明］
次に、画面生成装置１００Ａで利用するデータについて説明する。ここでは第１の実施形態との差分のみ説明を行う。

【0078】

図１１は、切断面情報１００１を説明する図である。切断面情報１００１は、図１１に示すように、建築モデルデータ１１１を切断表示するための領域を表す情報であり、建築モデルデータ１１１を切断する断面の情報（位置、断面の方向、角度）を持つ。領域は閉じていてもよいし、一部が開放された半空間となっていてもよい。図１１では、建築モデルデータ１１１（建築物）が、切断面情報１００１に基づく切断領域１０１０によって切断される様子が表されている。切断領域１０１０は、建築モデルデータ１１１の最下階から最上階を横断的に切断する。切断領域１０１０には、各階のエレベーターホール１１１１と、エレベーターホール１１１１に続く通路１１１２のオブジェクトが含まれる。エレベーターホール１１１１は通路の一部である。

【0079】

［処理の説明］
次に、画面生成装置１００Ａの演算部１２０の各機能ブロックによって実施される処理について説明する。

【0080】

（混雑範囲取得部）
混雑範囲取得部１２１に関しては、第１の実施形態と同様の処理を行えばよい。

【0081】

（切断面生成部）
切断面生成部１００２は、混雑範囲１１２の視認性を上げるために建築モデルデータ１１１を切断する切断面情報１００１を生成する。切断面情報１００１の生成は、最終的に表示データとして残す領域を決定することに相当する。その切断面情報１００１の生成方法として、例えば、建築モデルデータ１１１内の空間オブジェクトの属性を参照し、通路属性を持つ領域の外形を取る方法がある。

【0082】

また、切断面情報１００１の他の生成方法として、建築モデルデータ１１１上で人流シミュレーションを実施し、人の通行した領域を含むように領域を形成する手法がある。これは、例えば、人の通行領域の外形を取ることで実現する。人が通行した経路を記録し、その経路に人の占有エリアを並べることで、人の通行領域の外形を得ることができる。
あるいは、切断面情報１００１は、可視化点４００の集合の外形を取るという方法で生成されてもよい。
以上が切断面生成部１００２の処理の説明である。

【0083】

（カメラ情報決定部）
カメラ情報決定部１２２は、第１の実施形態と同様に、画面を構成するのに必要な注視点３０１、カメラ距離３０３、及びカメラ角度３０２の決定を行う。このうち、注視点３０１、及びカメラ距離３０３の決定に関しては、第１の実施形態と同様の手法により行えばよい。

【0084】

カメラ角度の決定に関しても、第１の実施形態で説明したように、可視化点４００とカメラオブジェクトとを結ぶ線分と他のオブジェクトとの合計干渉回数を視点候補ｖごとに計算し、合計干渉回数が少ないときに評価値が高くなるような重み付き評価関数を用いる。ただし、干渉回数を計算する際、オブジェクト上の干渉点が切断面情報１００１により切断される領域（図１１の切断領域１０１０の外部）にある場合は、干渉回数にカウントする必要はない。また、干渉確認を行う前に、建築モデルデータ１１１を切断面情報１００１により切断して新たな３次元データを構築してもよい。これにより、切断後の建築モデルデータ１１１の状態を考慮してカメラ角度を決定することができる。
以上がカメラ情報決定部１２２の説明である。

【0085】

（画面生成部）
画面生成部１２３は、建築モデルデータ１１１の各オブジェクトをカメラ情報１１３に基づき射影し、画面を生成及び出力する。各オブジェクトを射影する際、切断面情報１００１により切断される領域（図１１の切断領域１０１０の外部）に存在する部分を射影しないような処理を行ってもよい。この処理を行うことで、図１２に示すような各オブジェクトを切断した画面１２００を生成することができる。

【0086】

図１２は、建築モデルデータ１１１を切断面により切断した表示画面の例を示した図である。図１２に示す画面１２００には、１階の通路属性を持つ床オブジェクト１２０１、２階の通路属性を持つ床オブジェクト１２０２、及び、３階の通路属性を持つ床オブジェクト１２０３が表示されている。各床オブジェクト１２０１～１２０３は、エレベーターホール１２１０と、エレベーターホール１２１０に続く通路１２２０から構成されている。１階のエレベーターホール１２１０には、乗場ドア２０３Ｌ，２０３Ｒと乗りかご２０５Ｌ，２０５Ｒが表示されており、二つの乗りかご２０５Ｌ，２０５Ｒが１階で停止している。また、２階のエレベーターホール１２１０には乗場ドア２０３Ｌ，２０３Ｒが、３階のエレベーターホール１２１０には乗場ドア２０３Ｌ，２０３Ｒが表示されている。建築モデルデータ１１１内のその他のオブジェクトは、切断面情報１００１により表示されない。

【0087】

本発明における第２の実施形態についての説明は以上である。上述したように、第２の実施形態に係るレイアウト表示システム（画面生成装置１００Ａ）は、レイアウトデータ（建築モデルデータ１１１）の観測領域を表示するために、レイアウトデータの切断面を表す切断面情報（切断面情報１００１）を生成する切断面生成部（切断面生成部１００２）を備える。画面生成部（画面生成部１２３）は、切断面情報に基づいて、当該レイアウトデータの切断面により構成される領域（切断領域１０１０）の内側にあるオブジェクトを上記観測領域として射影変換する。

【0088】

上記のように構成された第２の実施形態に係るレイアウト表示システムによれば、建築モデルのレイアウトデータから人の通行に関わらない部分を切断して非表示にした画面を自動生成することができる。このため、ユーザーによるオブジェクトの表示設定、切断設定などの設定にかかる工数も削減することができる。そして、混雑範囲１１２を視認するのに妨げとなる領域を取り除くことで、混雑範囲１１２の視認性を向上することができる。

【0089】

上述した第１及び第２の実施形態では、昇降機としてエレベーターを例に説明したが、エスカレーター等の他の昇降機でもよい。

【0090】

さらに、本発明は上述した第１及び第２の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。例えば、上述した各実施形態は本発明を分かりやすく説明するためにレイアウトデータ表示システム（画面生成装置１００，１００Ａ）の構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成要素に置き換えることが可能である。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成要素を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成要素の追加又は置換、削除をすることも可能である。

【0091】

また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。ハードウェアとして、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの広義のプロセッサデバイスを用いてもよい。

【0092】

また、上述した第１及び第２の実施形態に係る画面生成装置１００，１００Ａの各構成要素は、それぞれのハードウェアがネットワークを介して互いに情報を送受信できるならば、いずれのハードウェアに実装されてもよい。また、演算部内のある処理部により実施される処理が、１つのハードウェアにより実現されてもよいし、複数のハードウェアによる分散処理により実現されてもよい。

【0093】

また、本明細書においては、「平行」及び「直交」などの用語を使用する場合、各々の用語は、厳密な「平行」及び「直交」のみを意味する用語ではなく、厳格な意味での「平行」及び「直交」を含み、さらにその機能を発揮し得る範囲にある「略平行」及び「略直交」の意味をも含むものである。

【符号の説明】

【0094】

１００，１００Ａ…画面生成装置（レイアウト表示システム）、 １１０…記憶部、 １１１…建築モデルデータ、 １１２…混雑範囲、 １１３…カメラ情報、 １２０…演算部、 １２１…注視点座標決定部、 １２２…カメラ情報決定部、 １２２ａ…注視点座標決定部、 １２２ｃ…カメラ角度決定部、 １２３…画面生成部、 １３０…入出力部、 ３００…カメラオブジェクト（視点）、 ３０１…注視点、 ３０２…カメラ角度、 ３０３…カメラ距離、 ４００…可視化点、 ５０１…可視化点、 ５０２…マージン、 ５０３…可視化球、 ５０４…視野角、 ５０５…距離、 ５０６…視野角範囲、 ７０１，７０２…カメラオブジェクト（視点候補）、 ８００…視点選択画面、 ８１０，８２０…画面、 ９００…画面、 ９１０…人オブジェクト、 １００１…切断面情報、 １００２…切断面生成部、 １０１０…切断領域、 １１１１…エレベーターホール、 １１１２…通路、 １２００…画面、 １２０１～１２０３…床オブジェクト、 １２１０…エレベーターホール、 １２２０…通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】