JP5571128B2 - 計測支援装置、方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、計測支援装置、方法及びプログラムに関する。

物体の３次元計測を行う場合、計測者は、物体の計測状況を確認して計測が不足している部分を判断し、次の計測箇所を決める必要がある。計測状況の確認を容易にするために、物体の計測済み部分を表す３次元形状データを任意の方向から見た画像を表示する技術が知られている。

特開２００２−３５２２７１号公報

しかしながら、上述したような従来技術では、物体の計測済み部分を表す３次元形状データを見る視点の位置をユーザが指定しており、計測作業の効率を高める上で改善の余地がある。本発明が解決しようとする課題は、計測作業の効率を高めることができる計測支援装置、方法及びプログラムを提供することである。

実施形態の計測支援装置は、第１算出部と、第２算出部と、選択部と、表示制御部とを、備える。第１算出部は、物体の計測済み部分を表す３次元形状データを複数の視点から見た場合の当該３次元形状の見えの度合いを表す第１情報量を複数算出する。第２算出部は、前記複数の第１情報量のうちの最大値である最大第１情報量に所定割合を乗じて第２情報量を算出する。選択部は、前記複数の第１情報量それぞれと前記第２情報量との差を用いて、前記複数の視点から視点を選択する。表示制御部は、選択された前記視点から見た前記３次元形状データを表示部に表示させる。

第１実施形態の計測支援装置の例を示す構成図。 第１実施形態の視点の集合の例を示す説明図。 第１実施形態の第１情報量の例を示す説明図。 第１実施形態の視点の選択の例を示す説明図。 第１実施形態の計測支援処理の例を示すフローチャート。 第２実施形態の計測支援装置の例を示す構成図。 第２実施形態の生成処理の例を示すフローチャート。 変形例１の選択対象となる視点の集合の例を示す説明図。 変形例１の部分第１情報量の例を示す説明図。 変形例１の視点の組毎の第１情報量の例を示す説明図。 変形例３の第１情報量の例を示す説明図。

以下、添付図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の計測支援装置１０の一例を示す構成図である。図１に示すように、計測支援装置１０は、操作部１１と、表示部１３と、記憶部１５と、第１算出部２１と、第２算出部２３と、選択部２５と、表示制御部２７とを、備える。

操作部１１は、各種操作の入力を行うものであり、キーボード、マウス、タッチパッド、及びタッチパネルなどの入力装置により実現できる。

表示部１３は、各種画面を表示するものであり、液晶ディスプレイやタッチパネル式ディスプレイなどの表示装置により実現できる。

記憶部１５は、計測支援装置１０で実行される各種プログラムや計測支援装置１０で行われる各種処理に使用されるデータなどを記憶する。記憶部１５は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、メモリカード、光ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）などの磁気的、光学的、又は電気的に記憶可能な記憶装置により実現できる。

記憶部１５は、実世界に存在する計測対象の物体の計測済み部分を表す３次元形状データを記憶する。３次元形状データは、計測対象の物体の３次元計測済み部分の計測結果であり、当該物体の計測済み部分の外形を表すデータである。

第１実施形態では、３次元形状データは、計測対象の物体の計測済み部分の外形を構成する点の集合、即ち、点群データであるものとする。３次元形状データ（点群データ）に属する点は、それぞれ３次元空間中の位置を表す座標を持つ。この座標の基準となる座標系には、任意の３次元座標系を用いることができる。

但し、３次元形状データは、点群データに限定されるものではなく、例えば、計測対象の物体の計測済み部分の外形をメッシュで表したメッシュデータや、ポリゴンデータなどであってもよい。

また、３次元形状データは、点群データなど計測対象の物体の計測済み部分の外形を表すデータに加えて、計測対象の物体の計測済み部分の表面の法線ベクトルや、計測対象の物体のテクスチャ情報を含んでもよい。

また、記憶部１５は、後述の選択部２５により過去に選択された視点の履歴を記憶する。

第１算出部２１、第２算出部２３、選択部２５、及び表示制御部２７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの処理装置にプログラムを実行させること、即ち、ソフトウェアにより実現できる。

第１算出部２１は、物体の３次元形状データを複数の視点から見た場合の当該３次元形状の見えの度合いを表す第１情報量を複数算出する。第１実施形態では、第１算出部２１は、記憶部１５から計測対象の物体の３次元形状データを取得し、複数の視点それぞれ毎に、当該視点から当該３次元形状データを見た場合の第１情報量を算出する。

複数の視点は、３次元形状データを見る視点として用意された視点の集合のうちの一部である。具体的には、複数の視点は、３次元形状データを見る視点として予め用意された視点の集合のうち、後述の選択部２５による選択対象となる視点の集合である。選択対象となる視点の集合は、３次元形状データを見る視点として予め用意された視点の集合のうち、指定された全ての視点の集合であり、例えば、指定された座標から一定距離以下の視点の集合であってもよいし、指定された座標から一定距離以上の視点の集合であってもよい。指定された座標は、例えば、後述の選択部２５により選択された前回の視点とすることができる。なお、選択対象となる視点の集合は、３次元空間中の視点の集合であってもよいし、任意の２次元空間中の視点の集合であってもよい。

図２は、第１実施形態の視点の集合の一例を示す説明図である。図２に示す例では、計測対象の物体５１の３次元形状データ５２を見る視点の集合として、視点Ｐ_１〜Ｐ_８及び視点Ｐ_ａが予め用意されている。前回の視点はＰ_ａであり、選択対象となる視点の集合は、前回の視点Ｐ_ａから一定距離以下の視点Ｐ_３〜Ｐ_６となっている。図２に示す例の場合、第１算出部２１は、視点Ｐ_３〜Ｐ_６それぞれ毎に、当該視点から３次元形状データ５２を見た場合の第１情報量を算出することになる。なお、物体５１は、説明の便宜上示しているだけであり、図２に示す仮想空間上には、実際には存在しない。

第１情報量は、視点から見た３次元形状の見えの度合いを表す情報であればどのようなものであってもよい。第１実施形態では、第１情報量を、３次元形状データを視点の視線方向又はその逆方向の投影面に投影した投影面積とする。第１算出部２１は、３次元形状データを投影する際、透視投影及び平行投影など種々の投影方法を用いることができる。

ここで、３次元形状データがメッシュデータやポリゴンデータなどである場合、３次元形状データが面を形成しているので、第１算出部２１は、そのまま投影面積を算出できる。しかし、３次元形状データが点群データの場合、３次元形状データが面を形成していないので、第１算出部２１は、そのままでは投影面積を算出できない。このため、第１算出部２１は、各点データを微小な球体や立方体に近似することで投影面積を計算する。なお、第１算出部２１は、点群データに対してメッシュの割り当てを行うことで面を形成して投影面積を計算してもよい。

また、第１算出部２１は、第１情報量の算出の際、３次元形状データを構成する全ての点データを用いる必要はなく、その一部を用いればよい。例えば、第１算出部２１は、全ての点データのうち、座標値が指定された範囲内にある点データを用いて第１情報量を算出してもよい。指定された範囲は、例えば、後述の選択部２５により選択された前回の視点との距離が一定距離以下とすることができる。

図３は、第１実施形態の第１情報量の一例を示す説明図であり、図２に示す例における選択対象となる視点Ｐ_３〜Ｐ_６の第１情報量（投影面積）を示している。図３に示す例は、視点Ｐ_３〜Ｐ_６それぞれにおける計測対象の物体５１の３次元形状データ５２の投影図を示しており、ハッチング部分が３次元形状データ５２を示している。なお、物体５１は、説明の便宜上示しているだけであり、実際には存在しない。図３に示す例においては、Ｐ_５の第１情報量が最も大きく、Ｐ_４とＰ_６の第１情報量が略等しく、Ｐ_３の第１情報量が最も小さくなっている。

第２算出部２３は、第１算出部２１により算出された複数の第１情報量のうちの最大値である最大第１情報量に所定割合を乗じて第２情報量を算出する。

第２算出部２３は、例えば、数式（１）を用いて最大第１情報量を算出する。

ここで、Ｖ_ｍａｘは、最大第１情報量を表し、Ｖ_ｍａｘ＝Ｖ（Ｐ_ｍａｘ）となる。Ｐ_ｍａｘは、最大第１情報量の視点を表し、Ｖ（Ｐ_ｍａｘ）は、視点Ｐ_ｍａｘの第１情報量を表す。つまり、数式（１）では、集合Ｓを構成する選択対象となる視点Ｐそれぞれの第１情報量の中から最大第１情報量を特定している。なお、Ｐ_ｍａｘは、単数とは限らず複数存在する場合もある。

また、第２算出部２３は、例えば、数式（２）を用いて第２情報量を算出する。

ここで、Ｖ_ｃは、第２情報量を表す。ｒは、０＜ｒ＜１の実定数である。つまり、数式（２）では、最大第１情報量の（１００×ｒ）％の値となる第２情報量を算出している。

選択部２５は、第１算出部２１により算出された複数の第１情報量それぞれと第２算出部２３により算出された第２情報量との差を用いて、複数の視点から視点を選択する。第１実施形態では、選択部２５は、第１算出部２１により算出された複数の第１情報量のうち第２算出部２３により算出された第２情報量との差が所定範囲内の第１情報量の視点を選択する。そして選択部２５は、選択した視点の座標情報や識別子など選択した視点を特定可能な情報を履歴として記憶部１５に記憶する。

なお、選択部２５が選択する視点を第２情報量との差が所定範囲内の第１情報量の視点としているのは、選択対象となる視点の集合（第１情報量の視点）の中に第２情報量の視点が存在するとは限らないためである。

選択部２５は、例えば、選択対象となる視点の中から数式（３）を満たす視点を選択する。

ここで、Ｐ_ｏｕｔは、選択部２５が選択する視点を表す。ｓは予め定められた正の実数であり、所定範囲を表す。つまり、数式（３）では、第２情報量との差の絶対値がｓ以下の第１情報量の視点を選択している。なお、選択部２５は、選択対象となる視点の中に数式（３）を満たす視点が存在しない場合、選択対象となる視点の中から、第２情報量との差が最小となる第１情報量の視点を選択するようにしてもよい。

図４は、第１実施形態の視点の選択の一例を示す説明図であり、図２に示す例における選択対象となる視点Ｐ_３〜Ｐ_６の中から視点を選択する例について示している。図４に示す例では、視点Ｐ_４の第１情報量と第２情報量との差、及び視点Ｐ_６の第１情報量と第２情報量との差が所定範囲内に収まっているため、選択部２５は、視点Ｐ_４及びＰ_６を選択する。なお、選択部２５は、視点Ｐ_４及びＰ_６のうち、第２情報量との差が小さいほうの第１情報量の視点を選択するようにしてもよい。

表示制御部２７は、選択部２５により選択された視点から見た３次元形状データを表示部１３に表示させる。具体的には、表示制御部２７は、記憶部１５から３次元形状データを取得し、選択部２５により選択された視点から見た当該３次元形状データを表示部１３に表示させる。

表示制御部２７は、種々の表示手法を用いることができる。表示制御部２７は、例えば、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）ソフトウェアのように３次元形状データを表示してもよいし、特開２００２−３５２２７１号公報に開示されている技術を用いて３次元形状データを表示してもよい。

図５は、第１実施形態の計測装置１０で行われる計測支援処理の手順の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、第１算出部２１は、記憶部１５から計測対象の物体の３次元形状データ（計測対象の物体の計測済み部分）を取得する（ステップＳ１０１）。

続いて、第１算出部２１は、複数の視点それぞれ毎に、当該視点から３次元形状データを見た場合の当該３次元形状の見えの度合いを表す第１情報量を算出する（ステップＳ１０３）。

続いて、第２算出部２３は、第１算出部２１により算出された複数の第１情報量の中から最大値である最大第１情報量を特定する（ステップＳ１０５）。

続いて、第２算出部２３は、特定した最大第１情報量に所定割合を乗じて第２情報量を算出する（ステップＳ１０７）。

続いて、選択部２５は、第１算出部２１により算出された複数の第１情報量のうち第２算出部２３により算出された第２情報量との差が所定範囲内の第１情報量の視点を選択する（ステップＳ１０９）。

続いて、表示制御部２７は、選択部２５により選択された視点から見た３次元形状データを表示部１３に表示させる（ステップＳ１１１）。

詳細は第２実施形態で説明するが、その後、ユーザ（計測者）は、表示部１３に表示された３次元形状データに基づいて次に観測を行うべき実空間（実世界）上の視点を決定し、当該実空間（実世界）上の視点から計測対象の物体を観測して計測を行い、記憶部１５に記憶されている３次元形状データが更新される。そして、ユーザは、操作部１１から、新たな視点から３次元形状データを表示する表示操作の入力を行うと、図５に示す処理が再度実行され、表示部１３に新たな視点から見た３次元形状データが表示される。

以上のように第１実施形態では、複数の第１情報量のうちの最大値である最大第１情報量に所定割合を乗じて第２情報量を算出し、第２情報量との差が所定範囲内の第１情報量の視点から見た３次元形状データを表示する。

ここで、最大第１情報量の視点は、３次元形状データ、即ち、計測対象の物体の計測済み部分を最も効率的に把握できる視点ではあるが、計測対象の物体の未計測部分を効率的に把握できる視点ではない。一方、第２情報量との差が所定範囲内の第１情報量の視点は、第２情報量が最大第１情報量に所定割合を乗じた値であるため、計測対象の物体の計測済み部分及び未計測部分の双方を効率的に把握できる視点である。

このため、第１実施形態によれば、計測対象の物体の計測状況をユーザ（計測者）に把握させやすい視点を自動的に選択して３次元形状データを表示することができ、計測対象の物体の計測作業の効率を高めることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、３次元形状データを生成（更新）する例について説明する。以下では、第１実施形態との相違点の説明を主に行い、第１実施形態と同様の機能を有する構成要素については、第１実施形態と同様の名称・符号を付し、その説明を省略する。

図６は、第２実施形態の計測支援装置１００の一例を示す構成図である。図６に示すように、第２実施形態の計測支援装置１００では、観測部１１７及び生成部１２０を更に備える点が第１実施形態の計測支援装置１０と相違する。

観測部１１７は、計測対象の物体を観測して当該物体の３次元計測を行うものであり、例えば、可視光カメラ、レーザスキャナ、レーザレンジセンサ、及びプロジェクタ付きカメラなど３次元形状計測に一般的に用いられる種々の装置により実現できる。具体的には、観測部１１７は、表示部１３に表示された３次元形状データに基づいてユーザ（計測者）が決定した次に観測を行うべき実空間上の視点から計測対象の物体を観測する。なお、観測部１１７は、計測対象の物体を観測する際、単一の視点から観測してもよいし、複数の視点から観測してもよい。

生成部１２０は、観測部１１７の観測結果（観測データ）を用いて３次元形状データを生成し、記憶部１１５に記憶する。なお、３次元形状データが記憶部１１５に既に記憶されている場合には、生成部１２０は、生成した３次元形状データを用いて、記憶部１１５に記憶されている３次元形状データを更新する。なお、３次元形状データの生成手法は、公知であるため、ここでは、説明を省略する。

図７は、第２実施形態の計測装置１００で行われる生成処理の手順の流れの一例を示すフローチャートである。なお、第２実施形態では、この生成処理により生成された３次元形状データを用いて、第１実施形態で説明した計測支援処理が行われ、以降、生成処理、計測支援処理の順で処理が繰り返し行われる。

まず、観測部１１７は、計測対象の物体を観測し、観測データを得る（ステップＳ２０１）。なお、観測部１１７は、最初の観測の場合、表示部１３に表示する３次元形状データがないため、実空間上の任意の視点から観測を行い、２回目以降の観測の場合、表示部１３に表示された３次元形状データに基づいてユーザ（計測者）が決定した次に観測を行うべき実空間上の視点から観測を行う。

続いて、生成部１２０は、観測部１１７の観測データを用いて３次元形状データを生成し、記憶部１１５に記憶する（ステップＳ２０３）。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様、計測対象の物体の計測状況をユーザに把握させやすい視点を自動的に選択して３次元形状データを表示することができ、計測対象の物体の計測作業の効率を高めることができる。

（変形例１）
上記各実施形態では、視点を選択する例について説明したが、視点の組を選択するようにしてもよい。

この場合、第１算出部２１は、視点の組毎に、３次元形状データを構成する各部分の見えの度合いの最大値を合計して第１情報量を算出する。

具体的には、第１算出部２１は、選択対象の視点の集合Ｓが｛Ｐ_１，…，Ｐ_Ｎ｝（Ｎ＞１）である場合、選択対象の視点｛Ｐ_１，…，Ｐ_Ｎ｝から選択したＭ個（１＜Ｍ≦Ｎ）の視点から構成される視点の組毎に、第１情報量を算出する。以下では、説明の便宜上、視点の組を｛Ｐ’_１，…，Ｐ’_Ｍ｝と称して説明する。

ここで、３次元形状データがＱ（Ｑ＞１）個の部分（外形）から構成されるとする。この場合、第１算出部２１は、視点の組｛Ｐ’_１，…，Ｐ’_Ｍ｝を構成する視点Ｐ’_ｉ（ｉ＝１，…，Ｍ）それぞれについて、３次元形状データを構成する各部分の見えの度合いを表す部分第１情報量ｖ_ｊ（Ｐ’_ｉ）（ｊ＝１，…，Ｑ）を算出する。部分第１情報量の算出手法は、第１実施形態の第１情報量の算出手法と同様であるため、ここでは、説明を省略する。そして、第１算出部２１は、３次元形状データの部分毎に、算出した部分第１情報量ｖ_ｊ（Ｐ’_ｉ）の最大値を求め、求めた最大値を合計して第１情報量を算出する。

第１算出部２１は、例えば、数式（４）を用いて第１情報量を算出する。

ここで、Ｖ（Ｐ’_１，…，Ｐ’_Ｍ）は、視点の組｛Ｐ’_１，…，Ｐ’_Ｍ｝の第１情報量を表す。

以下、図８〜図１０を参照しながら、変形例１の第１情報量の算出手法について具体的に説明する。ここでは、視点のペア（２つの視点の組）毎に第１情報量を算出する例について説明する。

図８は、変形例１における選択対象となる視点の集合の一例を示す説明図である。図８に示す例では、計測対象の物体６１の３次元形状データ６２〜６５は、４つの部分から構成されており、選択対象となる視点の集合は、視点Ｐ_１１〜Ｐ_１５となっている。

図９は、変形例１における選択対象となる視点それぞれの部分第１情報量の一例を示す説明図であり、図８に示す例における選択対象となる視点Ｐ_１１〜Ｐ_１５それぞれの部分第１情報量（投影面積）を示している。図９に示す例は、視点Ｐ_１１〜Ｐ_１５それぞれにおける計測対象の物体６１の３次元形状データ６２〜６５の投影図を示しており、ハッチング部分が３次元形状データ６２〜６５を示している。図９に示す例では、３次元形状データ６２の部分第１情報量は、視点Ｐ_１４が最大値となり、３次元形状データ６３の部分第１情報量は、視点Ｐ_１２が最大値となり、３次元形状データ６４の部分第１情報量は、視点Ｐ_１４が最大値となり、３次元形状データ６５の部分第１情報量は、視点Ｐ_１２が最大値となっている。

図１０は、変形例１における視点の組毎の第１情報量の一例を示す説明図であり、図８に示す例における選択対象となる視点Ｐ_１１〜Ｐ_１５のペア毎の部分第１情報量の合計値（詳細には、３次元形状データ６２〜６５の各部分の部分第１情報量の最大値の合計値）を示している。図１０に示す例では、各視点のペアにおいて、３次元形状データ６２〜６５の部分毎に、当該ペアを構成する各視点の当該部分の部分第１情報量の最大値を採用し、その合計を第１情報量としている。図１０に示す例の場合、視点Ｐ_１２及びＰ_１４のペアの第１情報量が最大となっているため、第２算出部２３は、視点Ｐ_１２及びＰ_１４のペアで採用された第１情報量を最大第１情報量とする。

選択部２５は、第１算出部２１により算出された複数の第１情報量それぞれと第２算出部２３により算出された第２情報量との差を用いて、複数の視点から視点の組を選択する。

表示制御部２７は、選択部２５により選択された視点の組から見た３次元形状データを表示部１３に表示させる。

変形例１によれば、視点の組を選択する場合であっても、計測対象の物体の計測状況をユーザに把握させやすい視点の組を自動的に選択して３次元形状データを表示することができ、計測対象の物体の計測作業の効率を高めることができる。

（変形例２）
上記各実施形態及び変形例１において、更に、過去に選択した視点との関係を考慮して、視点を選択するようにしてもよい。

上記第１実施形態において、過去に選択した視点との関係を考慮し、未観測方向の視点を優先的に選択する場合、選択部２５は、例えば、数式（５）及び（６）を用いて視点を選択すればよい。

ここで、Ｐ_ｔは、過去に観測した視点を示し、ｔ＝１、・・・、Ｔ（Ｔ≧１）であるものとする。Ｄ_ｍｉｎは、選択対象となる視点Ｐと過去に観測した視点Ｐ_ｔとの距離の最小値を示す。つまり、数式（５）では、選択対象となる視点と過去に観測した視点との距離の最小値を求めている。

ここで、αは、重みのバランスを表す０〜１の間の実数である。関数ｆ（）は単調増加関数であり、関数ｇ（）は単調減少関数である。つまり、数式（６）では、第１情報量と第２情報量との差の絶対値を関数ｆ（）で変換した値と、Ｄ_ｍｉｎを関数ｇ（）で変換した値と、の重み付け和を求めている。

この場合、選択部２５は、選択対象の視点毎に、数式（５）及び（６）を用いて重み付け和を求め、重み付け和が小さくなる視点Ｐを優先して選択すればよく、例えば、重み付け和が最も小さくなる視点Ｐを選択すればよい。このようにすれば、計測対象の物体の計測状況をユーザに把握させやすく、かつ未観測方向の視点を優先的に選択することができる。

また、上記変形例１において、過去に観測した視点との関係を考慮し、未観測方向の視点を優先的に選択する場合、選択部２５は、例えば、数式（７）及び（８）を用いて視点を選択すればよい。

ここで、Ｄ’_ｍｉｎは、視点の組を構成する視点Ｐ’_ｉそれぞれの過去に観測した視点Ｐ_ｔとの距離の最小値の合計値を示す。なお、過去に観測した視点Ｐ_ｔは、過去に観測した視点の組に含まれる視点であればよい。

数式（８）では、第１情報量と第２情報量との差の絶対値を関数ｆ（）で変換した値と、Ｄ’_ｍｉｎを関数ｇ（）で変換した値と、の重み付け和を求めている。

この場合、選択部２５は、視点の組毎に、数式（７）及び（８）を用いて重み付け和を求め、重み付け和が小さくなる視点の組｛Ｐ’_１，…，Ｐ’_Ｍ｝を優先して選択すればよく、例えば、重み付け和が最も小さくなる視点の組｛Ｐ’_１，…，Ｐ’_Ｍ｝を選択すればよい。このようにすれば、計測対象の物体の計測状況をユーザに把握させやすく、かつ未観測方向の視点の組を優先的に選択することができる。

変形例２では、過去に観測した視点との関係を考慮する例として、未観測方向の視点を優先的に選択する場合について説明したが、過去に観測した視点（例えば、前回観測した視点）との距離が一定距離以下の視点を選択するようにしてもよい。この場合、選択部２５は、数式（３）、数式（５）及び（６）、又は数式（７）及び（８）を用いて選択した視点の中から、前回観測した視点との距離が一定距離以下の視点を選択すればよい。

（変形例３）
上記各実施形態及び各変形例では、第１情報量が投影面積や投影面積に基づく値である場合について説明したが、第１情報量は、３次元形状データ（点群データ）の各点データにおける法線ベクトルと視線方向との内積の絶対値の総和であってもよい。なお、法線ベクトルは、前述したように３次元形状データが含んでいてもよいし、点群データから算出してもよい。

図１１は、変形例３の第１情報量の一例を示す説明図であり、図２に示す例における選択対象となる視点Ｐ_３〜Ｐ_６の法線ベクトルと視線方向との内積を示している。なお、図１１に示す例では、視点Ｐ_３〜Ｐ_６それぞれについて、３次元形状データ（点群データ）のある点データにおける法線ベクトルと視線方向との内積を示している。

（変形例４）
上記各実施形態及び各変形例において、物体を撮像した撮像データと３次元形状データとを重畳して表示してもよい。

この場合、記憶部１５は、計測対象の物体を撮像した複数の撮像データを記憶しておく。この複数の撮像データは、計測対象の物体を様々な角度から均等に撮像したものであることが好ましい。

また、選択部２５は、視点を選択する際、選択対象の視点、かつ撮像データを撮像した視点の中から、視点を選択する。このようにすれば、視点選択に伴う演算量を大幅に削減できるとともに、３次元形状データを見る視点と撮像データを撮像した視点とを一致させることができ、重畳表示の品質向上に繋がる。

また、表示制御部２７は、選択部２５により選択された視点から見た３次元形状データと、選択部２５により選択された視点から物体を撮像した撮像データとを重畳して表示部１３に表示させる。なお、重畳表示の表示手法は、例えば、特開２００９−７５１１７号公報に開示されている手法を用いることができる。

このようにすれば、計測対象の物体の計測状況をユーザにより把握させやすくすることができ、計測対象の物体の計測作業の効率をより高めることができる。

（ハードウェア構成）
上記各実施形態及び各変形例の計測支援装置のハードウェア構成の一例について説明する。上記各実施形態及び各変形例の計測支援装置は、ＣＰＵなどの制御装置と、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置と、ＨＤＤなどの外部記憶装置と、ディスプレイなどの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置と、通信インタフェースなどの通信装置と、を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。

上記各実施形態及び各変形例の計測支援装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、フレキシブルディスク（ＦＤ）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供される。

また、上記各実施形態及び各変形例の計測支援装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するようにしてもよい。また、上記各実施形態及び各変形例の計測支援装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。また、上記各実施形態及び各変形例の計測支援装置で実行されるプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するようにしてもよい。

上記各実施形態及び各変形例の計測支援装置で実行されるプログラムは、上述した各部をコンピュータ上で実現させるためのモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしては、ＣＰＵがＨＤＤからプログラムをＲＡＭ上に読み出して実行することにより、上記各部がコンピュータ上で実現されるようになっている。

なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

例えば、上記各実施形態のフローチャートにおける各ステップを、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複数同時に実施し、あるいは実施毎に異なった順序で実施してもよい。

以上のように、上記各実施形態及び各変形例によれば、計測作業の効率を高めることができる。

１０、１００ 計測支援装置
１１ 操作部
１３ 表示部
１５ 記憶部
２１ 第１算出部
２３ 第２算出部
２５ 選択部
２７ 表示制御部
１１７ 観測部
１２０ 生成部

Claims (13)

1. 物体の計測済み部分を表す３次元形状データを複数の視点から見た場合の当該３次元形状の見えの度合いを表す第１情報量を複数算出する第１算出部と、
   前記複数の第１情報量のうちの最大値である最大第１情報量に所定割合を乗じて第２情報量を算出する第２算出部と、
   前記複数の第１情報量それぞれと前記第２情報量との差を用いて、前記複数の視点から視点を選択する選択部と、
   選択された前記視点から見た前記３次元形状データを表示部に表示させる表示制御部と、
   を備える計測支援装置。
2. 前記選択部は、前記複数の第１情報量のうち前記第２情報量との差が所定範囲内の第１情報量の視点を選択する請求項１に記載の計測支援装置。
3. 前記選択部は、更に、過去に観測した視点との関係を考慮して、前記複数の視点から視点を選択する請求項１に記載の計測支援装置。
4. 前記第１算出部は、前記複数の視点それぞれ毎に、前記第１情報量を算出する請求項１〜３のいずれか１つに記載の計測支援装置。
5. 前記第１算出部は、視点の組毎に、前記３次元形状データを構成する各部分の見えの度合いの最大値を合計して前記第１情報量を算出し、
   前記選択部は、前記複数の第１情報量それぞれと前記第２情報量との差を用いて、前記複数の視点から視点の組を選択し、
   前記表示制御部は、選択された前記視点の組から見た前記３次元形状データを前記表示部に表示させる請求項１〜３のいずれか１つに記載の計測支援装置。
6. 前記第１情報量は、前記３次元形状データを前記視点の視線方向又はその逆方向の投影面に投影した投影面積である請求項１〜５のいずれか１つに記載の計測支援装置。
7. 前記３次元形状データは、前記物体の外形を構成する点の点群データであり、
   前記第１情報量は、前記３次元形状データの各点データにおける法線ベクトルと視線方向の方向ベクトルとの内積の絶対値の総和である請求項１〜５のいずれか１つに記載の計測支援装置。
8. 前記表示制御部は、選択された前記視点から見た前記３次元形状データと、選択された前記視点から前記物体を撮像した撮像データとを重畳して前記表示部に表示させる請求項１〜７のいずれか１つに記載の計測支援装置。
9. 前記複数の視点は、前記３次元形状データを見る視点として用意された視点の集合のうちの一部である請求項１〜８のいずれか１つに記載の計測支援装置。
10. 前記３次元形状データは、前記物体の外形を構成する点の点群データであり、
    前記第１算出部は、前記３次元形状データを構成する点データの一部を用いて前記第１情報量を算出する請求項１〜９のいずれか１つに記載の計測支援装置。
11. 前記物体を観測する観測部と、
    観測結果を用いて前記３次元形状データを生成する生成部と、
    を更に備える請求項１〜１０のいずれか１つに記載の計測支援装置。
12. 第１算出部が、物体の計測済み部分を表す３次元形状データを複数の視点から見た場合の当該３次元形状の見えの度合いを表す第１情報量を複数算出する第１算出ステップと、
    第２算出部が、前記複数の第１情報量のうちの最大値である最大第１情報量に所定割合を乗じて第２情報量を算出する第２算出ステップと、
    選択部が、前記複数の第１情報量それぞれと前記第２情報量との差を用いて、前記複数の視点から視点を選択する選択ステップと、
    表示制御部が、選択された前記視点から見た前記３次元形状データを表示部に表示させる表示制御ステップと、
    を備える計測支援方法。
13. 物体の計測済み部分を表す３次元形状データを複数の視点から見た場合の当該３次元形状の見えの度合いを表す第１情報量を複数算出する第１算出ステップと、
    前記複数の第１情報量のうちの最大値である最大第１情報量に所定割合を乗じて第２情報量を算出する第２算出ステップと、
    前記複数の第１情報量それぞれと前記第２情報量との差を用いて、前記複数の視点から視点を選択する選択ステップと、
    選択された前記視点から見た前記３次元形状データを表示部に表示させる表示制御ステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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