JP2015034711A - 3次元データの処理装置、その処理方法及びその処理プログラム - Google Patents

3次元データの処理装置、その処理方法及びその処理プログラム Download PDF

Info

Publication number
JP2015034711A
JP2015034711A JP2013164521A JP2013164521A JP2015034711A JP 2015034711 A JP2015034711 A JP 2015034711A JP 2013164521 A JP2013164521 A JP 2013164521A JP 2013164521 A JP2013164521 A JP 2013164521A JP 2015034711 A JP2015034711 A JP 2015034711A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
coordinate system
data processing
dimensional
dimensional data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013164521A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6184237B2 (ja
Inventor
裕治 河口
Yuji Kawaguchi
裕治 河口
美徳 佐藤
Yoshinori Sato
美徳 佐藤
誠 畠山
Makoto Hatakeyama
誠 畠山
正宏 本橋
Masahiro Motohashi
正宏 本橋
哲央 遠藤
Tetsuhisa Endo
哲央 遠藤
翔平 松本
Shohei Matsumoto
翔平 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2013164521A priority Critical patent/JP6184237B2/ja
Priority to US14/453,724 priority patent/US20150042645A1/en
Priority to GB1414009.9A priority patent/GB2519201B/en
Publication of JP2015034711A publication Critical patent/JP2015034711A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6184237B2 publication Critical patent/JP6184237B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/02Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures
    • G01C11/025Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures by scanning the object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/4808Evaluating distance, position or velocity data
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/04Interpretation of pictures
    • G01C11/06Interpretation of pictures by comparison of two or more pictures of the same area
    • G01C11/28Special adaptation for recording picture point data, e.g. for profiles
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects

Abstract

【課題】対象物の配置された空間においてビームが照射された領域とビームが照射されていない領域とを的確に把握することができる3次元データの処理技術を提供する。【解決手段】3次元データの処理装置10は、対象物20が存在する空間21の一つのポイントからビームを走査する3次元計測器30により計測された点群データdを取得する取得部11と、この点群データdに基づいて空間21内におけるビームの未照射領域を識別する識別部12と、3次元計測器30が設置された複数のポイントにおける各々のローカル座標系を一つのグローバル座標系に統合する座標統合部13と、各々のローカル座標系で識別された未照射領域をグローバル座標系に統合して形成される重複領域を抽出する抽出部14と、を備えている。【選択図】 図1

Description

本発明は、対象物の表面にビームを走査して画像を生成するための3次元データの処理技術に関する。
レーザスキャナ等の3次元計測器により対象物を現物計測し、3次元位置データの集合である点群データを取得して、この対象物の表面形状を認識する技術が知られている。
さらにこの技術は、レーザスキャナが配置されるポイントを複数とり、それぞれ取得された点群データを合成し、プラント、作業現場、街並、文化財建造物等といった、大規模で複雑な形態を有するものの3次元情報化に広く利用されている(例えば、特許文献1,2参照)。
特開2012−141758号公報 特開2013−80391号公報
対象物の全体象を3次元計測するには、対象物が存在する空間の全てに走査ビームが照射されるように、レーザスキャナの配置(複数のポイント)を設定する必要がある。
原子力プラント等の大型で複雑な構造体を3次元計測する場合、作業員の経験や感覚に頼ってポイントの設定がなされるため、ビームの未照射領域が空間に存在することに現場で気付かないことがある。
この未照射領域の空間においても、構造物が実際に存在する可能性があり、機器の改造工事や追設工事の設計・計画に、3次元計測結果が有効に反映されない懸念がある。
一方において、空間に配置された対象物の3D−CADデータや図面等がある場合は、3次元計測データと比較検証して計測漏れの有無について確認がとれるが、手作業による確認となるために多大な時間を費やしてしまう。また、図面も存在しない古い建造物の場合は、そのような確認は、もとより不可能である。
本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、対象物の配置された空間においてビームが照射された領域とビームが照射されていない領域とを的確に把握することができる3次元データの処理技術を提供することを目的とする。
実施形態に係る3次元データの処理装置において、対象物が存在する空間の一つのポイントからビームを走査する3次元計測器により計測された点群データを取得する取得部と、前記点群データに基づいて前記空間内における前記ビームの未照射領域を識別する識別部と、前記3次元計測器が設置された複数の前記ポイントにおける各々のローカル座標系を一つのグローバル座標系に統合する座標統合部と、各々の前記ローカル座標系で識別された前記未照射領域を前記グローバル座標系に統合して形成される重複領域を抽出する抽出部と、を備えることを特徴とする。
本発明の実施形態により、対象物の配置された空間においてビームが照射された領域とビームが照射されていない領域とを的確に把握することができる3次元データの処理技術が提供される。
本発明に係る3次元データの処理装置の第1実施形態を示すブロック図。 第1実施形態において、空間に配置される3次元計測器から走査されるビームの未照射領域を示す図。 未照射領域の断面図。 第1ポイントから走査されるビームの未照射領域の2次元画像を示す図。 第2ポイントから走査されるビームの未照射領域の2次元画像を示す図。 第3ポイントから走査されるビームの未照射領域の2次元画像を示す図。 第1,第2,第3ポイントで形成される未照射領域の重複領域の2次元画像を示す図。 第1実施形態に係る3次元データの処理装置の動作を示すフローチャート。 本発明に係る3次元データの処理装置の第2実施形態を示すブロック図。 第2実施形態において、空間に設定されるバーチャルポイントから走査されるビームによる未照射の解消領域を示す図。 第2実施形態に係る3次元データの処理装置の動作を示すフローチャート。 (A)(B)は本発明に係る3次元データの処理装置の第3実施形態の説明図。
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に示すように、3次元データの処理装置10は、対象物20が存在する空間21の一つのポイントP(図2)からビームを走査する3次元計測器30により計測された点群データdを取得する取得部11と、この点群データdに基づいて空間21内におけるビームの未照射領域22(図2)を識別する識別部12と、3次元計測器30が設置された複数のポイントP(P1,P2,P3)(図4)における各々のローカル座標系を一つのグローバル座標系に統合する座標統合部13と、各々のローカル座標系で識別された未照射領域22(221,222,223)(図4,図5,図6)をグローバル座標系に統合して形成される重複領域23(図7)をデータとして抽出する抽出部14と、この重複領域23のデータおよび入力パラメータに基づいて画像を生成する生成部15と、を備えている。
3次元計測器30として例示されるレーザスキャナ30は、パルス状のレーザを出力して対象物20の表面に照射させる出力部31と、この対象物20からの反射光を受光する受光部32と、この出力部31及び受光部32を基準となるポイントP(図2)に対して固定する三脚33とから構成されている。
この出力部31及び受光部32は、水平方向φの回転機構(パン機構)と、俯仰方向θの揺動機構(チルト機構)とを有し、ポイントP(図2)の周囲に略360度の範囲で対象物20に対してレーザビームを送受信する。
そして、空間21の一つのポイントにおいてレーザスキャナ30Aは、対象物20の表面にレーザビームの走査を行い、取得部11に点群データdを取得させる。
その後、別のポイントにおいてレーザスキャナ30B,30Cは、対象物20の別の表面に同様にレーザビームの走査を行い、同様に取得部11に点群データdを取得させる。
ここで、一つのポイントにおけるレーザ走査により得られる点群データdは、数千万点程度のピクセルを生成する。
レーザビームが出力部31から出力されてからその反射光が受光部32に受光されるまでの往復時間を測定することにより、ポイントPから対象物20の表面の反射点までの距離が求められ、パン機構とチルト機構から得られる水平方向φ及び俯仰方向θからレーザビームの出力方向が導かれる。
なお、受光部32で受光される反射光のうち、閾値処理により一定の信号強度以上のものが点群データとして取り扱われる。
そして、点群データは、このレーザビームの出力方向及び伝播距離に基づく対象物20の表面の位置情報を有しており、それぞれのポイントP(P1,P2,P3)(図4)のローカル座標系において規定されている。
さらに、それぞれのローカル座標系で表される点群データdを、共通のクローバル座標系に変換して合成させることにより、対象物20の表面形状データを得ることができる。
なお、適用できる3次元計測器30は、実施形態で例示するレーザスキャナに限定されるものではない。例えば、3次元計測器30として、レーザ光以外の指向性を持つ光から電波までの電磁波、又は超音波をビームとして照射するものや、ステレオビジョンを採用することができる。
点群データ取得部11は、3次元計測器30(30A,30B,30C)が設置される各々のポイント毎に、点群データdを取得し、蓄積部16aに蓄積する。
この取得部11で取得された点群データdには、基準としたポイントPに配置された3次元計測器30のグローバル座標系に対する姿勢情報及び位置情報が付随している。
姿勢情報は、グローバル座標系におけるX軸周りの回転角、Y軸周りの回転角、Z軸周りの回転角により定められる情報であって、例えば3次元磁気センサを備える電子コンパスを3次元計測器30に設けることにより得られる。
位置情報は、例えばレーザ距離計や超音波距離計、ステレオビジョンなどにより3次元計測器30が配置されたポイントPを直接計測するか、もしくはGPS(Global Positioning System)センサを3次元計測器30に設けることにより得られる。
図2に示すように、未照射領域22は、対象物20に行く手が遮られてビームが未照射になっている空間21内の領域を指す。
図3における未照射領域22の断面で示すように、点群データdは、太い実線部分のみに存在している。
ビームが走査されるポイントPから任意の方向に直線を伸ばしたときに、点群データdが存在する位置に当たるまでの空間21には、対象物20が存在しないと考えられる。
一方、点群データdが存在する位置の奥側の空間21は、ビームが未照射の領域であるために、対象物20が存在するか否かは不明な領域である。
未照射領域識別部12(図1)は、それぞれのポイントPの位置を原点にとったローカル座標系において、点群データdの位置情報に基づいて、空間21内におけるビームの未照射領域22(図2)を識別する。
このように、異なるポイントPから取得された点群データd及び未照射領域22は、それぞれのローカル座標系で位置情報が表され、蓄積部16bに蓄積される。
そこで、座標統合部13(図1)において、3次元計測器30(30A,30B,30C)が設置された複数のポイントP(P1,P2,P3)における各々のローカル座標系を一つのグローバル座標系に統合する。これにより、対象物20の3次元形状データを一体に結合させることができる。
ローカル座標系を一つのグローバル座標系に統合する手法は、点群データdに付随する3次元計測器30の前記した姿勢情報及び位置情報に基づく場合の他に、周知技術であるICP(Iterative Closest Point)法を採用することができる。
このICP法は、位置合わせを行うそれぞれの点群データについて、最近傍頂点間距離の二乗和を反復計算により最小化(収束)させることで、位置合わせを行う手法である。
その他に、空間21にマーカーを設置して座標系を統合する手法も採用することができる。
重複領域抽出部14は、各々のローカル座標系で識別された未照射領域22(221,222,223)(図4,図5,図6)をグローバル座標系に統合して形成される重複領域23(図7)を抽出する。
なお、ビームを走査するポイントPを追加して計測を行った場合は、新たなローカル座標系をグローバル座標系に統合し、未照射領域22の重複領域23(図7)のデータを抽出する。
画像生成部15は、抽出した未照射領域22の重複領域23のデータから、重複領域23を立体形状として任意の方向から俯瞰(観察)して表示した3次元画像、又は重複領域23の断面を平面上に投影して表示した2次元画像を生成し、表示部19に表示させる。
生成される3次元画像は、例えば、所謂ポリゴンなどの、三角形や多角形のメッシュの組み合わせで形成され、俯瞰する位置・方向は、入力部17から入力されるパラメータに基づいて設定される。
同様に生成される2次元画像の断面も入力部17から入力されるパラメータに基づいて任意に設定される。
ところで、未照射領域22は、対象物20が占める領域と、空間21が占める領域とから構成されるが、生成した画像の情報のみから両者を判別することはできない。
一方において、設計図面として対象物20のCAD情報が存在する場合がある。
そこで、対象物20のCAD情報から対象物20をグローバル座標系に配置したCADモデルを生成し、画像生成部15において、このCADモデルを重複領域23に重ね合わせた画像を生成する。
これにより、未照射領域22に占める対象物20の位置関係が明確となり、ビームが照射されない空間21の領域を的確に認識することができる。
未照射率算出部18は、空間21の広さ情報と、重複領域23の広さ情報に基づいて未照射率あるいは照射率を算出する。算出された未照射率や照射率は、表示部19に表示することができる。
これら広さ情報とは、画像生成部15で生成された3次元画像から導かれる空間21及び重複領域23のそれぞれの体積である場合や、2次元画像から導かれる空間21及び重複領域23のそれぞれの面積、あるいは空間21上の1点から空間21や対象物20までの距離である場合がある。
例えば、空間21内に任意に定めた1点からある方向への照射率は、当該方向の空間21の端部と対象物20までの距離をそれぞれ広さ情報として用い、空間21の端部までの距離に対する対象物20までの距離として与えることができる。
このようにすることで、ビームを走査するポイントPが1点に定まっている場合には簡単に照射率を算出できる。
また、図4から図7に示したような断面図においては、例えば、断面図上のそれぞれの点において断面に対する法線方向の空間21の端部までの距離と法線方向の重複領域23の距離の合計をそれぞれ広さ情報として用い、空間21の端部までの距離に対する重複領域23の距離の合計として未照射率を求めることができる。
このようにして断面図上の各点における未照射率を求め、表示部19において未照射率に応じたグラデーション表示を行なうといった処理も可能である。
なお、照射率および未照射率のいずれか一方が求まれば、1(100%)からの差を取ることで他方が求められることは言うまでもない。
前記したように重複領域23は、対象物20の占有領域も含むため、対象物20が存在する限り理想状態であっても未照射率はゼロ(照射率が1(100%))になることはないが、対象物20に対して網羅的にビーム照射がなされているか否かの判断の尺度になる。
図8のフローチャートに基づいて第1実施形態に係る3次元データの処理装置の動作を説明する(適宜、図1参照)。
3次元計測器30を空間21内の第1ポイントP1に設置して(n=1)(S11)、ビームを全方位に走査させ、点群データdを取得する(S12)。
そして、この第1ポイントP1を原点とするローカル座標系において、未照射領域22を識別する(S13)。
次に、3次元計測器30を、空間21内で移動させて(n=2,3…)、同様に第nポイントPnにおける点群データdを取得し、未照射領域22を識別し、暫定的に計測を終了する(S14)。
第nポイントPn(n=1,2,3…)を原点とする複数のローカル座標系をグローバル座標系に統合し(S15)、それぞれの未照射領域22が重複する重複領域23を抽出する(S16)。
抽出された重複領域23を画像表示するための各種パラメータ(視点、方向、断面等)の設定を切り替えて(S17,S18)、多面的に未照射の重複領域23の画像を観察する(S19No,Yes)。
そして、空間21における未照射領域22の規模が許容範囲であるか否かの判断を行い、許容できないと判断された場合は(S20 No)、3次元計測器30を空間21内の新規のポイントに設置して、許容できるまで(S11)〜(S19)のフローを繰り返す(S20 Yes)。
最後に、全てのポイントPから取得した点群データを、グローバル座標系で合成して、空間21内の対象物20の表面形状を表した3次元画像を形成する(S21 END)。
以上説明したように、第1実施形態によれば、未照射領域22の重複する重複領域23を抽出したデータが生成されることにより、空間21におけるビーム照射済の領域と未照射の領域との判別を効率的に行なうことができる。
さらに、ビーム未照射の領域を把握したうえで、3次元計測器30の適切な設置ポイントを追加することができる。
(第2実施形態)
図9,図10に示すように、第2実施形態に係る3次元データの処理装置10は、第1実施形態の構成(図1)に対し、さらに、ビームが照射された対象物20の表面部分に点群領域24を形成する形成部41と、グローバル座標系にバーチャルポイントBPを設定する設定部42と、このバーチャルポイントBPから点群領域24を透過しないビームが走査された場合に解消される未照射領域22を解消領域25として検出する検出部43と、をさらに備えている。
なお、図9において図1と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
点群領域形成部41は、図10に示すように、3次元計測器30からビームが走査されるポイントPを原点とするローカル座標系において、ビームが照射された対象物20の表面部分に点群領域24を形成する。
ここで、図10におけるポイントPの未照射領域22は、図4に一致している。
座標統合部13では、ローカル座標系上の点群領域24と未照射領域22とを合わせて、グローバル座標系に統合する。
バーチャルポイント設定部42は、手動又は自動によるバーチャルポイントの設定を行う。自動で行う場合は、グローバル座標系に等間隔のグリッド線を設定しその格子点を順次移動するようにバーチャルポイントBPを設定する。
解消領域検出部43は、図10に示されるバーチャルポイントBPを基準点として、グローバル座標系に表示されている未照射領域22のうち、バーチャルポイントBPからのビームの走査によりビームが照射される部分を解消領域25として検出する。
図11のフローチャートに基づいて第2実施形態に係る3次元データの処理装置の動作を説明する(適宜、図1参照)。図11は、図8と共通するステップについては、共通の符号が付されている。
3次元計測器30を空間21内の第1ポイントP1に設置して(S11)、ビームを全方位に走査させ、点群データdを取得する(S12)。
そして、この第1ポイントP1を原点とするローカル座標系において、未照射領域22を識別する(S13)。
次に、ビームが対象物20の表面に照射した部分を点群領域24として形成し(S31)、第1ポイントP1を原点とするローカル座標系をグローバル座標系に統合する(S15)。n=1の場面では、未照射領域22がそのまま重複領域23として抽出される(S16)。
次に、グローバル座標系に設定したバーチャルポイントBPから走査されたビームが照射されて未照射領域22が解消される解消領域25を検出する(S32,S33)。
解消領域25を除いた重複領域23を画像表示するための各種パラメータ(視点、方向、断面等)の設定を切り替えて(S17,S18)、多面的に未照射の重複領域23の画像を観察する(S19 No,Yes)。この際に、未照射率の算出結果も適宜参照する。
そして、設定したバーチャルポイントBPが第2ポイントP2として適正であるか否かを一定時間かけて判断し、適正で無いと判断した場合は(S34 No,S35 No)、別のバーチャルポイントBPを設定する(S32)。
そして、この別のバーチャルポイントBPにおいて(S33,S17〜S19)のステップを繰り返し、第2ポイントP2として適正であると判断した場合は(S34 Yes)、このバーチャルポイントBPに対応する位置に3次元計測器30を設置する(S11)。この動作を繰り返して第nポイントPn(n=1,2,3…)を原点とする複数のローカル座標系をグローバル座標系に統合し(S15)、それぞれの未照射領域22が重複する重複領域23を抽出する(S16)。
そして、(S34 No,S35 No)のループが繰り返され、未照射の重複領域23の縮小化が限界に到達したと判断される場合は、タイムアウトになる(S35 Yes)。
最後に、設定した全てのポイントPn(n=1,2,3…)から取得した点群データを、グローバル座標系で合成して、空間21内の対象物20の表面形状を表した3次元画像を形成する(S21 END)。
以上説明したように、第2実施形態によれば、空間21に3次元計測器30を設置するポイントPを、未照射の解消領域25の範囲を確認しながら決定してくことになる。
これにより、効率的でビームの照射漏れの少ない3次元計測器30の適切な設置ポイントを決定することができる。
(第3実施形態)
第3実施形態に係る3次元データの処理装置における画像生成部15は、図12(A)に示すように、入力パラメータとして空間21の任意位置に設定された視点Oを中心とする球面Tに点群データdを投影したパノラマ画像(図12(B))に重複領域23の奥行情報を付加する、パノラマ画像生成部として機能する。
その他の構成は、第1実施形態又は第2実施形態に係る3次元データの処理装置と同じである。
ここで、パノラマ画像とは、図12(A)に示されるように点群データdを原点からの距離r、および二つの偏角θ、φを用いて、極座標系で表現したものである。
図12(B)に示すように、縦軸を偏角θ、横軸を偏角φとする2次元平面に点群データdを展開することで、パノラマ投影像を生成することができる。
このパノラマ投影像に付加される重複領域23の奥行情報とは、投影された点群データdの奥側に存在する領域の大きさに対応した表示色や輝度値である。
この表示色は、例えば、点群データdの奥側にある重複領域23の奥行が大きいほど赤く、小さいほど青くなるように表示色を算出する。
または、点群データdの奥側にある重複領域23の奥行が大きいほど輝度値を低く、小さいほど輝度値を高くなるように表示色を算出してもよい。
なお、奥行情報として、第1実施形態で説明した未照射率(あるいは照射率)を用いることも可能である。この場合、各方向について、視点Oから空間21端部までの距離と対象物20までの距離を広さ情報として用いる。
また、生成するパノラマ投影像の基準となる原点位置(視点O)は、グローバル座標系の原点位置に限らず、入力パラメータとして任意の3次元位置を設定することができる。
以上説明したように、第3実施形態によれば、空間21においてビームが照射されない領域を一見して確認することができる2次元情報が提供される。
以上述べた少なくともひとつの実施形態の3次元データの処理装置によれば、ビームが走査されるポイント毎に未照射領域を識別し、複数のポイントに対応する未照射領域の重複領域を抽出して画像化することにより、空間においてビームの照射されない領域を的確に把握することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
また、3次元データの処理装置の構成要素は、コンピュータのプロセッサで実現することも可能であり、3次元データの処理プログラムにより動作させることが可能である。
10…処理装置、11…点群データ取得部(取得部)、12…未照射領域識別部(識別部)、13…座標統合部、14…重複領域抽出部(抽出部)、15…画像生成部(生成部)、16(16b,16a)…蓄積部、17…パラメータ入力部、18…未照射率算出部、19…表示部、20…対象物、21…空間、22…未照射領域、23…重複領域、24…点群領域、25…解消領域、30(30A,30B,30C)…3次元計測器(レーザスキャナ)、31…出力部、32…受光部、33…三脚、41…点群領域形成部(形成部)、42…バーチャルポイント設定部(設定部)、43…解消領域検出部(検出部)、P(P1,P2,P3)…ポイント、d…点群データ。

Claims (8)

  1. 対象物が存在する空間の一つのポイントからビームを走査する3次元計測器により計測された点群データを取得する取得部と、
    前記点群データに基づいて前記空間内における前記ビームの未照射領域を識別する識別部と、
    前記3次元計測器が設置された複数の前記ポイントにおける各々のローカル座標系を一つのグローバル座標系に統合する座標統合部と、
    各々の前記ローカル座標系で識別された前記未照射領域を前記グローバル座標系に統合して形成される重複領域を抽出する抽出部と、を備えることを特徴とする3次元データの処理装置。
  2. 請求項1に記載の3次元データの処理装置において、
    前記重複領域から画像を生成する生成部をさらに備え、
    前記生成部にて生成される前記画像は、前記空間における前記重複領域の任意方向からの立体形状及び前記重複領域の任意断面の少なくともいずれかであることを特徴とする3次元データの処理装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の3次元データの処理装置において、
    前記空間の広さ情報と、前記重複領域の広さ情報に基づいて照射率および未照射率の少なくとも一方を算出する算出部をさらに備えることを特徴とする3次元データの処理装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の3次元データの処理装置において、
    前記ビームが照射された前記対象物の表面に点群領域を形成する形成部と、
    前記グローバル座標系にバーチャルポイントを設定する設定部と、
    前記バーチャルポイントから前記点群領域を透過しないビームが走査された場合に解消される前記未照射領域を解消領域として検出する検出部と、をさらに備えることを特徴とする3次元データの処理装置。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の3次元データの処理装置において、
    前記空間の任意位置における視点を中心とする球面に前記点群データを投影したパノラマ画像に前記重複領域の広さ情報に基づく奥行情報を付加した画像を生成するパノラマ画像生成部を備えることを特徴とする3次元データの処理装置。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の3次元データの処理装置において、
    前記生成部は、前記対象物のCADモデルを前記重複領域に重ね合わせた画像を生成することを特徴とする3次元データの処理装置。
  7. 対象物が存在する空間の一つのポイントからビームを走査する3次元計測器により計測された点群データを蓄積するステップと、
    前記点群データに基づいて前記空間内における前記ビームの未照射領域を識別するステップと、
    前記3次元計測器が設置された複数の前記ポイントにおける各々のローカル座標系を一つのグローバル座標系に統合するステップと、
    各々の前記ローカル座標系で識別された前記未照射領域を前記グローバル座標系に統合して形成される重複領域を抽出するステップと、を含むことを特徴とする3次元データの処理方法。
  8. コンピュータに、
    対象物が存在する空間の一つのポイントからビームを走査する3次元計測器により計測された点群データを蓄積するステップ、
    前記点群データに基づいて前記空間内における前記ビームの未照射領域を識別するステップ、
    前記3次元計測器が設置された複数の前記ポイントにおける各々のローカル座標系を一つのグローバル座標系に統合するステップ、
    各々の前記ローカル座標系で識別された前記未照射領域を前記グローバル座標系に統合して形成される重複領域を抽出するステップ、を実行させることを特徴とする3次元データの処理プログラム。
JP2013164521A 2013-08-07 2013-08-07 3次元データの処理装置、その処理方法及びその処理プログラム Active JP6184237B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013164521A JP6184237B2 (ja) 2013-08-07 2013-08-07 3次元データの処理装置、その処理方法及びその処理プログラム
US14/453,724 US20150042645A1 (en) 2013-08-07 2014-08-07 Processing apparatus for three-dimensional data, processing method therefor, and processing program therefor
GB1414009.9A GB2519201B (en) 2013-08-07 2014-08-07 Processing apparatus for three-dimensional data, processing method therefor, and processing program therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013164521A JP6184237B2 (ja) 2013-08-07 2013-08-07 3次元データの処理装置、その処理方法及びその処理プログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015034711A true JP2015034711A (ja) 2015-02-19
JP6184237B2 JP6184237B2 (ja) 2017-08-23

Family

ID=52448225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013164521A Active JP6184237B2 (ja) 2013-08-07 2013-08-07 3次元データの処理装置、その処理方法及びその処理プログラム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20150042645A1 (ja)
JP (1) JP6184237B2 (ja)
GB (1) GB2519201B (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017106749A (ja) * 2015-12-07 2017-06-15 株式会社Hielero 点群データ取得システム及びその方法
CN108876933A (zh) * 2017-05-11 2018-11-23 富士施乐株式会社 三维形状数据的编辑装置和编辑三维形状数据的方法
JP2019200128A (ja) * 2018-05-16 2019-11-21 福井コンピュータホールディングス株式会社 測量支援装置、及び測量支援プログラム
JP2021021679A (ja) * 2019-07-30 2021-02-18 株式会社トプコン 測量装置、測量方法および測量用プログラム
JP2021032716A (ja) * 2019-08-26 2021-03-01 株式会社トプコン 測量データ処理装置、測量データ処理方法および測量データ処理用プログラム
JP2021518557A (ja) * 2018-03-19 2021-08-02 アウトサイト 移動する物体の材料組成を識別するための方法およびシステム

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2013204965B2 (en) 2012-11-12 2016-07-28 C2 Systems Limited A system, method, computer program and data signal for the registration, monitoring and control of machines and devices
JP2018004401A (ja) * 2016-06-30 2018-01-11 株式会社トプコン レーザスキャナ及びレーザスキャナシステム及び点群データのレジストレーション方法
CN109995987A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 深圳市优必选科技有限公司 目标扫描方法、设备及可读存储介质
JP7257752B2 (ja) * 2018-07-31 2023-04-14 清水建設株式会社 位置検出システム
US10877155B2 (en) 2018-09-25 2020-12-29 Topcon Corporation Survey data processing device, survey data processing method, and survey data processing program
US11048964B2 (en) 2018-09-28 2021-06-29 Topcon Corporation Survey data processing device, survey data processing method, and survey data processing program
CN112903697B (zh) * 2018-11-30 2022-09-02 北京建筑大学 一种塔式起重机检验的三维激光扫描方法
CN111858799B (zh) * 2020-06-28 2022-10-21 江苏核电有限公司 一种核电厂用全景图像动态标注定位方法、系统及设备
CN114234838B (zh) * 2021-11-19 2023-09-08 武汉尺子科技有限公司 一种3d扫描方法及装置
CN116797744B (zh) * 2023-08-29 2023-11-07 武汉大势智慧科技有限公司 多时相实景三维模型的构建方法、系统及终端设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006012178A (ja) * 2005-07-15 2006-01-12 Natl Inst For Land & Infrastructure Management Mlit 駐車車両検知方法及び駐車車両検知システム
JP2012037491A (ja) * 2010-08-11 2012-02-23 Topcon Corp 点群位置データ処理装置、点群位置データ処理システム、点群位置データ処理方法、および点群位置データ処理プログラム
JP2012063866A (ja) * 2010-09-14 2012-03-29 Topcon Corp 点群位置データ処理装置、点群位置データ処理方法、点群位置データ処理システム、および点群位置データ処理プログラム
JP2013080391A (ja) * 2011-10-04 2013-05-02 Toshiba Corp 三次元データ処理装置、方法及びプログラム
JP2013088414A (ja) * 2011-10-24 2013-05-13 Hitachi Ltd 形状検査方法およびその装置
US20130249901A1 (en) * 2012-03-22 2013-09-26 Christopher Richard Sweet Systems and methods for geometrically mapping two-dimensional images to three-dimensional surfaces

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1607716A3 (en) * 2004-06-18 2012-06-20 Topcon Corporation Model forming apparatus and method, and photographing apparatus and method
US8107721B2 (en) * 2008-05-29 2012-01-31 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Method and system for determining poses of semi-specular objects
JP5624457B2 (ja) * 2010-12-28 2014-11-12 株式会社東芝 三次元データ処理装置、方法及びプログラム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006012178A (ja) * 2005-07-15 2006-01-12 Natl Inst For Land & Infrastructure Management Mlit 駐車車両検知方法及び駐車車両検知システム
JP2012037491A (ja) * 2010-08-11 2012-02-23 Topcon Corp 点群位置データ処理装置、点群位置データ処理システム、点群位置データ処理方法、および点群位置データ処理プログラム
JP2012063866A (ja) * 2010-09-14 2012-03-29 Topcon Corp 点群位置データ処理装置、点群位置データ処理方法、点群位置データ処理システム、および点群位置データ処理プログラム
JP2013080391A (ja) * 2011-10-04 2013-05-02 Toshiba Corp 三次元データ処理装置、方法及びプログラム
JP2013088414A (ja) * 2011-10-24 2013-05-13 Hitachi Ltd 形状検査方法およびその装置
US20130249901A1 (en) * 2012-03-22 2013-09-26 Christopher Richard Sweet Systems and methods for geometrically mapping two-dimensional images to three-dimensional surfaces

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017106749A (ja) * 2015-12-07 2017-06-15 株式会社Hielero 点群データ取得システム及びその方法
WO2017098966A1 (ja) * 2015-12-07 2017-06-15 株式会社Hielero 点群データ取得システム及びその方法
CN108876933A (zh) * 2017-05-11 2018-11-23 富士施乐株式会社 三维形状数据的编辑装置和编辑三维形状数据的方法
JP2021518557A (ja) * 2018-03-19 2021-08-02 アウトサイト 移動する物体の材料組成を識別するための方法およびシステム
JP2021518558A (ja) * 2018-03-19 2021-08-02 アウトサイト 物体の材料組成を識別するための方法およびシステム
JP2019200128A (ja) * 2018-05-16 2019-11-21 福井コンピュータホールディングス株式会社 測量支援装置、及び測量支援プログラム
JP2021021679A (ja) * 2019-07-30 2021-02-18 株式会社トプコン 測量装置、測量方法および測量用プログラム
JP2021032716A (ja) * 2019-08-26 2021-03-01 株式会社トプコン 測量データ処理装置、測量データ処理方法および測量データ処理用プログラム
JP7300930B2 (ja) 2019-08-26 2023-06-30 株式会社トプコン 測量データ処理装置、測量データ処理方法および測量データ処理用プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
GB2519201A (en) 2015-04-15
US20150042645A1 (en) 2015-02-12
GB201414009D0 (en) 2014-09-24
GB2519201B (en) 2015-11-11
JP6184237B2 (ja) 2017-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6184237B2 (ja) 3次元データの処理装置、その処理方法及びその処理プログラム
JP5538667B2 (ja) 位置姿勢計測装置及びその制御方法
US8315425B2 (en) Method for comparison of 3D computer model and as-built situation of an industrial plant
DK2993450T3 (en) Method and arrangement for recording acoustic and optical information as well as a corresponding computer program and a corresponding computer-readable storage medium
KR102029895B1 (ko) 구조물 손상 정보가 매핑된 3차원 모델 생성 방법 및 이를 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체
JP2009053147A (ja) 3次元計測方法および3次元計測装置
JP5518321B2 (ja) レーザレーダ用設置位置検証装置、レーザレーダ用設置位置の検証方法及びレーザレーダ用設置位置検証装置用プログラム
JP2005215917A (ja) 施工図作成支援方法およびリプレースモデル作成方法
JP7300948B2 (ja) 測量データ処理装置、測量データ処理方法、測量データ処理用プログラム
JP4038726B2 (ja) 画像対応付け方法
JPWO2021140886A5 (ja)
JP7003594B2 (ja) 3次元点群表示装置、3次元点群表示システム、3次元点群表示方法および3次元点群表示プログラム、記録媒体
JP5388921B2 (ja) 3次元距離計測装置及びその方法
WO2017094456A1 (ja) 物体検査装置及び物体検査方法
JP6884016B2 (ja) トンネル掘削管理処理方法及びトンネル掘削管理処理装置
EP2476999A1 (en) Method for measuring displacement, device for measuring displacement, and program for measuring displacement
JP2018533722A (ja) 対象上または対象の近くの特徴を測定するための方法および機器
JP6295296B2 (ja) 複合システム及びターゲットマーカ
JP2015125002A (ja) 計測用画像撮影方法及び画像計測プログラム
US10508913B2 (en) Environment recording system using virtual or augmented reality
KR101943426B1 (ko) 관거의 내벽 상태에 대한 도면을 생성하는 방법, 장치, 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 관거의 내벽 상태를 조사하는 방법, 장치, 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
WO2018056129A1 (ja) 情報処理装置、情報処理方法、および記憶媒体
JP6316240B2 (ja) 測定装置及び測定方法
Saidi et al. Development and use of the NIST intelligent and automated construction job site testbed
JP2023018180A (ja) 計測システム及び計測方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170627

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170725

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6184237

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151