JP2024518862A - 施工検証システム、方法およびコンピュータプログラム製品 - Google Patents

Abstract

システムは、電子距離測定（ＥＤＭ）機器を有する測定デバイスと、ＥＤＭ機器に結合された少なくとも１つのプロセッサとを含む。少なくとも１つのプロセッサは、設計モデルに対して測定デバイスをローカライズし、測定デバイスは、測定ロケーションに物理的に位置し、設計モデルにおける少なくとも１つの設計要素について、複数のサンプル方向を自動的に生成し、複数のサンプル方向において測定を自動的に行うようにＥＤＭ機器を制御し、少なくとも１つの設計要素の形状および測定の測定データに基づいて、少なくとも１つの設計要素と、少なくとも１つの設計要素に対応する少なくとも１つのオブジェクトとの間の関係を示す検証結果を生成し、出力するように構成される。

Description

関連出願
本出願は、２０２０年１２月１日に出願された米国仮出願第６３／１１９，８９２号の優先権を主張し、この米国仮出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。

最高仕様の建物施工プロジェクトは、適当な施工を保証するために非常に正確な測定を必要とする。構成要素によっては、１／４インチ、１／８インチ、または更には１／１６インチ未満の許容可能な設置誤差を有することが多く、これらの公差が満たされない場合、望ましくない結果になり得る。施工ミスは、毎年数千億ドルのコストとなる。したがって、設備の設計モデルに対する、完成した（ａｓ－ｂｕｉｌｔ）設備、設備の要素またはオブジェクトの物理的な配置の精度を検証するために、検証システムが施工において使用される。

本開示の態様は、以下の詳細な説明を添付の図と共に読めば、最も良く理解される。当業界における標準的な慣行に従って、様々な特徴が縮尺通りに描かれていないことに留意されたい。実際に、様々な特徴の寸法は、論考の明確さのために、増加または低減されていることがある。

図１Ａは、いくつかの実施形態による測定デバイスの概略的な斜視図である。

図１Ｂは、いくつかの実施形態による、測定デバイスを備える検証システムの概略ブロック図である。

図２は、いくつかの実施形態による、測定デバイスを使用する検証方法のフローチャートである。

図３Ａは、いくつかの実施形態による、シーン内の、および設計モデル内の測定デバイスを概略的に示す図である。

図３Ｂは、いくつかの実施形態による拡張現実（ＡＲ）画像を概略的に示す図である。

図３Ｃは、いくつかの実施形態による、１つまたは複数のサンプル方向の修正を概略的に示す図である。

図３Ｄは、いくつかの実施形態による、サンプル方向に沿った自動測定を概略的に示す図である。

図３Ｅは、いくつかの実施形態による、識別可能な点の手動測定を概略的に示す図である。

図３Ｆは、いくつかの実施形態による、検証されている設計要素に関連付けられた測定データの表示を概略的に示す図である。

図３Ｇは、いくつかの実施形態による例示的な検証結果を概略的に示す図である。

図４は、いくつかの実施形態による、測定デバイスを使用する検証方法のフローチャートである。

図５は、いくつかの実施形態による、多角形メッシュと多角形メッシュにおける多角形の中心とを概略的に示す図である。

図６Ａは、いくつかの実施形態による、設計要素が投影される投影平面上の潜在的なサンプル方向点を決定するための例を概略的に示す図である。

図６Ｂは、いくつかの実施形態による、設計要素が投影される投影平面上の潜在的なサンプル方向点を決定するための更なる例を概略的に示す図である。

図７Ａは、いくつかの実施形態による、サンプル方向点およびサンプル方向を決定するための例における様々な段階を概略的に示す図である。
図７Ｂは、いくつかの実施形態による、サンプル方向点およびサンプル方向を決定するための例における様々な段階を概略的に示す図である。
図７Ｃは、いくつかの実施形態による、サンプル方向点およびサンプル方向を決定するための例における様々な段階を概略的に示す図である。
図７Ｄは、いくつかの実施形態による、サンプル方向点およびサンプル方向を決定するための例における様々な段階を概略的に示す図である。
図７Ｅは、いくつかの実施形態による、サンプル方向点およびサンプル方向を決定するための例における様々な段階を概略的に示す図である。

以下の開示は、提供されている主題の異なる特徴を実装するための、多くの異なる実施形態または例を提供する。構成要素、材料、値、工程、動作、材料、構成などの特定の例が、本開示を簡略化にするために下記に説明される。これらは、当然ながら、例にすぎず、限定するようには意図されていない。他の構成要素、値、動作、材料、構成などが想定される。また、本開示は、様々な例において参照符号および／または文字を繰り返すことがある。この繰り返しは、単純さおよび明確さの目的のためであり、それ自体が、論じられている様々な実施形態および／または構成間の関係を指示するものではない。

更に、「の下」、「の下方」、「より下側」、「の上」、「より上側」などの空間的に相対的な用語は、図に例示されるような、１つの要素または特徴の、別の要素または特徴との関係を説明するために、説明の容易さのために本明細書において使用され得る。空間的に相対的な用語は、図に描かれた向きに加えて、使用時または動作時におけるデバイスの異なる向きを包含するように意図されている。装置は、別の方向に向けられ（９０度または他の向きに回転され）てもよく、本明細書において使用される空間的に相対的な記述子は、同様に適宜解釈され得る。

１つまたは複数の実施形態は、設備の設計モデルに対する、完成した設備（本明細書において「物理的構造」とも称される）、設備の要素またはオブジェクトの物理的な配置の精度を検証するために、施工現場で使用するための方法、システム、および／またはコンピュータプログラム製品を提供する。少なくとも１つの実施形態において、方法、システム、および／またはコンピュータプログラム製品は、建築済みの状況において、３Ｄモデルと現実とをフォレンジックにチェックするために使用される。いくつかの実施形態に関連付けられた様々な特徴が、ここで述べられることになる。そのような説明に先立って、少なくともいくつかの実施形態に対して適用可能な用語の用語集が提供される。

シーン：いくつかの実施形態によれば、シーン（Ｓｃｅｎｅ）（本明細書において「シーン（ｓｃｅｎｅ）」とも称される）は、測定デバイスが使用されるべき領域における物理的な可視オブジェクトのセットを、各オブジェクトのロケーションと共に含み、または、これらを指す。例えば、図書館内部のシーンは、壁、窓、本棚、本、および机、すなわち、その図書館内の可視の物理的オブジェクトを含むことになる。

オブジェクト：いくつかの実施形態によれば、オブジェクト（Ｏｂｊｅｃｔ）（本明細書において「オブジェクト（ｏｂｊｅｃｔ）」または「完成したオブジェクト」とも称される）は、シーン内の物理的要素である。いくつかの実施形態において、オブジェクトは、施工期間中に実装または施工される。オブジェクトの例は、Ｉビーム、パイプ、壁、ダクト、ドアなどを含むが、これらに限定されない。

仮想モデル：いくつかの実施形態によれば、仮想モデル（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｍｏｄｅｌ）（本明細書において「仮想モデル（ｖｉｒｔｕａｌ ｍｏｄｅｌ）」とも称される）は、それらのオブジェクトの幾何形状を説明する、１つまたは複数の物理的オブジェクトのデジタル表現である。いくつかの実施形態において、仮想モデルは、二次元（２Ｄ）図面または三次元（３Ｄ）図面である。いくつかの実施形態において、仮想モデルは、１つまたは複数のオブジェクトのセットの境界または境界の一部を説明する、１つまたは複数の面の集合である。例えば、立方体の上面および下面を含有する仮想モデルは、立方体の境界の一部を説明する仮想モデルとなる。同様に、立方体の６つの面全てを含有する仮想モデルは、立方体の境界全体を説明する３Ｄモデルとなる。少なくとも１つの実施形態において、仮想モデルは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）、境界表現（Ｂ－Ｒｅｐ：Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）、空間領域構成法（ＣＳＧ：Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ Ｓｏｌｉｄ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ）、建築情報モデリング（ＢＩＭ：Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）、２Ｄ図面などを含むが、これらに限定されない、１つまたは複数のフォーマットにおいてオブジェクトを提示し得る。仮想モデルは、１つまたは複数のオブジェクトの全部または一部を表現するために使用される多角形メッシュも含み得る。仮想モデルは、１つまたは複数の物理的オブジェクトのデジタル体積表現、例えば、占有グリッドマップまたは多面体メッシュなどであってもよい。幾何形状のデジタル表現は、仮想モデルを含み得る。

シーンモデル：いくつかの実施形態によれば、シーンモデル（Ｓｃｅｎｅ Ｍｏｄｅｌ）（本明細書において「シーンモデル（ｓｃｅｎｅ ｍｏｄｅｌ）」とも称される）は、シーンの幾何形状を説明する仮想モデルである。少なくとも１つの実施形態において、シーンモデルは、シーンの形状および物理的寸法を正確に反映し、そのシーンにおいて可視のオブジェクトの位置を正確に反映する。

設計モデル：いくつかの実施形態によれば、設計モデル（Ｄｅｓｉｇｎ Ｍｏｄｅｌ ）（本明細書において「設計モデル（ｄｅｓｉｇｎ ｍｏｄｅｌ）」とも称される）は、シーンにおいて構築または実装されるべき物理的構造の幾何形状を説明する仮想モデルである。例えば、単純な正方形の部屋の設計モデルは、全てが縮尺通りであり、かつ、どのように建物が施工されるべきかについての設計者の意図を正確に描いた、４つの壁、床、および天井のデジタル表現を含み得る。いくつかの実施形態によれば、設計モデルは、シーンモデルと同じ作業座標系において存在する。

設計要素：いくつかの実施形態によれば、設計要素（Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ）（本明細書において「設計要素（ｄｅｓｉｇｎ ｅｌｅｍｅｎｔ）」または「設計通りの（ａｓ－ｄｅｓｉｇｎｅｄ）オブジェクト」とも称される）は、設計モデルの少なくとも一部であり、設計モデルに対応する物理的構造における対応するオブジェクト（または「完成したオブジェクト」）の幾何形状を説明する。

１つまたは複数の実施形態において、シーンは、１つまたは複数の物理的構造を含む。各物理的構造は、１つまたは複数のオブジェクト（または完成したオブジェクト）を含み、対応する設計モデルに従って実装または施工される。設計モデルは、１つまたは複数の設計要素を含む。各設計要素は、物理的構造における完成したオブジェクトに対応する、設計通りのオブジェクトである。少なくとも１つの実施形態において、物理的構造において互いに結合された複数のオブジェクトは、単一のオブジェクトとして検証され、対応する設計モデルにおける対応する複数の設計要素は、単一のオブジェクトを検証するための単一の設計要素としてまとめて考慮される。物理的構造、オブジェクト、対応する設計モデル、および対応する設計要素の特定の非限定的な例が、図３Ｆに関して説明される。

ローカライゼーション（またはローカライジング）：いくつかの実施形態によれば、測定デバイスのローカライゼーション（Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ）（本明細書において「ローカライゼーション（ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ）」とも称される）は、シーンモデルまたは設計モデルによって使用される作業座標系に従って、その測定デバイスの２Ｄロケーションまたは３Ｄロケーション（本明細書において「仮想デバイスロケーション」とも称される）を決定する処理を指す。作業座標系は、シーンモデルまたは設計モデルにおいて、設計通りのオブジェクトを説明するために使用可能な任意の座標系であってよい。少なくとも１つの実施形態において、作業座標系は、シーンモデルまたは設計モデルが生成および／またはロードされる場合にシーンモデルまたは設計モデルが表現される、予め定義された座標系とは異なる。例えば、予め定義された座標系は、デカルト座標系であるのに対して、作業座標系は、予め定義されたデカルト座標系の原点からシフトされた原点を有する球面座標系またはデカルト座標系である。少なくとも１つの実施形態において、２つ以上の作業座標系が使用されてもよい。少なくとも１つの実施形態において、作業座標系は、予め定義された座標系と同じである。

測定データ：いくつかの実施形態によれば、測定データ（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｄａｔａ）（本明細書において「測定データ（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｄａｔａ）」とも称される）は、１つまたは複数の測定を行う測定デバイスによって取得されたデータを指す。

データインターフェース：いくつかの実施形態によれば、データインターフェース（Ｄａｔａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（本明細書において「データインターフェース（ｄａｔａ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）」とも称される）は、データがコンピュータシステムへおよび／またはコンピュータシステムからロードされることを可能にするコンピュータシステムの一部を含む。いくつかの実施形態において、ネットワークインターフェースは、データインターフェースとして動作し、データが有線ネットワークまたは無線ネットワークにわたってロードされることを可能にする。いくつかの実施形態において、入力／出力インターフェースまたはデバイスは、データインターフェースとして動作する。いくつかの実施形態において、リムーバブルメモリデバイスまたはリムーバブルメモリ媒体は、データインターフェースとして動作し、デバイスを取り付けることによって、または媒体をロードすることによって、データがロードされることを可能にする。いくつかの実施形態において、データは、コンピュータシステムにおける記憶デバイス、例えば、ハードディスクに予めロードされ、記憶デバイスは、データインターフェースとして動作する。例示的な実施形態のこのリストは、排他的ではなく、データインターフェースの他の形態が、更なる実施形態において現われる。

トータルステーション：いくつかの実施形態によれば、トータルステーションは、特定の測定方向において電子距離測定（ＥＤＭ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）を行い、測定結果を返すように指示され得るデバイスである。いくつかの実施形態において、測定結果は、測定方向の角度の向き、および測定方向におけるトータルステーションから測定された点までの距離を含む。

いくつかの実施形態において、測定デバイスは、設計モデルに対してローカライズされる。設計モデルにおける設計要素は、検証のために選択される。複数のサンプル指示は、選択された設計要素のために自動的に生成される。測定デバイスは、サンプル方向において測定を自動的に行い（本明細書において「撮影する（ｓｈｏｏｔ）」とも称される）、測定の測定データを収集するように制御される。測定データに基づいて、選択された設計要素に対応する完成したオブジェクトが正確に設置されているか否かが検証される。完成したオブジェクトと対応する設計通りのオブジェクトとの間のロケーションおよび／または向きにおける差異が、対応する所定の許容可能な設置誤差より大きい場合、完成したオブジェクトは、不正確に設置されている。いくつかの実施形態において、許容可能な設置誤差または公差は、完成したオブジェクトのロケーションと設計通りのオブジェクトのロケーションとの間の逸脱に関連するロケーション誤りと、完成したオブジェクトの形状と設計通りのオブジェクトの形状との間の逸脱に関連する形状誤差との両方をカバーする。いくつかの実施形態において、対応する設計通りのオブジェクトと完成したオブジェクトとの間の荒いアライメント、１つまたは複数のサンプル方向の修正、検証精度を改善するための手動撮影、サンプル方向を生成または決定するための選択可能なアルゴリズムおよび／またはアプローチ、対応する設計通りのオブジェクトおよび完成したオブジェクトを一致またはマッピングさせるための選択可能なアルゴリズムおよび／またはアプローチ、複数の測定ロケーションから同じ完成したオブジェクトを検証することなどを含むが、これらに限定されない、検証プロセスをカスタマイズするための１つまたは複数のオプションが、ユーザに提供される。

少なくとも１つの実施形態において、測定デバイスは、トータルステーションなどの電子距離測定（ＥＤＭ）デバイスである。他のアプローチは、レーザスキャナなどの高度な測量機器を使用する。典型的なレーザスキャナは、シーン全体にわたって分散される数千回の測定、更には数百万回の測定を行う間に、レーザビーム方向をあるパターンで急速に回転させることによって、ポイントクラウドデータを生成する。この過剰な量のデータは、算出負荷および／または処理時間の増加を必要とする。レーザスキャナは、非常に専門熟練した運用者を必要とし、施工プロジェクトではめったに使用されない高価な機器である。対照的に、トータルステーションは、撮影方向において単一の距離測定を行い、測定は、ユーザによって指示され得る。ビームステアリング機構は、トータルステーションのビームを特定の方向に、または特定の方向のセットに向けるために利用される。トータルステーションのコストは、典型的には、レーザスキャナのコストの約半分である。トータルステーションを使用することは、熟練した運用者を必要とするが、必要とされるスキルセットは、トータルステーションがユビキタスツールである施工現場において比較的一般的である。結果として、少なくとも１つの実施形態において、施工検証のためにトータルステーションなどのＥＤＭデバイスを使用することによって、レーザスキャナを使用する他のアプローチよりも、はるかに少ない測定、より少ない処理時間、より低い算出要件で、高精度の検証を達成することが可能である。

施工検証のためにトータルステーションを使用する更なるアプローチは、モデルから識別可能なポイントの座標を読み取り、現場での対応するポイントに手動で照準を合わせて撮影し、設置誤差を検出するために差異を算出する手動処理を伴う。典型的には、一度に１つのオブジェクトが検証可能である。そのような処理は遅く、誤りを起こしやすく、回転設置誤差をカバーしない。対照的に、施工検証のためにトータルステーションなどのＥＤＭデバイスを使用する少なくとも１つの実施形態において、処理は、トータルステーションが自動的に照準を合わせて撮影するように制御される状態で、完全に自動化され、収集された測定データは、設置の精度または精度の欠如を報告するために自動的に処理される。結果として、１つまたは複数の実施形態において、検証処理は、高速であり、並進および回転に関する完全な３Ｄ報告を提供し、複数のオブジェクトを直ちにバッチ処理することを可能にする。いくつかの実施形態の１つまたは複数の他の利点が、本明細書において更に説明される。

図１Ａは、いくつかの実施形態による測定デバイス１００の概略的な斜視図である。少なくとも１つの実施形態において、測定デバイス１００は、トータルステーションを備える。

測定デバイス１００は、支持部１０１、支持部１０１に回転可能に支持された基部１０２、基部１０２上のブラケット１０３、およびブラケット１０３によって回転可能にサポートされたハウジング１０４を備える。図１Ａにおける例示的な構成において、支持部１０１は、三脚を備える。他の支持部構成は、様々な実施形態の範囲内である。基部１０２は、矢印１０５によって示されるように、垂直軸の周りを回転可能なように支持部１０１に支持される。いくつかの実施形態において、基部１０２は、３６０度完全に回転可能である。ブラケット１０３は、例えば、Ｕ字型ブラケットである。ハウジング１０４は、矢印１０６によって示されるように、水平軸の周りを回転可能なようにブラケット１０３によって支持される。ハウジング１０４は、図１Ｂに関して説明されるように、測定デバイス１００の様々な構成要素をその内部に収容し、または支持する。ハウジング１０４は、開口部または透明なカバーもしくはレンズ１０７を備え、この開口部または透明なカバーもしくはレンズ１０７を通って測定信号が出射され、返された測定信号が、測定方向（本明細書において「撮影方向」とも称される）１０８に沿って受け取られる。撮影方向１０８は、垂直軸の周りの基部１０２の回転および／または水平軸の周りのハウジング１０４の回転によって、制御および決定される。ハウジング１０４は、開口部または透明なカバーもしくはレンズ１０９を備え、この開口部または透明なカバーもしくはレンズ１０９を通じて、ハウジング１０４内のカメラ（図１Ｂに関して説明される）が、撮影方向１０８における画像をキャプチャする。

図１Ｂは、いくつかの実施形態による、測定デバイス１００を備える検証システム１１０の概略ブロック図である。いくつかの実施形態において、測定デバイス１００は、検証システム１１０を単独で定義する。少なくとも１つの実施形態において、検証システム１１０は、測定デバイス１００と、測定デバイス１００に結合された外部コンピュータシステム１３０とを備える。

図１Ｂにおける例示的な構成において、測定デバイス１００は、バス１２１によって互いに結合される、ハードウェア中央処理ユニット（ＣＰＵ）またはプロセッサまたはコントローラ１１１、メモリ１１２、記憶デバイス１１３、ディスプレイ１１４、１つまたは複数の入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースまたはデバイス１１５、ネットワークインターフェース１１６、１つまたは複数の回転センサ１１７、ＥＤＭ機器１１８、カメラ１１９、ならびに、ロボットおよび／またはモータ１２０を含むコンピュータシステムを備える。いくつかの実施形態において、測定デバイス１００の説明される構成要素は、ハウジング１０４内に収容され、またはハウジング１０４によって支持され、ハウジング１０４と共に動く。

いくつかの実施形態において、ＣＰＵ１１１は、例えば、メモリ１１２および／または記憶デバイス１１３に記憶された、情報および／または命令を処理する。いくつかの実施形態において、ＣＰＵ１１１は、１つまたは複数の個別の処理ユニットを備える。１つまたは複数の実施形態において、ＣＰＵ１１１は、分散処理システム、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、および／または適切な処理ユニットである。１つまたは複数の実施形態において、説明される処理および／または方法および／または動作の一部または全部は、２つ以上のコンピュータシステムにおいて、および／または２つ以上のプロセッサもしくはＣＰＵ１１１によって、実装される。

いくつかの実施形態において、メモリ１１２および／または記憶デバイス１１３は、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含む。いくつかの実施形態において、メモリ１１２および／または記憶デバイス１１３は、揮発性コンピュータ可読記憶媒体および／または不揮発性コンピュータ可読記憶媒体を含む。メモリ１１２および／または記憶デバイス１１３の例は、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、および／または半導体のシステム（または装置またはデバイス）、例えば、半導体またはソリッドステートメモリ、磁気テープ、取り外し可能なコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、リジッド磁気ディスク（ハードディスクドライバまたはＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）および／または光ディスクなどを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、メモリ１１２は、ＣＰＵ１１１によって実行されるべき命令セットを記憶する。いくつかの実施形態において、メモリ１１２は、ＣＰＵ１１１によって実行されるべき命令の実行期間中に、一時的な変数または他の中間情報を記憶するためにも使用される。いくつかの実施形態において、説明される工程、動作、方法、および／またはタスクのうちの１つまたは複数をＣＰＵ１１１に行わせるための命令は、メモリ１１２内に位置し得る。いくつかの実施形態において、これらの命令は、代替的に、ディスク（例えば、記憶デバイス１１３）からロードされ、および／または遠隔のネットワーク接続されたロケーションから取り出され得る。いくつかの実施形態において、命令は、サーバに存在し、データインターフェースを用いたデータ接続を介して、サーバにアクセス可能であり、および／またはサーバからダウンロード可能である。いくつかの実施形態において、データ接続は、例えば、インターネットを用いて確立された有線通信路または無線通信路を含み得る。

いくつかの実施形態において、メモリ１１２は、本明細書において説明される動作を実装するための、１つまたは複数の実行可能なモジュールを含む。いくつかの実施形態において、メモリ１１２は、検証モジュール１２２を含む。いくつかの実施形態において、検証モジュール１２２は、ＣＰＵ１１１などの１つまたは複数のプロセッサに、本明細書において説明される施工検証処理に関して説明される、１つまたは複数の動作、方法、および／またはタスクを行わせるためのソフトウェアまたは実行可能な命令を含む。いくつかの実施形態において、検証モジュール１２２は、外部コンピュータシステム１３０内に記憶され、外部コンピュータシステム１３０によって実行される。そのような動作、方法、および／またはタスクの例は、例えば、図２～図７Ｅのうちの１つまたは複数に関連して、以下でより詳細に論じられる。検証モジュール１２２は例として提供されていることが留意されるべきである。いくつかの実施形態において、付加的なモジュール、例えば、オペレーティングシステムまたはグラフィカルユーザインターフェースモジュールなども含まれる。モジュールの機能は組み合わされてもよいことが認識されるべきである。また、モジュールの機能は、単一の測定デバイス上で行われる必要はない。代わりに、機能は、必要に応じて、ネットワークにわたって分散されてもよい。実際には、いくつかの実施形態は、様々な構成要素がクライアント側および／またはサーバ側において実装されているクライアント／サーバ環境において実装される。

いくつかの実施形態において、メモリ１１２および／または記憶デバイス１１３は、静的メモリ記憶デバイスおよび／または動的メモリ記憶デバイス、例えば、フラッシュドライブ、ＳＳＤ、メモリカード、ハードドライブ、光学ドライブおよび／または磁気ドライブ、ならびに情報および／または命令を記憶するための同様の記憶デバイスなどを備える。いくつかの実施形態において、静的メモリおよび／もしくは動的メモリメモリ１１２ならびに／または記憶デバイス１１３は、測定デバイス１００に取り外し可能に接続されるように構成される。いくつかの実施形態において、設計モデルを説明するデータは、取り外し可能な媒体（記憶デバイス１１３など）をメモリ１１２にロードすることによって、あるいは、取り外し可能な静的なメモリおよび／もしくは動的メモリ１１２ならびに／または記憶デバイス１１３、例えば、フラッシュドライブ、ＳＳＤ、メモリカード、ハードドライブ、光学および／または磁気ドライブ等を測定デバイス１００に取り付けることによって受け取られる。いくつかの実施形態において、測定データは、図１Ｂに例示されるように、バス１２１を介してＥＤＭ機器１１８から受け取られる。少なくとも１つの実施形態における、測定データは、ネットワークインターフェース１１６または入力／出力インターフェースもしくはデバイス１１５を通じて、ＥＤＭ機器１１８から受け取られる。

ディスプレイ１１４の例は、ユーザに対して情報を表示するための、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ブラウン管（ＣＲＴ）、タッチ画面、または他のディスプレイ技術を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、ディスプレイ１１４は、測定デバイス１００の一部として含まれない。いくつかの実施形態において、測定デバイス１００は、ディスプレイ１１４に取り外し可能に接続されるように構成される。

入力／出力インターフェースまたはデバイス１１５の例は、ＣＰＵ１１１へ情報およびコマンドを通信するためのキーボード、キーパッド、マウス、トラックボール、トラックパッド、タッチスクリーン、および／またカーソル方向キーを含むが、これらに限定されない。

ネットワークインターフェース１１６は、回路構成を備え、ネットワーク（図示せず）に対する接続性を提供し、それによって、測定デバイス１００が、例えば、外部コンピュータシステム１３０と通信することによって、ネットワーク接続された環境において動作することを可能にする。いくつかの実施形態において、測定デバイス１００は、ネットワークインターフェース１１６および／または入力／出力インターフェースもしくはデバイス１１５を通じて、データおよび／または命令を受け取るように構成される。いくつかの実施形態において、ネットワークインターフェース１１６は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）、ＷＩＦＩ、ＷＩＭＡＸ、ＧＰＲＳ、ＬＴＥ、５Ｇ、もしくはＷＣＤＭＡ（登録商標）などの１つもしくは複数の無線ネットワークインターフェース、および／または、ＥＴＨＥＲＮＥＴ、ＵＳＢ、もしくはＩＥＥＥ－１３６４などの１つもしくは複数の有線ネットワークインターフェースを含む。

回転センサ１１７は、基部１０２およびハウジング１０４の角度位置をそれらのそれぞれの回転において検出するように構成される。回転センサ１１７によって検出された角度位置は、３Ｄ空間における撮影方向１０８を一意に識別する。回転センサ１１７の例は、加速度センサ、回転検出器などを含むが、これらに限定されない。少なくとも１つの実施形態において、測定デバイス１００は、エコロケーションセンサ（例えば、ソナーデバイス）、全地球測位システム（ＧＰＳ）レシーバ、慣性測定ユニット（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）、コンパス、高度計、ジャイロスコープなどを含むが、これらに限定されない、１つまたは複数の他のセンサを更に含む。

ＥＤＭ機器１１８は、撮影方向１０８における測定デバイス１００とオブジェクトとの間の距離を測定するように構成される。少なくとも１つの実施形態において、ＥＤＭ機器１１８は、撮影方向１０８に沿って測定信号を出射するための信号ソースと、オブジェクトから反射された、返された測定信号を検出するための信号センサとを備える。測定デバイス１００からオブジェクトまでの距離は、測定信号の飛行時間および速度に基づいて、ＥＤＭ機器１１８自体によって、またはＣＰＵ１１１などのプロセッサによって、決定される。いくつかの実施形態において、測定信号は、レーザ光線を含み、ＥＤＭ機器１１８は、レーザ光源と光学センサとを備える。レーザ以外の測定信号は、様々な実施形態の範囲内である。測定信号飛行時間以外の原理に基づいたＥＤＭは、様々な実施形態の範囲内である。

カメラ１１９は、図１Ａに関して説明されるように、撮影方向１０８における画像をキャプチャするように構成される。図１Ａにおける例示的な構成において、カメラ１１９のレンズ１０９の光学軸は、ＥＤＭ機器１１８の撮影方向１０８に対してオフセットされ、潜在的にパララックスをもたらす。付加的に、または代替的に、カメラ１１９は、広角レンズまたは「魚眼」レンズを有し、カメラ１１９によってキャプチャされた画像に視覚的な歪みを導入し得る。パララックスおよび／または歪みの場合には、例えば、図３Ｂに関して説明されるような、設計要素の拡張現実感（ＡＲ）レンダリングは、カメラ１１９によってキャプチャされた画像における歪みと一致するように算出されること／歪められることが可能である。付加的に、または代替的に、カメラ１１９によってキャプチャされた画像は、歪みを除去するように処理されることが可能である。いくつかの実施形態において、カメラ１１９は、ＥＤＭ機器１１８の撮影方向１０８と共軸になるように構成されて、パララックスを回避する。カメラ１１９の例は、電荷結合素子（ＣＣＤ）画像センサ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）画像センサなどを含むが、これらに限定されない。少なくとも１つの実施形態において、カメラ１１９は、測定デバイス１００から省略される。

ロボットおよび／またはモータ１２０は、ＣＰＵ１１１などのプロセッサによって命令される方向へ撮影方向１０８を向けるように構成される。例えば、ロボットおよび／またはモータ１２０は、ＣＰＵ１１１から提供されるサンプル方向に関する命令に従って、基部１０２を支持部１０１に対して回転させ、および／またはハウジング１０４をブラケット１０３に対して回転させ得る。撮影方向１０８が、ＣＰＵ１１１によって命令されたサンプル方向における到達した場合、ロボットおよび／またはモータ１２０は、説明された回転を停止し、ＥＤＭ機器１１８および／またはカメラ１１９は、測定を行うように、および／または画像をキャプチャするように制御される。いくつかの実施形態において、ロボットおよび／またはモータ１２０と、基部１０２、ブラケット１０３およびハウジング１０４を有する回転支持部との組み合わせは、ビームステアリング機構と称される。付加的に、または代替的に、撮影方向１０８は、ＥＤＭ機器１１８の光学システムにおける、ミラー、プリズムなどの１つまたは複数の光学構成要素を動かすことによって、光学的に制御またはステアリングされる。付加的に、または代替的に、撮影方向１０８は、例えば、いくつかの実施形態において、フェーズドアレイと称される、複数のレーザエミッタの相対的位相を変更することによって、電子的に制御またはステアリグされる。実世界空間における撮影方向１０８の角度の向きは、基部１０２、ブラケット１０３および／もしくはハウジング１０４の回転角によって、ならびに／またはＥＤＭ機器１１８における光学ステアリングによって、ならびに／またはＥＤＭ機器１１８における電子ステアリングによって、決定される。いくつかの実施形態において、撮影方向１０８の角度の向きは、ＥＤＭ機器１１８によって出力される測定結果に含まれる。

バス１２１または別の同様の通信機構は、ＣＰＵ１１１、メモリ１１２、記憶デバイス１１３、ディスプレイ１１４、入力／出力インターフェースまたはデバイス１１５、ネットワークインターフェース１１６、回転センサ１１７、ＥＤＭ機器１１８、カメラ１１９、ならびにロボットおよび／またはモータ１２０などの、測定デバイス１００の構成要素間で、情報を転送する。いくつかの実施形態において、情報は、例えば、インターネットを用いて確立された有線通信路または無線通信路などの通信ネットワークを介して、測定デバイス１００の構成要素のうちののいくつかの間で、または測定デバイス１００の構成要素内で、転送される。

外部コンピュータシステム１３０は、測定デバイス１００に関して説明されたコンピュータシステムと同様のコンピュータシステムを備える。少なくとも１つの実施形態において、外部コンピュータシステム１３０は、少なくとも、プロセッサ、メモリ、およびネットワークインターフェースまたはＩ／Ｏデバイスを備える。外部コンピュータシステム１３０の例は、ラップトップコンピュータ、タブレット、スマートフォンなどを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、計算、決定、制御などの、本明細書において説明されるＣＰＵ動作のうちの１つまたは複数または全部は、ＣＰＵ１１１、外部コンピュータシステム１３０のＣＰＵ、または両方によって行われる。いくつかの実施形態において、本明細書において説明されるディスプレイ動作のうちの１つまたは複数または全部は、ディスプレイ１１４、外部コンピュータシステム１３０のディスプレイ、または両方によって行われる。いくつかの実施形態において、例えば、本明細書において説明されるような、ユーザ入力を受け取るためのＩ／Ｏ動作のうちの１つまたは複数または全部は、入力／出力インターフェースもしくはデバイス１１５、外部コンピュータシステム１３０の入力／出力インターフェースもしくはデバイス、または両方によって行われる。

本明細書において説明されるように、少なくとも１つの実施形態において、測定デバイス１００は、トータルステーションを備える。少なくとも１つの実施形態において、トータルステーションまたはトータルステーションセオドライトは、建物施工を調査および検証するために使用される電子／光学機器である。１つまたは複数の実施形態において、トータルステーションは、垂直角と水平角との両方、および機器から特定のポイントまでの傾斜距離を測定するための電子距離計（例えば、ＥＤＭ機器）に一体化された電子トランシットセオドライトと、データを収集し、三角測量計算を行うためのオンボードコンピュータとを備える。１つまたは複数の実施形態において、ロボット式トータルステーションまたは電動トータルステーションは、運用者が、遠隔制御を介して、遠くから機器を制御することを可能にする。これは、運用者が再帰反射器を保持し、観測ポイントから機器を制御するので、アシスタント職員の必要をなくす。いくつかの実施形態において、電動トータルステーションは、自動電動トータルステーションとして知られている自動セットアップにおいても使用されることが可能である。測定デバイス１００が、ソフトウェアまたは運用者によって制御可能な特定の撮影方向における測定を行うように構成される限り、測定デバイス１００についての他の構成は、様々な実施形態の範囲内である。これは、広範囲の方向において測定データを走査およびキャプチャするレーザスキャナと対照的である。

図２は、いくつかの実施形態による、測定デバイスを使用する検証方法２００のフローチャートである。いくつかの実施形態において、測定デバイス１００は、単独で、または外部コンピュータシステム１３０と協働して、検証方法２００において使用される。例えば、図２における検証方法２００の動作の一部または全部は、少なくとも１つのプロセッサ、例えば、ＣＰＵ１１１および／または外部コンピュータシステム１３０のプロセッサなどによる実行のために、メモリおよび／または記憶デバイス内に記憶された、検証モジュール１２２などのコンピュータ実行可能な命令に対応する。図２における検証方法２００の動作の順序は、一例である。いくつかの実施形態において、検証方法２００における動作は、必ずしも図２に示される順序で行われることを必要とされない。少なくとも１つの実施形態において、検証方法２００における１つまたは複数の動作は、追加され、置換され、順序を変更され、および／または除去され得る。少なくとも１つの実施形態において、設計要素および対応するオブジェクトについての検証処理は、少なくとも動作２１２、２１６、２２２および２２４を含む。検証方法２００における様々な動作は、図３Ａ～図３Ｇのうちの１つまたは複数に関して説明される。

動作２０２において、測定デバイスは、あるシーン内の測定ロケーションに配置される。例えば、測定デバイス１００は、シーン、例えば、検証されるべきオブジェクトを有する物理的構造を含む施工現場へ、運ばれる。測定デバイス１００は、ＥＤＭ機器１１８の撮影方向１０８が、検証されるべきオブジェクトを有する物理的構造に面するように回転可能である、シーン内の測定ロケーションに配置される。いくつかの実施形態において、測定ロケーションは、本明細書において「制御ポイント」と称される、知られているロケーションまたは座標を有するポイントである。少なくとも１つの実施形態において、制御ポイントは、シーンにおいて以前に決定され、マークされたものである。少なくとも１つの実施形態において、知られているロケーションは、地球表面に対する初期ポイントの絶対的ロケーションである。１つまたは複数の実施形態において、測定ロケーションは、シーンにおける任意のロケーションであり、測定ロケーションにおける測定デバイス１００の座標は、本明細書において説明されるように、ローカライゼーション期間中に決定される。

動作２０４において、設計モデルは、例えば、プロセッサによって取得される。例えば、測定デバイス１００のプロセッサおよび／または外部コンピュータシステム１３０のプロセッサ（以下、まとめて「プロセッサ」と称される）は、データインターフェースを通じて、設計モデルを説明するデータを受け取る。いくつかの実施形態において、プロセッサは、データインターフェースを通じて、検証のために使用されるべき設計モデルを含む設計モデルセットを含むシーンモデルを受け取る。シーンモデルまたは設計モデルは、図１Ｂに例示されるように、ネットワークインターフェース１１６を通じて測定デバイス１００へデータファイルとしてロードされ、メモリ１１２および／または記憶デバイス１１３内に記憶され得る。別の例として、いくつかの実施形態において、シーンモデルまたは設計モデルを含有する光記憶ディスクまたは別の取り外し可能な媒体は、光ディスクドライブまたは対応するリーダに配置される。いくつかの実施形態において、シーンモデルまたは設計モデルは、ＣＡＤ設計、Ｂ－Ｒｅｐモデル、ＢＩＭ設計、２Ｄ図面などであってもよい。いくつかの実施形態において、設計モデルを取得する動作２０４は、測定デバイスをシーンに配置する動作２０２の前に行われる。

動作２０６において、動作２０２においてシーンに物理的に配置された測定デバイスは、動作２０４において取得されたシーンモデルに対してローカライズされる。動作２０４から動作２０６への点線矢印は、動作２０４において取得された設計モデルが、動作２０６におけるローカライゼーションにおいて使用されることを概略的に示すために、図２に例示されている。いくつかの実施形態において、設計モデルに対する測定デバイス１００のローカライゼーションは、図３Ａに関して説明されるように、設計モデルにおける測定デバイスの仮想デバイスロケーションを決定することを含む。

図３Ａは、いくつかの実施形態による、シーン３１０内に物理的に配置され、設計モデル３２０においてローカライズされた測定デバイス１００を概略的に示す図である。シーン３１０は、検証されるべき完成したオブジェクト３１２を含む。いくつかの実施形態において、オブジェクト３１２は、シーン３１０における物理的構造におけるオブジェクトである。簡単にするために、物理的構造の他のオブジェクトは、図３Ａにおいて省略されている。物理的構造は、設計モデル３２０に従って、建築され、または実装され、または施工される。設計モデル３２０は、オブジェクト３１２に対応する、設計通りのオブジェクトまたは設計要素３２２を含む。簡単にするために、設計モデル３２０における他の設計要素は、図３Ａにおいて省略されている。図３Ａは、完成したオブジェクト３１２が設計要素３２２と完全には一致しない、例示的な状況を例示する。

いくつかの実施形態において、設計モデルに対して測定デバイスをローカライズすることは、測定デバイスおよび設計モデルが共通の作業座標系内にあることを意味し、共通の作業座標系は、任意の作業座標系、例えば、設計モデル３２０の作業座標系Ｘ－Ｙ－Ｚ、測定デバイス１００（またはシーン３１０）の作業座標系Ｘ０－Ｙ０－Ｚ０、または別の作業座標系とすることができる。一例において、測定デバイスは、設計モデルの作業座標系においてローカライズされる。別の例において、設計モデルは、測定デバイスの作業座標系においてローカライズされる。当業者は、これらの２つのシナリオが数学的に等価であることを理解するであろう。なぜならば、測定デバイスの作業座標系において設計モデルをローカライズするための変換は、単純に、設計モデルの作業座標系において測定デバイスをローカライズするための変換の逆であるからである。簡単にするために、例示的な実施形態は、測定デバイスが設計モデルの作業座標系においてローカライズされる状況について、本明細書において説明される。この状況におけるローカライゼーションは、設計モデル３２０の作業座標系Ｘ－Ｙ－Ｚにおける測定デバイス１００の仮想デバイスロケーション３２５を決定することを含む。

例示的なローカライゼーション動作において、測定デバイス１００は、制御ポイントに配置され、別の制御ポイントを撮影する（すなわち、別の制御ポイントの測定を行う）ように制御される。いくつかの実施形態において、上部にプリズムを有するポールを備える調査ロッドは、他の制御ポイントに配置され、測定デバイス１００は、プリズムを撮影し、次いで、測定結果は、例えば、プロセッサによって、ロッド上のプリズムの高さについて修正されるように制御される。測定デバイス１００が、実世界において、すなわち、シーン３１０の作業座標系Ｘ０－Ｙ０－Ｚ０において、知られている座標を有する制御ポイントに配置される場合、シーン３１０の作業座標系Ｘ０－Ｙ０－Ｚ０における測定デバイス１００のロケーションは知られており、すなわち、測定デバイス１００は、シーン３１０の作業座標系Ｘ０－Ｙ０－Ｚ０に対してローカライズされる。設計モデル３２０も、シーン３１０の作業座標系Ｘ０－Ｙ０－Ｚ０と、設計モデル３２０の作業座標系Ｘ－Ｙ－Ｚとの両方における、知られている座標を有するポイントを使用することによって、シーン３１０の作業座標系Ｘ０－Ｙ０－Ｚ０に対してローカライズされる。例えば、シーン３１０が部屋であり、設計モデル３２０が部屋の仮想モデルであると仮定すると、設計モデル３２０の作業座標系Ｘ－Ｙ－Ｚにおいて知られている座標を有する角部３２６、３２７、３２８は、シーン３１０の作業座標系Ｘ０－Ｙ０－Ｚ０において知られている座標を有する、対応する角部３１６、３１７、３１８へマッピングされる。実世界の作業座標系Ｘ０－Ｙ０－Ｚ０の座標を、設計モデル３２０の作業座標系Ｘ－Ｙ－Ｚの対応する座標へ変換すること、またはその逆によって、設計モデル３２０における測定デバイス１００の仮想デバイスロケーション３２５を決定することが可能である。

また、測定デバイス１００の向き（「角度姿勢」、「角度の向き」、または「回転の向き」とも称される）も、設計モデル３２０に対して決定される。例えば、測定デバイス１００は、シーン３１０の作業座標系Ｘ０－Ｙ０－Ｚ０において知られている座標と、設計モデル３２０の作業座標系Ｘ－Ｙ－Ｚにおいて対応する知られている座標（例えば、角部３２６または３２８）とを有するポイント、例えば、角部３１６または３１８を撮影するように、プロセッサによって、またはユーザによって制御される。測定デバイス１００が、角部３１６（または３１８）を撮影するように制御される場合、測定デバイス１００と角部３１６（または３１８）との間の測定方向３０６（または３０８）の角度の向きは、対応する仮想デバイスロケーション３２５と対応する角部３２６（または３２８）との間の方向の角度の向きと同じであり、設計モデル３２０に対する測定デバイス１００の向きを決定するために使用される。いくつかの実施形態において、測定デバイス１００が、例えば、物理的バブルおよび／またはデジタルバブルを使用することによって水平にされ、その結果、測定デバイス１００の「上」方向がＺ軸方向（垂直方向）にアラインされる場合、１つの制御ポイント（例えば、３つの角部３１６、３１７、３１８のうちの１つ）を撮影することは、測定デバイス１００（それ自体が制御ポイントの上に配置される）の完全な３Ｄ角度姿勢を取得するために十分である。少なくとも１つの実施形態において、測定デバイス１００が水平にされない場合、例えば、測定デバイス１００の「上」方向が、必ずしもＺ軸方向（垂直方向）にアラインされるとは限らない場合、２つの制御ポイント（例えば、３つの角部３１６、３１７、３１８のうちの２つ）を撮影することは、測定デバイス１００の完全な３Ｄ角度姿勢を取得するために十分である。

別の例示的なローカライゼーション動作において、測定デバイス１００は、シーン３１０内の知られている座標を有しない任意の測定ロケーションに配置され、２つの制御ポイントを撮影するように制御される。測定デバイス１００は、設計モデル３２０において知られている座標を有する角部３２６および３２８に対応する、角部３１６および３１８を撮影するように制御される。測定データ、例えば、測定デバイス１００から角部３１６および３１８への距離、ならびに２つの測定方向３０６、３０８間の角度α（例えば、角度αの符号）に関する情報は、角部３２６および３２８の知られている座標と共に使用されて、設計モデル３２０における測定デバイス１００の仮想デバイスロケーション３２５と向きとの両方を決定する。いくつかの実施形態において、測定デバイス１００が水平にされる場合、２つの制御ポイント（例えば、説明されたような、３つの角部３１６、３１７、３１８のうちの２つ）を撮影することは、測定デバイス１００の完全な３Ｄ角度姿勢を取得するために十分である。少なくとも１つの実施形態において、測定デバイス１００が水平にされない場合、３つの制御ポイント（例えば、３つの角部３１６、３１７、３１８）を撮影することは、測定デバイス１００の完全な３Ｄ角度姿勢を取得するために十分である。

更なる例示的なローカライゼーション動作において、同じ支持部上にレーザスキャナとトータルステーションとの両方を備える測定デバイスが使用される。レーザスキャナは、動作２０６におけるローカライゼーションのために使用されるのに対して、トータルステーションは、検証方法２００の他の動作において施工検証のために使用される。例えば、レーザスキャナは、周辺環境（例えば、シーン３１０）を走査し、取得された走査データを他のローカライズされた走査と共に（クラウド対クラウド）、または設計モデルもしくはその部分に対して（クラウド対モデル）、登録することによって、測定デバイスをローカライズするために使用される。他のローカライゼーション構成は、様々な実施形態の範囲内である。

ローカライゼーションが完了した場合、実世界における測定デバイス１００からのオブジェクト３１２の図（または測定または距離）は、設計モデル３２０における仮想デバイスロケーション３２５からの設計要素３２２の図（または測定または距離）に対応する。

図２に戻ると、動作２０８において、設計モデル３２０における１つまたは複数の設計要素が選択される。選択された設計要素に対応するオブジェクトは、そのオブジェクトが設計通りに実装または建築されているかどうかをチェックするために検証を受ける。本明細書において説明される特定の例においては、設計モデル３２０における設計要素３２２が選択され、対応するオブジェクト３１２が検証を受けることになる。

いくつかの実施形態において、動作２０８における設計要素選択は、ユーザ入力を含む。例えば、設計モデル３２０および対応する設計要素は、測定デバイス１００および／または外部コンピュータシステム１３０のディスプレイ上に表示され、ユーザは、例えば、タッチ画面上の１つまたは複数の設計要素にタッチし、次いで、選択された設計要素に対応するオブジェクトに対して検証処理が行われるべきことを確認するためにボタンを操作することによって、表示された設計要素のうちの１つまたは複数を選択する。

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の設計要素は、動作２０８において自動的に選択される。例えば、設計モデル３２０における全ての設計要素は、物理的構造全体が設計モデル３２０に従って建築されたことを検証するために自動的に選択される。別の例として、プロセッサは、「４Ｄ」（ＸＹＺ座標＋時間発展）モデルを維持するために進歩追跡ソフトウェアを実行し、（例えば、最後の検証以降の）時間窓内に施工済みであったはずのオブジェクト、または建築済みであるが、まだ検証されていないオブジェクトの設計要素を自動的に選ぶ。代替的に、または付加的に、プロセッサは、設計要素のうちのどれが特定のローカライズされた測定ロケーションから検証され得るかを決めるために、見通し線および／または範囲分析を実行し、特定のローカライズされた測定ロケーションから検証可能な設計要素を自動的に選択する。

いくつかの実施形態において、複数の設計要素の選択は、複数のオブジェクトを検証するためにバッチ処理を直ちに行うことを可能にする。各選択された設計要素および対応するオブジェクトは、他の選択された設計要素および対応するオブジェクトと無関係に、少なくとも動作２１２、２１６、２２２および２２４を行うことによって、依然として検証される。例えば、選択された設計要素Ａに対する動作２１２、別の選択された設計要素Ｂに対する動作２１２、選択された設計要素Ａに対する動作２１６、選択された設計要素Ｂに対する動作２１６などが、様々な順序で行われ得る。複数の設計要素および対応するオブジェクトをバッチ処理することは、少なくとも１つの実施形態において、ユーザのために時間を節約する。

いくつかの実施形態において、複数の設計要素は、単一の組み合わされた設計要素として扱われるように選択される。そのような実施形態において、設計要素に対応するオブジェクトは、単一の組み合わされたオブジェクトとして、例えば、共に結合された個別のオブジェクトによって構成される大きなオブジェクトとして、検証される。単一の組み合わされたオブジェクトは、単一の組み合わされたオブジェクトを構成する個別のオブジェクトのアライメントずれ誤差または設置ずれ誤差を無視しつつ、剛体として扱われる。このアプローチは、物理的構造に対して行われるべき検証の数を低減することによって、時間を節約する。いくつかの実施形態において、このアプローチは、複雑さを更に低減し、および／または精度を増加される。例えば、少なくとも１つの実施形態において、ガセットプレートおよびボルトは、関連付けられた梁の一部であると考慮され、その結果、そのようなガセットプレートおよびボルト上に偶然乗った梁の任意の測定は、幾何形状により良く一致することになる。

いくつかの実施形態において、動作２０８における設計要素選択は、動作２０６におけるローカライゼーションの後に行われる。少なくとも１つの実施形態において、動作２０８における設計要素選択は、動作２０６におけるローカライゼーションの前に、または更には、シーンにおいて測定デバイスを配置する動作２０２の前に、行われる。

動作２１０において、シーンにおける１つまたは複数のオブジェクトの画像上にオーバーレイされた、１つまたは複数の設計要素を示すために、拡張現実感（ＡＲ）画像が生成および表示される。そのようなＡＲ画像の一例が、図３Ｂに関して説明される。

図３Ｂは、いくつかの実施形態によるＡＲ画像３３０を概略的に示す図である。ＡＲ画像３３０は、シーンにおける物理的オブジェクト、例えば、Ｉビームの画像３３１と、対応する設計モデル内のＩビームのモデルである設計要素３３２とを含む。物理的オブジェクト画像３３１は、測定デバイスのカメラ１１９などのカメラによってキャプチャされる。例えば、カメラ１１９は、検証されるべきオブジェクトが位置するシーン３１０のセクションの画像をキャプチャするように制御される。いくつかの状況において、最初に、物理的オブジェクト画像３３１および設計要素３３２は、実質的にアラインされずに、画面上に表示され、または更には、図３Ｂの上部部分に例示されるように、重複しない。少なくとも１つの実施形態において、ユーザには、画像３３１と設計要素３３２とを大まかにアラインするために、画像３３１および設計要素３３２のうちの一方を他方の上に、例えば、タッチ画面上でドラッグすることによって、移動させるためのオプションまたは能力を与えられる。設計要素３３２が物理的オブジェクトの画像３３１上にオーバーレイされている、結果として得られるＡＲ画像３３０、このようにして取得される。いくつかの実施形態において、ユーザによるドラッグ動作に関する情報、例えば、ドラッグ距離および／またはドラッグ回転角は、プロセッサによって、動作２１２に関して説明されるようにサンプル方向を決定する際に使用される。例えば、ユーザが、設計要素を右へ５度ドラッグした場合、全てのサンプル方向も右へ５度回転し、その結果、サンプル方向は、動作２１６に関して説明されるように、設計要素に対応する完成したオブジェクトにヒットする（および、オブジェクトを完全には逃さない）可能性が高くなる。いくつかの実施形態において、ＡＲ画像３３０は、ユーザ介入なしに、設計要素３３２が物理的オブジェクトの画像３３１上にオーバーレイされて、自動的に生成される。ＡＲ画像３３０は、完成したオブジェクト、すなわち、物理的なＩビームが、設計通りのオブジェクト、すなわち、設計要素３２２に一致するかどうかに関するユーザフィードバックを与える。

いくつかの実施形態において、ＡＲ画像を表示する動作２１０は、動作２０８における設計要素選択の前に行われる。ＡＲ画像３３０は、どのオブジェクトが著しく誤配置されている可能性があるかという視覚的標識を提示することによって、どの設計要素が選択されるべきかに関する付加的な情報をユーザに与える。いくつかの実施形態において、ＡＲ画像を表示する動作２１０は、省略される。例えば、測定デバイスがカメラを含まない場合、動作２１０は省略される。いくつかの実施形態において、測定デバイスがカメラとＡＲ画像を生成するための能力とを有する場合であっても、動作２１０は省略される。

図２に戻ると、動作２１２において、複数のサンプル方向が、選択された設計要素に対して自動的に決定される。サンプル方向は、設計モデルにおいて生成され、設計モデルにおける測定デバイスの仮想デバイスロケーションに由来する。設計モデル３２０におけるサンプル方向は、測定デバイスが実世界において測定を行うことになる撮影方向に対応する。どのようにサンプル方向が生成されるかという様々な例は、図５～図７Ｅに関して説明される。

いくつかの実施形態において、生成されるべきサンプル方向の数は、選択された設計要素の形状または幾何形状、検証の精度、検証の速度または処理時間、測定デバイスの仮想デバイスロケーションおよび設計要素の相対的位置などを含むが、これらに限定されない、様々な要因に基づいて決定される。

原則として、剛体変換においては６自由度（３並進および３回転）があり、オブジェクトのロケーションおよび向きは、測定デバイスからオブジェクトの表面までの６つの距離の測定によって決定されることが可能である。必要とされる６つの距離は、設計要素または対応するオブジェクトに対して生成されるべき、６つのサンプル方向に対応する。しかしながら、いくつかの状況において、６つを超える距離、すなわち、６つを超えるサンプル方向が、測定ノイズ、および設計要素（すなわち、設計通りのオブジェクト）とオブジェクトの実世界の完成した形状との間の形状変位または乖離のような要因を考慮するために必要とされる。いくつかの実施形態において、６つ未満の距離が必要とされる。例えば、図３Ｅに関して説明されるように、識別可能なポイントが測定される場合、測定された識別可能なポイントは、３自由度に関する情報を提供する。結果として、合計４つの測定について、例えば、３つの距離の付加的な測定によって、３自由度のみが決定されるべき状態で残る。別の識別可能なポイントが測定される場合、（２つの識別可能なポイント間の距離は、オブジェクトの幾何形状から既に知られているので）別の２自由度に関する情報が取得され、合計３つの測定について、例えば、１つの距離の付加的な測定によって、１自由度のみが決定されるべき状態になる。

少なくとも１つの実施形態において、各設計要素について、１２個のサンプル方向が生成される。少なくとも１つの実施形態において、それらの１２個のサンプル方向は、設計要素の３つの主平面／表面の各々につき、４つのサンプル方向に分散される。１２個のサンプル方向の各々が、完成したオブジェクトと交差する場合、１２個のサンプル方向の各々において距離測定を行うことは、自由度に関する１２個の情報（自由度を制約する１２個のスカラー方程式に対応する）を提供することになる。設計要素ごとの、および／または設計要素の面／表面ごとの、より多くのまたはより少ないサンプル方向は、様々な実施形態の範囲内である。例えば、自由度に関する１２個の情報を取得するために、１つまたは複数の実施形態において、９つのサンプル方向および１つの識別可能なポイントが測定される。識別可能なポイントは、本明細書において説明されるように、３つの情報を提供する。別の例において、自由度に関する１０個の情報を取得するために、１つまたは複数の実施形態において、１０個のサンプル方向が測定される。当業者は、典型的には、Ｎ個の独立した方程式が、Ｎ個の自由度を完全に制約するのに十分であることを理解するであろう。例えば、６つの独立した方程式は、通常は、一般的な剛体変換の６自由度を完全に制約するのに十分である。本明細書において説明されるように、ミス、外れ値、および／もしくは測定ミスの可能性を考慮するために、ならびに／または変換パラメータの計算値における統計的不確実性を決定するために、いくつかの実施形態において、付加的な測定が行われる。いかなる場合でも、１つまたは複数の実施形態の検証処理において必要とされる、いくつかのサンプル方向、すなわち、測定の数は、同様のタスクのためにレーザスキャナによって行われる測定の数、例えば、数千以上の測定よりもはるかに少ない。少なくとも１つの実施形態における検証処理は、レーザスキャナを使用する他のアプローチと比較して、高速であり、および／または、たとえあったとしても、精度を著しく犠牲にせずに、複雑さが低い。

動作２１４において、生成されたサンプル方向は、少なくとも対応する設計要素と共に表示される。少なくとも１つの実施形態において、ユーザには、例えば、１つまたは複数のサンプル方向を調整すること、削除すること、または追加することによって、サンプル方向を修正するためのオプションまたは能力が与えられる。いくつかの実施形態において、ユーザには、例えば、図３Ｃに関して説明されるように、生成および表示されたサンプル方向のうちの１つまたは複数を調整するためのオプションまたは能力が与えられる。代替的に、または付加的に、１つまたは複数の実施形態において、ユーザには、ユーザインターフェースを通じて設計要素上で新しいサンプル方向を識別することによって、または測定デバイス１００の照準を手動で合わせることによって、新しいサンプル方向を単純に追加するためのオプションまたは能力が与えられる。

図３Ｃは、いくつかの実施形態による、１つまたは複数のサンプル方向の修正を概略的に示す図である。図３Ｃの上部の部分は、設計要素３３２の側面について自動的に生成されたサンプル方向３４１～３４４を例示する。設計要素３３２の他の表面について自動的に生成された他のサンプル方向は、単純のために省略されている。サンプル方向３４１～３４４は、測定デバイスの仮想デバイスロケーション３２５から、設計要素３３２の意図される側面に向かって延びる。サンプル方向３４１～３４４は、対応するポイント３４５～３４８において設計要素３２２の側面と交差し、またはヒットする。対応するオブジェクトが、設計要素３２２に従って正確に建築される場合、サンプル方向３４１～３４４は、オブジェクトの対応する側面もヒットするはずである。しかしながら、完成したオブジェクトは、設計要素３３２と完全には一致しないので、自動的に生成されたサンプル方向のうちの１つまたは複数は、完成したオブジェクトから外れることがある。例えば、図３Ｃにおける例示的な表示は、自動的に生成されたサンプル方向３４１が、画像３３１によって表現される完成したオブジェクトから外れる、または完成したオブジェクトの異なる表面にヒットする可能性があることをユーザに示す。これは、少なくともサンプル方向３４１を修正するようにユーザに促す。別の例（図示せず）において、表示された画像は、オクルージョンを示し、すなわち、サンプル方向は、検証されるべきオブジェクトの前景において別のオブジェクトをヒットすることになる。この状況も、少なくとも、オクルージョンが発生し得るサンプル方向を修正するようにユーザに促す。

図３Ｃの下部部分は、自動的に生成されたサンプル方向３４１から修正されている、ユーザ修正されたサンプル方向３４１’を例示する。ユーザ修正されたサンプル方向３４１’は、完成したオブジェクトの意図される側面をユーザ修正されたサンプル方向３４１’がヒットする可能性を増加させるように修正されている。少なくとも１つの実施形態において、ユーザは、自動的に生成されたサンプル方向を異なる向きにドラッグすることによって、自動的に生成されたサンプル方向を修正する。図３Ｃの下部部分は、別の自動的に生成されたサンプル方向３４４が、ユーザ修正されたサンプル方向３４４’へ修正され、その結果、ユーザ修正されたサンプル方向３４１’、３４４’の対応するサンプルポイント３４５’～３４８’は、互いに更に離間され、および／または設計要素の端部に対してより接近することを更に示す。これは、動作２２２に関して説明された変換において回転計算を容易にする。いくつかの実施形態において、ユーザは、図３Ｃの例におけるよりも少ないサンプル方向を修正する。図３Ｃは、設計要素３３２と完成したオブジェクトの画像３３１との両方を含むＡＲ画像と共にサンプル方向が表示されることを示すが、画像３３１は、いくつかの実施形態において省略される。

本明細書において説明されるように、いくつかの実施形態において、ユーザには、例えば、図３Ｃに関して説明されたサンプル方向調整のための例と同様の手法で、ユーザインターフェースを通じて設計要素上の新しいサンプル方向を識別することによって、新しいサンプル方向を追加するためのオプションまたは能力が与えられる。

１つまたは複数の実施形態において、ユーザには、例えば、動作２１８に関して説明された手法と同様の手法で、測定デバイス１００の照準を手動で合わせることによって、新しいサンプル方向を追加するためのオプションまたは能力が与えられる。しかしながら、ユーザが、識別可能なポイントに測定デバイス１００の照準を手動で合わせると共に、設計要素上の識別可能なポイントを示す動作２１８と異なり、新しいサンプル方向を追加するための動作２１４において、ユーザは単に、完成したオブジェクト上の所望のポイントに測定デバイス１００の照準を手動で合わせるのみである。測定デバイス１００の手動で照準を合わされた撮影方向は、動作２１６に関して説明されるような、後続の自動測定のために使用されるユーザ定義されたサンプル方向になる。

いくつかの実施形態において、動作２１４は、動作２２６および対応するオプション２３６、２３８、２４０、２４２に関して本明細書において説明されるように、動作２１６、２１８、２２０、２２２、２２４のうちの１つまたは複数の後に行われる。少なくとも１つの実施形態において、動作２１４は省略される。

図２に戻ると、動作２１６において、測定デバイスは、各々がサンプル方向のうちの１つに対応する測定を自動的に行う。いくつかの実施形態において、測定において使用されるサンプル方向は、動作２１４において取得された任意のユーザ修正されたサンプル方向を含む。少なくとも１つの実施形態において、測定において使用されるサンプル方向は、全て自動的に生成される。動作２１６についての例は、図３Ｄにおいて与えられる。

図３Ｄは、いくつかの実施形態による、サンプル方向に沿った自動測定を概略的に示す図である。簡単にするために、全てのサンプル方向が図３Ｄに例示されているとは限らない。

図３Ｄにおいて右側に示されるように、設計モデル３２０において、動作２１２におけるサンプル方向生成および動作２１４における任意のサンプル方向修正の後に、サンプル方向３５１～３５３のセットが取得される。サンプル方向３５１～３５３は、対応するサンプルポイント３５６～３５８において設計要素３２２と交差し、またはヒットする。仮想デバイスロケーション３２５からサンプルポイント３５６～３５８までの距離ｄ１、ｄ２、ｄ３は、設計モデル３２０に含まれるモデルデータから、例えば計算によって決定可能である。

図３Ｄにおいて左側に示されるように、シーン３１０において、測定デバイス１００は、同じサンプル方向３５１～３５３において測定を行うように自動的に制御される。例えば、プロセッサは、ロボットおよび／またはモータ１２０を自動的に制御して、ハウジング１０４およびその中に収容されているＥＤＭ機器１１８を垂直軸および水平軸の周りに回転させて、ＥＤＭ機器１１８の撮影方向１０８をサンプル方向の各々に沿って連続してアラインする。各サンプル方向において、ＥＤＭ機器１１８は、測定信号、例えば、光を出射し、返された光を検出して、対応する測定された距離を計算する。ロボットおよび／またはモータ１２０は、次いで、撮影方向１０８を次のサンプル方向に自動的にアラインし、測定が行われる。この処理は、全てのサンプル方向における測定が行われるまで、繰り返される。サンプル方向３５１、３５２において測定デバイス１００によって出射された光は、オブジェクト３１２から反射され、対応する測定されるポイント３５６’、３５７’および対応する測定された距離ｄ１’、ｄ２’をもたらす。サンプル方向３５３において測定デバイス１００によって出射された光は、オブジェクト３１２から外れ、測定された距離を返さない。いくつかの状況（図示せず）において、サンプル方向３５３において測定デバイス１００によって出射された光は、別のオブジェクトまたはオブジェクト３１２の背景における構造から反射され、外れ値、すなわち、その他の測定された距離ｄ１’、ｄ２’と統計的に一致しない、測定された距離を返す。外れ値の別の例は、サンプル方向において測定デバイス１００によって出射された光が、別のオブジェクトまたはオブジェクト３１２の前景における構造から反射され、オブジェクト３１２をオクルージョンしている場合である。いくつかの実施形態において、外れ値は、本明細書において説明されるように、測定デバイス１００によって収集された測定データから取り除かれる。

差異（ｄ１－ｄ１’）および（ｄ２－ｄ２’）は、完成したオブジェクト３１２と設計通りのオブジェクト３２２との間の変位または乖離を示す。いくつかの実施形態において、差異（ｄ１－ｄ１’）および（ｄ２－ｄ２’）の絶対値は、許容可能な設置誤差または公差（例えば、数ｍｍ）よりも小さく、完成したオブジェクト３１２は許容され、再作業は必要とされない。しかしながら、差異（ｄ１－ｄ１’）および（ｄ２－ｄ２’）の絶対値のうちの１つまたは複数が、許容可能な設置誤差よりも大きい場合、プロセッサは、完成したオブジェクト３１２が再作業されるべきであるという警告または標識を生成する。

少なくとも１つの実施形態において、動作２１６における自動測定におけるミスまたは外れ値は、ユーザに対して、ミスに対応するサンプル方向を調整すること、および／または１つもしくは複数の新しいサンプル方向を追加することを可能にするために、動作２１４に戻るようにプロセッサに促す。その後、動作２１６における自動測定が、再び行われる。結果として、十分な数のデータポイント（または測定された距離）が、本明細書において説明されるような検証結果の後続の計算のために取得される。

図２に戻ると、動作２１８において、ユーザには、１つまたは複数の手動のポイントツーポイント測定（本明細書において「手動測定」または「ユーザ制御される測定」とも称される）を行うためのオプションまたは能力が与えられる。いくつかの実施形態において、プロセッサは、例えば、ディスプレイ上のプロンプトによって、手動測定を行うようにユーザに要求する。手動測定において、測定デバイス１００は、測定デバイス１００に対する１つもしくは複数の制御の、ユーザによる直接的な操作によって、または、どのように測定デバイス１００が測定を行うかを制御するプログラムに対するユーザ入力を介して、ユーザによって手動で制御される。例えば、図３Ｄに関して説明されるように、サンプル方向における自動測定の試みがミスを表現する場合、プロセッサは、ユーザに、手動測定を行うためのオプションを与える。別の例として、プロセッサは、ユーザに、本明細書において説明されるように、計算されるべき変換を制約するための識別可能なポイントの手動測定を行うためのオプションを与える。動作２１８についての例は、図３Ｅにおいて与えられる。

図３Ｅは、いくつかの実施形態による、識別可能なポイントの手動測定を概略的に示す図である。

図３Ｅにおいて右側に示されるように、ユーザは、ユーザがシーン３１０において測定デバイス１００を用いて手動で撮影しようとする識別可能なポイントを設計モデル３２０上で識別する。例えば、ユーザは、設計要素３２２を示すタッチ画面上へのタッチによって、識別可能なポイントを識別する。識別可能なポイントは、オブジェクト３１２と設計要素３２２との両方において視覚的に認識可能かつ識別可能なポイントである。いくつかの実施形態において、識別可能なポイントは、設計要素３２２およびオブジェクト３１２の幾何形状上で視覚的に認識可能な特徴である。例えば、図３Ｅにおいて、識別可能なポイント３５９は、設計要素３２２の角部であり、対応する識別可能なポイント３５９’は、オブジェクト３１２の対応する角部である。付加的に、または代替的に、識別可能なポイントは、オブジェクト３１２および設計要素３２２上の可視マーカまたは特定の特徴である。例えば、図３Ｅにおいて、識別可能なポイント３５５’は、オブジェクト３１２上の可視マーカであり、設計要素３２２上の対応する識別可能なマーカ３５５を有する。手動測定の場合、ユーザは、測定デバイス１００から可視の識別可能なポイントを選択する。いくつかの状況において、オブジェクト３１２の端部が、シーン３１０における他のオブジェクトによってオクルージョンされる場合、オブジェクト３１２の中央セクションにおける識別可能なポイント３５５’は、手動測定において有利に使用可能である。

図３Ｅにおいて左側に示されるように、シーン３１０において、シーン３１０における手動測定を行うために、ユーザは、測定デバイス１００を手動で制御して、設計要素３２２上で識別された識別可能なポイントに、測定デバイス１００の照準を合わせ、すなわち、ＥＤＭ機器１１８の照準を合わせる。いくつかの実施形態において、説明された順序は反対にされ、すなわち、ユーザは、まず、オブジェクト３１２上の識別可能なポイントを撮影し、次いで、設計要素３２２上の対応する識別可能なポイントを識別する。図３Ｅにおいて、ユーザは、設計要素３２２上の識別可能なポイント３５９を識別し、オブジェクト３１２上の対応する識別可能なポイント３５９’を撮影する。一例において、測定デバイス１００またはＥＤＭ機器１１８は、撮影方向１０８と一致する可視レーザポインタを有する。ユーザは、手動制御によって、および／またはユーザインターフェースを通じて、測定デバイス１００またはＥＤＭ機器１１８を制御して、識別可能なポイント３５９’に可視レーザポインタの照準を合わせ、次いで、測定デバイス１００またはＥＤＭ機器１１８に、識別可能なポイント３５９’を撮影するように、すなわち、測定を行うように指示する。いくつかの実施形態において、測定デバイス１００は、レーザポインタの代わりに、またはレーザポインタに加えて、測定されることとなるポイントであって、手動で照準を合わせるために使用され得るポイントを示す照準レチクルを備えた望遠レンズを有する。測定は、測定デバイス１００から識別可能なポイント３５９’への撮影方向３５４’に沿って、測定デバイス１００によって行われ、測定された距離ｄ４’をもたらす。撮影方向３５４’の向きも、測定結果に含まれる。

図３Ｅにおいて右側に示されるように、仮想デバイスロケーション３２５から対応する識別可能なポイント３５９までの対応する距離ｄ４は、設計モデル３２０に含まれるモデルデータから、例えば計算によって決定可能である。仮想デバイスロケーション３２５から識別可能なポイント３５９までの方向３５４は、撮影方向３５４’と異なる。

図３Ｅにおける下部図には、オブジェクト３１２および設計要素３２２が、変位ベクトルＶｄを示すために倍尺で概略的に例示されている。この変位ベクトルＶｄは、測定された距離ｄ４’および撮影方向３５４’の向きに対応する第１のベクトルと、距離ｄ４および方向３５４の向きに対応する第２のベクトルとから決定される。変位ベクトルＶｄは、完成したオブジェクト３１２と設計通りのオブジェクト３２２との間の変位または乖離を示す。

本明細書において論じられるように、識別可能なポイントの手動測定は、動作２１６に関して説明されたような自動測定によって与えられる１自由度とは対照的に、３自由度に関する情報を提供する。しかしながら、測定デバイス１００の照準をユーザが手動で合わせることを伴う手動測定は、時間がかかり、付加的なスキルおよび／または労力を必要とする。少なくとも１つの実施形態において、自動測定と手動測定との両方を利用するために、まず、自動測定が行われ、付加的な測定データが依然として必要とされる場合に、手動測定が行われる。手動測定が行われる例示的な状況は、オブジェクト３１２の両端部が測定デバイス１００から可視ではなく、その結果、自動測定から収集された測定データが、オブジェクト３１２の特定のロケーションをその長さ方向（摺動方向）に沿って決定するために潜在的に十分でない場合である。この状況は、「摺動する」結果と称され、図３Ｇに関して説明される。そのような摺動結果において、オブジェクト３１２の中央にあり、かつ、測定デバイス１００にとって可視である、識別可能なポイント３５５’を撮影する手動測定は、摺動方向に沿ってオブジェクト３１２を制約するための付加的で十分な情報を与える。なぜならば、手動測定は、識別可能なポイント３５５’がどのくらい遠くへ摺動したかを測定するからである。

いくつかの実施形態において、動作２１８は省略される。少なくとも１つの実施形態において、動作２１８は、動作２２６および対応するオプション２３６、２３８、２４０、２４２に関して本明細書において説明されるように、動作２２０、２２２、２２４のうちの１つまたは複数の後に行われる。

図２に戻ると、動作２２０において、測定結果が出力される。例えば、動作２１６における自動測定および動作２１８における任意の手動測定からの測定結果が、測定デバイス１００および／または外部コンピュータシステム１３０のディスプレイ上に表示される。いくつかの実施形態において、ユーザには、この段階において、１つまたは複数の前述された動作、例えば、動作２１４～２１８のうちの１つまたは複数などを再実行するために、検証システム１１０を制御するためのオプションが与えられる。測定結果の表示の一例は、図３Ｆに関して説明される。

図３Ｆは、いくつかの実施形態による、検証されている設計要素に関連付けられた測定データの表示を概略的に示す図である。

図３Ｆにおいて左側に示されるように、設計モデル３６０は、互いに接続された複数のＩビームを備える物理的構造を説明する。設計モデル３６０における各Ｉビームは、設計要素であり、実世界のシーンにおいて施工または実装されている実際のＩビームに対応する。選択された設計要素、すなわち、Ｉビーム３６１は、複数の対応するサンプル方向（図示せず）が設計要素３６１の表面と交差する様々なサンプルポイント３６２～３６６を示すために、拡大図３６８において例示される。いくつかの実施形態において、サンプル方向のうちの少なくとも１つ、および対応する少なくとも１つのサンプルポイントは、例えば、動作２１２に関して説明されたように、自動的に生成される。少なくとも１つの実施形態において、全てのサンプル方向および全ての対応するサンプルポイントは、自動的に生成される。図３６８は、動作２１４においてユーザに対して表示される図の別の例である。

図３Ｆにおいて右側に示されるように、図３６９は、プロセッサによって、動作２２０に従って、選択された設計要素３６１に関連付けられた測定データを示すために生成される。図３６９は、選択された設計要素３６１の表面上に、図３６８におけるサンプルポイント３６２～３６６に対応する、測定されたポイント３６２’～３６６’を表示する。測定されたポイント３６２’～３６６’は、図３６８におけるサンプルポイント３６２～３６６に対応する同じサンプル方向に沿った、測定デバイス１００による測定から取得される。測定されたポイント３６２’～３６６’は、測定されたポイントとサンプルポイントとの対応するペア間の変位を示す、対応するラベル（符号は付けられていない）と共に表示される。例えば、測定されたポイント３６２’の隣のラベル「１ｍｍ」は、測定されたポイント３６２’が対応するサンプルポイント３６２から１ｍｍだけずれていることを示し、これは、図３Ｄに関して説明された距離差異（ｄ１－ｄ１’）または（ｄ２－ｄ２’）と同様である。いくつかの実施形態において、ラベルは、符号「＋」または「－」（図示せず）を伴う。例えば、ラベル「－３ｍｍ」は、測定されたポイントが３ｍｍ近すぎること、すなわち、測定されたポイントが、測定デバイスと対応するサンプルポイントとの間にあることを示す。ラベル「＋３ｍｍ」は、測定されたポイントが３ｍｍ遠すぎること、すなわち、サンプルポイントが、測定デバイスと測定されたポイントとの間にあることを示す。

いくつかの実施形態において、測定されたポイント３６２’～３６６’および／または対応するラベルは、異なるフォーマット、例えば色を用いて表示されて、どの測定されたポイントが許容可能であり、どの測定されたポイントが許容可能な設置誤差限界（または公差）を超えているかを示す。例えば、測定されたポイント３６２’、３６３’は、対応する１ｍｍの変位が許容可能であることを示す緑色で例示される。測定されたポイント３６４’は、対応する４ｍｍの変位が設置誤差限界にあるが、他の測定されたポイントがより悪くない場合には許容可能であり得ることを示す黄色で例示される。測定されたポイント３６５’は、対応する７ｍｍの変位が設置誤差限界を超えていることを示す紫色で例示され、測定されたポイント３６６’は、対応する１３ｍｍの変位が設置誤差限界を大きく越えており、対応する完成したＩビームの再建築、再作業または再設置を必要とすることを示す赤色で例示される。図示および／または説明されたような図３６９は、一例である。測定データを出力するための他の手法は、様々な実施形態の範囲内である。例えば、測定データを表示する代わりに、または測定データを表示することに加えて、測定データは、後の処理ために出力され、記憶デバイスに記憶される。いくつかの実施形態において、動作２２０は省略される。

図２に戻ると、動作２２２において、検証結果（本明細書において「結果」とも称される）は、設計要素と対応する完成したオブジェクトとの間の関連を示すために、設計要素の形状または幾何形状と測定データとに基づいて計算される。動作２２４において、計算された検証結果に関する情報が出力され、例えば、表示され、および／または記憶デバイスに記憶される。いくつかの実施形態において、計算された検証結果に関する出力情報は、本明細書において説明されるような変換を含む。変換の例は、線形変換と非線形変換とを含む。線形変換の例は、回転、並進、せん断、スケーリングなどを含むが、これらに限定されない。回転および／または並進のみを含む線形変換は、剛体変換と称される。一例において、完成したオブジェクトの形状と設計通りのオブジェクトの形状との間に乖離がある場合、非線形変換が適用される。例えば、設計要素が、真っ直ぐな長いビームである場合、完成したオブジェクトは、中央で弛んでいることがあり、設計通りに全体的に真っ直ぐではないことがある。この状況において、設計通りのオブジェクトの真っ直ぐな形状を、完成したオブジェクトの形状に一致するように歪めるために、プロセッサによって、非線形変換が適用され得る。他の線形変換および非線形変換は、様々な実施形態の範囲内である。いくつかの実施形態において、計算された検証結果に関する出力情報は、変換の回転部分および／または並進部分のパラメータを含む。いくつかの実施形態において、計算された検証結果に関する出力情報は、設計要素と完成したオブジェクトとの間の乖離に関する情報を含む。他の出力構成は、様々な実施形態の範囲内である。

本明細書において、以下に具体的に説明される１つまたは複数の実施形態において、剛体変換は、変換の一例として使用される。しかしながら、剛体変換以外の変換は、説明される実施形態の範囲内に包含される。

いくつかの実施形態において、計算結果は、剛体変換（本明細書において「結果変換」または「変換」と称される）を含み、剛体変換は、実世界における完成したオブジェクトのロケーションおよび向きを、設計モデルにおける対応する設計要素のロケーションおよび向きによって示されるような、その意図されたロケーションに対して説明する。いくつかの実施形態において、この剛体変換は、１つまたは複数の方向における純粋な並進である。いくつかの実施形態において、この剛体変換は、一般的な変換であり、すなわち、剛体変換は、並進と１つまたは複数の軸を中心とした回転との組み合わせである。例えば、動作２２２において、プロセッサは、図３Ｄ～図３Ｅに関して説明された、測定されたポイント３５６’、３５７’、３５９’を、シーン３１０および／またはオブジェクト３１２の空間から、設計モデル３２０および／または設計要素３２２の空間上へマッピングし、１つまたは複数の問題を解いて、マッピングされた測定されたポイントに一致するように設計要素３２２を並進および／または回転させる剛体変換を見出す。いくつかの実施形態において、剛体変換が、所定のアルゴリズム、例えば、最小二乗アルゴリズムに従って、マッピングされた測定されたポイントのできる限り近くに設計要素３２２を配置する場合、設計要素３２２は、マッピングされた測定されたポイントに一致したと考慮される。他のアルゴリズムは、様々な実施形態の範囲内である。

いくつかの実施形態において、結果は、剛体変換のパラメータ（本明細書において「変換パラメータ」とも称される）の値における統計的不確実性に関する情報を含む。いくつかの実施形態において、変換パラメータの値における統計的不確実性に関するこの情報は、共分散行列として表現される。

いくつかの実施形態において結果は、もしある場合には、測定値のうちのいずれが統計的な外れ値であり、例えば、図３Ｄに関して説明されたように、破棄されるべきであるかに関する情報を含む。そのような外れ値は、測定デバイス、例えば、ＥＤＭ機器１１８と、完成したオブジェクトとの間の見通し線が、別のオブジェクトによってオクルージョンされる場合に、生じ得る。サンプル方向における測定デバイスからの見通し線が、完成したオブジェクトに当たらず、代わりに、背景オブジェクトに当たる場合、または何にも当たらない場合（ヌル測定値をもたらす）にも、外れ値が生じ得る。外れ値は、測定デバイスの故障によっても生じ得る。外れ値は、物理的な完成したオブジェクトの形状と対応する設計要素の形状との間の差異によっても生じ得る。一例において、測定信号が、Ｉビーム（すなわち、完成したオブジェクト）の表面の代わりに、Ｉビームを接続するために使用されるボルトの頭部にヒットする場合、形状差異が発生する。別の例において、完成したオブジェクト（例えば、Ｉビーム）の形状が、例えば、Ｉビームにおける弛みに起因して、大きく歪んでいる場合、形状差異が発生する。いくつかの実施形態において、結果は、もしある場合には、完成したオブジェクトの形状歪みの推定を含む。

いくつかの実施形態において、結果は、もしある場合には、変換のパラメータのうちのいずれが測定データ（または測定ポイント）によって制約されていなかったかに関する情報を含む。測定データによって制約されない変換パラメータの一例は、図３Ｇに関して説明される。いくつかの実施形態において、設計要素は、仮想の完成した設計要素を生み出すために、結果変換によって変換され、測定データにおける各測定されたポイントから、完成した設計要素の表面までの距離は、結果に含まれる。完成した設計要素は、設計モデルの空間における完成したオブジェクトのモデルまたは仮想表現である。図３Ｄ～図３Ｅに関して説明されたように、設計要素上の特定のポイントに対応する物理的な完成したオブジェクト上のポイントの測定が行われた場合、物理的な完成したオブジェクト上のポイントと、完成した設計要素上の対応するポイントとの間の変位は、結果に含まれる。

いくつかの実施形態において、完成したオブジェクトについての結果は、動作２２２において、プロセッサによって、まず、純粋な並進である変換について計算され、測定されたポイントと完成した設計要素との間の距離および／または変位に関する情報は、いくつかの実施形態において、どのポイントが完成した設計要素に近く、どのポイントが遠いかを示すためのカラーコーディングを用いて、ユーザに対して、例えば、動作２２４においてディスプレイ上で提示される。例示的なカラーコーディングスキームは、図３Ｆに関して説明される。いくつかの実施形態において、ユーザには、プロセッサによって、およびディスプレイを介して、変換に回転を含めるための選択が提示され、ユーザがそうすることを選んだことを示すユーザ入力に応答して、一般的な変換を有する新しい結果が計算され、例えば、動作２２２、２２４を再実行することによって、ユーザに対して提示される。いくつかの実施形態において、ユーザが回転を含めることを選んだ場合、例えば、動作２２６および対応するオプション２３６、２３８、２４０、２４２に関して説明されたように、動作２１２～２２０のうちの１つまたは複数を全体的にまたは部分的に再実行することによって、更なる測定が、新しい結果の計算における使用のために行われる。いくつかの実施形態において、プロセッサは、アルゴリズム（例えば、カイ２乗検定を行うこと）を適用し、結果における変換がどのくらい一般的であるべきか、すなわち、回転が変換に含まれるべきかを自動的に決める。いくつかの実施形態において、純粋な並進と一般的な変換との両方が計算される場合、結果は、純粋な並進と一般的な変換との両方についての情報を含む。

いくつかの実施形態において、結果変換は、「ポイントツーポイント」または「ポイントツープレーン」レジストレーションなどの最小二乗最適化技法を使用して計算される。少なくとも１つの実施形態において、これらの技法は、例えば、最適化問題の対応する目的関数を最大化することによって、最適化問題を解くことに対応する。いくつかの実施形態において、そのような技法は、起拱点セットが、（設計モデルの空間内へマッピングされた）測定されたポイントと完成した設計要素の表面上の対応するポイントとを接続するために使用され、設計要素を完成した設計要素へマッピングする変換のパラメータが変化することを許容された場合、起拱点セットのエネルギー関数の最小エネルギー構成を見出すことに対応する。いくつかの実施形態において、（設計モデルの空間内へマッピングされた）特定の測定されたポイントと完成した設計要素の表面上の対応するポイントとの間のベクトルは、その測定されたポイントについての「変位ベクトル」と呼ばれる。当業者は、変換パラメータが変更されると、完成した設計要素の表面のロケーションがそれに応じて変化すること、および、したがって、測定されたポイントについての変位ベクトルが変換パラメータの関数であることを理解するであろう。いくつかの実施形態において、各測定されたポイントの起拱点に関連付けられたエネルギー関数は、そのポイントの変位ベクトルの二次関数である。いくつかの実施形態において、各測定されたポイントの起拱点に関連付けられたエネルギー関数は、そのポイントの変位ベクトルの非二次関数、例えば指数関数などである。いくつかの実施形態において、「ポイントツーポイント」アルゴリズムなど、各測定されたポイントの起拱点に関連付けられたエネルギー関数は、幾何学的特性、例えば、完成した設計要素の表面の対応するポイントにおける法線ベクトルまたは法曲率などに依存する。いくつかの実施形態において、対応するポイントは、現在の完成した設計要素候補の表面上の最も近いポイントを見出すことによって見出され、最小エネルギー変換は、現在の完成した設計要素候補上の最も近い対応するポイントを見出し、次いで、その対応するポイントのセットを用いて最小エネルギー変換について解いて、新しい完成した設計要素候補を取得する処理を反復して繰り返ことによって見出され、処理は、収束するまで、新しい完成した設計要素候補に対して繰り返され得る。当業者は、測定されたポイントに良好に適合する完成した設計要素を定義する変換を見出すためのそのような技法の一般的なクラスが、「反復最接近ポイントアルゴリズム」と称されることを理解するであろう。

当業者は、上述した問題などのエネルギー最小化問題において、エネルギー関数の「平坦な方向」が存在することを理解するであろう。これらの平坦な方向は、新しい変位ベクトルに関連付けられたエネルギーを変更せずに、変換パラメータが変更され得る構成である。例えば、ポイントツープレーンアルゴリズムにおいて、エネルギー関数は、完成した設計要素の面法線に、対応するポイントが面法線に対して垂直な面に沿って「摺動する」ことを許容されたものとして見なされ得る手法で、依存する。例えば、設計要素が立方体であり、そのような立方体について測定された唯一のポイントが、立方体の下部にあった場合、立方体は、立方体の下部の面に沿って自由に摺動し、下部の法線ベクトルに平行な軸の周りを回転することになる。そのような当業者は、そのような平坦な方向が、特異値分解（ＳＶＤ：Ｓｉｎｇｕｌａｒ Ｖａｌｕｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）ならびに／または固有値および固有ベクトル解析のような線形代数技法によって、識別され、特徴づけられ得ることと、これらの平坦な方向が、測定されたポイントによって制約されない変換パラメータに対応することとを更に理解するであろう。いくつかの実施形態において、測定されたポイントによって制約されない変換パラメータは、ユーザに対する結果において識別および報告される。いくつかの実施形態において、これらの制約されない変換パラメータを制約するために、完成したオブジェクト上のどの識別可能なポイントが測定され得るかに関して、プロセッサによって、ユーザに対して提案が行われる。少なくとも１つの実施形態において、ユーザには、動作２１８および図３Ｅに関して説明されたように、測定デバイス１００を用いた手動測定を行って、制約されない変換パラメータを制約するための付加的な測定データを取得するためのオプションが与えられる。

図３Ｇは、いくつかの実施形態による例示的な検証結果を概略的に示す図である。図３Ｇにおいて、完成した設計要素３７１は、完成したオブジェクト３７２の画像に一致させられたものとして示されている。完成した設計要素３７１は、設計要素（図示せず）の剛体変換の結果である。剛体変換は、測定デバイス１００によって、完成したオブジェクト３７２の測定において取得され、次いで、設計モデルの空間上にマッピングされた、測定されたポイントと、完成した設計要素３７１とが最も良く一致するように決定される。剛体変換は、制約されない変換パラメータを有する。結果として、完成した設計要素３７１は、特定のロケーションを有しておらず、完成したオブジェクト３７２の長さに沿って摺動することができる。理由は、Ｉビームである、完成したオブジェクト３７２の狭い幅に起因して、サンプル方向のいずれも、完成したオブジェクト３７２の端部面３７３上の測定されたポイントをもたらさなかったということであり得る。完成したオブジェクト３７２の端部面３７３上、または完成したオブジェクト３７２の対向する端部面（図３Ｇにおいては不可視）上に、測定されたポイントがなければ、完成した設計要素３７１は、完成したオブジェクト３７２の長さに沿った並進に関して制約されない。いくつかの実施形態において、プロセッサは、例えば、ディスプレイを介して、ユーザに、例えば、１つまたは複数の手動測定によって、完成したオブジェクト３７２の端部面３７３上または対向する端部面上の付加的な測定データを取得して、制約されない変換パラメータを制約するように促す。変換パラメータが制約される場合、完成した設計要素３７１は、完成したオブジェクト３７２と密接に一致するはずである。

完成したオブジェクトの全ての測定が完全である場合、および完成したオブジェクトの形状が、対応する設計要素の形状と完全に一致する場合、完成した設計要素を（設計モデルへマッピングされた）完成したオブジェクトに完全に一致させることになる変換を見出すことができ、この変換の場合、変位ベクトルの全てが０になることを、当業者は理解するであろう。そのような当業者は、実世界の測定が完全ではないこと、実世界の完成したオブジェクトの形状が、対応する設計要素の形状と完全には一致しないであろうこと、および、これらの不完全さが、変換パラメータの値における不確実性をもたらすことになることも理解するであろう。マルチパラメータフィットにおける、そのような不確実性は、典型的には、共分散行列によって特徴付けられ、共分散行列は、ガウス統計の場合において、パラメータの相関する変動の分布関数を説明する。少なくとも１つの実施形態において、プロセッサは、結果変換のパラメータを制約するために必要な最小限の数よりも多くのサンプル方向における測定を要求し、これらの追加の測定を使用して、結果変換のパラメータにおける統計的不確実性を推定する。いくつかの実施形態において、これは、変換パラメータに関するエネルギー関数の二次導関数を計算し、エネルギー関数の二次導関数を使用して共分散行列を推測することによって行われる。いくつかの実施形態において、これは、ジャックナイフ法またはブートストラップ法を使用して、変換パラメータの合成統計アンサンブルを生成することによって行われる。いくつかの実施形態において、変位ベクトルの統計特性は、外れ値になる可能性があるポイントを検出し、結果変換に対するそれらの影響を抑制するために使用される。いくつかの実施形態において、これは、測定されたポイントのセットにわたって変位ベクトルの大きさの標準偏差を計算し、その変位ベクトルの大きさが、例えば、中央値から４標準偏差を超えて離れた任意の測定されたポイントを識別することによって行われる。いくつかの実施形態において、外れ値は、外れ値候補を含む、および省略する、カイ二乗適合度分析を行うことによって識別される。

いくつかの実施形態において、結果変換は、ＲＡＮＳＡＣ技法を使用して計算され、この場合、プロセッサは、結果変換のパラメータを制約するために必要な最小限の数よりも多くのサンプル方向における測定を要求し、次いで、結果変換を完全に制約するのに十分なサンプル方向の最小限のサブセットを繰り返しランダムに選択する。これらのサブセットの各々は、何らかの閾値よりも小さい変位ベクトルの数に従ってスコア付けされる結果変換候補を決定し、最も高いスコアを有する結果変換候補が、動作２２４において、結果変換としてユーザに対して報告される。いくつかの実施形態において、処理は、動作２０８へ戻って、ユーザが、現在の測定ロケーションから検証のための１つまたは複数更なる設計要素を選択することを可能にし、またはユーザは、測定デバイスを別の測定ロケーションへ移動させて、シーンにおける他のオブジェクトおよび／または物理的構造を検証し続ける。

いくつかの実施形態において、動作２１６～２２４のうちのいずれかの後に、処理は、動作２２６へ進み、動作２２６において、収集された測定データおよび／またはこれまでに計算された検証結果が、現在の設計要素の検証のために十分であるかどうかが決定される。決定が肯定的である場合（動作２２６において、はい）、処理は、動作２３４へ進んで、現在の設計要素について終了する。決定が否定的である場合（動作２２６において、いいえ）、処理は、ユーザ入力および／またはプロセッサによる決定に応答して、動作２１２、２１４、２１８、または２２２へ進む。

少なくとも１つの実施形態において、動作２２６における決定は、ユーザによって行われる。一例において、動作２１２におけるサンプル方向決定および／または動作２２２における検証結果計算は、１回目のパスにおいて、回転を伴わず、並進のみを含む剛体変換のための測定データを収集するために、および／または計算するために、実行された。並進のみを含む検証結果は、動作２２４において出力された。動作２２６において、プロセッサは、例えば、ディスプレイを介して、ユーザに、収集された測定データおよび／または現在の設計要素についての並進のみを含む検証結果が十分であるかどうかを評価するように促す。プロセッサは、例えば、ディスプレイを介して、ユーザに、オプション２３６、２３８、２４０、２４２のうちの１つまたは複数を更に提供する。オプション２３６において、処理は、動作２１２へ戻って、自動測定によって付加的な測定データを収集するための更なるサンプル方向を自動的に決定する。オプション２３８において、処理は、動作２１４へ戻って、例えば、ミスまたは外れ値の場合には、ユーザが、例えば、１つまたは複数のサンプル方向を調整または追加することによって、サンプル方向を手動で修正することを可能にする。オプション２４０において、処理は、動作２１８へ戻って、手動測定によって付加的な測定データを収集する。オプション２４２において、処理は、動作２２２へ戻って、付加的な測定データを収集せずに、（例えば、回転が可能にされた状態で）異なる制約セットに基づいて、検証結果を再計算する。ユーザは、動作２２６において促されると、並進のみを含む検証結果が測定データにうまくフィットしなかったこと（すなわち、動作２２６において、いいえ）を認識し得る。ユーザは、オプション２３６または２３８を選択して、動作２１２または２１４へ戻って、付加的な測定データを収集するための更なるサンプル方向を自動的にまたは手動で決定してもよい。付加的な測定データは、動作２２２において、並進と回転との両方を含む剛体変換を計算するために、１回目のパスで既に取得されている測定データと組み合わされる。代替的に、ユーザは、オプション２４２を選択して、動作２２２へ戻って、付加的な測定なしに、並進と回転との両方を含む剛体変換を再計算してもよい。

別の例において、動作２２４において出力される検証結果は、図３Ｇに関して説明されたように、「摺動する」結果を含む。ユーザは、動作２２６において促されると、「摺動する」結果が満足できるものではないこと（すなわち、動作２２６において、いいえ）を認識し得る。ユーザは、オプション２４０を選択して、動作２１８へ戻って、本明細書において説明されるように、摺動方向に沿って検証されているオブジェクトを制約するための付加的な測定データを収集するために手動測定を行い得る。

いくつかの実施形態において、動作２２６における決定および／またはオプション２３６、２３８、２４０、２４２のうちのいずれへ進むかの決定は、ユーザ入力またはユーザ介入なしで、プロセッサによって自動的に行われる。一例において、動作２１２が最初に行われる場合、動作２１２は、１つのサンプル方向のみを決定し、その後に、処理は、動作２１６から２２２へ進む。次いで、処理は、動作２２６へ進み、動作２２６において、プロセッサは、十分な測定が行われたかどうかを決定する。測定が十分でない場合、処理は動作２１２へ戻り、動作２１２において、次のサンプル方向が、現在の測定に関する情報と、動作２２２において見出された現在の解（および／または検証結果および／または変換）とに基づいて決定され、このループは、動作２２６において、十分な測定が行われたとプロセッサが決定するまで繰り返す。例えば、特定の測定がミスであり、オブジェクトは左側へずれて設置されていることを現在の解が示す場合、プロセッサは、オブジェクトの有効な測定を得ようとして、ミスしたサンプル方向の左側の新しいサンプル方向を選び得る。別の例において、デバイスが、例えば、測定されているポイントにおけるオブジェクトの表面の高い反射率または低いアルベドに起因して、特定の方向において測定を取得することができなかった場合、プロセッサは、失敗した方向と置換するために、新しいサンプル方向を選び得る。いくつかの実施形態において、測定されているポイントにおけるオブジェクトの表面の高い反射率または低いアルベドに起因して、測定デバイスが測定を行うことができなかった状況は、「ミス」として考慮される。いくつかの実施形態において、動作２２６を通じたループの異なる繰り返しは、オプション２３６、２３８、２４０もしくは２４２が選ばれること、および／または動作２２６における異なる決定をもたらすことになる。例において、最初の１２個のサンプル方向は、動作２２６においてプロセッサが決定を行うことで自動的に測定されてもよく、この時点で、処理は、本明細書において説明されるように、ユーザに対して結果を提示することに切り換える。

少なくとも１つの実施形態において、動作２１２および２１４は、サンプル方向の初期セットを取得し、ユーザがそれらを調整することを可能にするために行われるが、サンプル方向は、自動測定のために一度に１つずつ使用される。動作２１６における各測定（すなわち、自動測定のために使用される各サンプル方向）の後に、プロセッサは、より多くの測定が必要とされるかを決定するために動作２２６を行う。より多くの測定が実際に必要とされる場合、プロセッサは、動作２１２を行って、サンプル方向の初期セットから、行われるべき次の測定（すなわち、次のサンプル方向）を選ぶ。いくつかの実施形態において、動作２２６、２３４およびオプション２３６、２３８、２４０、２４２は、省略される。

図４は、いくつかの実施形態による、測定デバイスを使用する検証方法４００のフローチャートである。いくつかの実施形態において、測定デバイス１００は、単独で、または外部コンピュータシステム１３０と協働して、検証方法４００において使用される。検証方法４００において、検証方法２００の動作に対応する動作は、同じ参照符号によって示される。検証方法２００と比較すると、検証方法４００は、同じ設計要素について、ただし、１つまたは複数の更なる測定ロケーションから、付加的な測定を行い、複数の測定ロケーションから収集された組み合わされた測定データに基づいて、検証結果を計算することに向けられる動作４２８、４３０、４３２を付加的に含む。

いくつかの実施形態において、例えば、図２に関して説明されたような、単一の測定ロケーションから行われる検証処理は、完成したオブジェクトが対応する設計要素に従って正確に建築または実装されているか否かを確認するのに十分である。１つまたは複数の実施形態において、単一の測定ロケーションからの測定データは、設計要素および対応する完成したオブジェクトの検証のために十分ではないことがあり、異なる測定ロケーションからの同じ完成したオブジェクト／設計要素のための付加的な測定データが必要であり、または望ましい。例えば、現在の測定ロケーションにおける測定デバイスが、柱の単一の面のみが測定デバイスによって可視であるような手法で、矩形の柱の真正面にある場合、現在の測定ロケーションから柱の他の面を検証することはできない。この状況において、その面法線ポイントが異なる方向にある、１つまたは複数の面についての第２の測定セットを取得し、その結果、その方向における完成したオブジェクトの配置が決定されることが可能になるように、ユーザは、測定デバイスを異なる測定ロケーションへ移動させることを望むことがあり、または、プロセッサは、測定デバイスを異なる測定ロケーションへ移動させるようにユーザに要求する。この処理の一例は、図４に関して説明される。

図４における検証方法４００において、動作２０２～２２４は、図２に関して説明されたような第１の測定ロケーションから行われる。いくつかの実施形態において、動作２１６～２２４のいずれかの後に、処理は、動作２２６へ進み、動作２２６において、収集された測定データおよび／または現在の設計要素についてこれまでに計算された検証結果が、現在の設計要素の検証のために十分であるかどうかが決定される。決定が否定的である場合（動作２２６において、いいえ）、処理は、ユーザ入力および／またはプロセッサによる決定に応答して、動作４２８、２１２、２１８または２２２へ進む。決定が肯定的である場合（動作２２６において、はい）、処理は、動作４３０へ進む。

少なくとも１つの実施形態において、動作２２６における決定は、ユーザによって行われる。例えば、プロセッサは、例えば、ディスプレイを介して、ユーザに、収集された測定データおよび／または現在の設計要素についてこれまでに計算された検証結果が十分であるかどうかを評価するように促す。上記に論じられた例において、ユーザは、現在の測定ロケーションから測定デバイスにとって可視ではない、完成したオブジェクトの他の面についての測定データを取得するために、異なる測定ロケーションからの付加的な測定が必要であることを認識し得る。更なる例において、ユーザは、動作２２４において出力される変換が、制約されない変換パラメータを含むこと、および、異なる測定ロケーションからの付加的な測定が、制約されない変換パラメータを制約するために必要であることを認識し得る。別の例において、動作２０８において、複数の設計要素がバッチ処理のために選択され、例えば、選択された設計要素のうちの１つもしくは複数、またはその一部が、現在の測定ロケーションにおける測定デバイスにとって可視ではない場合、現在の測定ロケーションからの測定は全ての選択された設計要素をカバーしないと決定される。いくつかの実施形態において、ユーザには、プロセッサによって、およびディスプレイを介して、図２に関して説明されたオプション２３６、２３８、２４０、２４２に加えて、測定ロケーションを変更するための動作４２８へ進むためのオプションが提示される。いくつかの実施形態において、オプション２３６、２３８、２４０、２４２のうちの１つまたは複数または全部が省略され、処理は、動作２２６における否定的な決定に応答して、動作４２８へ進む。いくつかの実施形態において、動作２２６における決定は、ユーザ入力またはユーザ介入なしで、プロセッサによって自動的に行われる。以下の説明において、動作２２６における否定的な決定に動作４２８が続く状況が説明される。

動作４２８において、動作２２６における決定が、異なる測定ロケーションからの付加的な測定が必要であるというものである場合、測定デバイスは、新しい測定ロケーション、例えば、第２の測定ロケーションへ移動される。いくつかの実施形態において、ユーザは、新しい測定ロケーションとなる場所を決める。少なくとも１つの実施形態において、プロセッサは、例えば、ディスプレイを介して、測定デバイスを移動させるための方向またはロケーションに関するプロンプトを提供する。例えば、プロセッサは、測定デバイスの移動方向に関するそのようなプロンプトを、これまでに収集された測定データに基づいて提供する。別の例において、ディスプレイは、プロセッサによる制御下で、設計モデルの平面図を表示し、その平面図において新しい測定ロケーションを強調する。

ユーザが、例えば、プロセッサに対してＩ／Ｏデバイスを通じて提供されるユーザ入力によって、測定デバイスが今は新しい測定ロケーションに配置されていることを確認した場合、処理は、動作２０６へ戻って、同じ設計モデルに対して、新しい測定ロケーションにおいて測定デバイスをローカライズする。動作２１０～２２４のうちの１つまたは複数は、同じ現在の設計要素について、ただし、新しい測定ロケーションから／について再び実行される。例えば、動作２１２において、新しいサンプル方向セットが、現在の設計要素について、ただし、新しい測定ロケーションに対応する新しい仮想デバイスロケーションから、自動的に生成される。いくつかの実施形態において、新しい測定ロケーションについて、動作２０６、２１２および２１６が行われるのに対して、動作２１０、２１４、２１８、２２０、２２２、２２４のうちの１つまたは複数は、任意選択であり、または省略される。

次いで、処理は、動作２２６へ戻って、収集された測定データならびに／または複数の測定ロケーション、例えば、第１および第２の測定ロケーションから現在の設計要素についてこれまでに計算された検証結果が十分であるかどうかを再び決定する。決定が否定的である場合（動作２２６において、いいえ）、処理は、動作４２８へ進んで、測定デバイスを更に新しい測定ロケーション、例えば、第３の測定ロケーションへ移動させる。次いで、処理は、第２の測定ロケーションに関して本明細書において説明されたように繰り返される。

動作２２６における決定が肯定的である場合、処理は、動作４３０へ進み、動作４３０において、現在の設計要素の形状または幾何形状と、１つまたは複数の測定ロケーションからこれまでに収集された測定データとに基づいて、検証結果が計算される。

１つの測定ロケーション、例えば、第１の測定ロケーションからの測定後に動作４３０に到達した場合、動作４３０における検証結果計算および後続の動作４３２において出力される検証結果は、対応する動作２２２、２２４と同じである。動作２２２および２２４の両方が、動作４３０に処理が到達する前に行われていない場合、動作４３０および４３２の両方が、対応する動作２２２および２２４に関して説明されたように行われ、動作２３４において、検証処理は、現在の設計要素について終了する。動作２２２が行われており、動作２２４が、動作４３０に処理が到達する前に行われていない場合、動作４３０は省略され、動作２２４と同じである動作４３２が行われ、動作２３４において、検証処理は、現在の設計要素について終了する。動作２２２および２２４の両方が、動作４３０に処理が到達する前に行われている場合、動作４３０および４３２の両方が省略され、動作２３４において、検証処理は、現在の設計要素について終了する。

複数の測定ロケーションからの測定の後に動作４３０に到達した場合、動作４３０における検証結果計算は、対応する動作２２２と同様であり、差異は、現在の設計要素について複数の測定ロケーションからこれまでに収集された測定データが、剛体変換を計算するために使用されることである。いくつかの実施形態において、検証結果は、動作２２２に関して説明されたような付加的な情報を更に含む。動作４３２において、動作２２４に関して説明されたように、検証結果が出力される。次いで、動作２３４において、検証処理は、現在の設計要素について終了する。

いくつかの実施形態において、検証方法４００における、説明された動作および測定ロケーションは、複数の現在の設計要素（これらは、例えば、動作２０８におけるバッチ処理のために選択されたものである）間に散在させられる。例えば、まず、測定ロケーションＡから、設計要素１、２、および３について測定が行われる。次いで、測定デバイスは、設計要素４および５について測定が行われる測定ロケーションＢへ移動される。次いで、測定デバイスは、設計要素３および４について測定が行われる測定ロケーションＣへ移動される。次いで、測定デバイスは、設計要素１、３および６について測定が行われる測定ロケーションＤへ移動される。この例において、設計要素１についての計算された検証結果は、測定ロケーションＡおよびＤからの測定データを使用し、設計要素２についての計算された検証結果は、測定ロケーションＡからの測定データを使用し、設計要素３についての計算された検証結果は、測定ロケーションＡ、ＣおよびＤからの測定データを使用し、設計要素４についての計算された検証結果は、測定ロケーションＢおよびＣからの測定データを使用し、設計要素５についての計算された検証結果は、測定ロケーションＢからの測定データを使用し、設計要素６についての計算された検証結果は、測定ロケーションＤから測定データを使用する。

図２および／または図４における動作２１２においてサンプル方向を生成するための様々な実施形態は、図５～図７Ｅのうちの１つまたは複数を参照して、本明細書において説明される。いくつかの実施形態において、第１のアプローチによれば、サンプル方向は、選択された設計要素上のサンプルポイントに基づいて生成される。第２のアプローチによる、更なる実施形態において、サンプル方向は、投影平面上のサンプル方向ポイントに基づいて生成される。１つまたは複数の実施形態において、動作２１２において生成されるサンプル方向セットは、第１のアプローチに従って生成された１つまたは複数のサンプル方向と、第２のアプローチに従って生成された１つまたは複数の更なるサンプル方向とを含む。

いくつかの実施形態において、仮想デバイスロケーションは、シーン内の測定デバイスの物理的なロケーションに対応する、設計モデル内のロケーションである。例えば、図３Ａに関して本明細書において説明されたように、仮想デバイスロケーション３２５は、シーン３１０内の測定デバイス１００の物理的なロケーションに対応する、設計モデル３２０内のロケーションである。いくつかの実施形態において、設計モデルにおけるポイントへの仮想ルック方向は、仮想デバイスロケーションから、設計モデルにおけるそのポイントへの方向である。

いくつかの実施形態において、第１のアプローチによれば、複数のサンプル方向は、設計要素上のサンプルポイントセットを決定し、仮想デバイスロケーションからサンプルポイントへのルック方向を使用して、サンプル方向セットを決定することによって、自動的に生成される。

いくつかの実施形態において、設計要素上のサンプルポイントセットを決定することは、設計要素に対応する多角形メッシュを取得し、この多角形メッシュにおいて多角形セットを選び、その多角形セットに関連付けられたサンプルポイントセットを選択することによって行われる。いくつかの実施形態において、メッシュにおける多角形は、三角形である。他の多角形構成、例えば、四角形は、様々な実施形態の範囲内である。いくつかの実施形態において、多角形メッシュは、設計要素を視覚化するために使用されるものと同じメッシュである。例えば、動作２０４において取得されるような設計要素は、１つもしくは複数の曲面を含み、および／または多角形メッシュによってまだ提示されていない。この状況において、プロセッサは、設計要素の曲面幾何形状に対する多角形近似を見出すためのアルゴリズムを実行して、サンプルポイントを決定するために使用されるべき対応する多角形メッシュを取得するように構成される。いくつかの実施形態において、多角形に関連付けられたポイント（例えば、サンプルポイント）は、所定のアルゴリズムによって、その多角形に対して数学的に決定可能なポイントである。

いくつかの実施形態において、多角形に関連付けられたサンプルポイントは、多角形の頂点であり、または別の幾何学的に定義可能なポイント（例えば、多角形の最長辺の中点）である。

いくつかの実施形態において、多角形に関連付けられた、１つまたは複数のサンプルポイントは、多角形の境界内でランダムに選ばれる。いくつかの実施形態による、「ランダムな」または「ランダムに」という概念は、本明細書において説明されている。

いくつかの実施形態において、ポイントの格子が、多角形上に配置され、多角形に関連付けられた、１つまたは複数のサンプルポイントは、この格子から選ばれる。このアプローチは、図６Ｂおよび図７Ｂ～図７Ｅに関して説明されたアプローチと同様である。

いくつかの実施形態において、多角形に関連付けられたサンプルポイントは、多角形の中心である。例えば、三角形に関連付けられたサンプルポイントは、三角形の中心である。当業者は、三角形に関連付けられたサンプルポイントのロケーションを定義するために使用され得る、三角形の中心の多くの異なる定義（例えば、質量中心、外心、内心、または垂心など）があることに気づくであろう。少なくとも１つの実施形態において、中心が三角形の境界の外側に位置しないことが保証される中心定義は、中心が三角形の外側にあり得る中心定義よりも有用である。いくつかの実施形態において、三角形の外側に位置する中心は、三角形の最も近い境界に沿ったサンプルポイントのロケーションを定義するために使用される。例示的な多角形メッシュは、図５に関して説明される。

図５は、いくつかの実施形態による、多角形のメッシュ５１０と、多角形メッシュ５１０内の多角形の中心とを概略的に示す図である。図５における例示的な構成において、多角形メッシュ５１０は、設計要素、例えば、動作２０８において選択される設計要素を視覚化するために使用されるメッシュである。多角形メッシュ５１０は、複数の多角形を含み、複数の多角形は、図５における例では三角形である。他の多角形構成、例えば四角形は、様々な実施形態の範囲内である。多角形のうちの１つ、すなわち、多角形５１２が、拡大図で例示されている。多角形５１２は、多角形中心５１４を有する。ルック方向５１６は、仮想デバイスロケーション３２５から多角形中心５１４への方向である。多角形５１２の多角形中心５１４が、サンプルポイントとして選択されている場合、ルック方向５１６は、図３Ｄに関して説明されたような、測定が行われるべきサンプル方向になる。多角形５１２は、多角形５１２の頂点によって定義される面に対して垂直な法線ベクトル５１８を有する。図５における法線ベクトル５１８は、多角形中心５１４を通過するように例示されているが、他の構成は、様々な実施形態の範囲内である。仮想デバイスロケーション３２５から多角形中心５１４へのベクトルであるルック方向５１６と、法線ベクトル５１８とのドット積は、負または正になり得るスカラー値であって、多角形５１２が仮想デバイスロケーション３２５の方を向いているか、または仮想デバイスロケーション３２５の外方を向いているかを分類するために使用され得るスカラー値である。

多角形セットが選ばれる、いくつかの実施形態において、多角形はランダムに選ばれ、ランダムに選ばれた多角形の多角形中心（または、他の幾何学的に定義可能なポイント）は、サンプルポイントとして選択される。いくつかの実施形態において、「ランダムな」または「ランダムに」という概念は、真の乱数列だけでなく、いわゆる疑似乱数列もカバーする。疑似乱数は、アルゴリズムに従って再現可能なシーケンスにおいて「疑似乱数ジェネレータ」によってコンピュータ上で生成されることが本技術分野において知られている。

いくつかの実施形態において、多角形セットは、メッシュ内の全ての多角形が等しく重み付けされた状態でランダムに選ばれる。いくつかの実施形態において、このランダムな選択は、それらの表面積によって多角形に重み付けすることによって行われる。いくつかの実施形態において、このランダムな選択は、多角形の法線ベクトル（例えば、図５における５１８）と、多角形の中心などの、多角形に関連付けられたポイントへのルック方向（例えば、図５における５１６）との間の角度に依存する重みによって、各多角形に重み付けすることによって行われる。いくつかの実施形態において、複数の要因が、重み付けスキームに含まれる。

いくつかの実施形態において、多角形は、十分なサンプルポイントが計算されるまで、多角形をソートし、多角形をその順序で使用してサンプルポイントを決定することによって選ばれる。

いくつかの実施形態において、多角形のソートは、各多角形の表面積に従って行われる。

いくつかの実施形態において、多角形は、多角形の法線ベクトルと、多角形上のポイントへの仮想ルック方向とのドット積が負であるか、または正であるかを決定することによって、多角形が測定デバイス（設計モデルの空間内の仮想デバイスロケーション）の方を向いているか、または測定デバイスの外方を向いているかに従って分類される。いくつかの実施形態において、測定デバイスの外方を向いている多角形は、多角形を選ぶときに検討から省略される。なぜならば、これらの多角形上のポイントは、測定されているオブジェクトが完全に配置される場合、測定デバイスにとって可視にならないからである。

いくつかの実施形態において、負のドット積は、多角形が仮想デバイスロケーションの方を向いていることを示すのに対して、正のドット積は、多角形が仮想デバイスロケーションの外方を向いていることを示す。他の実施形態において、正のドット積は、多角形が仮想デバイスロケーションの方を向いていることを示すのに対して、負のドット積は、多角形が仮想デバイスロケーションの外方を向いていることを示す。

いくつかの実施形態において、ドット積が０である多角形は、仮想デバイスロケーションの方を、すなわち、測定デバイスの方を向いているものとして分類される。他の実施形態において、そのような多角形は、仮想デバイスロケーションの外方、すなわち、測定デバイスの外方を向いているものとして分類される。更なる実施形態において、そのような多角形は、仮想デバイスロケーションの横方向、すなわち、測定デバイスの横方向を向いているものとして分類される。

いくつかの実施形態において、測定されているオブジェクトが完全に配置される場合、潜在的なサンプルポイントが測定デバイスにとって可視になるかどうかを決定するために、見通し線分析が実行される。潜在的なサンプルポイントが測定デバイスにとって可視とならない場合、潜在的なサンプルポイントは拒否される。結果として、少なくとも１つの実施形態において、サンプル方向を生成するために考慮されるべきサンプルポイントの数を低減することが可能である。いくつかの実施形態において、見通し線分析は、設計モデルにおけるレイトレーシングを含む。一例において、プロセッサは、選択された設計要素（例えば、仮想デバイスロケーションがＩビームの上方ある場合、下部フランジをオクルージョンするＩビームの上部フランジ）だけからのオクルージョンを探すように構成される。別の例において、プロセッサは、設計モデル内の他の設計要素または全ての設計要素からのオクルージョンを探すように構成される。

いくつかの実施形態において、第２のアプローチによれば、複数のサンプル方向は、設計要素の投影平面上のサンプル方向ポイントセットを決定し、仮想デバイスロケーションからサンプル方向ポイントへのルック方向を使用して、サンプル方向セットを決定することによって、自動的に生成される。少なくとも１つの実施形態において、サンプル方向ポイントセットは、より大きな潜在的なサンプル方向ポイントセットから選択される。様々な実施形態による、潜在的なサンプル方向ポイントセットを取得するためのいくつかの手法がある。いくつかの実施形態による、第１の手法において、潜在的なサンプル方向ポイントセットは、図６Ａおよび図７Ａ～図７ｅに関して説明されるように、潜在的なサンプル方向ポイントの格子によって決定される。更なる実施形態による、第２の手法において、潜在的なサンプル方向ポイントセットは、図６Ｂに関して説明されるように、設計要素から投影平面上へ投影される。１つまたは複数の実施形態において、潜在的なサンプル方向ポイントセットは、第１の手法に従って生成された、１つまたは複数の潜在的なサンプル方向ポイントと、第２の手法に従って生成された、１つまたは複数の更なる潜在的なサンプル方向ポイントとを含む。

いくつかの実施形態において、仮想デバイスロケーションの観点から見た、選択された設計要素の幾何形状の２Ｄ投影が決定される。いくつかの実施形態において、平坦な投影が使用され、すなわち、投影平面は平坦である。投影ポイントは、投影平面を選び、仮想デバイスロケーションから設計要素幾何形状におけるポイントへ線を引き、その線と投影平面との交点を見出すことによって、設計要素幾何形状におけるポイントを投影平面へ投影することによって、計算される。

いくつかの実施形態において、設計要素幾何形状における１つまたは複数のポイントが単一の投影平面へ投影され得ない状況を考慮するために、１つを超える投影平面の組み合わせが、投影平面として使用される。いくつかの実施形態において、球面投影が使用され、この場合において、投影ポイントは、仮想デバイスロケーションを中心とする投影球を投影平面として選び、仮想デバイスロケーションから設計要素幾何形状におけるポイントへ線を引き、その線と投影球との交点を見出すこことによって、設計要素幾何形状におけるポイントを投影球へ投影することによって、計算される。いくつかの実施形態において、「投影画像」は、設計要素幾何形状におけるポイントの投影平面への投影である、１つまたは複数の投影平面上の全てのポイントのセットとして定義される。

いくつかの実施形態において、設計要素の幾何形状は、１～３つの直交する「主軸」のセットを識別するために分析される。いくつかの実施形態において、これらは、デカルト座標のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向である。いくつかの実施形態において、これらの軸は、有向境界ボックスに関連付けられる。いくつかの実施形態において、これらの軸は、設計要素に対応する多角形メッシュを含む多角形の幾何形状を調べることによって取得される。いくつかの実施形態において、全ての可能な法線方向の空間上にヒストグラムが構築され、各多角形は、その表面積から計算される重みを、その多角形の法線ベクトルに関連付けられたヒストグラムセルに与え、重みが局所的に最大となるヒストグラムセルが、主軸のうちの１つまたは複数を決定するために使用される。例えば、このアルゴリズムを使用する立方体設計要素の主軸は、面の３つの法線方向（およびそれらの負の法線方向）、すなわち、上部／下部、左側／右側、および前方／後方に対応し得る。いくつかの実施形態において、押出方向が決定され、主軸のうちの１つとして使用される。主軸を決定するための他の構成は、様々な実施形態の範囲内である。

いくつかの実施形態において、サンプルポイントは、そのサンプルポイントにおける設計要素の表面に対する法線を決定し、どの主軸がその法線に最も近い方向を有するかを決定することによって分類される。いくつかの実施形態において、各サンプルポイントは、重み値のセットによって特徴付けられ、各重み値は、主軸のうちの対応する１つに対するものである。いくつかの実施形態において、重み値は、サンプルポイントにおける設計要素の表面に対する法線と、主軸の方向とドット積に基づく。いくつかの実施形態において、重み値は、このドット積の二乗である。いくつかの実施形態において、全ての主軸についての重みの和は、１である。サンプルポイントの一例は、多角形中心５１４であり、サンプルポイントにおける設計要素の表面に対する法線の一例は、図５に関して説明されたような法線ベクトル５１８である。

いくつかの実施形態において、投影平面への設計要素の幾何形状の２Ｄ投影が決定された場合、投影平面における２Ｄ境界領域は、投影画像内の全てのポイントがその境界領域内に位置するように計算される。いくつかの実施形態において、この２Ｄ境界領域は、軸平行境界ボックスである。いくつかの実施形態において、この２Ｄ境界領域は、有向境界ボックスである。いくつかの実施形態において、この２Ｄ境界領域は、円または楕円である。

いくつかの実施形態において、サンプル方向ポイントは、２Ｄ投影平面上のポイントとして定義され、対応するサンプル方向は、仮想デバイスロケーションから投影平面上のサンプル方向ポイントへの３Ｄ空間における方向として定義される。当業者は、サンプル方向ポイントセットが、対応するサンプル方向セットと同型であること、いずれかのセットの要素の論考が、他方のセット内の対応する要素の対応する論考を示唆することを理解するであろう。特に、サンプル方向ポイントセットを選ぶことは、サンプル方向セットを選ぶことと等価であり、この逆もまた同様である。

いくつかの実施形態において、潜在的なサンプル方向ポイントの２Ｄ格子が、投影平面において生み出される。いくつかの実施形態において、この格子のパラメータは、２Ｄ境界領域の幾何形状に基づいて計算される。いくつかの実施形態において、格子の軸は、２Ｄ境界領域の軸にアラインされる。いくつかの実施形態において、２Ｄ境界領域は、２Ｄ境界ボックスまたは２Ｄ境界楕円であり、２Ｄ格子の軸は、２Ｄ境界領域の軸にアラインされる。いくつかの実施形態において、３Ｄ設計要素についての主軸セットに関する情報は、格子のパラメータを決定するために使用される。いくつかの実施形態において、潜在的なサンプル方向ポイントは、投影画像内に位置する潜在的なサンプル方向ポイントをのみ含有するようにフィルタリングされる。

いくつかの実施形態において、潜在的なサンプル方向ポイントセットは、上述したように、２Ｄ投影に基づいて生み出される。いくつかの実施形態において、潜在的なサンプル方向ポイントセットは、設計要素に対応する多角形メッシュに基づいて、上述したように各多角形について１つまたは複数の幾何学的に定義された３Ｄポイントを決定し、次いで、それらの３Ｄポイントを投影平面へ投影することで生み出される。いくつかの実施形態において、これらの投影されたポイントの重みは、投影された多角形の２Ｄ領域に基づく。

いくつかの実施形態において、サンプル方向ポイントは、潜在的なサンプル方向ポイントからランダムに選ばれる。

いくつかの実施形態において、サンプル方向セットを決定するサンプル方向ポイントセットは、角回転を決定するために使用されるモーメントアームを増加させるために、２Ｄ投影空間において互いに離れたポイントを選択することによって、潜在的なサンプル方向ポイントから選ばれる。

いくつかの実施形態において、サンプル方向ポイントセットは、投影画像の境界への何らかの（２Ｄ）距離閾値以上のポイントを選択することによって、潜在的なサンプル方向ポイントから選ばれ、その結果、測定されている完成したオブジェクトが実世界のシーンにおいてずれて配置されている場合、測定方向（またはサンプル方向）は、実世界の完成したオブジェクトと依然として交差する可能性が高い。

いくつかの実施形態において、投影画像の境界の外部であるが、投影画像の境界に近いサンプル方向ポイントに対応するサンプル方向は、測定されるべきサンプル方向セットに含まれ、その結果、測定されている完成したオブジェクトが、実世界のシーンにおいてずれて配置されている場合、これらの測定方向（またはサンプル方向）のうちのいくつかは、実世界の完成したオブジェクトと依然として交差する可能性が高く、実世界のオブジェクトの投影変位に対して下限を与える。

いくつかの実施形態において、サンプル方向セットに対応するサンプル方向ポイントセットは、両方のポイントが投影画像内にあり、かつ、できる限り互い離れるように選ばれる。いくつかの実施形態において、潜在的なサンプル方向ポイントの２Ｄ格子のパラメータは、投影画像内の格子ポイントの数（例えば、潜在的なサンプル方向ポイントの数）が、所望のサンプルポイントの数となるように調整される。いくつかの実施形態において、サンプル方向ポイントを選ぶための複数の基準が使用される。

いくつかの実施形態において、サンプル方向を選ぶ場合に、オブジェクト上の対応するサンプルポイントにおける面法線方向を主軸間で均等に分散させるように試みが行われ、その結果、オブジェクトの変位があらゆる方向において十分に測定されることになる。いくつかの実施形態において、これは、所望のサンプル方向の数を主軸方向間で均等に分割し、上述したような対応する潜在的なサンプルポイントの面法線方向に基づいて、潜在的なサンプル方向ポイントをパーティション化し、主軸方向の各々に対してサンプル方向ポイントを独立して選択することによって行われる。いくつかの実施形態において、各サンプルポイントは、主軸方向の各々について重みを有し、サンプル方向は、主軸方向間で対応する重みのバランスを取るように選ばれる。

仮想デバイスロケーションに対する設計要素のいくつかの向きについて、仮想デバイスロケーションから可視であるポイントにおける面法線（例えば、法線ベクトル）セットは、あらゆる可能な面法線のガウス球体に広がらないことがある。例えば、立方体の面上の任意のポイントに対して垂直な線に沿って、立方体から外側へ変位されたポイントは、立方体のその面のみを見ることができ、観察され得る唯一の面法線は、その面の面法線となる。いくつかの実施形態において、サンプル方向を選ぶためのアルゴリズムは、測定されるべきサンプル方向の構成を検出し、測定されるべきサンプル方向の数および／またはそれらの主軸間での割り振りを調整するように構成される。例えば、１つの面のみが可視である立方体例の場合において、３つの主軸方向全て（主軸方向ごとに４つのサンプル方向）における面法線が可視であるとき、アルゴリズムが１２個のサンプル方向を必要とするならば、アルゴリズムは、サンプル方向の数を４つに低減してもよく、または１２個のサンプル方向全てを可視の面の方向に対して割り当ててよく、または、これらの戦略の間の妥協点であるサンプル方向の数を選んでもよい。

いくつかの実施形態による、潜在的なサンプル方向ポイントの格子を使用することによって、投影平面上の潜在的なサンプル方向ポイントを決定する上述された処理についての特定の例が、図６Ａに関して本明細書において説明される。

図６Ａにおいて、設計要素６２２は、仮想デバイスロケーション３２５から投影平面６３０上へ投影されて、対応する投影画像６３２が取得される。具体的には、設計要素６２２の幾何形状上のポイント６２４、６２６が、仮想デバイスロケーション３２５から設計要素６２２の幾何形状におけるポイント６２４、６２６を通る線によって、投影平面６３０上へ投影され、投影平面６３０とこれらの線との交点６３４、６３６を見出す。交点６３４、６３６は、投影画像６３２の幾何形状を集合的に定義する。図６Ａにおける設計要素６２２の例示は、簡略化されている。いくつかの実施形態において、設計要素６２２は、２Ｄ投影画像６３２へ投影された３Ｄモデルである。列６４１と行６４２とを含む格子６４０は、投影画像６３２上に重ねられる。格子６４０は、列６４１と行６４２との交点における潜在的なサンプル方向ポイント６４５、６４６、６４７を含む。

いくつかの実施形態において、投影画像６３２の外部の潜在的なサンプル方向ポイント６４６は、破棄され、投影画像６３２の内部の潜在的なサンプル方向ポイント６４５は、サンプル方向ポイントとして選択されることが考慮される。少なくとも１つの実施形態において、本明細書において説明される戦略のうちの１つまたは複数を使用して、投影画像６３２の内部の潜在的なサンプル方向ポイント６４５から、より小さいサンプル方向ポイントセットが選択される。投影画像６３２の内部の潜在的なサンプル方向ポイント６４５のセットから、サンプル方向ポイントを更に選択する例が、図７Ａ～図７Ｅに関して説明される。

いくつかの実施形態において、投影画像６３２の外部であるが、投影画像６３２に十分に近い潜在的なサンプル方向ポイント６４７は、サンプル方向ポイントとして選択される。仮想デバイスロケーション３２５からサンプル方向ポイント６４７へのサンプル方向は、３Ｄ設計要素６２２を逸れ、すなわち、３Ｄ設計要素６２２と交差しないことになる。しかしながら、完成したオブジェクトが完全に実装されていない場合には、サンプル方向が、完成したオブジェクトに依然としてヒットし、測定されたポイントをもたらし得ることが予期される。

いくつかの実施形態による、投影平面上へ潜在的なサンプル方向ポイントを投影することによって、投影平面上の潜在的なサンプル方向ポイントを決定する上述された処理についての特定の例が、図６Ｂに関して本明細書において説明される。

図６Ｂにおいて、設計要素６２２、例えば、３Ｄモデルは、図６Ａに関して説明されたように、仮想デバイスロケーション３２５から投影平面６３０上へ投影されて、２Ｄ投影画像６３２が取得される。複数のサンプルポイント６５１、６５２が、設計要素６２２を表現する多角形メッシュ内の対応する多角形に対して決定される。一例において、サンプルポイント６５１、６５２の各々は、図５に関して説明されたように、対応する多角形の多角形中心として決定される。サンプルポイント６５１、６５２は、仮想デバイスロケーション３２５から投影平面６３０上へ投影されて、潜在的なサンプル方向ポイント６５３、６５４の対応するセットをもたらす。サンプル方向ポイントのより小さいセットまたは低減されたセットは、１つまたは複数の手法で、例えば、本明細書において説明されるように、ランダムに、重み付けスキームを使用して、サンプル方向ポイントを広げるなどして、潜在的なサンプル方向ポイント６５３のセットから選択される。

いくつかの実施形態において、設計要素６２２は３Ｄモデルであるので、潜在的なサンプル方向が設計要素６２２の表面に対する接線であるまれな状況を除いて、仮想デバイスロケーション３２５からサンプルポイントへの潜在的なサンプル方向６５５、６５６の各々は、設計要素６２２を偶数回通過する。例えば、図６Ｂにおいて、仮想デバイスロケーション３２５からサンプルポイント６５１への潜在的なサンプル方向６５５は、サンプルポイント６５１と、潜在的なサンプル方向６５５が設計要素６２２と再び交差する別の交差ポイント６５１’とにおいて、設計要素６２２を２回通過する。簡単にするために、潜在的なサンプル方向６５６上のサンプルポイント６５２以外の交差ポイントは省略される。

いくつかの実施形態において、設計要素６２２上のサンプルポイントは、本明細書において説明されるような、１つまたは複数の重み付けキームに従って、重みを与えられる。例えば、サンプルポイントの各々は、対応する多角形の法線ベクトルに基づいて、重みを与えられる。法線ベクトルに対応する重みに基づいて、例えば、仮想デバイスロケーション３２５に面しない設計要素の面上に位置するサンプルポイントを除外するために、および／または仮想デバイスロケーション３２５に面する設計要素の各面上の十分な数のサンプルポイントを含めるために、サンプルポイントの狭められたセットが選択される。サンプルポイントの狭められたセットは、投影平面６３０上へ投影されて、サンプル方向ポイントの対応するセットが取得される。サンプル方向ポイントは、本明細書において説明されるような、１つまたは複数の重み付けスキームに従って、重みを与えられる。例えば、サンプル方向ポイントの各々は、投影画像６３２の境界に対する近さに基づいて、重みを与えられる。投影画像６３２の境界に対する近さに対応する重みに基づいて、サンプル方向ポイントの狭められたセットは、例えば、サンプル方向ポイントを広げるように選択される。選択されたサンプル方向ポイントは、後続の自動測定のために使用されるべきサンプル方向に対応する。したがって、少なくとも１つの実施形態において、サンプル方向は、対応するサンプルポイントおよびサンプル方向ポイントの重みに基づいて選択される。

上述された例において、サンプルポイントの数は、投影平面上への投影前に絞り込まれる。他の構成は、様々な実施形態の範囲内である。例えば、１つまたは複数の実施形態において、全てのサンプルポイントが、投影平面６３０上へ投影されて、本明細書において説明されるように重みを与えられた、対応するサンプル方向ポイントが取得される。次いで、サンプル方向が、対応するサンプルポイントおよびサンプル方向ポイントの重みに基づいて選択される。

図７Ａ～図７Ｅは、いくつかの実施形態による、サンプル方向ポイントおよびサンプル方向を決定するための例における様々な段階を概略的に示す図である。

図７Ａにおいて、設計要素は、Ｉビームであり、平坦な投影が行われて、投影平面７０５上に２Ｄ投影画像７１０が生み出されている。いくつかの実施形態において、投影画像７１０は、図６Ａに関して説明されたような、投影画像６３２と同様の手法で生み出される。Ｉビームの６つの面７１１～７１６は、仮想デバイスロケーション（図示せず）から可視である。主軸は、設計要素の３Ｄ有向境界ボックスを計算することによって取得される。６つの可視の面は、主軸に従って分類され、面７６１は、前方（押し出し方向）に面し、第１の主軸Ｘに関連付けられており、２つの面７１２、７１３は、「上」に面し、第２の主軸Ｚに関連付けられており、３つの面７１４、７１５、７１６は、「右側」に面し、第３の主軸Ｙに関連付けられている。

図７Ｂにおいて、投影画像７１０の２Ｄ有向境界ボックス７２０が計算され、潜在的なサンプル方向ポイント７３０Ｆ、７３０Ｔ、７３０Ｒ、７３０Ｍのセットは、８ｘ８の矩形格子のセル（図示せず）の中心に配置される。簡単にするために、潜在的なサンプル方向ポイント７３０Ｆ、７３０Ｔ、７３０Ｒ、７３０Ｍ（本明細書において、一般に「７３０」と称される）は、図７Ｂにおいて円として例示される。ただし、各円は、その中心におけるポイントを視覚的に示すように意図されている。これらの潜在的なサンプル方向ポイントは、対応する３Ｄ面の法線（法線ベクトル）の方向に従って、完成したオブジェクトが完全に配置されている場合、完成したオブジェクトと交差しないことになる測定方向（サンプル方向）に対応するミスポイント７３０Ｍと共に、前方面７１１の上の前方ポイント７３０Ｆのセット、第１の上面７１２および第２の上面７１３上の上部ポイント７３０Ｔのセット、第１の右側面７１４、第２の右側面７１５、および第３の右側面７１６上の右側ポイント７３０Ｒのセットへとパーティション化され、または分類される。この例においては、１２個のサンプル方向、すなわち、１２個のサンプル方向ポイントが、前方ポイント７３０Ｆのセット、上部ポイント７３０Ｔのセット、および右側ポイント７３０Ｒのセットの各々から、４つのポイントを選択することによって選択される。特定の主軸方向に関連付けられた潜在的なサンプル方向ポイントの各セットについて、新しい２Ｄ有向境界ボックスが計算される。

図７Ｃにおいて、簡単にするために、３つの新しい２Ｄ有向境界ボックスおよび対応する面およびポイントセットが、別々に例示されている。前方境界ボックス７４０Ｆは、前方ポイント７３０Ｆに対応し、上部境界ボックス７４０Ｔは、上部ポイント７３０Ｔに対応し、右側境界ボックス７４０Ｒは、右側ポイント７３０Ｒに対応する。前方境界ボックス７４０Ｆの４つの角部７４２の各々について、最も近い潜在的なサンプル方向ポイント７３０Ｆが、１２個のサンプル方向ポイントのセットのメンバーとして選ばれ、７４５Ｆとして再度ラベル付けされる。この手順は、境界ボックス７４０Ｔおよび７４０Ｒに対して繰り返される。

図７Ｄにおいて、ボックス７４０Ｆ、７４０Ｔおよび７４０Ｒ、ならびに対応する面、ならびに選択されたサンプル方向ポイント７４５Ｆ、７４５Ｔ、７４５Ｒを含むポイントセットが、投影画像７１０の組み合わされた状態で例示される。

図７Ｅにおいては、ボックス７４０Ｆ、７４０Ｔ、および７４０Ｒ、ならびに選択されなかった潜在的なサンプル方向ポイントが、省略されている。図７Ｅは、投影画像７１０と、１２個の選択されたサンプル方向ポイント７４５Ｆ、７４５Ｔ、７４５Ｒとを示す。１２個の選択されたサンプル方向ポイント７４５Ｆ、７４５Ｔ、７４５Ｒは、仮想デバイスロケーション（図示せず）と接続され、１２個の対応するサンプル方向が、図３Ｄに関して説明されたように取得され、測定のために使用される。

サンプル方向のための潜在的なサンプル方向ポイントを決定する説明された処理は、簡略化された例である。他の構成は、様々な実施形態の範囲内である。例えば、潜在的なサンプル方向ポイント７３０の格子は、見やすい図を生み出すために、８ｘ８のサイズに限定された。いくつかの実施形態において、潜在的なサンプル方向ポイントの格子は、例えば、１２８ｘ１２８の格子であってもよく、または、格子サイズは、特定の２Ｄ投影画像に基づいて動的に選ばれてもよい。

少なくとも１つの実施形態において、面の境界に近すぎる潜在的なサンプル方向ポイント、例えば、図７Ｂにおけるポイント７３０Ｒ１などは、ミスポイント７３０Ｍのセットに分類され、サンプル方向ポイントとして選択可能であると考慮されなくてもよい。

１つまたは複数の実施形態において、投影画像７１０の外部にあるが、投影画像７１０の境界に十分に近い潜在的なサンプル方向ポイント、例えば、図７Ｂにおけるポイント７３０Ｍ２などは、上記で論じられたような最も近い面の分類に基づいて、前方ポイント７３０Ｆのセット、上部ポイント７３０Ｔのセット、または右側ポイント７３０Ｒのセットのうちの１つに含まれ得る。この特定の場合において、図７Ｂにおけるポイント７３０Ｍ２は、上部ポイント７３０Ｔのセットに含まれることになる。

更に、選ばれるべきサンプル方向ポイントの数の説明された選択、およびそれらが選ばれる手法は、例である。他の構成は、様々な実施形態の範囲内である。境界ボックスの４つの角部の各々に最も近いポイントを選択する代わりに、例えば、矩形の境界ボックスの中心と境界ボックスの４つの角部の各々との間の２／３の距離にあるポイントの各々に最も近いポイントが、サンプル方向ポイントとして選択される。この簡略化の列挙は、一例として提供されており、限定するようには意図されていないことに留意されたい。

図７Ａ～図７Ｅに関して説明された処理は、面法線および／またはサンプルポイントが多角形メッシュを伴わずに決定される例である。他の構成は、様々な実施形態の範囲内である。いくつかの実施形態において、設計要素の幾何形状は、プロセッサ上で実行される、Ｓｐａｔｉａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって開発されたＡＣＩＳなどのソリッドモデリングカーネルライブラリにおけるＢ－Ｒｅｐモデルによって説明される。そのようなソリッドモデリングカーネルは、Ｂスプライン関数、分析的定義（面、球体、円筒およびトーラスなど）を使用して、ならびに手続き的に（例えば、別の曲線によって定義されたパスに沿った曲線の押し出しのためなどに）、モデル化されたオブジェクト（例えば、設計要素）の表面幾何形状を定義し、例えば、線とオブジェクトとの交点を計算すること、ある表面上のあるポイントにおける法線ベクトルおよび曲率を計算することなどの動作を行うための関数を提供することが可能である。いくつかの実施形態において、サンプルポイントを選ぶためのアルゴリズムを実行するプロセッサは、ソリッドモデリングカーネルを使用して、設計要素の幾何形状に関する情報を提供し、いったんサンプルポイントセットが選ばれると、各サンプルポイントにおいて設計要素の面法線を計算する。例えば、サンプルポイントを選ぶためのアルゴリズムは、候補サンプル方向の（角度空間における）均一な格子を生成し、各候補サンプル方向について、その候補サンプル方向において仮想デバイスロケーションから出る線と設計要素の表面とを交差させて、本明細書において多角形メッシュを伴って説明された方法のうちの１つまたは複数に従って更に分析され得る候補サンプルポイントの対応するセットを決定し得る。別の例において、サンプルポイントを選ぶためのアルゴリズムを実行するプロセッサは、ソリッドモデリングカーネルを使用して、低い曲率の領域内で、または高い曲率の領域内で、サンプルポイントを見出そうと試み得る。

いくつかの実施形態において、トータルステーションなどの測定デバイスは、検証システムまたは施工検証のための方法において使用される。このシステムまたは方法は、設計要素のためのサンプル方向を自動的に決定し、設計要素に対応する実世界の完成したオブジェクトを表現する測定されたポイント上に設計要素をマッピングするための剛体変換をシステムまたは方法が自動的に計算するために十分な数の測定ポイントを用いて、決定されたサンプル方向において測定を行うように測定デバイスを自動的に制御する。設置精度のレポートは、算出された剛体変換に基づいて、自動的に生成される。少なくとも１つの実施形態において、少数の測定されたポイント、またはサンプル方向、例えば、約１２個のポイントは、並進、回転、ノイズ（外れ値）、統計的不確実性などの検討事項を含む高い精度検証のために十分である。いくつかの実施形態において、検証処理は、ユーザによる１つまたは複数の設計要素の選択時に、更なるユーザ介入なしに、自動的に行われる。検証のための１つを超える設計要素の選択は、バッチ処理を可能にし、バッチ処理は、ユーザ監視の時間および必要性を低減する。少なくとも１つの実施形態において、システムまたは方法は、完全に自動化されるように構成されているにも関わらず、望ましい場合には、ユーザに手動制御および／または測定を行うように案内するために、または促すために、検証処理に沿って様々なオプションが提供されて、検証精度および／または処理時間を改善する。

いくつかの実施形態において、検証システムまたは方法は、知られている３Ｄ設計モデルを使用して、完成したオブジェクトが位置すると予期されるトータルステーションに自動的に照準を合わせる。次いで、トータルステーションは、１つまたは複数の完成したオブジェクトが正確に設置されていることを確認するために、複数のポイントを自動的に撮影するように制御される。いくつかの実施形態において、検証システムは、典型的な設置誤差または予期される設置誤差を考慮して、ターゲット（すなわち、検証されるべき完成したオブジェクト）にヒットする可能性を改善する。

いくつかの実施形態において、検証システムは、本明細書において説明される基準のうちの１つまたは複数を使用して、トータルステーションが撮影するための最適なポイントを自動的に選択する。１つまたは複数の実施形態において、ポイントは、大きく平坦な表面の中央において選択される。なぜならば、これらのポイントは並進ミスに対して、より寛容だからである。１つまたは複数の実施形態において、ポイントは、極端な端部の近くで選択される。なぜならば、測定の細長いレバーアームは、微妙な回転において、よりしっかりとロックすることができるからである。１つまたは複数の実施形態において、極端な端部に近くないが、オブジェクトの中央に近いポイントが選択される。なぜならば、これらのポイントは、実世界のシーンにおいて別のオブジェクトによってオクルージョンされる可能性が低いからである。１つまたは複数の実施形態において、ポイントは、異なる直交表面上で選択される。なぜならば、３つの直交表面は、オブジェクトのロケーション／回転をしっかりと固定するからである。

いくつかの実施形態において、検証システムは、ランダムキーポイントを自動的に選択して、またはランダムサンプル方向を自動的に選択して、撮影する。いくつかの実施形態において、キーポイントは、サンプルポイントまたはサンプル方向ポイントである。少なくとも１つの実施形態において、キーポイントセットは、１つまたは複数のサンプルポイントと、１つまたは複数のサンプル方向ポイントとを含む。

いくつかの実施形態において、検証システムは、撮影されるべきオブジェクトの表面にわたって分散されたキーポイントの格子を自動的に選択する。

いくつかの実施形態において、検証システムは、ユーザがＸＹ並進をチェックしたいのか、Ｚ並進をチェックしたいのか、または回転設置誤差をチェックしたいのかに依存して、可変数のキーポイントを生成する。より少ないキーポイントは、より高速なチェックを意味する。

いくつかの実施形態において、検証システムは、全てのキーポイントまたはサンプル方向を直ちに生成しない。検証システムは、新しい測定が機器から到達するにつれて、キーポイントまたはサンプル方向を漸増的に生成し、検証システムは、オブジェクトが位置する場所に関して、より良い情報を有する。例えば、フィッティングアルゴリズムが、予め設定された閾値内で収束するまで、検証システムは、付加的なポイントまたはサンプル方向を要求する。フィッティングアルゴリズムが、特定された時間フレーム内に収束しない場合、検証システムは、エラーをレポートする。

いくつかの実施形態において、検証システムは、キーポイントまたはサンプル方向獲得シーケンスを最適化して、キーポイント間またはサンプル方向間の機器横断時間を最小限にする。

いくつかの実施形態において、検証システムは、適合度、例えば、剛体変換を計算し、特定された設置誤差限界内でオブジェクトが設置されているか否かをレポートする。

いくつかの実施形態において、検証システムは、オクルージョンの可能性がある場合に、オクルージョンされたショットを無視すること、またはユーザを警告することができるフォールトトレラントアルゴリズムを含む。例えば、クレートが柱をオクルージョンしている場合、検証システムは、柱を見当たらないものまたは不正確に設置されているものとしてレポートしないことになる。少なくとも１つの実施形態において、検証システムは、オクルージョンを回避するために、手動測定を行うこと、または測定デバイスを異なる測定ロケーションへ移動させることをユーザに要求する。

一実施形態によれば、検証システムは、測定デバイスとモデルとの間の見通し線計算に基づいて、可能性のあるオクルージョンをプレフィルタリングする。

いくつかの実施形態において、ショットが予期せずオクルージョンされた場合、検証システムは、別の代替キーポイントまたはサンプル方向を要求する。

一実施形態によれば、検証システムは、獲得シーケンス全体を繰り返して、機器（例えば、測定デバイス）とオブジェクトとの間を移動する作業者などの、任意の一時的なオクルージョンを取り除こうと試行する。

いくつかの実施形態において、検証システムは、オブジェクトの完成した位置を算出する。少なくとも１つの実施形態において、検証システムは、トータルステーションの測定されたポイントと、設計要素（例えば、建築情報モデリング（ＢＩＭ）オブジェクト）における表面との間の距離を最小化する変換を見出す。

いくつかの実施形態において、検証システムは、オクルージョンポイントを無視し、残りのポイントに適合するフォールトトレラントアルゴリズムを含み、例えば、クレートが柱の一部を覆っている場合、検証システムは、クレートに関するショットを無視するが、残りの有効な測定されたポイントに対して柱を依然として適合させる。

いくつかの実施形態において、検証システムは、並進および／または回転を特定の軸に制約し、例えば、検証システムは、たとえ柱が垂直からわずかにずれて設置された可能性があったとしても、柱が設計モデルにおいて理想化された垂直性を保持するように、柱の回転を制約する。

検証システムの一実施形態は、オブジェクトの完成したロケーションを反映するように設計モデルを更新する。例えば、変換計算の完了時に、取得された変換は、設計要素を測定されたポイント上にマッピングし、設計モデルを更新するために使用される完成した設計要素をもたらす。

一実施形態によれば、検証処理の結果は、タブレットまたは別の適当な表示デバイス上に表示され、またはレポートされる。トータルステーションによって撮影されたポイントは、３Ｄ設計モデル上にオーバーレイされる。個々のショットは、３Ｄ設計モデルにおけるオブジェクトの表面からの距離に従って色付けされる。例えば、緑色のショットは、設置物におけるオブジェクト上のポイントのショットを表現し、この場合、このショットは、３Ｄ設計モデルにおけるオブジェクト上のポイントが予測される場所の近く（所定の閾値距離内）にある。赤いショットは、３Ｄ設計モデルにおけるオブジェクト上のポイントが予測される場所から遠く（所定の閾値距離の外部）にある、設置物におけるオブジェクト上のポイントのショットを表現する。ショットには、予測されるロケーションからの距離がラベル付けされる。

いくつかの実施形態において、トータルステーションの視点は、タブレット上にレンダリングされ、表示される。これは、現場での解釈可能性およびトラブルシュートを可能にする。例えば、柱の底部の近くで撮られたショットが赤色であり、それらのショットが、予期された場所から離れていることを示しており、柱の上部の近くで撮られたショットが緑色であり、それらのショットが、予期される場所に近いことを示している場合、ユーザは、物理的な柱を見て、赤色のショットによって表されるエラーを認識し、トータルステーションの見通し線を不明瞭にしている、底部において積層されたパレットがあることを観察することができる。

いくつかの実施形態において、３Ｄ設計モデル上にオーバーレイされたトータルステーションのレンダリングされた視点を使用して、オブジェクトの平面図、側面図および正面図が、検証システムによって生成される。オブジェクトのショット測定は、建物軸の周りの並進および回転を示すために使用される。レンダリングされたオブジェクトは、設計通りの要素位置と完成した要素位置との間の計算された距離の人工ヒートマップを用いてテクスチャマッピングされる。

一実施形態によれば、３Ｄモデルの視覚的なオーバーレイは、トータルステーションからの較正された画像を用いて検証システムによって生成される。拡張現実ビューは、スポットチェックされるべき、あり得る設置誤差をユーザに通知する。これは、容易な現場でのトラブルシュートおよび結果の妥当性検証を可能にする。例えば、トータルステーションショットポイント（測定されたポイント）と共に、３Ｄ設計モデルをレンダリングされた画像上にオーバーレイすることは、ユーザが不良ショット、例えば、柱ではなくパレットに対して測定を行ったショットを識別することを可能にする。いくつかの実施形態において、３Ｄオブジェクトとトータルステーションによって収集された測定されたポイントとのオーバーレイ、およびトータルステーションの視点からの画像を示すピクチャと共に、あらゆるアイテムについてレコードが生み出される。

いくつかの実施形態において、オブジェクトが、予期された設置誤差限界の外部にある場合、画像は、オブジェクトが設置されているスポットにおけるトータルステーションに照準を合わせるために使用される。例えば、柱が６フィートだけシフトされている場合、それは、３Ｄ設計モデルにおいて予期される領域を検索することによっては見出されない。タブレット上のレンダリングされた視点を用いて、ユーザは、レンダリングされた視点上でオブジェクトの質量中心にタッチすることができる。タッチされたポイントへの角度およびプローブ範囲が計算され、特定された領域が再スキャンされる。モデルオブジェクトは、カメラ画像と共にテクスチャマッピングされ、キーポイントのロケーションおよびそれらの逸脱が、テクスチャに埋め込まれる。

検証のために例えばレーザスキャナなどの高度な測量器を使用する他のアプローチと比較して、いくつかの実施形態による検証システムまたは方法は、それほど高価でない測定デバイス、例えば、トータルステーションを使用し、高い検証精度を依然として保証しながら、はるかに少ない測定、より短い処理時間、より低い算出要件を必要とする。

手動による手法でトータルステーションを施工検証のために使用する、更なるアプローチと比較して、いくつかの実施形態による検証システムまたは方法は、トータルステーションの照準合わせ、撮影から、測定データの処理およびレポーティングまで完全に自動化される。いくつかの実施形態による検証システムまたは方法は、高速であり、並進および回転に関するフル３Ｄレポートを提供し、複数のオブジェクトを直ちにバッチ処理することを可能にする。

いくつかの実施形態において、説明された方法の少なくとも１つ、または一部、または全部の動作が、コンピュータシステム、ハードウェア、ファームウェア、または、これらの組み合わせによる実行のための非一時的な媒体に記憶された命令セットとして実装される。いくつかの実施形態において、説明された方法の少なくとも１つ、または一部、または全部の動作が、ハードワイヤードの回路構成、例えば、１つまたは複数のＡＳＩＣとして実装される。

本説明は実施形態の排他的なリストではなく、更なる実施形態が可能であることが留意されるべきである。例えば、本明細書において説明される実施形態の組み合わせ、または本明細書において説明される実施形態の一部は、付加的な実施形態を作り出すために組み合わされてもよい。

説明された方法は、例示的な動作を含むが、それらは必ずしも図示された順序で行われることを必要とされない。動作は、本開示の実施形態の趣旨および範囲に従って、必要に応じて追加され、置換され、順序を変更され、および／または除去され得る。異なる特徴および／または異なる実施形態を組み合わせる実施形態は、本開示の範囲内にあり、本開示を再検討した後に当業者にとって明らかになるであろう。

いくつかの実施形態において、システムは、電子距離測定（ＥＤＭ）機器を有する測定デバイスと、ＥＤＭ機器に結合された少なくとも１つのプロセッサとを備える。少なくとも１つのプロセッサは、設計モデルに対して測定デバイスをローカライズするように構成され、測定デバイスは、測定ロケーションに物理的に位置する。少なくとも１つのプロセッサは、設計モデルにおける少なくとも１つの設計要素について、複数のサンプル方向を自動的に生成するように構成される。少なくとも１つのプロセッサは、複数のサンプル方向において測定を自動的に行うようにＥＤＭ機器を制御するように構成される。少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つの設計要素の形状および測定の測定データに基づいて、少なくとも１つの設計要素と、少なくとも１つの設計要素に対応する少なくとも１つのオブジェクトとの間の関係を示す検証結果を生成し、出力するように構成される。

いくつかの実施形態において、設計モデルにおける設計要素に従って建築されたオブジェクトを検証する方法は、設計モデルにおける測定デバイスの仮想デバイスロケーションを決定するために、設計モデルに対して測定デバイスをローカライズすることと、仮想デバイスロケーションから設計要素に向かって延びる１つまたは複数のサンプル方向を自動的に生成することと、１つまたは複数のサンプル方向において自動測定を行うように測定デバイスを制御することと、設計要素の変換によって、設計要素を自動測定において取得された１つまたは複数の測定されたポイントと一致させるための検証結果を計算することと、検証結果に関する情報を出力することとを含む。

いくつかの実施形態において、コンピュータプログラム製品は、命令を含有する非一時的なコンピュータ可読媒体を含み、命令は、少なくとも１つのプロセッサによって実行された場合、少なくとも１つのプロセッサに、設計モデルに対して測定デバイスをローカライズすることと、設計モデルにおける設計要素について、複数のサンプル方向を自動的に生成することと、複数のサンプル方向において測定を自動的に行うように測定デバイスを制御することと、設計モデルにおける設計要素の画像、測定から取得され、複数のサンプル方向に対応する複数の測定されたポイント、および、複数の測定されたポイントの各々と、複数のサンプル方向の中の対応するサンプル方向と設計要素との交点である対応するサンプルポイントとの間の変位に関する情報を、同じ画面において表示するようにディスプレイを制御することとを実行させる。

前述の内容は、当業者が本開示の態様をより良く理解し得るように、いくつかの実施形態の特徴の概要を述べている。当業者は、本明細書において紹介されている実施形態と同じ目的を実行するための他の処理および構造を設計もしくは修正するための、ならびに／または同じ利点を達成するための基礎として、当業者が本開示を容易に使用し得ることを認識するべきである。当業者は、そのような等価な施工が、本開示の趣旨および範囲から逸脱しないこと、ならびに、当業者が、本開示の精神および範囲から逸脱せずに、本明細書において様々な変更、代替、および変形を行い得ることも認識するべきである。

Claims (20)

1. システムであって、
   電子距離測定（ＥＤＭ）機器を有する測定デバイスと、
   前記ＥＤＭ機器に結合された少なくとも１つのプロセッサであって、
   設計モデルに対して前記測定デバイスをローカライズし、前記測定デバイスは、測定ロケーションに物理的に位置し、
   前記設計モデルにおける少なくとも１つの設計要素について、複数のサンプル方向を自動的に生成し、
   前記複数のサンプル方向において測定を自動的に行うように前記ＥＤＭ機器を制御し、
   前記少なくとも１つの設計要素の形状および前記測定の測定データに基づいて、前記少なくとも１つの設計要素と前記少なくとも１つの設計要素に対応する少なくとも１つのオブジェクトとの間の関係を示す検証結果を生成し、出力する
   ように構成された、少なくとも１つのプロセッサと
   を備える。
2. 請求項１に記載のシステムであって、
   前記測定デバイス上のカメラと、
   ディスプレイと
   を更に備え、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、
   シーンにおいて前記少なくとも１つのオブジェクトの画像をキャプチャするように前記カメラを制御し、
   前記少なくとも１つのオブジェクトの前記キャプチャされた画像と、前記設計モデルにおける前記少なくとも１つの設計要素の画像とを含む拡張現実（ＡＲ）画像を表示するように前記ディスプレイを制御する
   ように更に構成される。
3. 請求項２に記載のシステムであって、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、
   ユーザ入力に応答して、前記少なくとも１つのオブジェクトの前記キャプチャされた画像に対して前記少なくとも１つの設計要素の前記画像を移動させるように前記ディスプレイを制御する
   ように更に構成される。
4. 請求項２に記載のシステムであって、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、
   前記少なくとも１つのオブジェクトの前記キャプチャされた画像または前記設計モデルにおける前記少なくとも１つの設計要素の前記画像をのうちの少なくとも１つと共に、前記複数のサンプル方向を表示するように前記ディスプレイに制御し、
   ユーザ入力に応答して、前記複数のサンプル方向の中の少なくとも１つのサンプル方向を修正し、
   前記少なくとも１つの修正されたサンプル方向を含む前記複数のサンプル方向において前記測定を自動的に行うように前記ＥＤＭ機器を制御する
   ように更に構成される。
5. 請求項１に記載のシステムであって、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、
   ユーザ入力に従って、ユーザ制御される測定を行うように前記ＥＤＭ機器を制御し、
   前記自動的に行われた測定の前記測定データおよび前記ユーザ制御される測定の測定データに基づいて、前記検証結果を生成する
   ように更に構成される。
6. 請求項１に記載のシステムであって、ディスプレイを更に備え、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、
   前記設計モデルにおける前記少なくとも１つの設計要素の画像と、
   前記複数のサンプル方向と前記少なくとも１つの設計要素との交点に対応する複数のサンプルポイントと、
   前記複数のサンプルポイントに対応する前記測定データと
   を同じ画面において表示するように前記ディスプレイを制御するように更に構成される。
7. 請求項１に記載のシステムであって、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、
   前記測定データにおける、前記複数のサンプル方向に対応する複数の測定されたポイントを、前記設計モデルの空間へマッピングし、
   前記設計モデルの前記空間へマッピングされた前記複数の測定されたポイントに前記少なくとも１つの設計要素を一致させるために、前記少なくとも１つの設計要素の変換を決定し、
   前記決定された変換に関する情報を前記検証結果として出力する
   ように更に構成される。
8. 請求項７に記載のシステムであって、
   前記変換は、剛体変換を含み、
   前記検証結果は、
   前記剛体変換が、純粋な並進であるか、または並進と回転との組み合わせを含むかに関する情報、
   前記剛体変換の少なくとも１つのパラメータの値における統計的不確実性に関する情報、
   前記測定のうちの少なくとも１つが統計的な外れ値であり、破棄されたことに関する情報、
   前記少なくとも１つの設計要素と比較した、前記少なくとも１つのオブジェクトの前記モデルの形状歪みの推定に関する情報、または、
   前記剛体変換の少なくとも１つのパラメータが制約されないことに関する情報
   のうちの少なくとも１つを更に含む。
9. 請求項１に記載のシステムであって、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、
   前記測定デバイスが更なる測定ロケーションへ物理的に移動されると、前記設計モデルに対して前記測定デバイスをローカライズし、
   前記設計モデルにおける前記少なくとも１つの設計要素について、複数の更なるサンプル方向を自動的に生成し、
   前記複数の更なるサンプル方向において更なる測定を自動的に行うように前記ＥＤＭ機器を制御し、
   前記測定ロケーションにおける前記測定の前記測定データおよび前記更なる測定ロケーションにおける前記更なる測定の更なる測定データに基づいて、前記検証結果を生成し、出力する
   ように更に構成される。
10. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記測定デバイスは、トータルステーションを備える。
11. 設計モデルにおける設計要素に従って建築されたオブジェクトを検証する方法であって、前記方法は、
    前記設計モデルにおける前記測定デバイスの仮想デバイスロケーションを決定するために前記設計モデルに対して測定デバイスをローカライズすることと、
    前記仮想デバイスロケーションから前記設計要素に向かって延びる１つまたは複数のサンプル方向を自動的に生成することと、
    前記１つまたは複数のサンプル方向において自動測定を行うように前記測定デバイスを制御することと、
    前記設計要素の変換によって、前記設計要素を前記自動測定において取得された１つまたは複数の測定されたポイントに一致させるための検証結果を計算することと、
    前記検証結果に関する情報を出力することと
    を含む。
12. 請求項１１に記載の方法であって、
    前記１つまたは複数のサンプル方向を前記生成すること、前記自動測定を行うように前記測定デバイスを前記制御すること、前記検証結果を前記計算すること、および前記検証結果に関する前記情報を前記出力することは、検証のための前記設計モデルにおける前記設計要素のユーザ選択に応答して、自動的に行われる。
13. 請求項１１に記載の方法であって、前記１つまたは複数のサンプル方向を前記生成することは、
    前記設計要素を表現する多角形メッシュの多角形の中から複数の多角形を選択すること、
    前記複数のランダムに選択された多角形の中の対応する多角形に各々が関連付けられている、複数のサンプルポイントを決定すること、および
    前記仮想デバイスロケーションを前記複数の選択されたサンプルポイントに対応させて接続する方向として、複数のサンプル方向を生成すること
    によって、前記複数のサンプル方向を生成することを含む。
14. 請求項１１に記載の方法であって、
    前記検証結果が前記設計要素の検証には不十分であるという決定に応答して、少なくとも一度、
    １つまたは複数の更なるサンプル方向において自動測定を行うように前記測定デバイスを制御することと、
    前記設計要素を、行われた前記自動測定において取得された前記測定されたポイントに一致させるために前記検証結果を再計算することと
    を含む処理を行うこと
    を更に含み、
    前記検証結果が前記設計要素の検証には不十分であることが決定されるまで、前記処理は繰り返し行われる。
15. 請求項１４に記載の方法であって、
    前記処理は、前記１つまたは複数の更なるサンプル方向を自動的に生成することを更に含む、あるいは
    前記方法は、複数のサンプル方向を自動的に生成することを更に含む、のうちの少なくとも１つであり、前記１つまたは複数のサンプル方向および前記１つまたは複数の更なるサンプル方向は、前記複数のサンプル方向の中から連続して選択される。
16. 請求項１１に記載の方法であって、前記１つまたは複数のサンプル方向を前記生成することは、
    投影画像を取得するために、前記設計要素の幾何形状を投影平面上へ投影すること、
    前記投影画像上に潜在的なサンプル方向ポイントの格子を生成すること、
    前記投影画像に基づいて、前記潜在的なサンプル方向ポイントの格子から、複数のサンプル方向ポイントを選択すること、および
    前記仮想デバイスロケーションを前記複数の選択されたサンプル方向ポイントに対応させて接続する方向として、複数のサンプル方向を生成すること
    によって、前記複数のサンプル方向を生成することを含む。
17. 請求項１１に記載の方法であって、前記１つまたは複数のサンプル方向を前記生成することは、
    投影画像を取得するために、前記設計要素の幾何形状を投影平面上へ投影すること、
    前記投影画像の境界ボックスを決定すること、
    前記境界ボックス上に基づいて、潜在的なサンプル方向ポイントの格子を生成すること、
    前記境界ボックスに基づいて、前記潜在的なサンプル方向ポイントの格子から、複数のサンプル方向ポイントを選択すること、
    前記仮想デバイスロケーションを前記複数の選択されたサンプル方向ポイントに対応させて接続する方向として、複数のサンプル方向を生成すること
    によって、前記複数のサンプル方向を生成することを含む。
18. 請求項１１に記載の方法であって、前記１つまたは複数のサンプル方向を前記生成することは、
    前記設計要素を表現する多角形メッシュにおける多角形に関連付けられたポイントセットを決定すること、
    潜在的なサンプル方向ポイントの対応するセットを取得するために、前記ポイントセットを投影平面上へ投影すること、
    前記潜在的なサンプル方向ポイントのセットから複数のサンプル方向ポイントを選択すること、
    前記仮想デバイスロケーションを前記複数の選択されたサンプル方向ポイントに対応させて接続する方向として、前記複数のサンプル方向を生成すること
    によって、複数のサンプル方向を生成することを含む。
19. 請求項１１に記載の方法であって、前記１つまたは複数のサンプル方向を前記生成することは、
    前記設計要素の前記表面上の複数のサンプルポイントを決定すること、
    各サンプルポイントにおける前記設計要素の面法線に基づいて、前記複数のサンプルポイントの中からサンプルポイントのセットを選択すること、
    前記仮想デバイスロケーションを前記選択されたサンプルポイントに対応させて接続する方向として、複数のサンプル方向を生成すること
    によって、前記複数のサンプル方向を生成することを含む。
20. コンピュータプログラム製品であって、命令を含有する非一時的なコンピュータ可読媒体を備え、前記命令は、少なくとも１つのプロセッサによって実行された場合、前記少なくとも１つのプロセッサに、
    設計モデルに対して測定デバイスをローカライズすることと、
    前記設計モデルにおける前記設計要素について、複数のサンプル方向を自動的に生成することと、
    前記複数のサンプル方向において測定を自動的に行うように前記測定デバイスを制御することと、
    前記設計モデルにおける前記設計要素の画像、
    前記測定から取得され、前記複数のサンプル方向に対応する複数の測定されたポイント、および
    前記複数の測定されたポイントの各々と、前記複数のサンプル方向の中の対応するサンプル方向と前記設計要素との交点である対応するサンプルポイントとの間の変位に関する情報
    を同じ画面において表示するようにディスプレイを制御することと
    を実行させる。
    

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