論文の概要: Semi-automated reconstruction of indoor geometry from 360-degree video for CFD-based airflow analysis in classrooms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.23425v1
• Date: Sun, 20 Sep 2026 07:41:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-22 20:29:00.815681
• Title: Semi-automated reconstruction of indoor geometry from 360-degree video for CFD-based airflow analysis in classrooms
• Title（参考訳）: CFDを用いた教室内気流解析のための360度ビデオからの室内形状の半自動再構築
• Abstract要約: CFDは, 建物内の換気・汚染物質輸送の評価に広く用いられているが, 大規模展開は3つのボトルネックによって制限されている。 部屋の360度映像を個別に編集可能でシミュレーション可能な幾何学的資産に変換する半自動ワークフローを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.463613863713614
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Computational Fluid Dynamics (CFD) is widely used to evaluate ventilation and contaminant transport in occupied buildings, but deployment at scale is limited by three bottlenecks: acquiring room geometry without costly scanning hardware or manual CAD modeling, decomposing the scene into individually manipulable objects, and reconfiguring those objects for alternative layouts without re-capturing the room. We present a semi-automated workflow that converts a single 360-degree video of a room into individually editable, simulation-ready geometry assets. A dense point cloud is reconstructed using Neural Radiance Fields (NeRF), and 2D instance masks from text-prompted SAM 3 segmentation are lifted to 3D using multi-view consensus and depth-band filtering. Points are separated into object instances with an octree, and occlusion gaps are healed with a connectivity graph. Chair templates are fitted by Iterative Closest Point (ICP) alignment, and table geometry is generated procedurally. A browser-based editor supports quality assurance and rapid construction of alternative layout configurations. A steady Reynolds-averaged OpenFOAM solution then drives transient passive-scalar transport; the setup is verified using a mesh-sensitivity study and validated against an IEA Annex 20 benchmark. We apply the workflow to two university classrooms and a tiered lecture-hall auditorium. The capture-to-geometry pass takes two to five hours per room on a consumer workstation. In a controlled obstruction sequence in one classroom, the modeled half-clearance time varies non-monotonically as furniture is added, and a cross-room comparison indicates that clearance behavior cannot be reliably extrapolated between rooms, motivating per-room geometry acquisition. By making that acquisition low-cost, the workflow makes geometry-resolved comparative ventilation studies practical for spaces such as classrooms.
• Abstract（参考訳）: 計算流体力学(CFD)は、占拠された建物の換気と汚染物質輸送を評価するために広く用いられているが、大規模展開は、コストのかかるハードウェアや手動CADモデリングを使わずに部屋の幾何学を取得し、シーンを個別に操作可能なオブジェクトに分解し、それらのオブジェクトを、部屋を再キャプチャすることなく、代替的なレイアウトのために再構成する、という3つのボトルネックによって制限されている。 部屋の360度映像を個別に編集可能でシミュレーション可能な幾何学的資産に変換する半自動ワークフローを提案する。 ニューラル・ラジアンス・フィールド(NeRF)を用いて高密度点雲を再構成し、多視点コンセンサスと深度帯域フィルタリングを用いて、テキストプロンプトSAM3セグメンテーションから2次元のインスタンスマスクを3次元にリフトする。 ポイントはOctreeでオブジェクトインスタンスに分離され、オクルージョンギャップは接続グラフで修復される。 椅子テンプレートはICP(Iterative Closest Point)アライメントによって取り付けられ、テーブル幾何学は手続き的に生成される。 ブラウザベースのエディタは、品質保証と代替レイアウト構成の迅速な構築をサポートする。 定常的なReynolds平均的なOpenFOAMソリューションは、過渡的なパッシブスカラートランスポートを駆動する。 このワークフローを2つの大学教室とタイアップされた講義ホール講堂に適用する。 キャプチャー・ツー・ジオメトリのパスは、コンシューマー向けワークステーションの1室あたり2時間から5時間かかる。 1つの教室における制御された障害シーケンスにおいて、モデル化された半クリアランス時間は家具の追加に伴って非単調に変化し、クロスルーム比較は、部屋間のクリアランスの挙動を確実に外挿できないことを示し、部屋ごとの幾何学的取得を動機付けている。 この買収を低コストにすることで、このワークフローは幾何学的解決された比較換気研究を教室などの空間で実践する。

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