JP2004012221A

JP2004012221A - Surveyed two-dimensional figure forming method and system of ruins legacy or the like

Info

Publication number: JP2004012221A
Application number: JP2002164059A
Authority: JP
Inventors: Taku Honda; 本田　卓; Naoya Sudo; 須藤　直也
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2004-01-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a system wherein a two-dimensional figure necessary for ruins in ruin excavation investigation, instrumentation of legacy, and formation of measured figure based on it can be obtained in a short time by a precise chart, from point group data obtained by using a spot laser light scanning system three-dimensional measuring apparatus. <P>SOLUTION: In this method and system, three-dimensional coordinate point group data of the ruins and the legacy measured by using the three-dimensional measuring apparatus and two-dimensional figure conditions are input. The size of a two-dimensional figure is calculated from paper size to be output and resolution. Coordinates of the three-dimensional coordinate point group data are converted by the direction of visual sense, and the above date in the depth direction are converted to color density. Pixel density of the two-dimensional image is obtained by statistics processing, Density of each pixel of the two-dimensional image is newly set by using density value of peripheral pixels. An image file is out by processing like color reverse of the two-dimensional image. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は遺跡発掘調査における遺構、遺物等について計測された三次元点群データに基づいて、実測二次元図を作成する方法およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
発掘調査の結果として、基本的な記録は実測図である。遺構の実測図としては、遺跡全体の遺構配置を示す平面図、個別の遺構の平面図と断面図などがある。いずれの図も遺構の形状、寸法を一般的には輪郭線によって表す。実測を行うには測量が必要となるが、その方法には平板測量、遣り方測量、トラバース測量、写真測量などがある。
【０００３】
従来、遺構の種類や広さによっていずれかの方法がとられているが、共通する問題は、精度を上げるために記録するデータ量を増やそうとすると、多くの時間がかかってしまうことである。
【０００４】
先行技術として、特開２００２−３９７４９号公報がある。これはレーザースキャン方式三次元形状計測装置を用いて計測したデータを処理するシステムであって、遺跡の発掘調査における三次元計測処理、記録、表示ができる三次元形状計測システムに関する。
【０００５】
一方、遺構から出土した遺物は整理作業に回され、形状、寸法を実測図として記録したのち、保存される。遺物の実測図は正面図が基本で、土器、埴輪の場合は、文様と調整痕の形状、位置が針真弧、キャリパー、トースカンを用いた手作業により実測し、図化される。銅鏡、銅鐸などの青銅器もほぼ同様の方法で文様が図化される。石器の場合は、剥離面の輪郭線が図化される。しかし、いずれの遺物の実測においても、遺構の場合と同じ問題がある。すなわち、精度を上げ、記録するデータ量を増やそうとすると、それに要する時間がかかり過ぎることである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
発掘調査の大半は、道路等の公共工事に伴って発見された遺跡について発掘調査をすることになるため、緊急調査であって、かつ調査期間の短縮が焦眉の課題である。一方、調査が完了すると遺構は一般的には破壊されてしまう。そのために精緻な記録保存は欠かかすことが出来ない。遺物は実測図として記録されたのち保管されるが、数が膨大なため、迅速な記録が要求される。
【０００７】
前記平板測量は最も簡単な方法であるが、距離などの誤差が大きいという問題がある。遣り方測量は調査範囲が狭い場合には有効であるが、調査範囲が広い場合には適さない。トラバース測量は基準点間の距離、角度から側点を求める方法で、精度が高いが、測量に時間がかかるという問題がある。写真測量は異なる二点から対象物の写真をとり、図化機（図面化する機器）によって遠近を取り込んだ図を作成する方法である。この方法の利点は計測作業が迅速で、精度が高いことであるが、反面、撮影後に図化するまでに時間がかかることや、図化に専門的な知識が必要であり、図化作業は熟練技術者に委ねられることになる。
【０００８】
本発明の目的は、上記の点に鑑み、スポットレーザー光走査方式三次元計測機を用いて得られた点群データから必要な二次元図を、短時間で精緻な図化により得る方法およびシステムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、遺跡発掘調査における遺構及び遺物の実測図作成において、スポットレーザー光走査方式三次元計測機により図化対象領域の形状を計測し，得られた三次元座標点群データと受光強度データを基に二次元図を作成するもので、以下の方法およびシステムによって実現することができる。
【００１０】
遺跡発掘調査における遺構および遺物から得られた三次元座標点群データを採取し記憶する記憶手段とを有し、前記計測されたデータから二次元図化し前記遺構および遺物の実測図としての二次元図を作成する方法において、前記三次元座標点群データおよび二次元図条件を入力するステップと、前記入力された二次元図作成条件から作成出力する二次元画像のサイズのピクセル数を算出するステップと、前記三次元座標点群データの座標を前記入力された二次元図条件のうち視覚方向に合わせて変換するとともに前記変換された奥行方向のデータを色濃度に変換するステップと、前記二次元画像のピクセル濃度を求めるステップと、前記これらの二次元図化データを画像ファイルデータとして出力するステップと、から成ることに特徴がある。
【００１１】
また、前記二次元画像の各ピクセルの濃度を周辺のピクセルの濃度値を用いて新たに設定するステップと、前記二次元画像の色反転などの処理を行うステップと、から成ること。また、前記作成出力する二次元画像のサイズを算出するステップにおいて、出力する用紙サイズと解像度から二次元画像のサイズを算出するステップを有すること。また、遺構および遺物の三次元座標点群データと受光強度データを採取し記憶する記憶手段とを有し、前記計測された遺構および遺物の三次元座標点群データと受光強度データから二次元図化し前記遺構および遺物の実測図としての二次元図を作成する方法において、前記三次元座標点群データと受光強度データおよび二次元図条件を入力するステップと、前記入力された二次元図作成条件から受光強度を二値化するステップと、二次元図化に不用な点群を削除するステップと、二次元図化画像ファイルデータとして出力するステップと、から成ることに特徴がある。
【００１２】
また、スポットレーザー光走査方式三次元計測機と、前記計測機を用いて遺跡発掘調査における遺構および遺物の三次元座標点群データを採取し記憶する記憶手段とを有し、前記三次元座標点群データから二次元図化し前記遺構および遺物の実測図としての二次元図を作成するシステムにおいて、前記三次元座標点群データおよび二次元図条件の入力およびデータ処理手段により二次元図化されたデータを画像ファイルデータとして出力する入出力手段と、前記データ処理手段は、前記入力された三次元座標点群データの座標を前記入力された二次元図条件の視覚方向に合わせて変換する点群合成手段と、前記変換されたデータの奥行方向のデータを色濃度に変換する受光強度二値化手段と、前記点群データのうち不用点群データを削除する処理手段と、前記二次元画像のピクセル濃度を求め前記これらの二次元図化データを画像ファイルデータとして記憶するデータ記憶手段からなるデータ処理手段、から構成されることに特徴がある。また、三次元座標点群データおよび受光強度データを採取し記憶する記憶手段とを有し、前記計測された遺構および遺物の三次元座標点群データと受光強度データから二次元図化し前記遺構および遺物の実測図としての二次元図を作成するシステムにおいて、前記三次元座標点群データと受光強度データおよび二次元図化条件の入力およびデータ処理手段により点群立体画像化されたデータを画像ファイルデータとして出力する入出力手段と，前記データ処理手段は受光強度を二値化する手段と，二次元図化に不用な点群を削除する手段と、二次元画像ファイルデータとして記憶する手段からなるデータ処理手段であることに特徴がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。本発明はスポットレーザー光走査方式三次元計測機を用いて、輪郭を含む図化対象の全域を計測し、対象領域の三次元形状と受光強度のデータを記憶する。そしてこの記憶されたデータを用いて必要とする二次元の図面化をはかるものである。
【００１４】
図１はその全体構成例を示している。図１において、１００は図化の対象となっている対象物で遺構あるいは遺物などである。これに対して、スポットレーザー光走査方式による三次元計測装置１０を用いて三次元座標データを採取するとともに、その受光強度などの対象物のデータを採取する。
【００１５】
２０ａはデータ処理装置３０へのデータの入力装置である。そして前記採取された三次元座標データと受光強度データを前記データ処理装置で処理された結果は、画像表示装置４０により表示される。また、必要に応じて印刷装置５０により印刷することができる。これがシステムの概略である。データ処理部３０は３０ａ〜３０ｈから構成されている。３０ａは二次元図化の設定処理部、３０は二次元画像サイズ算出処理部、３０ｃは座標軸色濃度変換処理部、３０ｄは濃度値設定処理部である。また、３０ｅは画像処理部、３０ｆは受光濃度ニ値化処理部、３０ｇは不用点群削除処理部、３０ｈは画像ファイル出力処理部を表している。
【００１６】
図２は、図１の構成についてもう少し詳細に示している。前記スポットレーザー光走査方式による三次元計測装置１０は、データ採取の対象物である遺構遺物１００のデータを採取する。三次元計測装置１０は、装置本体１０ａとデータ入力装置１０ｂ、記憶装置１０ｃ、そのデータを三次元座標データ１０ｄ、受光強度データ１０ｅとして記憶する記憶手段から構成されている。記憶手段１０ｄ，１０ｅのデータはデータ入出力装置２０ｂを介してデータ処理・記憶装置３０ｍに入力され、処理結果は前記データ入出力装置を介して表示装置４０に表示、あるいは必要に応じて印刷装置５０に出力して利用される。なお、図２において、３０ａ〜３０ｈは図１と同じであり３０ｉは受光強度三次元画像データファイルである。
【００１７】
図３は本発明に関する三次元点群データのみを用いた二次元図作成手順（ステップ）についての処理装置３０における処理フローチャートを示している。まず、ステップＳ１００では、三次元座標データＤｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ、）記憶手段１０ｄ、および受光強度データＲｎ記憶手段１０ｅ、からデータ入出力装置２０ｂを介して読み込む。そして、作成する二次元図の条件設定をおこなう。ここでいう二次元図の条件設定は、例えば、平面図なのか立面図なのか、あるいは鳥瞰図なのかの区別などである。前記鳥瞰図の場合は、その視覚方向の設定なども含まれる。また、原寸に対する倍率、出力用紙サイズ、並びに二次元画像の解像度なども設定することができ、目的に合った画像データを設定することができる（この処理は図２の二次元図化条件設定処理に対応する）。
【００１８】
次に、ステップＳ１０１ではステップＳ１００で設定された用紙サイズと解像度から、二次元画像の縦、横のピクセル数を算出する。例えば、用紙サイズがＡ４版で縦２１０ｍｍ、横２９７ｍｍで、解像度が９６ｄｐｉの場合、縦のピクセル数は（（２１０／２５．４）＊９６＝７９６）となり７９６ピクセルとなる。また、横のピクセル数は（（２９７／２５．４）＊９６＝１１２３）で１１２３ピクセルとなる（この処理は図２の二次元画像サイズ算出処理に対応する）。
【００１９】
ステップＳ１０２では、前記読み込んだ三次元点群データを視覚方向に合わせて変換し奥行方向を色濃度とする二次元画像データに変換する。すなわち、ステップＳ１００で設定された二次元図化条件の視覚方向から見て、水平方向を二次元画像の横軸に、また、垂直方向を縦軸になるように座標軸を回転変換する。また、三次元点群データの座標値から二次元画像データのピクセル値への変換は、Ｓ１００で設定した倍率と解像度により行う（この処理は図２の座標軸・色濃度変換処理に対応する）。
【００２０】
例えば、三次元点群データの単位がｍｍ、倍率が１／２０、解像度が９６ｄｐｉの場合、（二次元画像データのピクセル値）＝（任意のオフセット）＋（座標軸を回転させた後の、三次元点群データの縦または横軸方向の値）／２０／２５．４）＊９６となる。一方、Ｓ１００で設定した視覚方向から見て奥行方向の三次元点群データは、色の濃度に変換する。なお、この変換工程で、任意の距離毎に色の濃淡を繰り返すように変換した場合には、二次元等高線画像の作成が可能である。
【００２１】
また、三次元点群データから二次元画像データに変換した場合に、二次元画像データの一つのピクセルに複数の三次元点群データが対応する場合がある。この場合は、ステップＳ１０３に示したように、対象となる複数の三次元点群データから求めた色の濃度値に対して、平均値、最大値、最小値、中央値などの各濃度値を統計処理により、代表値を決定する。この結果を当該ピクセルの濃度値とする。
【００２２】
逆に、三次元点群データから二次元画像データに変換した際に、二次元画像データの一つのピクセルに対応する三次元点群データが一つも無い場合がある。このような場合は、ステップＳ１０４に示したように、当該ピクセルの周辺のピクセル濃度値を基に、平均値、最大値、最小値、中央値などの統計処理を行うか、または、周辺ピクセルの濃度値を補間することにより当該ピクセルの濃度値を算出する。
【００２３】
次に、二次元画像データの各ピクセルに関して、ノイズ成分を除去するために平滑化処理を行う。ステップＳ１０５に示したように、平滑化は当該ピクセルとその周辺ピクセルの濃度値を用い、平均値、中央値などの統計処理を行い、この結果を当該ピクセルの濃度値とする。
【００２４】
次に、二次元画像データの輪郭抽出を行う。ステップＳ１０６に示したように、具体的には、二次元画像データの各ピクセルに関して、当該ピクセルと周辺ピクセルの濃度値から濃度の変化率を算出することにより輪郭を抽出し、この値を当該ピクセルの新たな濃度値とする。
【００２５】
次に、ステップＳ１０４で濃度値を設定したピクセルは、三次元点群データが対応しないピクセルであることから、これらのピクセルの全部あるいは一部を必要に応じて白色あるいは黒色に置きかえることをステップＳ１０７でおこなう。なお、一部のピクセルを置きかえる場合、対象ピクセルを選択する方法としては、三次元点群データに対応したピクセルに隣接しないピクセルを対象とする方法、あるいは、三次元点群データに対応したピクセルから一定距離以上離れているピクセルを対象とする方法などがある。また、三次元点群データが対応しないピクセルの内、置き換えを行わなかったピクセルに関しては、三次元点群データが対応しているものと見なし、例えば、再度Ｓ１０４の処理を行う場合の対象ピクセルからは除外する（Ｓ１０３〜Ｓ１０７の処理は図２の濃度値設定処理に対応する）。
【００２６】
次に、ステップＳ１０８では、二次元画像データに対して、色反転、輝度調整、コントラスト調整などの画像処理を行う（この処理は図２の画像ファイル出力処理に対応する）。さらに、必要に応じてＳ１０４からＳ１０８の処理ステップの全部または一部を繰り返し行う。最後に、二次元画像データを解像度情報とともに例えばビットマップ、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ　Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｅｘｐｅｒｔ　Ｇｒｏｕｐ）、ＧＩＦ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ　Ｆｏｒｍａｔ）等の画像保存形式の画像ファイルとしてステップＳ１０９で出力する（この処理は図２の画像ファイル出力処理に対応する）。また、この画像ファイルをステップＳ１１０で印刷することにより、前記ステップＳ１００で設定された条件の二次元図を作成することができる。なお、ステップＳ１０９において、必要に応じて、倍率、スケール、コメント、電子透かしなどの情報を付加し、合成することができる。
【００２７】
なお、本方法の二次元図化計算方法は、計算プログラムを記録したコンピュータ、読み取り可能な記録媒体、または二次元図化手段を備えた処理装置により実現することができる。
【００２８】
本方法は特に石垣，石室などの石組遺構の実測図作成に適している。集石を実測図化する場合は，個々の石の輪郭と稜線を残し，さらに石の配置状況を記録することが基本である。したがって，この様な対象物には本計算手順が有効である。また、土器の実測図作成においても有効である。しかし、形状からは輪郭などの特徴となる線が明瞭に抽出できないことがある。そのときは別の手段を講じる必要がある。
【００２９】
例えば，水田址のような生産遺跡、横穴のような墳墓、竪穴住居址に代表される集落・住居遺跡の実測図作成では，線画すべき位置が形状のみからでは特定できない場合がある。そのような場合の計測、図化方法を、竪穴住居址を例に説明する。
【００３０】
図４は竪穴住居址の実測図例である。実測図は住居址の上場１と下場２の輪郭、柱穴の上場３と下場４の輪郭、カマドの輪郭５などによって構成される。この線画すべきラインは形状のみからでは特定できず、考古学的知見に基づいて決定される場合がある。このようなときには、掘下げが完了した後に、考古学者などの経験者が、図化すべき輪郭を周辺の状況等から特定し，その輪郭を石灰など白色系の物質を塗布してもらう。そしてその輪郭線に基づいて、三次元デ−タを採取し、画像データ処理を行うことになる。
【００３１】
前記のような本発明に使用される計測機は、次の基本構成、機能をもつ。レーザー光は、設定速度で回転するポリゴンミラーとモーター駆動のオプティカルヘッドにより上下左右に連続的に投光走査される。測定対象物からの反射光はＣＣＤカメラで受光し、距離、角度、受光強度の各信号はインターフェースを介して信号処理電子回路部に入力される。計測速度は（オプティカルヘッドとポリゴンミラーの回転速度及び信号処理速度によって決まるが）５、０００点／秒、以上であることが望ましい。測定可能な距離範囲の制限はないが、住居址の場合は２〜１０ｍ範囲を上下２０度以上、左右５０度以上の角度で測定可能であることが望ましい。また、精度は水平、離隔方向共に１０ｍｍ以下であることが望ましい。入力信号は処理を経て各点の三次元座標位置に配置された点群として表示される。この時、受光強度の違いが色の違いとして表示される。
【００３２】
受光強度はレーザー反射光の強度であり、対象物の反射率によって変わる。表１は波長約７００ｎｍの赤色レーザー光を用いた場合の材質と反射率である。
【００３３】
【表１】

【００３４】
反射率は白色系で高く、黒色系では低い。したがって、例えばシルト壌土の住居址では、輪郭部分に石灰を塗布することにより、受光強度から石灰と周囲のシルト壌土を区別することが可能である。受光強度値を色表示した三次元点群として画像化することにより輪郭が明瞭な立体像を得ることができる。この像を基に、平面図あるいは断面図を作成することができる。なお、塗布する物質は白色系のものであれば種類を選ばない。また、反射シールや白色のプラスチックを貼るか置く方法によってもよい。
【００３５】
ところで、実測図には考古学的判断が入るのが常である。遺構の形状を表す輪郭線をどのように描くかは、物理的な形状のみからでは判断できない場合があり、その場合には専門知識を持った人が現場にマーキングすることにより明らかにすることができる。
【００３６】
次いで，対象とする全領域を複数箇所からスポットレーザー光走査方式三次元計測機により計測し、対象物を構成する三次元座標点群及び受光強度に関するデータを得る。
【００３７】
次いで、受光強度を色に置き換え、三次元座標に従った点群立体画像として表示する処理を行う。なお、レーザー反射率の高い物質を塗布した部分の受光強度範囲とそれ以外の反射率の低い部分の受光強度範囲を二値化して、例えば白と黒の２色で表示する処理を行うことが望ましい（この処理は図２の受光強度ニ値化処理に対応する）。また、目的とする図面により立体画像を見る視点が決まるので、その視点からは見えない部分の点群は削除処理する。この処理により不要な点群による表示画像のノイズを取ることができる（この処理は図２の不要点群削除処理に対応する）。さらに、画像は設定される任意の倍率で表示できるように処理される。これらの処理を行ったのち画像を表示し、図を印刷する。当該図には倍率とスケールが印刷される。これが任意設定倍率表示処理である。なお、最終トレースは印刷物から行うか、あるいは表示画像から直接ペン入力する方法であってもよい。
【００３８】
この方法によれば、短時間に精緻な計測が可能となり、その場で実測図の基本情報を画像データとして得ることができる。なお、計測データを立体画像で表示できることから、任意の視点からの図を得ることができる。
【００３９】
また、遺物の実測図作成においても同様の方法により実測図の作成が容易になる。例えば、土器、埴輪、青銅器の場合は文様などに、また、石器の場合は剥離面の輪郭などに、白色系のチョークでマーキングを施す。その後、スポットレーザー光走査方式三次元計測機を用いて三次元形状と受光強度のデータをとる。以下、作図までの方法は遺構の場合と同じである。
【００４０】
使用する計測機は遺構の場合と同様のものであっても良いが、対象物のサイズが小さいため、対象物をターンテーブル上に置いて回転させ、その外面を上下方向に移動する機器からスポットレーザー光を投光する方式をとることも良い。計測速度は５、０００点／秒以上であることが望ましい。測定可能な距離範囲は０．１〜０．５ｍ範囲であることが望ましい。また、精度は水平、離隔方向共に１ｍｍ以下であることが望ましい。入力信号は処理を経て各点の三次元座標位置に配置された点群として表示される。この時、受光強度の違いが色の違いとして表示される。
【００４１】
前記図２は上記で述べた実測図を作成するに用いるシステムの構成である。遺跡発掘調査において、輪郭など図化すべき部分に、周囲よりレーザー光反射率の高い物質を塗布した遺構及び遺物の実測図を作成するにあたって、三次元座標データ及び受光強度データを計測しうるスポットレーザー光走査方式三次元計測装置と、前記データを入力する装置と、受光強度の強弱で表示される三次元画像データを記憶する記憶装置と、データ入出力装置と、受光強度を二値化する手段、不用点群を削除する手段、およびデータ記憶手段よりなるデータ処理・記憶装置と、前記データ入出力装置を介して受光強度を三次元点群画像として表示する装置および表示結果を印刷する装置より構成されるシステムを用いることにより、実測図が効率良く作成される。
【００４２】
次に、石垣を対象にスポットレーザー光走査方式三次元計測機を用いて三次元形状を計測し、三次元点群データを基に図３の二次元化計算方法に基づく処理を行った。図５は対象とした（ａ）は石垣の写真、（ｂ）は計測により得られた三次元座標点群像、（ｃ）は本発明の処理により得られた二次元立面図である。個々の石の輪郭と稜線を抽出した二次元図を、従来の写真測量に比べて約１／１０の処理時間で作成することができた。
【００４３】
図６は土器を対象にスポットレーザー光走査方式三次元計測機を用いて三次元形状を計測し、三次元点群データを基に図３による二次元化処理を行った。図６は対象とした土器の、本発明の処理により得られた二次元図である。（ａ）は土器の輪郭と文様を抽出した二次元正対図、（ｂ）は二次元展開図を示している。従来の方法（手実測）に比べると、約１／５の処理時間で作成することができた。
【００４４】
また、一片が約６ｍの竪穴住居址の実測図を本発明の方法で作図した。本住居址は５つの柱穴とカマドを有している。住居址、柱穴の上場、下場、及びカマドの輪郭に石灰を塗布し、その後、スポットレーザー光走査方式三次元計測機を用いて三次元形状と受光強度のデータをとった。石灰部分と周囲の土壌のレーザー入力信号を表２に示す。
【００４５】
【表２】

【００４６】
入力信号の第１列目はＸ座標、第２列目はＹ座標、第３列目はＺ座標で単位はｍｍである。第４列目は受光強度を示す。受光強度値は０から２５５の範囲内で並べられ、白色から黒色までの段階で表示する場合は、黒を１０、白を２５０のように任意に設定できる。石灰部分の受光強度は土壌部分より大きく、画像で差異を表示することができた。
【００４７】
平板測量と本発明の方法で実施した場合の平面図化までの時間、精度、記録量の比較を表３に示す。
【００４８】
【表３】

【００４９】
本発明により短時間、精緻に計測、図化でき、かつ多量のデータを記録できた。なお、本比較は平面図のみを作成した場合であるが、本発明によれば、得られた三次元データを基に、断面図、鳥瞰図などの作成も容易となる。
【００５０】
また、土器の実測図を本発明の方法で作図した。本土器は高さが２５ｃｍ、外径が１７ｃｍの弥生式土器である。文様及び調整痕を白色系のチョークを用いてなぞり、その後、スポットレーザー光走査方式三次元計測機を用いて三次元形状と受光強度のデータをとった。本計測機はターンテーブル方式で、土器をターンテーブル上に乗せ、速度１０ｒｐｍで回転した状態で、外置きのレーザー投光・受光機で測定した。チョークでなぞった部分と周辺部分のレーザー入力信号を表４に示す。
【００５１】
【表４】

【００５２】
入力信号の第１列目はＸ座標、第２列目はＹ座標、第３列目はＺ座標で単位はｍｍである。第４列目は受光強度を示す。チョーク部分の受光強度は周辺部分より大きく、画像で差異を表示することができた。
【００５３】
針真弧、キャリパー、トースカンを用いて計測、図化した場合と本発明の方法で実施した場合の正面図化までの時間、精度、記録量の比較を表５に示す。
【００５４】
【表５】

【００５５】
本発明により短時間、精緻に計測、図化でき、かつ多量のデータを記録できた。なお、本比較は正面図のみを作成した場合であるが、本発明によれば、得られた三次元データを基に、展開図の作成も容易となる。また、本発明によれば、短時間（約１／４の時間）かつ高精度（約４倍の精度）そして多くの計測記録（約３００倍のデータ量）を残すことができ、短時間で二次元図化することができる。これは発掘調査の工程短縮につながると共に、文化財の精緻な記録を後世に残すことができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、遺跡発掘調査における遺構、遺物の実測図の作成において、計測された三次元座標データを用いて短時間かつ精緻に多量の記録を残し、指定された視覚条件のもとに二次元図化をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実測図作成システムの全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実測図作成システムの詳細図である。
【図３】本発明の二次元図化計算方法のフローチャートである。
【図４】竪穴住居址の実測図例を示す図である。
【図５】石垣の写真、三次元点群、及び二次元図である。
【図６】土器の二次元正対図及び二次元展開図である。
【符号の説明】
１；竪穴住居址の上場　２；竪穴住居址の下場　３；柱穴の上場　４；柱穴の下場　５；カマドの輪郭　１０；三次元計測装置　１０ａ；三次元計測装置本体
１０ｂ；データ入力装置　１０ｃ；記憶装置　１０ｄ；三次元座標データ記憶装置　１０ｅ；受光強度データ記憶装置　２０ａ；データ入力装置　２０ｂ；データ入出力装置３０；データ処理装置　３０ａ；二次元図化の設定処理部　３０ｃ；座標軸色濃度変換処理部　３０ｆ；受光濃度二値化処理部　３０ｇ；不用点群削除処理部　３０ｉ；受光強度三次元画像データファイル　３０ｍ；データ処理・記憶装置　４０；画像表示装置　５０；印刷装置　１００；遺構あるいは遺物[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and a system for creating an actually measured two-dimensional diagram based on three-dimensional point cloud data measured for archeological sites, relics, and the like in archeological excavations.
[0002]
[Prior art]
As a result of the excavation, the basic record is an actual measurement map. Examples of the actual measurement drawing of the archeological site include a plan view showing the arrangement of the archeological site of the entire archeological site, and a plan view and a sectional view of the individual archeological site. In each of the figures, the shape and dimensions of the remains are generally represented by outlines. Surveying is required to perform the actual measurement, and the methods include flat plate surveying, use surveying, traverse surveying, and photogrammetry.
[0003]
Conventionally, either method is used depending on the type and size of the remains, but a common problem is that it takes a lot of time to increase the amount of data to be recorded in order to increase the accuracy.
[0004]
As a prior art, there is JP-A-2002-39749. This is a system for processing data measured using a laser scanning type three-dimensional shape measuring apparatus, and relates to a three-dimensional shape measuring system capable of three-dimensional measurement processing, recording, and display in excavation investigation of archeological sites.
[0005]
On the other hand, relics excavated from archeological sites are sent for reorganization work, and the shapes and dimensions are recorded as measured maps and stored. Basically, the actual measurement drawing of the relic is a front view, and in the case of earthenware and haniwa, the pattern and shape and position of the adjustment mark are measured and plotted by hand using a needle arc, caliper, and toscan. A bronze ware such as a bronze mirror and a bronze dot is patterned in almost the same way. In the case of stoneware, the contour of the peeled surface is plotted. However, the actual measurement of any relic has the same problem as that of the remains. That is, it takes too much time to increase the accuracy and increase the amount of data to be recorded.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Most of the excavation work involves excavation work on archeological sites discovered during public works such as roads. Therefore, it is an urgent study and shortening the survey period is an urgent issue. On the other hand, when the investigation is completed, the remains are generally destroyed. For this reason, precise record keeping is indispensable. Relics are stored after being recorded as actual maps, but due to the enormous number, rapid recording is required.
[0007]
Although the flat plate survey is the simplest method, it has a problem that an error such as a distance is large. The use survey is effective when the survey area is narrow, but not suitable when the survey area is wide. The traverse survey is a method of obtaining a side point from a distance and an angle between reference points, and has high accuracy, but has a problem that the survey takes time. Photogrammetry is a method in which photographs of an object are taken from two different points, and a diagram that captures perspective is created by a plotter (device for drawing). The advantage of this method is that the measurement work is quick and highly accurate, but on the other hand, it takes time to plot after photographing, and specialized knowledge is required for plotting. It will be left to a skilled technician.
[0008]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a method and system for obtaining a necessary two-dimensional diagram from point cloud data obtained by using a spot laser light scanning type three-dimensional measuring device in a short time and by precise mapping. Is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention measures the shape of an area to be plotted by a spot laser light scanning type three-dimensional measuring machine in creating an actual measurement map of archeological sites and relics in archeological excavation and obtains three-dimensional coordinates obtained. A two-dimensional diagram is created based on the point cloud data and the received light intensity data, and can be realized by the following method and system.
[0010]
Storage means for collecting and storing three-dimensional coordinate point group data obtained from archeological sites and archeological sites in the archeological excavation survey, and two-dimensionally plotting the measured data into two-dimensional diagrams as the actual measurement diagrams of the archeological sites and archeological sites Inputting the three-dimensional coordinate point group data and two-dimensional diagram conditions, and calculating the number of pixels of the size of a two-dimensional image created and output from the input two-dimensional diagram creation conditions in the method of creating a diagram. Converting the coordinates of the three-dimensional coordinate point group data in accordance with the visual direction of the input two-dimensional diagram conditions, and converting the converted data in the depth direction into color density; A step of obtaining a pixel density of an image; and a step of outputting the two-dimensional plotted data as image file data. .
[0011]
The method further comprises the steps of: newly setting the density of each pixel of the two-dimensional image using the density values of peripheral pixels; and performing a process such as color inversion of the two-dimensional image. Further, the step of calculating the size of the two-dimensional image to be created and output includes a step of calculating the size of the two-dimensional image from the output paper size and the resolution. The apparatus further includes storage means for collecting and storing three-dimensional coordinate point group data and received light intensity data of the remains and artifacts, and a two-dimensional diagram from the measured three-dimensional coordinate point group data and received light intensity data of the remains and artifacts. Inputting the three-dimensional coordinate point group data, the received light intensity data, and the two-dimensional diagram conditions, and the input two-dimensional diagram creation conditions. , A step of binarizing the received light intensity, a step of deleting a point group unnecessary for two-dimensional plotting, and a step of outputting as two-dimensional plotted image file data.
[0012]
A spot laser light scanning type three-dimensional measuring machine; and storage means for collecting and storing three-dimensional coordinate point group data of archeological sites and relics in archeological excavations using the measuring machine, wherein the three-dimensional coordinate points In the system for creating a two-dimensional diagram from the group data and creating a two-dimensional diagram as an actual measurement diagram of the remains and relics, the three-dimensional coordinate point group data and the two-dimensional diagram conditions are input and the two-dimensional diagram is formed by the data processing means. An input / output unit that outputs data as image file data; and the data processing unit converts a coordinate of the input three-dimensional coordinate point group data according to a visual direction of the input two-dimensional diagram condition. Synthesizing means, light receiving intensity binarizing means for converting data in the depth direction of the converted data into color density, and deleting unnecessary point group data from the point group data And management means, the two-dimensional image determine the pixel density the data processing unit comprising data storage means for storing these two-dimensional view data as an image file data is characterized to be composed of. A storage unit for collecting and storing the three-dimensional coordinate point group data and the received light intensity data; and two-dimensionally drawing the three-dimensional coordinate point group data and the received light intensity data of the measured remains and relics into the two-dimensional figure. In a system for creating a two-dimensional diagram as an actual measurement diagram of a relic, the data obtained by inputting the three-dimensional coordinate point group data, the received light intensity data and the two-dimensional plotting conditions, and converting the data into a point group three-dimensional image by a data processing unit are stored in an image file. Input / output means for outputting as data, said data processing means comprising means for binarizing received light intensity, means for deleting point groups unnecessary for two-dimensional plotting, and means for storing as two-dimensional image file data It is characterized by being a data processing means.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention uses a spot laser light scanning type three-dimensional measuring device to measure the entire area of the plotting object including the contour, and stores data of the three-dimensional shape and the received light intensity of the target area. The stored data is used to create a required two-dimensional drawing.
[0014]
FIG. 1 shows an example of the entire configuration. In FIG. 1, reference numeral 100 denotes an object to be plotted, such as a relic or a relic. On the other hand, three-dimensional coordinate data is collected using the three-dimensional measuring apparatus 10 based on the spot laser light scanning method, and data of the object such as the received light intensity is collected.
[0015]
20a is a data input device to the data processing device 30. The result of processing the collected three-dimensional coordinate data and received light intensity data by the data processing device is displayed by the image display device 40. Further, printing can be performed by the printing device 50 as needed. This is the outline of the system. The data processing unit 30 includes 30a to 30h. Reference numeral 30a denotes a two-dimensional plotting setting processing unit, 30 denotes a two-dimensional image size calculation processing unit, 30c denotes a coordinate axis color density conversion processing unit, and 30d denotes a density value setting processing unit. Reference numeral 30e denotes an image processing unit, 30f denotes a light receiving density binarization processing unit, 30g denotes an unnecessary point group deletion processing unit, and 30h denotes an image file output processing unit.
[0016]
FIG. 2 shows the configuration of FIG. 1 in more detail. The three-dimensional measuring apparatus 10 using the spot laser light scanning method collects data of a relic 100, which is an object of data collection. The three-dimensional measuring device 10 includes a device main body 10a, a data input device 10b, a storage device 10c, and storage means for storing the data as three-dimensional coordinate data 10d and received light intensity data 10e. The data in the storage means 10d and 10e is input to the data processing / storage device 30m via the data input / output device 20b, and the processing result is displayed on the display device 40 via the data input / output device or a printing device as required. It is output to 50 and used. In FIG. 2, reference numerals 30a to 30h are the same as those in FIG. 1, and reference numeral 30i is a three-dimensional image data file of received light intensity.
[0017]
FIG. 3 shows a processing flowchart in the processing device 30 for a two-dimensional diagram creation procedure (step) using only three-dimensional point cloud data according to the present invention. First, in step S100, data is read from the three-dimensional coordinate data Dn (Xn, Yn, Zn,) storage means 10d and the received light intensity data Rn storage means 10e via the data input / output device 20b. Then, conditions for the two-dimensional diagram to be created are set. The condition setting of the two-dimensional diagram referred to here is, for example, a distinction between a plan view, an elevation view, and a bird's-eye view. In the case of the bird's eye view, setting of the visual direction is also included. Further, it is possible to set the magnification for the original size, the output paper size, the resolution of the two-dimensional image, and the like, so that image data suitable for the purpose can be set (this processing is the two-dimensional plotting condition setting processing in FIG. 2). Corresponding to).
[0018]
Next, in step S101, the number of vertical and horizontal pixels of the two-dimensional image is calculated from the paper size and the resolution set in step S100. For example, if the paper size is 210 mm in length and 297 mm in width in A4 size and the resolution is 96 dpi, the number of pixels in the vertical direction is ((210 / 25.4) * 96 = 796), which is 796 pixels. The number of horizontal pixels is ((297 / 25.4) * 96 = 1123), which is 1123 pixels (this processing corresponds to the two-dimensional image size calculation processing in FIG. 2).
[0019]
In step S102, the read three-dimensional point group data is converted in accordance with the visual direction, and is converted into two-dimensional image data having a color density in the depth direction. That is, when viewed from the visual direction of the two-dimensional plotting condition set in step S100, the coordinate axis is rotationally transformed so that the horizontal direction is the horizontal axis and the vertical direction is the vertical axis. The conversion from the coordinate values of the three-dimensional point cloud data to the pixel values of the two-dimensional image data is performed according to the magnification and resolution set in S100 (this processing corresponds to the coordinate axis / color density conversion processing in FIG. 2).
[0020]
For example, when the unit of the three-dimensional point cloud data is mm, the magnification is 1/20, and the resolution is 96 dpi, (pixel value of two-dimensional image data) = (arbitrary offset) + (third order after rotating the coordinate axes) The value in the vertical or horizontal axis direction of the original point cloud data) /20/25.4) * 96. On the other hand, the three-dimensional point cloud data in the depth direction viewed from the visual direction set in S100 is converted into color density. In this conversion step, when the conversion is performed so that the color shading is repeated at every arbitrary distance, a two-dimensional contour image can be created.
[0021]
Further, when the three-dimensional point cloud data is converted into two-dimensional image data, a plurality of three-dimensional point cloud data may correspond to one pixel of the two-dimensional image data. In this case, as shown in step S103, each of the density values such as the average value, the maximum value, the minimum value, and the median value is added to the density values of the colors obtained from the target plurality of three-dimensional point group data. A representative value is determined by statistical processing. This result is used as the density value of the pixel.
[0022]
Conversely, when the three-dimensional point cloud data is converted to two-dimensional image data, there may be no three-dimensional point cloud data corresponding to one pixel of the two-dimensional image data. In such a case, as shown in step S104, statistical processing such as an average value, a maximum value, a minimum value, and a median value is performed based on the pixel density values around the pixel, or The density value of the pixel is calculated by interpolating the density value.
[0023]
Next, a smoothing process is performed on each pixel of the two-dimensional image data to remove a noise component. As shown in step S105, the smoothing uses the density values of the pixel and its surrounding pixels, performs statistical processing such as an average value and a median value, and sets the result as the density value of the pixel.
[0024]
Next, contour extraction of the two-dimensional image data is performed. As shown in step S106, specifically, for each pixel of the two-dimensional image data, the contour is extracted by calculating the rate of change in density from the density values of the pixel and the surrounding pixels, and this value is extracted from the pixel. Is the new density value.
[0025]
Next, since the pixels for which the density values are set in step S104 are pixels to which the three-dimensional point group data does not correspond, all or some of these pixels are replaced with white or black as necessary in step S107. Do it in When replacing some of the pixels, as a method of selecting the target pixel, a method of targeting a pixel that is not adjacent to the pixel corresponding to the three-dimensional point cloud data, or a method of selecting a pixel corresponding to the three-dimensional point cloud data. There is a method of targeting pixels that are separated by a certain distance or more. In addition, among the pixels that do not correspond to the three-dimensional point cloud data, the pixels that have not been replaced are regarded as corresponding to the three-dimensional point cloud data, and, for example, from the target pixel when the process of S104 is performed again Are excluded (the processing of S103 to S107 corresponds to the density value setting processing of FIG. 2).
[0026]
Next, in step S108, image processing such as color inversion, luminance adjustment, and contrast adjustment is performed on the two-dimensional image data (this processing corresponds to the image file output processing in FIG. 2). Further, all or some of the processing steps from S104 to S108 are repeated as necessary. Finally, the two-dimensional image data is output in step S109 together with the resolution information as an image file in an image storage format such as a bit map, a JPEG (Joint Photographic Expert Group), or a GIF (Graphics Interchange Format) (this process is shown in FIG. 2). Image file output processing). Further, by printing this image file in step S110, a two-dimensional diagram of the conditions set in step S100 can be created. In step S109, information such as a magnification, a scale, a comment, and a digital watermark can be added and combined as necessary.
[0027]
Note that the two-dimensional plotting calculation method of the present method can be realized by a computer recording a calculation program, a readable recording medium, or a processing device having two-dimensional plotting means.
[0028]
This method is particularly suitable for creating actual measurement maps of stone structures such as stone walls and stone rooms. When making a collection of actual stones, it is fundamental to leave the outline and ridgeline of each stone and record the arrangement of the stones. Therefore, this calculation procedure is effective for such an object. It is also effective in creating an actual measurement drawing of earthenware. However, in some cases, a characteristic line such as a contour cannot be clearly extracted from the shape. In that case, another measure must be taken.
[0029]
For example, when creating an actual measurement drawing of a production ruin such as a paddy field ruin, a tomb such as a horizontal cave, or a settlement or a house ruin represented by a pit dwelling ruin, the position to be line-drawn may not be specified only from the shape. The measurement and plotting method in such a case will be described by taking a pit dwelling site as an example.
[0030]
FIG. 4 is an example of an actual measurement diagram of a pit dwelling site. The actual measurement diagram is composed of the outlines of the listings 1 and 2 of the dwellings, the outlines of the listings 3 and 4 of the pillar holes, the outline 5 of Kamado, and the like. The line to be drawn cannot be specified only from the shape, and may be determined based on archeological knowledge. In such a case, after the digging is completed, an experienced person such as an archeologist specifies the contour to be plotted from the surrounding situation and the like, and has the contour applied with a white substance such as lime. Then, based on the contour, three-dimensional data is collected and image data processing is performed.
[0031]
The measuring instrument used in the present invention as described above has the following basic configuration and functions. The laser light is continuously projected and scanned vertically and horizontally by a polygon mirror rotating at a set speed and an optical head driven by a motor. Light reflected from the object to be measured is received by a CCD camera, and signals of distance, angle, and received light intensity are input to a signal processing electronic circuit unit via an interface. The measurement speed is preferably 5,000 points / second or more (depending on the rotation speed of the optical head and the polygon mirror and the signal processing speed). Although there is no limitation on the measurable distance range, in the case of a residence, it is desirable that the range of 2 to 10 m can be measured at an angle of 20 degrees or more in the vertical direction and 50 degrees or more in the horizontal direction. Further, it is desirable that the accuracy is 10 mm or less in both the horizontal and separation directions. The input signal is processed and displayed as a point group arranged at the three-dimensional coordinate position of each point. At this time, the difference in received light intensity is displayed as a color difference.
[0032]
The received light intensity is the intensity of the laser reflected light, and varies depending on the reflectance of the object. Table 1 shows the material and the reflectance when a red laser beam having a wavelength of about 700 nm is used.
[0033]
[Table 1]

[0034]
The reflectance is high in a white system and low in a black system. Therefore, for example, in a residence site of silt loam, it is possible to distinguish lime from the surrounding silt loam based on the received light intensity by applying lime to the contour portion. By imaging the received light intensity value as a three-dimensional point group in which colors are displayed, a three-dimensional image with a clear outline can be obtained. Based on this image, a plan view or a sectional view can be created. The type of the substance to be applied is not limited as long as it is a white substance. Alternatively, a reflective seal or a method of attaching or placing a white plastic may be used.
[0035]
By the way, archeological judgments are always included in actual measurement maps. How to draw the outline representing the shape of the remains may not be determined from the physical shape alone, in which case it is necessary for a person with expertise to clarify by marking on the site it can.
[0036]
Next, the entire target area is measured from a plurality of locations by a spot laser light scanning type three-dimensional measuring instrument, and data relating to a three-dimensional coordinate point group and a received light intensity that constitute the target object is obtained.
[0037]
Next, a process of replacing the received light intensity with a color and displaying it as a point group stereoscopic image according to the three-dimensional coordinates is performed. In addition, it is possible to perform a process of binarizing a light receiving intensity range of a portion coated with a substance having a high laser reflectivity and a light receiving intensity range of other portions having a low reflectivity, and displaying the two colors, for example, white and black. It is desirable (this processing corresponds to the received light intensity binarization processing in FIG. 2). In addition, since the viewpoint for viewing the stereoscopic image is determined by the target drawing, a point group that is not visible from the viewpoint is deleted. By this processing, noise of the display image due to the unnecessary point group can be removed (this processing corresponds to the unnecessary point group deletion processing in FIG. 2). Further, the image is processed so that it can be displayed at any set magnification. After performing these processes, an image is displayed and a figure is printed. The scale and scale are printed on the figure. This is the arbitrary setting magnification display processing. Note that the final trace may be performed from a printed matter or a method of directly inputting a pen from a display image.
[0038]
According to this method, precise measurement can be performed in a short time, and the basic information of the actually measured diagram can be obtained as image data on the spot. In addition, since the measurement data can be displayed as a three-dimensional image, a figure from an arbitrary viewpoint can be obtained.
[0039]
In addition, the creation of an actual measurement diagram is also facilitated by a similar method when creating an actual measurement diagram of a relic. For example, in the case of earthenware, haniwa, and bronze ware, marking is applied to a pattern or the like, and in the case of stoneware, marking is applied to the outline of a peeled surface with white chalk. Then, data of the three-dimensional shape and the received light intensity are obtained using a spot laser light scanning type three-dimensional measuring device. Hereinafter, the method up to the drawing is the same as that of the remains.
[0040]
The measuring instrument used may be the same as that of the remains, but since the size of the object is small, the object is placed on the turntable and rotated, and the outer surface is spotted from a device that moves up and down. A method of projecting a laser beam may be employed. The measurement speed is desirably 5,000 points / second or more. The measurable distance range is desirably in the range of 0.1 to 0.5 m. Further, it is desirable that the accuracy is 1 mm or less in both the horizontal and separation directions. The input signal is processed and displayed as a point group arranged at the three-dimensional coordinate position of each point. At this time, the difference in received light intensity is displayed as a color difference.
[0041]
FIG. 2 shows the configuration of a system used to create the above-described measured diagram. A spot laser that can measure three-dimensional coordinate data and received light intensity data when creating an actual measurement diagram of archeological sites and relics in which a substance with a higher laser light reflectance than the surroundings is applied to the part to be plotted such as contours in archeological excavation survey Optical scanning three-dimensional measuring device, a device for inputting the data, a storage device for storing three-dimensional image data displayed by the intensity of the received light intensity, a data input / output device, and a means for binarizing the received light intensity A data processing / storage device comprising means for deleting unnecessary point clouds, and a data storage device; a device for displaying received light intensity as a three-dimensional point cloud image via the data input / output device; and a device for printing a display result. By using the configured system, an actual measurement diagram is efficiently created.
[0042]
Next, the three-dimensional shape of the stone wall was measured using a spot laser light scanning three-dimensional measuring device, and processing based on the two-dimensional calculation method of FIG. 3 was performed based on the three-dimensional point cloud data. 5A is a photograph of a stone wall, FIG. 5B is a three-dimensional coordinate point group image obtained by measurement, and FIG. 5C is a two-dimensional elevation view obtained by the processing of the present invention. A two-dimensional diagram in which the contours and ridges of the individual stones were extracted could be created in about 1/10 the processing time compared to the conventional photogrammetry.
[0043]
In FIG. 6, a three-dimensional shape was measured for a pottery using a spot laser light scanning type three-dimensional measuring machine, and the two-dimensional processing shown in FIG. 3 was performed based on the three-dimensional point cloud data. FIG. 6 is a two-dimensional view of the target pottery obtained by the processing of the present invention. (A) is a two-dimensional confrontation diagram in which the contour and pattern of the earthenware are extracted, and (b) is a two-dimensional development diagram. Compared to the conventional method (manual measurement), it could be created in about 1/5 processing time.
[0044]
In addition, an actual measurement drawing of a pit dwelling site with a piece of about 6 m was drawn by the method of the present invention. The residence has five pillar holes and Kamado. Lime was applied to the dwellings, the pillars, and the contours of the column and the camad, and then the data of the three-dimensional shape and received light intensity were obtained using a spot laser light scanning type three-dimensional measuring machine. Table 2 shows the laser input signals of the lime portion and the surrounding soil.
[0045]
[Table 2]

[0046]
The first column of the input signal is the X coordinate, the second column is the Y coordinate, the third column is the Z coordinate, and the unit is mm. The fourth column shows the received light intensity. The received light intensity values are arranged in the range of 0 to 255, and when displaying in the stage from white to black, it is possible to arbitrarily set 10 as black and 250 as white. The light receiving intensity of the lime part was higher than that of the soil part, and the difference could be displayed in the image.
[0047]
Table 3 shows a comparison of the time, accuracy, and recording amount until flattening when the flat plate surveying and the method of the present invention are performed.
[0048]
[Table 3]

[0049]
According to the present invention, measurement and plotting can be performed precisely in a short time, and a large amount of data can be recorded. Although this comparison is based on the case where only a plan view is created, according to the present invention, it becomes easy to create a sectional view, a bird's-eye view, and the like based on the obtained three-dimensional data.
[0050]
Further, an actual measurement drawing of the earthenware was drawn by the method of the present invention. The main pottery is a Yayoi pottery with a height of 25 cm and an outer diameter of 17 cm. Patterns and adjustment marks were traced using a white chalk, and then data on the three-dimensional shape and received light intensity was obtained using a spot laser light scanning type three-dimensional measuring instrument. This measuring instrument was a turntable method, in which an earthenware was placed on a turntable, and rotation was performed at a speed of 10 rpm, and measurement was performed using an externally mounted laser projector / receiver. Table 4 shows the laser input signals of the portion traced by the chalk and the peripheral portion.
[0051]
[Table 4]

[0052]
The first column of the input signal is the X coordinate, the second column is the Y coordinate, the third column is the Z coordinate, and the unit is mm. The fourth column shows the received light intensity. The received light intensity of the chalk portion was higher than that of the peripheral portion, and the difference could be displayed in the image.
[0053]
Table 5 shows a comparison of the time, accuracy, and recording amount until the front view is plotted between the case where measurement and plotting are performed using the needle true arc, the caliper, and the toscan, and the case where the process is performed by the method of the present invention.
[0054]
[Table 5]

[0055]
According to the present invention, measurement and plotting can be performed precisely in a short time, and a large amount of data can be recorded. Although this comparison is based on the case where only the front view is created, according to the present invention, creation of a development view based on the obtained three-dimensional data becomes easy. Further, according to the present invention, a short time (about 1/4 time), high accuracy (about 4 times accuracy) and many measurement records (about 300 times data amount) can be left. It can be plotted in two dimensions. This not only shortens the excavation process, but also leaves a detailed record of cultural properties for posterity.
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the creation of an actual measurement map of archeological sites and archeological sites in archeological excavations, a large amount of records are recorded in a short time and precisely using the measured three-dimensional coordinate data, and under a specified visual condition. Two-dimensional plotting is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an actual measurement diagram creation system according to the present invention.
FIG. 2 is a detailed view of an actual measurement diagram creation system according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart of a two-dimensional plotting calculation method of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an example of an actual measurement diagram of a pit dwelling site.
FIG. 5 is a photograph of a stone wall, a three-dimensional point cloud, and a two-dimensional diagram.
FIG. 6 is a two-dimensional front view and a two-dimensional development view of the earthenware.
[Explanation of symbols]
1; listing of a pit dwelling site 2; listing of a pit dwelling site 3; listing of a pillar hole 4; listing of a pillar hole 5; contour of a kamado 10; three-dimensional measuring device 10a; three-dimensional measuring device body
10b; data input device 10c; storage device 10d; three-dimensional coordinate data storage device 10e; received light intensity data storage device 20a; data input device 20b; data input / output device 30; data processing device 30a; 30c; coordinate axis color density conversion processing unit 30f; light reception density binarization processing unit 30g; unnecessary point group deletion processing unit 30i; light reception intensity three-dimensional image data file 30m; data processing / storage device 40; image display device 50; 100; Relic or relic

Claims

A spot laser light scanning type three-dimensional measuring device, and storage means for collecting and storing three-dimensional coordinate point group data of archeological sites and relics in archeological excavation using the measuring device, and the measured archeological sites and relics Inputting the three-dimensional coordinate point group data and the two-dimensional diagram conditions into a two-dimensional diagram from the three-dimensional coordinate point group data and creating a two-dimensional diagram as an actual measurement diagram of the remains and relics; Calculating the number of pixels of the size of the two-dimensional image to be created and output from the obtained two-dimensional diagram creation conditions, and adjusting the coordinates of the three-dimensional coordinate point group data to the visual direction of the input two-dimensional diagram conditions. Converting, and converting the converted data in the depth direction into color density; obtaining a pixel density of the two-dimensional image; And outputting charting data as an image file data, the measured two-dimensional map creation method such ruins artifacts, characterized in that it consists of.

2. The method according to claim 1, further comprising: setting a new density of each pixel of the two-dimensional image using density values of peripheral pixels; and performing a process such as color inversion of the two-dimensional image. A method for creating an actual measurement two-dimensional diagram of a relic, etc., characterized by the following.

2. The measured two-dimensional image of a relic or the like according to claim 1, wherein the step of calculating the size of the two-dimensional image to be created and output is a step of calculating the size of the two-dimensional image from the output paper size and resolution. Diagram creation method.

A spot laser light scanning type three-dimensional measuring device, and storage means for collecting and storing three-dimensional coordinate point group data and received light intensity data of archeological sites and relics in archeological excavation using the measuring device, and In the method of creating a two-dimensional diagram from the three-dimensional coordinate point group data of the remains and artifacts and received light intensity data and creating a two-dimensional diagram as an actual measurement diagram of the remains and artifacts, the three-dimensional coordinate point group data and received light intensity data and Inputting a two-dimensional diagram condition, binarizing the received light intensity from the input two-dimensional diagram creation condition, deleting a point group unnecessary for the two-dimensional diagram, and a two-dimensional diagram image And outputting the file data as file data.

A spot laser light scanning type three-dimensional measuring device, and storage means for collecting and storing three-dimensional coordinate point group data of archeological sites and relics in archeological excavation using the measuring device, and the measured archeological sites and relics A two-dimensional diagram from the three-dimensional coordinate point cloud data of the above and creates a two-dimensional diagram as an actual measurement diagram of the remains and artifacts, the input of the three-dimensional coordinate point cloud data and the two-dimensional diagram conditions and the data processing means An input / output unit that outputs the three-dimensionally plotted data as image file data; and the data processing unit adjusts the coordinates of the input three-dimensional coordinate point group data to a visual direction of the input two-dimensional diagram condition. Point cloud synthesizing means for converting the data in the depth direction of the converted data into color density; Processing means for deleting group data, and data processing means comprising data storage means for obtaining the pixel density of the two-dimensional image and storing the two-dimensional plotted data as image file data. A two-dimensional figure creation system for actual relics, etc.

A spot laser light scanning type three-dimensional measuring device, and storage means for collecting and storing three-dimensional coordinate point group data and received light intensity data of archeological sites and relics in archeological excavation using the measuring device, and In a system for creating a two-dimensional diagram from the three-dimensional coordinate point group data of the remains and artifacts and the received light intensity data and creating a two-dimensional diagram as an actual measurement map of the remains and artifacts, the three-dimensional coordinate point group data and the received light intensity data and Input / output means for inputting two-dimensional plotting conditions and outputting data converted into a point cloud three-dimensional image by the data processing means as image file data; Relics, characterized in that they are data processing means comprising means for deleting point groups that are not necessary for conversion, and means for storing them as two-dimensional image file data. Two-dimensional diagram creation system.