ディープラーニングが機械学習を使用して2Dプランから3Dモデルを作成する方法

差し迫った締切と終わりのないやり直しの中、AEC業界においてミスを許す余地はありません。ワークフローを効率化する緊急性には、最新技術、例えばDeep Learning、人工ニューラルネットワークに基づく機械学習手法などを用いた自動化で対応できます。

当社のソフトウェア利用クライアントは、数分以内に2D図面から正確な3Dモデルを生成する必要性という類似の課題を抱えていました。AEC業界における自動化の先駆者として、nCircleチームはこの課題に真っ向から挑みました。「もし単一のソリューションで、2D平面図や立面図から自動的に3Dモデルを生成できるとしたら？」と私たちは問いかけました。

nCircle TechのチームはDeep Learningを活用し、2Dから3Dへのスムーズな変換プロセスを構築しました。MLを使用して、数分で2D図面から3Dモデルを取得できるインテリジェントなソフトウェアを開発しました。このシステムは、寸法の追加や3Dモデルの生成など、ユーザーに「ワンクリック」ワークフローを提供しました。

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簡単さと正確さのバランス：使いやすいプロフェッショナルソフトウェア

要件は、CADの使用を削減しつつ高いカスタマイズ性を実現するソフトウェアを設計することでした。ドラッグ＆ドロップを基本としたワークフローにより、シンプルでありながら精密な、構築シンボルとコマンドを組み込んだものです。

ソフトウェアのシンプルさは精度を犠牲にするものではありません。それは一貫した作成プロセスにより、プロフェッショナルな結果を提供し、図面作成段階を容易にします。目標は、与えられた2D入力から3Dモデルを生成しつつ、包括的な体験を提供することでした。

本質的には、1人のドラフトマンが制作できる図面の数を最適化し、成果をスケーリングし、ROIを向上させることに注力していました。

プロセスと品質

クライアントの独自のニッチと要件が、このタスクを興味深いものにしました。ユースケースの理解が重要です — 2D図面をラスタ画像として受け取り、自動的に3Dモデルに変換します。

クライアントの専用ソフトウェアは、厚さ、高さ、形状、素材に応じて壁やドア、窓などをカスタマイズして3Dモデリングできましたが、それは手動プロセスでした。私たちはMLを使って2D図面をポイントクラウドとして解釈し、それをソフトウェアに投入します。残りの3Dモデル作成プロセスは自動化されます。

Deep Learning により、2D図面の特徴（内壁、外壁、ドア、窓）を識別するパイプラインの開発が格段に容易になりました。

当社からの唯一の手動入力は、壁と床の高さ、およびスケーリングファクターに関する一般情報です。それが提供されると、ソフトウェアは2D画像から自動的に3Dモデルを生成します。

クライアントが私たちを選んだトップ5の理由：

すべてのプロジェクトとサービスにおける細部へのこだわり。
10年以上にわたりBIM自動化で最高のサービスを提供してきた実績。
少量のサンプルデータでも正確な結果を出せるDeep LearningとMLの活用。
サーバーをホスティングせずとも高品質なコードを要求。
効率的かつ安全なシステムの必要性。

遭遇したトップ5の課題：

2Dラスタ画像を3Dベクターデータに変換する作業

2Dラスタ画像を3Dデータに変換することは困難を伴います。平面図の要素を3D要素として読み解くためには、多様で高度なアルゴリズムが必要であり、それでいて正確な結果を提供しなければなりません。

リアルタイムの参照情報が不足していた点

このソフトウェア開発時には、市場に同様のサービスを提供する競合が存在しませんでした。参照できるケーススタディがなく、すべてをゼロから構築する必要がありました。

手動による初期出力の誤差の取り扱い

ソフトウェア開発において重要な課題だったのは、初期出力の手動エラーをどのように扱い、改善していくかということでした。

精度の確保

機械学習においては、常に出力の精度が懸念されます。特に、設定された精度要件に応じてソリューションを提供する場合には、開発段階での慎重な検討とスマートな意思決定が不可欠です。

全体的なソリューションを構築すること

2Dラスタ画像をベクター形式に変換するのは比較的単純ですが、それを使って正確なレイアウトや立面図を生成する3Dモデルを作成するプログラムを開発するのは別の挑戦でした。壁やドア、窓を識別し、正確な形状に基づく3Dを生成する必要がありました。

私たちの対応

nCircleの優れた専門チームは、すべての課題を機会と捉えました。市場に競合がいなかったことは、革新的なプログラムを開発し、自動化分野の先駆者になるチャンスでした。

未開拓の領域に挑戦する中で、私たちはソリューションを革新しカスタム提供することに成功しました。タスクの複雑性と規模にも関わらず、nCircleのチームは1年以内に高品質な結果を生み出すことができました。データ収集から実行まで、nCircle Techはエンド・ツー・エンドのソリューションを提供しました。

成果

10年以上の経験を持つ私たちnCircleは、クライアントとパートナーとして共に歩んできました。

最新のML技術を活用し、nCircle Techでは2Dデータから正確な3Dモデルを自動生成する包括的なソリューションを提供しました。ドラフトマンはモデル作成に何時間も費やす代わりに、少しの調整だけで済むようになりました。Deep Learningの力を活かし、2Dレイアウトからデジタルモデル作成を自動化する新たなソリューションを提供しました。

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