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公開番号2025059724
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169997
出願日2023-09-29
発明の名称作業現場において作業員の作業を補助するガイドシステム、ガイド方法、及びガイドプログラム
出願人株式会社トプコン
代理人弁理士法人前川知的財産事務所
主分類G06T 7/70 20170101AFI20250403BHJP(計算;計数)
要約【課題】作業現場における高い精度での位置測定を確保しつつ、作業員視点で作業対象箇所を直感的にその場で理解できること
【解決手段】作業現場において作業者の作業を補助するガイドシステムであって、作業者が保持し、新画像を撮像する撮像部を有するガイド端末を備え、対応付けされた共通特徴点の位置情報と、新画像とを用いて、新画像の撮像位置の位置情報、撮像姿勢を算出する撮像位置算出部と、記憶部に記憶された複数のオブジェクトまたはポイントの中からその設置予定位置をガイドすべき作業対象を選択させる選択部と、選択された作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置の位置情報と、新画像の撮影位置の位置情報、撮像姿勢に基づき、作業者に対し、新画像の撮影位置から、作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置へのガイド情報を出力するガイド算出部と、備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
作業現場において作業者の作業を補助するガイドシステムであって、
前記作業現場における建設予定物を構成する要素である複数のオブジェクトまたはポイントの設置予定位置の位置情報を含む設計情報、および測量装置による測量の結果取得した前記作業現場における位置の基準とするための現場基準物の複数の既存特徴点と位置情報を記憶している記憶部と、
前記作業者が保持し、新画像を撮像する撮像部と、前記新画像の撮像方向情報を検出する姿勢検出部とを有するガイド端末を備え、
前記ガイド端末は、前記新画像から複数の特徴点を抽出する特徴抽出部と、
前記新画像に含まれる複数の特徴点を用いて、前記記憶部に記憶された複数の既存特徴点の中から、前記特徴点と共通する所定の数以上の共通特徴点を抽出し、対応付ける特徴マッチング部と、
前記対応付けされた共通特徴点の位置情報と、前記新画像とを用いて、前記新画像の撮像位置の位置情報、撮像姿勢を算出する撮像位置算出部と、
前記記憶部に記憶された前記複数のオブジェクトまたはポイントの中からその設置予定位置をガイドすべき作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントを選択させる選択部と、
選択された前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置の位置情報と、前記新画像の撮影位置の位置情報、撮像姿勢に基づき、前記作業者に対し、前記新画像の撮影位置から、前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置へのガイド情報を出力するガイド算出部と、を備えるガイドシステム。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記ガイド端末は、前記撮像部が撮像する新画像を表示する表示部と、
前記新画像の絶対座標系または作業現場固有の座標系における撮像範囲を、前記新画像の撮像位置の位置情報と、撮像姿勢を用いて算出する撮像範囲算出部と、
前記撮像範囲の位置と、前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置の位置とを比較して、前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置が、前記撮像範囲に含まれる場合に、
前記表示部に表示される前記新画像上における前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置に相当する位置に、前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントを重畳して表示する表示制御部と、をさらに備える請求項１に記載のガイドシステム。
【請求項３】
前記表示制御部は、前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置の位置情報と、前記新画像の絶対座標系または前記作業現場固有の座標系における撮像範囲中の任意の点の位置情報とを用いて、前記撮像範囲中の任意の点と前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置との差分を計算し、当該差分に基づいて前記新画像の撮影位置から、前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置へガイドする前記作業者へのガイド情報を出力する、請求項２に記載のガイドシステム。
【請求項４】
前記表示制御部は、前記新画像の撮影位置の位置情報に基づいて、前記選択部において前記作業者が選択すべき前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントを前記表示部上で示唆する、請求項２～３のいずれか１つに記載のガイドシステム。
【請求項５】
前記選択部は、前記新画像の撮影位置の位置情報に基づいて、選択すべき前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントを自動的に選択する、請求項１～３のいずれか１つに記載のガイドシステム。
【請求項６】
前記ガイド端末は、音声を発する音声部をさらに備え、
前記音声部は、前記ガイド算出部が出力したガイド情報を音声で出力する、請求項１に記載のガイドシステム。
【請求項７】
作業現場において作業者の作業を補助するガイド方法であって、
前記作業現場における建設予定物を構成する要素である複数のオブジェクトまたはポイントとその設置予定位置の位置情報を含む設計情報と、
測量装置による測量の結果取得した前記作業現場における位置の基準とするための現場基準物の複数の既存特徴点と位置情報とを記憶部に記憶させる記憶ステップと、
前記作業者が、撮像部を有するガイド端末を用いて新画像を撮像する撮像ステップと、
特徴抽出部により、前記新画像から複数の特徴点を抽出する新画像特徴点抽出ステップと、
特徴マッチング部により、前記新画像に含まれる複数の特徴点を用いて、前記記憶部に記憶された複数の既存特徴点の中から、前記新画像に含まれる特徴点と共通する所定の数以上の共通特徴点を抽出し、対応付ける特徴マッチングステップと、
撮像位置算出部により、前記対応付けされた共通特徴点の位置情報と、前記新画像とを用いて、前記新画像の撮像位置の位置情報、撮像姿勢を算出する撮像位置算出ステップと、
選択部が、前記記憶部に記憶された前記複数のオブジェクトまたはポイントの中からその設置予定位置をガイドすべき作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントを選択させる選択ステップと、
ガイド算出部が、選択された前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置の絶対位置情報と、前記新画像の撮影位置の位置情報、撮像姿勢に基づき、前記作業者に対し、前記新画像の撮像位置から、前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置へのガイド情報を出力するガイドステップと、を備えるガイド方法。
【請求項８】
作業現場において作業者の作業を補助するガイドシステムにおいて、作業者が保持するガイド端末にインストールされるガイドプログラムであって、
測量装置による測量の結果取得した前記作業現場における位置の基準とするための現場基準物の複数の既存特徴点と位置情報とを記憶部に記憶させる記憶ステップと、
前記作業者が、撮像部を有するガイド端末を用いて撮像した新画像を取得する新画像取得ステップと、
特徴抽出部により、前記新画像から複数の特徴点を抽出する新画像特徴点抽出ステップと、
特徴マッチング部により、前記新画像に含まれる複数の特徴点を用いて、前記記憶部に記憶された複数の既存特徴点の中から、前記新画像に含まれる特徴点と共通する所定の数以上の共通特徴点を抽出し、対応付ける特徴マッチングステップと、
撮像位置算出部により、前記対応付けされた共通特徴点の位置情報と、前記新画像とを用いて、前記新画像の撮像位置の絶対位置情報、撮像姿勢を算出する撮像位置算出ステップと、
選択部が、前記記憶部に記憶された前記複数のオブジェクトまたはポイントの中からその設置予定位置をガイドすべき作業対象オブジェクトを選択させる選択ステップと、
ガイド算出部が、選択された前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置の絶対位置情報と、前記新画像の撮影位置の位置情報、撮像姿勢に基づき、前記作業者に対し、前記新画像お撮像位置から、前記作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置へのガイド情報を出力するガイドステップと、をコンピュータに実行させるためのガイドプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、作業現場において作業員の作業を補助するガイドに関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、三次元モデルを現場での作業員の施工を支援するために用いるシステムが知られている。
例えば、特許文献１には、建築設備を構成する部材を建築物に取り付ける施工を支援する施工支援システムにおいて、ＧＰＳ衛星からの電波が届かない屋内でも、作業員に装着されたカメラが撮影した撮影画像を用いて、作業空間を三次元形状化したデータを作業の進行とともに生成すること、写真測量技術による三次元合成処理を利用して作業員の位置を算出すること、部材に取り付けられた二次元コードなどのタグを読み取り、新たに一致した取付完了部材があるか否かを判定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１４９５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
建設中の建物屋内等で、ＧＰＳ等の衛星からの電波の届きにくい環境では、作業員の現在位置の確認や、作業員が設置すべき部材や標識の位置を直感的に把握することが困難であった。
【０００５】
そこで、本開示は、作業現場において作業員の作業を補助するガイドシステム、ガイド方法、及びガイドプログラムにおいて、作業現場における高い精度での位置測定を確保しつつ、作業員視点で作業対象箇所を直感的にその場で理解できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、本開示に係るガイドシステムは、作業現場において作業者の作業を補助するガイドシステムであって、作業現場における建設予定物を構成する要素である複数のオブジェクトまたはポイントの設置予定位置の位置情報を含む設計情報、および測量装置による測量の結果取得した作業現場における位置の基準とするための現場基準物の複数の既存特徴点と位置情報を記憶している記憶部と、作業者が保持し、新画像を撮像する撮像部と、新画像の撮像方向情報を検出する姿勢検出部とを有するガイド端末を備え、ガイド端末は、新画像から複数の特徴点を抽出する特徴抽出部と、新画像に含まれる複数の特徴点を用いて、記憶部に記憶された複数の既存特徴点の中から、特徴点と共通する所定の数以上の共通特徴点を抽出し、対応付ける特徴マッチング部と、対応付けされた共通特徴点の位置情報と、新画像とを用いて、新画像の撮像位置の位置情報、撮像姿勢を算出する撮像位置算出部と、記憶部に記憶された複数のオブジェクトまたはポイントの中からその設置予定位置をガイドすべき作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントを選択させる選択部と、選択された作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置の位置情報と、新画像の撮影位置の位置情報、撮像姿勢に基づき、作業者に対し、新画像の撮影位置から、作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置へのガイド情報を出力するガイド算出部と、を備える。
【０００７】
また、上記した目的を達成するために、本開示に係るガイド方法は、作業現場において作業者の作業を補助するガイド方法であって、作業現場における建設予定物を構成する要素である複数のオブジェクトまたはポイントとその設置予定位置の位置情報を含む設計情報と、測量装置による測量の結果取得した作業現場における位置の基準とするための現場基準物の複数の既存特徴点と位置情報とを記憶部に記憶させる記憶ステップと、作業者が、撮像部を有するガイド端末を用いて新画像を撮像する撮像ステップと、特徴抽出部により、新画像から複数の特徴点を抽出する新画像特徴点抽出ステップと、特徴マッチング部により、新画像に含まれる複数の特徴点を用いて、記憶部に記憶された複数の既存特徴点の中から、新画像に含まれる特徴点と共通する所定の数以上の共通特徴点を抽出し、対応付ける特徴マッチングステップと、撮像位置算出部により、対応付けされた共通特徴点の位置情報と、新画像とを用いて、新画像の撮像位置の位置情報、撮像姿勢を算出する撮像位置算出ステップと、選択部が、記憶部に記憶された複数のオブジェクトまたはポイントの中からその設置予定位置をガイドすべき作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントを選択させる選択ステップと、ガイド算出部が、選択された作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置の絶対位置情報と、新画像の撮影位置の位置情報、撮像姿勢に基づき、作業者に対し、新画像の撮像位置から、作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置へのガイド情報を出力するガイドステップと、を備える。
【０００８】
上記した目的を達成するために、本開示に係るガイドプログラムは、作業現場において作業者の作業を補助するガイドシステムにおいて、作業者が保持するガイド端末にインストールされるガイドプログラムであって、測量装置による測量の結果取得した作業現場における位置の基準とするための現場基準物の複数の既存特徴点と位置情報とを記憶部に記憶させる記憶ステップと、作業者が、撮像部を有するガイド端末を用いて撮像した新画像を取得する新画像取得ステップと、特徴抽出部により、新画像から複数の特徴点を抽出する新画像特徴点抽出ステップと、特徴マッチング部により、新画像に含まれる複数の特徴点を用いて、記憶部に記憶された複数の既存特徴点の中から、新画像に含まれる特徴点と共通する所定の数以上の共通特徴点を抽出し、対応付ける特徴マッチングステップと、撮像位置算出部により、対応付けされた共通特徴点の位置情報と、新画像とを用いて、新画像の撮像位置の絶対位置情報、撮像姿勢を算出する撮像位置算出ステップと、選択部が、記憶部に記憶された複数のオブジェクトまたはポイントの中からその設置予定位置をガイドすべき作業対象オブジェクトを選択させる選択ステップと、ガイド算出部が、選択された作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置の絶対位置情報と、新画像の撮影位置の位置情報、撮像姿勢に基づき、作業者に対し、新画像お撮像位置から、作業対象オブジェクトまたは作業対象ポイントの設置予定位置へのガイド情報を出力するガイドステップと、をコンピュータに実行させるためのものである。
【発明の効果】
【０００９】
上記手段を用いる本開示に係るガイドシステムを用いれば、作業現場における高い精度での位置測定を確保しつつ、作業員視点で作業対象箇所を直感的にその場で理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
一実施形態に係るガイドシステムの全体構成図である。
ガイドシステムの構成図である。
ガイド方法の各処理のフローチャートである。
撮影位置の取得方法を説明するための概観図である。
ガイド情報の出力の一例である。
ガイド情報の出力の一例である。
ガイド情報の出力の一例である。
ガイド方法の各処理のフローチャートである。
ガイド情報の出力の一例である。
変形例に係るガイドシステムの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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