JP2017151744A - 間取り図作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】間取り図を容易に作成することのできる技術を提供する。【解決手段】（ａ）３次元測定装置を用いて室内の３次元点群データを取得する（Ｓ１００）。（ｂ）３次元点群データから室内の３次元モデルを作成する（Ｓ２００）。（ｃ）３次元モデルから室内の間取り図を作成する（Ｓ３００）。ここで、前記（ｂ）工程では、前処理として前記（ａ）工程で取得した３次元点群データに対してフィルタ処理（Ｓ２１０）が行われる。フィルタ処理（Ｓ２１０）が、ダウンサンプリングが行われた３次元点群データに対して、外れ値を除去してから平滑化を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、間取り図作成方法に関する。

特許第５６２０６０３号（特許文献１）には、環境をスキャンして測定するためのレーザスキャナが記載されている。

特許第５６２０６０３号

特許文献１に記載のようなレーザスキャナなどの３次元測定装置を用いて、例えば家屋などの建築物（対象物）の外観について３次元測定を行い、取得した３次元点群データからその建築物の３次元モデルを作成することができる。

ところで、建築物をリフォームする際には建築当時の間取り図（設計図面）が残っていない場合がある。また、古い建築物では、あり合わせの部材を現場で組み合わせるなどし、そもそも間取り図がない場合もある。また、間取り図があったとしても、リフォーム対象の建築物との整合性がない場合、あるいは整合性がとれたとしても経年変化でそれらの寸法が必ずしも一致しない場合もある。そこで、３次元測定装置を用いて建築物の部屋、廊下などの室内（内部）の３次元測定を行うことで、取得した３次元点群データから間取り図を容易に作成することができる。

しかし、建築物の室内の３次元測定を行う際に、例えば家具（タンス、机、椅子など）が室内に設置されたままであると、これが障害物となって壁、天井、床などの内面の寸法を正確に測定することができないという問題がある。このため障害物を除去する必要があるが、３次元測定の前に障害物を撤去するにはそのための工数が必要となり、測定後に３次元測定装置より取得した点群データから障害物を手動で除去する場合には間取り図の作成の段階で除去のための工数が必要になるといった課題があった。

本発明の目的は、室内の間取り図を容易に作成することのできる技術を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面に基づいて順次明らかにしてゆく。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。本発明の一解決手段に係る間取り図作成方法は、（ａ）３次元測定装置を用いて室内の３次元点群データを取得する工程と、（ｂ）前記３次元点群データから前記室内の３次元モデルを作成する工程と、（ｃ）前記３次元モデルから前記室内の間取り図を作成する工程と、を含むことを特徴とする。

ここで、前記（ｂ）工程では、前処理として前記（ａ）工程で取得した前記３次元点群データに対してフィルタ処理が行われ、前記フィルタ処理が、ダウンサンプリングが行われた前記３次元点群データに対して、外れ値を除去してから平滑化を行うことがより好ましい。これによれば、測定誤差が取り除かれた３次元点群データを取得することができる。

また、前記（ａ）工程では、前記測定データとして前記室内の画像データも取得し、前記（ｂ）工程では、前記画像データに対して画像解析処理を行い、前記室内の壁に設けられた設置物を検出して、前記３次元モデルに追加することがより好ましい。これによれば、点群データのみでは認識が困難な壁の設置物も併せて３次元モデルに表すことができる。

また、前記（ｂ）工程では、モデリング処理が行われ、前記モデリング処理は、前記３次元点群データに対して平面領域に分割する処理を行い、分割された複数の平面領域に属する点群データと、平面領域に属しない残存点群データとに分ける工程を含むことがより好ましい。これによれば、室内を構成する平面ごとに領域分割を行うことができる。

また、前記モデリング処理の平面領域に分割する処理は、分割範囲を広げて分割する処理を行った後、分割範囲を広げて分割された平面領域に対して分割範囲を狭めて分割する処理を行うことがより好ましい。これによれば、測定誤差を除去しつつ、詳細な平面領域分割を行うことができる。

また、前記モデリング処理は、前記平面領域に属しない残存点群データに対して曲面領域に分割する処理を行い、分割された複数の曲面領域に属する点群データと、曲面領域に属しない残存点群データとに分ける工程を含むことがより好ましい。これによれば、室内を構成する曲面ごとに領域分割を行うことができる。

また、前記（ａ）工程では、前記測定データとして前記測定装置の位置情報も取得し、前記（ｂ）工程では、前記位置情報を基に複数の前記３次元モデルを位置合わせして連結することがより好ましい。これによれば、室内全体を１回で測定仕切れない場合であっても、連結して室内全体の間取り図を取得することができる。

また、連結された前記３次元モデルに対して、前記測定装置の位置から所定方向における重なっている複数の面から障害物の判定を行うことがより好ましい。これによれば、壁、床、天井と、障害物とを認識することができる。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次のとおりである。本発明の一解決手段に係る間取り図作成方法によれば、室内の間取り図を容易に作成することができる。

本発明の実施形態に係る間取り図作成システムのブロック図である。 本発明の実施形態に係る間取り図作成方法の概略工程フロー図である。 本発明の実施形態に係るフィルタ処理の工程フロー図である。 本発明の実施形態に係る画像解析処理の工程フロー図である。 本発明の実施形態に係るモデリング処理の工程フロー図である。 本発明の実施形態に係る位置合わせ処理の工程フロー図である。 本発明の実施形態に係る図面処理の工程フロー図である。 本発明の実施形態に係る認識処理の工程フロー図である。 本発明の実施形態に係る工程中の間取り図作成方法の説明図である。 図９に続く工程中の間取り図作成方法の説明図である。 図１０に続く工程中の間取り図作成方法の説明図である。 図１１に続く工程中の間取り図作成方法の説明図である。 図１２に続く工程中の間取り図作成方法の説明図である。 図１３に続く工程中の間取り図作成方法の説明図である。 図１４に続く工程中の間取り図作成方法の説明図である。

以下の本発明における実施形態では、必要な場合に複数のセクションなどに分けて説明するが、原則、それらはお互いに無関係ではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細などの関係にある。このため、全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、構成要素の数（個数、数値、量、範囲などを含む）については、特に明示した場合や原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。また、構成要素などの形状に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。

（間取り図作成システム）
本発明の実施形態に係る室内の間取り図作成システム１０について、図１を参照して説明する。図１は、間取り図作成システム１０のブロック図である。なお、本実施形態における室内は、壁と、天井と、床とを備えて構成されるものとする。

間取り図作成システム１０は、測定装置１２を備える。測定装置１２は、間取り図を作成する上で必要な測定データ（情報）を取得、出力するものである。本実施形態に係る測定装置１２は、３次元レーザスキャナ１４などの３次元測定装置と、カメラ１６と、マルチセンサ１８とを備える。

３次元レーザスキャナ１４などの３次元測定装置は、室内の３次元点群データ（単に「点群データ」とも記す）を取得、出力するものである。３次元レーザスキャナ１４は、室内をレーザスキャンした距離データをｘｙｚ座標（立体直交座標）に変換した点群データとして取得、出力する。また、カメラ１６は、室内の画像データを取得、出力するものであり、例えば、室内の水平方向３６０度を何回かに分けて撮影し、画像データを取得、出力する。また、マルチセンサ１８は、３次元レーザスキャナ１４の室内における位置に関する情報を取得、出力するものである。マルチセンサ１８は、例えば、コンパス（屋内地磁気センサ）、加速度センサ、ジャイロ、ハイト（気圧センサ）から構成される。

また、間取り図作成システム１０は、間取り図作成装置２０を備える。間取り図作成装置２０は、測定装置１２から出力されるデータ（情報）を取得し、２次元や３次元の間取り図を作成するものであり、例えば、プログラム（例えばアプリケーション）に従って動作するコンピュータ（例えばタブレット端末）である。間取り図作成装置２０は、フィルタ部２２と、画像解析部２４と、モデリング部２６と、位置合わせ部２８と、図面処理部３０とを備える。間取り図作成装置２０がコンピュータで構成される場合、フィルタ部２２などの各部は、次に示すような機能を実行させるプログラムである。

フィルタ部２２は、３次元レーザスキャナ１４で取得された点群データに対して外れ値を除去するなどのフィルタ処理を行う。また、画像解析部２４は、カメラ１６で取得された画像データから例えば室内のドア、窓などの設置物を検出するための解析処理を行う。また、モデリング部２６は、フィルタ処理済みの点群データなどから室内の３次元モデルなどを取得（作成）するモデリング処理を行う。また、位置合わせ部２８は、例えば２つの３次元モデルなどを連結する位置合わせ処理を行う。また、図面処理部３０は、３次元モデルから３次元間取り図を出力（作成）する出力処理を行う。

ここで、間取り図作成システム１０の使用方法について概略する。測定者（使用者）が測定装置１２と間取り図作成装置２０（例えばタブレット端末）を、測定対象となる例えば一般住宅（建築物）の室内に持ち運ぶ。次いで、測定者は住宅の室内において、測定装置１２を用いて室内を測定する。そして、間取り図作成装置２０は、測定装置１２から随時点群データ、画像データ、マルチセンサ情報を取得する。取得した点群データなどから室内の３次元モデルなどを作成して、間取り図を自動的に作成する。なお、室内全体を１回で測定仕切れない場合は、室内における測定装置１２の設置位置を変えて３次元モデルを作成し、位置合わせ部２８によって連結すればよい。

（間取り図作成方法の概略）
本発明の実施形態に係る間取り図作成方法について、図２を参照して説明する。図２は、間取り図作成方法の概略工程フロー図である。

まず、測定装置１２を用いて室内の点群データ、画像データ、およびマルチセンサ情報（測定装置１２の位置情報など）を含む測定データを取得する（Ｓ１００；一点鎖線囲み）。これら測定データは、間取り図作成装置２０に入力される。次いで、間取り図作成装置２０を用いて点群データを基に室内の３次元モデルを取得（モデリング）する（Ｓ２００；二点鎖線囲み）。次いで、間取り図作成装置２０を用いて３次元モデルを基に室内の間取り図を作成する（Ｓ３００；破線囲み）。このようにして、室内の間取り図を容易に作成することができる。

その際、間取り図作成装置２０では、３次元モデルを取得（モデリング）する前処理として、測定装置１２で取得した点群データに対してフィルタ処理Ｓ２１０が行われる。また、測定装置１２で取得した画像データに対して画像解析処理Ｓ２２０が行われる。そして、前処理が行われた点群データと画像データの解析結果からモデリング処理Ｓ２３０が行われる。これにより、測定した室内の３次元モデルが作成される。この際、画像解析処理Ｓ２２０が行われた画像データから、室内の壁に設けられたドアや窓などの設置物を検出して、３次元モデルに追加することが好ましい。これにより、点群データのみでは認識が困難な壁の設置物も併せて３次元モデルに表すことができる。

１回の測定で室内の３次元モデルが作成される場合もあるが、通常、測定装置１２を用いて室内の複数の場所でオーバーラップしながら測定を行う。このため、２箇所目以降の測定データに対しては位置合わせ処理Ｓ２８０が行われる。この位置合わせでは、測定装置１２で取得した位置情報（マルチセンサ情報）を基に複数の３次元モデルが連結される。これによれば、室内全体を１回で測定仕切れない場合であっても、連結して室内全体の３次元モデルや３次元間取り図を取得することができる。

これらの処理は測定装置１２で測定する度にストリーミング処理で行う。そして、全部の測定が終了したら、各種ＣＡＤ（Computer Aided Design）プログラムで出力可能となるように図面処理Ｓ３２０が行われ、２次元間取り図や３次元間取り図が出力される。

以下では、フィルタ処理Ｓ２１０、画像解析処理Ｓ２２０、モデリング処理Ｓ２３０、位置合わせ処理Ｓ２８０、図面処理Ｓ３２０の各処理工程について詳細に説明する。

（フィルタ処理）
フィルタ処理Ｓ２１０について、図３を参照して説明する。図３は、フィルタ処理Ｓ２１０の工程フロー図である。

フィルタ処理Ｓ２１０では、３次元レーザスキャナ１４から点群データが入力される（Ｓ２１１）。次いで、その点群データに対してダウンサンプリングを行う（Ｓ２１２）。すなわち、点群データの数を減らす（間引く）。これにより、間取り図作成装置２０の処理時間を向上させることができる。次いで、ダウンサンプリングが行われた点群データに対して、外れ値の除去を行う（Ｓ２１３）。例えば、３次元レーザスキャナ１４からのレーザが間取り図作成に不要な光沢面で反射する場合に外れ値となる。次いで、外れ値が除去された点群データに対して平滑化を行う（Ｓ２１４）。これにより、測定誤差が取り除かれた点群データを取得することができる。すなわち、フィルタ処理Ｓ２１０では、フィルタ処理済みの点群データが出力される（Ｓ２１５）。

（画像解析処理）
画像解析処理Ｓ２２０について、図４を参照して説明する。図４は、画像解析処理Ｓ２２０の工程フロー図である。

画像解析処理Ｓ２２０では、カメラ１６から画像データが入力される（Ｓ２２１）。次いで、画像データに対してレンズ歪み補正を行う（Ｓ２２２）。カメラ１６で撮像された画像データにはカメラ１６のレンズにより歪みが発生している。このために、レンズ歪み補正が行われる。次いで、画像データ上のノイズを除去する（Ｓ２２３）。

また、画像解析処理Ｓ２２０では、フィルタ処理Ｓ２１０からフィルタ処理済みの点群データが入力される（Ｓ２２４）。この点群データとノイズが除去された画像データとは、座標系が異なっているので、画像データ座標を点群データの座標系へ座標変換を行う（Ｓ２２５）。これにより、画像データは、３次元座標情報を持つことになる。次いで、画像データに対してエッジ検出を行い、室内のエッジを抽出する（Ｓ２２６）。次いで、ラスターベクター変換を行い、エッジ検出した点を線にする（Ｓ２２７）。すなわち、画像解析処理Ｓ２２０では、点群データの座標系に変換された画像解析処理済みの画像データが出力される（Ｓ２２８）。

（モデリング処理）
モデリング処理Ｓ２３０について、図５を参照して説明する。図５は、モデリング処理Ｓ２３０の工程フロー図である。

モデリング処理Ｓ２３０では、フィルタ処理Ｓ２１０からフィルタ処理済みの点群データが入力される（Ｓ２３１）。次いで、点群データに対して平面領域に分割する処理を行い、分割された複数の平面領域に属する点群データと、平面領域に属しない残存点群データとにグループ分けをする（Ｓ２３２）。これにより、室内を構成する平面ごとに領域分割を行うことができる。次いで、平面領域に属しない残存点群データに対して曲面領域に分割する処理を行い、分割された複数の曲面領域に属する点群データと、曲面領域に属しない残存点群データとに分ける（Ｓ２３３）。これにより、室内を構成する曲面ごとに領域分割を行うことができる。このとき、室内になる例えば小さな障害物は、残存点群データに属している。３次元モデルの取得の際に残存点群データを除去することで、小さな障害物を除去することができる。なお、障害物の除去方法については、後述する。

次いで、分割された複数の平面領域に属する点群データおよび分割された複数の曲面領域に属する点群データに対して空間情報の計算（重心、平面の法線ベクトル、隣接判定）を行い、それぞれの点群データに対応する複数の分割面を取得する（Ｓ２３４）。次いで、複数の分割面のうち隣接する分割面の交線および交点の計算を行う（Ｓ２３５）。

また、モデリング処理Ｓ２３０では、画像解析処理Ｓ２２０から画像解析処理済みの画像データが入力される（Ｓ２３６）。この画像データからドアや窓などの設置物を検出、認識する（Ｓ２３７）。点群データから作成した３次元モデルにはドアや窓の情報が追加される（Ｓ２３８）。

そして、モデリング処理Ｓ２３０では、３次元モデルが作成、出力される（Ｓ２６０）。次いで、作成した３次元モデルから平面図を作成する（Ｓ２６１）。すなわち、モデリング処理Ｓ２３０では、２次元平面図が作成、出力される（Ｓ２６２）。

（位置合わせ処理）
位置合わせ処理Ｓ２８０について、図６を参照して説明する。図６は、位置合わせ処理Ｓ２８０の工程フロー図である。なお、室内において測定装置１２の設置位置を変えて作成された２つの３次元モデルＡ、Ｂ（それぞれに対応する点群データＡ、Ｂ）を位置合わせして連結する場合について説明する。

位置合わせ処理Ｓ２８０では、モデリング処理Ｓ２３０から２つの３次元モデルＡ、Ｂが入力される（Ｓ２８１）。次いで、３次元モデルＡ、Ｂのそれぞれの特徴量を検出する（Ｓ２８２）。また、位置合わせ処理Ｓ２８０では、マルチセンサ１８からマルチセンサ情報が入力される（Ｓ２８３）。このマルチセンサ情報から測定装置１２の位置情報を検出する（Ｓ２８４）。この位置情報は、３次元モデルＡ、Ｂのそれぞれの特徴量をマッチングさせる際の位置の初期値に用いられる。

例えば、３次元モデルＢの特徴量に対して幾何変換を行う。ここでは、３次元モデルＡの特徴量と３次元モデルＢの特徴量に対してマッチング評価関数値を算出し、いくつかのマッチングを試す（Ｓ２８５）。なおマッチング評価関数値はマッチングの度合が高いほど値としては低いものとなる。マッチング評価関数値が最小になった幾何変換を選択する。次いで、マッチング評価関数値が最小になった幾何変換を収束計算により最適化する（Ｓ２８６）。これにより、最適化された幾何変換を取得することができる。すなわち、位置合わせ処理Ｓ２８０では、最適化された幾何変換が出力される（Ｓ２８７）。

また、位置合わせ処理Ｓ２８０では、フィルタ処理Ｓ２１０から２つの処理済みの点群データが入力される（Ｓ２８８）。次いで、３次元モデルＢに対応する点群データＢに対して最適化された幾何変換を行い、３次元モデルＡに対応する点群データＡと合成し、位置合わせを行う（Ｓ２８９）。次いで、合成された点群データＡ、Ｂは、連結した部分の点群密度が濃くなるため、ダウンサンプリングを行う（Ｓ２９０）。すなわち、点群データの数を減らす（間引く）。これにより、位置合わせされた点群データＡ、Ｂを取得することができる。すなわち、位置合わせ処理Ｓ２８０では、位置合わせされた点群データＡ、Ｂが出力される（Ｓ２９１）。

位置合わせされた点群データＡ、Ｂの連結部分に関しては、再度モデリング処理を行う（Ｓ２９２）。次いで、室内における壁、天井、床または障害物のいずれかであるかを認識する処理を行う（Ｓ４００）。この認識処理（Ｓ４００）については、後述する。これにより、位置合わせ処理Ｓ２８０では、位置合わせ及び認識処理をした３次元モデル及び２次元平面図が出力される（Ｓ２９３）。

（図面処理）
図面処理Ｓ３２０について、図７を参照して説明する。図７は、図面処理Ｓ３２０の工程フロー図である。

図面処理Ｓ３２０では、位置合わせ処理Ｓ２８０から３次元モデルや２次元平面図が入力される（Ｓ３２１）。３次元モデルや２次元平面図には測定誤差などが含まれている。このため、３次元モデルや２次元平面図に対して丸め処理を行う（Ｓ３２２）。例えば、規格に合った長さに変換することで誤差を無くすことができる。次いで、例えば工務店が使用しているＣＡＤに入力できるように各種ＣＡＤフォーマットで図面を出力する（Ｓ３２３）。これにより、図面処理Ｓ３２０では、室内の２次元間取り図や３次元間取り図が作成、出力される（Ｓ３２４）。

（障害物の除去処理）
室内に障害物がある場合において、室内の間取り図を作成する際の障害物の除去処理について説明する。

まず、前述したように、平面分割された領域および曲面分割された領域に属する点群データに対応する複数の分割面を取得する際に、障害物を除去することができる。具体的には、大きさが小さい障害物は、平面領域分割や曲面分割領域において、分割した後の残存点群データに含まれる。このため、残存点群データを除去することにより、小さな障害物を除去することができる。

次に、認識処理Ｓ４００による障害物の除去について、図８を参照して説明する。図８は、認識処理Ｓ４００の工程フロー図である。

図８に示す工程では、まず、連結された３次元モデルに対して、重なっている複数の分割面（平面、曲面）を選択する（Ｓ４０１）。次いで、測定装置１２の位置からみてどちらの方向（水平方向、床方向あるいは天井方向の所定方向）か決定する（Ｓ４０２）。

次いで、所定の方向（水平方向、床方向あるいは天井方向）における重なっている分割面（平面、曲面）から障害物の判定を行う。具体的には、水平方向では、障害物の判定をし、壁と障害物を認識し（Ｓ４０３）、障害物とした分割面（平面、曲面）を除去する（Ｓ４０４）。また、床方向では、障害物の判定をし、床と障害物を認識し（Ｓ４０５）、障害物とした分割面（平面、曲面）を除去する（Ｓ４０６）。また、天井方向では、障害物判定をし、天井と障害物を認識し（Ｓ４０７）、障害物とした分割面（平面、曲面）を除去する（Ｓ４０８）。

このような認識処理（Ｓ４０１〜Ｓ４０８）をすべての分割面で行うよう繰り返し処理する（Ｓ４０９）。すべての分割面で認識処理が終了すると、認定処理後の３次元モデルを取得することができる。これによれば、室内から壁、床、天井と、障害物とを認識し、障害物を除去した室内の３次元モデルを作成することができる。

（間取り図作成方法の具体例）
本発明の実施形態に係る間取り図作成方法の一例について、図９〜図１５を参照して具体的に説明する。図９〜図１５は、本発明の実施形態に係る工程中の間取り図作成方法の説明図であり、天井側から床側を視た室内１００を示している。

図９に示すように、間取り図作成対象の室内１００は、ドア１０２（点線）を有し、タンス１０４（破線）が配置されている。ここで、ドア１０２は、出っ張るように室内１００の壁１０６（一点鎖線）からある程度距離があるものとする。室内１００に測定装置１２が設置されて（図１４に設置位置を示す）、室内１００の点群データなどが取得される（Ｓ１００）。そして、測定装置１２で取得された点群データは、間取り図作成装置２０に入力される。間取り図作成装置２０では、その点群データに対してフィルタ処理Ｓ２１０、モデリング処理Ｓ２３０が行われる。

次いで、モデリング処理Ｓ２３０において平面領域分割を行う。ここで、平面領域分割を行うにあたり、法線ベクトルや曲率には測定誤差があるため、すべてが正確な値になっているわけではない。点群データの密度が壁１０６などによって違う場合があるからである。そのため、すべての平面を正確に分割するのが難しい。そこで、分割範囲を広げるように、例えば、法線ベクトル計算の範囲を広げ、ノイズを抑え、スレッショルドを緩くすることで、図１０に示すように、大まかに平面毎（図１０では６つの分割面Ｍ０、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５）の領域に点群データを分割する。なお、壁１０６で囲まれた領域の中心付近に測定装置１２を設置して壁１０６を全周にわたって測定した際、分割面Ｍ５のような直接的に存在を確認できない面が生じることがある。この場合、分割面Ｍ０とＭ４の相対的関係（平行で離れている）と壁面は直角または平行である前提に基づき、図１０の分割面Ｍ５が存在するものとして扱う。

次いで、詳細に平面領域分割を行う。例えば、図１１に示すように、ドア１０２がある壁１０６に分割された分割面Ｍ３の点群データを用いる。この点群データに対して、分割範囲を狭めるように、法線ベクトル計算の範囲を狭めて、スレッショルドをきつくすることで、詳細な平面毎（図１１では、５つの分割面Ｍ３ａ、Ｍ３ｂ、Ｍ３ｃ、Ｍ３ｄ、Ｍ３ｅを示す）の領域に点群データを分割する。これにより、図１２に示すようなドア１０２が検出されて平面領域分割がされた結果を取得することができる。また、分割範囲を広げて分割する処理を行った後、分割範囲を狭めて分割する処理を行うことで、測定誤差を除去しつつ、詳細な平面領域分割を行うことができる。

次いで、分割された複数の平面領域に属する点群データに対しては、空間情報の計算（重心、平面の法線ベクトル、隣接判定）が行われる。具体的には、図１３に示すような領域分割した平面（図１３では、１０の分割面Ｍ０、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ａ、Ｍ３ｂ、Ｍ３ｃ、Ｍ３ｄ、Ｍ３ｅ、Ｍ４、Ｍ５）のそれぞれについて平面の方程式の計算を行う。平面の方程式は、ｘｙｚ座標系の法線ベクトル（ａ、ｂ、ｃ）を用いると、一般にａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０（ｄは定数）と表すことができる。図１３では、分割面Ｍ０、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ａ、Ｍ３ｂ、Ｍ３ｃ、Ｍ３ｄ、Ｍ３ｅ、Ｍ４、Ｍ５のそれぞれに対応する法線ベクトルを示す。次いで、各分割面の平面方程式から、複数の分割面のうち隣接する分割面の交線および交点（図１３では、１０の交点Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９を示す）を求める計算を行う。

次いで、図１３に示すような分割面のうちから、測定装置１２からみて重なっている（測定装置１２を始点とする同一の直線に交差する）ものの分割面を選択する。例えば、水平方向において、重なっている分割面Ｍ０、Ｍ４を選択する。次いで、障害物判定を行う。

具体的には、図１４に示すように、室内１００に配置された測定装置１２の位置（すなわち測定位置）から分割面Ｍ０までの距離ｄ２と、測定装置１２の位置から分割面Ｍ４までの距離ｄ１を計算する。次いで、計算による距離が長い方を壁１０６、短い方をタンス１０４と認識する。ここでは、距離ｄ２が距離ｄ１よりも長いので、分割面Ｍ０を壁１０６、分割面Ｍ４をタンス１０４と認識する。次いで、タンス１０４に対応する分割面Ｍ４を除去し、分割面Ｍ０と分割面Ｍ３ｅが交差するまで壁１０６が存在するものと認識する。次いで、タンス１０４（障害物）と認識した分割面Ｍ４（平面）に隣接し、頂点を共有する分割面Ｍ５（平面）を除去する。なお、障害物判定は、このような距離の違いを主要因として用いるが、例外的に他の要因により判定することもできる。

これにより、図１５に示すような室内１００からタンス１０４が除去された室内１００の３次元モデルを作成することができる。また、この３次元モデルから２次元平面図を作成することができる。その後、図面処理Ｓ３２０を行うことで、ＣＡＤデータとして室内１００の２次元間取り図や３次元間取り図を作成することができる。これにより、例えば、リフォームなどの施工の際に必要な部材の量を算出することができる。また、ＣＡＤデータとして取得することもでき、リフォームなどの際のレイアウト検討を行う際に有用となる。

１０ 間取り図作成システム； １２ 測定装置； １４ ３次元レーザスキャナ；
１６ カメラ； １８ マルチセンサ； ２０ 間取り図作成装置；
２２ フィルタ部； ２４ 画像解析部； ２６ モデリング部；
２８ 位置合わせ部； ３０ 図面処理部； １００ 室内； １０２ ドア；
１０４ タンス； １０６ 壁。

Claims (8)

1. （ａ）測定装置を用いて室内の３次元点群データを含む測定データを取得する工程と、
   （ｂ）前記３次元点群データを基に前記室内の３次元モデルを取得する工程と、
   （ｃ）前記３次元モデルを基に前記室内の間取り図を作成する工程と、
   を含むことを特徴とする間取り図作成方法。
2. 請求項１記載の間取り図作成方法において、
   前記（ｂ）工程では、前処理として前記（ａ）工程で取得した前記３次元点群データに対してフィルタ処理が行われ、
   前記フィルタ処理が、ダウンサンプリングが行われた前記３次元点群データに対して、外れ値を除去してから平滑化を行うことを特徴とする間取り図作成方法。
3. 請求項１または２記載の間取り図作成方法において、
   前記（ａ）工程では、前記測定データとして前記室内の画像データも取得し、
   前記（ｂ）工程では、前記画像データに対して画像解析処理を行い、前記室内の壁に設けられた設置物を検出して、前記３次元モデルに追加することを特徴とする間取り図作成方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の間取り図作成方法において、
   前記（ｂ）工程では、モデリング処理が行われ、
   前記モデリング処理は、前記３次元点群データに対して平面領域に分割する処理を行い、分割された複数の平面領域に属する点群データと、平面領域に属しない残存点群データとに分ける工程を含むことを特徴とする間取り図作成方法。
5. 請求項４記載の間取り図作成方法において、
   前記モデリング処理の平面領域に分割する処理は、分割範囲を広げて分割する処理を行った後、分割範囲を広げて分割された平面領域に対して分割範囲を狭めて分割する処理を行うことを特徴とする間取り図作成方法。
6. 請求項４または５記載の間取り図作成方法において、
   前記モデリング処理は、前記平面領域に属しない残存点群データに対して曲面領域に分割する処理を行い、分割された複数の曲面領域に属する点群データと、曲面領域に属しない残存点群データとに分ける工程を含むことを特徴とする間取り図作成方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の間取り図作成方法において、
   前記（ａ）工程では、前記測定データとして前記測定装置の位置情報も取得し、
   前記（ｂ）工程では、前記位置情報を基に複数の前記３次元モデルを位置合わせして連結することを特徴とする間取り図作成方法。
8. 請求項７記載の間取り図作成方法において、
   連結された前記３次元モデルに対して、前記測定装置の位置から所定方向における重なっている複数の面から障害物の判定を行うことを特徴とする間取り図作成方法。

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