JP2016099665A - 視点位置算出装置、画像生成装置、視点位置算出方法、画像生成方法、視点位置算出プログラム、及び、画像生成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】３次元形状データから見易い画像を提供する視点位置算出装置、画像生成装置、視点位置算出方法、画像生成方法、視点位置算出プログラム、及び、画像生成プログラムを提供する。【解決手段】実施形態によれば、形状取得部と計測情報取得部と視点位置算出部とを含む視点位置算出装置が提供される。形状取得部は、対象物の３次元形状を表し、対象物の第１位置及び第２位置に関する情報を含む形状データを取得する。計測情報取得部は、第１位置と第２位置とを結び計測の対象となる長さに対応する線分に関する線分データを含む第１計測情報データを取得する。視点位置算出部は、形状データと第１計測情報データとに基づいて視点を算出する。視点から対象物をみたときの第１画像は、形状データと線分データとから生成され、第１位置と第２位置とを含む対象物の第１領域の像と、線分の像と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、視点位置算出装置、画像生成装置、視点位置算出方法、画像生成方法、視点位置算出プログラム、及び、画像生成プログラムに関する。

対象物の３次元形状を計測したデータを用いて、画像を生成することができる。画像を生成する際の視点を変更することで、様々な方向から対象物の形状を確認することができる。このような画像において、見易い画像を提供することが望まれる。

特開２００４−２１９４１１号公報

本発明の実施形態は、３次元形状データから見易い画像を提供する視点位置算出装置、画像生成装置、視点位置算出方法、画像生成方法、視点位置算出プログラム、及び、画像生成プログラムを提供する。

本発明の実施形態によれば、形状取得部と、計測情報取得部と、視点位置算出部と、を含む視点位置算出装置が提供される。前記形状取得部は、第１部分と第２部分とを含む対象物の３次元形状を表す形状データであって、前記第１部分の第１位置及び前記第２部分の第２位置に関する情報を含む形状データを取得する。前記計測情報取得部は、前記第１位置と前記第２位置とを結び寸法計測の対象となる長さを表す線分に関する線分データを含む第１計測情報データを取得する。前記視点位置算出部は、前記形状データと前記第１計測情報データとに基づいて、視点を算出する。前記視点から前記対象物をみたときの第１画像が生成され、前記第１画像は、前記形状データと前記線分データとから生成され、前記第１位置と前記第２位置とを含む前記対象物の第１領域の像と、前記線分の像と、を含む。

第１の実施形態に係る視点位置算出装置及び画像生成装置を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る視点位置算出及び画像生成装置を示すフローチャートである。 図３（ａ）〜図３（ｃ）は、寸法測定の状況を示す模式図である。 形状データの一部及び計測情報データを示す模式図である。 第１の実施形態に係る計測対象面群の導出を示すフローチャートである。 は、第１の実施形態に係る計測対象面群の導出を示す模式図である。 第１の実施形態に係る計測対象面群を示す模式図である。 第１の実施形態に係る候補視点位置の算出を示す模式図である。 第１の実施形態に係る候補視点位置の算出を示す模式図である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第１の実施形態に係る評価用形状を示す模式図である。 図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、画像生成装置の動作を示す模式図である。 第２の実施形態に係る視点位置算出装置及び画像生成装置を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る視点位置算出及び画像生成を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る視点位置算出装置及び画像生成装置を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る視点位置算出及び画像生成装置を示すフローチャートである。 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第３の実施形態に係る視点位置算出及び画像生成装置の動作を示す模式図である。

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る視点位置算出装置及び画像生成装置を例示するブロック図である。
図２は、第１の実施形態に係る視点位置算出及び画像生成装置を例示するフローチャートである。

図１に示すように、本実施形態に係る画像生成装置２１０は、視点位置算出装置１１０と、表示画像生成部４と、を含む。
視点位置算出装置１１０は、形状取得部１と、計測情報取得部２と、視点位置算出部３と、を含む。
視点位置算出部３は、候補視点位置算出部３１と、評価用形状生成部３２と、評価値算出部３３と、視点位置選択部３４と、を含む。

例えば、画像生成装置２１０及び視点位置算出装置１１０に含まれる各ブロックには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリなどを含む演算装置が用いられる。また、形状取得部１及び計測情報取得部２は、有線または無線を介して外部と通信する入出力インターフェイスを含んでいてもよい。各ブロックの一部、又は全部には、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路またはＩＣ（Integrated Circuit）チップセットを用いることができる。各ブロックに個別の回路を用いてもよいし、一部又は全部を集積した回路を用いてもよい。各ブロック同士が一体として設けられてもよいし、一部のブロックが別に設けられてもよい。また、各ブロックのそれぞれにおいて、その一部が別に設けられてもよい。集積化には、ＬＳＩに限らず、専用回路又は汎用プロセッサを用いてもよい。

図１の各ブロックは、通信網を介して、直接的、又は間接的に、相互に通信可能な形態であってもよい。通信網は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network、インターネット等のネットワーク（クラウド）等である。

形状取得部１は、形状データを取得する（ステップＳ１０１）。ここで、形状データは、対象物の３次元形状を表すデータである。対象物は、例えば、エレベータの昇降路内壁、エレベータかごの進行方向を制御するために取り付けられるレール、及び、レールを支えるために壁面に取り付けられるブラケット、などである。但し、実施形態において、対象物は、この例に限られない。形状データにおいて、対象物の形状は、例えば三角形の面の集合で表現されている。実施形態に係る視点位置算出装置１１０及び画像生成装置２１０は、形状データによって表現された対象物の各部分の寸法測定に用いられる。

図３（ａ）〜図３（ｃ）は、寸法測定の状況を例示する模式図である。図３（ａ）は、形状データによって表現された対象物を例示している。この例では、対象物は、エレベータシャフト２０である。

図３（ｂ）は、形状データから生成される画像を例示している。図３（ｂ）に表した画像は、図３（ａ）の形状データをレンダリングして得られた画像である。この例では、レンダリングの際に用いられる視点２１は、エレベータの下方（紙面の下方）に位置している。図３（ｂ）の画像は、視点２１から、視点方向２１ｄに沿って、エレベータシャフト２０を見上げた画像に対応する。

形状データによって表現された対象物の表面上に、計測の基準となる点（計測基準点）を設定する。つまり、形状データ上の計測したい箇所に応じて、画像上の２点を選択する。例えば、第１計測基準点（第１位置Ｐ１）及び第２計測基準点（第２位置Ｐ２）が選択される。そして、それらの間の距離を算出することで、寸法を測定することができる。このとき、２つの計測基準点を端点とする線分Ｌ１が定義される。線分Ｌ１は、ディスプレイなどに表示される。これにより、設定した計測基準点によって計測される寸法を明確にすることができる。寸法測定が複数回行われる場合、計測基準点の組合せを明確にすることができる。

計測情報取得部２は、計測情報データを取得する（ステップＳ１０２）。計測情報データは、計測基準点と、各計測基準点に対応する面のＩＤと、線分と、の組合せに関するデータである。

視点位置算出部３は、形状データと計測情報データとに基づいて、計測基準点が定義された対象物（レール、ブラケット、壁面、または、天井）と、計測基準点と、線分と、が見えるような視点を算出する（ステップＳ１０３〜ステップＳ１０８）。

表示画像生成部４は、視点位置算出部３で算出された視点を用いて、形状データと、計測情報データ（線分データ）と、をレンダリングすることで、視点から対象物をみたときの表示画像（第１画像）を生成する（ステップＳ１０９）。表示画像は、第１位置Ｐ１及び第２位置Ｐ２を含む対象物の第１領域の像を含む。さらに、表示画像は、線分Ｌ１の像を含む。

例えば、図３（ｃ）に表したように、表示画像生成部４は、形状データ及び線分データを、平面２４（スクリーン面）に投影する。平面２４は、視点２１と注視点２２とがなすベクトル２３を法線ベクトルとする平面である。なお、レンダリング方法は上記の方法に限定するものではなく、コンピュータグラフィクス（ＣＧ）の分野で一般的な種々のレンダリング手法を適用しても良い。例えば、ＣＧの分野では、カメラ２６の制御に、Ｌｏｏｋ−ａｔベクトル及びＵｐベクトルが用いられる。視点２１と注視点２２とがなすベクトル２３、および、姿勢ベクトル２５、は、Ｌｏｏｋ−ａｔベクトル、および、Ｕｐベクトル、にそれぞれ対応している。これらを用いて処理が可能な種々のレンダリング方法が適用可能である。

以下、図１に表した各ブロックの詳細について説明する。
（１）形状取得部１
形状取得部１は、外部記憶や３次元距離計測装置からエレベータシャフトを表現する形状データを取得する（ステップＳ１０１）。図４は、形状データの一部及び計測情報データを例示する模式図である。図４に表したように、形状データは、三角形面４１の集合で表現されており、三角形面４１ごとに一意な面ＩＤが定義されているものとする。四角形以上の多角形面、または曲面などのパラメトリック表現されている形状の場合には、三角形面による表現に変換すればよい。

外部記憶としては、ハードディスクやＣＤなどの記憶メディアに限らず、通信網で接続されたサーバが含まれる。

３次元距離計測装置としては、レーザーレンジファインダや、ステレオカメラなどが挙げられる。ステレオカメラの場合には、画像ベースで各ピクセルの奥行を推定することで３次元点を得ることができる。これらの装置から得られるデータは３次元点であるため、得られた点群から三角形面を構成する。これには、レーザーレンジファインダのディテクタやピクセルの隣接関係を用いて面を構成する方法や、点群から面を直接推定する方法など種々の方法がある。

（２）計測情報取得部２
計測情報取得部２は、２つの計測基準点と１つの線分、およびそれぞれの計測基準点が含まれる三角形面の面ＩＤを１つのまとまりとした計測情報データを取得する（ステップＳ１０２）。

例えば、対象物は、第１位置Ｐ１に位置する第１部分Ｐａと、第２位置Ｐ２に位置する第２部分Ｐｂと、を含み、形状データは、対象物のうちの第１位置Ｐ１及び第２位置Ｐ２に関する情報を含む。第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間の距離を測定する場合、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とを結ぶ線分Ｌ１が定義される。すなわち、線分Ｌ１は、寸法測定の対象となる長さに対応する線分である。換言すると、第１位置Ｐ１は、計測の開始位置であり、第２位置Ｐ２は、計測の終了位置であり、線分Ｌ１は、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２まで延在する線分である。

例えば、１つの計測情報データ（第１計測情報データ）は、１つの線分データを含む。図４の例では、線分データは、第１位置Ｐ１と、第２位置Ｐ２と、線分Ｌ１と、に関する情報を含む。実施形態においては、測定したい箇所に対応して、複数の計測情報データ（線分データ）を定義することができる。

（３）視点位置算出部３
（３−１）候補視点位置算出部３１
候補視点位置算出部３１は、形状データと計測情報データとに基づいて、最終的に用いられる視点の候補となる複数の候補視点を算出する。表示画像生成部４で最終的に用いられる視点は、ここで算出される複数の候補視点から１つを選択したものである。

候補視点位置算出部３１は、候補視点の算出の際に、視点位置と、注視点位置と、その視点位置の真上の方向を決定する姿勢ベクトルと、を算出する。これらは、視点を算出する際に用いられる。フローチャートでは、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４に対応する処理が行われる。

（ステップＳ１０３）
候補視点位置算出部３１は、計測基準点が含まれる三角形面を基準に計測対象面群を求める。計測対象面群とは、計測基準点が含まれる三角形面の近傍に位置する、三角形面の面ＩＤの集合である。１つの計測対象面群に属する複数の三角形面は、実質的に１つの平面を形成する、と見なせる。

図５は、第１の実施形態に係る計測対象面群の導出を例示するフローチャートである。
図６は、第１の実施形態に係る計測対象面群の導出を例示する模式図である。
図７は、第１の実施形態に係る計測対象面群を例示する模式図である。
図５に表したように、まず、ステップＳ２０１において、計測基準点を含む三角形面の面ＩＤをスタック１に追加する。例えば、スタック１には、複数の面ＩＤが追加され、複数の面ＩＤに対応する三角形面のそれぞれは、計測基準点のいずれかを含む。

ステップＳ２０２において、スタック１から面ＩＤを１つ取り出す。ステップＳ２０３において、評価済み面リストに、取り出した面ＩＤを追加する。
図６の例では、取り出した面ＩＤに対応する三角形面（探索基準面６１）は、例えば、第１計測基準点（第１位置Ｐ１）を含む。

ステップＳ２０４において、探索基準面６１と稜線を共有し（隣接し）、かつ、評価済み面リストに面ＩＤが登録されていない三角形面（探索対象面６２）を算出する。これにより、複数の探索対象面６２を含む探索対象面群が算出される。

ステップＳ２０５において、探索対象面群から未評価の探索対象面６２を１つ選択する。ステップＳ２０６において、選択された探索対象面６２を評価済み面リストに追加する。ステップＳ２０７において、選択された探索対象面６２の法線ベクトル６２ｎと、探索基準面６１の法線ベクトル６１ｎと、のなす角度θｎを算出する（図７を参照）。

ステップＳ２０８において、角度θｎの大きさが、予め設定された閾値以下かどうかを判定する。角度θｎの大きさが閾値以下の場合には、２つの面が同一の向きを向いているとみなす。つまり、選択された探索対象面６２と、探索基準面６１と、が同一の平面上に位置するとみなす。そして、ステップＳ２０９に進み、選択された探索対象面６２の面ＩＤを、スタック１と、計測対象面群と、に追加する。

これらの処理を、図５のフローチャートに従って繰り返す。ステップＳ２１０において、探索対象面群に含まれる面が全て評価済みであるか判定する。評価済みでない場合は、ステップＳ２０５から処理を繰り返す。評価済みの場合は、ステップＳ２１１へ進み、スタック１が空であるか判定する。スタック１が空でない場合は、ステップＳ２０２から処理を繰り返す。
繰り返し処理においては、再びステップＳ２０２にて、スタック１から探索基準面６１が取り出される。このとき、新たな探索基準面６１は、計測基準点（例えば第１位置Ｐ１）を含まない場合もある。新たに取り出された探索基準面６１に基づいて、探索対象面６２が算出される。そして、算出された探索対象面群が評価される。
このような処理を繰り返すことによって、計測対象面群を得る。例えば、第１位置Ｐ１に対応した計測対象面群５１、及び、第２位置Ｐ２に対応した計測対象面群５２、が得られる（図４参照）。
なお、図４の例では、計測対象面群５１は、６枚の三角形面４１から構成されており、計測対象面群５２は、別の６枚の３角形面４１から構成されている。但し、実施形態において、計測対象面群を構成する３角形面４１は、この例に限られない。

前述した処理からもわかるように、計測対象面群は計測基準点１つにつき、少なくとも１セット算出される。計測対象面群は、少なくとも計測基準点の数だけ存在する。

（ステップＳ１０４）
候補視点位置算出部３１は、計測基準点と、線分と、ステップＳ１０３において求めた計測対象面群と、から候補視点（の集合）を算出する（ステップＳ１０４）。候補視点は、最終的なレンダリングに用いられる視点の候補となる視点である。例えば、視点は、視点位置と、注視点位置と、前述した姿勢ベクトルと、を含む。

候補視点の算出は、例えば、大きく分けて下記３つのステップを含む。
（ステップ１）候補視点基準位置を求めるステップ。候補視点基準位置は、候補視点算出の基準となる視点である。
（ステップ２）視点位置と注視点位置とを求めるステップ。これらは、候補視点基準位置ＶｉｅｗＰｏｉｎｔ＿ｂａｓｅを後述するルールで座標変換することによって、求められる。
（ステップ３）これまでに求められた情報から、姿勢ベクトルを算出するステップ。

（ステップ１）まず、計測対象面群のセットごとに代表点を求める。この代表点の算出では、例えば、計測対象面群を構成する頂点の座標の平均値が求められる。平均値の座標に対応する点を代表点ｐｆとする。また、計測情報データの線分ごとに、その代表点ｐｌを求める。代表点ｐｌには、例えば、線分の中点が用いられる。

例えば、図４に表した例において、計測対象面群５１を構成する三角形面の頂点の座標の平均値が、代表点ｐｆ（代表点ｐｆ１）となる。そして、計測対象面群５２を構成する三角形面の頂点の座標の平均値が、代表点ｐｆ（代表点ｐｆ２）となる。

以下では、代表点ｐｆの位置座標の集合を、集合ＰＦと表記し、代表点ｐｌの位置座標の集合を集合ＰＬと表記する。また、計測基準点の位置座標の集合を集合ＰＭと表記する。集合ＰＦの要素の数は、集合ＰＭの要素の数と同じである。集合ＰＬの要素の数は、集合ＰＦの要素の数の半分である。

集合ＰＦと、集合ＰＬと、集合ＰＭと、の和集合を集合Ｐｅｖａｌ（＝ＰＦ ∪ ＰＬ ∪ ＰＭ）とする。集合Ｐｅｖａｌの各要素を平均した点ｐ＿ｃｅｎｔｅｒを求める。また、集合Ｐｅｖａｌに対して主成分分析を行って主軸（固有ベクトル）を求める。以下では、対応する固有値が大きい順に、主軸を第１主軸ｖｅｃ１、第２主軸ｖｅｃ２、第３主軸ｖｅｃ３として説明する。このように、形状データと計測情報データとに基づいて求められた主軸は、複数の候補視点を算出する際の基準となる座標軸である。このような座標軸を設定することで、好適な視点位置を算出しやすくなる。

図８は、第１の実施形態に係る候補視点位置の算出を例示する模式図である。
以下の式（１）によって、ViewPoint baseを算出する。
ViewPoint base ＝ p_center ＋ α × （Distance） × vec3 ・・・（１）
式（１）において、ViewPoint baseは、候補視点基準位置の座標であり、p_centerは、集合Ｐｅｖａｌの各要素を平均した点の座標であり、vec3は、第３主軸ｖｅｃ３を表すベクトルである。また、Distanceは、点ｐ＿ｃｅｎｔｅｒと、集合Ｐｅｖａｌの各要素と、の間の距離の最大値である。αは、１以上の実数である。αの値を大きくする程、出力画像は、対象物の広い範囲を写した画像となる。

（ステップ２２）図８に示すように、第１主軸ｖｅｃ１を軸とした回転角をθ、第２主軸ｖｅｃ２を軸とした回転角をφとする。そして、候補視点基準位置ＶｉｅｗＰｏｉｎｔ＿ｂａｓｅを、それぞれの軸毎に予め決められた回転角θ’、φ’の範囲で回転させる。これにより、候補視点の視点位置を算出する。

図９は、第１の実施形態に係る候補視点位置の算出を例示する模式図である。
具体的には、まず、図９に示すように、候補視点基準位置ＶｉｅｗＰｏｉｎｔ＿ｂａｓｅを、第１主軸ｖｅｃ１を軸として、−θ’だけ回転させる。これにより、位置ＶｉｅｗＰｏｉｎｔ＿ｓｔａｒｔが求められる。そして、位置ＶｉｅｗＰｏｉｎｔ＿ｓｔａｒｔを、＋θ’までΔθずつ繰り返し回転させる。これにより、位置ＶｉｅｗＰｏｉｎｔ＿ｂａｓｅと、位置ＶｉｅｗＰｏｉｎｔ＿ｅｎｄと、の間の視点位置を示す集合Ｖ_θを得る。

次に、第２主軸ｖｅｃ２を軸として、回転角φ対しても同様に、Δφずつ回転することで、集合Ｖ_θφを得る。ただし、この時は、候補視点基準位置ＶｉｅｗＰｏｉｎｔ＿ｂａｓｅの代わりに集合Ｖ_θの要素を用いるものとする。つまり、集合Ｖ_θの要素数分だけ、第２主軸ｖｅｃ２を軸とした回転による視点位置生成の処理を繰り返す。

最後に、集合Ｖ_θφの各要素に対して、点ｐ＿ｃｅｎｔｅｒを基準として点対称な位置の集合Ｖ_ｒθφを算出する。集合Ｖ_θφと集合Ｖ_ｒθφとの和集合ＶＰを、候補視点の視点位置とする。

上記の処理で算出された視点位置のそれぞれに対して、下記の式（２）によって、注視点の位置ｌｏｏｋを算出する。注視点は、候補視点の視点位置と、計測情報データと、形状データと、に基づいて定められる。
look_i = k × near_i ＋ l × far_i ・・・（２）
ここで、ｋ＋ｌ＝１．０である。集合ＶＰの要素をｖｐ＿ｉ（ｉは、要素ごとの通し番号）とし、要素ｖｐ＿ｉと、点ｐ＿ｃｅｎｔｅｒと、を通過する直線を、ｌ_ｅｙｅとする。この時、near_iは、集合Ｐｅｖａｌの要素の中で、要素ｖｐ＿ｉに最も近い要素から、直線ｌ_ｅｙｅに降ろした垂線の足（の座標）である。far_iは、集合Ｐｅｖａｌの要素の中で、要素ｖｐ＿ｉから最も遠い要素から直線ｌ_ｅｙｅに降ろした垂線の足（の座標）である。注視点は、集合ＶＰの要素ごとに１つずつ算出される。

（ステップ３）まず、要素ｖｐ＿ｉと、それに対応する注視点と、から、視線ベクトルＶ_ｌｏｏｋを求める。次に、事前に与えられた基準姿勢ベクトルＶ_{ｕｐ＿ｂａｓｅ}と、視線ベクトルＶ_ｌｏｏｋと、の外積を求める。このようにして得られたベクトルと、視線ベクトルＶ_ｌｏｏｋと、の外積を再び求める。これにより、姿勢ベクトルＶ_ｕｐが求められる。

なお、基準姿勢ベクトルＶ_{ｕｐ＿ｂａｓｅ}と視線ベクトルＶ_ｌｏｏｋと、が同一の向き、または、真逆の向きになっている場合には、例えば、第１主軸ｖｅｃ１または第２主軸ｖｅｃ２を基準として、基準姿勢ベクトルＶ_{ｕｐ＿ｂａｓｅ}を微小な角度（例えばΔθを超えない範囲、または、Δφを超えない範囲）だけ回転させる。これにより、姿勢ベクトルＶ_ｕｐを安定して求めることができる。

最後に、基準姿勢ベクトルＶ_{ｕｐ＿ｂａｓｅ}と姿勢ベクトルＶ_ｕｐとの内積の値によって、このベクトルを補正する。具体的には、例えば、基準姿勢ベクトルＶ_{ｕｐ＿ｂａｓｅ}と姿勢ベクトルＶ_ｕｐとの内積の値が負である場合には、Ｖ_ｕｐ＝−Ｖ_ｕｐとする。これらの処理は、集合ＶＰの各要素に対して行われるため、姿勢ベクトルＶ_ｕｐも、集合ＶＰの要素の数と同じ数だけ算出される。

上述した例では、基準姿勢ベクトルＶ_{ｕｐ＿ｂａｓｅ}は、予め与えられている。但し、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、前述した第１主軸（ベクトル）ｖｅｃ１、または、第２主軸（ベクトル）ｖｅｃ２を、基準姿勢ベクトルＶ_{ｕｐ＿ｂａｓｅ}として用いてもよい。

（３−２）評価用形状生成部３２
評価用形状生成部３２は、計測情報データをもとに三角形面の集合で構成される評価用形状に関する評価用形状データを生成する。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第１の実施形態に係る評価用形状を例示する模式図である。

後述の評価値算出部３３では、形状データ、および、計測情報データの一部である線分、を平面に投影する。そして、計測情報データに対応した部分が、平面において占める面積の割合によって、見易さを評価する。その際には、図１０（ａ）のような線分をそのままレンダリングするのではなく、図１０（ｂ）のような評価用形状をレンダリングする。評価用形状は、図１０（ａ）に示した線分を代表する形状である。このような評価用形状を、評価に用いる。

評価用形状は、三角形面で表現された球と円柱との組合せで構成される。まず、線分の端点を中心とし、あらかじめ決められた半径ｒｓの球を生成する。この半径ｒｓを大きくすることで、端点周辺が見える場合の評価値が高くなりやすくなる。次に、線分を中心軸とし、あらかじめ決められた半径ｒｃの円柱を生成する。半径ｒｃを大きくすることで、線分の周辺が見える場合の評価値が高くなりやすくなる。評価用形状は、線分と１対１に対応するため、線分の数だけ存在することになる。半径ｒｓ及び半径ｒｃを適切に設定することで、評価の精度を向上させることができる。

例えば、第１位置Ｐ１を中心とする半径ｒｓの球を第１球Ｓ１とする。第２位置Ｐ２を中心とする半径ｒｓの球を第２球Ｓ２とする。線分Ｌ１を中心軸とする円柱を円柱Ｃ１とする。この場合、第１計測情報データに対応する評価用形状データは、第１球Ｓ１と、第２球Ｓ２と、円柱Ｃ１と、の少なくとも一部に関する情報を含む。

（３−３）評価値算出部３３
評価値算出部３３は、形状データと評価用形状データとに基づいて、各候補視点ごとに、視点評価値（見やすさの評価値）を算出する。視点評価値は、形状データと線分データとの相対的な位置関係に応じて算出される。

具体的には、評価値算出部３３は、それぞれの候補視点を用いて、形状データと評価用形状データとをレンダリングする。そして、レンダリング結果に占める、評価用形状データの割合に基づいて、見易さの評価値を算出する。

まず、評価値算出部３３は、複数の候補視点（集合ＶＰ）の中から、未評価の候補視点を１つ選択する（ステップＳ１０５）。選択した候補視点を用いて、形状データと、評価用形状と、（計測対象面群と、）を投影する。評価用形状データの投影面積に基づいて、見やすさの評価値を算出する（ステップＳ１０６）。各候補視点について、評価値の算出を行う（ステップＳ１０７）。

視点評価値には、例えば式（３）によって表される視点エントロピーＥが用いられる。視点エントロピーＥは、評価用形状データが表現する評価用形状の投影面への投影面積に基づく。

Ａｒｅａ＿ｉ：評価用形状の投影面積
Ａｒｅａ＿ｔ：形状データの投影面積
ｉ ：線分データの数（＝評価用形状の数）
評価値算出部３３は、複数の候補視点のそれぞれごとに、投影面を算出する。投影面は、視点（ｖｐ＿ｉ）と、それに対応する注視点（ｌｏｏｋ＿ｉ）と、によって定義される視線ベクトルに対して垂直な平面である。Ａｒｅａ＿ｉ及びＡｒｅａ＿ｔは、投影面に、それぞれの形状を構成する三角形面を順次投影することで算出される。そのため、視点エントロピーＥは、集合ＶＰの要素の数だけ算出される。

上記の処理において、Ａｒｅａ＿ｉは、評価用形状を構成する三角形面の法線ベクトルの向きと、視線ベクトルの向きと、が真逆に近づくほど大きくなる。また、三角形面の裏面を表示するように設定した場合には、Ａｒｅａ＿ｉは、評価用形状を構成する三角形面の法線ベクトルの向きと、視線ベクトルの向きと、が平行に近づくほど大きくなる。
また、視点位置が評価用形状に近づくほど三角形面が大きく投影されるため、Ａｒｅａ＿ｉも大きくなる。これにより、視点エントロピーＥは、評価用形状が可能な限り視線ベクトルと正対し、かつ、評価用形状が大きく見える視点におけるほど、大きくなると考えられる。

上記では、Ａｒｅａ＿ｉを求めるために、評価用形状のみを用いる例を説明した。但し、実施形態は、これに限定されない。例えば、評価用形状に加えて、形状データの一部（計測対象面群）を用いても良い。これにより、さらに評価の精度を向上させることができる。この場合、評価用形状と同様に、計測対象面群に対応する三角形面を投影面に投影し、投影面積をＡｒｅａ＿ｉに加算すればよい。つまり、前述の式において、Ａｒｅａ＿ｉを、評価用形状と計測対象面群との両方の投影面積とすればよい。

この場合、例えば、評価用形状データは、抽出された形状データの一部（計測対象面群）の情報をさらに含む。計測対象面群は、例えば、法線ベクトル６１ｎに基づく。法線ベクトル６１ｎは、例えば、線分Ｌ１と、形状データに基づく対象物の表面と、の交点を通り、形状データに基づく対象物の表面に対して垂直なベクトルである。ここで用いられる計測対象面群には、候補視点位置算出部３１によって求められた計測対象面群を用いることができる。例えば、計測対象面群の情報は、候補視点位置算出部３１から、評価用形状生成部３２に渡される。なお、再度、評価用形状生成部３２が計測対象面群を算出してもよい。

ただし、計測対象面群に対応する三角形面は形状データの一部であるため、Ａｒｅａ＿ｔを求める場合には、Ａｒｅａ＿ｔが、計測対象面群に対応する三角形面の投影面積を含まないようにする。これには、Ａｒｅａ＿ｔを算出するために各三角形面を投影する段階で、処理対象の三角形面の面ＩＤが計測対象面群に含まれるかを調べ、含まれる場合には処理をスキップすればよい。

（３−４）視点位置選択部３４
視点位置選択部３４は、複数の候補視点のうち、評価値算出部３３で候補視点ごとに求めた評価値が最大となる候補視点を選択する。選択された候補視点を最終的な視点とする（ステップＳ１０８）。

すなわち、視点位置選択部３４は、候補視点位置算出部３１において算出された候補視点と、評価値算出部３３において候補視点のそれぞれに対して求められた視点エントロピーＥと、に基づいて、表示画像生成部４において用いる視点を選択する。具体的には、集合ＶＰの中から、視点エントロピーＥが最大となる要素ｖｐと、それに対応する注視点位置ｌｏｏｋ及び姿勢ベクトルＶｕｐを選択する。

（４）表示画像生成部４
表示画像生成部４は、形状取得部１で取得した形状データと、計測情報取得部２で取得した線分データと、を、視点位置算出部３で算出された視点及び注視点と、姿勢ベクトルと、に基づいてレンダリングする（ステップＳ１０９）。また、上記の方法では、線分データをそのまま投影しているが、線分データの端点をあらかじめ決められた半径を持つ球とし、線分データを円柱で表現してもよい。平面に投影した際の太さを調節するようにしても良い。

図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、画像生成装置の動作を例示する模式図である。
図１１（ａ）は、形状データによって表現されたエレベータシャフト２０を例示している。例えば、エレベータシャフト２０の内壁には、部材Ｔ１、部材Ｔ２、及び、部材Ｔ３、が設けられている。部材Ｔ１〜Ｔ３は、エレベータの上下方向において並んでいる。例えば、部材Ｔ１〜Ｔ３のそれぞれは、エレベータのレールを把持する部材である。図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、図１１（ａ）に示した形状データのレンダリング結果を例示している。

ここで、部材Ｔ１と、部材Ｔ３と、の間の距離を測定する場合について考える。すなわち、部材Ｔ１上に前述の第１計測基準点（第１位置Ｐ１）があり、部材Ｔ３上に前述の第２計測基準点（第２位置Ｐ２）がある場合について考える。

図１１（ｂ）は、参考例の画像生成装置によって生成された画像を例示している。図１１（ｂ）に表した画像の生成に用いられた視点は、エレベータの上下方向において、部材Ｔ１〜Ｔ３と、並んでいる。つまり、この場合、視点から注視点へ向かう視線ベクトルは、エレベータの上下方向に対して、略平行である。

図１１（ｂ）に表したように、部材Ｔ１と部材Ｔ３との間に位置する部材Ｔ２は、部材Ｔ１に隠れている。このため、図１１（ｂ）の画像上において、部材Ｔ１と部材Ｔ３とを選択し、これらの間の距離を測定しようとしたときに、誤って部材Ｔ２を選択してしまう場合がある。例えば、部材Ｔ１と部材Ｔ２との間の距離を測定してしまい、正しい測定結果が得られない場合がある。つまり、図１１（ｂ）の例では、測定箇所を選択した場合に、意図した箇所を選択しているかを確認することが難しい。

図１１（ｃ）は、実施形態に係る画像生成装置２１０によって生成された画像を例示している。図１１（ｃ）に表した画像の生成に用いられた視点は、例えば水平方向において、部材Ｔ１〜Ｔ３と、並んでいる。つまり、この場合、視点から注視点へ向かう視線ベクトルは、エレベータの上下方向と交差する。例えば、視線ベクトルは、部材Ｔ１と部材Ｔ３とを結ぶ線分に対して略垂直である。図１１（ｃ）の画像は、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とを含む対象物の第１領域Ｒ１の像と、線分Ｌ１の像と、を含む。このため、図１１（ｃ）の画像上において、部材Ｔ１と、部材Ｔ３と、の位置関係を確認しやすい。図１１（ｃ）の画像上においては、部材Ｔ１及び部材Ｔ３が選択されたことを確認しやすい。このように、視点位置算出装置１１０によって算出された視点を用いることで、計測箇所を見易い表示を得ることができる。

近年の社会インフラの老朽化の進行に伴い、それらの維持管理、および修繕に対する要求が増加している。それは身近なインフラの１つであるエレベータにおいても例外ではなく、リプレースに対する需要が増大している。リプレースの際には、すでにリプレース前のエレベータを構成する設備が存在している。それらを新規の設備で入れ替えるために、既存設備の寸法を計測して、エレベータシャフトに適した建材を決定する。しかしながら、建物の利便性の観点から稼働中のエレベータを長時間停止しておくことは難しい。そのため、計測作業を行うことが可能なのは限られた熟練の技術者のみとなっていた。

これに対し、ある地点から対象物までの３次元距離が計測できるレーザーレンジファインダなどの機材を用いて、エレベータシャフト内の３次元形状データ（形状データ）を取得するという試みが行われてきている。以下では、このような機材を用いた方法を３次元計測と呼ぶ。この方法には、エレベータを停止する時間が短くてすむ、熟練の技術が必要ない、リプレース計画を立てる段階でエレベータシャフト内の形状を再確認できるなどの利点がある。

ところで、リプレースのために最終的に必要なデータは寸法であるため、後者の場合には、のちほど形状データから寸法が計測される。一般的なリプレース作業においては、壁面間の内寸や、エレベータカゴ（以下ではカゴ）の進行方向を制御するために取り付けられるレールから壁面までの距離、レールを支えるために壁面に一定間隔で取り付けられるブラケット間の距離などが測られることになる。前述したように、ディスプレイに表示された形状データ上において、計測したい箇所を選択するなどの方法によって、計測を行うことができる。

また、形状データのみでは、対象物がどのような物体であるかを把握することが困難である場合がある。このため、計測時にエレベータシャフト内の画像を撮影しておき、それを合わせて表示することで、計測基準点の設定を容易にする試みも行われている。例えば、カゴの上にエレベータシャフト天井方向に向けたカメラを置いて撮影する。撮影された映像に形状データのレンダリング結果を重畳する。これにより、あたかもカゴの上に乗った状態でエレベータシャフト内を見上げたかのような表示を得ることができる。これにより、画像の一部分を選択しているようなイメージで計測基準点を設定することができる。

前述した方法で形状データから寸法を得ようとする場合、ディスプレイに表示されたレンダリング結果から計測位置を決定する。このため、正しい計測位置で計測できているかの確認が行われる。前述したようにカメラ映像の補助はこれを助けるが、カメラの視点から測定箇所が隠れている場合や、手前と奥にある物体の境界付近を計測基準点としたい場合には、カメラの情報は助けにならない。そのため、計測を行うオペレータは、形状データをレンダリングする際の視点を操作し、計測位置の確認が可能な視点を探す。

この作業はオペレータに対して操作に対する慣れとコンピュータグラフィクスに関する知識を要求する。これは、３次元計測を導入するうえで大きな障害になると考えられる。また、リプレース作業のためには、少なくとも２０か所以上の計測が必要といわれており、その全てにおいて手動で最適な視点を決定することになる。この作業は作業効率を低下させる原因となる。

三次元形状上の特定の部分を確認するのに好適な視点の決定方法として、駅構内の案内図作成を想定した参考例がある。ここでは、経路と形状データとの交点を求め、その点の法線ベクトルに基づいて評価用モデルが作成される。作成された評価モデルと、駅構内の３次元データと、を合わせて、あらかじめ定義された候補視点位置を用いてレンダリングする。そして、レンダリングの結果画像に占める、評価モデルの割合が最も大きくなる視点を最適な視点とする。このように視点を自動的に決定している。しかしながら、計測を考えた場合、交点の法線ベクトルから求められる評価用モデルが線分の見え方を評価するのに適していないため、参考例の方法をそのまま用いても好適な視点位置を得ることができない。

これに対して、実施形態においては、形状データと、計測情報データと、に基づいて、レンダリングに用いられる視点が算出される。視点の算出の際には、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０８のように、計測情報データに含まれる線分の見やすさが評価される。これにより、計測基準点と、計測基準点を結ぶ線分と、計測基準点を含む対象物の領域と、が見易く表示された画像が生成される。

以上では、対象物がエレベータシャフトである場合について説明したが、実施形態は、これに限定されない。対象物は、工場などの建造物であってもよい。例えば、工場内には、多くの設備や配管が設置されている。実施形態に係る視点位置算出装置及び画像生成装置を、配管と配管との間の距離を計測する際に用いてもよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態において説明した例では、複数の計測情報データが定義された場合、その全ての計測情報データを対象として、好適な視点が算出される。すなわち、複数の計測情報データと、それに関係する形状データの一部と、を表示するのに好適な視点が算出される。これに対し、本実施形態では、複数の計測情報データの一部を選択し、選択された計測情報データを対象として好適な視点が算出される。

図１２は、第２の実施形態に係る視点位置算出装置及び画像生成装置を例示するブロック図である。
図１３は、第２の実施形態に係る視点位置算出及び画像生成を例示するフローチャートである。

図１２に表したように、本実施形態に係る画像生成装置２２０は、視点位置算出装置１２０と、表示画像生成部４と、を含む。視点位置算出装置１２０は、第１の実施形態と同様に、形状取得部１と、計測情報取得部２と、視点位置算出部３と、を含み、さらに、入力部５と、表示部６と、を含む。

本実施形態は、入力部５と、表示部６と、を含む点において、第１の実施形態と異なる。入力部５及び表示部６によって、複数の計測情報データのうちの一部が選択される。

表示部６は、計測情報取得部２が取得する計測情報データを選択するための表示デバイスである。表示部６は、形状データの少なくとも一部と、計測情報データと、をレンダリングした画像を表示する。表示デバイスは、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）またはフラットディスプレイパネル（液晶パネルまたはＬＥＤ（Light Emitting Diode）パネル）などの種々の表示機器を含む。また、上記のような表示機器を、遠隔またはケーブルレスで操作する際に用いられる、通信網やトランスミッタ・レシーバなども、表示部６に含まれる。

入力部５は、計測情報取得部２が取得する計測情報データを選択するための入力デバイスである。入力部５から、計測情報データを選択する選択信号が入力される。入力部５は、例えば、タッチペン、タッチパネル、マウス、キーボード、または、マイク、など種々のデバイスを含む。また、上記のようなデバイスを、遠隔またはケーブルレスで操作する際に用いられる、通信網やトランスミッタ・レシーバなども、入力部５に含まれる。

図１３に表したように、本実施形態に係る視点位置算出装置１２０の処理は、第１の実施形態と同様のステップＳ１０１〜ステップＳ１０９を含み、さらに、形状データと計測情報データとを描画するステップＳ２２１と、計測情報データを選択するステップＳ２２２と、を含む。

ステップＳ１０１において、第１の実施形態と同様に、形状取得部１は、形状データを取得する。ステップＳ１０２において、計測情報取得部２は、複数の計測情報データを取得する。例えば、複数の計測情報データは、第１計測情報データを含む。

ステップＳ２２１において、形状データと、複数の形状情報データと、に基づいて、表示画像生成部４によって画像が生成される。生成された画像は、表示部６に表示される。

ステップＳ２２２において、表示部６に表示された画像に基づいて、入力部５を介して、複数の計測情報データの一部が選択される。例えば、表示部６には、複数の計測情報データに対応した画像が表示され、使用者は、複数の計測情報データから第１計測情報データを選択する。計測情報取得部２は、入力部５から入力された選択信号に基づいて、第１計測情報データを取得する。その後は、第１の実施形態と同様に、選択された計測情報データと、当該計測情報データに対応する形状データの一部と、に応じて、視点が算出され、見易い画像が提供される。

どの計測情報データが選択されたかを判定するためには、例えば、投影面に投影する際に、投影されたピクセルがどの計測情報データと対応しているかを求めておく。これにより、入力部５で選択された位置の計測情報データを取得することができる。
また、レンダリング時の視点位置から選択されたピクセルへのベクトルと、計測情報データの線分と、が十分に近い場合には、その線分に対応する計測情報データを取得してもよい。その際には、ディスプレイに表示されている線分をユーザに直接選択させることで計測情報データを選択しても良いし、リスト表示されている計測情報データから選択させるようにしてもよい。選択は入力部５により行われる。上記の処理により選択された一部の計測情報データを、好適な視点を求めるため計測情報データとして用いる。

（第３の実施形態）
図１４は、第３の実施形態に係る視点位置算出装置及び画像生成装置を例示するブロック図である。
図１４に表したように、本実施形態に係る画像生成装置２３０は、視点位置算出装置１３０と、表示画像生成部４と、を含む。視点位置算出装置１３０は、第２の実施形態に係る視点位置算出装置１２０と同様に、形状取得部１と、計測情報取得部２と、視点位置算出部３と、入力部５と、表示部６と、を含み、さらに、計測情報補正部７を含む。

第３の実施形態に係る視点位置算出装置は、計測情報データを修正する計測情報補正部７を含む点において、第１及び第２の実施形態と異なる。

第３の実施形態においては、視点位置算出部３により求められた視点でレンダリングされた画像に基づいて、修正を行いたい計測情報データの端点が選択される。その後、計測情報補正部７は、計測情報データを補正し、補正された計測情報データに基づいて、表示画像生成部４によって表示画像を生成する。

図１５は、第３の実施形態に係る視点位置算出及び画像生成装置を例示するフローチャートである。図１５は、本実施形態に係る視点位置算出装置１３０の処理の一部を例示している。視点位置算出装置１３０の処理は、第２の実施形態と同様のステップＳ１０１〜１０９、ステップＳ２２１、及びステップＳ２２２を含む。
視点位置算出装置１３０の処理は、さらに、ステップＳ３０１、ステップＳ３０２、及びステップＳ３０３を含む。

図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第３の実施形態に係る視点位置算出及び画像生成装置の動作を例示する模式図である。

まず、第２の実施形態と同様に、ステップＳ１０９において、表示画像生成部４によって、形状データと複数の計測情報データとがレンダリングされる。

例えば、複数の計測情報データは、第１計測情報データと、第２計測情報データと、を含むとする。第１計測情報データは、第１計測基準点（第１位置Ｐ１）と、第２計測基準点（第２位置Ｐ２）と、線分Ｌ１と、に関するデータを含む。対象物は、第３位置Ｐ３に位置する第３部分Ｐｃと、第４位置Ｐ４に位置する第４部分Ｐｄと、をさらに含み、第２計測情報データは、第３計測基準点（第３位置Ｐ３）と、第４計測基準点（第４位置Ｐ４）と、第３位置Ｐ３と第４位置Ｐ４とを結ぶ線分Ｌ２と、に関するデータを含む。これにより、例えば、図１６（ａ）に表したような画像が表示部６に表示される。

次に、ステップＳ３０１において、表示された複数の計測基準点（線分の端点）のうちの一部を選択する選択情報が入力部５から入力される。計測情報補正部７は、選択された計測情報データを取得する。例えば、図１６（ａ）の例において、複数の計測基準点のうち、第１計測情報データに属する第１計測基準点が選択される。

どの計測情報データが選択されたかを判定するためには、例えば、投影面に投影する際に、投影されたピクセルがどの計測情報データと対応しているかを求めておく。これにより、入力部５で選択された位置の計測情報データを取得することができる。
また、レンダリング時の視点位置から選択されたピクセルへのベクトルと、計測情報データの線分と、が十分に近い場合には、その線分に対応する計測情報データを取得してもよい。その際には、ディスプレイに表示されている線分をユーザに直接選択させることで計測情報データを選択しても良いし、リスト表示されている計測情報データから選択させるようにしてもよい。

次に、ステップＳ３０２において、ステップＳ３０１で選択された第１計測基準点が属する第１計測情報データとは異なる計測情報データに属する計測基準点のうち、第１計測基準点に最も近い計測基準点を算出する。
例えば、図１６（ａ）の例において、第２計測情報データに属する第３計測基準点が算出される。

そして、算出された第３計測基準点と、第１計測基準点と、の間の第１距離を算出する。第１距離が予め決められた閾値よりも短い場合には、ステップＳ３０３において、第１計測情報データと、第２計測情報データと、を統合する。

この統合においては、第１計測基準点の位置座標を、第４計測基準点の位置座標で置き換えた後、第２計測情報データを削除すればよい。このようにして、図１６（ｂ）に表したように、計測情報補正部７は、入力部５から入力された選択信号に基づいて、第１計測情報データと、第２計測情報データと、を統合する。すなわち、第２計測基準点と、第４計測基準点と、を端点とする線分に関する計測情報データを生成し、新たな第１計測情報データとする。

表示画像上に、別途、ボタンなどのＵＩを設けてもよい。上記の例では、ステップＳ３０２は、ステップＳ３０１ののちに自動的に行われているが、ＵＩを選択することをトリガとして処理を行うように構成してもよい。例えば、Ｄｅｌｅｔｅボタン８０を設ける。Ｄｅｌｅｔｅボタン８０を選択することで、ステップＳ３０２の処理を行うようにしてもよい。

以上説明したように、実施形態においては、２つ計測基準点と、それらを結ぶ線分と、に関する計測情報データが用いられる。これにより、入力部５及び表示部６を用いることで、ユーザが計測する箇所を適宜修正変更することができる。

なお、実施形態に係る画像生成装置及び視点位置算出装置には、ＣＰＵなどの制御装置、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)やＳＳＤ(Solid State Drive)などの外部記憶装置、ディスプレイなどの表示装置、などを用いることができる。汎用のコンピュータ装置をハードウェアとして用いることで、実施形態に係る画像生成装置を実現してもよい。また、各ブロックをソフトウェア的に実現してもハードウェア的に実現してもよい。

以上、実施形態として、視点位置算出装置、画像生成装置、視点位置算出方法、及び、画像生成方法について説明した。但し、実施形態は、上述の方法をコンピュータに実行させるためのプログラムの形態、あるいは、この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形態、であってもよい。

記録媒体としては、例えば、ＣＤ-ＲＯＭ（-Ｒ／-ＲＷ）、光磁気ディスク、ＨＤ（ハードディスク）、ＤＶＤ-ＲＯＭ（-Ｒ／-ＲＷ／-ＲＡＭ）、ＦＤ（フレキシブルディスク）、フラッシュメモリ、メモリカード、メモリスティック、及び、その他各種ＲＯＭ、ＲＡＭ等を用いることができる。

実施形態によれば、３次元形状データから見易い画像を提供する視点算出装置、及び、画像生成装置が提供できる。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、形状取得部、計測情報取得部、視点位置算出部、表示画像生成部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した装置、方法、及びプログラムを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての装置、方法、及びプログラムも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１…形状取得部、 ２…計測情報取得部、 ３…視点位置算出部、 ４…表示画像生成部、 ５…入力部、 ６…表示部、 ７…計測情報補正部、 ２０…エレベータシャフト、 ２１…視点、 ２１ｄ…視点方向、 ２２…注視点、 ２３…ベクトル、 ２４…平面、 ２５…姿勢ベクトル、 ２６…カメラ、 ３１…候補視点位置算出部、 ３２…評価用形状生成部、 ３３…評価値算出部、 ３４…視点位置選択部、 ４１…三角形面、 ５１、５２…計測対象面群、 ６１…探索基準面、 ６１ｎ…法線ベクトル、 ６２…探索対象面、 ６２ｎ…法線ベクトル、 ８０…Ｄｅｌｔｅボタン、 θ、φ…回転角、 １１０、１２０、１３０…視点位置算出装置、 ２１０、２２０、２３０…画像生成装置、 Ｃ１…円柱、 Ｌ１、Ｌ２…線分、 Ｐ１〜Ｐ４…第１〜第４位置、 Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ…第１〜第４部分 Ｒ１…第１領域、 Ｓ１…第１球、 Ｓ１０１〜Ｓ１０９…ステップ、 Ｓ２…第２球、 Ｓ２０１〜Ｓ２０９、Ｓ２２１、Ｓ２２２、Ｓ３０１〜Ｓ３０３…ステップ、 Ｔ１〜Ｔ３…部材、 ＶｉｅｗＰｏｉｎｔ＿ｓｔａｒｔ…位置、 ＶｉｅｗＰｏｉｎｔ＿ｅｎｄ…位置、 ＶｉｅｗＰｏｉｎｔ＿ｂａｓｅ…候補視点基準位置、 ｂ１〜ｂ４…第１〜第４計測基準点、 ｐ＿ｃｅｎｔｅｒ…点、 ｐｆ、ｐｆ１、ｐｆ２、ｐｌ…代表点、 ｒｃ、ｒｓ…半径、 ｖｅｃ１〜３…第１〜第３主軸

Claims (19)

1. 第１部分と第２部分とを含む対象物の３次元形状を表す形状データであって、前記第１部分の第１位置及び前記第２部分の第２位置に関する情報を含む形状データを取得する形状取得部と、
   前記第１位置と前記第２位置とを結び計測の対象となる長さに対応する線分に関する線分データを含む第１計測情報データを取得する計測情報取得部と、
   前記形状データと前記第１計測情報データとに基づいて、視点を算出する視点位置算出部と、
   を備え、
   前記視点から前記対象物をみたときの第１画像が生成され、
   前記第１画像は、前記形状データと前記線分データとに基づいて生成され、前記第１画像は、前記第１位置と前記第２位置とを含む前記対象物の第１領域の像と、前記線分の像と、を含む視点位置算出装置。
2. 前記視点位置算出部は、
   前記形状データと前記第１計測情報データとに基づいて、前記視点の候補となる複数の候補視点を算出する候補視点位置算出部と、
   前記第１計測情報データに基づいて、評価用形状データを生成する評価用形状生成部と、
   前記形状データと前記評価用形状データとに基づいて、前記複数の候補視点のそれぞれごとに、前記形状データと前記線分データとの相対的な位置関係に応じた視点評価値を算出する評価値算出部と、
   前記視点評価値に基づいて、前記複数の候補視点から、前記視点を算出する視点位置選択部と、
   を含む請求項１記載の視点位置算出装置。
3. 前記候補視点位置算出部は、前記形状データと前記第１計測情報データとに基づいて、座標軸を算出し、
   前記座標軸は、前記複数の候補視点を算出する際の基準となる請求項２記載の視点位置算出装置。
4. 前記評価用形状データは、前記第１位置を中心とする第１球と、前記第２位置を中心とする第２球と、前記線分を軸とした円柱と、の少なくとも一部に関する情報を含む請求項２または３に記載の視点位置算出装置。
5. 前記評価用形状データは、前記形状データの一部の情報をさらに含み、
   前記形状データの前記一部は、前記線分と、前記形状データに基づく前記対象物の表面と、の交点を通り、前記形状データに基づく前記対象物の前記表面に対して垂直なベクトルに基づいて抽出される請求項４記載の視点位置算出装置。
6. 前記評価値算出部は、前記複数の候補視点のそれぞれごとに投影面を算出し、
   前記視点評価値は、前記評価用形状データに基づく評価用形状の前記投影面への投影面積に基づく請求項２〜５のいずれか１つに記載の視点位置算出装置。
7. 前記形状データの少なくとも一部と、前記第１計測情報データと、をレンダリングした前記第１画像を表示する表示部をさらに備えた請求項１〜６のいずれか１つに記載の視点位置算出装置。
8. 入力部をさらに備え、
   前記計測情報取得部は、前記入力部から入力された選択信号に基づいて、前記第１計測情報データを取得する請求項１〜７のいずれか１つに記載の視点位置算出装置。
9. 入力部と、
   計測情報補正部と、
   をさらに備え、
   前記対象物は、第３部分と、第４部分と、をさらに含み、
   前記計測情報補正部は、前記入力部から入力された選択信号に基づいて、前記第３部分の第３位置と、前記第４部分の第４位置と、を結ぶ線分に関する第２計測情報データと、前記第１計測情報データと、を統合する請求項１〜７のいずれか１つに記載の視点位置算出装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の視点位置算出装置と、
    前記視点と、前記形状データと、前記線分データと、に基づいて前記第１画像を生成する表示画像生成部と、
    を備えた画像生成装置。
11. 対象物の３次元形状を表す形状データであって、前記対象物のうちの第１位置及び第２位置に関する情報を含む形状データを取得する形状取得部と、
    前記第１位置と、前記第２位置と、前記第１位置と前記第２位置とを結び計測の対象となる長さに対応する線分と、に関する線分データを含む第１計測情報データを取得する計測情報取得部と、
    前記形状データと前記第１計測情報データとに基づいて、前記第１位置と前記第２位置とを含む前記対象物の第１領域の像と、前記線分の像と、を含む第１画像を生成する表示画像生成部と、
    を備えた画像生成装置。
12. 第１部分と第２部分とを含む対象物の３次元形状を表す形状データであって、前記第１部分の第１位置及び前記第２部分の第２位置に関する情報を含む形状データを取得し、
    前記第１位置と前記第２位置とを結び計測の対象となる長さに対応する線分に関する線分データを含む第１計測情報データを取得し、
    前記形状データと前記第１計測情報データとに基づいて、視点を算出し、前記視点から前記対象物をみたときの第１画像は、前記形状データと前記線分データとから生成され、前記第１位置と前記第２位置とを含む前記対象物の第１領域の像と、前記線分の像と、を含む視点位置算出方法。
13. 前記形状データと前記第１計測情報データとに基づいて、前記視点の候補となる複数の候補視点をさらに算出し、
    前記第１計測情報データに基づいて、評価用形状データをさらに生成し、
    前記形状データと前記評価用形状データとに基づいて、前記複数の候補視点のそれぞれごとに、前記形状データと前記線分データとの相対的な位置関係に応じた視点評価値をさらに算出し、
    前記視点評価値に基づいて、前記複数の候補視点から、前記視点を算出する請求項１２記載の視点位置算出方法。
14. 前記形状データと前記第１計測情報データとに基づいて、座標軸を算出し、
    前記座標軸は、前記複数の候補視点を算出する際の基準となる請求項１３記載の視点位置算出方法。
15. 対象物の３次元形状に表す形状データであって、前記対象物のうちの第１位置及び第２位置に関する情報を含む形状データを取得し、
    前記第１位置と、前記第２位置と、前記第１位置と前記第２位置とを結び計測の対象となる長さに対応する線分と、に関する線分データを含む第１計測情報データを取得し、
    前記形状データと前記第１計測情報データとに基づいて、前記第１位置と前記第２位置とを含む前記対象物の第１領域の像と、前記線分の像と、を含む第１画像を生成する画像生成方法。
16. コンピュータに、
    第１部分と第２部分とを含む対象物の３次元形状を表す形状データであって、前記第１部分の第１位置及び前記第２部分の第２位置に関する情報を含む形状データを取得させ、
    前記第１位置と前記第２位置とを結び計測の対象となる長さに対応する線分に関する線分データを含む第１計測情報データを取得させ、
    前記形状データと前記第１計測情報データとに基づいて、視点を算出させ、前記視点から前記対象物をみたときの第１画像は、前記形状データと前記線分データとから生成され、前記第１位置と前記第２位置とを含む前記対象物の第１領域の像と、前記線分の像と、を含むとさせる視点位置算出プログラム。
17. コンピュータに、
    前記形状データと前記第１計測情報データとに基づいて、前記視点の候補となる複数の候補視点をさらに算出させ、
    前記第１計測情報データに基づいて、評価用形状データをさらに生成させ、
    前記形状データと前記評価用形状データとに基づいて、前記複数の候補視点のそれぞれごとに、前記形状データと前記線分データとの相対的な位置関係に応じた視点評価値をさらに算出させ、
    前記視点評価値に基づいて、前記複数の候補視点から、前記視点を算出させる請求項１６記載の視点位置算出プログラム。
18. コンピュータに、
    前記形状データと前記第１計測情報データとに基づいて、座標軸を算出させ、
    前記座標軸は、前記複数の候補視点を算出する際の基準となる請求項１７記載の視点位置算出プログラム。
19. コンピュータに、
    対象物の３次元形状に表す形状データであって、前記対象物のうちの第１位置及び第２位置に関する情報を含む形状データを取得させ、
    前記第１位置と、前記第２位置と、前記第１位置と前記第２位置とを結び計測の対象となる長さに対応する線分と、に関する線分データを含む第１計測情報データを取得させ、 前記形状データと前記第１計測情報データとに基づいて、前記第１位置と前記第２位置とを含む前記対象物の第１領域の像と、前記線分の像と、を含む第１画像を生成させる画像生成プログラム。