JP2014052992A

JP2014052992A - 物体の全体形状を部分的な点や線形状から生成する方法

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Publication number: JP2014052992A
Application number: JP2012215111A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Tsuru; 宏介津留
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2032-09-10
Also published as: JP6124109B2

Abstract

【課題】コンピュータソフトウェアによる空間解析や設計に供する、物体の特徴となる傾斜変化部を表す点と線から、物体の全体形状を不整形の三角形の集合で表現する不整形三角網と呼ばれる形状モデルを自動的に生成する方法を提供する。
【解決手段】物体の特徴となる傾斜変化部を表す点と線が格納された図形データベースを、処理対象とし、これらの点と線から三角形で構成される物体形状を生成する以下の方法から成る。点から三角形の形状を作成する。線から三角形の形状を作成する。生成された三角形の各辺で、図形データベースに存在する線と一致しない辺は、図形データベースに追加される。図形データベースの中の点および線から、図形データベースの中の点と線が存在する範囲が、三角形で埋め尽くされるまで、三角形を作成する。
【選択図】図１０

Description

発明の詳細な説明

この発明は、コンピュータソフトウェアによる空間解析や設計に供する、物体の特徴となる傾斜変化部を表す点と線から、物体の全体形状を不整形の三角形の集合で表現する不整形三角網と呼ばれる形状モデルを自動的に生成する技術に関する。

空間解析や設計に利用する不整形三角網は、ＧＩＳ（ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）やＣＡＤ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｓｓｉｓｔｅｄＤｅｓｉｇｎ）のようなコンピュータソフトウェアによって利用される。

しかし、従来の技術では、不整形三角網は点群から作成されるため、物体の特徴である傾斜変換点を表現できず、円滑化された形状モデルとなる。

物体の特徴を出すために傾斜変換点を線で表現したブレークラインを用い、円滑化された形状モデルに物体の特徴を与えることも行われているが、ブレークラインの周辺でしか物体の特徴を捉えることができない。

発明が解決しようとする課題

従来の技術では、物体の全体形状をモデル化するには、点群を用いて行うことを基本とし、必要に応じて物体の特徴をブレークラインとして形状モデルに与え、形状モデルの修正を行っており、物体の特徴を正確に表現するには不十分であった。

本発明は、このような不都合を解消し、物体の特徴を正確に表現した形状モデルを不整形三角網として生成することを目的とする。

課題を解決するための手段

これらの目的を達成するため本発明は、次の事項（１）〜（６）の構成で特定される物体の全体形状を部分的な点や線形状から生成する方法。
（１）物体の特徴となる傾斜変化部を表す点と線が格納された図形データベースを、処理対象とし、これらの点と線から物体の全体形状を生成する方法である。
（２）図形データベースの中で、既に作成された三角形の頂点とはなっていない点を頂点とし、他の点を含まず、他の線と交差しない、周辺に存在する線を底辺とする三角形を生成する。
（３）生成された三角形の各辺で、図形データベースに存在する線と一致しない辺は、図形データベースに追加される。
（４）図形データベースの中で、既に作成された三角形の辺とはなっていない線を底辺とし、他の点を含まず、他の線と交差しない、周辺に存在する点や、周辺に存在する線の節点を頂点とする三角形を生成する。
（５）生成された三角形の各辺で、図形データベースに存在する線と一致しない辺は、図形データベースに追加される。
（６）図形データベース内の全ての点および線が、三角形の頂点あるいは辺となるまで、（２）から（５）を繰り返す。

発明の実施の実態

以下、前述した物体の特徴となる傾斜変換部を表す点と線から、物体の全体形状を不整形の三角形の集合で表現する不整形三角網と呼ばれる形状モデルを自動的に生成する方法を、地図データ作成に適用した場合として実施例を説明する。

この実施例における処理対象となる点と線は、空中写真測量において、図化機を使用した立体空中写真から描画される高さ情報を保持し、高さ情報を保持したまま編集された図形である。

＝＝＝点からの三角形の生成＝＝＝
点からの三角形の生成では、例えば、図１では、図形データベース内から任意の点Ｐ１が取り出される。次に点Ｐ１の周辺にある節点Ｌ１ｐ１からＬ１ｐ４で構成される線、節点Ｌ２ｐ１からＬ２ｐ３で構成される線、節点Ｌ３ｐ１からＬ３ｐ３で構成される線、節点Ｌ４ｐ１とＬ４ｐ２で構成される線、節点Ｌ５ｐ１からＬ５ｐ４で構成される線が取り出される。

図２では、任意の点Ｐ１から他の線分との交差が生じない節点へ、三角形の辺となる線分Ｐ１−Ｌ１ｐ１、Ｐ１−Ｌ１ｐ２、Ｐ１−Ｌ１ｐ３、Ｐ１−Ｌ１ｐ４、Ｐ１−Ｌ３ｐ１、Ｐ１−Ｌ３ｐ２、Ｐ１−Ｌ３ｐ３、Ｐ１−Ｌ５ｐ１、Ｐ１−Ｌ５ｐ２、Ｐ１−Ｌ５ｐ３、Ｐ１−Ｌ５ｐ４を生成する。

図３では、生成した三角形の辺となる線分Ｐ１−Ｌ１ｐ１、Ｐ１−Ｌ１ｐ２、Ｐ１−Ｌ１ｐ３、Ｐ１−Ｌ１ｐ４、Ｐ１−Ｌ３ｐ１、Ｐ１−Ｌ３ｐ２、Ｐ１−Ｌ３ｐ３、Ｐ１−Ｌ５ｐ１、Ｐ１−Ｌ５ｐ２、Ｐ１−Ｌ５ｐ３、Ｐ１−Ｌ５ｐ４から、任意の点Ｐ１を取り巻く順番で三角形Ｔ１からＴ１１を生成する。

図４では、生成した三角形Ｔ１からＴ１１の中から、例えば、起伏のある地形、あるいは平坦な地形といった地形の特徴を喪失するような、長い辺をもった三角形であるＴ１、Ｔ７からＴ９およびＴ１１を取り除く。

＝＝＝線からの三角形の生成＝＝＝
線からの三角形の生成では、例えば、図５では、図形データベース内から任意の線Ｍ１を取り出される。次に、線Ｍ１の右側に節点が存在する線Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５が取り出される。

図６では、線Ｍ１の中で最も左側にある線分Ｍ１ｐ２−Ｍ１ｐ３の節点Ｍ１ｐ２およびＭ１ｐ３のそれぞれから、線分Ｍ１ｐ２−Ｍ１ｐ３を無限に延長した線分より右側にある、他の節点Ｍ１ｐ１、Ｍ１ｐ４、Ｍ１ｐ５、Ｍ２ｐ１からＭ２ｐ３、Ｍ３ｐ１とＭ３ｐ２、Ｍ４ｐ１、Ｍ５ｐ１からＭ５ｐ３をもう一方の線端とする線分を発生させる。

図７では、節点Ｍ１ｐ２およびＭ１ｐ３から発生させた線分で、図形データベースから取り出した線Ｍ１からＭ５を構成している線分と重複、あるいは交差している線分Ｍ１ｐ２−Ｍ１ｐ１、Ｍ１ｐ２−Ｍ２ｐ３、Ｍ１ｐ２−Ｍ５ｐ３、Ｍ１ｐ２−Ｍ５ｐ２、Ｍ１ｐ２−Ｍ５ｐ１、Ｍ１ｐ２−Ｍ１ｐ５、Ｍ１ｐ２−Ｍ４ｐ１、およびＭ１ｐ３−Ｍ１ｐ４を取り除く。

図８では、節点Ｍ１ｐ２およびＭ１ｐ３の何れかからしか線分を構成していない節点に繋がる線分Ｍ１ｐ３−Ｍ２ｐ３、Ｍ１ｐ３−Ｍ５ｐ３、Ｍ１ｐ３−Ｍ５ｐ２、Ｍ１ｐ３−Ｍ５ｐ１、Ｍ１ｐ３−Ｍ１ｐ５、Ｍ１ｐ３−Ｍ４ｐ１を取り除く。

図９では、線分Ｍ１ｐ２−Ｍ１ｐ３を底辺とし、節点Ｍ１ｐ２およびＭ１ｐ３の両方からの線分が接続される節点で構成される三角形Ｔ１２からＴ１７を作成する。

図１０では、作成した三角形Ｔ１２からＴ１７の中から、線分Ｍ１ｐ２−Ｍ１ｐ３を底辺とした場合の頂点の角度が、最も大きな角度の三角形Ｔ１４を、線分Ｍ１ｐ２−Ｍ１ｐ３の右側にある物体の部分形状を表す三角形とする。

＝＝＝物体の形状モデルの生成＝＝＝
点からの三角形の生成および線からの三角形生成により、図形データベースの中の全ての点と線から、点と線が存在する範囲、いわゆる地図が作成される範囲で三角形を網羅的に発生し、地図表現の要素となる地形モデルが、不整三角網として生成される。

発明の効果

以上で説明したように、本発明では、物体の一部を表現した点や線から、物体の全体形状を表すことができるため、改めて物体の形状全体を表すためのデータを作成する必要はなくなる。

また、物体の特徴を捉えた点や線を使用して物体の全体形状を表現することから、作成された物体の全体形状は、物体の特徴を保持する。

以上で説明したように、本発明では、物体の一部から物体の全体形状を作成する効率が図れるとともに、物体の特徴を保持した品質が確保できる。

道路内の点を含む、道路縁および道路周辺の法面の片方の端、構囲を表現した図である。道路内の点から、周辺にある線の節点に、図形データベース内の線と交差しないものだけを選んで、線を生成した図である。図形データベース内の線分を底辺、発生した線を、三角形のその他の辺とした、三角形を生成した図である。生成した三角形の中から、三角形の全ての頂点が近傍にある、三角形のみを抽出したことを表す図である。地形の地貌となる尾根線と谷線を表した図である。特定の線分の両端の節点から、その片側にある線分の節点に対して線を発生した図である。発生した線分から、図形データベース内の線と交差しない、線分のみを抽出した図である。特定の線分を底辺とし、三角形を構成できる線分のみを残した図である。特定の線分を底辺とし、残された線分により三角形を生成した図である。生成した三角形の中から、特定の線分を底辺としたときに、最も角度が大きくなる頂点の三角形を残した図である。

Ｐ１点
Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５道路縁を表す線
Ｌ２法面の端を表す線
Ｌ４構囲を表す線
Ｌ１ｐ１〜Ｌ１ｐ４線Ｌ１を構成する節点
Ｌ２ｐ１〜Ｌ２ｐ３線Ｌ２を構成する節点
Ｌ３ｐ１〜Ｌ３ｐ３線Ｌ３を構成する節点
Ｌ４ｐ１、Ｌ４ｐ２線Ｌ４を構成する節点
Ｌ５ｐ１〜Ｌ５ｐ４線Ｌ５を構成する節点
Ｔ１〜Ｔ１１点Ｐ１から生成された三角形
Ｍ１〜Ｍ５物体の特徴を表す線
Ｍ１ｐ１〜Ｍ１ｐ５線Ｍ１を構成する節点
Ｍ２ｐ１〜Ｍ２ｐ３線Ｍ２を構成する節点
Ｍ３ｐ１〜Ｍ３ｐ２線Ｍ３を構成する節点
Ｍ４ｐ１〜Ｍ４ｐ２線Ｍ４を構成する節点
Ｍ５ｐ１〜Ｍ５ｐ３線Ｍ５を構成する節点
Ｔ１２〜Ｔ１６線分Ｍ１ｐ２−Ｍ１ｐ３を底辺として生成された三角形

Claims

つぎの事項（１）〜（６）の構成で特定される物体の全体形状を部分的な点や線形状から生成する方法。
（１）物体の特徴となる傾斜変化部を表す点と線が格納された図形データベースを、処理対象とし、これらの点と線から物体の全体形状を生成する方法である。
（２）図形データベースの中で、既に作成された三角形の頂点とはなっていない点を頂点とし、他の点を含まず、他の線と交差しない、周辺に存在する線を底辺とする三角形を生成する。
（３）生成された三角形の各辺で、図形データベースに存在する線と一致しない辺は、図形データベースに追加される。
（４）図形データベースの中で、既に作成された三角形の辺とはなっていない線を底辺とし、他の点を含まず、他の線と交差しない、周辺に存在する点や、周辺に存在する線の節点を頂点とする三角形を生成する。
（５）生成された三角形の各辺で、図形データベースに存在する線と一致しない辺は、図形データベースに追加される。
（６）図形データベース内の全ての点および線が、三角形の頂点あるいは辺となるまで、（３）から（５）を繰り返す。
請求項１において、図形の中の線から、既に三角形の辺となっていない線を底辺とし、周辺に存在する点や、周辺に存在する線の節点を頂点とする三角形を生成し、三角形の各辺が図形の中の線と交差せず、三角形が図形の中の点を含まない三角形で、三角形の頂点の角度が最も大きい三角形を物体形状の一部とする三角形の生成方法。