特許 7555195 建設作業管理システムおよび建設作業管理方法

(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】2024-09-12

(45)【発行日】2024-09-24

(54)【発明の名称】建設作業管理システムおよび建設作業管理方法

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/08 20120101AFI20240913BHJP

【ＦＩ】

G06Q50/08

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020057528

(22)【出願日】2020-03-27

(65)【公開番号】P2021157532

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-02-17

(73)【特許権者】

【識別番号】302060926

【氏名又は名称】株式会社フジタ

(74)【代理人】

【識別番号】100089875

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 茂

(72)【発明者】

【氏名】久保田 善経

(72)【発明者】

【氏名】関原 弦

(72)【発明者】

【氏名】山口 瞳

【審査官】松田 岳士

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１４８９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１２４６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｑ １０／００ －９９／００

Ｇ０６Ｔ １／００

Ｇ０６Ｔ ７／００ － ７／９０

Ｇ０６Ｔ １１／６０ －１３／８０

Ｇ０６Ｔ １７／０５

Ｇ０６Ｔ １９／００ －１９／２０

Ｇ０６Ｖ １０／００ －２０／９０

Ｇ０６Ｖ ３０／４１８

Ｇ０６Ｖ ４０／１６

Ｇ０６Ｖ ４０／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

建設対象物の３次元設計データを用いて建設現場における作業進捗を管理する建設作業管理システムであって、
前記３次元設計データは、前記３次元設計データを構成する部材モデルに対して設置作業が行われる日付を含む作業予定情報が含まれ、
レーザスキャナにより取得された前記建設現場の３次元点群データを取得する点群データ取得部と、
前記３次元点群データと前記３次元設計データとを比較するデータ比較部と、
前記データ比較部による比較結果に基づいて、前記部材モデルの状態を、注目する部材の存在範囲に点群データが存在しない未着手の状態、注目する部材の形状と当該部分の点群データの形状との誤差が所定範囲内に収まっている完了の状態、および注目する部材の形状と当該部分の点群データの形状との誤差が所定範囲内に収まっていないが、注目する部材の存在範囲に点群データは存在する仕掛の状態のうちいずれかに分類する作業進捗推定部と、
前記部材モデルの前記作業予定情報と前記作業進捗推定部による分類結果とを比較し、前記３次元点群データの取得時までに設置完了予定の部材が前記完了の状態または前記仕掛の状態となっている場合には、当該部材に関する作業は予定通り作業が進捗していると推定し、前記３次元点群データの取得時までに設置完了予定の部材の中に前記未着手の状態の部材がある場合には、当該部材に関する作業が遅延していると推定することで、前記部材モデルに関する実際の作業進捗と作業予定とのずれを推定する作業管理部と、
備えることを特徴とする建設作業管理システム。

【請求項2】

ディスプレイ上に前記３次元点群データを表示するとともに、前記ずれが推定された箇所を識別可能に表示する差分箇所表示部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１記載の建設作業管理システム。

【請求項3】

前記レーザスキャナを搭載し、前記建設現場を自動巡回する自動巡回移動体をさらに備えることを特徴とする請求項１または２項記載の建設作業管理システム。

【請求項4】

作業進捗管理装置で実行され、建設対象物の３次元設計データを用いて建設現場における作業進捗を管理する建設作業管理方法であって、
前記３次元設計データは、前記３次元設計データを構成する部材モデルに対して設置作業が行われる日付を含む作業予定情報が含まれ、
レーザスキャナにより取得された前記建設現場の３次元点群データを取得する点群データ取得工程と、
前記３次元点群データと前記３次元設計データとを比較するデータ比較工程と、
前記データ比較工程での比較結果に基づいて、前記部材モデルの状態を、注目する部材の存在範囲に点群データが存在しない未着手の状態、注目する部材の形状と当該部分の点群データの形状との誤差が所定範囲内に収まっている完了の状態、および注目する部材の形状と当該部分の点群データの形状との誤差が所定範囲内に収まっていないが、注目する部材の存在範囲に点群データは存在する仕掛の状態のうちいずれかに分類する作業進捗推定工程と、
前記部材モデルの前記作業予定情報と前記作業進捗推定工程での分類結果とを比較し、前記３次元点群データの取得時までに設置完了予定の部材が前記完了の状態または前記仕掛の状態となっている場合には、当該部材に関する作業は予定通り作業が進捗していると推定し、前記３次元点群データの取得時までに設置完了予定の部材の中に前記未着手の状態の部材がある場合には、当該部材に関する作業が遅延していると推定することで、前記部材モデルに関する実際の作業進捗と作業予定とのずれを推定する作業管理工程部と、
を含んだことを特徴とする建設作業管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設現場における作業進捗を管理する建設作業管理システムおよび建設作業管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、レーザスキャナ等を利用して建設現場の点群データを取得し、建設現場における作業進捗を管理する技術が開発されている。
例えば下記特許文献１は、建設工事の施工管理システムに関する技術であり、画像取込部が、建設部材の表面の３次元座標を、３次元点群データとしてステレオカメラから取得し、記憶部が、建設部材の表面の設計上の３次元座標を記憶し、処理部が、記憶部に記憶された３次元座標を含む立体領域を挟んで互いに対向する面Ａ、Ｂを設定する。そして、処理部が、面Ａ、Ｂ間の領域に存在する３次元点群データの量に基づいて建設部材の設置／未設置を判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－２３２２０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

建設現場では日々様々な作業が行われており、工期の遅れや作業ミスを防ぐためにも、作業進捗の管理は重要である。一方で、建設対象物が大きいほど作業進捗の管理は煩雑となり、作業管理者の負担が大きいという課題がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、建設現場における作業進捗をより効率的かつ確実に管理することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述の目的を達成するため、本発明にかかる建設作業管理システムは、建設現場における作業進捗を管理する建設作業管理システムであって、レーザスキャナにより取得された前記建設現場の３次元点群データを取得する点群データ取得部と、前記３次元点群データと所定の基準データとを比較するデータ比較部と、前記データ比較部による比較結果に基づいて前記建設現場における作業進捗状態を推定する作業進捗推定部と、を備えることを特徴とする。
本発明にかかる建設作業管理方法は、建設現場における作業進捗を管理する建設作業管理方法であって、レーザスキャナにより前記建設現場の３次元点群データを取得する点群データ取得工程と、前記３次元点群データと所定の基準データとを比較するデータ比較工程と、前記データ比較工程での比較結果に基づいて前記建設現場における作業進捗を推定する作業進捗推定工程と、を含んだことを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、建設現場における作業進捗をより効率的かつ確実に管理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施の形態にかかる建設作業管理システムの概要構成を示す図である。

【図2】建設作業管理システムの機能的構成を示すブロック図である。

【図3】実施の形態１における作業進捗管理のフローを示す図である。

【図4】実施の形態２における作業進捗管理のフローを示す図である。

【図5】実施の形態３における作業進捗管理のフローを示す図である。

【図6】実施の形態４における作業進捗管理のフローを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる建設作業管理システムおよび建設作業管理方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

【0009】

（実施の形態１）
図１は、実施の形態にかかる建設作業管理システムの概要構成を示す図である。
建設作業管理システム１０は、建設現場における作業進捗を管理する。建設現場とは、ビルやマンション、倉庫などの建築建設現場であってもよいし、ダムや橋、トンネルなどの土木建設現場であってもよい。
建設作業管理システム１０は、作業進捗管理装置として機能するコンピュータ１２、自動巡回移動体１４（１４Ａ，１４Ｂ）、可搬型情報処理端末１６（１６Ａ，１６Ｂ）を備える。

【0010】

コンピュータ１２は、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
コンピュータ１２は、例えば建設現場の管理棟など建設現場の近傍に設置されてもよいし、建設工事を請け負う事業者の事業所やクラウド事業者が運営しているデータセンターなど建設現場から離れた場所に設置されてもよい。
図１では、コンピュータ１２をデスクトップ型パソコンとして図示しているが、後述する可搬型情報処理端末１６と同様にノートパソコンやタブレット端末等であってもよい。

【0011】

自動巡回移動体１４（１４Ａ，１４Ｂ）は、レーザスキャナ１８を搭載し、建設現場を自動巡回する。自動巡回移動体１４は、例えば建設現場内を巡回する巡回経路が設定されており、建設現場内に設置されたビーコンやＧＰＳなどにより現在位置を確認しながら、所定のスキャン地点においてレーザスキャナ１８で周囲をスキャンし、建設現場内の点群データを取得する。

【0012】

図１では、自動巡回移動体１４の一例としてドローン１４Ａと台車ロボット１４Ｂとを図示しているが、自律的に移動できる機器であれば従来公知の様々な機器を自動巡回移動体１４として利用することができる。例えば高所作業の頻度が高い建設現場（または建設現場のうち高所作業を実施する箇所）ではドローン１４Ａを用い、その他の現場では台車ロボット１４Ｂを用いる、など使い分けをしてもよい。

【0013】

レーザスキャナ１８（３次元レーザースキャナ）は、計測対象物にレーザを放射状に照射し、レーザの反射時間から求められる計測対象までの距離と照射角度に基づいて計測対象物の表面形状の３次元座標を取得する。レーザスキャナ１８の性能にもよるが、毎秒数万点程度の速度で非接触により計測し、高密度で面的な点群データを得ることができる。
また、レーザスキャナ１８に内蔵されたカメラによって計測箇所で画像を撮影し、画像の色やレーザの反射強度（計測対象の材質や色によって変化するレーザの反射具合）に応じて点群データを着色することもできる。
また、１か所からでは計測ができない計測対象の裏側や広範囲なエリアでも、複数のスキャンデータ間でターゲットを共通点にして合成したり、座標付けをすることができる。

【0014】

本実施の形態では、自動巡回移動体１４が建設現場を自動巡回し、建設現場各部の点群データを取得するものとするが、これに限らず、例えば建設現場の作業者がレーザスキャナ１８を所持して建設現場内を巡回し、所定の地点でスキャン作業を行い、建設現場各部の点群データを取得するようにしてもよい。
また、ドローン１４Ａや台車ロボット１４Ｂを自動巡回させるのではなく、遠隔操作により巡回およびスキャン作業を実施するようにしてもよい。

【0015】

可搬型情報処理端末１６は、建設現場の作業員や作業管理者、建設工事を請け負う事業者の従業員などが携帯する小型の情報処理端末である。可搬型情報処理端末１６にはディスプレイ１６０が設けられており、後述する各種情報を表示出力可能である。また、可搬型情報処理端末１６は、図示しないスピーカやバイブレーション機能などを有しており、コンピュータ１２の指示でアラートを鳴らすことが可能である。

【0016】

なお、本実施の形態において、可搬型情報処理端末１６は、作業進捗管理装置として機能するコンピュータ１２とは異なる情報処理端末との意味であり、必ずしも可搬型でなくてもよい。例えば図１では、可搬型情報処理端末１６の一例としてタブレット端末１６Ａとノートパソコン１６Ｂとを図示しているが、コンピュータ１２とは異なる場所に設置されたデスクトップ型パソコンで可搬型情報処理端末１６の機能を実行してもよい。

【0017】

図２は、建設作業管理システムの機能的構成を示すブロック図であり、特にコンピュータ１２の機能的構成について示している。
コンピュータ１２は、上記ＣＰＵが上記制御プログラムを実行することにより、点群データ取得部１２０、データ比較部１２２、作業進捗推定部１２４、作業進捗箇所表示部１２６、作業管理部１２８として機能する。
また、コンピュータ１２の記憶領域（ストレージ）であるＥＥＰＲＯＭには、基準データＤが記憶されている。なお、基準データＤの記憶場所はコンピュータ１２内に限らず、コンピュータ１２がアクセス可能な外部ストレージ等であってもよい。
また、コンピュータ１２の記憶領域には、後述する３次元点群データや作業予定データ、作業進捗データ等が記憶される。

【0018】

点群データ取得部１２０は、レーザスキャナ１８により取得された建設現場の３次元点群データを取得する。本実施の形態では、点群データ取得部１２０は、自動巡回移動体１４の自動巡回中にレーザスキャナ１８が取得した３次元点群データを、レーザスキャナ１８のメモリから読み出す、またはレーザスキャナ１８から送信させることにより、建設現場の３次元点群データを取得する。取得した３次元点群データは、コンピュータ１２の記憶領域に記憶され、以下に説明する各種処理に利用される。

【0019】

データ比較部１２２は、点群データ取得部１２０で取得した３次元点群データと所定の基準データＤとを比較する。
本実施の形態では、基準データＤは、前回取得された３次元点群データである。「前回取得された３次元点群データ」について説明する。自動巡回移動体１４は、建設現場での作業期間中、所定期間ごとに自動巡回を行い、その都度レーザスキャナ１８で３次元点群データを取得する。所定期間ごととは、例えば１日１回、週に１回などが考えられる。例えば１日１回ずつ３次元点群データを取得する場合、データ比較部１２２は、本日取得された３次元点群データと、昨日取得された３次元点群データ（基準データ）とを比較する。また、例えば週に１回ずつ３次元点群データを取得する場合、データ比較部１２２は、今週取得された３次元点群データと、先週取得された３次元点群データ（基準データ）とを比較する。

【0020】

作業進捗推定部１２４は、データ比較部１２２による比較結果に基づいて建設現場における作業進捗を推定する。本実施の形態では、基準データＤが前回取得された３次元点群データであるため、作業進捗推定部１２４は、前回取得された３次元点群データと今回取得された３次元点群データとの差分を前回から今回までの作業進捗箇所として抽出する。
より詳細には、作業進捗推定部１２４は、建設現場上の同一領域に対応する３次元点群データ同士を比較して、一定距離（閾値）以内に対応する相手の点がいないかどうかによって差分となる点群を検出する。この差分が、前回の３次元点群データの取得時以降に行われた作業により変化した箇所、すなわち作業進捗箇所に対応する。
なお、差分が生じる箇所としては、例えば新しい部材が追加された箇所（例えばフロア内に内壁が追加された場合など）の他、例えば部材が撤去された箇所（例えば作業用足場を利用した作業が完了し、足場が撤去された場合など）や部材が変更された箇所などが挙げられる。

【0021】

作業進捗箇所表示部１２６は、作業進捗推定部１２４で抽出された作業進捗箇所をディスプレイ上に表示された３次元点群データ上または建設現場の画像上で識別可能に表示する。ディスプレイとは、可搬型情報処理端末１６のディスプレイ１６０やコンピュータ１２のディスプレイ１２Ａ（図１参照）である。
例えば点群データをディスプレイに表示する場合、今回取得した点群データのうち前回取得した点群データとの差分に対応する点群を他の点群とは異なる色で表示することにより作業進捗箇所を識別可能とする。
また、例えば画像データ（点群データ取得時にカメラで撮影した画像データ）をディスプレイに表示する場合、画像データのうち作業進捗箇所をマーキングする（例えば作業進捗箇所の外形を示す線分を表示するなど）ことにより作業進捗箇所を識別可能とする。
なお、作業進捗箇所表示部１２６による表示態様は上記に限らず、作業者等が作業進捗箇所を特定することができればどのような態様であってもよい。

【0022】

建設現場の作業員や作業管理者は、ディスプレイ上の表示を確認することにより、前回と比較した作業進捗箇所を把握することができる。また、建設現場から離れた箇所においても、建設現場の状態や作業進捗を逐一確認することができる。
また、記憶領域に記憶された点群データおよび画像は、作業員等の指示により適宜ディスプレイに表示可能である。この時、例えば建物のフロアや管理区画ごとの進捗を色分けして表示したり、任意の日付を指定し過去に遡って作業進捗を確認することも可能である。

【0023】

作業管理部１２８は、建設現場における作業進捗を管理する。
作業管理部１２８は、例えば建設現場の作業管理者（または作業員や建設工事を請け負う事業者の従業員であってもよい）から当日の日付と実施した作業内容の入力を受け、これを作業進捗データとして記録する。作業管理者は、作業進捗箇所表示部１２６により表示された作業進捗箇所を参照しながら、実施した作業を入力することができ、自身が直接巡回することなく作業が確実に行われたことを確認することができる。また、過去に遡って作業状況を確認することができ、建設現場におけるトレーサビリティを向上させることができる。

【0024】

図３は、実施の形態１における作業進捗管理のフローを示す図である。
まず、自動巡回移動体１４が建設現場内を巡回し、レーザスキャナ１８で周囲をスキャンし、建設現場内の点群データを取得する（Ｓ３００）。上述のように、このステップは自動巡回ではなく、作業員等がレーザスキャナ１８を持って建設現場内を巡回して行ってもよい。
つぎに、コンピュータ１２（作業進捗管理装置）の点群データ取得部１２０により、レーザスキャナ１８で取得した点群データを読み込み、今回スキャン時の点群データ（以下「今回スキャンデータ」という）や画像データを取得する（ステップＳ３０２：点群データ取得工程）。
この後、必要に応じて点群データからノイズを除去する（ステップＳ３０４）。ノイズの除去は、コンピュータ１２のアプリケーションで自動的に行ってもよいし、作業員が手動で行ってもよい。

【0025】

つづいて、データ比較部１２２により今回スキャンデータと前回スキャン時の点群データ（以下「前回スキャンデータ」という）を比較し（ステップＳ３０６：データ比較工程）、作業進捗推定部１２４により差分がある部分を作業進捗箇所として抽出する（ステップＳ３０７：作業進捗箇所抽出工程）。
そして、作業進捗箇所表示部１２６は、ディスプレイ上に今回スキャンデータまたは今回スキャン時に撮影された画像を表示するとともに、作業進捗箇所が識別可能となるようにマーキングして表示する（ステップＳ３０８：作業進捗箇所表示工程）。
作業管理者は、ディスプレイ上に表示された作業進捗箇所を確認し（ステップＳ３１０）、作業内容の入力を行う（ステップＳ３１２）。
作業管理部１２８は、作業管理者から入力された作業内容を日付とともに作業進捗データに記憶し、作業進捗データを更新する（ステップＳ３１４）。

【0026】

以上説明したように、実施の形態１にかかる建設作業管理システム１０によれば、建設現場の３次元点群データを用いて建設現場における作業進捗状態を推定するので、作業員等が目視等で作業進捗状態を確認するのと比較して、作業員等の負担を軽減する上で有利となるとともに、より確実に建設現場の作業進捗を把握する上で有利となる。また、作業進捗状況を３次元点群データとして記録するので、建設現場の作業状況を客観的データとして残すことができ、建設現場のトレーサビリティを向上させる上で有利となる。
また、本実施の形態のように基準データとして前回取得された３次元点群データを用いることによって、前回スキャン時から今回スキャン時までの作業進捗箇所を特定し、日々の作業進捗をより細かく管理する上で有利となる。
また、本実施の形態のように作業進捗箇所をディスプレイ上で識別可能に表示するようにすれば、建設現場の作業進捗状況をより詳細に把握する上で有利となる。
また、本実施の形態のように自動巡回移動体１４により３次元点群データを取得すれば、作業員等が建設現場を巡回してスキャンを行うのと比較して、作業員等の負担を軽減し、建設作業の効率を向上させる上で有利となる。

【0027】

（実施の形態２）
実施の形態１では、作業管理部１２８は、作業員から入力された作業進捗を作業進捗データとして記憶するものであった。
実施の形態２では、作業管理部１２８の機能を更に強化し、建設現場における作業進捗と、予め定められた建設現場における作業予定とを比較し、作業が所定の段階となるまでの必要工期を推定するものとする。所定の段階とは、例えば「建設現場での作業が全て完了する段階」、「複数階ある建物のうち特定の階での作業が完了する段階」など任意に定めることができる。

【0028】

なお、実施の形態２における建設作業管理システムの構成について、実施の形態１と同様の点は説明を省略する。

【0029】

実施の形態２では、作業管理部１２８は、作業予定データを参照可能となっている。作業予定データには、日付およびその日に実施予定の作業内容が含まれている。作業予定データは、例えば建設工事を請け負う事業者により予め作成されている。作業予定データを作成する際には、例えば各作業についての標準歩掛や作業に従事する予定の作業員数などが参照される。

【0030】

作業管理部１２８は、作業進捗データの入力（図３のステップＳ３１２参照）を受けると、作業進捗データと作業予定データとを比較する。
作業管理部１２８は、作業予定データと作業進捗データとに差分がない場合、すなわち予定通り作業が進捗している場合には、作業予定データ上における当該作業の完了日までを上記必要工期と推定する。
また、作業予定データと作業進捗データとに差分がある場合、すなわち予定よりも作業の進捗が遅い、または早い場合には、例えば現在の日付に、残りの作業に必要な日数を足し合わせることで上記必要工期を推定する。この時、例えば標準歩掛と実際に作業にかかった日数を比較し、今後も同様の作業が実施予定の場合には、実際に作業にかかった日数を元に工期を推定してもよい。

【0031】

図４は、実施の形態２における作業進捗管理のフローを示す図である。
ステップＳ４００からステップＳ４１４については、図３を用いて説明した実施の形態１のフローと同様のため、説明を省略する。
ステップＳ４１４の後、作業管理部１２８は、更新した作業進捗データ（最新の作業進捗データ）と作業予定データとを比較し、必要工期を推定する（ステップ４１６）。
作業管理部１２８により必要工期が通知されると（ステップＳ４１８）、作業管理者は、必要工期を確認し、予定通り（または誤差が許容範囲内）であれば、そのまま確認してフローを終了する（ステップＳ４２０）。また、必要工期の誤差が許容範囲外の場合、作業管理者は、作業予定を変更することを検討し（ステップＳ４２０）、作業予定を変更した場合には、作業管理装置側の作業予定データに変更を反映させる（ステップＳ４２２）。

【0032】

以上説明したように、実施の形態２では、建設現場の点群データと予め定められている作業予定に基づいて作業が完了するまでの必要工期を推定する。これにより、作業中も適宜作業予定を見直すことができ、建設現場における効率を向上させることができる。
具体的には例えば工期遅れを早期に発見するとともに、例えば遅れを挽回するために必要な追加人員数の検討に活用したり、建設工事の発注元への価格交渉のエビデンスとして活用することができる。

【0033】

（実施の形態３）
実施の形態１および２では、基準データとして前回スキャンデータ（点群データ）を用いた。
実施の形態３では、基準データとして建設対象物の３次元設計データを用いる。本実施の形態では、３次元設計データとしてＢＩＭ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）モデルを用いる場合について説明する。
ＢＩＭでは、コンピュータ上に作成した３次元の建物のデジタルモデルに、コストや仕上げ、管理情報などの属性データを追加した建築物のデータベースを建設作業の各フェーズで活用する。ＢＩＭモデルはオブジェクトの集合体であり、建材パーツには幅や奥行き、高さ等の寸法に加え、素材や組み立てる工程（時間）なども含めることができる。本実施の形態では、基準データとしてＢＩＭモデルを用いることにより基準データ内に建設現場における作業手順を含めるができる。

【0034】

なお、実施の形態３における建設作業管理システムの構成について、実施の形態１および２と同様の点は説明を省略する。

【0035】

実施の形態３では、データ比較部１２２は、点群データ取得部１２０で取得した３次元点群データとＢＩＭモデル（建設対象物の３次元設計データ）とを比較する。
なお、３次元点群データには、例えば作業に用いる建設機器や仮設の手すりや足場、仮置き資材などなど、ＢＩＭモデルには含まれない物体が含まれる可能性がある。これらの物体に対応する点群は、例えばノイズ除去処理（図５のステップＳ５０４など）により除去する。また、点群データとＢＩＭモデルとの座標系（原点、スケール、方向）を予め一致させる。

【0036】

作業進捗推定部１２４は、ＢＩＭモデルと３次元点群データとの差分を抽出する。ＢＩＭモデルには、建設対象物を構成する全ての部材が含まれているため、建設途中における３次元点群データと比較した場合でも、各点に対応する部材が存在する。例えば心材が露出した状態の壁をスキャンした点群データとＢＩＭモデルとを比較すると、点群としてスキャンされた心材の位置とＢＩＭモデル上の心材の位置が略一致する。よって、作業進捗推定部１２４は、建設現場上の同一領域に対応する３次元点群データとＢＩＭモデルとを比較して、３次元点群データの各点に対応する位置から一定距離（閾値）以内に表面が位置する部材があるか否かを判断する。

【0037】

３次元点群データとＢＩＭモデルとの差分がない場合は、設計通りに作業が進んでいると推定することができる。
一方、ＢＩＭモデルと３次元点群データとの差分がある場合は、設計通りに作業が進んでいない可能性がある。この場合に考えられる原因としては、例えば作業上の間違い（部材の取り付け位置や部材型番の間違い等）、ＢＩＭモデルの間違い（設計構造や部材指定のミス等）、システム上の間違い（例えば３次元点群データとＢＩＭモデルとの座標がずれている等）が考えられる。誤差の原因の特定は、例えば作業管理者やＢＩＭモデルの作成者等が行う。

【0038】

作業進捗箇所表示部１２６は、作業進捗推定部１２４で差分が抽出された箇所をディスプレイ上に表示された３次元点群データ上またはＢＩＭモデル上または今回スキャン時に撮影された画像上で識別可能に表示する差分箇所表示部として機能する。
具体的には、３次元点群データに基づくモデル（線分）をＢＩＭモデル上に表示したり、３次元点群データ上で差分がある箇所の点群を他の点群と異なる色に表示したりする。
このように差分がある箇所を識別可能に表示することによって、作業管理者やＢＩＭモデルの作成者等による誤差の原因の特定を支援することができる。

【0039】

図５は、実施の形態３における作業進捗管理のフローを示す図である。
ステップＳ５００からステップＳ５０４については、図３を用いて説明した実施の形態１のフローと同様のため、説明を省略する。
ステップＳ５０４の後、データ比較部１２２は、今回スキャンデータとＢＩＭモデルとを比較し（ステップＳ５０６：データ比較工程）、作業進捗推定部１２４は、今回スキャンデータとＢＩＭモデルの差分を抽出する（作業進捗推定工程）。差分がない場合は（ステップＳ５０８：Ｎｏ）、そのまま本フローを終了する。
一方、差分がある（例えば点群データ上に存在する部材がＢＩＭモデル上にない場合など）場合は（ステップＳ５０８：Ｙｅｓ）、作業管理者等にその旨を通知する（ステップＳ５１０）。この時、差分箇所表示部により、ディスプレイ上に今回スキャンデータＢＩＭモデルまたは今回スキャン時に撮影された画像を表示するとともに、差分が検出された箇所を識別可能に表示する。
作業管理者等は、ディスプレイ上に表示された差分箇所を確認し、差分が生じた原因を特定する（ステップＳ５１２）。その後、特定された原因に応じた担当者が対応を行う。例えばＢＩＭモデルに変更があった場合には、作業管理装置が記憶するＢＩＭモデルにも変更を反映する（ステップＳ５１４）。

【0040】

以上説明したように、実施の形態３では、基準データとしてＢＩＭモデル（建設対象物の３次元設計データ）を用い、ＢＩＭモデルと３次元点群データとの差分を抽出する。よって、建設現場の作業が設計通りに進捗しているかを確認する上で有利となる。
また、ＢＩＭモデルと３次元点群データとの差分をディスプレイ上で識別可能に表示することによって、建設現場の作業進捗状況をより詳細に把握する上で有利となる。

【0041】

（実施の形態４）
実施の形態４は、３次元点群データとＢＩＭモデルとを用いて、建設現場における工期管理を行う場合について説明する。
なお、実施の形態４における建設作業管理システムの構成について、実施の形態１から３と同様の点は説明を省略する。

【0042】

実施の形態４において、作業管理部１２８は、ＢＩＭモデルに含まれる建設現場における作業進捗予定と、３次元点群データとを比較し、作業進捗予定と実際の作業進捗とのずれを推定する。上述のように、ＢＩＭモデルには各建材パーツを組み立てる工程（時間）なども含めることができる。よって、ＢＩＭモデルの各パーツに対して設置作業が行われる日付（作業予定情報）を設定することにより、各作業日時点における作業進捗予定を把握可能となり、この作業進捗予定と３次元点群データで示される実際の作業進捗とを比較することにより、作業の遅れや作業順序の間違い等を検出することができる。

【0043】

具体的には、例えば作業進捗推定部１２４は、ＢＩＭモデルを構成する各部材モデル（建設対象物を構成する各部材）を、以下の３状態に分類する。
１．未着手：注目する部品の存在範囲に点群データが存在しない。
２．完了：注目する部品の形状と当該部分の点群データの形状との誤差が所定範囲内に収まっている。
３．仕掛：注目する部品の形状と当該部分の点群データの形状との誤差が所定範囲内に収まっていないが、注目する部品の存在範囲に点群データは存在する。

【0044】

作業管理部１２８は、点群データ取得時（今回スキャン時）までに設置完了予定の部材（または設置作業開始予定の部材）が完了（または仕掛）の状態となっているかを判断する。今回スキャン時までに設置完了予定の部材が全て完了または仕掛の状態となっている場合には、予定通り作業が進捗していると推定する。一方、今回スキャン時までに設置完了予定の部材の中に未着手の状態の部材がある場合、作業が遅延していると推定する。

【0045】

図６は、実施の形態４における作業進捗管理のフローを示す図である。
ステップＳ６００からステップＳ６０４については、図３を用いて説明した実施の形態１のフローと同様のため、説明を省略する。
ステップＳ６０４の後、データ比較部１２２は、今回スキャンデータとＢＩＭモデルとを比較し、作業進捗推定部１２４は、ＢＩＭモデルを構成する各部材モデルの状態を「未着手」、「完了」、「仕掛」のいずれかに分類する（ステップＳ６０６）。
作業管理部１２８は、各部材モデルの作業予定情報とステップＳ６０６の分類結果を比較し、実際の作業進捗と作業予定とのずれを推定する（ステップＳ６０８）。すなわち、今回スキャン時までに設置完了予定の部材が完了または仕掛の状態となっている場合には、当該部材に関する作業は予定通り作業が進捗していると推定する。また、今回スキャン時までに設置完了予定の部材の中に未着手の状態の部材がある場合には、当該部材に関する作業が遅延していると推定する。

【0046】

作業管理部１２８は、作業管理者等に実際の作業進捗と作業予定とのずれの推定結果を通知する（ステップＳ６１０）。この時、差分箇所表示部により、ディスプレイ上に今回スキャンデータＢＩＭモデルまたは今回スキャン時に撮影された画像を表示するとともに、ずれが検出された箇所を識別可能に表示してもよい。
作業管理者等は、通知された実際の作業進捗と作業予定とのずれを確認し、予定通り（またはずれが許容範囲内）であれば、そのまま確認してフローを終了する。また、ずれが許容範囲外の場合、作業管理者等は、作業予定を変更することを検討し（ステップＳ６１２）、作業予定を変更した場合には、ＢＩＭモデルに含まれる作業進捗予定にも変更を反映させる（ステップＳ６１４）。

【0047】

以上説明したように、実施の形態４では、建設現場の点群データとＢＩＭモデルに含まれる作業進捗予定に基づいて、工期のずれを推定する。これにより、作業中も適宜作業予定を見直すことができるともに、作業順序の間違えを早期に発見することができ、建設現場における作業効率を向上させることができる。

【符号の説明】

【0048】

１０ 建設作業管理システム
１２ コンピュータ（作業進捗管理装置）
１２０ 点群データ取得部
１２２ データ比較部
１２４ 作業進捗推定部
１２６ 作業進捗箇所表示部
１２８ 作業管理部
１４ 自動巡回移動体
１６ 可搬型情報処理端末
１８ レーザスキャナ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】