JP5711039B2 - 三次元点群位置データ処理装置、三次元点群位置データ処理方法、三次元点群位置データ処理システムおよびプログラム - Google Patents
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Description
(構成)
以下、発明を利用した三次元点群位置データ処理装置の一例について、図面を参照して説明する。なお以下の説明において、三次元点群位置データは、測定対象物の各測定点における三次元座標データを含んでいる。三次元座標を表示する座標系は、直交座標系または極座標系が採用される。
図5は、図1の三次元点群位置データ処理装置100で行われる処理の一例を説明するフローチャートである。図5に示すフローチャートを実行するためのプログラムは、三次元点群位置データ処理装置100を構成するパーソナルコンピュータの記憶部に記憶されており、適当な記憶領域に読み出されて当該パーソナルコンピュータによって実行される。
以上説明した例では、まず三次元レーザースキャナが測定した三次元点群位置データに基づき、解像度を段階的に変えた三次元モデルを作成する。この際、低解像度の三次元モデルの作成およびその表示、さらにその後に、ラベリングされたデータを引き継いでの高解像度の三次元モデルの作成およびその表示を行う。ここで、低解像度の三次元モデルの表示を行うことで、最終的な三次元モデルの完成の途中の段階をユーザが把握することができる。
ここでは、階層数および解像度を決定する方法の一例を説明する。まず、特定の階層の分解能は、下記の数3によって表される。ここでの分解能は、分解できる最小寸法の値であり、その値が小さいほど、精度が高く、より細かい部分まで表現されることを意味する。
以下、三次元点群位置データを処理する機能を有する三次元レーザースキャナについて説明する。この例において、三次元レーザースキャナは、測定対象物に対して測距光(レーザー光)を走査しつつ照射し、レーザー光の飛行時間に基づいて自身の位置から測定対象物上の多数の測定点までの距離を測距する。また、この三次元レーザースキャナは、レーザー光の照射方向(水平角および高低角)を検出し、距離および照射方向に基づいて測定点の三次元座標を算出する。また、この三次元レーザースキャナは、測定対象物を撮影した二次元画像(各測定点におけるRGB強度)を取得し、二次元画像と三次元座標とを結び付けた三次元点群位置データを形成する。さらに、ここで示す三次元レーザースキャナは、図1に関連して説明した三次元点群位置データ処理装置100の処理を行う機能を有している。
図9および図10は、三次元レーザースキャナ1の構成を示す断面図である。三次元レーザースキャナ1は、整準部22、回転機構部23、本体部27、および回転照射部28を備えている。本体部27は、測距部24、撮影部25、制御部26等から構成されている。なお、図9は、説明の便宜のため、図10に示す断面方向に対して、回転照射部28のみ側方から見た状態を示している。
制御部26の構成において、グリッド形成部9から三次元点群位置データが外部に出力される形態とすると、図9、図10に示す装置は、第1の実施形態で示したパーソナルコンピュータを利用した三次元点群位置データ処理装置100と組み合わせて使用可能な三次元レーザースキャナとなる。また、三次元点群位置データ処理部100’が行う処理を分散して行う構成も可能である。例えば、三次元点群位置データ処理部100’の機能の一部を通信回線で結ばれたサーバで行うような構成も可能である。これは、図1の三次元点群位置データ処理装置100の場合も同じである。これらの構成は、本発明の三次元点群位置データ処理システムの一例として把握される。
Claims (13)
- 測定対象物の三次元点群位置データを取得する三次元点群位置データ取得部と、
前記三次元点群位置データ取得部が取得した前記三次元点群位置データの密度を変更する三次元点群位置データの密度変更部と、
前記密度変更部で密度が変更された前記三次元点群位置データから非面領域の点を除去する非面領域除去部と、
前記非面領域除去部によって除去された点以外の点に対して、同一面上の点に同一ラベルを付与する面ラベリング部と、
前記面ラベリング部によって区分けされた面に基づき三次元モデルを作成する三次元モデル作成部と
を備え、
前記密度変更部における密度の変更が2以上の階層で行われることを特徴とする三次元点群位置データ処理装置。 - 前記密度変更部は、前記三次元モデルの作成に要する時間に基づき前記階層の数を決定することを特徴とする請求項1に記載の三次元点群位置データ処理装置。
- 前記三次元モデル作成部は、相対的に解像度の低い三次元モデルを作成した後に相対的に解像度の高い三次元モデルを作成することを特徴とする請求項1または2に記載の三次元点群位置データ処理装置。
- 前記三次元モデル作成部は、前記相対的に解像度の低い三次元モデルを作成した際に付与された前記同一ラベルの情報に基づき、前記相対的に解像度の高い三次元モデルの作成を行うことを特徴とする請求項3に記載の三次元点群位置データ処理装置。
- 前記三次元モデルの画像を作成する三次元モデル画像作成部を更に備え、
前記三次元モデル画像作成部は、前記相対的に解像度の低い三次元モデルの画像を作成した後に、前記相対的に解像度の高い三次元モデルの画像の作成を行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の三次元点群位置データ処理装置。 - 前記相対的に解像度の低い三次元モデルの画像を作成した後に、前記相対的に解像度の高い三次元モデルの作成を中止させる指示を受け付ける受付部を備えることを特徴とする請求項5に記載の三次元点群位置データ処理装置。
- 前記面ラベリング部によって区分けされた面同士の境界部分における三次元エッジを抽出する三次元エッジ抽出部と、
前記面ラベリング部によって区分けされた面内から二次元エッジを抽出する二次元エッジ抽出部と、
前記三次元エッジと前記二次元エッジを統合するエッジ統合部と
を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の三次元点群位置データ処理装置。 - 隣接する面の間を繋ぐ境界領域面を形成する境界領域面形成部を更に備え、
前記三次元エッジ抽出部は、前記境界領域面に基づいて三次元エッジの抽出を行うことを特徴とする請求項7に記載の三次元点群位置データ処理装置。 - 前記非面領域除去部は、複数の三次元点群位置データにより形成される局所面の平面へのフィッティング精度、曲率、他の局所面との共平面性の少なくとも一つに基づいて非面領域の除去を行うことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の三次元点群位置データ処理装置。
- 前記面ラベリング部によってラベルが付与されていない点に対して、最近傍面のラベルを付与し、前記ラベルを拡張するラベル拡張部をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の三次元点群位置データ処理装置。
- 測定対象物の三次元点群位置データを取得する三次元点群位置データ取得ステップと、
前記三次元点群位置データ取得ステップにおいて取得した前記三次元点群位置データの密度を変更する三次元点群位置データの密度変更ステップと、
前記密度変更ステップで密度が変更された前記三次元点群位置データから非面領域の点を除去する非面領域除去ステップと、
前記非面領域除去ステップにおいて除去された点以外の点に対して、同一面上の点に同一ラベルを付与する面ラベリングステップと、
前記面ラベリングステップにおいて区分けされた面に基づき三次元モデルを作成する三次元モデル作成ステップと
を有し、
前記密度変更ステップにおける密度の変更が2以上の階層で行われることを特徴とする三次元点群位置データ処理方法。 - 測定対象物の三次元点群位置データを取得する三次元点群位置データ取得手段と、
前記三次元点群位置データ取得手段が取得した前記三次元点群位置データの密度を変更する三次元点群位置データの密度変更手段と、
前記密度変更手段で密度が変更された前記三次元点群位置データから非面領域の点を除去する非面領域除去手段と、
前記非面領域除去手段によって除去された点以外の点に対して、同一面上の点に同一ラベルを付与する面ラベリング手段と、
前記面ラベリング手段によって区分けされた面に基づき三次元モデルを作成する三次元モデル作成手段と
を備え、
前記密度変更手段における密度の変更が2以上の階層で行われることを特徴とする三次元点群位置データ処理システム。 - コンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、
コンピュータを
測定対象物の三次元点群位置データを取得する三次元点群位置データ取得部と、
前記三次元点群位置データ取得部が取得した前記三次元点群位置データの密度を変更する三次元点群位置データの密度変更部と、
前記密度変更部で密度が変更された前記三次元点群位置データから非面領域の点を除去する非面領域除去部と、
前記非面領域除去部によって除去された点以外の点に対して、同一面上の点に同一ラベルを付与する面ラベリング部と、
前記面ラベリング部によって区分けされた面に基づき三次元モデルを作成する三次元モデル作成部と
して機能させ、
前記密度変更部における密度の変更が2以上の階層で行われることを特徴とするプログラム。
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