特開 2024-108426 ３次元ＣＡＤ装置の使用方法

(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】P2024108426

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】３次元ＣＡＤ装置の使用方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/10 20200101AFI20240805BHJP

   G06F 30/12 20200101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

G06F30/10

G06F30/12

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023012782

(22)【出願日】2023-01-31

(71)【出願人】

【識別番号】514018238

【氏名又は名称】株式会社きんそく

(71)【出願人】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107478

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 薫

(72)【発明者】

【氏名】田中 達

(72)【発明者】

【氏名】濱野 真緒

(72)【発明者】

【氏名】田邊 潔志

(72)【発明者】

【氏名】坂本 知之

【テーマコード（参考）】

5B146

【Ｆターム（参考）】

5B146AA04

5B146BA01

5B146DE03

5B146EA03

5B146EA07

5B146EA15

5B146EC02

5B146EC08

(57)【要約】

【課題】３次元モデルに対する任意の投影図に、煩雑な操作を行なうことなく寸法を把握できる３次元ＣＡＤ装置の使用方法を提供する。
【解決手段】３次元ＣＡＤ装置の使用方法であって、異なる視点で表現され、寸法線が描かれた複数の２次元図面を３次元ＣＡＤ装置にインポートし、２次元図面の尺度と基点と視点を整合させた後に、２次元図面の何れかを第１基準面として画面表示し、当該２次元図面に示された寸法線に基づいて第１オブジェクトとなる平面図形を描画する第１描画ステップと、第１基準面と交差する他の２次元図面を第２基準面として画面表示し、２次元図面に示された寸法線に基づいて、第１オブジェクトに高さを持たせた第２オブジェクトとなる立体図形を描画する第２描画ステップと、第１描画ステップと第２描画ステップを、各２次元図面に対して繰返し実行することにより３次元モデルを生成する３次元モデル生成ステップと、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

３次元描画空間に３次元構造物を生成する３次元ＣＡＤ装置の使用方法であって、
異なる視点で表現され、前記３次元構造物に対応する寸法線が描かれた複数の２次元図面を前記３次元ＣＡＤ装置にインポートする２次元図面入力ステップと、
前記３次元描画空間において、前記２次元図面の各尺度を所定の尺度に整合させる尺度整合ステップと、
前記所定の尺度に整合した前記２次元図面に含まれる任意の基点が前記３次元描画空間の対応する位置と整合するように、前記２次元図面を平行移動させる基点整合ステップと、
前記基点を整合した前記２次元図面を、前記３次元描画空間と前記視点が整合するように、必要に応じて所定の基線を軸に回転させる視点整合ステップと、
前記視点を整合した前記２次元図面の何れかを選択して、第１基準面として画面表示し、選択された前記２次元図面に示された前記寸法線に基づいて、第１オブジェクトとなる平面図形を描画する第１描画ステップと、
前記第１基準面と交差する他の２次元図面を選択して、第２基準面として画面表示し、前記２次元図面に示された前記寸法線に基づいて、前記第１オブジェクトに高さを持たせた第２オブジェクトとなる立体図形を描画する第２描画ステップと、
前記第１描画ステップと前記第２描画ステップを、各２次元図面に対して繰返し実行することにより３次元モデルを生成する３次元モデル生成ステップと、
を含む３次元ＣＡＤ装置の使用方法。

【請求項2】

前記３次元モデル生成ステップにより生成され、前記視点の何れかから眺めた３次元モデルを表示するとともに、前記視点に対応する前記２次元図面を重畳して正対するように表示し、前記２次元図面に示された寸法と前記三次元モデルとの整合状態を確認する整合状態確認ステップを備え、
各視点から眺めた３次元モデルに対して、前記整合状態確認ステップを繰り返す三次元モデル検証ステップと、
を備えている請求項１記載の３次元ＣＡＤ装置の使用方法。

【請求項3】

前記３次元モデルが土木構造物である請求項１または２記載の３次元ＣＡＤ装置の使用方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３次元ＣＡＤ装置の使用方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば大型の構造躯体などの構造物を構築する土木建築現場などでは、施工業者が、設計者により作成された視点が異なる複数枚の二次元図面を用いて、構造物の形状や寸法などを確認しながら施工を進めていた。

【0003】

しかし、複数の二次元図面の間で不整合がある場合に、事前にその不整合を把握できなければ、施工の中断を招くなどの不都合な状況が発生する虞があった。

【0004】

そこで、業務の効率化を企図して、ＣＩＭ（Construction Information Modeling）が導入されつつある。ＣＩＭを導入する場合でも、設計者により作成された視点が異なる複数枚の二次元図面に基づいて、ＣＡＤオペレータが３次元ＣＡＤ装置を操作することにより構造物の三次元モデルが作成される。その際に、複数の二次元図面の間で不整合があることが判明すると、設計者により不整合な図面の修正作業を経て、最終的な三次元モデルが完成する。

【0005】

土木建築現場では、現場責任者が、表示装置に表示された三次元モデルと紙に印刷された複数の二次元図面に基づいて構造物の検証を行ない、問題が無いと確認された後に施工作業が進められる。

【0006】

現場責任者による検証作業において、表示装置に表示された三次元モデルの各部位の寸法などを確認する際に、紙に印刷された複数の二次元図面から対応する図面を選択して二次元図面に記載された寸法を確認する必要があるが、この作業が非常に煩雑であるという問題があった。二次元図面が表示装置に表示される場合でも、三次元モデルと二次元図面を其々対比しながら確認する煩雑な作業が必要であることに変わりはない。

【0007】

特許文献１には、設計物の立体形状を示す３次元モデルから生成され、複数の投影図から構成される２次元図面と、当該２次元図面を生成した３次元モデルを構成する要素ごとの座標値とを記憶する記憶手段を備える情報処理装置が開示されている。

【0008】

当該情報処理装置は、記憶手段に記憶された２次元図面を構成する任意の投影図において、奥行き方向の寸法を算出するための基準となる要素の指定を受け付ける第１の指定受付手段と、記憶手段に記憶された２次元図面を構成する任意の投影図において、奥行き方向の寸法を算出する要素の指定を受け付ける第２の指定受付手段と、第１の指定受付手段で指定を受け付けた要素と、第２の指定受付手段で指定を受け付けた要素とに基づいて、２次元図面を生成した３次元モデルにおいて、当該要素間の距離を算出するための処理を行う算出手段と、算出手段における処理に応じて算出された距離を、第２の指定受付手段で指定を受け付けた要素の奥行き方向の寸法として表示するための処理を行う表示手段とを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１４－４４０７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかし、特許文献１に開示された情報処理装置は、３次元モデルに対する任意の投影図に寸法を表示するために、基準となる要素と奥行き方向の寸法を算出する要素の其々を指定する操作が必要となり、各要素を指定するための操作が煩雑であるという問題があった。また任意の投影図における寸法を表示するために、基準となる要素と基準からの寸法を算出する要素の其々を指定する操作が必要となり、同様に各要素を指定するための操作が煩雑になる。

【0011】

本発明の目的は、上述した従来の課題に鑑み、３次元モデルに対する任意の投影図に、煩雑な操作を行なうことなく寸法を把握できる３次元ＣＡＤ装置の使用方法を提供する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上述の目的を達成するため、本発明による３次元ＣＡＤ装置の使用方法の第一の特徴構成は、３次元描画空間に３次元構造物を生成する３次元ＣＡＤ装置の使用方法であって、異なる視点で表現され、前記３次元構造物に対応する寸法線が描かれた複数の２次元図面を前記３次元ＣＡＤ装置にインポートする２次元図面入力ステップと、前記３次元描画空間において、前記２次元図面の各尺度を所定の尺度に整合させる尺度整合ステップと、前記所定の尺度に整合した前記２次元図面に含まれる任意の基点が前記３次元描画空間の対応する位置と整合するように、前記２次元図面を平行移動させる基点整合ステップと、前記基点を整合した前記２次元図面を、前記３次元描画空間と前記視点が整合するように、必要に応じて所定の基線を軸に回転させる視点整合ステップと、前記視点を整合した前記２次元図面の何れかを選択して、第１基準面として画面表示し、選択された前記２次元図面に示された前記寸法線に基づいて、第１オブジェクトとなる平面図形を描画する第１描画ステップと、前記第１基準面と交差する他の２次元図面を選択して、第２基準面として画面表示し、前記２次元図面に示された前記寸法線に基づいて、前記第１オブジェクトに高さを持たせた第２オブジェクトとなる立体図形を描画する第２描画ステップと、前記第１描画ステップと前記第２描画ステップを、各２次元図面に対して繰返し実行することにより３次元モデルを生成する３次元モデル生成ステップと、を含む点にある。

【0013】

２次元図面入力ステップで、３次元構造物に対応する寸法線が描かれた複数の２次元図面ファイルが３次元ＣＡＤ装置にインポートされて３次元描画空間に２次元図面が定義される。尺度整合ステップで、複数の２次元図面の尺度が統一され、基点整合ステップで、複数の２次元図面に含まれる任意の基点が前記３次元描画空間の対応する位置と整合するように、２次元図面が３次元描画空間内で平行移動され、視点整合ステップで、３次元描画空間と前記視点が整合するように、所定の基線を軸に対応する２次元図面を回転させることで、基点を基準に複数の２次元図面の相対的な位置関係が３次元描画空間で整合される。

【0014】

その後、３次元モデル生成ステップで、第１描画ステップと第２描画ステップが繰り返されることで、３次元モデルが生成される。第１描画ステップでは、視点が整合された２次元図面の何れかが選択され、選択された２次元図面が第１基準面として画面表示され、２次元図面に示された寸法線に基づいて、第１オブジェクトとなる平面図形が描画される。第２描画ステップでは、第１基準面と交差する他の２次元図面が選択され、選択された２次元図面が第２基準面として画面表示され、２次元図面に示された寸法線に基づいて、第１オブジェクトに高さを持たせた第２オブジェクトとなる立体図形が描画される。第１描画ステップと第２描画ステップが、各２次元図面に対して繰返し実行されることにより、表示装置に表示された２次元図面に基づいて正確な３次元モデルが極めて簡単に生成される。

【0015】

同第二の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記３次元モデル生成ステップにより生成され、前記視点の何れかから眺めた３次元モデルを表示するとともに、前記視点に対応する前記２次元図面を重畳して正対するように表示し、前記２次元図面に示された寸法と前記三次元モデルとの整合状態を確認する整合状態確認ステップを備え、各視点から眺めた３次元モデルに対して、前記整合状態確認ステップを繰り返す三次元モデル検証ステップと、を備えている点にある。

【0016】

整合状態確認ステップでは、３次元モデル生成ステップで生成された３次元モデルの基となった複数の２次元図面ファイルの何れかの視点から眺めた３次元モデルが表示され、視点に対応する２次元図面が３次元モデルに重畳して正対するように表示される結果、２次元図面に示された寸法を参照することで、三次元モデルの対応する要素の寸法が容易に把握できるようになる。三次元モデル検証ステップでは、各視点から眺めた３次元モデルに対して、整合状態確認ステップが繰り返される。

【0017】

同第三の特徴構成は、上述した第一または第二の特徴構成に加えて、前記３次元モデルが土木構造物である点にある。

【0018】

土木建築現場などで、三次元モデル検証ステップが実行されることにより、例えば現場責任者が施工対象となる土木構造物を極めて容易に且つ正確に把握することができる。

【発明の効果】

【0019】

以上説明した通り、本発明によれば、３次元モデルに対する任意の投影図に、煩雑な操作を行なうことなく寸法を把握できる３次元ＣＡＤ装置の使用方法を提供することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】（ａ）は３次元ＣＡＤ装置のハードウェアの説明図、（ｂ）は３次元ＣＡＤ装置のソフトウェアの説明図である。

【図2】３次元ＣＡＤ装置の使用方法を示すフローチャートである。

【図3】（ａ）は３次元ＣＡＤ装置にインポートされた平面図の説明図、（ｂ）は同正面図と左側面図に対する視点整合処理の説明図、（ｃ）は３次元描画処理の説明図である。

【図4】（ａ）は３次元描画処理で得られた平面視の３次元モデルと平面図とを重畳した状態の説明図、（ｂ）は左側面視の３次元モデルと左側面図とを重畳した状態の説明図である。

【図5】（ａ）は３次元ＣＡＤ装置に入力された正面図の説明図、（ｂ）は同側面図の説明図である。

【図6】（ａ）は３次元ＣＡＤ装置に入力された平面図の説明図、（ｂ）は３次元ＣＡＤ装置で描画された３次元モデルの説明図である。

【図7】（ａ）は別実施形態を示し、３次元ＣＡＤ装置に入力された正面図の説明図、（ｂ）は同側面図の説明図である。

【図8】（ａ）は別実施形態を示し、３次元ＣＡＤ装置に入力された平面図の説明図、（ｂ）は３次元ＣＡＤ装置で描画された３次元モデルの説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に、本発明による３次元ＣＡＤ装置、及び、その使用方法を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）には、本発明が適用される３次元ＣＡＤ装置のハードウェア構成が示され、図１（ｂ）には、当該３次元ＣＡＤ装置のソフトウェア構成が示されている。

【0022】

本実施形態では、３次元ＣＡＤ装置としてタブレット型のコンピュータが用いられる。なお、本発明は、タブレット型のコンピュータの使用に限定されるものではなく、デスクプトップ型のコンピュータやラップトップ型のコンピュータを用いることもできる。

【0023】

図１（ａ）に示すように、３次元ＣＡＤ装置１は、３次元描画空間に、土木構造物（鉄道や道路の橋梁、高架橋、塔状構造物など）のような３次元構造物である３次元モデル（以下、「３Ｄモデル」とも表記する。）を生成する装置１であり、システムバス２を介して通信可能に接続されたＣＰＵ３、ＯＳプログラムやアプリケーションプログラムなどが格納されるメモリ４、タッチパネル式液晶表示部５、タッチパネル式液晶表示部５に対する入力制御を実行する入力制御部６、タッチパネル式液晶表示部５に対する出力制御を実行する表示制御部７、外部デバイスとの接続のためのＩ／Ｆ制御部８などを備えている。

【0024】

入力制御部６ではスタイラスペンを用いたポイント指定操作の各種の操作態様（タップ、長押し、ダブルタップ、ドラッグなど）に対応して、画面に表示された描画オブジェクトやアイコンなどを選択して所要の描画処理（直線描画、曲線描画、回転、移動など）が実行可能になる。

【0025】

Ｉ／Ｆ制御部８には、メモリＩ／Ｆ制御部や無線通信Ｉ／Ｆ制御部などが含まれ、例えばメモリＩ／Ｆ制御部を介して可搬性のメモリ媒体９との間で情報の入出力が可能となり、無線通信Ｉ／Ｆ制御部を介してクラウドサーバ１０などとの間で情報の入出力が可能となる。

【0026】

３次元ＣＡＤ装置１は、メモリ４に格納された３次元ＣＡＤプログラムが、ＯＳプログラムの管理下でＣＰＵ３によって実行されることにより、以下の各機能ブロックが実現される。３次元ＣＡＤプログラムとして「Ｓｈａｐｒ３Ｄ」が好適に使用できる。なお、「Ｓｈａｐｒ３Ｄ」以外の３次元ＣＡＤプログラムを用いることも可能である。

【0027】

図１（ｂ）に示すように、３次元ＣＡＤプログラムが実行されることにより、３次元ＣＡＤ装置１は、２次元図面入力処理部２１、尺度整合処理部２２、基点整合処理部２３、視点整合処理部２４、描画処理部２５、３Ｄモデル生成処理部２６、３Ｄ図面管理部２７、表示処理部２８などの機能ブロックが具現化される。

【0028】

以下に各機能ブロックの動作を説明する。
２次元図面入力処理部２１では、異なる視点で表現され、３次元の土木構造物（に対応する２次元形状と各部の寸法線が描かれた複数の２次元図面を入力して、其々のレイヤに貼りつけるインポート処理を実行する。２次元図面は設計者により事前に設計された、例えばＰＤＦファイルやＪＰＥＧファイルなどの任意の図面ファイルで、正面図、背面図、右側面図、左側面図、平面図、底面図、任意の断面図などが含まれる。予めメモリスティックやＵＳＢメモリに格納された図面ファイルがＩ／Ｆ制御部８を介して読み込まれ、或いは予めクラウドサーバに格納された図面ファイルがＩ／Ｆ制御部８を介して読み込まれる。

【0029】

尺度整合処理部２２は、２次元図面入力処理部２１で読み込まれた複数の２次元図面の尺度を互いに整合させる処理を実行する。複数の２次元図面の縮尺が区々である場合に、３次元描画空間上で尺度が整合するように各２次元図面の縮尺を変更する。

【0030】

基点整合処理部２３は、尺度整合処理部２２で尺度が整合された複数の２次元図面に含まれる任意の基点が前記３次元描画空間の対応する位置と整合するように、前記２次元図面を３次元描画空間上で平行移動させる処理を実行する。これにより、各２次元図面に含まれる任意の基点同士の３次元描画空間内での相対位置関係が整合される。

【0031】

視点整合処理部２４は、視方向が異なる複数の２次元図面を３次元描画空間上で整合するように、所定の基線を軸に２次元図面を回転させる。所定の基線として、基点整合処理部２３で選択された基点を含み、３次元描画空間のＸ，Ｙ，Ｚの何れかの軸に平行な直線が選択される。これらの処理によって、複数の２次元図面の相対位置が３次元描画空間上で互いに整合される。

【0032】

描画処理部２５は、２次元図面の何れかを選択して、第１基準面として２次元で画面表示し、選択された２次元図面に示された形状と寸法線に基づいて、第１オブジェクトとなる平面図形を描画する第１描画処理と、第１基準面と交差する他の２次元図面を選択して、第２基準面として３次元空間に表示し、当該２次元図面に示された形状と寸法線に基づいて、第１描画処理で描画した第１オブジェクトに高さ（奥行き）を持たせた第２オブジェクトとなる立体図形を描画する第２描画処理を実行する。

【0033】

例えば、第１描画処理では、画面に表示された描画アイコンを操作して、画面に指定された点を直線や曲線で接続する描画処理が実行される。第２描画処理では、第１描画処理で描画された２Ｄオブジェクトを選択して高さ（奥行）方向に引き延ばす描画処理が実行される。

【0034】

３Ｄモデル生成処理部２６は、描画処理部２５で実行される第１描画処理と第２描画処理とを、各２次元図面に対して繰返し実行することにより３次元描画空間に３次元モデルを生成する。

【0035】

３Ｄ図面管理処理部２７は、３Ｄモデル生成処理部２６で生成された３次元モデルを表す情報と、その基となる複数の２次元図面とを関連付けてメモリ４に記憶し、必要に応じてＩ／Ｆ制御部８を介して外部のメモリやサーバに出力する。

【0036】

表示処理部２８は、上述した複数の処理に関する情報を画面上に表示するとともに、操作に必要なコマンドであるアイコンを画面に表示する。

【0037】

以下に、図２に示すフローチャートに基づいて、３次元ＣＡＤ装置の使用方法を説明する。
３ＤＣＡＤ装置に電源が投入されてアプリケーションが立ち上がると（Ｓ１）、オペレータは、複数のＰＤＦファイルで構成された図面ファイルが格納されたＵＳＢメモリをＩ／Ｆ制御部８に挿入し、画面に表示されるデータ読込アイコンをスタイラスペンでタッチ操作することで当該ＰＤＦファイルをインポートする。各ＰＤＦファイルは、３次元ＣＡＤ装置で認識及び操作可能な２次元図面（以下、「２Ｄ図面）とも表記する。」となるようにファイル形式が変換されて、各レイヤに貼りつけられる。（Ｓ２，Ｓ３）。

【0038】

オペレータは、インポートされた各２Ｄ図面の尺度が整合するように、スタイラスペンで対応する２Ｄ図面を選択して、画面に表示された倍率調整アイコンを操作する。これにより、各２Ｄ図面が３次元描画空間を規定するＸ，Ｙ，Ｚ座標系の尺度に整合される（Ｓ４）。なお、画面操作に際してスタイラスペンを用いることは、以下の説明も同様である。

【0039】

オペレータは、画面に表示された移動操作用のアイコンを操作することで、各２Ｄ図面の任意の基点が３次元描画空間の適正な位置になるように、２Ｄ図面をドラッグ操作して平行移動させる。詳述すると、各２Ｄ図面に表された形状のうち、対応する点同士が基点となり、各基点が３次元描画空間の座標系の対応する座標点と重畳するように各２Ｄ図面を平行移動させる（Ｓ５）。

【0040】

オペレータは、各基点を整合させた後に、画面に表示されたアイコンを操作することで、３次元描画空間と各２Ｄ図面の視点を整合させる。具体的には、上述した基点を含む所定の基線を軸に２Ｄ図面を所定角度回転させることにより、３次元描画空間における視点を整合させる（Ｓ６）。

【0041】

図３（ａ），（ｂ）に基づいて視点整合処理を説明する。図３（ａ）は、３層のレイヤＬ１．Ｌ２．Ｌ３の其々に貼りつけた２Ｄ図面Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が３次元描画空間におけるＸＹ平面上に配置されており、各レイヤＬ１に平面図Ｆ１、レイヤＬ２に正面図Ｆ２、レイヤＬ３に左側面図Ｆ３が配されている。

【0042】

そして、例えば、平面図Ｆ１、正面図Ｆ２、左側面図Ｆ３に描かれた形状（オブジェクト）の共通点を基点ＢＰとして、上述の基点整合処理が実行された状態が示されている。なお、基点は各図面の共通点に限るものではなく、各図面の任意の点であればよく、当該任意の点が３次元描画空間に形成される３次元モデルの対応する点となるように平行移動（この例ではＸＹ平面に対して平行移動）すればよい。

【0043】

図３（ｂ）に示すように、視点整合処理では、正面図Ｆ２がＸＺ平面と平行になるように基点ＢＰを含む基線ＢＬ１（Ｘ軸に平行な線）の周りに－９０°回転されて正面図Ｆ２´となり、左側面図Ｆ３がＹＺ平面と平行になるように基点ＢＰを含む基線ＢＬ２（Ｙ軸に平行な線）の周りに９０°回転されて左側面図Ｆ３´となる。

【0044】

このような尺度整合、基点整合、視点整合の各処理により、各２Ｄ図面が３Ｄ描画空間に正しく配置されるようになる。

【0045】

次に、図３（ｃ）に示すように、視点を整合した２次元図面の何れか、この例では左側面図Ｆ３´が貼りつけられたレイヤＬ３を選択して、第１基準面ＲＰ１として画面表示し（Ｓ７）、選択された２次元図面に示された寸法線ｄ１～ｄ５に基づいて、第１オブジェクトとなる平面図形Ｏ１（図中、ハッチングした図形）を描画する第１描画処理を実行する（Ｓ８）。さらに、第１基準面ＲＰ１と交差する他の２次元図面、この例では平面図Ｆ１が貼りつけられたレイヤＬ１を選択して第２基準面ＲＰ２として画面表示し、２次元図面に示された寸法線ｄ６に基づいて、第１オブジェクトに高さ（奥行）ｄ６を持たせた第２オブジェクトとなる立体図形Ｏ２（図中、一点鎖線で示す図形）を描画する第２描画処理を実行する（Ｓ７，Ｓ８）。

【0046】

オペレータは、上述した第１描画処理と第２描画処理と同様の処理を、各２次元図面に対して繰返し実行する３次元モデル生成処理により（Ｓ９）、最終の３次元モデルを生成して表示する（Ｓ１０）。

【0047】

最終の３次元モデルを生成した後に、視点の何れかから眺めた３次元モデルを表示するとともに、任意の視点に対応する元の２次元図面を重畳して正対するように表示させることで、２次元図面に示された寸法と３Ｄモデルとの整合状態を確認する整合状態確認処理の実行が可能になる。

【0048】

この過程で得られる３次元モデル同士が３次元モデル空間の一部で重畳するような場合に、その基準となる各２Ｄ図面に整合性がないことが容易に判別できる。この場合には、元の２次元図面を修正するように設計者に指示することで、正しい２次元図面を得た後に同様の処理を繰り返すことになる。このような整合状態確認処理を繰り返す三次元モデル検証処理により、最終の三次元モデルが確定する。

【0049】

三次元モデル検証処理では、確定した三次元モデルを予めインポートされた２Ｄ図面に対応する視方向から表示させるように視方向を設定し、その視方向に対応する２Ｄ図面を重畳表示させることで、２Ｄ図面に記載された寸法を参照することが可能となり、３Ｄモデルの各部の寸法を容易に確認することができるようになる。このとき、３Ｄモデルまたは２Ｄ図面の何れか一方を半透明表示させることにより、視認性を向上させることができる。

【0050】

図４（ａ）には、図３（ｃ）に示す３Ｄモデルの平面視での形状とそれに重畳された２Ｄ図面に描画された寸法が重畳示された三次元モデル検証画面が例示されている。また、図４（ｂ）には、図３（ｃ）に示す３Ｄモデルの左側面視での形状とそれに重畳された２Ｄ図面に描画された寸法が重畳示された三次元モデル検証画面が例示されている。

【0051】

以上の説明で用いた３次元モデルは、理解を容易にするために単純な形状で構成されているが、現実の土木構造物は複雑な形状をしており、平面図間の対比では最終構造物の寸法や形状を把握するのが極めて困難な状況である。しかし、本発明の３次元ＣＡＤ装置の使用方法を採用することで、複雑な立体形状であっても確実に認識でき、かつ各部の寸法も容易に把握できるようになる。

【0052】

図５（ａ）には、正面図がインポートされた３次元ＣＡＤ装置１の操作画面が例示され、図５（ｂ）には、側面図がインポートされた３次元ＣＡＤ装置１の操作画面が例示され、図６（ａ）には、平面図がインポートされた３次元ＣＡＤ装置１の操作画面が例示されている。そして、図６（ｂ）には、３Ｄモデル空間に描画された３Ｄモデルと、対応する２Ｄ図面が半透明で表示されている。

【0053】

操作画面のアイコンを操作して回転表示させることで、例えば正面図に正対した３Ｄモデルと、対応する２Ｄ図面を重畳表示することができ、各部の寸法を容易に認識できる。

【0054】

図７（ａ）には、正面図がインポートされた３次元ＣＡＤ装置１の操作画面が例示され、図７（ｂ）には、側面図がインポートされた３次元ＣＡＤ装置１の操作画面が例示され、図８（ａ）には、平面図がインポートされた３次元ＣＡＤ装置１の操作画面が例示されている。各２Ｄ図面に示されたオブジェクトと対応する寸法表示に誤りが認められる。そして、図６（ｂ）には、３Ｄモデル空間に描画された３Ｄモデルと、対応する２Ｄ図面が半透明で表示されている。

【0055】

３Ｄモデルと対応する２Ｄ図面の寸法が対応しておらず、２Ｄ図面に齟齬があることが容易に判別できる。この例では２Ｄ図面を目視するだけで寸法表記に誤りがあることが理解できるが、実際の複雑な形状では齟齬の有無を容易に判別できない場合が多くあり、本発明の３次元ＣＡＤ装置の使用方法は、そのような場合に特に有用となる。特に、各２Ｄ図面では容易に理解できない３Ｄ形状であっても、各２Ｄ図面に基づいて３Ｄモデルを生成すると３Ｄモデルの一部が互いに干渉することが極めて容易に判断できる点で有用である。

【0056】

以上説明した通り、本発明による３次元描画空間に３次元構造物を生成する３次元ＣＡＤ装置の使用方法は、異なる視点で表現され、前記３次元構造物に対応する寸法線が描かれた複数の２次元図面を前記３次元ＣＡＤ装置にインポートする２次元図面入力ステップと、前記３次元描画空間において、前記２次元図面の各尺度を所定の尺度に整合させる尺度整合ステップと、前記所定の尺度に整合した前記２次元図面に含まれる任意の基点が前記３次元描画空間の対応する位置と整合するように、前記２次元図面を平行移動させる基点整合ステップと、前記基点を整合した前記２次元図面を、前記３次元描画空間と前記視点が整合するように、必要に応じて所定の基線を軸に回転させる視点整合ステップと、前記視点を整合した前記２次元図面の何れかを選択して、第１基準面として画面表示し、選択された前記２次元図面に示された前記寸法線に基づいて、第１オブジェクトとなる平面図形を描画する第１描画ステップと、前記第１基準面と交差する他の２次元図面を選択して、第２基準面として画面表示し、前記２次元図面に示された前記寸法線に基づいて、前記第１オブジェクトに高さを持たせた第２オブジェクトとなる立体図形を描画する第２描画ステップと、前記第１描画ステップと前記第２描画ステップを、各２次元図面に対して繰返し実行することにより３次元モデルを生成する３次元モデル生成ステップと、を含む。

【0057】

２次元図面入力ステップで、３次元構造物に対応する寸法線が描かれた複数の２次元図面ファイルが３次元ＣＡＤ装置にインポートされて３次元描画空間に２次元図面が定義される。尺度整合ステップで、複数の２次元図面の尺度が統一され、基点整合ステップで、複数の２次元図面が３次元描画空間の所定の基点を基準に移動され、視点整合ステップで、３次元描画空間と前記視点が整合するように、所定の基線を軸に対応する２次元図面を回転させることで、基点を基準に複数の２次元図面の位置関係が３次元描画空間で整合される。

【0058】

その後、３次元モデル生成ステップで、第１描画ステップと第２描画ステップが繰り返されることで、３次元モデルが生成される。第１描画ステップでは、視点が整合された２次元図面の何れかが選択され、選択された２次元図面が第１基準面として画面表示され、２次元図面に示された寸法線に基づいて、第１オブジェクトとなる平面図形が描画される。第２描画ステップでは、第１基準面と交差する他の２次元図面が選択され、選択された２次元図面が第２基準面として画面表示され、２次元図面に示された寸法線に基づいて、第１オブジェクトに高さを持たせた第２オブジェクトとなる立体図形が描画される。第１描画ステップと第２描画ステップが、各２次元図面に対して繰返し実行されることにより、表示装置に表示された２次元図面に基づいて正確な３次元モデルが極めて簡単に生成される。

【0059】

また、前記３次元モデル生成ステップにより生成され、前記視点の何れかから眺めた３次元モデルを表示するとともに、前記視点に対応する前記２次元図面を重畳して正対するように表示し、前記２次元図面に示された寸法と前記三次元モデルとの整合状態を確認する整合状態確認ステップを備え、各視点から眺めた３次元モデルに対して、前記整合状態確認ステップを繰り返す三次元モデル検証ステップと、を備えていることが好ましい。

【0060】

整合状態確認ステップでは、３次元モデル生成ステップで生成された３次元モデルの基となった複数の２次元図面ファイルの何れかの視点から眺めた３次元モデルが表示され、視点に対応する２次元図面が３次元モデルに重畳して正対するように表示される結果、２次元図面に示された寸法を参照することで、三次元モデルの対応する要素の寸法が容易に把握できるようになる。三次元モデル検証ステップでは、各視点から眺めた３次元モデルに対して、整合状態確認ステップが繰り返される。

【0061】

対象となる３次元モデルは土木構造物であることが好ましく、土木建築現場などで、三次元モデル検証ステップが実行されることにより、例えば現場責任者が施工対象となる土木構造物を極めて容易に且つ正確に把握することができる。

【0062】

上述した実施形態では、対象となる３次元モデルが土木構造物である例を説明したが、本発明が適用される対象は、土木構造物に限定されることなく、任意の３次元構造物に適用できることはいうまでもない。

【0063】

上述した実施形態は何れも本発明の一態様に過ぎず、該記載により本発明の技術的範囲が限定されるものではなく、本発明の作用効果を奏する範囲で各部の具体的な構成は適宜変更設計することができることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0064】

１：３次元ＣＡＤ装置
２１：２Ｄ図面入力処理部
２２：尺度整合処理部
２３：基点整合処理部
２４：視点整合処理部
２５：描画処理部
２６：３Ｄモデル生成処理部
２７：３Ｄ図面管理部
２８：表示処理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】