特許 7353313 ３次元モデルチェック装置、および３次元モデルチェックプログラム

(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】

(24)【登録日】2023-09-21

(45)【発行日】2023-09-29

(54)【発明の名称】３次元モデルチェック装置、および３次元モデルチェックプログラム

(51)【国際特許分類】

   E01C 1/00 20060101AFI20230922BHJP

   G06F 30/13 20200101ALI20230922BHJP

   G06T 17/05 20110101ALI20230922BHJP

【ＦＩ】

E01C1/00 Z

G06F30/13

G06T17/05

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021003283

(22)【出願日】2021-01-13

(65)【公開番号】P2022108355

(43)【公開日】2022-07-26

【審査請求日】2023-06-08

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】594058333

【氏名又は名称】川田テクノシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100168952

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 壮一郎

(72)【発明者】

【氏名】早川 貴俊

【審査官】彦田 克文

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１８４３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３０３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０９９５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１０５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２０５５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１００１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３１９０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０７４４０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｃ １／００

Ｇ０６Ｆ ３０／１３

Ｇ０６Ｔ １７／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

道路の設計を支援するソフトウェアを用いて作成された３次元道路モデルの中から、妥当性のチェック対象とする３次元道路モデルの選択を受け付ける選択受付手段と、
前記選択受付手段で選択を受け付けた前記３次元道路モデルを対象として、前記３次元道路モデルの妥当性をチェックするための処理を実行する妥当性チェック処理実行手段と、
前記妥当性チェック処理実行手段による前記３次元道路モデルの妥当性のチェック結果を表示装置に表示するチェック結果表示手段とを備え、
前記妥当性チェック処理実行手段によって実行される前記３次元道路モデルの妥当性をチェックするための処理は、前記３次元道路モデルと該３次元道路モデルの生成元となった道路の線形モデルとを比較して、前記３次元道路モデルと前記線形モデルとの間の差異を測定する処理、事前に設計された２次元の道路図面と前記３次元道路モデルの差異を計測する処理、前記３次元道路モデルに基づいて、道路とその他の構造物との干渉の有無をチェックする処理、および前記３次元道路モデルの中に、隙間がある要素、はみ出しがある要素、閉じていない要素、または自己交差がある要素が存在しないかをチェックする処理の少なくとも一つを含むことを特徴とする３次元モデルチェック装置。

【請求項2】

請求項１に記載の３次元モデルチェック装置において、
前記チェック結果表示手段は、前記妥当性チェック処理実行手段によって測定された前記３次元道路モデルと前記線形モデルとの間の差異の大きさに応じて、判定結果の表示を変更することを特徴とする３次元モデルチェック装置。

【請求項3】

請求項１に記載の３次元モデルチェック装置において、
前記チェック結果表示手段は、道路とその他の構造物とが干渉する場合には、３次元道路モデル上で道路の他の構造物と干渉している範囲を表示することを特徴とする３次元モデルチェック装置。

【請求項4】

請求項１に記載の３次元モデルチェック装置において、
前記妥当性チェック処理実行手段は、操作者によって確認対象として選択された要素がソリッド要素である場合には、該ソリッド要素の隙間の有無、はみ出しの有無、および自己交差の有無をチェックし、操作者によって確認対象として選択された要素がサーフェス要素である場合には、該サーフェス要素の閉じていない面の有無をチェックすることを特徴とする３次元モデルチェック装置。

【請求項5】

道路の設計を支援するソフトウェアを用いて作成された３次元道路モデルの中から、妥当性のチェック対象とする３次元道路モデルの選択を受け付ける選択受付手順と、
前記選択受付手順で選択を受け付けた前記３次元道路モデルを対象として、前記３次元道路モデルの妥当性をチェックするための処理を実行する妥当性チェック処理実行手順と、
前記妥当性チェック処理実行手順による前記３次元道路モデルの妥当性のチェック結果を表示装置に表示するチェック結果表示手順とをコンピュータに実行させるための３次元モデルチェックプログラムであって、
前記妥当性チェック処理実行手順によって実行される前記３次元道路モデルの妥当性をチェックするための処理は、前記３次元道路モデルと該３次元道路モデルの生成元となった道路の線形モデルとを比較して、前記３次元道路モデルと前記線形モデルとの間の差異を測定する処理、事前に設計された２次元の道路図面と前記３次元道路モデルの差異を計測する処理、前記３次元道路モデルに基づいて、道路とその他の構造物との干渉の有無をチェックする処理、および前記３次元道路モデルの中に、隙間がある要素、はみ出しがある要素、閉じていない要素、または自己交差がある要素が存在しないかをチェックする処理の少なくとも一つを含むことを特徴とする３次元モデルチェックプログラム。

【請求項6】

請求項５に記載の３次元モデルチェックプログラムにおいて、
前記チェック結果表示手順は、前記妥当性チェック処理実行手順で測定した前記３次元道路モデルと前記線形モデルとの間の差異の大きさに応じて、判定結果の表示を変更することを特徴とする３次元モデルチェックプログラム。

【請求項7】

請求項５に記載の３次元モデルチェックプログラムにおいて、
前記チェック結果表示手順は、道路とその他の構造物とが干渉する場合には、３次元道路モデル上で道路の他の構造物と干渉している範囲を表示することを特徴とする３次元モデルチェックプログラム。

【請求項8】

請求項５に記載の３次元モデルチェックプログラムにおいて、
前記妥当性チェック処理実行手順は、操作者によって確認対象として選択された要素がソリッド要素である場合には、該ソリッド要素の隙間の有無、はみ出しの有無、および自己交差の有無をチェックし、操作者によって確認対象として選択された要素がサーフェス要素である場合には、該サーフェス要素の閉じていない面の有無をチェックすることを特徴とする３次元モデルチェックプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３次元モデルチェック装置、および３次元モデルチェックプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

次のような道路線形設計装置が知られている。この道路線形設計装置では、高速道路の道路線形設計において所定の条件を満足させながら建設コストや走行安全性をも最適化するように平面線形および縦断線形を同時に自動設計する（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－１００１４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

道路の設計に当たり３次元で道路モデルを作成する方法が存在している。この３次元道路モデルを作成した場合には、従来の道路線形設計装置で作成したような道路の線形モデルと３次元道路モデルに差異がないかなど、３次元道路モデルの妥当性をチェックしてチェック結果を表示することができれば、３次元道路モデルの妥当性を確認することができるが、従来はそのような方法については何ら検討されていなかった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明による３次元モデルチェック装置は、道路の設計を支援するソフトウェアを用いて作成された３次元道路モデルの中から、妥当性のチェック対象とする３次元道路モデルの選択を受け付ける選択受付手段と、選択受付手段で選択を受け付けた３次元道路モデルを対象として、３次元道路モデルの妥当性をチェックするための処理を実行する妥当性チェック処理実行手段と、妥当性チェック処理実行手段による３次元道路モデルの妥当性のチェック結果を表示装置に表示するチェック結果表示手段とを備え、妥当性チェック処理実行手段によって実行される３次元道路モデルの妥当性をチェックするための処理は、３次元道路モデルと該３次元道路モデルの生成元となった道路の線形モデルとを比較して、３次元道路モデルと線形モデルとの間の差異を測定する処理、事前に設計された２次元の道路図面と３次元道路モデルの差異を計測する処理、３次元道路モデルに基づいて、道路とその他の構造物との干渉の有無をチェックする処理、および３次元道路モデルの中に、隙間がある要素、はみ出しがある要素、閉じていない要素、または自己交差がある要素が存在しないかをチェックする処理の少なくとも一つを含むことを特徴とする。
本発明による３次元モデルチェックプログラムは、道路の設計を支援するソフトウェアを用いて作成された３次元道路モデルの中から、妥当性のチェック対象とする３次元道路モデルの選択を受け付ける選択受付手順と、選択受付手順で選択を受け付けた３次元道路モデルを対象として、３次元道路モデルの妥当性をチェックするための処理を実行する妥当性チェック処理実行手順と、妥当性チェック処理実行手順による３次元道路モデルの妥当性のチェック結果を表示装置に表示するチェック結果表示手順とをコンピュータに実行させるためのプログラムであって、妥当性チェック処理実行手順によって実行される３次元道路モデルの妥当性をチェックするための処理は、３次元道路モデルと該３次元道路モデルの生成元となった道路の線形モデルとを比較して、３次元道路モデルと線形モデルとの間の差異を測定する処理、事前に設計された２次元の道路図面と３次元道路モデルの差異を計測する処理、３次元道路モデルに基づいて、道路とその他の構造物との干渉の有無をチェックする処理、および３次元道路モデルの中に、隙間がある要素、はみ出しがある要素、閉じていない要素、または自己交差がある要素が存在しないかをチェックする処理の少なくとも一つを含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、３次元道路モデルの妥当性をチェックしてチェック結果を表示するようにしたので、生成された３次元道路モデルの妥当性を確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】３次元モデルチェック装置１００の一実施の形態の構成を示すブロック図である。

【図2】３次元空間上で線形（ポリライン）２ａが選択された場合の一例を模式的に示した図である。

【図3】３次元空間上でモデル３ａが選択された場合の一例を模式的に示した図である。

【図4】３次元モデルが多数の面や線から構成されている例を模式的に示した図である。

【図5】面のグルーピング処理について説明するための第１の図である。

【図6】面のグルーピング処理について説明するための第２の図である。

【図7】線のグルーピング処理について説明するための第１の図である。

【図8】線のグルーピング処理について説明するための第２の図である。

【図9】第１の実施の形態における妥当性チェック処理において線形と比較する対象の選択例を模式的に示した図である。

【図10】操作者によって選択された３次元モデル上の面と線形との間の距離を算出する方法を模式的に示した図である。

【図11】操作者によって選択された３次元モデル上の線と線形との間の距離を算出する方法を模式的に示した図である

【図12】第１の実施の形態における測定結果の表示例を示す第１の図である。

【図13】第１の実施の形態における測定結果の表示例を示す第２の図である。

【図14】第１の実施の形態における３次元モデルチェック装置１００で実行される処理の流れを示すフローチャート図である。

【図15】操作者によって２次元の道路図面上に基準点１と基準点２の２点が指定された例を示す図である。

【図16】操作者によって３次元道路モデル上に配置点１と配置点２の２点が指定された例を示す図である。

【図17】２次元の道路図面から寸法線だけを抽出した場合の一例を示す図である。

【図18】３次元道路モデルから断面図が取得された例を示す図である。

【図19】３次元道路モデルから取得した断面図の正規化例を示す図である。

【図20】３次元道路モデルから取得した断面図と２次元の道路図面から抽出した寸法線とを重ね合わせて生成された重ね合わせ図の例を示す図である。

【図21】寸法線の端点Ｓ１に近い断面図の端点Ｄ１と、寸法線の端点Ｓ２に近い断面図の端点Ｄ２が抽出された場合の具体例を模式的に示す図である。

【図22】２次元の道路図面と３次元道路モデルの差異の計測例を示す図である。

【図23】第２の実施の形態における結果表示例を示す第１の図である。

【図24】第２の実施の形態における結果表示例を示す第２の図である。

【図25】第２の実施の形態における３次元モデルチェック装置１００で実行される処理の流れを示すフローチャート図である。

【図26】３次元道路モデル上で道路中心線が選択された場合の例を示す図である。

【図27】建築限界条件設定画面の一例を示す図である。

【図28】道路中心線上に設定した基準点に対して建築限界領域を配置した例を模式的に示す図である。

【図29】各基準点ごとに配置した建築限界領域の各構成点を結んで建築限界条件を表す境界面を構築した場合の一例を示す図である。

【図30】第３の実施の形態における結果表示例を示す図である。

【図31】第３の実施の形態における３次元モデルチェック装置１００で実行される処理の流れを示すフローチャート図である。

【図32】ソリッド要素の妥当性チェック例を示す図である。

【図33】サーフェス要素の妥当性チェック例を示す図である。

【図34】第４の実施の形態における３次元モデルチェック装置１００で実行される処理の流れを示すフローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

―第１の実施の形態―
図１は、第１の実施の形態における３次元モデルチェック装置１００の一実施の形態の構成を示すブロック図である。３次元モデルチェック装置１００としては、例えば、サーバ装置やパソコン等が用いられ、図１は、３次元モデルチェック装置１００としてパソコンを用いた場合の一実施の形態の構成を示している。３次元モデルチェック装置１００は、操作部材１０１と、制御装置１０２と、記録装置１０３と、表示装置１０４とを備えている。

【0009】

操作部材１０１は、３次元モデルチェック装置１００の操作者によって操作される種々の装置、例えばキーボードやマウスを含む。

【0010】

制御装置１０２は、ＣＰＵ、メモリ、およびその他の周辺回路によって構成され、３次元モデルチェック装置１００の全体を制御する。なお、制御装置１０２を構成するメモリは、例えばＳＤＲＡＭ等の揮発性のメモリである。このメモリは、ＣＰＵがプログラム実行時にプログラムを展開するためのワークメモリや、データを一時的に記録するためのバッファメモリとして使用される。

【0011】

記録装置１０３は、３次元モデルチェック装置１００が蓄える種々のデータや、制御装置１０２が実行するためのプログラムのデータ等を記録するための記憶媒体で構成される記録装置であり、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等が用いられる。なお、記録装置１０３に記録されるプログラムのデータは、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ－ＲＯＭなどの記録媒体に記録されて提供されたり、ネットワークを介して提供されたりし、操作者が取得したプログラムのデータを記録装置１０３にインストールすることによって、制御装置１０２がプログラムを実行できるようになる。

【0012】

表示装置１０４は、例えば液晶ディスプレイなどであって、制御装置１０２によって出力された表示用データを表示するための装置である。

【0013】

第１の実施の形態における３次元モデルチェック装置１００は、道路の設計を支援するためソフトウェアを用いて作成された３次元道路モデルの妥当性をチェックするための機能を備えている。ここで、３次元道路モデルの妥当性チェックは、３次元道路モデルと該３次元道路モデルの生成元となった道路の線形モデルとを比較して、３次元道路モデルと道路の線形モデルとの間に差異がないかをチェックすることにより行われる。

【0014】

本実施の形態における３次元モデルチェック装置１００では、記録装置１０３に上記の３次元道路モデルを作成するためのソフトウェアで作成された３次元道路モデルのデータが記録されている。また、道路の線形モデルのデータとして、例えば線形計算書のＣＳＶデータが記録されている。そして、制御装置１０２は、記録装置１０３に記録されている３次元道路モデルのデータと道路の線形モデルのデータを読み出して、３次元道路モデルの妥当性チェックのための処理を実行する。以下、制御装置１０２による処理の詳細について説明する。

【0015】

本実施の形態における３次元モデルチェック装置１００の操作者、例えば、３次元道路モデルの妥当性チェックを実行する人物は、操作部材１０１を操作して、３次元道路モデルの妥当性チェックの開始を指示することができる。制御装置１０２は、操作者によって３次元道路モデルの妥当性チェックの開始が指示された場合には、記録装置１０３に記録されている３次元道路モデルの妥当性チェックのためのプログラムを起動する。これによって、表示装置１０４に３次元道路モデルの妥当性チェックを行うためのソフトウェアの画面が表示される。

【0016】

操作者は、画面上に妥当性チェックを行う道路の３次元道路モデルを表示させる。制御装置１０２は、操作者によって３次元道路モデルの表示が指示されると、記録装置１０３から該当する３次元道路モデルのデータと、該３次元道路モデルの生成元となった道路の線形モデルを読み出して表示装置１０４に表示する。このとき、制御装置１０２は、表示装置１０４に表示した３次元空間上に３次元道路モデルのデータと道路の線形モデルを重ね合わせて表示する。

【0017】

操作者は、操作部材１０１、例えばマウスを操作して、表示装置１０４で３次元空間上にある線形、すなわちポリラインを選択する。図２は、操作者によって３次元空間上で線形（ポリライン）２ａが選択された場合の一例を模式的に示した図である。

【0018】

操作者は、操作部材１０１、例えばマウスを操作して、表示装置１０４で３次元空間上にある妥当性チェック対象の３次元モデルを選択する。図３は、操作者によって３次元空間上でモデル３ａが選択された場合の一例を模式的に示した図である。

【0019】

制御装置１０２は、操作者によって選択された妥当性チェック対象の３次元モデルを対象として、面や線のグルーピングを行う。例えば、図３に示したモデル３ａのように、一見すると単なる直方体に見えるモデルであっても、内部的には図４に示すように多数の面や線から構成されている場合がほとんどである。しかしながら、操作者は見た目が１つの面であればそれを１つの面と扱いたいし、見た目が１本の線であれば１本の線と扱いたいものである。このため、本実施の形態では、見た目が１つの面は１つの面として扱い、見た目が１本の線であれば１本の線と扱えるようにするために、以下に説明するように面や線のグルーピングを行う。

【0020】

まず、面のグルーピング処理について説明する。例えば、図５（Ａ）に示す３次元モデル３ａにおける面Ｆ´１のように操作者が１つの面として扱いたい面であっても、図５（Ｂ）に示すように３次元モデル３ａ上ではＦ１～Ｆ４の４つの面で構成されている場合がある。この場合には、制御装置１０２は、各面の法線を算出し、その法線ベクトルが所定の範囲内に入っている場合には、各面は１つのグループに属するものとしてグルーピングする。例えば、制御装置１０２は、図６に示すように、面Ｆ１の法線ベクトル６ａ、面Ｆ２の法線ベクトル６ｂ、面Ｆ３の法線ベクトル６ｃ、および面Ｆ４の法線ベクトル６ｄがあらかじめ設定された所定の範囲内に入っている場合に、面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、およびＦ４をグルーピングする。これによって、３次元モデル３ａ上の４つの面Ｆ１～Ｆ４は１つの面Ｆ´１として扱えるようになる。面のグルーピング処理は、３次元モデル上の全ての面に対して行われ、例えば図５（Ｂ）では、同様に面Ｆ５と面Ｆ６もグルーピングされて、図７（Ａ）に示す面Ｆ´２として扱えるようになる。

【0021】

次に、線のグルーピング処理について説明する。例えば、図７（Ａ）に示す３次元モデル３ａにおける線Ｌ´１のように操作者が１つの線として扱いたい線であっても、図７（Ｂ）に示すように３次元モデル３ａ上ではＬ１とＬ４の２本の線で構成されている場合がある。この場合には、制御装置１０２は、端点を共有している線であって、かつそれぞれのベクトルが所定の範囲内に入っている場合には、各線は１つのグループに属するものとしてグルーピングする。例えば、制御装置１０２は、図８に示すように、端点を共有する線Ｌ１のベクトル８ａと線Ｌ４のベクトル８ｂが所定の範囲内に入っている場合に、線Ｌ１と線Ｌ４をグルーピングする。これによって、３次元モデル３ａ上の線Ｌ１と線Ｌ４は１本の線Ｌ´１として扱えるようになる。線のグルーピング処理は、Ｌ１～Ｌ１１の全ての線を対象として行われ、例えば図７（Ｂ）では、同様に線Ｌ８と線Ｌ９もグルーピングされて、図７（Ａ）に示す１本の線Ｌ４´として扱えるようになる。

【0022】

操作者は、表示装置１０４に表示されている妥当性チェック対象の３次元モデル３ａ上で、線形と比較する対象を選択する。本実施の形態では、操作者は、マウスを操作して３次元モデル３ａ上で面または線を指定することにより、線形と比較する対象を選択することができる。制御装置１０２は、例えば、図９（Ａ）に示すように、操作者によって妥当性チェック対象の３次元モデル３ａ内の稜線上または稜線近傍の点９ａがクリックされた場合には、クリックされた点９ａに対応する線を比較対象として特定する。また、制御装置１０２は、例えば、図９（Ｂ）に示すように、操作者によって妥当性チェック対象の３次元モデル３ａ内の稜線以外の点９ｂがクリックされた場合には、クリックされた点９ｂを含む面を比較対象として特定する。

【0023】

制御装置１０２は、操作者によって選択された３次元モデル３ａ上の面または線と線形との間の距離を算出することによって、線形と３次元モデル３ａとの差異を測定する。具体的には、操作者によって３次元モデル３ａ上で選択されたものが面である場合には、制御装置１０２は、図１０に示すように、線形１０ａ上の点から操作者によって選択された面１０ｂに対して垂直な線をおろし、その線の長さを線形１０ａ上の各点と面１０ｂとの間の距離として算出する。このとき、距離を算出する線形１０ａ上の点は、あらかじめ設定された距離ごと、例えば線形の始点から１ｍ間隔に設定される。また、操作者によって３次元モデル３ａ上で選択されたものが線である場合には、制御装置１０２は、図１１に示すように、線形１１ａ上の点から操作者によって選択された線１１ｂに対して垂直な線をおろし、その線の長さを線形１１ａ上の各点と線１１ｂとの間の距離として算出する。この場合も距離を算出する線形１１ａ上の点は、あらかじめ設定された距離ごと、例えば線形の始点から１ｍ間隔に設定される。

【0024】

制御装置１０２は、線形と３次元モデル３ａとの差異の測定結果を表示装置１０４に出力して表示する。測定結果の表示方法は、例えば、図１２に示すように、線形の始点からの距離（ｍ）１２ａごとに、上記処理で算出した線形上の各点と操作者によって選択されたモデルとの離れ（ｍｍ）、すなわち線形上の各点と面または線との間の距離（ｍｍ）１２ｂと、判定結果１２ｃとが一覧表示される。

【0025】

本実施の形態では、このとき、制御装置１０２は、３次元道路モデルと線形モデルとの間の差異の大きさに応じて判定結果の表示を変更する。例えば、図１２に示すように、判定結果１２ｃは、あらかじめ判定のための閾値１２ｄが設定されており、制御装置１０２は、モデルとの離れ（ｍｍ）１２ｂとあらかじめ設定された閾値１２ｄとを比較して、モデルとの離れ（ｍｍ）の大きさに応じて〇、△、×の三段階で測定結果を判定する。図１２に示す例では、閾値１２ｄは、モデルとの離れ（ｍｍ）が１．００ｍｍ以内の場合は〇、１．００ｍｍより大きく１０．００ｍｍ以内の場合は△、１０．００ｍｍより大きい場合は×と判定するように設定されている。なお、図１２において、制御装置１０２は、判定結果１２ｃに表示する〇、△、×を判定結果に応じて色分けしてもよい。例えば、制御装置１０２は、〇は青、△は黒、×は赤のように色分けして表示してもよい。

【0026】

また、制御装置１０２は、例えば図１３に示すように、画面上に線形１３ａと３次元モデル１３ｂとを表示し、線形１３ａ上の各点に判定結果を表示する。図１３では、線形１３ａ上の各点に判定結果を示す〇、△、×を表示した例を示している。

【0027】

図１４は、第１の形態における３次元モデルチェック装置１００で実行される処理の流れを示すフローチャートである。図１４に示す処理は、ユーザによって３次元道路モデルと該３次元道路モデルの生成元となった道路の線形モデルとを比較して３次元道路モデルの妥当性をチェックするための処理の開始が指示されると起動するプログラムとして、制御装置１０２によって実行される。

【0028】

ステップＳ１０において、制御装置１０２は、上述したように、記録装置１０３から３次元道路モデルのデータと、該３次元道路モデルの生成元となった道路の線形モデルを読み出し、これらを重ね合わせて表示装置１０４に表示する。その後、ステップＳ２０へ進む。

【0029】

ステップＳ２０では、制御装置１０２は、上述したように、操作者によって３次元空間上にある線形が選択されたか否かを判断する。ステップＳ２０で肯定判断した場合には、ステップＳ３０へ進む。

【0030】

ステップＳ３０では、制御装置１０２は、上述したように、操作者によって３次元空間上で妥当性チェック対象の３次元モデルが選択されたか否かを判断する。ステップＳ３０で肯定判断した場合には、ステップＳ４０へ進む。

【0031】

ステップＳ４０では、制御装置１０２は、上述したように、操作者によって選択された妥当性チェック対象の３次元モデルを対象として、面や線のグルーピングを行う。その後、ステップＳ５０へ進む。

【0032】

ステップＳ５０では、制御装置１０２は、操作者によって、表示装置１０４に表示されている妥当性チェック対象の３次元モデル３ａ上で、線形と比較する面または線が比較対象として選択されたか否かを判断する。ステップＳ５０で肯定判断した場合には、ステップＳ６０へ進む。

【0033】

ステップＳ６０では、制御装置１０２は、上述したように、操作者によって比較対象として選択された３次元モデル３ａ上の面または線と線形との間の距離を算出することによって、線形と３次元モデル３ａとの差異を測定する。その後、ステップＳ７０へ進む。

【0034】

ステップＳ７０では、制御装置１０２は、制御装置１０２は、例えば図１２や図１３に示したように、線形と３次元モデル３ａとの差異の測定結果を表示装置１０４に出力して表示する。その後、処理を終了する。

【0035】

以上説明した第１の実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）制御装置１０２は、妥当性のチェック対象とする３次元道路モデルの選択を受け付け、選択された３次元道路モデルを対象として、３次元道路モデルの妥当性をチェックするための処理を実行し、３次元道路モデルの妥当性のチェック結果を表示装置に表示するようにした。これによって、操作者は、生成された３次元道路モデルの妥当性を確認することができる。

【0036】

（２）制御装置１０２は、３次元道路モデルと該３次元道路モデルの生成元となった道路の線形モデルとを比較して、３次元道路モデルと線形モデルとの間の差異を測定することにより、３次元道路モデルの妥当性をチェックするようにした。これによって、３次元道路モデルと該３次元道路モデルの生成元となった道路の線形モデルとの間に差異がないかを確認することができる。

【0037】

（３）制御装置１０２は、測定した３次元道路モデルと線形モデルとの間の差異の大きさに応じて、判定結果の表示を変更するようにした。これによって、操作者は、３次元道路モデルと線形モデルとの間の差異の大きさを視覚的に把握することができる。

【0038】

―第２の実施の形態―
第２の実施の形態では、３次元モデルチェック装置１００は、事前に設計された２次元の道路図面と、該２次元の道路図面に基づいて道路の設計を支援するためソフトウェアを用いて作成された３次元道路モデルの差異を計測することにより、３次元道路モデルの妥当性をチェックするための機能について説明する。なお、第２の実施の形態では、図１に示した３次元モデルチェック装置１００のブロック図は、第１の実施の形態と同様のため、説明を省略する。

【0039】

第２の実施の形態においても、３次元モデルチェック装置１００では、記録装置１０３に３次元道路モデルを作成するためのソフトウェアで作成された３次元道路モデルのデータが記録されている。また、２次元の道路図面のデータとして、事前に設計されて作成された道路の２次元図面のデータが記録されている。そして、制御装置１０２は、記録装置１０３に記録されている３次元道路モデルのデータと２次元の道路図面のデータを読み出して、３次元道路モデルの妥当性チェックのための処理を実行する。以下、制御装置１０２による処理の詳細について説明する。

【0040】

操作者は、マウスを操作して、画面上で３次元道路モデルとの比較対象とする２次元の道路図面を指定する。操作者によって２次元の道路図面が指定されると、制御装置１０２は、指定された２次元の道路図面のデータを記録装置１０３から読み出して画面上に表示する。操作者は、画面上で２次元の道路図面が寸法通りに生成されているかを確認する。

【0041】

使用者は、マウスを操作して、画面上に表示された２次元の道路図面上に、３次元道路モデルとマッチングさせるための基準点を２点指定する。図１５では、操作者によって２次元の道路図面上に基準点１と基準点２の２点が指定された例を示している。

【0042】

次に、操作者は、マウスを操作して、画面上で妥当性のチェック対象とする３次元道路モデルを選択する。操作者によって３次元道路モデルが指定されると、制御装置１０２は、指定された３次元道路モデルのデータを記録装置１０３から読み出して画面上に表示する。操作者は、画面上で３次元道路モデルが寸法通りに生成されているかを確認する。

【0043】

使用者は、マウスを操作して、画面上に表示された３次元道路モデル上に、２次元の道路図面とマッチングさせるための配置点を２点配置する。図１６は、操作者によって３次元道路モデル上に配置点１と配置点２の２点が指定された例を示している。

【0044】

制御装置１０２は、操作者によって２次元の道路図面上に２つの基準点が指定され、３次元道路モデル上に２つの配置点が指定されると、２次元の道路図面と３次元道路モデルの差異を測定するための差異測定処理を実行する。以下、第２の実施の形態における差異測定処理について説明する。

【0045】

制御装置１０２は、２次元の道路図面から寸法線だけを抽出する。図１７は、図１７（Ａ）に示す２次元の道路図面から、図１７（Ｂ）に示すように寸法線を抽出した例を示している。

【0046】

制御装置１０２は、３次元道路モデルから、配置点１、配置点２、およびその鉛直方向の仮想点から一意の面を生成し、生成した面で対象となるモデルの断面図を取得する。図１８は、図１８（Ａ）に示す３次元道路モデルから断面１８ａの断面図として、図１８（Ｂ）に示す断面図が取得された例を示している。

【0047】

制御装置１０２は、上記の処理で取得した断面図を正規化する。３次元道路モデルから取得した断面図は、見た目は１本の線分であっても図１９（Ａ）に示すように複数の構成点をもつポリラインから構成されていることが多い。このため、制御装置１０２は、図１９（Ａ）に示す状態から不要な構成点を削除することによって断面図を正規化する。本実施の形態では、制御装置１０２は、その点が存在しなくても断面図の形状を維持できる構成点を不要な構成点として特定し、断面図上から削除する。これによって、図１９（Ａ）に示す断面図は、図１９（Ｂ）に示すように正規化される。

【0048】

制御装置１０２は、３次元道路モデルから取得した断面図に、上述した処理で２次元の道路図面から抽出した寸法線を重ね合わせる。このとき、制御装置１０２は、２次元の道路図面上に指定された基準点１と３次元道路モデル上に指定された配置点１の座標値を合わせ、２次元の道路図面上に指定された基準点２と３次元道路モデル上に指定された配置点２についてはその向きを合わせて配置して重ね合わせを行う。これによって、例えば、図２０に示すように、図２０（Ａ）に示す３次元道路モデルから取得した断面図と、図２０（Ｂ）に示す２次元の道路図面から抽出した寸法線とを重ね合わせて、図２０（Ｃ）に示す重ね合わせ図が生成される。

【0049】

制御装置１０２は、図２０（Ｃ）に示した重ね合わせ図において、寸法線の端点に近い断面図の端点を抽出する。例えば、図２０（Ｃ）に示した重ね合わせ図においては、図２１に示すように、寸法線の端点Ｓ１に近い断面図の端点Ｄ１と、寸法線の端点Ｓ２に近い断面図の端点Ｄ２が抽出される。

【0050】

制御装置１０２は、図２２（Ａ）に示す３次元道路モデルから取得した断面図の端点Ｄ１とＤ２の水平方向の距離２２ａと、図２２（Ｂ）に示す２次元の道路図面から抽出した寸法線の端点Ｓ１とＳ２との水平方向の距離２２ｂとを比較することにより、２次元の道路図面と３次元道路モデルの差異を計測する。本実施の形態では、制御装置１０２は、距離２２ａと距離２２ｂの差分を２次元の道路図面と３次元道路モデルの差異として算出する。

【0051】

制御装置１０２は、上述した処理によって計測した２次元の道路図面と３次元道路モデルの差異を示す情報を表示装置１０４に出力して表示する。本実施の形態では、制御装置１０２は、図２３示すような表示結果をダイアログ表示するとともに、図２４に示すように３次元道路モデルを上記の配置点１と配置点２でカットし、そこに２次元の道路図面を配置した状態の図を表示する。

【0052】

図２５は、第２の形態における３次元モデルチェック装置１００で実行される処理の流れを示すフローチャートである。図２５に示す処理は、ユーザによって事前に設計された２次元の道路図面と、道路の設計を支援するためソフトウェアを用いて作成された３次元道路モデルの差異を計測して３次元道路モデルの妥当性をチェックするための処理の開始が指示されると起動するプログラムとして、制御装置１０２によって実行される。

【0053】

ステップＳ１１０において、制御装置１０２は、画面上で操作者によって３次元道路モデルとの比較対象とする２次元の道路図面が指定されたか否かを判断する。ステップＳ１１０で肯定判断した場合には、ステップＳ１２０へ進む。

【0054】

ステップＳ１２０では、制御装置１０２は、画面上に表示された２次元の道路図面上に、使用者によって、３次元道路モデルとマッチングさせるための基準点が２点指定されたか否かを判断する。ステップＳ１２０で肯定判断した場合には、ステップＳ１３０へ進む。

【0055】

ステップＳ１３０では、制御装置１０２は、操作者によって画面上で妥当性のチェック対象とする３次元道路モデルが選択されたか否かを判断する。ステップＳ１３０で肯定判断した場合には、ステップＳ１４０へ進む。

【0056】

ステップＳ１４０では、制御装置１０２は、画面上に表示された３次元道路モデル上に、使用者によって、２次元の道路図面とマッチングさせるための配置点が２点指定されたか否かを判断する。ステップＳ１４０で肯定判断した場合には、ステップＳ１５０へ進む。

【0057】

ステップＳ１５０では、制御装置１０２は、上述したように、２次元の道路図面と３次元道路モデルの差異を測定するための差異測定処理を実行する。その後、ステップＳ１６０へ進む。

【0058】

ステップＳ１６０では、制御装置１０２は、例えば図２３や図２４に示したように、上述した処理によって計測した２次元の道路図面と３次元道路モデルの差異を示す情報を表示装置１０４に出力して表示する。その後、処理を終了する。

【0059】

以上説明した第２の実施の形態によれば、制御装置１０２は、事前に設計された２次元の道路図面と、３次元道路モデルの差異を計測することにより、３次元道路モデルの妥当性をチェックするようにしたので、事前に設計された２次元の道路図面と３次元道路モデルとの間に差異がないかを確認することができる。

【0060】

―第３の実施の形態―
第３の実施の形態では、３次元モデルチェック装置１００は、道路の設計を支援するためソフトウェアを用いて作成された３次元道路モデルに基づいて、道路とその他の構造物との干渉の有無をチェックすることにより、３次元道路モデルの妥当性をチェックするための機能について説明する。なお、第３の実施の形態では、図１に示した３次元モデルチェック装置１００のブロック図は、第１の実施の形態と同様のため、説明を省略する。

【0061】

第３の実施の形態においても、３次元モデルチェック装置１００では、記録装置１０３に３次元道路モデルを作成するためのソフトウェアで作成された３次元道路モデルのデータが記録されている。そして、制御装置１０２は、記録装置１０３に記録されている３次元道路モデルのデータを読み出して、３次元道路モデルの妥当性チェックのための処理を実行する。以下、制御装置１０２による処理の詳細について説明する。

【0062】

操作者は、表示装置１０４に表示された３次元道路モデル上で、構造物の干渉チェックを行う対象道路の中心線をマウス操作により選択する。図２６は、操作者によって３次元道路モデル上で道路中心線２６ａが選択された場合の例を示している。

【0063】

操作者は、図２７に示す建築限界条件設定画面を表示装置１０４に表示させて、対象道路の建築限界の条件を設定する。建築限界は道路構造令により規定されており、路肩の有無や設計区分によって幅や高さが異なっており、操作者は、対象道路に合わせて建築限界の条件を設定する。

【0064】

制御装置１０２は、対象道路の道路中心線と設定された建築限界条件とに基づいて、３次元道路モデル上に建築限界を表す境界面を道路中心線に沿って構築する。以下、３次元道路モデル上に建築限界を表す境界面を構築するための処理について説明する。

【0065】

制御装置１０２は、道路中心線上に所定間隔で境界面の配置基準点を設定し、該配置基準点を基準として建築限界条件に合わせて建築限界領域を配置する。図２８（Ａ）は、道路中心線上に設定した基準点２８ａに対して建築限界領域２８ｂを配置した例を示している。また、図２８（Ｂ）は、道路中心線２６ａ上の各基準点２８ａごとに建築限界領域２８ｂを配置した例を示している。

【0066】

制御装置１０２は、図２９に示すように、各基準点ごとに配置した建築限界領域の各構成点を結んで建築限界条件を表す境界面２９ａを構築する。

【0067】

制御装置１０２は、上記の処理で構築した建築限界条件を表す境界面２９ａと他の構造物との干渉の有無を確認する。具体的には、制御装置１０２は、境界面２９ａと他の構造物の面との交差計算を行い、交差していれば境界面２９ａと他の構造物の面とは干渉していると判定し、交差していなければ境界面２９ａと他の構造物の面とは干渉していないと判定する。そして、制御装置１０２は、例えば図３０に示すように、３次元道路モデル上で対象道路の他の構造物と干渉している範囲を表示する。図３０では、対象道路の他の構造物と干渉している範囲３０ａを実線で表している。なお、制御装置１０２は、例えば、３次元道路モデル上で対象道路の他の構造物と干渉している部分を赤い線で示すことにより、干渉範囲をわかりやすく表示するようにしてもよい。

【0068】

図３１は、第３の形態における３次元モデルチェック装置１００で実行される処理の流れを示すフローチャートである。図３１に示す処理は、道路とその他の構造物との干渉の有無をチェックして３次元道路モデルの妥当性をチェックするための処理の開始が指示されると起動するプログラムとして、制御装置１０２によって実行される。

【0069】

ステップＳ２１０において、制御装置１０２は、表示装置１０４に表示された３次元道路モデル上で、操作者によって構造物の干渉チェックを行う対象道路の中心線が選択されたか否かを判断する。ステップＳ２１０で肯定判断した場合には、ステップＳ２２０へ進む。

【0070】

ステップＳ２２０では、制御装置１０２は、操作者によって、図２７に示した建築限界条件設定画面上で対象道路の建築限界の条件が設定されたか否かを判断する。ステップＳ２２０で肯定判断した場合には、ステップＳ２３０へ進む。

【0071】

ステップＳ２３０では、制御装置１０２は、上述したように、対象道路の道路中心線と設定された建築限界条件とに基づいて、３次元道路モデル上に建築限界を表す境界面を道路中心線に沿って構築する。その後、ステップＳ２４０へ進む。

【0072】

ステップＳ２４０では、制御装置１０２は、上述したように、上記の処理で構築した建築限界条件を表す境界面と他の構造物との干渉の有無を確認するための干渉チェック処理を実行する。その後、ステップＳ２５０へ進む。

【0073】

ステップＳ２５０では、制御装置１０２は、上述したチェック処理の結果に基づいて、例えば図３０に示したように、３次元道路モデル上に対象道路の他の構造物と干渉している範囲がわかるように表示して表示装置１０４に出力して表示する。その後、処理を終了する。

【0074】

以上説明した第３の実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）制御装置１０２は、３次元道路モデルに基づいて、道路とその他の構造物との干渉の有無をチェックすることにより、３次元道路モデルの妥当性をチェックするようにした。これによって、３次元道路モデルの道路が他の構造物と干渉していないかを確認することができる。

【0075】

（２）制御装置１０２は、道路とその他の構造物とが干渉する場合には、３次元道路モデル上で道路の他の構造物と干渉している範囲を表示するようにした。これによって、操作者は、３次元道路モデル上で道路の他の構造物と干渉している範囲を視覚的に把握することができる。

【0076】

―第４の実施の形態―
第４の実施の形態では、３次元モデルチェック装置１００は、道路の設計を支援するためソフトウェアを用いて作成された３次元道路モデルに基づいて、３次元道路モデルの中に、隙間がある要素、はみ出しがある要素、閉じていない要素、または自己交差がある要素が存在しないかをチェックすることにより、３次元道路モデルの妥当性をチェックするための機能について説明する。なお、第４の実施の形態では、図１に示した３次元モデルチェック装置１００のブロック図は、第１の実施の形態と同様のため、説明を省略する。

【0077】

第４の実施の形態においても、３次元モデルチェック装置１００では、記録装置１０３に３次元道路モデルを作成するためのソフトウェアで作成された３次元道路モデルのデータが記録されている。そして、制御装置１０２は、記録装置１０３に記録されている３次元道路モデルのデータを読み出して、３次元道路モデルの妥当性チェックのための処理を実行する。以下、制御装置１０２による処理の詳細について説明する。

【0078】

操作者は、表示装置１０４に表示された３次元道路モデル上で、確認を行いたいソリッド要素やサーフェス要素などの対象要素をマウスを操作して選択する。制御装置１０２は、操作者によって選択された対象要素を対象として、以下のチェック処理を行う。

【0079】

制御装置１０２は、操作者によって選択された対象要素がソリッド要素である場合には、対象要素の隙間の有無、はみ出しの有無、および自己交差の有無をチェックする。具体的には、制御装置１０２は、ソリッド要素において閉じていない面が存在する場合は、そのソリッド要素には隙間があると判定する。例えば、図３２（Ａ）においては、ソリッド要素の面上に閉じていない領域３２ａ～３２ｄが存在しているため、このような場合に対象要素には隙間があると判定する。

【0080】

また、制御装置１０２は、ソリッド要素において構成点の中に３つの稜線を共有していない点、すなわち３つの稜線に接続されていない点が存在する場合は、そのソリッド要素にははみ出しがあると判定する。例えば、図３２（Ｂ）においては、ソリッド要素に３つの稜線を共有していない点３２ｅ～３２ｇが存在しているため、このような場合に対象要素にははみ出しがあると判定する。

【0081】

また、制御装置１０２は、ソリッド要素に含まれるオブジェクトの構成点が他のオブジェクトの内側にあれば、そのソリッド要素には自己交差があると判定する。例えば、図３２（Ｃ）に示す例では、点線で示したオブジェクト３２ｈと３２ｉが存在するため、このような場合に対象要素には自己交差があると判定する。

【0082】

制御装置１０２は、操作者によって選択された対象要素がサーフェス要素である場合には、対象要素の閉じていない面の有無をチェックする。具体的には、制御装置１０２は、サーフェス要素において他の構成点と線分を共有していない点がある場合には、そのサーフェス要素は閉じていない面であると判定する。例えば、図３３においては、サーフェス要素の構成点の中に他の構成点と線分を共有していない点３３ａと３３ｂが存在しているため、このような場合に対象要素には閉じていないと判定する。

【0083】

制御装置１０２は、上記のチェック処理の結果、３次元道路モデルの中に隙間がある要素、はみ出しがある要素、閉じていない要素、または自己交差がある要素が存在すると判定した場合には、操作者が３次元道路モデル上で隙間がある要素、はみ出しがある要素、閉じていない要素、または自己交差がある要素を把握できるような表示形態で表示装置１０４に３次元道路モデルを表示する。例えば、制御装置１０２は、３次元道路モデル上の隙間がある要素、はみ出しがある要素、閉じていない要素、または自己交差がある要素を赤い線で表示するなどすればよい。

【0084】

図３４は、第４の形態における３次元モデルチェック装置１００で実行される処理の流れを示すフローチャートである。図３４に示す処理は、３次元道路モデルの中に、隙間がある要素、はみ出しがある要素、閉じていない要素、または自己交差がある要素が存在しないかをチェックして３次元道路モデルの妥当性をチェックするための処理の開始が指示されると起動するプログラムとして、制御装置１０２によって実行される。

【0085】

ステップＳ３１０において、制御装置１０２は、表示装置１０４に表示された３次元道路モデル上で、操作者によって確認を行いたいソリッド要素やサーフェス要素などの対象要素が選択されたか否かを判断する。ステップＳ３１０で肯定判断した場合には、ステップＳ３２０へ進む。

【0086】

ステップＳ３２０では、制御装置１０２は、上述したように、対象要素に応じたチェック処理を行って、対象要素が隙間がある要素、はみ出しがある要素、閉じていない要素、または自己交差がある要素であるかをチェックするための処理を実行する。その後、ステップＳ３３０へ進む。

【0087】

ステップＳ３３０では、制御装置１０２は、チェック処理の結果、３次元道路モデルの中に隙間がある要素、はみ出しがある要素、閉じていない要素、または自己交差がある要素が存在すると判定した場合には、操作者が３次元道路モデル上で隙間がある要素、はみ出しがある要素、閉じていない要素、または自己交差がある要素を把握できるような表示形態で表示装置１０４に３次元道路モデルを表示する。その後、処理を終了する。

【0088】

以上説明した第４の実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）制御装置１０２は、３次元道路モデルの中に、隙間がある要素、はみ出しがある要素、閉じていない要素、または自己交差がある要素が存在しないかをチェックすることにより、３次元道路モデルの妥当性をチェックするようにした。これによって、３次元道路モデルの中に正常ではない要素が含まれていないかを確認することができる。

【0089】

（２）制御装置１０２は、操作者によって確認対象として選択された要素がソリッド要素である場合には、該ソリッド要素の隙間の有無、はみ出しの有無、および自己交差の有無をチェックし、操作者によって確認対象として選択された要素がサーフェス要素である場合には、該サーフェス要素の閉じていない面の有無をチェックするようにした。これによって、対象要素がソリッド要素である場合、およびサーフェス要素である場合のそれぞれについて、要素に応じたチェックを実施することができる。

【0090】

―変形例―
なお、上述した実施の形態の３次元モデルチェック装置１００は、以下のように変形することもできる。

【0091】

（１）上述した実施の形態では、３次元モデルチェック装置１００としては、例えば、サーバ装置やパソコン等が用いられる例について説明した。しかしながら、上述した処理を実行することができる装置であれば、サーバ装置やパソコンには限定されない。

【0092】

なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。

【符号の説明】

【0093】

１００ ３次元モデルチェック装置
１０１ 操作部材
１０２ 制御装置
１０３ 記録装置
１０４ 表示装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】