JP2014199586A - Unevenness extraction device for multi-plane structure, unevenness extraction method for multi-plane structure, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多平面構造物の凹凸抽出装置、多平面構造物の凹凸抽出方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a multiplanar structure unevenness extraction apparatus, a multiplanar structure unevenness extraction method, and a program.
道路及びその脇に形成された土手、トンネルやダムの壁面等の、竣工時に複数の平面で構成されていた構造物は、施工時には平坦に形成されていた上記平面に、時間の経過とともに凹凸が発生することがある。この凹凸の計測は、設計図等に基づいて竣工時の平面状態がわかれば、竣工時(設計時)と現在の二時期について、平面の各点の高さの差分を抽出することにより行うことができる。 Structures that consist of multiple planes at the time of completion, such as roads and banks formed on the sides of the road, tunnels, and dam walls, have unevenness over time on the plane that was formed flat at the time of construction. May occur. Measurement of this unevenness should be done by extracting the difference in height of each point on the plane between the time of completion (design time) and the current two periods if the state of the plane at the time of completion is known based on the design drawing etc. Can do.
しかし、竣工時の設計図の入手が困難であったり、設計図と施工形状が異なっていたりする場合があり、竣工時の平面状態を知ることが困難である場合が多い。 However, there are cases where it is difficult to obtain a design drawing at the time of completion, or the design drawing and the construction shape are different, and it is often difficult to know the plane state at the time of completion.
このため、単時期(現在)のデータから凹凸解析を行える技術が要望されている。このようなデータとしては、例えば点群データがあり、下記特許文献1、特許文献2には、点群データから対象物の輪郭に係るデータを生成する技術が開示されている。
For this reason, there is a demand for a technique that can perform unevenness analysis from single-time (current) data. Such data includes, for example, point cloud data, and the following
しかし、上記従来の技術においは、多平面構造物を構成する複数の平面の凹凸を抽出するものではなかった。 However, in the above conventional technique, the unevenness of a plurality of planes constituting the multiplanar structure is not extracted.
本発明の目的は、単時期点群データから多平面構造物を構成する複数の平面の凹凸を抽出することができる多平面構造物の凹凸抽出装置及び多平面構造物の凹凸抽出プログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a multiplanar structure unevenness extraction apparatus and a multiplanar structure unevenness extraction program capable of extracting unevenness of a plurality of planes constituting a multiplanar structure from single time point cloud data. There is.
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態は、多平面構造物の凹凸抽出装置であって、竣工時に複数の平面で構成されていた構造物の前記複数の平面上の複数の点において、凹凸計測手段が計測した3次元点群データを凹凸計測手段から取得して記憶手段に記憶させる点群データ取得手段と、前記竣工時の平面数及び平面の接続関係に関する情報に基づいて、前記複数の平面を、前記複数の平面の接続線方向に予め定めた距離毎に分割して小区間を設定するとともに、前記小区間に、隣接する前記小区間が連続番号となるように番号を設定する小区間設定手段と、前記3次元点群データを記憶手段から読み出し、前記各小区間において、前記3次元点群データから任意の3点を選択して判断平面を設定し、前記判断平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が最も多くなる前記判断平面を小平面として抽出する処理を、先に抽出した小平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点を他の小平面の抽出処理で使用しない条件で繰り返す小平面抽出手段と、前記各小区間における前記小平面の数が基準平面数以内であるか否かを判断する小平面判断手段と、前記抽出された小平面の数が基準平面数以内であると前記小平面判断手段が判断した第1の小区間について前記竣工時の平面数と同数の仮想平面を設定し、前記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が基準包含率を超えるように前記仮想平面の位置、傾斜角、傾斜方向を決定する仮想平面設定手段と、前記第1の小区間に対して前記番号が1多いまたは1少ない第2の小区間について前記第1の小区間と同じ仮想平面を設定したときに、前記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が前記基準包含率を超えるか否かを判断し、超える場合に前記第1、第2の小区間を結合して共通の仮想平面を有する小区間として記憶手段に記憶するとともに、前記小区間を結合する処理を前記番号の順序で繰り返す結合手段と、前記共通の仮想平面を有する小区間全体について、点群中の各点の前記仮想平面からの法線距離に基づいて画像情報を生成する画像情報生成手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention is an unevenness extraction device for a multi-planar structure, and a plurality of points on the plurality of planes of the structure that are configured by a plurality of planes at the time of completion. In the point cloud data acquisition means for acquiring the 3D point cloud data measured by the unevenness measuring means from the unevenness measuring means and storing it in the storage means, and the number of planes at the time of completion and information on the connection relation of the planes, The plurality of planes are divided at predetermined distances in the connecting line direction of the plurality of planes to set subsections, and the subsections are numbered so that the adjacent subsections are serial numbers. A small section setting means to be set, and the three-dimensional point group data are read from the storage means, and in each of the small sections, an arbitrary three points are selected from the three-dimensional point group data to set a determination plane, and the determination plane Normal distance from The normal distance from the previously extracted small plane is within the predetermined threshold for the process of extracting the determination plane having the largest number of points in the point group within the predetermined threshold as a small plane. A small plane extracting means that repeats the points in the point group in a condition not to be used in other small plane extraction processing, and a small that determines whether or not the number of the small planes in each small section is within a reference plane number. A plane determining means, and setting the same number of virtual planes as the number of planes at the time of completion for the first small section determined by the small plane determining means that the number of the extracted small planes is within the reference plane number, Virtual plane setting means for determining the position, inclination angle, and inclination direction of the virtual plane so that the number of points in the point group whose normal distance from the virtual plane is within a predetermined threshold exceeds a reference coverage rate And the number is one more than the first subsection. When the same virtual plane as that of the first subsection is set for the second subsection less by 1, the number of points in the point group whose normal distance from the virtual plane is within a predetermined threshold is It is determined whether or not the reference coverage rate is exceeded, and if so, the first and second subsections are combined and stored in the storage means as a subsection having a common virtual plane, and the subsections are combined. Image information that generates image information based on the normal distance of each point in the point group from the virtual plane for the entire subsection having the common virtual plane and the combining means that repeats the processing to be performed in the order of the numbers Generating means.
上記小平面判断手段が、前記抽出された小平面の数が基準平面数を超えていると判断した小区間を前記小区間設定手段が予め定めた数に分割して分割小区間とし、前記分割小区間に前記結合手段の処理に使用する子番号を設定するとともに、前記小平面判断手段が、前記分割小区間における小平面の数が前記基準平面数以内であるか否かを判断し、前記小平面の数が前記基準平面数以内である分割小区間を元の小区間の代わりに前記結合手段の処理の対象とするのが好適である。 The small plane determining means divides the small section determined that the number of extracted small planes exceeds the number of reference planes into a predetermined number by the small section setting means, and sets the divided small sections. A small number used for processing of the combining means is set in a small section, and the small plane determining means determines whether or not the number of small planes in the divided small section is within the reference plane number, It is preferable that a divided small section whose number of small planes is within the reference number of planes is a target of processing of the combining means instead of the original small section.
また、実施形態に係る多平面構造物の凹凸抽出装置は、上記結合手段の代わりに、共通の仮想平面を全ての小区間に設定し、前記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が前記基準包含率を超えるか否かを判断し、超える場合には前記仮想平面を維持し、超えない場合には、予め定めたグループ化方法に従って前記小区間を複数のグループに分け、各グループについて前記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が前記基準包含率を超えるか否かを判断する処理を繰り返す仮想平面分割手段を備えていてもよい。 Further, the unevenness extraction apparatus for a multi-planar structure according to the embodiment sets a common virtual plane in all the small sections instead of the above-mentioned coupling means, and the normal distance from the virtual plane is within a predetermined threshold. Whether or not the number of points in the point group exceeds the reference coverage, the virtual plane is maintained if it exceeds, and if not, the small plane is determined according to a predetermined grouping method. A process of dividing the section into a plurality of groups and determining whether the number of points in the point group whose normal distance from the virtual plane is within a predetermined threshold for each group exceeds the reference coverage rate. You may provide the virtual plane division means to repeat.
また、上記小平面判断手段が、前記抽出された小平面の数が基準平面数を超えていると判断した小区間があるときに報知情報を出力する報知手段を備えるのが好適である。 In addition, it is preferable that the small plane determination unit includes a notification unit that outputs notification information when there is a small section in which it is determined that the number of extracted small planes exceeds the reference plane number.
また、上記画像情報生成手段は、画像情報として不整三角形網を生成する構成としてもよい。 The image information generation means may generate an irregular triangle network as image information.
また、本発明の他の実施形態は、多平面構造物の凹凸抽出方法であって、竣工時に複数の平面で構成されていた構造物の前記複数の平面上の複数の点において、凹凸計測手段が計測した3次元点群データを凹凸計測手段から取得し、前記竣工時の平面数及び平面の接続関係に関する情報に基づいて、前記複数の平面を、前記複数の平面の接続線方向に予め定めた距離毎に分割して小区間を設定するとともに、前記小区間に、隣接する前記小区間が連続番号となるように番号を設定し、前記各小区間において、前記3次元点群データから任意の3点を選択して判断平面を設定し、前記判断平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が最も多くなる前記判断平面を小平面として抽出する処理を、先に抽出した小平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点を他の小平面の抽出処理で使用しない条件で繰り返し、前記各小区間における前記小平面の数が基準平面数以内であるか否かを判断し、前記抽出された小平面の数が基準平面数以内であると判断した第1の小区間について前記竣工時の平面数と同数の仮想平面を設定し、前記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が基準包含率を超えるように前記仮想平面の位置、傾斜角、傾斜方向を決定し、前記第1の小区間に対して前記番号が1多いまたは1少ない第2の小区間について前記第1の小区間と同じ仮想平面を設定したときに、前記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が前記基準包含率を超えるか否かを判断し、超える場合に前記第1、第2の小区間を結合して共通の仮想平面を有する小区間とするとともに、前記小区間を結合する処理を前記番号の順序で繰り返し、前記共通の仮想平面を有する小区間全体について、点群中の各点の前記仮想平面からの法線距離に基づいて画像情報を生成することを特徴とする。
Further, another embodiment of the present invention is a method for extracting unevenness of a multiplanar structure, wherein unevenness measuring means is provided at a plurality of points on the plurality of planes of the structure configured by a plurality of planes at the time of completion. Is obtained from the unevenness measuring means, and based on the information regarding the number of planes at the time of completion and the connection relation of the planes, the plurality of planes are determined in advance in the connecting line direction of the plurality of planes. In addition, a small section is set for each distance and a number is set in the small section so that the adjacent small sections become consecutive numbers. In each of the small sections, any number is selected from the three-dimensional point cloud data. 3 are selected to set a determination plane, and the determination plane having the largest number of points in the point group whose normal distance from the determination plane is within a predetermined threshold is extracted as a small plane. Processing from the small plane extracted earlier Whether or not the points in the point group whose line distance is within a predetermined threshold is not used in the extraction processing of other small planes, and the number of the small planes in each small section is within the reference plane number And setting the same number of virtual planes as the number of planes at the time of completion for the first subsection determined that the number of extracted small planes is within the reference plane number, and calculating from the virtual plane The position, inclination angle, and inclination direction of the virtual plane are determined so that the number of points in the point group whose line distance is within a predetermined threshold exceeds a reference coverage ratio, and the first subsection In the point group in which the normal distance from the virtual plane is within a predetermined threshold when the same virtual plane as the first subsection is set for the second subsection with the
また、本発明のさらに他の実施形態は、多平面構造物の凹凸抽出プログラムであって、コンピュータを、竣工時に複数の平面で構成されていた構造物の前記複数の平面上の複数の点において、凹凸計測手段が計測した3次元点群データを凹凸計測手段から取得して記憶手段に記憶させる点群データ取得手段、前記竣工時の平面数及び平面の接続関係に関する情報に基づいて、前記複数の平面を、前記複数の平面の接続線方向に予め定めた距離毎に分割して小区間を設定するとともに、前記小区間に、隣接する前記小区間が連続番号となるように番号を設定する小区間設定手段、前記3次元点群データを記憶手段から読み出し、前記各小区間において、前記3次元点群データから、任意の3点を選択して判断平面を設定し、前記判断平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が最も多くなる前記判断平面を小平面として抽出する処理を、先に抽出した小平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点を他の小平面の抽出処理で使用しない条件で繰り返す小平面抽出手段、前記各小区間における前記小平面の数が基準平面数以内であるか否かを判断する小平面判断手段、前記抽出された小平面の数が基準平面数以内であると前記小平面判断手段が判断した第1の小区間について前記竣工時の平面数と同数の仮想平面を設定し、前記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が基準包含率を超えるように前記仮想平面の位置、傾斜角、傾斜方向を決定する仮想平面設定手段、前記第1の小区間に対して前記番号が1多いまたは1少ない第2の小区間について前記第1の小区間と同じ仮想平面を設定したときに、前記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が前記基準包含率を超えるか否かを判断し、超える場合に前記第1、第2の小区間を結合して共通の仮想平面を有する小区間として記憶手段に記憶するとともに、前記小区間を結合する処理を前記番号の順序で繰り返す結合手段、前記共通の仮想平面を有する小区間全体について、点群中の各点の前記仮想平面からの法線距離に基づいて画像情報を生成する画像情報生成手段、として機能させることを特徴とする。 Still another embodiment of the present invention is a program for extracting unevenness of a multi-planar structure, wherein the computer is configured at a plurality of points on the plurality of planes of the structure configured by a plurality of planes when completed. Based on the point cloud data acquisition means for acquiring the three-dimensional point cloud data measured by the unevenness measuring means from the unevenness measuring means and storing it in the storage means, the number of planes at the time of completion and the connection relation of the planes, the plural Are divided at predetermined distances in the connecting line direction of the plurality of planes to set small sections, and numbers are set so that the adjacent small sections are consecutive numbers in the small sections. Small section setting means, reading the three-dimensional point group data from the storage means, and in each of the small sections, selecting any three points from the three-dimensional point group data to set a determination plane, and from the determination plane A process of extracting, as a small plane, the determination plane having the largest number of points in the point group whose line distance is within a predetermined threshold, a normal distance from the previously extracted small plane is a predetermined threshold A small plane extracting unit that repeats the points in the point group in a condition not to be used in other small plane extraction processing, and determines whether or not the number of the small planes in each small section is within a reference plane number A small plane determining means configured to set the same number of virtual planes as the number of planes at the time of completion for the first small section determined by the small plane determining means that the number of the extracted small planes is within a reference plane number. Virtual plane setting for determining the position, inclination angle, and inclination direction of the virtual plane so that the number of points in the point group whose normal distance from the virtual plane is within a predetermined threshold exceeds a reference coverage rate Means, the number is one more than the first subsection Or the number of points in the point group whose normal distance from the virtual plane is within a predetermined threshold when the same virtual plane as the first subsection is set for the second subsection less by one And the first and second subsections are combined and stored in the storage means as a subsection having a common virtual plane, and the subsection is Image information for generating image information based on a normal distance of each point in the point group from the virtual plane with respect to the entire small section having the common virtual plane, combining means for repeating the combining process in the order of the numbers It is made to function as a production | generation means.
本発明によれば、単時期点群データから多平面構造物を構成する複数の平面の凹凸を抽出することができる。 According to the present invention, it is possible to extract unevenness of a plurality of planes constituting a multiplanar structure from single time point cloud data.
以下、本発明を実施するための形態(以下、実施形態という)を、図面に従って説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図1には、実施形態にかかる多平面構造物の凹凸抽出装置の構成例のブロック図が示される。図1において、多平面構造物の凹凸抽出装置は、点群データ取得部10、小区間設定部12、小平面抽出部14、小平面判断部16、仮想平面設定部18、結合部20、仮想平面分割部22、画像情報生成部24、記憶部26及び通信部28を含んで構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a multiplanar structure unevenness extraction apparatus according to an embodiment. In FIG. 1, the unevenness extraction device for a multi-planar structure includes a point cloud
点群データ取得部10は、竣工時に複数の平面で構成されていた構造物(多平面構造物)の前記複数の平面上の複数の点において、凹凸計測手段が計測した3次元点群データ(以後、点群ということがある)を取得して記憶部26に記憶させる。
The point cloud
ここで、凹凸計測手段は、図2に示されるように、レーザ計測装置100、座標計測装置102等を車両104に搭載して構成されている。レーザ計測装置100は、レーザ光を上記平面に照射し、反射光を受け取って平面の3次元点群データを計測する。ここで、3次元点群データとは、上記平面上の各点の3次元座標データの集合である。レーザ計測装置100は、上記レーザ光の反射光に基づいてレーザ計測装置100と上記平面上の各点との距離を測定し、この距離の測定値とレーザ光の照射方向及び座標計測装置102によって計測したレーザ計測装置100の位置の3次元座標に基づき、上記平面上の各点の3次元座標を決定する。なお、車両104には、各点の3次元座標を演算するためのコンピュータを搭載するのが好適であるが、レーザ計測結果、座標計測結果を車両104の外部のコンピュータに提供して各点の3次元座標を演算させてもよい。
Here, as shown in FIG. 2, the unevenness measuring means is configured by mounting a
以上のようにして凹凸計測手段が求めた平面上の各点の3次元点群データは、適宜な通信手段、あるいは適宜な記憶媒体を介して、多平面構造物の凹凸抽出装置の点群データ取得部10に渡され、点群データ取得部10が記憶部26に記憶させる。
The three-dimensional point cloud data of each point on the plane obtained by the unevenness measuring means as described above is the point cloud data of the unevenness extracting device for multiplanar structures via appropriate communication means or appropriate storage media. The point group
小区間設定部12は、構造物の竣工時の平面数及び平面の接続関係(平面間の接続線など)に関する情報に基づいて、多平面構造物の複数の平面を、それらの接続線方向に予め定めた距離毎に分割して小区間を設定する。また、小区間設定部12は、上記小区間に、隣接する小区間が連続番号となるように番号を設定する。構造物の竣工時の平面数及び平面の接続関係は、竣工時の設計図や現在の構造物の状態から人が設定し、予め記憶部26に記憶させておく。小区間設定部12は、この記憶部26に記憶された構造物の竣工時の平面数及び平面の接続関係を記憶部26から読み出して取得する。また、小区間設定部12が設定した小区間及びその番号は、小区間に関する情報として記憶部26に記憶させる。
Based on the information regarding the number of planes at the time of completion of the structure and the connection relationship between the planes (such as connection lines between the planes), the small
図3には、複数の平面で構成されていた構造物の例が示されており、道路R1と、その片側に設けられた土手D1、土手D1の道路R1とは反対側に設けられた歩道R2及び歩道R2の土手D1とは反対側に設けられた土手D2により道路及びその周辺施設としての構造物が形成されている。 FIG. 3 shows an example of a structure composed of a plurality of planes. A road R1, a bank D1 provided on one side of the road R1, and a sidewalk provided on the opposite side of the bank D1 from the road R1. A structure as a road and its surrounding facilities is formed by the bank D2 provided on the opposite side of the bank D1 of R2 and the sidewalk R2.
図3に示された構造物では、道路R1と土手D1との間に接続線L1が存在し、土手D1と歩道R2との間に接続線L2が存在し、歩道R2と土手D2との間に接続線L3が存在する。図3の例では、小区間設定部12が、これらの接続線L1、L2、L3に沿って予め定めた距離毎に平面すなわち道路R1、土手D1、歩道R2、土手D2の面を分割して小区間Z1〜Z10を設定する。この場合、分割方向(小区間に番号を設定する方向)は図3に示された接続線L1、L2、L3に沿っていずれの方向であってもよい。図3の例では、上述のように、小区間にZ1、Z2、Z3、Z4…のように番号が設定されている。なお、図3では小区間が10個(Z1〜Z10)示されているが、小区間の数は、対象となる平面の長さに応じて適宜決定される。また、平面を小区間に分割する際の「予め定めた距離」についても任意に設定できるが、例えば、道路及びその周辺施設の場合には、10m程度の距離とするのが好適である。
In the structure shown in FIG. 3, there is a connection line L1 between the road R1 and the bank D1, there is a connection line L2 between the bank D1 and the sidewalk R2, and between the sidewalk R2 and the bank D2. There is a connection line L3. In the example of FIG. 3, the small
小平面抽出部14は、上記各小区間に関する情報及び3次元点群データを記憶部26から読み出し、各小区間において、上記3次元点群データから、任意の3点を選択して判断平面を設定し、この判断平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群(3次元点群データ)中の点の数が最も多くなる判断平面を小平面として抽出する。小平面抽出部14は、以上の処理を、先に抽出した小平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群中の点を他の小平面の抽出処理で使用しない条件で繰り返す。抽出した小平面に関するデータ(平面の方程式等)は、記憶部26に記憶させる。
The small
図3に示された例では、上記小区間における3次元点群データには、各小区間Z1、Z2…において、道路R1、土手D1、歩道R2及び土手D2を構成する平面の3次元点群データが含まれる。 In the example shown in FIG. 3, the three-dimensional point cloud data in the small section includes three-dimensional point groups on the planes constituting the road R1, the bank D1, the sidewalk R2, and the bank D2 in each of the small sections Z1, Z2,. Contains data.
また、図4には、小平面抽出部14が実行する処理の説明図が示される。図4は、判断平面JP1、JP2を横から見た図であり、黒丸(●)及び白丸(○)として、記憶部26から読み出された3次元点群データの3次元座標位置が示されている。なお、図4では、説明の便宜上黒丸と白丸とを使用しているが、凹凸計測手段により計測された3次元点群データを表す点であるという意味で同じものである。
FIG. 4 is an explanatory diagram of processing executed by the small
小平面抽出部14は、3次元点群データを表す点から任意の3点p1、p2、p3を選択して判断平面JP1を設定し、この判断平面からの法線距離が予め定めた閾値Th(例えば5cm)内にある点群中の点の数を数える。なお、上記閾値Thは5cmに限られるものではない。その後、上記点の数が最も多くなる判断平面を小平面として抽出する。「点の数が最も多くなる」とは、3次元点群データを表す点から3点を選択する全ての組み合わせについて判断平面を設定したときに、全ての判断平面について求められる、判断平面からの法線距離が予め定めた閾値Th内にある点群中の点の数が最も多くなるという意味である。図4の例では、判断平面JP1が、上記点の数が最も多くなる判断平面に該当しており、小平面として抽出される。次に、小平面抽出部14は、上記判断平面JP1からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群中の点を他の小平面の抽出処理で使用しない条件、すなわち判断平面JP1からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群中の点以外の点について、上記同様の処理を繰り返す。具体的には、図4の3点p4、p5、p6を選択して判断平面JP2を設定し、この判断平面JP2からの法線距離が予め定めた閾値Th内にある点群中の点の数が最も多くなる場合に、上記判断平面JP2を小平面として抽出する。この場合、判断平面JP1と判断平面JP2のいずれからも法線距離が予め定めた閾値Th内にある点群中の点(図4の点pc)は、先に設定された判断平面JP1を小平面として抽出する処理に使用し、判断平面JP2を小平面として抽出する処理には使用しない。小平面抽出部14は、以後同様の処理を、所定数(たとえば20枚)抽出される、あるいは未処理の点の数が全体の10%以下になるまで繰り返す。
The small
小平面判断部16は、上記各小区間における小平面の数(記憶部26から読み出した小平面の方程式の数等)が基準平面数以内であるか否かを判断する。基準平面数としては、例えば12面等とすることができるが、これに限定されず、多平面構造物の性状(建造物の種類や各平面の表面平滑度等)に応じて適宜決定することができる。なお、小平面判断部16が、小平面の数が基準平面数以内ではない(超えている)と判断した場合には、その旨を表す報知情報を出力する構成とするのが好適である。この報知情報は、適宜な出力装置(ディスプレイ、音声出力装置等)から出力される。あるいは、ログとして出力してもよい。
The small
また、小平面判断部16が、小区間における小平面の数が基準平面数以内ではない(超えている)と判断した場合には、小区間設定部12が当該小区間を予め定めた数に分割して分割小区間とし、分割小区間に結合部20の処理に使用する子番号を設定し、分割小区間を元の小区間の代わりに結合部20の処理の対象とするのが好適である。ここで、分割小区間は、小区間をいくつの分割小区間に分割するかによって決定するのが好適であり、小区間に分割する距離に予め定めた係数(例えば2つの分割小区間に分割する場合には、上記係数は0.5)を乗ずることにより定めることができる。
In addition, when the small
図3の例では、小区間Z7が小区間における小平面の数が基準平面数以内ではないと判断された例であり、2つの分割小区間が生成されて、それぞれ子番号Z7−1とZ7−2が設定されている。 In the example of FIG. 3, the small section Z7 is an example in which it is determined that the number of small planes in the small section is not within the reference plane number. Two divided small sections are generated, and child numbers Z7-1 and Z7 are respectively generated. -2 is set.
なお、小平面判断部16が、小区間における小平面の数が基準平面数以内ではないと判断した場合に、上記分割小平面を生成する処理を行わず、当該小平面を結合部20の処理の対象から除外してもよい。
If the small
仮想平面設定部18は、抽出された小平面の数が上記基準平面数以内であると小平面判断部16が判断した第1の小区間(例えば図3の小区間Z1のように、抽出された小平面の数が上記基準平面数以内であると小平面判断部16が判断した小区間の内、小区間設定部12が設定した番号が最も小さいもの)について、竣工時の平面数と同数の仮想平面を設定し、この仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値(小平面抽出部14が使用した閾値Thと同じとしてもよい)内にある点群中の点の数が基準包含率を超えるように仮想平面の位置、傾斜角、傾斜方向を決定する。上記基準包含率としては、例えば第1の小区間に含まれる点群中の点の数の60%とすることができるが、これには限定されず、多平面構造物の性状に応じて適宜決定することができる。また、仮想平面の数の設定は、竣工時の平面数(設計図)あるいは現在の構造物の状態から人が判断し、適宜な入力装置から仮想平面の数を入力して仮想平面設定部18が受け付ける構成とすることができる。図3の例では、道路R1、土手D1、歩道R2、土手D2の4面が設定される。また、仮想平面の位置、傾斜角、傾斜方向は、仮想平面の方程式の係数の変更等により変更する。決定した仮想平面(の方程式)は、記憶部26に記憶させる。
The virtual
結合部20は、上記第1の小区間に対して番号(上記子番号がある場合には、子番号も含む)が1多いまたは1少ない第2の小区間(図3の例では、番号が1多い小区間Z2)について第1の小区間(Z1)と同じ仮想平面(共通の仮想平面)を設定したときに、共通の仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値(小平面抽出部14が使用した閾値Thと同じとしてもよい)内にある点群中の点の数が基準包含率を超えるか否かを判断し、超える場合に第1、第2の小区間(Z1、Z2)を結合する。ここで、結合するとは、共通の仮想平面を有する小区間として記憶部26に共通の仮想平面の方程式及び結合された小区間の番号等を記憶するという意味である。なお、上記結合処理の対象となる小区間は、抽出された小平面の数が上記基準平面数以内であると小平面判断部16が判断した小区間または分割小区間であり、抽出された小平面の数が上記基準平面数以内では無い小区間または分割小区間が存在した場合には、当該小区間を処理から除外する。この場合には、番号が手前(1多いまたは1少ない)の小区間までで結合処理をいったん中止し、除外された小区間または分割小区間に対して次の番号(1多いまたは1少ない)の小区間または分割小区間から結合処理を再開する。図3の例では、小区間Z2が抽出された小平面の数が上記基準平面数以内では無い小区間である場合に、小区間Z1には結合せず、改めて小区間Z3(抽出された小平面の数が上記基準平面数以内であるとき)について仮想平面設定部18が新たに仮想平面の設定処理を行い、結合部20が小区間Z4との結合の可否を判断する
The combining
次に、結合部20は、上記小区間を結合する処理を小区間の番号の順序で繰り返す。図3の例では、小区間Z1とZ2を結合した後に、これらと同じ共通の仮想平面を小区間Z3にも設定し、この仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群中の点の数が基準包含率を超えるか否かを判断し、超える場合には、小区間Z3も結合する。以後、同様に小区間Z4以降について同じ処理を実行して行く。なお、上記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群中の点の数が基準包含率以下の場合には、当該小区間の結合を行わず、その旨を表す報知情報を出力する構成とするのが好適である。結合した小区間の情報(結合した小区間の全ての番号と仮想平面の方程式等)は、記憶部26に記憶させる。
Next, the combining
上記実施例では予め設定した小区間または分割小区間を結合する処理を行ったが、逆に、予め全ての小区間の仮想平面を設定し、これを分割する処理を行っても良い。この場合、仮想平面分割部22は、結合部20の代わりに、共通の仮想平面を全ての小区間に設定し、共通の仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群中の点の数が上記基準包含率を超えるか否かを判断し、超える場合には仮想平面を維持し、超えない場合には、予め定めたグループ化方法に従って上記小区間を複数のグループに分け、各グループについて仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群中の点の数が上記基準包含率を超えるか否かを判断する処理を繰り返す。
In the above embodiment, the process of combining the preset subsections or the divided subsections is performed, but conversely, the virtual planes of all the subsections may be set in advance and the process of dividing them may be performed. In this case, the virtual
図3の例では、小区間Z1からZ10の全てについて共通の仮想平面を設定し、仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群中の点の数が上記基準包含率を超えるか否かを判断する。上記点の数が上記基準包含率を超えるときには、上記共通の仮想平面を、小区間Z1からZ10についての仮想平面とする。一方、上記点の数が上記基準包含率を超えない場合には、小区間Z1からZ10を複数のグループに分ける。例えば小区間Z1からZ5を第1グループ、区間Z6からZ10を第2グループとし、それぞれのグループについて共通の仮想平面を設定し、それらの共通の仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群中の点の数が上記基準包含率を超えるか否かを判断する。以後、上記点の数が上記基準包含率を超えるまでグループへの分割を行い、グループ毎に共通の仮想平面を設定する。設定した共通の仮想平面の情報(グループに含まれる小区間の番号と共通の仮想平面の方程式等)は、記憶部26に記憶させる。
In the example of FIG. 3, a common virtual plane is set for all of the small sections Z1 to Z10, and the number of points in the point group whose normal distance from the virtual plane is within a predetermined threshold value represents the reference coverage rate. Judge whether or not it exceeds. When the number of points exceeds the reference coverage rate, the common virtual plane is set as a virtual plane for the small sections Z1 to Z10. On the other hand, when the number of the points does not exceed the reference inclusion rate, the small sections Z1 to Z10 are divided into a plurality of groups. For example, the small sections Z1 to Z5 are set as the first group, and the sections Z6 to Z10 are set as the second group, a common virtual plane is set for each group, and the normal distance from the common virtual plane is within a predetermined threshold. Whether or not the number of points in the point group exceeds the reference inclusion rate. Thereafter, division into groups is performed until the number of points exceeds the reference coverage rate, and a common virtual plane is set for each group. Information on the set common virtual plane (such as the number of the small section included in the group and the common virtual plane equation) is stored in the
なお、グループに分ける方法は、予め決定しておく。上記の通り小区間の数を半分にしてもよいし、3分の1としてもよい。あるいは、10個の小区間を4個と6個に分割するように、異なる数の小区間を含むグループに分割してもよい。 Note that the method of dividing into groups is determined in advance. As described above, the number of small sections may be halved or may be one third. Or you may divide | segment into the group containing a different number of subsections so that ten subsections may be divided | segmented into 4 pieces and 6 pieces.
画像情報生成部24は、上記共通の仮想平面を有する小区間全体について、3次元点群データ中の各点の上記共通の仮想平面からの法線距離を演算し、算出した法線距離に基づいて画像情報を生成する。この画像情報としては、例えば不整三角形網(TIN)等が挙げられる。生成したTINをさらに加工し、等高線情報や上記法線距離を色で表現した画像情報としてもよい。
The image
記憶部26は、ハードディスク装置、ソリッドステートドライブ(SSD)等の不揮発性メモリに、上記3次元点群データ、構造物の竣工時の平面数及び平面の接続関係、小区間及びその番号、小平面に関するデータ、仮想平面(の方程式)、共通の仮想平面を有する小区間に関する情報、上記閾値、基準平面数、基準包含率及びCPUの動作プログラム等の、上記各処理に必要な情報を記憶させる。なお、記憶部26としては、デジタル・バーサタイル・ディスク(DVD)、コンパクトディスク(CD)、光磁気ディスク(MO)、フレキシブルディスク(FD)、磁気テープ、電気的消去および書き換え可能な読出し専用メモリ(EEPROM)、フラッシュ・メモリ等を使用してもよい。
The
通信部28は、USB(ユニバーサルシリアルバス)ポート、ネットワークポートその他の適宜なインターフェースにより構成され、上記凹凸計測手段等と通信し、情報のやりとりを行う。
The
なお、上記図1に示された多平面構造物の凹凸抽出装置は、CPU、ROM、RAM、不揮発性メモリ、I/O等を備え、装置全体の制御及び各種演算を行うコンピュータとして構成されている。 1 is configured as a computer that includes a CPU, a ROM, a RAM, a nonvolatile memory, an I / O, etc., and controls the entire apparatus and performs various calculations. Yes.
図5には、実施形態にかかる多平面構造物の凹凸抽出装置の動作例のフローが示される。図5において、点群データ取得部10が凹凸計測手段から3次元点群データを取得して記憶部26に記憶させる(S1)。
FIG. 5 shows a flow of an operation example of the unevenness extraction device for a multiplanar structure according to the embodiment. In FIG. 5, the point cloud
また、小区間設定部12が記憶部26から構造物の竣工時の平面数及び平面の接続関係に関する情報を読み出し、当該情報に基づいて、上記複数の平面を、複数の平面の接続線方向に予め定めた距離毎に分割して小区間を設定する。また、上記小区間には、隣接する小区間が連続番号となるように番号を設定する(S2)。設定された小区間及びその番号は、記憶部26に記憶させる。
Further, the small
次に、小平面抽出部14が、上記各小区間に関する情報及び3次元点群データを記憶部26から読み出し、各小区間において、上記3次元点群データから、任意の3点を選択して判断平面を設定し、この判断平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある3次元点群データ中の点の数が最も多くなる判断平面を小平面として抽出する処理を繰り返す。このときには、上述したように、先に抽出した小平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群中の点を他の小平面の抽出処理で使用しない条件で処理を繰り返す(S3)。抽出した小平面に関するデータ(平面の方程式等)は、記憶部26に記憶させる。
Next, the small
小平面判断部16は、上記各小区間における小平面の数が基準平面数以内であるか否かを判断する(S4)。小平面の数は、記憶部26から読み出した小平面の方程式の数である。
The small
上記S4において、小平面判断部16が、小平面の数が基準平面数以内であると判断した場合には、当該小区間に仮想平面を設定する処理に移行する。一方、小区間における小平面の数が基準平面数を超えていると判断した場合には、その旨を表す報知情報を出力する(S5)。また、小区間設定部12が当該小区間を予め定めた数に分割して分割小区間とし(S6)、S4に戻る。
In S4, when the small
ただし、例えば、分割小区間の長さが一定の値以下となる等の終了条件を予め設定しておき、当該終了条件を満たさない分割小区間は、結合部20の処理対象から除外する。この場合、その旨の報知情報を小平面判断部16が出力する構成とするのが好適である。図3の例では、分割小区間Z7−2が結合部20の処理対象から除外された分割小区間を表している。
However, for example, an end condition is set in advance such that the length of the divided subsection becomes equal to or less than a certain value, and the divided subsection that does not satisfy the end condition is excluded from the processing target of the combining
上記S4の条件を満たした小区間または分割小区間は、結合部20の処理対象となり、各小区間または分割小区間に設定された番号または小番号の順序に従って結合部20の結合処理が実行される。仮想平面設定部18は、抽出された小平面の数が上記基準平面数以内であると小平面判断部16が判断した小区間の内、例えば図3の小区間Z1のように小区間設定部12が設定した番号が最も小さいものを第1の小区間とし、第1の小区間について、竣工時の平面数と同数の仮想平面を設定し、この仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群中の点の数が基準包含率を超えるように仮想平面の位置、傾斜角、傾斜方向を決定する(S7)。
The subsections or divided subsections that satisfy the condition of S4 are to be processed by the combining
次に、結合部20が、上記第1の小区間に対して番号または子番号が1多いまたは1少ない(すなわち、第1の小区間に隣接している)第2の小区間について、第1の小区間と同じ仮想平面(共通の仮想平面)を設定したときに、第2の小区間において共通の仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群中の点の数が基準包含率を超えるか否かを判断する(S8)。
Next, the combining
S8において、上記点の数が基準包含率を超えている場合には、結合部20が、第1の小区間と第2の小区間以降の小区間を結合し、共通の仮想平面を有する小区間として記憶部26に共通の仮想平面の方程式及び結合された小区間の番号等を記憶する(S9)。次に、結合部20の処理対象としての小区間であって、上記第1の小区間から番号が連続している小区間が残っているか否かを判断し(S10)、残っている場合には、S8からの動作を繰り返す。この場合には、第2の小区間の代わりに、これと番号が連続している第3の小区間についてS8の判断を行い、以後上記番号が連続している小区間がなくなるまで同様に処理を繰り返す。
In S8, when the number of points exceeds the reference coverage rate, the combining
S8において、上記点の数が基準包含率以下の場合には、結合部20がその旨の報知情報を出力し(S11)、S12の処理に移行する。
In S8, when the number of points is equal to or less than the reference coverage rate, the combining
S10において、上記番号が連続している小区間がなくなった場合には、結合部20は、結合部20の処理対象としての複数の小区間であって、番号が連続している小区間が残っているか否かを判断し(S12)、残っている場合には、S7からの動作を繰り返す。例えば、図3の例における小区間Z1からZ7−1までの処理が終了した場合、新たに番号が連続している小区間について(図3の例では小区間Z8から)新たに処理を実行する。すなわち、仮想平面設定部18が小区間Z8について仮想平面を設定し、これを共通の仮想平面として結合部20が小区間Z9以降との結合処理を実行する。
In S10, when there are no more sub-sections with consecutive numbers, the combining
以上のようにして結合された小区間について、画像情報生成部24が、3次元点群データ中の各点の上記共通の仮想平面からの法線距離を演算し、算出した法線距離に基づいて画像情報を生成する(S13)。
For the small sections combined as described above, the image
図6には、小区間を結合する処理(S9)の代わりに、仮想平面分割部22が実行する処理のフローが示される。図6において、図5のS7で第1の小区間について仮想平面設定部18が仮想平面を設定した後、仮想平面分割部22がこの仮想平面を共通の仮想平面として全ての小区間に設定する(S21)。
FIG. 6 shows a flow of processing executed by the virtual
次に、仮想平面分割部22は、共通の仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群中の点の数が上記基準包含率を超えるか否かを判断する(S22)。
Next, the virtual
S22において、上記点の数が上記基準包含率を超えると判断した場合には、S21で設定された共通の仮想平面を全ての小区間に適用する仮想平面として維持し、図5のS13に移行する(S25)。 If it is determined in S22 that the number of points exceeds the reference coverage rate, the common virtual plane set in S21 is maintained as a virtual plane applied to all small sections, and the process proceeds to S13 in FIG. (S25).
一方、S22において、上記点の数が上記基準包含率以下と判断した場合には、仮想平面分割部22が、予め定めたグループ化方法に従って上記小区間を複数のグループに分ける(S23)。
On the other hand, if it is determined in S22 that the number of points is equal to or less than the reference coverage rate, the virtual
仮想平面分割部22は、グループ毎に、各グループに属する小区間の合計の長さ(小区間全体の長さ)が、予め定めた終了長さ以下であるか否かを判断する(S24)。S24において、小区間の合計の長さが、予め定めた終了長さより長い場合には、S21に移行し、当該グループについて共通の仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある点群中の点の数が上記基準包含率を超えるか否かを判断する処理を繰り返す。なお、S21に移行する際に、グループ毎に、各グループに属する小平面の一つ、例えば番号が最も小さい小区間を第1の小区間として仮想平面設定部18が共通の仮想平面を設定し直す構成としてもよい。
For each group, the virtual
一方、S24において、小区間の合計の長さが、予め定めた終了長さ以下である場合は、仮想平面分割部22の処理を終了し、図5のS13に移行する。
On the other hand, in S24, when the total length of the small sections is equal to or less than the predetermined end length, the process of the virtual
上述した、図5、図6の各ステップを実行するためのプログラムは、記録媒体に格納することも可能であり、また、そのプログラムを通信手段によって提供しても良い。その場合、例えば、上記説明したプログラムについて、「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」の発明または「データ信号」の発明としてとらえてもよい。 The above-described program for executing the steps in FIGS. 5 and 6 can be stored in a recording medium, and the program may be provided by communication means. In this case, for example, the above-described program may be regarded as an invention of a “computer-readable recording medium on which a program is recorded” or an invention of a “data signal”.
10 点群データ取得部、12 小区間設定部、14 小平面抽出部、16 小平面判断部、18 仮想平面設定部、20 結合部、22 仮想平面分割部、24 画像情報生成部、26 記憶部、28 通信部、100 レーザ計測装置、102 座標計測装置、104 車両。 10 point group data acquisition unit, 12 small section setting unit, 14 small plane extraction unit, 16 small plane determination unit, 18 virtual plane setting unit, 20 combining unit, 22 virtual plane dividing unit, 24 image information generating unit, 26 storage unit , 28 communication unit, 100 laser measuring device, 102 coordinate measuring device, 104 vehicle.
Claims (7)
前記竣工時の平面数及び平面の接続関係に関する情報に基づいて、前記複数の平面を、前記複数の平面の接続線方向に予め定めた距離毎に分割して小区間を設定するとともに、前記小区間に、隣接する前記小区間が連続番号となるように番号を設定する小区間設定手段と、
前記3次元点群データを記憶手段から読み出し、前記各小区間において、前記3次元点群データから任意の3点を選択して判断平面を設定し、前記判断平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が最も多くなる前記判断平面を小平面として抽出する処理を、先に抽出した小平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点を他の小平面の抽出処理で使用しない条件で繰り返す小平面抽出手段と、
前記各小区間における前記小平面の数が基準平面数以内であるか否かを判断する小平面判断手段と、
前記抽出された小平面の数が基準平面数以内であると前記小平面判断手段が判断した第1の小区間について前記竣工時の平面数と同数の仮想平面を設定し、前記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が基準包含率を超えるように前記仮想平面の位置、傾斜角、傾斜方向を決定する仮想平面設定手段と、
前記第1の小区間に対して前記番号が1多いまたは1少ない第2の小区間について前記第1の小区間と同じ仮想平面を設定したときに、前記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が前記基準包含率を超えるか否かを判断し、超える場合に前記第1、第2の小区間を結合して共通の仮想平面を有する小区間として記憶手段に記憶するとともに、前記小区間を結合する処理を前記番号の順序で繰り返す結合手段と、
前記共通の仮想平面を有する小区間全体について、点群中の各点の前記仮想平面からの法線距離に基づいて画像情報を生成する画像情報生成手段と、
を備える多平面構造物の凹凸抽出装置。 A point group for acquiring three-dimensional point cloud data measured by the unevenness measuring means from the unevenness measuring means and storing it in the storage means at a plurality of points on the multiple planes of the structure constituted by a plurality of planes at the time of completion. Data acquisition means;
Based on the information regarding the number of planes at the time of completion and the connection relationship between the planes, the plurality of planes are divided into predetermined intervals in the connecting line direction of the plurality of planes, and small sections are set. Subsection setting means for setting a number so that the subsection adjacent to the section is a serial number;
The three-dimensional point group data is read from the storage means, and in each of the small sections, an arbitrary three points are selected from the three-dimensional point group data to set a determination plane, and a normal distance from the determination plane is determined in advance. The point where the normal distance from the previously extracted small plane is within the predetermined threshold value is the processing for extracting the determination plane having the largest number of points in the point group within the threshold as a small plane. A small plane extracting means for repeating the points in the group under conditions that are not used in the extraction processing of other small planes;
Small plane determination means for determining whether or not the number of the small planes in each of the small sections is within a reference plane number;
A virtual plane having the same number as the number of planes at the time of completion is set for the first small section determined by the small plane determination means that the number of the extracted small planes is within a reference plane number, Virtual plane setting means for determining the position, inclination angle, and inclination direction of the virtual plane so that the number of points in the point group whose normal distance is within a predetermined threshold exceeds a reference coverage rate;
The normal distance from the virtual plane is determined in advance when the same virtual plane as the first small section is set for the second small section having the number one greater or one less than the first small section. It is determined whether or not the number of points in the point group within the threshold exceeds the reference coverage rate, and if so, the first and second subsections are combined to have a common virtual plane. Combining means for storing the section as a section in the storage means and repeating the process of combining the small sections in the order of the numbers;
Image information generating means for generating image information based on a normal distance from the virtual plane of each point in the point group for the entire small section having the common virtual plane;
An apparatus for extracting irregularities of a multi-planar structure.
前記竣工時の平面数及び平面の接続関係に関する情報に基づいて、前記複数の平面を、前記複数の平面の接続線方向に予め定めた距離毎に分割して小区間を設定するとともに、前記小区間に、隣接する前記小区間が連続番号となるように番号を設定し、
前記各小区間において、前記3次元点群データから任意の3点を選択して判断平面を設定し、前記判断平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が最も多くなる前記判断平面を小平面として抽出する処理を、先に抽出した小平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点を他の小平面の抽出処理で使用しない条件で繰り返し、
前記各小区間における前記小平面の数が基準平面数以内であるか否かを判断し、
前記抽出された小平面の数が基準平面数以内であると判断した第1の小区間について前記竣工時の平面数と同数の仮想平面を設定し、前記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が基準包含率を超えるように前記仮想平面の位置、傾斜角、傾斜方向を決定し、
前記第1の小区間に対して前記番号が1多いまたは1少ない第2の小区間について前記第1の小区間と同じ仮想平面を設定したときに、前記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が前記基準包含率を超えるか否かを判断し、超える場合に前記第1、第2の小区間を結合して共通の仮想平面を有する小区間とするとともに、前記小区間を結合する処理を前記番号の順序で繰り返し、
前記共通の仮想平面を有する小区間全体について、点群中の各点の前記仮想平面からの法線距離に基づいて画像情報を生成する、多平面構造物の凹凸抽出方法。 At a plurality of points on the plurality of planes of the structure constituted by a plurality of planes at the time of completion, three-dimensional point cloud data measured by the concavo-convex measurement unit is acquired from the concavo-convex measurement unit,
Based on the information regarding the number of planes at the time of completion and the connection relationship between the planes, the plurality of planes are divided into predetermined intervals in the connecting line direction of the plurality of planes, and small sections are set. Set the number so that the adjacent subsections are consecutive numbers in the section,
In each of the small sections, an arbitrary three points are selected from the three-dimensional point cloud data to set a judgment plane, and a normal distance from the judgment plane is within a predetermined threshold value. The process of extracting the determination plane having the largest number as a small plane is a process of extracting a point in the point group whose normal distance from the previously extracted small plane is within a predetermined threshold as another small plane Repeated under conditions not used in
Determining whether the number of facets in each of the subsections is within a reference number of planes;
The same number of virtual planes as the number of planes at the time of completion are set for the first subsection determined that the number of extracted small planes is within the reference plane number, and the normal distance from the virtual plane is determined in advance. Determining the position, inclination angle, and inclination direction of the virtual plane so that the number of points in the point group within the threshold exceeds the reference coverage rate,
The normal distance from the virtual plane is determined in advance when the same virtual plane as the first small section is set for the second small section having the number one greater or one less than the first small section. It is determined whether or not the number of points in the point group within the threshold exceeds the reference coverage rate, and if so, the first and second subsections are combined to have a common virtual plane. And repeat the process of combining the sub-intervals in the order of the numbers,
An unevenness extraction method for a multi-planar structure, wherein image information is generated based on a normal distance of each point in a point group from the virtual plane for the entire small section having the common virtual plane.
竣工時に複数の平面で構成されていた構造物の前記複数の平面上の複数の点において、凹凸計測手段が計測した3次元点群データを凹凸計測手段から取得して記憶手段に記憶させる点群データ取得手段、
前記竣工時の平面数及び平面の接続関係に関する情報に基づいて、前記複数の平面を、前記複数の平面の接続線方向に予め定めた距離毎に分割して小区間を設定するとともに、前記小区間に、隣接する前記小区間が連続番号となるように番号を設定する小区間設定手段、
前記3次元点群データを記憶手段から読み出し、前記各小区間において、前記3次元点群データから任意の3点を選択して判断平面を設定し、前記判断平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が最も多くなる前記判断平面を小平面として抽出する処理を、先に抽出した小平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点を他の小平面の抽出処理で使用しない条件で繰り返す小平面抽出手段、
前記各小区間における前記小平面の数が基準平面数以内であるか否かを判断する小平面判断手段、
前記抽出された小平面の数が基準平面数以内であると前記小平面判断手段が判断した第1の小区間について前記竣工時の平面数と同数の仮想平面を設定し、前記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が基準包含率を超えるように前記仮想平面の位置、傾斜角、傾斜方向を決定する仮想平面設定手段、
前記第1の小区間に対して前記番号が1多いまたは1少ない第2の小区間について前記第1の小区間と同じ仮想平面を設定したときに、前記仮想平面からの法線距離が予め定めた閾値内にある前記点群中の点の数が前記基準包含率を超えるか否かを判断し、超える場合に前記第1、第2の小区間を結合して共通の仮想平面を有する小区間として記憶手段に記憶するとともに、前記小区間を結合する処理を前記番号の順序で繰り返す結合手段、
前記共通の仮想平面を有する小区間全体について、点群中の各点の前記仮想平面からの法線距離に基づいて画像情報を生成する画像情報生成手段、
として機能させる多平面構造物の凹凸抽出プログラム。 Computer
A point group for acquiring three-dimensional point cloud data measured by the unevenness measuring means from the unevenness measuring means and storing it in the storage means at a plurality of points on the multiple planes of the structure constituted by a plurality of planes at the time of completion. Data acquisition means,
Based on the information regarding the number of planes at the time of completion and the connection relationship between the planes, the plurality of planes are divided into predetermined intervals in the connecting line direction of the plurality of planes, and small sections are set. Subsection setting means for setting a number so that the subsection adjacent to the section is a serial number;
The three-dimensional point group data is read from the storage means, and in each of the small sections, an arbitrary three points are selected from the three-dimensional point group data to set a determination plane, and a normal distance from the determination plane is determined in advance. The point where the normal distance from the previously extracted small plane is within the predetermined threshold value is the processing for extracting the determination plane having the largest number of points in the point group within the threshold as a small plane. A small plane extraction means for repeating the points in the group under conditions that are not used in the extraction processing of other small planes;
A small plane determining means for determining whether or not the number of the small planes in each of the small sections is within a reference plane number;
A virtual plane having the same number as the number of planes at the time of completion is set for the first small section determined by the small plane determination means that the number of the extracted small planes is within a reference plane number, A virtual plane setting means for determining a position, an inclination angle, and an inclination direction of the virtual plane so that the number of points in the point group whose normal distance is within a predetermined threshold exceeds a reference coverage rate;
The normal distance from the virtual plane is determined in advance when the same virtual plane as the first small section is set for the second small section having the number one greater or one less than the first small section. It is determined whether or not the number of points in the point group within the threshold exceeds the reference coverage rate, and if so, the first and second subsections are combined to have a common virtual plane. Combining means for storing the section as a section in the storage means and repeating the process of combining the small sections in the order of the numbers;
Image information generating means for generating image information based on a normal distance from the virtual plane of each point in the point group for the entire small section having the common virtual plane;
Asperity extraction program for multi-planar structures to function as
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