CN115115802A - 测量信息管理系统、测量信息管理方法及存储介质 - Google Patents

测量信息管理系统、测量信息管理方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及测量信息管理系统、测量信息管理方法及存储有测量信息管理程序的存储介质，所述测量信息管理系统使用信息显示终端和测量三维空间的点云的测量装置，具有：测量信息获取部，从测量装置获取包括关联有位置信息的点云数据在内的测量信息；范围设定部，设定点云的显示范围；区块设定部，将显示范围分割为规定的单位区块；点云量计算部，针对每个单位区块计算空间所包括的点云量；点云量显示部，针对显示范围的各区块使信息显示终端根据点云量计算部计算出的每个单位区块的点云量进行显示；以及终端位置获取部，能够获取信息显示终端的位置信息。

Description

测量信息管理系统、测量信息管理方法及存储介质
技术领域
本公开涉及一种测量信息管理系统、测量信息管理方法及存储有测量信息管理程序的存储介质。
背景技术
近年来，在建筑现场也在进行应用ICT技术(Information andCommunicationsTechnology：信息通信技术)的工程施工。包括人手短缺和最近的传染病的防治对策等需要通过ICT技术来实现作业高效化、节省人力化。
作为应用这样的ICT技术来获取地形、地上物等三维数据的系统，已知如下的系统，即，使用地面设置式三维扫描装置从多个地点测量对象物，来获取三维点云数据并将其显示在终端(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-56616号公开公报
发明内容
发明要解决的问题
可是，作为对这样的三维点云数据的获取状况进行确认的方法，只有确认平面地图上的点云数据的分布，或者通过在模拟三维空间的虚拟空间等描绘来确认三维点云数据。然而，在确认平面地图上的点云数据的分布的方法中，不知道是否满足三维所需的点云量，而在通过模拟三维空间的描绘来确认的方法中，一次描绘及确认的空间有限，确认所有的区域是一个负担。
以上，本发明的目的在于，提供一种测量信息管理系统、测量信息管理方法及存储有测量信息管理程序的存储介质，在测量三维空间的点云的测量信息管理系统，能够在现场效率良好地进行扫描，而且能够视觉性地确认扫描状况和数据获取的结果。
用于解决问题的手段
为了达成上述目的，本公开的实施方式的测量信息管理系统使用信息显示终端和测量三维空间的点云的测量装置来显示测量信息，所述测量信息管理系统具有：测量信息获取部，从所述测量装置获取包括关联有位置信息的点云数据在内的测量信息；范围设定部，设定所述点云的显示范围；区块设定部，将所述显示范围分割为规定的单位区块；点云量计算部，针对每个所述单位区块计算空间所包括的点云量；以及点云量显示部，使所述信息显示终端显示与所述点云量计算部针对所述显示范围的各区块计算出的每个所述单位区块的点云量对应的信息。
另外，为了达成上述目的，本公开的实施方式的测量信息管理方法使用信息显示终端和测量装置来显示测量信息，具有：测量信息获取步骤，测量信息获取部从所述测量装置获取包括关联有位置信息的点云数据在内的测量信息；范围设定步骤，范围设定部设定点云的显示范围；区块设定步骤，区块设定部将所述显示范围分割为规定的单位区块；点云量计算步骤，点云量计算部针对每个所述单位区块计算空间所包括的点云量；以及点云量显示步骤，点云量显示部使所述信息显示终端显示与在所述点云量计算步骤中针对所述显示范围的各区块计算出的每个所述单位区块的点云量对应的信息。
另外，为了达成上述目的，本公开的实施方式涉及一种存储有测量信息管理程序的存储介质，所述测量信息管理程序使用信息显示终端和测量装置来显示测量信息，所述测量信息管理程序用于使计算机执行：测量信息获取步骤，测量信息获取部从所述测量装置获取包括关联有位置信息的点云数据在内的测量信息；范围设定步骤，范围设定部设定点云的显示范围；区块设定步骤，区块设定部将所述显示范围分割为规定的单位区块；点云量计算步骤，点云量计算部针对每个所述单位区块计算空间所包括的点云量；以及点云量显示步骤，点云量显示部使所述信息显示终端显示与在所述点云量计算步骤中针对所述显示范围的各区块计算出的每个所述单位区块的点云量对应的信息。
发明效果
根据本公开的实施方式，能够在现场效率良好地进行扫描，而且能够视觉性地确认扫描状况、数据获取结果。
附图说明
图1是示出本公开的实施方式的测量信息管理系统的构成的系统构成图。
图2是示出说明处理流程的流程图的图。
图3是示出显示在信息显示终端的画面的一个示例的图。
图4是示出显示在信息显示终端的画面的一个示例的图。
图5是示出显示在信息显示终端的画面的一个示例的图。
图6是示出显示在信息显示终端的画面的一个示例的图。
图7是示出显示在信息显示终端的画面的一个示例的图。
图8是示出显示在信息显示终端的画面的一个示例的图。
附图标记说明
1：测量信息管理系统
2：作业者
100：信息显示终端
110：终端处理部
120：终端存储部
121：测量信息获取部
122：范围设定部
123：区块设定部
124：点云量计算部
125：点云量显示部
126：点云量管理部
130：终端通信部
140：终端输入部
150：终端显示部
160：终端位置获取部
170：方位获取部(终端方位获取部)
180：终端拍摄部
200：测量装置
210：测量器处理部
220：测量器存储部
221：点云数据生成部
222：实测位置计算部
223：显示控制部
230：测量器通信部
240：测量器操作部
250：测量器显示部
260：扫描部
261：测距部
262：偏转部
270：测量器位置获取部
281：姿势驱动部
282：姿势检测部
290：测量器拍摄部
DA：显示范围
GU：单位区块
SP：测量装置位置
具体实施方式
概要
例如土木工程施工等室外的现场，依次在工程施工开始前、开工等时使用三维扫描仪等测量装置来获取三维点云数据(以下，也有称为点云数据的情况)，并进行确认现场状况的作业。这样的现场状况例如以报告书等规定的形式作为成果提交给需要报告的机构。对于在现场的点云获取，典型地是变换地方进行多次如下的作业，即，设置测量装置，获取该位置周围的点云。或者，也可以在移动体上装载三维扫描仪等，一边在管理区内移动一边获取点云。
三维点云数据获取状况的确认由作业者使用能在手头阅览的智能手机、平板电脑、PC(Personal Computer：个人计算机)等信息显示终端来进行。此时，在通过向模拟点云量、三维空间的虚拟空间描绘点云来显示的方法中，一次描绘及确认的空间有限，确认所有的区域需要花时间，且不能将这些一目了然地确认。
另外，在作业者在现场结束点云获取状况的确认作业时，要求在应管理范围的所有区域内满足需要的点云量，也需要能够定量地对此进行确认。
另外，作为其他的问题，不优选获取到的三维点云数据都显示。在进行工程施工中，应管理区域已经被确定，对于管理范围外的区域也显示、计算点云是计算资源的浪费，并且负担也重。
作为应对以上的各种事情和现象的对策，本公开的发明人意图如下：构思点云量管理这个概念，在规定的管理区内进行点云量管理，在现场进行扫描时能更效率良好地进行扫描，能够视觉性地确认扫描状况的预测及数据获取的结果，从而使作业变得高效。
以下，基于附图说明本公开的实施方式。图1是示出本公开的实施方式的测量信息管理系统的构成的系统构成图。
系统构成
测量信息管理系统1具有供作业者2使用的信息显示终端100和测量装置200。作业者2使用具有这些构成的测量信息管理系统1，例如在土木工程施工现场等室外对获取到的三维点云数据进行确认。
为了测量并获取三维点云数据的测量装置200的一实施例例如为三维扫描装置，更具体来说例如为三维激光扫描装置。测量装置200具有测量器存储部220、扫描部260、姿势驱动部281、姿势检测部282、测量器显示部250、测量器操作部240、测量器通信部230、测量器处理部210、测量器位置获取部270和测量器拍摄部290，这些各构成分别电连接。
测量器存储部220是由存储器或磁盘构成的存储装置，存储有现场的各种设计信息。作为该设计信息包括例如BIM(Building Information Modeling：建筑信息模型)等。此外，设计信息不限于BIM，例如也可以是三维CAD(Computer Aided Design：计算机辅助设计)数据。另外，也可以是在图像文件上添加有标尺的图像式图。
扫描部260例如为激光扫描仪，具有测距部261和偏转部262。测距部261具有照射作为测距光的激光，通过接收其反射光来进行测距及测角的功能。
姿势驱动部281是驱动扫描部260在水平方向及铅垂方向上旋转的促动器。通过驱动该姿势驱动部281，可以改变扫描部260的朝向。
姿势检测部282是能够检测被姿势驱动部281驱动的水平角及铅垂角的旋转角度传感器(旋转编码器)。另外，姿势检测部282也可以具有检测测量装置200的倾斜角的倾斜测量器(倾斜传感器)。能够由该姿势检测部282检测扫描部260所指向的朝向。
测量器显示部250是可以显示基于测量器存储部220所存储的设计信息的虚拟空间、由扫描部260测量的结果、由测量器处理部210解析的结果等各种信息的显示器。
测量器操作部240是可以进行扫描部260的测量、姿势驱动部281的驱动等设定和操作的部分。该测量器操作部240既可以是物理的按钮等，也可以是与测量器显示部250一体的触摸屏。
测量器通信部230是至少能够与各种信息终端进行相互通信的通信设备。例如通信部可以是能与因特网等网络连接的通信设备或用无线或有线与信息显示终端100连接并进行通信的设备。
测量器位置获取部270具有获取测量装置200在静止或移动中的位置的功能。具体来说，例如具有根据测量装置200的器械点设置来获取位置的功能，并且能够通过测量设置于已知位置的回射棱镜等目标来测量自身位置。或者，测量器位置获取部270也可以是GNSS(Global Navigation Satellite System：全球导航卫星系统)接收装置。此外，测量器位置获取部270获取的位置信息是测量装置200的局部坐标上的位置信息。这里的局部坐标是指基于作为由点云构成的测量对象的现场设计信息的坐标。
测量器拍摄部290例如为对图像进行拍摄的照相机，测量器拍摄部290拍摄的图像可以是动态图像也可以是静止图像，优选可以拍摄水平方向较长的所谓全景图像的照相机。具体来说，测量器拍摄部290可以是能够在水平方向进行360°拍摄的球型相机，也可以使规定视角的照相机旋转360度来拍摄全景图像。另外测量器拍摄部290拍摄到的图像可以作为图像信息经由测量器通信部230发送给信息显示终端100。
测量器处理部210是相当于进行测量装置200中的各种控制的中央运算处理装置的部分，作为由测量器存储部220所存储的程序实现的功能，具有点云数据生成部221、实测位置计算部222和显示控制部223。
显示控制部223具有基于测量器存储部220所存储的设计信息生成建筑现场的三维虚拟空间显示，并使测量器显示部250显示在虚拟空间上显示的点云数据、由实测位置计算部222计算出的实测位置等的功能。
点云数据生成部221具有根据由扫描部260测量的各测距点(点云)的距离、由姿势检测部282检测的水平角、铅垂角生成三维点云数据的功能。
实测位置计算部222具有计算由点云数据生成部221生成的三维点云数据的实测位置的功能。
测量装置200也可以是具有其他的测量功能的装置。例如，可以是在全站仪(TS：Total Station)具有三维扫描仪功能的装置。另外，既可以具有自主在规定的航线航行的移动功能，也可以是能通过远程操作来操纵移动路线的装置。若列举具有移动功能的移动体的例子，则有车辆、机器人、无人驾驶飞机(UAV：Unmanned Aerial Vehicle)等。车辆也包括在现场内来往的重型设备。
信息显示终端100例如包括智能手机、功能手机、平板电脑、手持计算机设备(作为示例，PDA(Personal Digital Assistant：个人数字助理)等)、可穿戴终端(眼镜式设备，钟表式设备等)等。通过在通用的终端安装应用程序软件，能够作为本实施方式的信息显示终端使用。这些信息显示终端100具有终端显示部150，能够携带至工程施工现场并容易挪动。另外，能够通过免提或单手保持来视觉确认终端显示部150。另外，具有电池等内部电源，不需要外部电源就能够进行一定时间工作。
信息显示终端100具有终端通信部130、终端存储部120、终端处理部110、终端输入部140、终端显示部150、终端位置获取部160、方位获取部170(终端方位获取部)和终端拍摄部180。
虽未图示，但终端处理部110执行由存储于终端存储部120的程序所包括的代码或指令而实现的功能及/或方法。终端处理部110作为示例包括中央处理装置(CPU)、MPU(Microprocessor Unit：微处理器单元)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理器)、微处理器、处理器内核、多处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程逻辑门阵列)等，也可以由形成于集成电路等的逻辑电路、专用电路来实现各实施方式所公开的各处理。另外，这些电路既可以由一个或多个集成电路来实现，也可以由一个集成电路来实现各实施方式所示的多个处理。另外，虽未图示，但也可以具有主存储部，该主存储部暂时存储从终端存储部120读取的程序，并对终端处理部110提供作业区域。
终端通信部130能够与测量装置200的测量器通信部230通信，能够接收由测量装置200测量并计算的三维点云数据、测量装置200的位置信息及测量器拍摄部290拍摄的图像信息。关于三维点云数据的实测位置信息的运算既可以在测量装置200侧进行，也可以在信息显示终端100侧进行。通信可以用有线、无线中的任一种来执行，只要能够执行相互的通信即可，可以使用任何通信协议。
终端输入部140接受来自使用者即作业者2的输入，由能够将与该输入有关的信息传递至终端处理部110的所有种类装置中的任一种或它们的组合来实现。例如，除了包括按钮等硬件输入装置之外，还包括显示在触控面板等显示部上的软件输入单元、遥控器、麦克风等声音输入装置。
终端显示部150由能够显示画面的所有种类的装置中的任一种或它们的组合来实现。例如，包括液晶或OLED(Organic Light Emitting Diode：有机发光二极管)等平面显示器、曲面显示器、设置于可折叠的折叠式终端的折叠屏幕、头戴式显示器或能够利用小型投影仪投影到物体上来显示的装置。
终端位置获取部160例如为GNSS接收装置，具有获取信息显示终端100的静止或移动中的位置的功能。此外，终端位置获取部160获取的位置信息是信息显示终端100的全局坐标。
终端拍摄部180例如为对图像进行拍摄的照相机，设置于信息显示终端100的终端显示部150侧的背面，可以将拍摄到的图像显示在终端显示部150。终端拍摄部180拍摄的图像可以是动态图像也可以是静止图像。
方位获取部170例如为电子指南针，具有利用磁传感器检测地磁场来计算信息显示终端100的方位的功能。据此，该方位获取部170能够获取终端拍摄部180的拍摄方向的方位，即作业者2隔着终端显示部150看到的方位。
终端存储部120具有存储需要的各种程序、各种数据的功能。此外，能够存储由终端通信部130接收的测量信息(三维点云数据、测量装置200的位置信息)。例如，在终端存储部120中存储有包括在建筑现场使用的土地信息(标高等)、法面设计信息的设计信息等。终端存储部120由HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Disk：固态硬盘)、闪存等各种存储介质来实现。
设计信息是包括在建筑工程施工中需要的设计图的信息。建筑工程施工例如为建筑物、道路、铁轨、隧道、桥梁、沟渠、航道、河川等结构物的工程施工。设计图包括俯视图、纵剖视图、横剖视图及它们所包括的线形数据、点数据、各点或线段的位置、坐标等、标高等。
在终端存储部120中，作为应用程序软件的程序存储有实现各种功能的测量信息获取部121、范围设定部122、区块设定部123、点云量计算部124、点云量显示部125和点云量管理部126。另外，在终端存储部120可以存储实现测量装置200中存储的点云数据生成部221、实测位置计算部222的功能的程序，也可以通过由终端处理部110执行点云数据生成部221、实测位置计算部222来实现功能。
测量信息获取部121具有从测量装置200获取包括关联有位置信息的点云数据在内的测量信息的功能。更具体来说，通过测量装置200的扫描部260的测量，由点云数据生成部221生成三维点云数据。该三维点云数据的各点云在实测位置计算部222中被赋予并关联该点云的位置信息。通过测量器通信部230和终端通信部130的通信，获取关联有位置信息的点云数据。
范围设定部122具有设定点云的显示范围的功能。更具体来说，将建筑现场的地图上(局部坐标上)的规定范围设定为应管理点云量的显示范围。就范围的设定而言，可以通过由作业者2使用信息显示终端100的终端输入部140进行对点云的显示范围进行指定的输入，来进行指定。除此之外，就范围的设定而言，也可以由信息显示终端100利用终端通信部130访问规定的信息处理管理服务器，使用信息处理管理服务器所具有的管理现场的软件等进行指定。或者，也可以由范围设定部122读入存储于终端存储部120的设计信息等所包括的管理区信息来进行指定。例如能够以在地图上用区分范围内与范围外的边界线包围的方式，指定显示范围。另外，关于所设定的显示范围，在地图上设定范围，以与地图或设计图链接显示的方式赋予地图或设计图上的位置信息。
区块设定部123具有将显示范围分割为规定的单位区块的功能。更具体来说，将由范围设定部122设定的显示范围分割为按照规定的单位面积区块划分的多个单位区块的集合。并非限定而作为最典型的示例，能够划分为相同面积的正方形分区，即所谓的网格单位。除正方形以外，还能够采用六边形、三角形等所有能将显示范围分割为无间隙且连续的多个单位区块的形状。另外，还能够自由设定各单位区块的尺寸。与边界线交叉的各单位区块既可以包括超出边界线的区块，也可以形成为局部缺失的形状使得不超出边界线。另外，对于各单位区块，使用在显示范围被赋予的地图上的位置信息，来赋予位置信息。
点云量计算部124具有计算每个单位区块的空间所包括的点云量的功能。更具体来说，点云量计算部124能够使用与获取到的三维点云数据相关联的位置信息，与各单位区块的位置信息进行比较，来计算各单位区块的空间内所包括的点云量。“点云量”是指与点云相关的量化指标，包括点云的数量、单位面积的点云的数量、单位体积的点云的数量、单位区块所包括的点云的标高值的平均值及其他的统计量，并不限于单纯的点云的数量。
另外，在点云量的计算中能够只将规定条件的点云作为计算的对象。具体来说，能够用来只计算距测量装置200规定距离以内的点云，例如，用于只计算距测量装置200半径30m以内的点云。这里的规定距离例如使用规定的检测方法，计算并设定测量装置200在现场能够使用的测量距离。作为规定的检测方法例如有精度确认试验等，所述精度确认试验是，将用全站仪等测量两个地方以上的已知点间的距离的结果与根据用测量装置200测量到的结果得到的两点间的距离进行比较，确认该比较差是否在规定范围内。另外，一般地就测量装置200而言，激光对于路面的入射角越浅，测量精度越低，所以点云量的计算可以仅使用规定的入射角以上的点云。
另外，点云量计算部124也可以具有计算每个单位区块的规定的标高范围内的空间所包括的点云量的功能。更具体来说，设定标高值的上限值和下限值，计算该标高范围内的单位区块的空间所包括的点云量。
另外，点云量计算部124还可以具有计算与相对于显示范围或单位区块的需要点云量是否充足有关的指标(充足率等)的功能。更具体来说，能够读入终端存储部120的设计信息所包括并存储的每单位区块的需要点云量，将其与实际计算出的点云量进行比较，计算与相对于需要点云量是否充足有关的指标。与对于需要点云量而言充足有关的指标既可以是相对于需要点云量的充足率(例如“80％充足”)，也可以是相对于需要点云量的不足率(例如“20％不足”)。既可以是用数字表示，也可以是用高、中、低等等级来表示，还可以设置规定的阈值来只表示充足或者不足。另外，也可以针对所有的单位区块计算充足率等，并计算显示范围整体的充足率等。显示范围整体的充足率等例如既可以是所有单位区块的充足率等的平均值，也可以是将满足需要的充足率等的单位区块的数量除以单位区块总数而得到的。
另外，点云量计算部124还可以具有以下功能：基于获取到的点云位置，计算在该位置进行点云测量的情况下能够获取的范围及点云量的预测值。更具体来说，在将测量装置200设置于显示范围内的某个地方，在之后获取点云的情况下，如上所述获取该测量装置200的位置信息，并计算能够从该测量装置200的周围获取的三维点云数据量的所谓估值。就能够获取的点云范围及点云量而言，与该测量装置200之后的性能有关的信息预先存储于单位存储部，以该测量装置200所设置的位置为中心，能够计算基于装置性能的获取范围和点云数。
另外，点云量计算部124还可以具有以下功能：在计算预测值时，在预测的范围内已经基于测量信息计算完成点云量并作为已有值的区块重复时，针对上述重复的区块，计算将计算完成的点云量与预测值的点云量相加而得的相加值。更具体来说，从终端存储部120调出已经测量完成的三维点云数据的测量信息作为已有值，并且在如上所述地计算出的预测值中，具有观测范围与已有值重复的区域，即观测范围重复的单位区块时，可以就该单位区块将已有值和预定值相加计算出相加值，该相加值表示若之后进行测量则点云量如何增长的估值。
另外，点云量计算部124在上述的观测范围重复的单位区块中的相加值的计算中，不仅可以计算已有值和预测值，还可以计算已经测量完成的已有值和利用已有值得到的相加值。
点云量显示部125具有针对显示范围的各区块使信息显示终端100根据计算出的每个单位区块的点云量进行显示的功能。更具体来说，点云量为点云数、单位面积的点云数、单位体积的点云数的情况下，关于上述的计算出的点云量、点云量的预测值以及计算出的点云量的已有值加上预测值而得的相加值，能够根据点云量的高低进行不同的显示，使得知道点云量的高低。并非限定而是最典型地是用颜色区分显示，例如，能够以点云量高的单位区块为红色、点云量低的单位区块为蓝色、两者之间为黄色等的方式，通过颜色的分布来显示。另外，在点云量为点云的标高值、单位区块所包括的点云的标高值的平均值等或这些的统计量的情况下，能够以标高高的单位区块为红色、标高低的部分为蓝色、两者之间为黄色等方式，通过颜色的分布来显示。
另外，点云量显示部125还可以具有以下功能：显示每个单位区块的规定标高范围内所包括的点云量，显示与相对于显示范围或单位区块的需要点云量是否充足有关的指标，针对各区块根据预测值显示点云量，根据完成计算的已有值加上预测值而得的相加值显示点云量，根据已有值和加上已有值而得的相加值显示点云量。更具体来说，能够将以上述的用颜色区分显示的方式来知道指标高低的显示方法适用于显示每个单位区块的规定标高范围内所包括的点云量、与相对于显示范围或单位区块的需要点云量是否充足有关的指标、针对各区块与预测值对应的点云量、完成计算的已有值加上预测值而得的相加值所对应的点云量。
另外，点云量显示部125对由终端位置获取部160获取到的位置信息与包括点云的显示范围的局部坐标进行匹配，从而能够在终端显示部150显示局部坐标上的信息显示终端100的位置。作为将由该终端位置获取部160获取到的全局坐标匹配为作为测量对象的现场局部坐标的(坐标转换)方法如下：例如通过作业者2将信息显示终端100带到局部坐标上的已知点上，进行用于匹配坐标的操作，使得点云量显示部125将局部坐标上的已知点与由终端位置获取部160获取到的位置信息对应起来，从而进行向局部坐标的匹配。作为已知点例如可以使用基准点，或用全站仪、GNSS等测量的包括全局坐标的位置信息的地点。
再有，点云量显示部125能够根据局部坐标上的信息显示终端100的位置和终端拍摄部180的拍摄方向的方位，在用终端拍摄部180拍摄到的图像上，在三维空间上叠加单位区块或点云量，即所谓的AR(Augmented Reality：增强现实)显示。在用该终端拍摄部180拍摄到的图像上叠加显示的信息不限于单位区块和点云量，也可以按每个单位区块显示与相对于用点云量计算部124计算出的需要点云量是否充足有关的指标、在测量点云的情况下能获取的范围及点云量的预测值等，还可以显示测量装置200当前所设置的位置、过去测量时的测量装置200的设置位置、已知点的位置、明确位置的移动体的位置等。此外，测量装置200的设置位置、已知点的位置、移动体的位置等优选通过图标显示来表示位置，以便作业者2能容易地判别。
另外，信息显示终端100能够经由终端输入部140对于叠加至图像并显示位置的测量装置200进行点云的测量指示。具体来说，由作业者2经由信息显示终端100的终端输入部140对终端显示部150所显示的测量装置200进行指定，设定用于测量点云的条件，并执行测量。作为用于测量点云的条件，例如设定用于规定进行扫描的范围的水平角、铅垂角的范围、测量距离。此时，点云量显示部125可以将由作为操作对象的测量装置200的测量器拍摄部290拍摄到的图像显示在终端显示部150。作业者2可以根据由该测量器拍摄部290拍摄到的图像来确定测量装置200的朝向，并设定测量用的条件。
测量装置200既可以在根据如上所述地由作业者2设定的用于测量点云的条件而限定的范围内测量点云，也可以限定在由范围设定部122设定的点云的显示范围内测量点云。具体来说，点云量显示部125向测量装置200发送指示，使得基于测量装置200的当前位置信息及由测量器拍摄部290拍摄到的图像信息进行计算，根据测量装置200的朝向推算测量装置200可测量的范围，在除由信息显示终端100的范围设定部122设定的显示范围以外的范围进行测量。
点云量管理部126具有如下的功能，即，在显示范围内的各区块中具有点云量未达到规定的需要点云量的区块时，使信息显示终端100显示表示点云量不足的信息。更具体来说，如上述的一个示例所示，使用预先存储于终端存储部120的关于点云量的规定阈值，针对每个单位区块判断点云量是充足还是不足，并且使信息显示终端100的终端显示部150针对不足的单位区块显示表示不足的意思的显示作为所谓的警报，以便让作业者2知道。另外，在点云量为点云的标高值、标高值的平均值或这些的统计量的情况下，可以与如作为比较对象的设计信息的设计标高值的作为基准的其他三维数据进行比较，针对每个单位区块判断是高于还是低于基准值，并且对于偏离基准的单位区块，可以同样地显示表示该意思的显示作为警报，以便让作业者2知道。
另外，点云量管理部126具有如下的功能，即，根据从多个设置位置测量的点云数据计算测量装置200的器械设置精度，并使信息显示终端100显示与该器械设置精度有关的信息。更具体来说，在包括从不同的方向测量的多个点云数据的单位区块中，针对多个点云数据的每个点云数据计算平均标高、中央值等的比较指标，并基于该比较指标彼此的差来计算器械设置精度。
例如，在同一单位区块内具有从至少3处设置位置测量的点云数据(第1点云数据Da、第2点云数据Db、第3点云数据Dc)的情况下，计算根据各点云数据计算的平均标高(Ea、Eb、Ec)的差(Ea-Eb、Ea-Ec、Eb-Ec)作为各个器械设置精度。如果该差小于规定值，则点云量管理部126判定任一器械设置都没有问题。另一方面，如果任意两个的差在规定值以上的情况下，判定为器械设置存在问题。例如，与第1点云数据Da无关的差Eb-Ec小于规定值，相对于此，与第1点云数据Da有关的差Ea-Eb及差Ea-Ec都在规定值以上的情况下，判定为测量第1点云数据Da的地点处的器械设置有问题。
而且，点云量管理部126使信息显示终端100针对每个单位区块显示上述的比较指标彼此的差作为与器械设置精度有关的信息。例如可以将比较指标彼此的差小于规定值的单位区块用蓝色显示，将为规定值以上的单位区块用红色显示，将在同一单位区块内没有从至少3处以上测量的点云数据的情况下用白色等显示，也可以在各单位区块显示比较指标彼此的差的数值。该器械设置精度的显示既可以和上述的点云量的显示一起显示，也可以切换到别的画面显示。另外，对于判定为有问题的单位区块，作为详细显示可以显示如下的警报，即，再次核实测量该点云数据的测量装置200的测量位置、设置方法等，要求再次测量。此外，并不是一定需要对每个发生重复的单位区块都要计算，也可以在点云数据重复的部分整体计算器械设置精度并显示，如表示与其他点云数据的比较指标的差在规定值以上的单位区块的比例等。
处理流程
图2示出说明使用本公开的实施方式的测量信息管理系统的测量信息管理方法、测量信息管理程序的处理的流程的流程图。
首先，在步骤S101，测量信息获取部121从测量装置200获取包括关联有位置信息的点云数据在内的测量信息。此外，该点云数据的获取也可以在下述的步骤S102的范围设定及步骤S103的区块设定之后进行。
在步骤S102，范围设定部122设定上述点云的显示范围。图3是示出信息显示终端100的终端显示部150所显示的画面的一个示例的图。在该图的示例中，信息显示终端100是所谓的平板电脑终端，终端显示部150例如是液晶显示器或OLED显示器，终端输入部140是由这些显示器的触控面板功能来实现的输入部。在该图中，在终端显示部150显示有地图或航空照片等地图显示(未图示)。在该地图显示上，作业者2一边参考地图显示一边输入显示范围，范围设定部122以该输入为基础设定显示范围。输入可以是用手指、手写笔等自由地描绘边界线，也可以利用设定对角线的两点来设定矩形范围等各种方法。在该图中，在地图显示上显示有显示范围DA。而且，在该时刻也对显示范围DA赋予位置信息。
在步骤S103，区块设定部123将显示范围分割为规定的单位区块。图4是示出信息显示终端100的终端显示部150所显示的画面的一个示例的图。在该图的示例中，显示范围DA被分割并划分为多个单位区块GU。此外，在附图中为了容易理解，单位区块表现得夸张且大，实际上用一个点或一像素这样的单位来高精细化则容易理解。另外，在该图中，对于显示范围DA的边界线交叉的区域显示边界线靠外侧的单位区块，但也可以不显示于边界线的外侧。此外，不管是被显示范围包围还是未被包围，都可以管理获取到的三维点云数据。
在步骤S104，点云量计算部124针对每个单位区块计算空间所包括的点云量。对于所有上述的单位区块都计算点云量。
在步骤S105，点云量显示部125针对显示范围的各区块使信息显示终端100根据所计算出的每个单位区块的点云量进行显示。图5是示出信息显示终端100的终端显示部150所显示的画面的一个示例的图。在该图的示例中，测量装置200设置在位置SP的单位区块并已测量，就由在该测量装置位置SP获取到的三维点云数据构成的点云量而言，以根据点云量用深浅颜色区分显示的方式，表示位置SP周围的单位区块。此外，实际上因为没有获取测量装置200所设置的位置或其正下方的点云，所以点云量变低，但在该图中，为了易于理解以离测量装置位置SP越近点云量越高的方式进行显示。例如，在单位区块GU2和单位区块GU1中，用深颜色显示单位区块GU2，能够直观地理解获取到的点云量较高。另外，作为与器械设置精度有关的信息，也可以同样地显示基于来自多个设置位置的点云数据的标高等的比较指标的差。这样，因为将点云的获取状况、比较指标的差用颜色区分等来易于理解地显示，且显示范围能够一目了然，所以作业者2能够容易地确认在应管理点云量的显示范围内的各区块中三维点云数据的点云量和器械设置精度是否能够以需要的数量、需要的精度获取，并能够在现场效率良好地扫描，而且能够视觉地确认扫描状况、数据获取的结果。
图6是示出信息显示终端100的终端显示部150所显示的画面的一个示例的图。在该图要说明的是如下的示例，即已经获取了点云的已有值加上下一次测量能够获取的点云量的预测值，作为相加值来显示。如图5所示，例如该图的前一阶段为在某个位置SP已经设置有测量装置200且获取了点云的状态。相对于此，若在新的位置NSP设置测量装置200，则计算如何获取并相加点云的预测值，针对观测范围重复的区域，将已有值加上预测值来计算相加值。然后，针对显示范围内的单位区块，根据相加值的点云量进行显示。例如，单位区块GU3是位置SP处的测量装置200的观测范围与位置NSP处的测量装置200的观测范围重复的单位区块。在这样的单位区块GU3中，作为在位置SP完成测量的已有值的点云量和作为在位置NSP之后通过测量来预测获取的预测值的点云量相加，作为相加值来显示。因此，单位区块GU3的点云量以比没有两个点的观测范围重复的单位区块GU4深的颜色显示。据此，作业者2可以一边思考在哪里设置测量装置200来获取点云能够效率良好地推进作业，一边进行测量。
图7是示出信息显示终端100的终端显示部150所显示的画面的一个示例的图。在该图要说明的是与充足率等有关的所谓的警报显示的示例。该图所示的显示范围DA所包括的单位区块中，在大致整个区域点云量变高，但如在画面的左上角示出“遗漏5％”所示，在几个区块中点云量变低。例如单位区块GU5是点云量未达到需要点云量的单位区块，以使这样的单位区块与其他的单位区块不同的方式，例如利用阴影线进行警报显示。是否进行警报显示，如上述地与预先存储的需要点云量进行比较，由点云量管理部126根据该单位区块的点云量高低来判断。这样，通过针对没有达到需要的点云量的单位区块进行所谓的警报显示，作业者2可以没有遗漏地进行点云获取作业。另外，对于点云数据的精度低的单位区块也进行警报显示，通过再次核实测量点云数据地测量装置200的测量位置、设置方法等，要求再次测量，由此能够容易地实现点云数据精度的提高。
进而，在步骤S106，终端位置获取部160获取信息显示终端100的位置信息。
在步骤S107，点云量显示部125将在步骤S106获取的信息显示终端100的位置信息与包括点云的显示范围的局部坐标进行匹配。
然后，在步骤S108，终端显示部150显示信息显示终端100的位置(终端位置)。这个例如在上述的图6中示出的情况下，在步骤S105显示的单位区块上的信息显示终端100的位置作为终端位置T显示于终端显示部150。
另外，在步骤S109，点云量显示部125根据局部坐标上的信息显示终端100的位置和终端拍摄部180的拍摄方向的方位，在由终端拍摄部180拍摄到的图像上，在三维空间上叠加单位区块和点云量，来进行AR显示。可以通过经由终端输入部的切换操作，适当地切换之前的二维图像和AR显示。
图8是示出信息显示终端100的终端显示部150上的AR显示的画面的一个示例的图。如该图所示，在AR显示时的终端显示部150，由终端拍摄部180拍摄到的图像按照原样地显示，在该图像上用颜色区分显示单位区块和各单位区块的点云量。另外，在图8中，当前的测量装置200的设置位置PSP、过去测量时的测量装置200的测量装置位置SP、基准点的位置RP和方位信息D分别用图标显示。再有，在当前测量时的测量装置200上，弹窗显示有由测量器拍摄部290拍摄到的全景图像。在该全景图像中拍进了从测量器拍摄部290看到的景色，例如拍进了作业者2、也拍入到AR显示的基准点RP、移动体V等。
进而，在步骤S110，经由终端输入部140对于指定的测量装置200进行点云的测量指示等远程操作。例如若在图8中，作业者2选择终端显示部150所显示的当前的测量装置200的设置位置PSP，则打开未图示的测量设定画面。若作业者2在该测量设定画面输入测量条件，并执行操作，则测量装置200按照测量条件进行点云测量。作业者2可以根据由测量器拍摄部290拍摄到的全景图像上的拍进AR显示的基准点RP，识别测量装置200的朝向。例如作业者2通过选择并操作该全景图像内的基准点RP，能够指示基于该基准点RP的基准点扫描的概略位置，该基准点扫描用于测量装置200的器械设置。接受该指示的测量装置200观测由作业者2选择并操作的基准点RP，确定局部坐标上的器械坐标。此外，作业者2作为测量条件在设定为在显示范围DA内可测量的范围，测量装置200除显示范围以外的范围进行点云测量。
这样，根据本公开的实施方式的测量信息管理系统，使用信息显示终端100和测量三维空间的点云的测量装置200，具有：测量信息获取部121，从测量装置200获取包括关联有位置信息的点云数据在内的测量信息；范围设定部122，设定点云的显示范围；区块设定部123，将显示范围分割为规定的单位区块；点云量计算部124，针对每个单位区块计算空间所包括的点云量；点云量显示部125，针对显示范围的各区块使信息显示终端根据点云量计算部计算出的每个单位区块的点云量进行显示；以及终端位置获取部160，能够获取信息显示终端100的位置信息。点云量显示部125将由终端位置获取部160获取到的位置信息与包括点云的显示范围的局部坐标进行匹配，从而能够在信息显示终端100显示局部坐标上的信息显示终端100的位置。据此，容易地确认信息显示终端100的位置和三维点云数据的点云量在应管理点云量的显示范围内的各区块中能否获取需要的数量，所以能够在现场效率良好地进行扫描，而且能够视觉性地进行扫描状况、数据的获取的结果确认。
特别是，点云量显示部125根据信息显示终端100位于局部坐标上的已知点时的使用者操作，对信息显示终端100与局部坐标进行匹配，从而能够容易地将信息显示终端100的位置信息匹配于局部坐标。
另外，通过点云量显示部125根据局部坐标上的信息显示终端100的位置和终端拍摄部180的拍摄方向的方位，在由终端拍摄部180拍摄到的图像上，叠加显示单位区块叠，或显示测量装置200的位置，从而作业者2可以更容易地掌握测量现场的状况。
另外，可以经由终端输入部140对于叠加于图像且位置被显示的测量装置200指示点云的测量范围，从而能够在现场效率良好地进行扫描。
再有，测量装置200可以限定在由范围设定部122设定的点云的显示范围内测量点云，从而能够削减不需要的点云的测量，能够更进一步地提高现场的扫描效率。
另外，还具备点云量管理部126，在显示范围内的各区块中具有点云量未达到规定的需要点云量的区块时，该点云量管理部126使信息显示终端显示表示点云不足的信息，从而作业者2能够毫无遗漏地进行点云获取作业。
另外，通过点云量计算部124计算每个单位区块的规定标高范围内的空间所包括的点云量，点云量显示部125针对各区块使信息显示终端100根据规定标高范围内的空间所包括的点云量进行显示，从而能够确认期望的标高范围内的点云的获取状况。
另外，通过点云量计算部124计算与相对于显示范围或单位区块的需要点云量是否充足有关的指标，点云量显示部125使信息显示终端100显示与充足有关的指标，从而能够定量地确认点云的获取状况。
另外，测量信息获取部121获取测量装置200的位置信息，点云量计算部124基于测量装置200的位置计算在该位置进行点云测量的情况下能够获取的范围及点云量的预测值，点云量显示部125针对各区块使信息显示终端根据预测值进行显示，从而作业者2能够理解在该位置设置测量装置200时如何能获取点云，能够效率良好地推进点云获取作业。
另外，点云量计算部124在计算预测值时在预测范围内重复有已经基于测量信息计算完成点云量并作为已有值的区块时，针对重复的区块，计算将计算完成的点云量与预测值的点云量相加而得的相加值，点云量显示部125针对各区块使信息显示终端100根据相加值进行显示，从而能够根据已经测量完成的过去实际成果理解在该位置设置测量装置200时如何能获取点云，进而能效率良好地推进点云获取作业。
另外，点云量计算部124将在由测量信息获取部121获取到的点云数据中，满足基于测量距离和入射角等的规定条件的点云数据作为点云量计算对象，从而能够削减不需要的数据，并提高点云数据的处理效率。
另外，点云量管理部126基于从多个设置位置测量到的点云数据，计算测量装置200的器械设置精度，使信息显示终端100显示与该器械设置精度有关的信息，从而能够容易地确认及修正器械设置的好与坏，能够实现扫描的更高效。
以上，结束本发明的实施方式的说明，但本发明的方式不限于该实施方式。
例如，在上述实施方式中，测量装置200的扫描部260是激光扫描仪，但进行用于获取三维点云数据的测量的扫描部不限于此。例如，作为扫描部可以使用LIDAR(LightDetection and Ranging：激光探测及测距系统)，该LIDAR通过测量对于呈脉冲状发光的激光照射的散射光来进行测距。或者，作为扫描部也可以具有照相机等拍摄部，点云数据生成部使用所谓的SFM(Structure from Motion：运动恢复结构)、照片测量等方法，根据由拍摄部拍摄到的一个或多个图像生成点云数据。
另外，在上述实施方式中，示出了将单位区块、各单位区块的点云量显示在信息显示终端100的终端显示部150的示例，但也可以显示在其他的显示部。例如，可以将单位区块、各单位区块的信息发送至测量装置，将测量装置的测量器显示部作为本发明的信息终端显示部来显示单位区块、各单位区块的点云量的信息。
另外，在上述实施方式的处理流程中，在从图2的步骤S101至S105的点云量的显示关系的处理之后，进行从S106至S110的AR显示关系的处理，但处理的顺序不限于此。例如，可以先进行从S106至S110的处理。也就是说，可以在信息显示终端通过基于AR显示的远程操作，由测量装置进行点云测量(从步骤S106至S110的处理)，并基于通过该测量获取到的三维点云数据，进行点云量显示(从步骤S101至S105的处理)。

Claims (17)

1.一种测量信息管理系统，使用信息显示终端和测量三维空间的点云的测量装置来显示测量信息，其中，具有：
测量信息获取部，从所述测量装置获取包括关联有位置信息的点云数据在内的测量信息；
范围设定部，设定所述点云的显示范围；
区块设定部，将所述显示范围分割为规定的单位区块；
点云量计算部，针对每个所述单位区块计算空间所包括的点云量；以及
点云量显示部，使所述信息显示终端显示与所述点云量计算部针对所述显示范围的各区块计算出的每个所述单位区块的点云量对应的信息。
2.根据权利要求1所述的测量信息管理系统，其中，
所述测量信息管理系统还具有点云量管理部，在所述显示范围内的各区块中具有所述点云量未达到规定的需要点云量的区块时，所述点云量管理部使所述信息显示终端显示表示点云不足的信息。
3.根据权利要求1所述的测量信息管理系统，其中，
所述点云量计算部计算每个所述单位区块的规定的标高范围内的空间所包括的点云量，
所述点云量显示部针对各区块使所述信息显示终端显示与规定的标高范围内的空间所包括的点云量对应的信息。
4.根据权利要求1所述的测量信息管理系统，其中，
所述点云量计算部计算与相对于所述显示范围或所述单位区块的需要点云量是否充足有关的指标，
所述点云量显示部使所述信息显示终端显示与所述充足有关的指标。
5.根据权利要求1所述的测量信息管理系统，其中，
所述测量信息获取部获取所述测量装置的位置信息，
所述点云量计算部基于所述测量装置的位置，计算在该位置进行点云测量的情况下能够获取的范围及点云量的预测值，
所述点云量显示部针对各区块使所述信息显示终端根据所述预测值进行显示。
6.根据权利要求5所述的测量信息管理系统，其中，
所述点云量计算部在计算所述预测值时在预测的范围内重复有已经基于测量信息计算完成点云量并作为已有值的区块时，针对重复的所述区块计算将所述计算完成的点云量与所述预测值的点云量相加而得的相加值，
所述点云量显示部针对各区块使所述信息显示终端根据所述相加值进行显示。
7.根据权利要求1所述的测量信息管理系统，其中，所述点云量计算部将由所述测量信息获取部获取到的点云数据中的满足规定的条件的点云数据作为所述点云量的计算对象。
8.根据权利要求1所述的测量信息管理系统，其中，
所述测量信息管理系统还具有点云量管理部，所述点云量管理部基于从多个设置位置测量到的点云数据，计算所述测量装置的器械设置精度，并使所述信息显示终端显示与该器械设置精度有关的信息。
9.根据权利要求1所述的测量信息管理系统，其中，
所述测量信息管理系统还具有终端位置获取部，所述终端位置获取部能够获取所述信息显示终端(100)的位置信息，
所述点云量显示部对由所述终端位置获取部获取到的所述位置信息与包括所述点云的显示范围在内的局部坐标进行匹配，能够在所述信息显示终端显示所述局部坐标上的所述信息显示终端的位置。
10.根据权利要求9所述的测量信息管理系统，其中，所述点云量显示部根据所述信息显示终端位于所述局部坐标上的已知点上时的使用者操作，对所述信息显示终端的位置信息与所述局部坐标进行匹配。
11.根据权利要求9所述的测量信息管理系统，其中，所述测量信息管理系统还具有：
终端拍摄部，能够拍摄来自所述信息显示终端的图像，以及
终端方位获取部，能够检测所述终端拍摄部的拍摄方向的方位；
所述点云量显示部能够根据所述局部坐标上的所述信息显示终端的位置和所述终端拍摄部的拍摄方向的方位，在由所述终端拍摄部拍摄到的图像上叠加显示所述单位区块。
12.根据权利要求11所述的测量信息管理系统，其中，所述点云量显示部能够在由所述终端拍摄部拍摄到的图像上叠加显示所述测量装置的位置。
13.根据权利要求12所述的测量信息管理系统，其中，
所述测量信息管理系统具有终端输入部，所述终端输入部能够对叠加于所述图像且显示位置的所述测量装置指示点云的测量范围。
14.根据权利要求9所述的测量信息管理系统，其中，所述测量装置能够限定在由所述范围设定部设定的所述点云的显示范围内测量点云。
15.根据权利要求1所述的测量信息管理系统，其中，所述点云量计算部仅将由所述测量装置获取到的点云中的将距所述测量装置规定的距离以内的点云作为所述点云量的计算对象。
16.一种测量信息管理方法，使用信息显示终端和测量装置来显示测量信息，其中，具有：
测量信息获取步骤，测量信息获取部从所述测量装置获取包括关联有位置信息的点云数据在内的测量信息；
范围设定步骤，范围设定部设定点云的显示范围；
区块设定步骤，区块设定部将所述显示范围分割为规定的单位区块；
点云量计算步骤，点云量计算部针对每个所述单位区块计算空间所包括的点云量；以及
点云量显示步骤，点云量显示部使所述信息显示终端显示与在所述点云量计算步骤中针对所述显示范围的各区块计算出的每个所述单位区块的点云量对应的信息。
17.一种存储有测量信息管理程序的存储介质，所述测量信息管理程序使用信息显示终端和测量装置来显示测量信息，其中，
所述测量信息管理程序用于使计算机执行：
测量信息获取步骤，测量信息获取部从所述测量装置获取包括关联有位置信息的点云数据在内的测量信息；
范围设定步骤，范围设定部设定点云的显示范围；
区块设定步骤，区块设定部将所述显示范围分割为规定的单位区块；
点云量计算步骤，点云量计算部针对每个所述单位区块计算空间所包括的点云量；以及
点云量显示步骤，点云量显示部使所述信息显示终端显示与在所述点云量计算步骤中针对所述显示范围的各区块计算出的每个所述单位区块的点云量对应的信息。
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