JP6301678B2 - スタンドアロン型点群データ表示システム、サーバ/クライアント型の点群データ表示システム及び点群データ表示プログラム - Google Patents

スタンドアロン型点群データ表示システム、サーバ/クライアント型の点群データ表示システム及び点群データ表示プログラム Download PDF

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Description

本発明は、移動体に搭載したレーザスキャナにより計測された点群データを画像表示する点群データ表示システムに関する。
現在、全世界的航法衛星システム(Global Navigation Satellite System:GNSS)を利用して地理空間情報を取得し、地理情報システム(Geographic Information System:GNS)により、取得した地理空間情報を分析・編集・検索・表示等を可能とする技術が開発されている。道路管理においても、こうした地理空間情報の取得およびその利用が進んでいる。
地理空間情報の取得手段としては、GNSS受信装置、レーザスキャナ、デジタルカメラ、慣性計測装置(Inertial Measurement Unit:IMU)を航空機に搭載し、上空からレーザを発射し地表をスキャニングしながら地上の地理空間を3次元計測してレーザ点群(以下点群データという)と画像データとを取得する航空レーザ測量システムが開発されている。
同様に、GNSS受信装置、レーザスキャナ、デジタルカメラ、IMU、オドメーター(車両移動量計測装置)の機材を組み合わせて車両に搭載し、通常走行を行いながら、車両周辺の地理空間を3次元計測するモービルマッピングシステム(Mobile Mapping System:MMS)も開発され、地理空間情報として点群データと画像データを取得する。
MMSや航空レーザ測量システムでは、取得した点群データと同時に撮影した画像データから、点群データの各計測点に対応する色情報を抽出して、色情報付きの点群データを作成することができる。
MMSの例として、特許文献1のモービルマッピング用空間情報生成装置には、地理空間情報を生成するために使用するMMSの構成や、地理空間情報の生成方法が開示されている。
このようなMMS等で得られた点群データは、従来は道路台帳などの図面作成やこの図面の更新に用いる途中の成果データであった。
しかし、レーザスキャナのパルスレートの向上により高密度のデータを収集できるようになったことで、詳細な3次元CG(コンピュータグラフィックス)オブジェクト表示に利用できるようになってきた。
さらに、端末画面上に大規模な点群データを3次元CG表示できるシステムも開発され、3次元CG空間内で、計測等の作業を行うことによって道路沿線の施設(道路構造物、電柱、電線、植栽等)を管理することが可能となってきている。
そして、レーザスキャナのパルスレートの向上により点群データの高密度化が進み、より詳細で正確なデータが得られるようになった一方で、計測によって蓄積されるデータ量が非常に大きくなってきている。
例えば、数百kHzのパルスレートのレーザスキャナで数十時間走行して計測した場合、蓄積される点群データはテラバイトオーダーのデータ量となる。
点群データの量が大きくなればなるほど、コンピュータで3次元CG表示する処理に負荷がかかり、表示時間が遅くなってしまう。
コンピュータで3次元CG表示する処理に負荷がかかり、表示時間が遅くなることを解決するために、特許文献2に示す表示用のPC(パーソナルコンピュータ)であるレーザオルソ画像生成装置は、負荷を低減して表示にかかる時間を短縮するために、大容量の点群データを、1mメッシュのレイヤ、10mメッシュのレイヤ又は100mメッシュのレイヤに応じて間引いて記憶する。そして、これらの点群データを表示させるときは、オペレータが視点の位置を変更して、100mメッシュのレイヤ、10mメッシュのレイヤ、1mメッシュのレイヤの順で点群データを表示している。
特許第4486737号公報 特許第4948689号公報
しかしながら、注視点から例えば20mの範囲は高密度の点群データで、20m〜50mの範囲は粗い点群データ、50m以上は最も粗い点群データにして一画面に表示するのが好ましい場合がある。
ところが、特許文献2の表示用PCを用いたレーザオルソ画像生成装置は、大容量の点群データを、1mメッシュのレイヤ、10mメッシュのレイヤ又は100mメッシュのレイヤに応じて間引いて記憶する。
そして、これらの点群データを表示させるときは、オペレータが視点の位置を変更して、100mメッシュのレイヤ、10mメッシュのレイヤ、1mメッシュのレイヤの順で点群データを順次、表示するものであるから、一画面で例えば注視点から20mの範囲は高密度(高解像度)の点群データで、20〜50mの範囲は粗い(低解像度)点群データ、50m以上は最も粗い(より低下解像度)点群データにして表示することができないという課題があった。
また、コンピュータの負荷を低減して表示のための処理時間をより高速にするには、視点位置、注視点が変わったとしても、既に存在する点群データに対して融合するのが好ましいが、特許文献2は100mメッシュのレイヤ、10mメッシュのレイヤ、1mメッシュのレイヤの順で点群データを順次、表示するものであるから、このようなことはできないという課題があった。
一方、レーザ測量が各地域で実施され広域にデータ整備を行うようになると、整備されたデータを複数のコンピュータでコピーして利用することになるが、このように大容量の点群データを各コンピュータにコピーして管理することは、ハードディスクの容量やデータコピーに要する時間を考慮すると効率的ではないという課題があった。
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、スタンドアロン型の表示用のPCであっても、レーザスキャナと地物との距離に応じた高密度、中密度、粗い密度の点群データを一度に表示できて、かつ3次元CG表示にかかる処理時間を要しない点群データ表示システムを得ることが望ましい。
また、スタンドアロン型の表示用のPC又はサーバ/クライアント型のシステムであっても、大容量の点群データの3次元CG表示にかかる処理時間を短縮できる点群データ表示システムを得ることを目的とする。
本発明は、移動体にレーザスキャナを搭載し、前記移動体を移動させながら地物にレーザを照射して得た点群データ(RPj)を端末側記憶手段に記憶し、端末側情報入力部からのカメラパラメータ(αp)に基づく表示要求をプロセス間通信で表示制御部が端末側点群データ管理部に出力すると共に、この端末側点群データ管理部が前記表示要求に従った点群データ(RPj)を前記端末側記憶手段から読み出して前記表示制御部にプロセス間通信で出力するスタンドアロン型点群データ表示システムであって、
前記端末側記憶手段は、
メッシュ幅(mdk)を段階的に大きくした複数のメッシュレイヤ(MN)が定義され、これらのメッシュレイヤ(MN)のメッシュ(n)に前記メッシュ幅(mdk)に応じて間引いた数の前記点群データ(RPj)が格納されており、この点群データ(RPj)にメッシュ位置(Mnp)と、ディスプレイに表示する前記点群データ(RPj)の割合を示す複数種類の粗密レベル(L)と、この粗密レベル(L)に対応する前記メッシュ幅(mdk)と、前記複数のメッシュレイヤ(MN)同士を重ねるための基準点座標とを含むフォーマット構造の端末側レイヤ識別情報(MAm)が記憶され、
前記表示制御部は、
(A1).前記端末側情報入力部からのカメラパラメータ(αp)が入力される毎に、このカメラパラメータ(αp)に基づいて三次元座標系に注視点を定義する手段と、
(A2).前記注視点からそれぞれの前記粗密レベル(L)に対応するそれぞれの距離を前記三次元座標系に定義し、これらの距離毎に、距離に対応する粗密レベル毎領域(Fq)を前記三次元座標系に定義する手段と、
(A3).前記それぞれの粗密レベル毎領域(Fq)内におけるそれぞれの全てのメッシュ位置(Mnp)を、その粗密レベル毎領域(Fq)の前記端末側レイヤ識別情報(MAm)の前記基準点座標及びメッシュ幅(mdk)に基づいて求め、この粗密レベル毎領域(Fq)のメッシュ位置(Mnp)とその粗密レベル(L)との組みを、前記表示要求を示す抽出パラメータ(Rn)として前記端末側点群データ管理部に送出する手段と、
(A4).前記端末側点群データ管理部から返信される端末側抽出点群データ(CHn)を前記ディスプレイに3次元CG表示する手段とを備え、
前記端末側点群データ管理部は、
(B1).前記表示制御部からの前記メッシュレイヤ(MN)毎の粗密レベル毎領域(Fq)の前記抽出パラメータ(Rn)を受信する毎に、前記端末側記憶手段の前記端末側レイヤ識別情報(MAm)を検索する手段と、
(B2).前記検索された前記端末側レイヤ識別情報(MAm)に含まれている前記点群データ(RPj)を前記端末側抽出点群データ(CHn)として前記表示制御部に順次返信する手段とを備えたことを要旨とする。
また、本発明は、移動体にレーザスキャナを搭載し、前記移動体を移動させながら地物にレーザを照射して得た点群データ(RPj)を記憶したサーバとクライアント端末とをデータ通信網に接続して、サーバから前記点群データ(RPj)をクライアント端末に前記データ通信網を介して送信するサーバ/クライアント型の点群データ表示システムであって、
前記クライアント端末は、
表示制御部と、端末側点群データ管理部と、端末側記憶手段とを備え、
前記端末側記憶手段は、
メッシュ幅(mdk)を段階的に大きくした複数のメッシュレイヤ(MN)が定義され、これらのメッシュレイヤ(MN)のメッシュ(n)に前記メッシュ幅(mdk)に応じて間引いた数の前記点群データ(RPj)が格納されており、この点群データ(RPj)にメッシュ位置(Mnp)と、ディスプレイに表示する前記点群データ(RPj)の割合を示す粗密レベル(L)と、この粗密レベル(L)に対応する前記メッシュ幅(mdk)と、前記複数のメッシュレイヤ(MN)同士を重ねるための基準点座標とを含むフォーマット構造の端末側レイヤ識別情報(MAm)が記憶され、さらに、
前記メッシュレイヤ(MN)に対応して設けられ、それぞれが対応するメッシュレイヤ(MN)のメッシュ幅(mdk)に基づいたメッシュ位置(Mnp)のx座標、Y座標のマトリックス構造にされて、この格子に前記点群データ(RPj)の識別子(Pj)が書き込まれた端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)を記憶し、
前記表示制御部は、
(D1).端末側情報入力部からのカメラパラメータ(αp)が入力される毎に、このカメラパラメータ(αp)に基づいて三次元座標系に注視点を定義する手段と、
(D2).前記注視点からそれぞれの前記粗密レベル(L)に対応するそれぞれの距離を前記三次元座標系に定義し、これらの距離毎に、距離に対応する粗密レベル毎領域(Fq)を前記三次元座標系に定義する手段と、
(D3).前記それぞれの粗密レベル毎領域(Fq)内におけるそれぞれの全てのメッシュ位置(Mnp)を、その粗密レベル毎領域(Fq)の前記端末側レイヤ識別情報(MAm)の前記基準点座標及びメッシュ幅(mdk)に基づいて求め、この粗密レベル毎領域(Fq)のメッシュ位置(Mnp)とその粗密レベル(L)との組みを、表示要求を示す抽出パラメータ(Rn)として送出する手段と、
(D4).前記端末側点群データ管理部から返信される端末側抽出点群データ(CHn)を前記ディスプレイに3次元CG表示する手段とを備え、
前記端末側点群データ管理部は、
(E1).前記表示制御部からの前記抽出パラメータ(Rn)を受信する毎に、前記端末側記憶手段からこの抽出パラメータ(Rn)に含まれている前記粗密レベル(L)を有する前記端末側レイヤ識別情報(MAm)を検索する手段と、
(E2).前記検索された前記端末側レイヤ識別情報(MAm)に含まれている前記点群データ(RPj)を前記端末側抽出点群データ(CHn)として前記表示制御部に順次返信する手段と、
(E3).前記検索された端末側レイヤ識別情報(MAm)のメッシュレイヤ(MN)に対応する前記端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)を検索する手段と、
(E4).前記端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)に前記識別子(Pj)が含まれている場合は、この端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)に対応する前記端末側レイヤ識別情報(MAm)に含まれている前記点群データ(RPj)を前記端末側抽出点群データ(CHn)として前記表示制御部28に返信する手段と、
(E5).前記識別子(Pj)が存在しないと判断された場合は、前記受信した抽出パラメータ(Rn)を前記データ通信網によって前記サーバに送信する手段と、
(E6).前記サーバから前記抽出パラメータ(Rn)に対するサーバ側抽出点群データ(SCHn)を受信した場合は、このサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれている前記点群データ(RPj)を前記端末側抽出点群データ(CHn)として前記表示制御部に出力する手段と、
(E7).E6)手段で前記サーバ側抽出点群データ(SCHn)を受信する毎に、このサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれている粗密レベル(L)のメッシュレイヤ(MN)を前記端末側記憶手段から検索して、前記サーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれているメッシュ位置(Mnp)に該当するメッシュ(n)にこのサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれている点群データ(RPj)を関連付けて前記端末側記憶手段に新たに前記端末側レイヤ識別情報(MAm)を生成する手段と、
(E8).前記(E7)手段で前記新たに端末側レイヤ識別情報(MAm)を生成する毎に、前記受信したサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれているメッシュ位置(Mnp)及び粗密レベル(L)に対応する前記格子を検索し、この格子に前記受信したサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれている点群データ(RPj)の前記識別子(Pj)を書き込むことで前記
端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)を新たに生成する手段と
を備えたことを要旨とする。
さらに、サーバ/クライアント型の点群データ表示システムは、前記サーバは、
サーバ側記憶手段と、サーバ側点群データ配信部とを備え、
前記サーバ側記憶手段は、
前記メッシュ幅(mdk)を段階的に大きくした複数のメッシュレイヤ(MN)が定義され、これらのメッシュレイヤ(MN)のメッシュ(n)に前記メッシュ幅(mdk)に応じて間引いた数の前記点群データ(RPj)が格納されており、この点群データ(RPj)にメッシュ位置(Mnp)と、ディスプレイに表示する前記点群データ(RPj)の割合を示す複数種の粗密レベル(L)と、この粗密レベル(L)に対応する前記メッシュ幅(mdk)と、前記複数のメッシュレイヤ(MN)同士を重ねるための基準点座標とを含むフォーマット構造のサーバ側レイヤ元識別情報(SMAm)が記憶され、さらに、
前記メッシュレイヤ(MN)に対応して設けられ、それぞれが対応するメッシュレイヤ(MN)のメッシュ幅(mdk)に基づいたメッシュ位置(Mnp)のx座標、Y座標のマトリックス構造にされて、この格子に前記点群データ(RPj)の識別子(Pj)が書き込まれたサーバ側メッシュレイヤ毎元点群有無情報(MPj)を記憶し、
前記サーバ側点群データ配信部は、
(G1).前記クライアント端末から前記メッシュレイヤ(MN)毎の粗密レベル毎領域(Fq)の前記抽出パラメータ(Rn)を受信する毎に、前記サーバ側記憶手段の前記サーバ側レイヤ元識別情報(SMAm)を検索する手段と、
(G2).前記検索されたサーバ側レイヤ元識別情報(SMAm)に対応する前記サーバ側メッシュレイヤ毎元点群有無情報(MPj)の前記格子に前記識別子(Pj)が存在するかどうかを判定する手段と、
(G3).前記(G2)手段で前記識別子(Pj)が存在すると判定された場合は、前記(G1)手段で検索されたサーバ側レイヤ元識別情報(SMAm)に含まれている前記点群データ(RPj)に前記受信した抽出パラメータ(Rn)の前記粗密レベル(L)と前記メッシュ位置(Mnp)とを付加して前記サーバ側抽出点群データ(SCHn)として前記クライアント端末の前記端末側点群データ管理部に前記データ通信網を介して返信する手段とを備えたことを要旨とする。
以上のように本発明のスタンドアロン型点群データ表示システムによれば、スタンドアロン型の表示用のPCであっても、カメラパラメータαpの入力に伴って、このカメラパラメータαpの視点位置、画角に対応するメッシュレイヤMN毎の点群データを、メッシュレイヤMNに定義した粗密レベルLの領域でメッシュ単位で表示する。
このため、1画面に注視点からの距離に応じた高密度、中密度、粗い密度の点群データを一度に表示できる。また、メッシュ単位で点群データを取得して表示することにより、コンピュータの負荷を低減できる。
つまり、大容量の点群データであっても、3次元CG表示する際に使用する点群データ数が削減できるので、処理に負荷がかからず、表示時間の遅れをなくすことができる。
さらに、本発明のサーバ/クライアント型点群表示システムによれば、クライアント側の端末とサーバ側の点群データのデータ構成のフォーマットを共通にして、クライアント側の端末が要求する点群データのみをサーバ側から送信する。このため、インターネット経由で接続した各端末(コンピュータ)で表示する際には、必要なデータのみをサーバから取得して表示するサーバ/クライアント型として運用できので、大容量の点群データであっても点群データの3次元CG表示を高速にかつ効率的に行うことができる。
実施の形態1における第1スタンドアロン型点群データ表示システムの構成図 レーザスキャナによる計測操作の模式図 点群データの構成図 メッシュレイヤの概念図 実施の形態1における端末側第1メッシュ定義テーブルの構成図 実施の形態1における端末側メッシュ点群テーブルの構成図 実施の形態1における端末側第1点群データ格納部のフローチャート図 実施の形態1における表示制御部のフローチャート図 実施の形態1における表示制御部のフローチャート図 メッシュレイヤと粗密レベル毎の領域の模式図 視野と粗密レベル毎の領域の模式図 第1メッシュレイヤと粗密レベルL=1の領域の模式図 第2メッシュレイヤと粗密レベルL=2の領域の模式図 第3メッシュレイヤと粗密レベルL=3の領域の模式図 実施の形態1における端末側第1点群データ管理部のフローチャート図 実施の形態1におけるデータ送受信シーケンス図 実施の形態2における第2スタンドアロン型点群データ表示システムの構成図 実施の形態2における端末側第2メッシュ定義テーブルの構成図 実施の形態2における端末側メッシュテーブルの構成図 実施の形態2における端末側第2点群データ格納部のフローチャート図 実施の形態2における端末側第1メッシュ点群テーブルの構成図 実施の形態2における端末側第1メッシュテーブルの構成図 (a)実施の形態2における端末側第2メッシュ点群テーブルの構成図、(b)実施の形態2における端末側第2メッシュテーブルの構成図 (a)実施の形態2における端末側第3メッシュ点群テーブルの構成図、(b)実施の形態2における端末側第3メッシュテーブルの構成図 実施の形態2における端末側第2点群データ管理部のフローチャート図 実施の形態2におけるデータ送受信シーケンス図 実施の形態2におけるデータ送受信シーケンス図 実施の形態3におけるサーバ/クライアント型点群データ表示システムの構成図 実施の形態3における端末側第3点群データ管理部のフローチャート図 実施の形態3における端末側第3点群データ管理部のフローチャート図 実施の形態3におけるサーバ側点群データ配信部のフローチャート図 実施の形態3におけるデータ送受信シーケンス図
本発明の点群データ表示システムは、計測車両又は航空機によるレーザ測量であってもよいが、実施の形態においては計測車両を一例として説明する。
また、実施の形態においては、スタンドアロン型及びサーバ/クライアント型で区別なく利用できる大容量点群データ表示システムであるが、実施の形態1として、スタンドアロン型の表示用のPCであっても一画面で異なる解像度の点群データを一度に表示できて、かつ3次元CG表示に時間を要しない第1スタンドアロン型点群データ表示システム100Aを説明する。
また、実施の形態2として、大容量の点群データが記憶されている記憶手段を確認しなくとも、点群データの有無を識別子(Pj)で確認して、識別子(Pj)が存在する場合にその点群データを抽出して処理時間を短縮する第2スタンドアロン型点群データ表示システム100Bを説明する。
さらに、実施の形態3として、大容量の点群データをデータコピーやデータ変換を行うことなく、3次元CG表示する処理時間を短縮できるサーバ/クライアント型点群データ表示システム100Cを説明する。これらを総称して単に点群データ表示システムという。
また、これらの点群データ表示システムは、第1スタンドアロン型点群データ表示システム100Aを実装した端末20を第1スタンドアロン型点群表示システム用端末20Aと称し、第2スタンドアロン型点群データ表示システム100Bを実装した端末を第2スタンドアロン型点群表示システム用端末20Bと称する。
<実施の形態1>
第1スタンドアロン型点群表示システム用端末20Aは、表示用のディスプレイ、マウス、キーボード等の端末側情報入力部と、この端末側情報入力部からのカメラパラメータαpで点群データRPjを粗密レベルL(例えば1m、10m、100mメッシュ)単位で直ちに検索、抽出可能な共通フォーマットのテーブルを有するハードディスクと、表示管理モジュールと、データ管理モジュール等を実装し、この表示管理モジュールと点群データ管理モジュールとが互いに並列動作しながらプロセス間通信で動作するものとする。
実施の形態1の前述のテーブルにおけるデータの共通フォーマットについては具体的には後述するが少なくとも、複数の段階の詳細度(1m、10m、100mのメッシュ幅)の点群データRPj(点群の三次元座標及び属性情報等)が格納できる構造となっている。
そして、第1スタンドアロン型点群表示システム用端末20Aは、表示管理モジュールが情報入力部から入力されたカメラパラメータαp(カメラの位置(視点)、姿勢、画角、画像サイズ等)に基づいて、表示する点群データの粗密レベルLの範囲を前述の共通フォーマットのデータ構造のテーブルから検索し、検索した各々の範囲のメッシュ位置Mnp(1mメッシュ位置、10mメッシュ位置、10mメッシュ位置)毎に抽出パラメータRn(又は入出力パラメータという)を生成(抽出パラメータRn:メッシュ位置Mnp、粗密レベルL)し、これらを点群データ管理モジュールに順次送信する。
そして、点群データ管理モジュールが抽出パラメータRnを受信する毎に、この抽出パラメータRnに該当する点群データRPjを前述の共通フォーマットのテーブルを用いて容易に直ちに読み出して、これを表示管理モジュールに送信する。
表示管理モジュールは、受信した点群データをCG合成によって画像データgnに変換し、ディスプレイに表示する。
すなわち、実施の形態1は、全ての点群データRPjをハードディスクから読み込まなくても、メッシュ位置Mnp単位毎に点群データRPjを読み出して、CG合成表示することによって処理速度を向上させている。
このように、抽出パラメータRnを粗密レベルLの範囲毎のメッシュ位置Mnp(pはX軸方向の順番とY軸方向の順番の組)毎に複数、生成するのは、データの読み出しや通信が少量のデータの単位で行われることになるから、全てのデータを読み出さなくとも処理を継続できるためである。
また、カメラに対して遠方となるデータについては詳細な点群データRPj(例えば、0.5cm、2.5cm、5cm等の間隔の点群)が不要な場合は、メッシュ位置Mnpの単位で抽出する点群データRPjの量を少なくすることができるためである。
<<実施の形態1の詳細構成>>
図1は第1スタンドアロン型点群表示システム用端末20Aの概略構成図である。図1においては計測車両17の構成も示している。第1スタンドアロン型点群表示システム用端末20Aの説明の前に計測車両17について説明する。
前述の点群データRPjは、図1に示す計測車両17によって収集される。
計測車両17は、図1に示すようにジャイロセンサー11aや非接触車速計11bを含む慣性計測装置11と、GNSSアンテナ12aを含むGNSS受信装置12と、レーザスキャナ13aを含む測距装置13と、全天周カメラ14aや高精細カメラ14bなどのデジタルカメラを含む画像撮影装置14と、これらに接続されたデータ演算装置15等を搭載している。
なお、GNSS受信装置12、レーザスキャナ13aを含む測距装置13及び全天周カメラ14aや高精細カメラ14bなどのデジタルカメラを含む画像撮影装置14は計測車両17の上に取り付けられた天板に搭載されている。そして、計測車両17とデータ演算装置15とGNSS受信装置12と測距装置13と画像撮影装置14とを総称してモービルマッピングシステム(以下MMS10)と称する。
まず、本発明の実施の形態にかかる点群データ表示システム100の説明の前に、ここではMMS10を例として、その概要と生成される点群データRPjについて説明する。
(各装置によるデータの計測)
計測車両17に搭載された慣性計測装置11は、ジャイロセンサー11aによって3軸の角度(または角速度)を計測し、非接触車速計11bによって加速度を計測する装置で、走行中の計測車両17の3次元の角速度と加速度のデータをデータ演算装置15に出力する。
また、計測車両17に搭載されたGNSS受信装置12は、複数の測位衛星から発信された測位信号の搬送波を受信し、この搬送波の受信情報をデータ演算装置15に出力する。
さらに、計測車両17に搭載された測距装置13は、図2に示したように、360度連続回転式のレーザスキャナ13a(ラインスキャナともいう)から例えば、合計30万点/秒のレーザパルスを地物に発射する。
そして、この地物上の計測点Pj(P1、P2、P3、P4、P5、・・・:例えば0.5、1cm、2cm、3cm、4cm、5cm以下ピッチ間隔の点群)との間をレーザパルスが往復する時間を計測し、同時にレーザパルスを発射した方向を計測することで、レーザスキャナ13a(斜度45度)の搭載位置を原点とした計測点Pjの3次元極座標を求める。なお、レーザスキャナ13aからのレーザパルスは、例えば到達距離が80〜100mの範囲である。
そして、この3次元極座標とともに、レーザパルスに対する計測点Pjの反射強度Pj(f)と、レーザパルスの発射時刻Pj(t)や受信時刻を計測点データPDjとしてデータ演算装置15に出力する。
同様に、計測車両17に搭載された画像撮影装置14は、走行中の計測車両周囲の映像を画像データgn(例えば1秒間に7、8枚)としてデータ演算装置15に出力する。
データ演算装置15に実装された位置姿勢算出部15aは、GNSS受信装置12から搬送波の受信情報が入力されると、慣性計測装置11から入力される計測車両17の3次元の角速度と加速度のデータを読み取り、これらの情報から計測車両17の位置(GNSSアンテナ12aが設置されている位置)のXY座標系等の車両位置座標を算出する。
(点群データRPjの生成)
データ演算装置15に実装された反射強度付点群データ作成部15bは、位置姿勢算出部15aによって算出される車両位置座標を、あらかじめ測定してあるレーザスキャナ13aのGNSSアンテナ12aに対する相対位置により補正して、3次元極座標の原点であるレーザスキャナ13aのXY座標系等の3次元座標を決定する。
つづいて、反射強度付点群データ作成部15bは、計測点データPDjに含まれる3次元極座標をXY座標系等の3次元座標に変換し、計測点位置座標Pj(x,y,z)を求め、計測点データPDjに含まれる計測点の反射強度Pj(f)とともに反射強度付3次元点群データを作成する。
データ演算装置15に実装された色情報付点群データ作成部15cは、画像撮影装置14からの画像データgnを読み出し、位置姿勢算出部15aによって算出される車両位置座標を、あらかじめ測定してあるカメラ位置のGNSSアンテナ12aに対する相対位置により補正して、カメラ位置のXY座標系等の3次元座標を決定する。
情報付点群データ作成部15cは、計測点データPDjの3次元座標に対応する画像データgn内の位置を、カメラ位置のXY座標系等の3次元座標をもとに特定し、その位置の色情報(RGB)を抽出して、その色情報を反射強度付3次元点群データの各計測点データPDjに付加して点群データRPjとしてデータベース16に記録する。
この点群データRPjにはレーザを発射して点群データを収集したときの計測区域KDi(最小位置(xmin,ymin)、最大位置(xmax,ymax))がインデックスとして付加されてデータベース16に記憶される。
図3にデータベース16に記憶された点群データRPjの構成を説明するが、点群データRPjは、本実施の形態においては、色情報は必須ではないため、色情報を付与する前の反射強度付3次元点群データであっても良いし、他の要素が付与されていても構わない。
データベース16に記憶された点群データRPjは、図3に示すように、インデックスとして計測区域KDiが付加されている。
そして、この点群データRPjは、例えば、図3に示すように計測点(P1、P2・・)毎に、計測点位置座標Pj(x,y,z)と属性情報RZDjとが関連付けられて記憶されている。
例えば、図3では、計測点の計測時刻としてレーザの発射時刻Pj(t)を示しているが、レーザの反射を受信した受信時刻を含める場合もある。点群データRPjに含まれる計測点位置座標Pj(x,y,z)以外の情報(発射時刻、反射強度、色情報)を総称して属性情報RZDjと称している。
以上、MMS10の構成と、各計測点Pjの計測点位置座標Pj(x,y,z)と、属性情報RZDjとを含む点群データRPjの生成方法の例を説明した。
なお、図3に示した点群データRPjには、この点群データの識別子(Pj)である計測点の番号P1、P2、P3、・・・を含めて示しているが、以下の説明において各点を明確にするために記載した番号であって、必ずしもデータに含める必要はない。
<第1スタンドアロン型点群表示システム用端末20Aの各部>
第1スタンドアロン型点群表示システム用端末20Aは、図1に示すように、端末側点群情報読込部21Aと、端末側情報入力部21Bと、ハードディスクである端末側第1記憶手段23Aと、ディスプレイ30等から構成されている。
前述の端末側点群情報入力部21Bはキーボード、マウス、タッチパネル等であり、カメラパラメータαp等を入力させるものである。
また、端末側点群情報読込部21Aは、外部記憶媒体読み取り装置、データ通信装置等であり、点群データRPjを外部から第1スタンドアロン型点群表示システム用端末20Aに読み込みできる手段である。
さらに、第1スタンドアロン型点群表示システム用端末20Aは、端末側第1メッシュ定義部22Aと、端末側第1点群データ格納部26Aと、端末側第1点群データ管理部27Aとを備えている。
さらに、端末側第1記憶手段23Aには、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aと端末側メッシュ点群テーブル25(端末側メッシュ点群テーブル25、端末側第2メッシュ点群テーブル25b、端末側第3メッシュ点群テーブル25c)とを備えている。なお、点群テーブル等は実際は複数のファイルで構成されているが、本実施の形態ではテーブルを用いて説明する。
(各部の機能)
端末側点群情報読込部21Aは、データベース16に記憶されている点群データRPjを読み込む。
端末側情報入力部21Bは、メッシュレイヤMN毎(M1、M2、M3)毎に、異なるメッシュ幅mdk(1m、10m又は100m)と、このメッシュ幅mdkに対応する粗密レベルLと、基準点座標(x0、y0)と、代表メッシュ位置Dmn(Dma、Dmb、Dmc)等を入力させるダイアロボックス(図示せず)をディスプレイ30に表示させ、これらをメッシュレイヤMN毎の点群定義データRdm(Rda、Rdb・・)として読み込む。
また、端末側情報入力部21Bは、カメラパラメータαp(カメラの位置、姿勢、画角、画像サイズ等)を入力させて、これを読み込む。
端末側第1メッシュ定義部22Aは、端末側第1記憶手段23Aに端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)と、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aとを定義する。
端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)は、点群定義データRdmに含まれているメッシュ幅mdk(1m、10m又は100m)と基準点座標(x0、y0)とに基づくメッシュレイヤMN(M1、M2、M3)に対応するものであり、メッシュレイヤMNに応じて間引かれた点群データRPjが格納されるテーブルである。
端末側第1メッシュ定義部22Aは、メッシュ幅mdkを縦横とするメッシュの4隅のXY座標でメッシュ位置Mnpを求め、図6に示すように、このメッシュ位置Mnpに、点群データRPjの識別子(Pj)の欄ba、計測点位置座標Pj(x,y,z)の欄bb及び属性情報RZDjの欄bcを関連付けたフォーマット構造の端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b又は25c)を端末側第1記憶手段23Aに定義する。
また、図5に示すように、点群定義データRdmに含まれているメッシュ幅mdk(1m、10m又は100m)と基準点座標(x0、y0)と代表メッシュ位置Dmnと関連させると共に、このメッシュ幅mdkのメッシュレイヤMNに対応する端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)の識別情報(インデックスIA)をさらに関連させ、これを第1メッシュレイヤ識別情報MAramとした端末側第1メッシュ定義テーブル24Aを定義する。
前述の粗密レベルLというのは、ディスプレイ30に表示する点群データRPjの割合を示す粗密レベルL(高密度、中密度、粗い密度)であり、例えば番号「1」、「2」、「3」で区別している。そして、この粗密レベルL=1は、注視点から例えば30mの範囲は粗密レベル1として設定され、粗密レベルL=2は、30mから50mの範囲は粗密レベル2として設定され、粗密レベルL=3は、50m以上の範囲は粗密レベル3として設定されている。図中には、端末側第3メッシュ点群テーブル25cまでを例示しているが、実際には設定するメッシュレイヤMNの数に対応して更に複数のテーブルを実装しても構わない。
端末側第1点群データ格納部26Aは、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aの第1メッシュレイヤ識別情報MAramを順に指定し(MAra3、MAra2・・)、この指定に伴って指定された第1メッシュレイヤ識別情報MAramが示す端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b又は25c)を指定して、この指定された第1メッシュレイヤ識別情報MAramが最小のメッシュ幅mdkのメッシュレイヤMN(M1)を示しているかどうかを判断する。
そして、最小のメッシュ幅mdkのメッシュレイヤMN(M1)を示している場合は、端末側点群情報読込部21Aが点群データRPj(j=1、2・・・)を読み込む毎に、この点群データRPjに含まれている計測点位置座標Pj(x,y,z)のx,y座標を含むメッシュ位置Mnpを指定された端末側メッシュ点群テーブル25(25a)から検索し、このメッシュ位置Mnpに関連付けられている該当の欄に読み込んだ点群データRPjを関連付けたメッシュ点群データMrbmを得る。
前述の端末側メッシュ点群テーブル25のメッシュ点群データMrbmと端末側第1メッシュ定義テーブル24Aの第1メッシュレイヤ識別情報MAramとを総称して端末側レイヤ識別情報MAmと称する。
また、端末側第1点群データ格納部26Aは、第1メッシュレイヤ識別情報MAram(MAra2)が次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2、M3)を示している場合は、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aの指定された第1メッシュレイヤ識別情報MAram(MAra2、MAra3)よりも前の段階のメッシュレイヤMN−1(M1又はM2)の第1メッシュレイヤ識別情報MAram−1(MAra1又はMAra2)を引き当て、この第1メッシュレイヤ識別情報MAram−1(MAra1又はMAra2)が示す端末側メッシュ点群テーブル25(25a又は25b)を引き当てる。
そして、指定された第1メッシュレイヤ識別情報MAramが次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2又はM3)を示している場合は、指定された次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2又はM3)の端末側メッシュ点群テーブル25(25b又は25c)におけるメッシュ位置Mnpを先頭から順次指定する。
そして、指定された第1メッシュレイヤ識別情報MAram(MAra2又はMAra3)が次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2又はM3)を示している場合は、引き当てられた第1メッシュレイヤ識別情報MAram−1(MAra1又はMAra2)に含まれている代表メッシュ位置Dmn(M1(6−6))を読み込み、引き当てられた前の段階のメッシュレイヤMN−1(M1又はM2)に対応する端末側メッシュ点群テーブル25(25a又は25b)からこの代表メッシュ位置Dmn(M1(M6−6))に関連付けられている点群データRPj(P11,P12又はPk)を全て抽出し、指定されたメッシュ位置Mnpに(M2(1一1)、M2(1一2)・・)に抽出された点群データRPj(P11,P12又はPk)を関連付けたメッシュ点群データMrbmを得る。
表示制御部28(表示管理モジュールともいう)は、点群データRPjをディスプレイ30に3次元CG表示するために、端末側情報入力部21Bから入力されるカメラパラメータαpを読み込み、このカメラパラメータαpのカメラ位置、画角等に基づいて、三次元座標系(地理座標空間)に注視点を定義し、この注視点からそれぞれの粗密レベルL(高密度、中密度、粗い密度)に対応するそれぞれの距離を定義して、これらの距離毎に距離に対応する粗密レベル毎領域Fq(F1、F2、F3)を前記三次元座標系に定義する。そして、それぞれの粗密レベル毎領域Fq(F1、F2、F3)内におけるそれぞれの全てのメッシュ位置Mnpを、その粗密レベル毎領域Fqの端末側レイヤ識別情報MAmの基準点座標(x0、y0)及びメッシュ幅mdkに基づいて求め、この粗密レベル毎領域Fqのメッシュ位置Mnp(XY座標)とその粗密レベルLとの組みを、抽出パラメータRnとして端末側点群データ管理部27(点群データ管理モジュール)に送出する。
具体的には、カメラパラメータαpのカメラ位置、画角等に基づいて視野Hを求め、これを三次元座標系(地理座標空間)に定義する。そして、この視野Hを端末側第1メッシュ定義テーブル24Aの各メッシュレイヤMNに定義し、粗密レベルL(レベル1、レベル2、レベル3)が示す距離(例えばL=1:0〜30m、L=2:30m〜50m、L=3:50m以上)で該当のメッシュレイヤMNに粗密レベル毎領域Fq(q=1、2・・)を定義する。
例えば、メッシュレイヤM3、メッシュレイヤM2、メッシュレイヤM1の順に粗密レベル毎領域Fqを定義するのが好ましい。
そして、各々のメッシュレイヤMN毎に、粗密レベル毎領域Fqに重なるメッシュ位置Mnpを指定した抽出パラメータRn(入出力パラメータともいう)を生成する。つまり、メッシュ位置Mnp毎に抽出パラメータRn(粗密レベルL、メッシュ位置Mnp)を生成する。
そして、メッシュレイヤM3、メッシュレイヤM2、メッシュレイヤM1の順に、この抽出パラメータRn(R1、R2・・・)を端末側第1点群データ管理部27A(点群データ管理モジュールともいう)に順次送信し、端末側第1点群データ管理部27Aから返信される端末側抽出点群データCHnをディスプレイ30に3次元CG表示する。
端末側第1点群データ管理部27A(データ管理モジュール)は、表示制御部28から受信する抽出パラメータRnを受信する毎に、この抽出パラメータRnに含まれる粗密レベルLとメッシュ位置Mnpを読み出し、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aを参照して当該粗密レベルLに関連付けられているインデックスIAから該当する端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)を検索する。そして、この検索した端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b又は25c)から当該メッシュ位置Mnpに割り当てられた点群データRPjを抽出して端末側抽出点群データCHnとして表示制御部28に返信する。
前述の表示制御部28(表示管理モジュール)と端末側第1点群データ管理部27(データ管理モジュール)とはプロセス間通信で抽出パラメータRn、端末側抽出点群データCHnをやり取りしている。
(メッシュレイヤMNの構成)
メッシュレイヤMNについて図4を用いて説明する。
本実施の形態では、点群データRPjを効率的に管理するため、移動体によってレーザ測量を実施した地区(計測区域KDi)にメッシュ幅mdkを段階的に大きくした複数のメッシュレイヤMNを設定して、メッシュレイヤMN毎に点群データRPjを間引いて保存している。
図4に示したメッシュレイヤMNの概念図では、メッシュ幅mdkを1メートル四方としたメッシュレイヤM1と、10メートル四方としたメッシュレイヤM2と、100メートル四方としたメッシュレイヤM3の3層のメッシュレイヤMNを設定して、点群データRPjがどのように間引かれるかを例示している。
各メッシュ幅はシステム利用時に初期設定でき、メッシュ幅mdkの小さい方から順に粗密レベルL=1、2、3、・・nとして扱うこととする。
図4の上段に示した粗密レベルL=1のメッシュレイヤM1では、計測区域KDiにメッシュ幅mdkを段階的に大きくした複数のメッシュレイヤMNを重ねて設定するための基準点座標(x0、y0)=(0、0)としたXY座標系の3次元座標空間に、点群データRPjに含まれる計測点位置座標Pj(x,y,z)にしたがって、各点群データRPjである各計測点Pjを白丸印でプロットしている。
実際には、基準点座標(x0、y0)の値は計測区域KDiの実際のXY座標から選定することになる。
次に、X軸とY軸を1メートル間隔に目盛り、XY平面上に1メートル四方のメッシュを設定して、各計測点PjのXY平面投影点を黒点でプロットしている。
XY平面上の各メッシュのメッシュ位置Mnpは、メッシュnの4隅のXY座標で表してもよいが、以下の説明では、各メッシュレイヤMNと基準点からのX軸方向の順番とY軸方向の順番の組み合わせでメッシュ位置MnpをMnp(x−y)と表すこととする。
実際のメッシュのXY座標は、基準点座標(x0、y0)とメッシュ幅mdkとがわかるので、これらから算出することができる。
例えば、図4に示した計測点P1、P2、およびP3は、基準点からX軸方向に1番目、Y軸方向に1番目のメッシュ内に投影点が存在するので、メッシュ位置M1(1−1)の点群データRPjとして管理される。なお、図4は点群データRPjを計測点Pjとして表している。
そして、読み込んだ全ての点群データRPjは、まず粗密レベルL=1のメッシュレイヤM1のいずれかのメッシュnに割り当てられて端末側第1点群データ格納部26Aによって格納されることになる。
図4の中段に示した粗密レベルL=2のメッシュレイヤM2では、X軸とY軸を10メートル間隔に目盛り、XY平面上に10メートル四方のメッシュを設定している。
破線矢印で示したように、メッシュレイヤM1のメッシュ位置M1(1−1)からメッシュ位置M1(10−10)までの100区画(メッシュ)のメッシュnが、メッシュレイヤM2ではメッシュ位置M2(1−1)の1区画(メッシュ)として扱われる。
メッシュレイヤM2の各メッシュに点群データRPjを割り当てる際には、予め当該メッシュに含まれるメッシュレイヤM1のメッシュの中から代表メッシュ位置Dmnを決めておき、その代表メッシュ位置Dmnに割り当てられている点群データRPjのみを当該メッシュに割り当てる。
例えば、図4では、メッシュレイヤM2のメッシュ位置M2(1−1)に含まれるメッシュレイヤM1のメッシュの中でX軸方向に6番目、Y軸方向に6番目のメッシュ位置M1(6−6)を代表メッシュ位置Dmnとして斜線で示してあり、メッシュ位置M1(6−6)には計測点P11とP12の点群データRPjが割り当てられている。
この場合、メッシュレイヤM2のメッシュ位置M2(1−1)の区画(メッシュ)には、図4に白丸印でプロットしている計測点P1、P2、P3、・・・、P11、P12、・・・の全てが実際には存在しているが、計測点P11とP12の点群データRPjのみが割り当てられて格納され、現実にはメッシュ位置M2(1−1)の区画(メッシュ)に存在するその他の計測点Pjの点群データRPjは間引かれ格納されない。
さらに、図4の下段に示した粗密レベルL=3のメッシュレイヤM3では、X軸とY軸を100メートル間隔に目盛り、XY平面上に100メートル四方のメッシュを設定している。
破線矢印で示したように、メッシュレイヤM2のメッシュ位置M2(1−1)からメッシュ位置M2(10−10)までの100区画(メッシュ)のメッシュが、メッシュレイヤM3ではメッシュ位置M3(1−1)の1区画(メッシュ)として扱われる。
図4では、メッシュレイヤM3のメッシュ位置M3(1−1)に含まれるメッシュレイヤM2のメッシュの中でX軸方向に6番目、Y軸方向に6番目のメッシュ位置M2(6−6)を代表メッシュ位置Dmnとして斜線で示してあり、メッシュ位置M2(6−6)には▲印で示した計測点Pkの点群データRPjが割り当てられている。
したがって、図4の例では、メッシュレイヤM3のメッシュ位置M3(1−1)の区画(メッシュn)には、計測点Pk以外に少なくとも計測点P11とP12が実際には存在しているが、計測点Pkの点群データRPjのみが割り当てられて格納され、現実にはメッシュ位置M3(1−1)の区画(メッシュ)に存在するその他の計測点Pjの計測点P11、P12等の点群データRPjは間引かれ格納されない。
このように、粗密レベルLが高くなるほど計測区域KDiに割り当てる点群データRPjのデータ量を少なくし、3次元CG表示する際に表示する場所と注視点との距離により適当な粗密レベルLを選択することで、処理すべきデータ量を減少させることができる。
なお、代表メッシュ位置Dmnを決めるにあたっては、区画(メッシュ)の中心近傍に位置するメッシュを選択することが好ましいが、中心近傍の位置以外のメッシュに決めたとしても、常に区画(メッシュ)内の一定の位置のメッシュを選択することになるので、メッシュレイヤMNを設定した計測区域KDi全体としては、等間隔に点群データRPjを抽出することになり、データの偏りを回避できる。
(端末側第1メッシュ定義テーブル24Aのデータ構成)
図5に端末側第1メッシュ定義部22Aによって生成される端末側第1メッシュ定義テーブル24Aの第1メッシュレイヤ識別情報MAramを説明する。
第1メッシュレイヤ識別情報MAramは、図5に示すように、計測区域KDiにメッシュ幅mdkを段階的に大きくした複数のメッシュレイヤMN(M1、M2、M3)を重ねて設定するための基準点座標(x0、y0)と、ディスプレイ30に表示する点群データRPj(j=1、2・・)の密度の度合いである粗密レベルL=1、2、3、・・n(密、中、粗く、さらに粗く・・)と、粗密レベルL毎のメッシュ幅mdkおよび次の粗密レベルLのメッシュレイヤの各メッシュに割り当てる点群データRPjが割り当てられたメッシュの相対位置を示す代表メッシュ位置Dmnと、点群データRPjの格納先の番地(端末側第1記憶手段23A中のメモリーアドレス等)を示すインデックスIAとからなるフォーマット構成にされている。
具体的には第1メッシュレイヤ識別情報MAramは例えば、図5に示すように、粗密レベルL=1のメッシュ幅mdkは1メートルで、粗密レベルL=2のメッシュ幅mdkは10メートルで、粗密レベルL=3のメッシュ幅mdkは100メートルにされ、代表メッシュ位置Dmnは各々6−6とされている。
(端末側メッシュ点群テーブル25のデータ構成)
図6は端末側メッシュ点群テーブル25のデータ構成を説明する説明図である。図6(a)に端末側第1メッシュ点群テーブル25a、図6(b)に端末側第2メッシュ点群テーブル25b、図6(c)に端末側第3メッシュ点群テーブル25cを示している。これらの端末側メッシュ点群テーブル25は、図4に示すように粗密レベルLに応じて間引かれた後のものが格納されている。
図6(a)に示す端末側第1メッシュ点群テーブル25aは、メッシュレイヤM1のメッシュ位置M1(x−y)と、計測点Pjと、この計測点Pjの計測点位置座標Pj(x,y,z)と、属性情報RZDj等からなるフォーマット構成にされている。
属性情報RZDjは、発射時刻Pj(t)と、反射強度Pj(f)と色情報Pj(RGB)とからなる。
図6(b)に示す端末側第2メッシュ点群テーブル25bは、メッシュレイヤM2のメッシュ位置M2(x−y)と、計測点Pjと、この計測点Pjの計測点位置座標Pj(x,y,z)と、属性情報RZDj等からなるフォーマット構成にされている。
属性情報RZDjは、発射時刻Pj(t)と、反射強度Pj(f)と色情報Pj(RGB)とからなる。
図6(c)に示す端末側第3メッシュ点群テーブル25cは、メッシュレイヤM3のメッシュ位置M3(x−y)と、計測点Pjと、この計測点Pjの計測点位置座標Pj(x,y,z)と、属性情報RZDj等からなるフォーマット構成にされている。
属性情報RZDjは、発射時刻Pj(t)と、反射強度Pj(f)と色情報Pj(RGB)とからなる。
なお、図6に示した各端末側メッシュ点群テーブル25には、各メッシュ位置と計測点Pjの番号P1、P2、P3、・・・を含めて示しているが、説明において各点を明確にするために記載した番号であって、必ずしもデータに含める必要はない。
すなわち、端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)の各々は、図6に示すように、メッシュレイヤMNのメッシュ位置Mnpと、計測点Pjの識別子(Pj)と、計測点位置座標Pj(x,y,z)と、属性情報RZDj(発射時刻Pj(t)と、反射強度Pj(f)と、色情報Pj(RGB))とを有する共通フォーマット構造にされている。
このため、端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)の粗密レベルLを読み込むことによって、この粗密レベルLの詳細度(密、中、粗く)のメッシュレイヤMNの点群データRPj(点群の三次元座標及び属性情報等)を格納するための端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)を検出して直に格納できる。つまり、上記(1)の条件を満足する。
(各部の処理)
次に、第1点群データ格納部26Aおよび端末側第1点群データ管理部27Aの処理について具体的に説明する。
(端末側第1点群データ格納部26Aの処理)
図7のフローチャートを参照しながら、第1の実施の形態における端末側第1点群データ格納部26Aの処理について説明する。
第1点群データ格納部26Aは、端末側点群情報読込部21Aから点群データRPjを受信すると、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aを読み取る(S1)。
次に、端末側第1点群データ格納部26Aは、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aに設定された基準点座標(x0、y0)と、粗密レベルL=1のメッシュ幅mdkからメッシュレイヤM1(1mメッシュ)の4隅のXY座標を算出する(S3)。
具体的には端末側第1点群データ格納部26Aは、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aの第1メッシュレイヤ識別情報MAramを順に指定(MAra1、MAra2・・)する。
そして、この指定に伴って指定された第1メッシュレイヤ識別情報MAramが示す端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)を指定し、この指定された第1メッシュレイヤ識別情報MAramが最小のメッシュ幅mdkのメッシュレイヤMN(M1)を示しているかどうかを判断する。
最小のメッシュ幅mdkのメッシュレイヤMN(M1)を示している場合は、この指定された第1メッシュレイヤ識別情報MAram(メッシュ幅1m)が示すメッシュ幅dmk(1m)及び基準点座標(x0、y0)に基づいて、端末側点群情報読込部21Aが読み込んだ点群データRPj(j=1、2・・・)が位置するメッシュレイヤMN(M1)におけるメッシュ位置Mnpの4隅のXY座標(最小位置(xmin,ymin)、最大位置(xmax,ymax))を求める。
つづいて、端末側第1点群データ格納部26Aは、端末側点群情報読込部21Aによって得た点群データRPjの計測点位置座標Pj(x,y,z)のx値とy値から、前のステップS3で算出した4隅のXY座標の範囲内に存在する計測点Pjの点群データRPjのメッシュ位置Mnpを確定し、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aに設定されたインデックスIAの示すエリア(この場合、端末側第1メッシュ点群テーブル25a)に格納する(S5)。
具体的には、メッシュレイヤMN(M1)におけるメッシュ位置Mnpが求められると、指定された端末側メッシュ点群テーブル25(25a)から検索し、検索された端末側メッシュ点群テーブル25(25a)のメッシュ位置Mnpに読み込んだ点群データRPjを関連付けることで端末側レイヤ識別情報MAmの一部であるメッシュ点群データMrbmを得る。
次に、端末側第1点群データ格納部26Aは、粗密レベルL=1の全てのメッシュnについて格納が完了したか判定し、完了するまで順次残りのメッシュnを指定してステップS3とステップS5を繰り返して全ての点群データRPjを格納し、格納が完了すると次のステップに進む(S7)。
つづいて、端末側第1点群データ格納部26Aは、粗密レベルLに1を加算して、次の粗密レベルLのメッシュについて処理を続行するが、ここでは、1加算されて粗密レベルL=2になったときの処理について記載するものとし、以下の処理が繰り返されるごとに粗密レベルLは更新され、対応するテーブルやメッシュレイヤMNも新たな粗密レベルLに対応するものに読み替えるものとする(S9)。
端末側第1点群データ格納部26Aは、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aに設定された元の粗密レベルL=1のメッシュ幅(1m)と、代表メッシュ位置Dmnとから、次の粗密レベルL=2のメッシュレイヤM2の各メッシュに割り当てる代表メッシュ位置Dmnの相対XY座標を算出する(S11)。
具体的には、指定された第1メッシュレイヤ識別情報MAramが次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2)を示すメッシュ幅dmk(10m)を含んでいる場合は、端末側第1メッシュ定義テーブル24A(25a、25b、25c)の指定された第1メッシュレイヤ識別情報MAram(MAra2)よりも前の段階のメッシュレイヤMN−1(M1又はM2)の第1メッシュレイヤ識別情報MAram−1(MAra1)を引き当て、この第1メッシュレイヤ識別情報MAram−1(MAra1)に含まれている代表メッシュ位置Dmn(図5の1mメッシュ幅のレコードを参照)を読み込む。そして、これを前述の次の粗密レベルL=2のメッシュレイヤM2の各メッシュに割り当てるために算出した代表メッシュ位置Dmnの4隅の相対XY座標とする。
次に、端末側第1点群データ格納部26Aは、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aに設定された基準点座標(x0、y0)と粗密レベルL=2のメッシュ幅(10m)とから、メッシュレイヤM2のメッシュの基準点座標(x0、y0)に対して最も近いメッシュのXY座標を算出する(S13)。
具体的には、指定された端末側レイヤ識別情報MAmの一部である第1メッシュレイヤ識別情報MAram(MAra2)が次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2)を示している場合は、指定された次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2)の端末側メッシュ点群テーブル25(25b)におけるメッシュ位置Mnpを先頭から順次指定する。そして、このメッシュレイヤMN+1(M2)の端末側メッシュ点群テーブル25(25b)における先頭のメッシュ位置Mnp(M2(1−1)をメッシュレイヤM2のメッシュの基準点座標(x0、y0)に対して最も近いメッシュの4隅の座標とする。
メッシュレイヤMN+1(M2)の端末側メッシュ点群テーブル25(25b)の先頭のメッシュ位置M2(1−1)には、図6(b)に示すように、前の段階のメッシュレイヤMN−1(M1)の代表メッシュ位置Dmn(M1(M6−6))に含まれている点群データRPj(P1,P2、P3)が格納されている。
次に、端末側第1点群データ格納部26Aは、ステップS11で算出した代表メッシュ位置Dmnの4隅の相対XY座標にステップS13で算出したメッシュレイヤM2のメッシュのXY座標を加算して、代表メッシュ位置Dmnの4隅のXY座標を算出する(S15) つづいて、代表メッシュ位置Dmnの4隅のXY座標で端末側第1メッシュ定義テーブル24Aに設定された粗密レベルL=1に対するインデックスIAの示すエリア(この場合、端末側第1メッシュ点群テーブル25a)を検索して、代表メッシュ位置Dmnの範囲に含まれる点群データRPj(計測点データPDj)を抽出して、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aに設定された粗密レベルL=2に対するインデックスIAの示すエリア(この場合、端末側第2メッシュ点群テーブル25b)に格納する(S17)。
端末側第1点群データ格納部26Aは、メッシュレイヤM2の全メッシュについて格納が完了したか判定し、完了するまで順次残りのメッシュを指定してステップS13からステップS17までを繰り返し、完了すると次の判定に進む(S19)。
次に、端末側第1点群データ格納部26Aは、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aに設定された全ての粗密レベルLについて抽出が完了したか判定し、完了していない場合はステップS9に戻る(S21)。
すなわち、端末側第1点群データ格納部26Aは、以下の処理を行っている。
(C1).前記端末側記憶手段23のメッシュレイヤMN(M1、M2・・)を順に指定(第1メッシュレイヤ識別情報MAram)する手段と、
(C2).この指定毎に、この指定されたメッシュレイヤMN(M1、M2・・)のメッシュ幅mdk(1m、10m、100m)に基づいて前記端末側点群情報読込部21Aが読み込んだ前記点群データRPj(j=1、2・・・)に含まれている計測点位置座標Pj(x,y,z)を含むメッシュ位置Mnpを求める手段と、
(C3).前記(C2)工程で求められたメッシュ幅mdk(1m、10m、100m)のメッシュレイヤMN(M1、M2・・)が最小のメッシュ幅mdk(1m)のメッシュレイヤ(M1)かどうかを判定する手段と、
(C4).前記最小のメッシュ幅mdk(1m)のメッシュレイヤ(M1)と判定した場合は、前記(C2)手段で求めたメッシュ位置Mnpに前記読み込んだ点群データRPjを関連付けることで前記最小のメッシュ幅mdkのメッシュレイヤMN(M1)における前記端末側レイヤ識別情報MAm(メッシュ点群データMrbm)を生成する手段と、
(C5).前記(C1)手段で指定されたメッシュレイヤMNが次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2、M3)を示している場合は、前記(C1)手段で指定されたメッシュレイヤMNよりも前の段階のメッシュレイヤMN−1(M1又はM2)を指定する手段と、
(C6).前記(C5)手段で指定された前の段階のメッシュレイヤMN−1(M1又はM2)毎に、このメッシュレイヤMN−1(M1又はM2)における前記代表メッシュ位置Dmnを有する前記端末側レイヤ識別情報MAm(メッシュ点群データMrbm)から順に指定する手段と、
(C7).前記(C6)手段で指定された前の段階のメッシュレイヤMN−1(M1又はM2)における前記端末側レイヤ識別情報MAm(メッシュ点群データMrbm)が指定される毎に、この端末側レイヤ識別情報MAm(メッシュ点群データMrbm)に含まれている点群データPjを全て読み込む手段と、
(C8).前記(C1)手段で指定された前記次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2、M3)毎に、このメッシュレイヤMN+1(M2、M3)の先頭のメッシュ位置Mnpを順に指定する手段と、
(C9). 前記(C6)で前の段階のメッシュレイヤMN−1(M1又はM2)における前記端末側レイヤ識別情報MAm(メッシュ点群データMrbm)が指定される毎に、かつ前記(C8)手段で前記次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2、M3)におけるメッシュ位置Mnpが指定(第1メッシュレイヤ識別情報MAram)される毎に、(C7)手段で読み込んだ全ての点群データPjを前記(C8)手段で指定した前記次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2、M3)におけるメッシュ位置Mnpに関連付けて前記メッシュレイヤMN毎のメッシュnの前記端末側レイヤ識別情報MAm(メッシュ点群データMrbm)を生成する手段と
を行う。
(表示制御部28(表示管理モジュール)の処理)
図8及び図9は表示制御部28の動作を説明するフローチャートである。
図8に示すように、表示制御部28は、カメラパラメータαpの受信かどうかを判定する(S21)。
なお、カメラパラメータαpは、端末側情報入力部21Bであるキーボード等から数値入力してもよいし、ディスプレイ30に表示された地図や3次元CG仮想空間内の目的とする場所をマウス等でクリックすることで入力してもよい。
次に、表示制御部28は、カメラパラメータαpから3次元CG表示する範囲(視野H)を算出し、この視野Hを端末側第1メッシュ定義テーブル24Aに基づいて粗密レベルLに対応するメッシュレイヤMN(M1、M2、M3)に、この視野Hを満たす粗密レベル毎領域F1と、粗密レベル毎領域F2と、粗密レベル毎領域F3とを決定する(S23)。
粗密レベルL毎の領域の基本的な決定方法として図10を用いて説明する。但し、図10は全てのメッシュレイヤMNを1つにして示している。
表示制御部28は図10に示すようにカメラパラメータαpの方向に基づく、視点Voと注視点Vtとを三次元座標系(地理空間座標)に定義し、これらの位置関係により、注視点Vtからの距離と方向にしたがって、粗密レベルL=3の粗密レベル毎領域F3、粗密レベルL=2の粗密レベル毎領域F2、粗密レベルL=1の粗密レベル毎領域F1と決定していく。そして、これらの粗密レベル毎領域Fqを各々のメッシュレイヤMNに定義する。
例えば、1mのメッシュ幅mdkのメッシュレイヤM1においては、注視点Vtから20mまでの範囲は粗密レベル毎領域F1、10mのメッシュ幅mdkのメッシュレイヤM2においては、粗密レベル毎領域F1から60mまでの範囲は粗密レベル毎領域F2、100mのメッシュ幅mdkのメッシュレイヤM3においては、粗密レベル毎領域F3と決定する。
つまり、図11に示したように、視点Voと注視点Vtを結んだ視線Eと、画角θおよび表示サイズWから視野Hを算出し、算出した視野Hを注視点Vtを基準として粗密レベル毎領域F3、粗密レベル毎領域F2、粗密レベル毎領域F1と定義する。
図10と図11は、XY平面上の平面図を示しているが、実際は3次元空間の粗密レベルL毎の領域が算出されるので、必要に応じてZ軸方向の座標を利用することができる。
つづいて、図8に示すように、表示制御部28は、粗密レベル毎領域Fq(例えばF3)と、この領域の粗密レベルLを設定(例えばL3)する(S25)。
そして、端末側第1メッシュ定義テーブル24AからステップS25で設定された粗密レベルLを有するレコードを引き当てる(S27)。例えば、メッシュレイヤM3を有するレコード(第1メッシュレイヤ識別情報MAra3)を引き当てる。
そして、このレコードに含まれているインデックスIAに該当する端末側メッシュ点群テーブル25を読み込む(S29)。例えば、端末側第1メッシュ点群テーブル25cを読み込む。
次に、設定した粗密レベル毎領域Fqをわずかでも含むすべてのメッシュ位置Mnpを、読み込んだ端末側メッシュ点群テーブル25から算出する(S31)。
粗密レベルL=1に対して検出した粗密レベル毎領域F1(M1)に対して検出したメッシュ位置Mnpは、メッシュ位置M1pと称し、粗密レベル毎領域F2(M2)に検出したメッシュ位置Mnpは、メッシュ位置M2pと称し、粗密レベル毎領域F3(M3)に対して検出したメッシュ位置Mnpは、メッシュ位置M3pと称する。
そして、この検出したメッシュ位置Mnpと、設定した粗密レベルLと、設定した粗密レベル毎領域Fqの識別符号との組みを抽出パラメータRnとして求める(S33)。
次に、この求めた抽出パラメータRnを図示しないメモリに記憶して(S35)、メッシュ位置Mnpが、読み込んだ端末側メッシュ点群テーブル25内において他にあるかどうかを判断する(S37)。
ステップS37において、他にあると判断した場合は、メッシュ位置Mnpを更新して処理をステップS31に移す(S39)。
また、ステップS37において、粗密レベル毎領域Fqに該当するメッシュ位置Mnpが他にないと判断した場合は、図9に示すように、ステップS23で決定した粗密レベル毎領域Fqが他にあるかどうかを判断する(S41)。
ステップS41で他にあると判断した場合は、次の粗密レベル毎領域Fqに更新(粗密レベル毎領域Fq+1)して処理を図8のステップS25に移す(S43)。
ステップS41において、粗密レベル毎領域Fqが他にないと判定した場合は、メモリに記憶されている抽出パラメータRnの列の内で先頭の抽出パラメータRn(R1)を設定する(S45)。
そして、この設定された抽出パラメータRnを端末側第1点群データ管理部27Aに送出し、当該メッシュ位置Mnpに割り当てられた点群データRPjの抽出を要求する(S47)。
そして、端末側第1点群データ管理部27Aから端末側抽出点群データCHnを受信したかどうかを判断し、端末側第1点群データ管理部27Aから返信があるまで待ち合わせる(S49)。
ステップS49で端末側抽出点群データCHnを受信したと判定した場合は、透視投影変換等を行い、さらに表示サイズWの範囲外となるデータの削除(クリッピング等)を行って、ディスプレイ30に3次元CG表示する(S51)。
そして、抽出パラメータRnが他にあるかどうかを判断する(S53)。他にある場合は、抽出パラメータRnを更新して処理をステップS45に処理を移す(S55)。
すなわち、表示制御部28は、粗密レベル毎領域Fq(F3、F2、F1)の決定に伴って、図12に示すように、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aの定義されているメッシュレイヤMN上に粗密レベル毎領域Fqを定義し、この粗密レベルLの粗密レベル毎領域Fqをわずかでも含むすべてのメッシュ位置Mnp(Mn3)を抽出する。
また、表示制御部28は、図13に示すように、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aの定義されているメッシュレイヤM2上に定義し、この粗密レベル毎領域F2をわずかでも含むすべてのメッシュ位置(メッシュ位置M2p)を抽出する。
さらに、表示制御部28は、図14に示すように、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aにおける粗密レベル毎領域F1をメッシュレイヤM1上に定義し、この粗密レベル毎領域F3をわずかでも含むすべてのメッシュ位置(メッシュ位置M3p)を抽出する。
そして、表示制御部28は、これらのメッシュ位置Mnpの抽出が完了すると、粗密レベルLと当該粗密レベルLで抽出されたメッシュ位置Mnp(M1p、M2p又はM3p)の組み合わせを含む抽出パラメータRnを、粗密レベル毎領域F1、F2、F3、・・・毎に生成する(抽出パラメータRnの列とも称する)。
つまり、当該メッシュ位置Mnpに割り当てられた点群データRPjの抽出を要求する。
抽出パラメータRnに含むメッシュ位置Mnpは、M1(1−1)のようにメッシュ番号表現でもよいし、メッシュの4隅または特定の1隅のXY座標表現であってもよい。
さらに、高度によって抽出する範囲を限定する場合は、Z軸方向の座標値を抽出パラメータRnに含めてもよい。
そして、表示制御部28は、要求に対して端末側第1点群データ管理部27Aから返信される端末側抽出点群データCHnを受信すると、透視投影変換等を行い、さらに表示サイズWの範囲外となるデータの削除(クリッピング等)を行って、ディスプレイ30に3次元CG表示する。
そして、表示制御部28は、抽出した全てのメッシュについて点群データRPjの抽出要求を完了したか判定し、完了するまで順次残りのメッシュを指定して上記の処理を繰り返している。
すなわち、表示制御部28は、以下の処理を行っている。
(A1).前記端末側情報入力部21Bからのカメラパラメータαp(カメラの位置、姿勢、画角、解像度(画像サイズ)等)が入力される毎に、このカメラパラメータαpに基づいて三次元座標系に注視点を定義する手段と、
(A2).前記注視点からそれぞれの前記粗密レベルL(高密度、中密度、粗い密度)に対応するそれぞれの距離を前記三次元座標系に定義し、これらの距離毎に距離に対応する粗密レベル毎領域Fq(F1、F2、F3)を前記三次元座標系に定義する手段と、
(A3).前記それぞれの粗密レベル毎領域Fq(F1、F2、F3)内におけるそれぞれの全てのメッシュ位置Mnpを、その粗密レベル毎領域Fqの前記端末側レイヤ識別情報MAmの前記基準点座標(x0、y0)及びメッシュ幅mdkに基づいて求め、この粗密レベル毎領域Fqのメッシュ位置Mnp(XY座標)とその粗密レベルLとの組みを、前記表示要求を示す抽出パラメータRnとして前記端末側点群データ管理部27(点群データ管理モジュール)に送出する手段と、
(A4).前記端末側点群データ管理部27から返信される端末側抽出点群データCHnを前記ディスプレイ30に3次元CG表示する手段とを行っている。
(端末側第1点群データ管理部27Aの処理)
図15のフローチャートを参照しながら、端末側第1点群データ管理部27Aの処理について説明する。
端末側第1点群データ管理部27Aは、表示制御部28から抽出パラメータRnが送信されたかどうかを監視し、送信された場合はこれを受信する(S61)。
次に、端末側第1点群データ管理部27Aは、端末側第1メッシュ定義テーブル24A(第1メッシュレイヤ識別情報MAram)を読み出す(S63)。
次に、端末側第1点群データ管理部27Aは、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aに定義された基準点座標(x0、y0)と、抽出パラメータRnに含まれる粗密レベルLを有する第1メッシュレイヤ識別情報MAramのメッシュ幅mdkから、抽出パラメータRnに含まれるメッシュ位置Mnpの4隅のXY座標を算出する(S65)。
なお、抽出パラメータRnに含まれるメッシュ位置Mnpが既に、そのメッシュレイヤMNの4隅のXY座標で表現されている場合は、このステップはスキップする。
つづいて、端末側第1点群データ管理部27Aは、抽出パラメータRnに含まれる粗密レベルLを有する第1メッシュレイヤ識別情報MAramに含まれているインデックスIAが示す端末側第1メッシュ点群テーブル25aを引き当て、これに格納された点群データRPjの計測点位置座標Pj(x,y,z)をキーに、前のステップで算出したメッシュレイヤMNにおける4隅のXY座標の範囲内に存在する計測点Pjの点群データRPjを抽出(メッシュ点群データMrbm)する(S67)。
次に、端末側第1点群データ管理部27Aは、抽出が終わると、抽出した点群データRPjを端末側抽出点群データCHnとして表示制御部28に返信する(S69)。
もし、抽出した点群データRPjがなければ、端末側第1点群データ管理部27Aは、「点群データRPj(該当計測点データ)無し」の情報を表示制御部28に返信する。
なお、高度によって抽出する範囲を限定するために、抽出パラメータRnにZ軸方向の座標値が含まれている場合は、ステップS69で点群データRPjに含まれる計測点位置座標Pj(x,y,z)のz値によって表示制御部28に送信する点群データRPjを絞り込むことができる。
すなわち、端末側第1点群データ管理部27Aは、以下の処理を行っている。
(B1).前記表示制御部28(表示管理モジュール)からの前記メッシュレイヤMN毎の粗密レベル毎領域Fqの前記抽出パラメータRnを受信する毎に、前記端末側記憶手段23の前記端末側レイヤ識別情報MAmを検索する手段と、
(B2).前記検索された前記端末側レイヤ識別情報MAmに含まれている前記点群データRPjを前記端末側抽出点群データCHnとして前記表示制御部28に順次返信する手段と
を行っている。
また、前記端末側点群データ管理部27(点群データ管理モジュール)の(B1)手段は、
前記前記表示制御部28(表示管理モジュール)からの前記メッシュレイヤMN毎の粗密レベル毎領域Fqの前記抽出パラメータRnを受信する毎に、前記端末側記憶手段23からメッシュ幅mdkが大きいメッシュレイヤMN(M3)の前記端末側レイヤ識別情報MAmから順に検索している。
(全体動作説明)
次に、端末側第1点群データ格納部26A、表示制御部28、および端末側第1点群データ管理部27Aを有する第1スタンドアロン型点群表示システム用端末20Aの処理を図16のシーケンス図を用いて説明する。
なお、本実施の形態においては、既に、端末側第1メッシュ定義テーブル24A、端末側メッシュ点群テーブル25が生成されているとして説明する。
オペレータは端末側情報入力部21Bを用いてディスプレイ30に3次元CG表示する際の視点Vo(カメラ位置ともいう)と、姿勢と、注視点Vtの位置と、画角θ(視野角ともいう)と、表示サイズW等を含むカメラパラメータαpを入力する(d1)。
表示制御部28は、端末側情報入力部21Bによって入力されたカメラパラメータαpを受信する(d3)。
次に、カメラパラメータαpを受信した表示制御部28は、図8及び図11に示すように、視点Voと注視点Vtを結んだ視線Eと、画角θおよび表示サイズWから視野Hを算出し、算出した視野Hを注視点Vtに基づいて、メッシュレイヤM3に粗密レベル毎領域F3、メッシュレイヤM2に粗密レベル毎領域F2、メッシュレイヤM1に粗密レベル毎領域F1を定義し、これらの粗密レベル毎領域Fqにおけるメッシュ位置Mnp毎の抽出パラメータRn(メッシュ位置Mnp、粗密レベルL等)を全て求めてメモリに記憶する(d5)。
すなわち、メモリには、抽出パラメータR31、抽出パラメータR32、・・・抽出パラメータR21、抽出パラメータR22、・・・抽出パラメータR11、抽出パラメータR12、・・・が記憶される。
次に、表示制御部28は、算出したメッシュ位置Mnpの点群データRPjを取得するために抽出パラメータRnを端末側第1点群データ管理部27Aに送信する(d7)。
この抽出パラメータRnは、全メッシュ位置について一括して要求せずに、1箇所のメッシュ位置Mnp毎または数箇所のメッシュ位置Mnp毎に要求するほうが好ましい。
図16では、まずメッシュレイヤM3のメッシュ位置M3(x1−y1)の抽出パラメータR31を端末側第1点群データ管理部27Aに送信している。
次に、端末側第1点群データ管理部27Aは、抽出パラメータR31を受信し、この抽出パラメータR31がメッシュレイヤM3であることから、端末側第1メッシュ定義テーブル24Aから粗密レベルL=3を有するレコードを引き当て、このレコードに含まれているインデックスの端末側メッシュ点群テーブル25を引き当てる。本説明では端末側第1メッシュ点群テーブル25bを引き当て、抽出パラメータR31に含まれているメッシュ位置Mnpに該当するメッシュ位置M3(x1−y1)を有するレコードに含まれている点群データRP1(計測点P1、計測点位置座標P1(x、y、z)、属性情報RZD1)を抽出する(d9)。すなわち、メッシュ点群データMrbmを抽出する。
次に、端末側第1点群データ管理部27Aは、抽出した点群データRP1(計測点データPD1)の計測点位置座標P1(x1、y1、z1)と属性情報RZD1とを端末側抽出点群データCHn(CH11)として表示制御部28に返信する(d11)。
次に、表示制御部28は端末側第1点群データ管理部27Aから端末側抽出点群データCHn(CH31)を受信して、この端末側抽出点群データCHn(CH31)を、他のデータを待たずに画像データgnに変換してディスプレイ30に出力して表示させる(d13)。
次に、表示制御部28は、端末側抽出点群データCHn(CH31)の受信に伴って、粗密レベルL=3の次のメッシュ位置M3(x1−y1)の抽出パラメータR32(メッシュ位置M32、粗密レベルL3)を端末側第1点群データ管理部27Aに送信する(d15)。
端末側第1点群データ管理部27Aは、表示制御部28からの抽出パラメータR32(メッシュ位置M32、粗密レベルL3)を受信し、この抽出パラメータR32に含まれている粗密レベルL=3を有するレコードを端末側第1メッシュ定義テーブル24Aから引き当て、このレコードに含まれているインデックスIAの端末側メッシュ点群テーブル25を引き当てる。
本説明では抽出パラメータR32がまだメッシュレイヤM3であることから端末側第1メッシュ点群テーブル25cを引き当て、抽出パラメータR32に含まれているメッシュ位置Mnpに該当するメッシュ位置M3(x2−y2)を有するレコードに含まれている点群データRP2(計測点P2、計測点位置座標P2(x2、y2、z2)、属性情報RZD2)を抽出する(d17)。
次に、端末側第1点群データ管理部27Aは、抽出した点群データRPjの計測点位置座標P2(x2、y2、z2)と属性情報RZD2を抽出点群データCH32として表示制御部28に返信する(d19)。
表示制御部28は、端末側第1点群データ管理部27Aからの抽出点群データCH32を受信して、この抽出点群データCH32を、他のデータを待たずに画像データgnに変換してディスプレイ30に出力して表示させる(d21)。
このようなプロセス間通信を表示制御部28と端末側第1点群データ管理部27AとがメッシュレイヤM3の全てのメッシュに対して行う。
一方、表示制御部28と端末側第1点群データ管理部27AとがメッシュレイヤM3の全てのメッシュに対して抽出パラメータRn、端末側抽出点群データCHnを出し合って点群データRPjを画像データgnにしてディスプレイ30に表示した場合は、表示制御部28はメッシュレイヤM2の抽出パラメータR21(メッシュ位置M21、粗密レベルL2)を端末側第1点群データ管理部27Aに送信する(d23)。
端末側第1点群データ管理部27Aは、表示制御部28からのメッシュレイヤM2の抽出パラメータR21(メッシュ位置M21、粗密レベルL2)を受信し、この抽出パラメータR21に含まれている粗密レベルL=2を有するレコードを端末側第1メッシュ定義テーブル24Aから引き当て、このレコードに含まれているインデックスIAの端末側第2メッシュ点群テーブル25bを引き当てる。
次に、端末側第1点群データ管理部27Aは、今度はメッシュレイヤM2であることから、端末側第2メッシュ点群テーブル25bを引き当て、この抽出パラメータR21に含まれているメッシュ位置M21に該当するメッシュ位置M2(x1−y1)を有するレコードに含まれている点群データRP1(計測点P1、計測点位置座標P1(x1、y1、z1)、属性情報RZD1)を抽出する(d25)。
次に、端末側第1点群データ管理部27Aは、抽出した点群データRP1の計測点位置座標P1(x、y、z)と属性情報RZD1を抽出点群データCH21として表示制御部28に返信する(d27)。
表示制御部28は、端末側第1点群データ管理部27AからのメッシュレイヤM2における抽出点群データCH21を受信して、この抽出点群データCH21を、他のデータを待たずに画像データgnに変換してディスプレイ30に出力して表示させる(d29)。
このようなプロセス間通信を表示制御部28と端末側第1点群データ管理部27AとがメッシュレイヤM2の全てのメッシュに対して行う。
一方、表示制御部28と端末側第1点群データ管理部27AとがメッシュレイヤM2の全てのメッシュに対して抽出パラメータRn、端末側抽出点群データCHnを出し合って端末側抽出点群データCHnを画像データgnにしてディスプレイ30に表示した場合は、表示制御部28はメッシュレイヤM1の抽出パラメータR11(メッシュ位置M11、粗密レベルL1)を端末側第1点群データ管理部27Aに送信する(d31)。
端末側第1点群データ管理部27Aは、表示制御部28からのメッシュレイヤM1の抽出パラメータR11(メッシュ位置M11、粗密レベルL1)を受信し、この抽出パラメータR11に含まれている粗密レベルL=1(メッシュレイヤM1の識別情報でもよい)を有するレコード(第1メッシュレイヤ識別情報MAram)を端末側第1メッシュ定義テーブル24Aから引き当て、このレコードに含まれているインデックスIAの端末側第3メッシュ点群テーブル25cを引き当てる。
端末側第1点群データ管理部27Aは、今度はメッシュレイヤM1であることから、端末側第3メッシュ点群テーブル25cを引き当て、この抽出パラメータR11に含まれているメッシュ位置Mnpに該当するメッシュ位置M1(x1−y1)を有するレコードに含まれている点群データRP1(計測点P1、計測点位置座標P1(x1、y1、z1)、属性情報RZD1)を抽出する(d33)。
次に、端末側第1点群データ管理部27Aは、抽出した点群データRP1の計測点位置座標P1(x、y、z)と属性情報RZD1とを抽出点群データCH11として表示制御部28に返信する(d35)。
表示制御部28は、端末側第1点群データ管理部27AからのメッシュレイヤM1における抽出点群データCH11を受信して、この抽出点群データCH11を、他のデータを待たずに画像データgnに変換してディスプレイ30に出力して表示させる(d37)。
このようなプロセス間通信を表示制御部28と端末側第1点群データ管理部27Aとが粗密レベルL=1の全てのメッシュに対して行う。
図16では、表示制御部28による抽出パラメータRnの送信から画像データgnの表示までのサイクルを、1つのサイクルが完了してから次のサイクルを繰り返すように例示したが、表示制御部28と端末側第1点群データ管理部27Aとの間をプロセス間通信とし、各サイクルを並列して処理できるようにすることで、1箇所のメッシュ位置毎または数箇所のメッシュ位置毎に複数に分割して端末側抽出点群データCHnを要求することでき、データ読み出し処理やデータ送受信処理の時間が一括してデータ要求するよりも短縮できる上、ディスプレイ30に画像データgnを順次表示できるので、ユーザを待たせることなく表示に要する時間の遅延も防ぐことができる。
このように、本実施の形態1では、粗密レベルL毎のメッシュレイヤMN毎に点群データRPjを間引くことで密度の異なる点群データRPjを格納した端末側第1メッシュ点群テーブル25をあらかじめ準備しておき、ディスプレイ30に表示される視野Hを注視点Vtからの距離と方向によって粗密レベルL毎に領域分割して、各領域を表示するのに適当な端末側メッシュ点群テーブル25から点群データRPjを抽出する。このため、視野Hに含まれる全ての点群データRPjを抽出することなく、必要な点群データRPjだけを容易に抽出できるので、ディスプレイ30への点群データRPjのCG画像表示が効率的に行うことができる。
<実施の形態2>
第2スタンドアロン型点群データ表示システム100Bは、第2スタンドアロン型点群表示システム用端末20Bの構成のみを示して説明する。
第2スタンドアロン型点群表示システム用端末20Bにおいては、共通データフォーマットは、以下の要求を満足するデータ構造を持つものとする。
(1)複数の段階の粗密レベルL(詳細度)(1m、10m、100mのメッシュ幅)の点群データRPj(点群の三次元座標及び属性情報等)が格納できる構造であること。
(2)粗密レベルL(詳細度)と3次元範囲(すなわち、X.Y,Z方向の各範囲)を指定すると、指定された粗密レベルL(詳細度)と3次元範囲の点群データRPjの存在を効率よく判断できる構造であること。
(3)点群データが存在すると判定されたとき、指定された粗密レベルL(詳細度)と3次元範囲の点群データRPj及び属性情報を効率よく読み出すことができる構造であること。
そして、第2スタンドアロン型点群表示システム用端末20Bは、表示管理モジュールが情報入力部から入力されたカメラパラメータαp(カメラの位置、姿勢、画角、画像サイズ等)に基づいて、表示する点群データの粗密レベルLの範囲(1mメッシュ内の点群データ、10mメッシュ内の代表点群データ、10mメッシュ内の代表点群データ)をハードディスクの点群データ上に定義して、各々の範囲のメッシュ位置Mnp(1mメッシュ位置、10mメッシュ位置、10mメッシュ位置)毎に、点群データRPjが存在するかどうかを判断し、存在する場合に抽出パラメータRnを生成して、点群データ管理モジュールに送信する。
そして、点群データ管理モジュールが抽出パラメータRnを受信する毎に、この抽出パラメータRnに該当する点群データRPjをハードディスクから読み出して、これを表示管理モジュールに送信する。表示管理モジュールは、受信した点群データをCG合成によって画像に変換し、ディスプレイ30に表示する。
第2スタンドアロン型点群データ表示システム100Bは、第2スタンドアロン型点群表示システム用端末20Bの構成のみを示している。
図17は第2スタンドアロン型点群表示システム用端末20Bの概略構成図である。図17においては図1と同一符号のものは説明を省略する。
<<実施の形態2の詳細構成>>
図17に示すように、第2スタンドアロン型点群表示システム用端末20Bは、端末側点群情報読込部21Aと、端末側情報入力部21Bと、ハードディスクである端末側第2記憶手段23Bと、端末側第2メッシュ定義部22Bと、端末側第2点群データ格納部26Bと、端末側第2点群データ管理部27Bとを備えている。
前述の端末側第2記憶手段23Bには、端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)の他に、端末側第2メッシュ定義テーブル24B及び端末側メッシュテーブル29(端末側第1メッシュテーブル29a、端末側第2メッシュテーブル29b、端末側第3メッシュテーブル29c)が記憶されている。
端末側第2メッシュ定義テーブル24Bは、端末側第2メッシュ定義部22Bによって生成され、端末側メッシュテーブル29は端末側第2点群データ格納部26Bによって生成される。
端末側第2メッシュ定義テーブル24Bは図18に示すように、ディスプレイ30に表示する点群データRPjの割合を示す粗密レベルL(高密度、中密度、粗い密度)と、この粗密レベルLに対応するメッシュ幅mdkと、複数のメッシュレイヤMN同士を重ねるための基準点座標(x0、y0)と、対応する前記端末側メッシュテーブル29及び端末側メッシュ点群テーブル25の識別情報(インデックスIB)を含むフォーマット構造の第2メッシュレイヤ識別情報MBramにされ、これがメッシュレイヤMNの段階順に記憶されて端末側メッシュ点群テーブル25のメッシュレイヤMNが定義されている。実施の形態2においては、インデックスだけが第1メッシュレイヤ識別情報MAramと相違するが区別のために第2メッシュレイヤ識別情報MBramと称している。
また、端末側メッシュテーブル29(29a、29b、29c)は、メッシュレイヤMNの端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)に対応して設けられ、それぞれが対応するメッシュレイヤMNのメッシュ幅mdkに基づいたメッシュ位置Mnp(Mn(x−y))のX座標、Y座標の各方向における順番でマトリックス構造にされて、この格子に点群データRPjの識別子(Pj)が書き込まれている。
端末側第2メッシュ定義部22Bは、端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b又は25c)の他に、以下のテーブルを端末側第2記憶手段23Bに定義する。
点群定義データRdm毎に、図18に示すように、この点群定義データRdmに含まれているメッシュ幅mdk(1m、10m又は100m)と基準点座標(x0、y0)と代表メッシュ位置Dmnと関連させると共に、このメッシュ幅mdkのメッシュレイヤMNの端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)及び端末側メッシュテーブル29(29a、29b、29c)の識別情報(インデックスIB)をさらに関連させ、これを第2メッシュレイヤ識別情報MBramとした端末側第2メッシュ定義テーブル24Bを定義する。
また、端末側第2メッシュ定義部22Bは、端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)の定義に伴って、図19に示すように、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bのメッシュ幅mdkに基づいたメッシュ位置Mnp(Mn(x−y))のX軸とY軸の各方向における順番でマトリックス構造にした端末側メッシュテーブル29(端末側レイヤ毎点群有無情報AMPj)を、端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)に対応させて定義し、さらに、端末側メッシュテーブル29(29a、29b、29c)に対応するメッシュ幅mdkを有する端末側第2メッシュ定義テーブル24Bに端末側メッシュテーブル29の格納番地を識別情報として識別情報(インデックスIB)に付加する。
つまり、端末側第1メッシュ点群テーブル25aに端末側第1メッシュテーブル29aが対応させられ、端末側第2メッシュ点群テーブル25bに端末側第2メッシュテーブル29bが対応させられ、端末側第3メッシュ点群テーブル25cに端末側第3メッシュテーブル29cが対応させられている。
そして、この端末側第1メッシュテーブル29a、29b、29cの各々は、図19に示すように、メッシュ位置MnpのX軸方向の番号(x番号)の欄(格子)と、Y軸方向の番号(y番号)の欄(格子)と、各端末側メッシュ点群テーブル25に格納された点群データRPjの識別子(Pj)が設定される欄(格子)とからなるマトリックス構造にされた共通なフォーマット構造にされている(端末側レイヤ毎点群有無情報AMPj)。
つまり、端末側メッシュテーブル29(29a、29b、29c)は、端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)の上位に位置して、点群データRPjの有りなしを示す計測点Pjを書き込むようにしているので、端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)を見なくとも事前に有り無しが分かるから、上記(2)及び(3)の条件に満足することになる。
また、各端末側メッシュテーブル29のエリアを作成する際に、全欄に「点群データRPj無し」という情報を設定して初期化しておいてもよい。
端末側第2点群データ格納部26Bは、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bの第2メッシュレイヤ識別情報MBramを順に指定し(MBra3、MBra2・・)、この指定に伴って指定された第2メッシュレイヤ識別情報MBramが示す端末側メッシュ点群テーブル25を指定し、この指定された第2メッシュレイヤ識別情報MBramが最小のメッシュ幅mdkのメッシュレイヤMN(M1)を示している場合は、点群データRPjに含まれている計測点位置座標Pj(x,y,z)のx,y座標を含むメッシュ位置Mnpを指定された端末側メッシュ点群テーブル25(25a)から検索する。
そして、指定された端末側メッシュ点群テーブル25(25a)におけるメッシュ位置Mnpが検索される毎に、この検索されたメッシュ位置Mnpに読み込んだ点群データRPjを関連付けることで点群データRPjを格納する。
そして、検索されたメッシュ位置Mnpに点群データRPjを関連付ける毎に、指定された第2メッシュレイヤ識別情報MBramに含まれている識別情報(インデックスIB)で端末側メッシュテーブル29(29a、29b、29c)を指定し、端末側メッシュ点群テーブル25(25a)のメッシュ位置Mnpに点群データRPjを関連付ける毎に、指定された端末側メッシュテーブル29(29a、29b、29c)における検出されたメッシュ位置Mnpに該当する格子に格納した点群データRPjの識別子(Pj)を書き込む(端末側レイヤ毎点群有無情報AMPj)。
また、端末側第2点群データ格納部26Bは、指定された第2メッシュレイヤ識別情報MBram(Mra2)が次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2、M3)を示している場合は、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bの指定された第2メッシュレイヤ識別情報MBram(Mra2、Mra3)よりも前の段階のメッシュレイヤMN−1(M1又はM2)の第2メッシュレイヤ識別情報MBram−1(Mra1又はMra2)を引き当て、この第2メッシュレイヤ識別情報MBram−1(Mra1又はMra2)が示す端末側メッシュ点群テーブル25(25a又は25b)を引き当てる。
そして、指定された第2メッシュレイヤ識別情報MBramが次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2又はM3)を示している場合は、指定された前記次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2又はM3)の端末側メッシュ点群テーブル25(25b又は25c)におけるメッシュ位置Mnpを先頭から順次指定する。
そして、指定された第2メッシュレイヤ識別情報MBram(MBra2又はMBra3)が次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2又はM3)を示している場合は、引き当てられた第2メッシュレイヤ識別情報MBram−1(MBra1又はMBra2)に含まれている代表メッシュ位置Dmn(M1(6−6))を読み込み、引き当てられた前の段階のメッシュレイヤMN−1(M1又はM2)に対応する端末側メッシュ点群テーブル25(25a又は25b)からこの代表メッシュ位置Dmn(M1(M6−6))に関連付けられている点群データRPj(P11,P12又はPk)を全て抽出する。
次に、指定された次の段階のメッシュレイヤMN+1(M2又はM3)におけるメッシュ位置Mnp(M2(1一1)、M2(1一2)・・)に、抽出された点群データRPj(P11,P12又はPk)を関連付けることで、そのメッシュ位置Mnpに格納する。そして、指定された第2メッシュレイヤ識別情報MBramに含まれている識別情報(インデックスIB)で端末側メッシュテーブル29(29a、29b、29c)を指定し、指定された前記端末側メッシュテーブル29(29a、29b、29c)における検出されたメッシュ位置Mnpに該当する格子を検索し、この格子に格納した点群データRPjの識別子(Pj)を書き込む。
第2点群データ管理部27B(点群データ管理モジュール)は、表示制御部28(表示管理モジュール)からの抽出パラメータRnを受信する毎に、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bからこの抽出パラメータRnに含まれている粗密レベルLを有する第2メッシュレイヤ識別情報MBram(メッシュレイヤM1の識別情報MBra1、メッシュレイヤM2の識別情報MBra2又はMBra3)を端末側第2メッシュ定義テーブル24Bから検索すると共に、検索された第2メッシュレイヤ識別情報MBram(メッシュレイヤM1の識別情報MBra1、メッシュレイヤM2の識別情報MBra2又はMBra3)が示す端末側メッシュテーブル29(29a、29b又は29c)を検索する。
そして、検索された前記端末側メッシュテーブル29(29a、29b又は29c)に、受信した抽出パラメータRnに含まれているメッシュ位置Mnpに該当する格子に点群データRPjの識別子(Pj)が存在するかどうかを判断し、識別子(Pj)が存在すると判定した場合は、第2メッシュレイヤ識別情報MBramが示すメッシュレイヤMNの端末側メッシュ点群テーブル(25a、25b又は25c)を検索し、この端末側メッシュ点群テーブル25から受信した抽出パラメータRnに含まれているメッシュ位置Mnpに該当するメッシュ点群データMrbmを検索する。そして、このメッシュ点群データMrbmに含まれている点群データRPjを端末側抽出点群データCHnとして表示制御部28に返信する。
端末側メッシュ点群テーブル25から抽出される点群データRPjは、本実施の形態では、抽出パラメータRnに含まれている粗密レベルLがL=1の場合は、1mメッシュの端末側第1メッシュ点群テーブル25aが引き当てられる。また、粗密レベルLがL=2の場合は、10mメッシュの端末側第2メッシュ点群テーブル25bが引き当てられる、さらに、抽出パラメータRnに含まれている粗密レベルLがL=3の場合は、100mメッシュの端末側第3メッシュ点群テーブル25cが引き当てられる。
一方、もし読み出した識別子(Pj)が、例えば「点群データRPj無し」の場合は、端末側第2点群データ管理部27Bは、「該当の点群データRPj無し」の情報を設定した端末側抽出点群データCHnを表示制御部28に返信する。
なお、高度によって抽出する範囲を限定するために、抽出パラメータRnにZ軸方向の座標値が含まれている場合は、点群データRPjに含まれる計測点位置座標Pj(x,y,z)のz値によって表示制御部28に送信する点群データRPjを絞り込むことができる。
(各部の処理の詳細説明)
(端末側第2点群データ格納部26Bの処理)
次に、図20のフローチャートを参照しながら、第2の実施の形態における端末側第2点群データ格納部26Bの処理について説明する。第2の実施の形態では既に、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bが端末側第2記憶手段23Bに記憶されているとする。
端末側第2点群データ格納部26Bは、端末側点群情報読込部21Aから点群データRPjを受信すると、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bを読み取る(S71)。
次に、端末側第2点群データ格納部26Bは、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bの先頭のレコードを読み込み、このレコードに含まれている基準点座標(x0、y0)と、粗密レベルL=1と、メッシュ幅mdk(1m)とからメッシュレイヤM1における点群データRPjが含まれるメッシュ位置Mnpの4隅のXY座標を算出する(S73)。
つづいて、端末側第2点群データ格納部26Bは、端末側点群情報読込部21Aからの点群データRPjに含まれている計測点位置座標Pj(x,y,z)のx値とy値から、前のステップで算出したメッシュレイヤM1における計測点Pjのメッシュ位置Mnpを確定し、この計測点Pjに対応する識別子(本実施の形態ではPj)と、計測点位置情報Pj(x,y,z)と、発射時刻Pj(t)と、反射強度Pj(f)と、色情報Pj(RGB)とを点群データRPjとして端末側第1メッシュ点群テーブル25aに格納すると同時に、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bのレコードに含まれているメッシュテーブル番地に格納されている端末側第1メッシュテーブル29aを読み込む。
そして、この端末側第1メッシュテーブル29aにおいて、前述の確定したメッシュ位置Mnpに対応する欄を特定し、格納した点群データRPjの識別子(Pj)としての計測点Pjの番号P1、P2、P3、・・・(点群データRPjの格納番地等でもかまわない)を、この確定したメッシュ位置Mnpに対応する欄に設定する(S75)。
例えば、図21に示すように、計測点P1、P2、P3の各々の計測点位置情報Pj(x,y,z)のx座標、y座標とが座標x1、座標y1の場合は、メッシュレイヤM1においてはM1(1−1)であるから図22(a)に示すように、端末側第1メッシュテーブル29aのy番号「1」、x番号「1」の欄には、P1、P2、P3が書き込まれる。
また、図21に示すように、計測点P11、P12の各々の計測点位置情報Pj(x,y,z)のx座標、y座標とが座標x6、座標y6の場合は、メッシュレイヤM1においてはM1(6−6)であるから図22に示すように、端末側第1メッシュテーブル29aのy番号「6」、x番号「6」の欄には、P11、P12が書き込まれる。
次に、端末側第2点群データ格納部26Bは、粗密レベルL=1の全メッシュについて端末側第1メッシュ点群テーブル25aへの格納が完了したか判定し、完了するまでステップS73とステップS75を繰り返して全ての点群データRPjを格納し、格納が完了すると次のステップに進む(S77)。
つづいて、端末側第2点群データ格納部26Bは、粗密レベルLに1を加算して、次の粗密レベルLのメッシュについて処理を続行するが、ここでは、1加算されて粗密レベルL=2になったときの処理について記載するものとし、以下の処理が繰り返されるごとに粗密レベルLは更新され、対応するテーブルやメッシュレイヤMNも新たな粗密レベルLに対応するものに読み替えるものとする(S79)。
次に、端末側第2点群データ格納部26Bは、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bに設定された元の粗密レベルL=1のメッシュ幅mdkおよび代表メッシュ位置Dmnと粗密レベルL=2のメッシュ幅mdkから、次の粗密レベルL=2のメッシュレイヤM2のメッシュ位置Mnpに割り当てる代表メッシュ位置Dmnを算出する(S81)。
例えば、図18に示した例では、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bに粗密レベルL=1のメッシュ幅mdkは1メートルで、粗密レベルL=2のメッシュ幅mdkは10メートルと定義されているため、メッシュレイヤM1のX軸方向、Y軸方向にそれぞれ10単位のメッシュ(合計100個)が、メッシュレイヤM2の1個のメッシュに含まれることになる。
ここで、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bに粗密レベルL=1の代表メッシュ位置Dmnは6−6と定義されているので、メッシュレイヤM2のメッシュ位置M2(1−1)に対するメッシュレイヤM1の代表メッシュ位置DmnはM1(6−6)であり、メッシュ位置M2(2−1)に対する代表メッシュ位置DmnはX軸方向に10単位移動したメッシュ位置M1(16−6)である。
また、メッシュ位置M2(3−1)に対する代表メッシュ位置DmnはさらにX軸方向に10単位移動したM1(26−6)である。さらに、メッシュ位置M2(1−2)に対する代表メッシュ位置DmnはY軸方向に10単位移動したM1(6−16)であり、メッシュ位置M2(2−2)に対する代表メッシュ位置DmnはX軸方向とY軸方向にそれぞれ10単位移動したM1(16−16)と算出される。
次に、端末側第2点群データ格納部26Bは、算出した代表メッシュ位置Dmn(6−6)に対応する端末側第1メッシュテーブル29aの欄のx番号「6」、y番号「6」に設定された識別子(P11、P12)を有する端末側第1メッシュ点群テーブル25aの点群データRPjを抽出する(図21参照)。
そして、この端末側第1メッシュ点群テーブル25aのP11とP12の点群データRPjを図23(a)に示すように、粗密レベルL=2の端末側第2メッシュ点群テーブル25bに格納すると同時に、図23(b)に示すように、割り当てた点群データRPjの識別子(P11、P12)を端末側第2メッシュテーブル29bのメッシュレイヤM2の当該メッシュに対応する欄に設定する(S83)。
次に、端末側第2点群データ格納部26Bは、メッシュレイヤM2の全メッシュについて割り当てが完了したか判定し、完了するまで順次残りのメッシュを指定してステップS81とステップS83を繰り返し、完了すると次の判定に進む(S85)。
次に、端末側第2点群データ格納部26Bは、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bに設定された全ての粗密レベルLについて抽出が完了したか判定し、次の粗密レベルLがある場合はステップS79に戻る(S87)。
すなわち、メッシュレイヤM2においては、図24(a)に示すように、端末側第3メッシュ点群テーブル25cには、メッシュレイヤM2における代表メッシュ6−6の計測点Pkの点群データRPjを先頭にして順次格納され、図24(b)に示すように、端末側第3メッシュテーブル29cのx番号「1」、y番号「1」には、メッシュレイヤM2における代表メッシュ6−6の点群データRPjの識別子(Pk)が格納される。
(端末側第2点群データ管理部27Bの処理)
次に、図25のフローチャートを参照しながら、端末側第2点群データ管理部27Bの処理について説明する。
端末側第2点群データ管理部27Bは、表示制御部28から抽出パラメータRnを受信する(S91)。
端末側第2点群データ管理部27Bは、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bを読み出す(S93)。
次に、端末側第2点群データ管理部27Bは、抽出パラメータRnに含まれる粗密レベルLを有する第2メッシュレイヤ識別情報MBramに含まれているインデックスIBの端末側メッシュテーブル29を読み出す(S95)。
端末側第2点群データ管理部27Bは、読み出した端末側メッシュテーブル29を抽出パラメータRnに含まれるメッシュ位置Mnpで索引して、当該メッシュ位置Mnpに対応する欄に設定された点群データRPjの識別子(Pj)を読み出す(S97)。
つづいて、端末側第2点群データ管理部27Bは、S95で読み出した点群データRPjの識別子(Pj)から端末側メッシュ点群テーブル25に格納された点群データRPjを抽出する(S99)。
端末側第2点群データ管理部27Bは、抽出が終わると、抽出した点群データRPjを端末側抽出点群データCHnとして表示制御部28に返信する(S101)。
もし、読み出した識別子(Pj)が、例えば「点群データ無し」と点群データRPjの識別子(Pj)を示さず、該当する点群データRPjが端末側メッシュ点群テーブル25に格納されてない場合、端末側第2点群データ管理部27Bは、「該当点群データ無し」の情報を設定した端末側抽出点群データCHnを表示制御部28に返信する。
なお、高度によって抽出する範囲を限定するために、抽出パラメータRnにZ軸方向の座標値が含まれている場合は、ステップS101で点群データRPjに含まれる計測点位置座標Pj(x,y,z)のz値によって表示制御部28に送信する点群データRPjを絞り込むことができる。
(全体説明)
図26及び図27は第2スタンドアロン型点群表示システム用端末20Bの動作を説明するシーケンス図である。
なお、本実施の形態においては、既に端末側第2メッシュ定義テーブル24B、端末側メッシュ点群テーブル25が生成されているとする。
オペレータは、端末側情報入力部21Bを用いて点群データRPjをディスプレイ30に3次元CG表示する際の視点Vo(カメラ位置ともいう)と、姿勢と、注視点Vtの位置と、画角θ(視野角ともいう)と、表示サイズW等を含むカメラパラメータαpを入力する(d41)。
表示制御部28は、端末側情報入力部21Bによって入力されたカメラパラメータαpを受信する(d43)。
次に、カメラパラメータαpを受信した表示制御部28は、上記図10〜図14に示すように、視点Voと注視点Vtを結んだ視線Eと、画角θおよび表示サイズWから視野Hを算出し、算出した視野Hを注視点Vtを基準にして、メッシュレイヤM3の粗密レベル毎領域F3、メッシュレイヤM2の粗密レベル毎領域F2、メッシュレイヤM1の粗密レベル毎領域F1を定義し、これらの粗密レベル毎領域Fqにおけるメッシュ位置Mnp毎の抽出パラメータRn(メッシュ位置Mnp、粗密レベルL等)を全て求める(d45)。
次に、表示制御部28は、算出したメッシュ位置Mnpの点群データRPjを取得するために抽出パラメータRnを端末側第2点群データ管理部27Bに送信する(d47)。
まず、メッシュレイヤM3でメッシュ位置M3(x1−y1)の抽出パラメータR31を端末側第2点群データ管理部27Bに送信する。
次に、端末側第2点群データ管理部27Bは、抽出パラメータR31を受信し、この抽出パラメータR31がメッシュレイヤM3であることから、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bから粗密レベルL=3を有するレコード(第2メッシュレイヤ識別情報MBram)を引き当て、このレコードに含まれているインデックスIBの端末側第1メッシュテーブル29cを引き当てる。そして、この端末側第1メッシュテーブル29cにおいて抽出パラメータR31に含まれているメッシュ位置Mnpに該当するx番号「1」、y番号「1」の欄に、有効な識別子(Pj)があるかどうかを判断する(d49)。
識別子(Pj)が点群データRPjを示す有効なデータである場合、端末側第2点群データ管理部27Bは、この識別子(Pj)で端末側第1メッシュ点群テーブル25cに格納された点群データRPjを抽出する(d51)。
有効なデータでないときは、「該当点群データ無し」の情報を端末側抽出点群データCHnに設定し、表示制御部28に返信することになる。次に、端末側第2点群データ管理部27Bは、抽出した点群データRPjの計測点位置座標Pj(x、y、z)と属性情報とを抽出点群データCH31として表示制御部28に返信する(d53)。
次に、抽出点群データCH31を受信した表示制御部28は、受信した点群データRPjを他のデータを待たずに画像データgnに変換してディスプレイ30に表示する(d55)。
次に、表示制御部28は、メッシュレイヤM3でメッシュ位置M3(x2−y2)の抽出パラメータR32を端末側第2点群データ管理部27Bに送信する(d57)。
端末側第2点群データ管理部27Bは、抽出パラメータR32に含まれている粗密レベルLが粗密レベルL=3であることから、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bから粗密レベルL=3を有するレコードを引き当て、このレコードに含まれているインデックスIBの端末側第1メッシュテーブル29cを引き当てる。そして、この端末側第1メッシュテーブル29cにおいて抽出パラメータR32に含まれているメッシュ位置Mnpに該当するx番号「2」、y番号「2」の欄に、有効な識別子(Pj)があるかどうかを判断する(d59)。
識別子(Pj)が点群データRPjを示す有効なデータである場合、端末側第2点群データ管理部27Bは、この識別子(Pj)で端末側第1メッシュ点群テーブル25cに格納された点群データRPjを抽出する(d61)。
次に、端末側第2点群データ管理部27Bは、抽出した点群データRPjの計測点位置座標Pj(x、y、z)と属性情報とを抽出点群データCH32として表示制御部28に返信する(d63)。
次に、抽出点群データCH32を受信した表示制御部28は、受信した点群データRPjを他のデータを待たずに画像データgnに変換してディスプレイ30に表示する(d65)。
このようなプロセス間通信を表示制御部28と端末側第2点群データ管理部27BとがメッシュレイヤM3の全てのメッシュに対して行う。
一方、表示制御部28と端末側第2点群データ管理部27BとがメッシュレイヤM3の全てのメッシュに対して抽出パラメータRn、端末側抽出点群データCHnを出し合って点群データRPjを画像データgnにしてディスプレイ30に表示した場合は、図27に示すように、表示制御部28はメッシュレイヤM2の抽出パラメータR21(メッシュ位置M21、粗密レベルL2)を端末側第2点群データ管理部27Bに送信する(d71)。
次に、端末側第2点群データ管理部27Bは、抽出パラメータR21を受信し、この抽出パラメータR21が粗密レベルL=2であることから、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bから粗密レベルL=2を有するレコード(第2メッシュレイヤ識別情報MBram)を引き当て、このレコードに含まれているインデックスIBの端末側第2メッシュテーブル29bを引き当てる。そして、この端末側第2メッシュテーブル29bにおいて抽出パラメータR21に含まれているメッシュ位置Mnpに該当するx番号「1」、y番号「1」の欄に、有効な識別子(Pj)があるかどうかを判断する(d73)。
有効な識別子(Pj)(例えばP1、P2、P3)である場合、端末側第2点群データ管理部27Bは、この識別子(Pj)で端末側第2メッシュ点群テーブル25bに格納された点群データRPjを抽出する(d75)。
次に、端末側第2点群データ管理部27Bは、抽出した点群データRPjの計測点位置座標Pj(x、y、z)と属性情報とを抽出点群データCH21として表示制御部28に返信する(d77)。
次に、抽出点群データCH21を受信した表示制御部28は、受信した点群データRPjを他のデータを待たずに画像データgnに変換してディスプレイ30に表示する(d79)。
このようなプロセス間通信を表示制御部28と端末側第2点群データ管理部27BとがメッシュレイヤM2の全てのメッシュに対して行う。
一方、表示制御部28と端末側第2点群データ管理部27BとがメッシュレイヤM2の全てのメッシュに対して抽出パラメータRn、端末側抽出点群データCHnを出し合って端末側抽出点群データCHnに含まれている点群データRPjを画像データgnにしてディスプレイ30に表示した場合は、表示制御部28はメッシュレイヤM1の抽出パラメータR11(メッシュ位置M11、粗密レベルL1)を端末側第2点群データ管理部27Bに送信する(d81)。
端末側第2点群データ管理部27Bは、表示制御部28からの粗密レベル1の抽出パラメータR11(メッシュ位置M31、粗密レベルL3)を受信し、この抽出パラメータR11に含まれている粗密レベルL=1を有するレコードを端末側第2メッシュ定義テーブル24Bから引き当て、このレコードに含まれているインデックスの端末側第1メッシュテーブル29aを引き当てる。
そして、この端末側第1メッシュテーブル29aにおいて抽出パラメータR11に含まれているメッシュ位置Mnpに該当するx番号「1」、y番号「1」の欄に、有効な識別子(Pj)があるかどうかを判断する(d83)。
有効な識別子(Pj)(例えばP1、P2、P3)である場合、端末側第2点群データ管理部27Bは、この識別子(Pj)で端末側第1メッシュ点群テーブル25aに格納された点群データRPjを抽出する(d85)。
次に、端末側第2点群データ管理部27Bは、抽出した点群データRPjの計測点位置座標Pj(x、y、z)と属性情報とを抽出点群データCH11として表示制御部28に返信する(d87)。
次に、抽出点群データCH11を受信した表示制御部28は、受信した点群データRPjを他のデータを待たずに画像データgnに変換してディスプレイ30に表示する(d89)。
このようなプロセス間通信を表示制御部28と端末側第2点群データ管理部27BとがメッシュレイヤM1の全てのメッシュに対して行う。
このように、本発明では、粗密レベルL毎に点群データRPjを間引くことで密度の異なる点群データRPjを格納した端末側メッシュ点群テーブル25および端末側メッシュテーブル29をあらかじめ準備しておき、ディスプレイ30に表示される視野Hを注視点Vtからの距離と方向によって粗密レベルL毎に領域分割して、各領域を表示するのに適当な端末側メッシュ点群テーブル25から点群データRPjを抽出することで、視野Hに含まれる全ての点群データRPjを抽出することなく、必要な点群データRPjだけを容易に抽出できるので、ディスプレイ30への点群データRPjのCG画像表示をさらに高速にかつ効率的に行うことができる。
<第3の実施の形態>
次に、1箇所の計測区域等の小規模な点群データRPjの場合は、端末20に点群データRPjを直接入力して格納でき、複数の計測区域の広域管理等による大容量の点群データRPjの場合は、サーバ40に点群データRPjを入力して格納しておき、必要なときに端末20からサーバ40に点群データRPjを利用できるようにする第3の実施の形態におけるサーバ/クライアント型点群データ表示システム100Cを説明する。
実施の形態3においては、端末側は第2スタンドアロン型点群表示システム用端末20Bを用いて説明する。但し、第2スタンドアロン型点群表示システム用端末20Bは、端末側第2点群データ管理部27Bに変えて、後述する外部のサーバと通信可能な端末側第3点群データ管理部27Cを有するので、クライアント端末20Cと称する。
図28は実施の形態3のサーバ/クライアント型点群データ表示システム100Cの概略構成図である。
図28に示すように、サーバ/クライアント型点群データ表示システム100Cは、クライアント端末20Cにデータ通信網50を介して接続されたデータ演算処理を行うサーバ40とから構成されている。
一方、サーバ40は、サーバ側点群情報読込部45Aと、サーバ側情報入力部45Bと、サーバ側記憶手段41と、サーバ側メッシュ定義部46と、サーバ側点群データ格納部49と、サーバ側点群データ配信部48とを備えている。
さらに、サーバ側メッシュ点群元テーブル43(サーバ側第1メッシュ点群元テーブル43a、サーバ側第2メッシュ点群元テーブル43b、サーバ側第3メッシュ点群元テーブル43c)と、サーバ側メッシュ元テーブル(サーバ側第1メッシュ元テーブル42a、サーバ側第2メッシュ元テーブル42b、サーバ側第3メッシュ元テーブル42c)とを備えている。
サーバ側メッシュ点群元テーブル43(サーバ側第1メッシュ点群元テーブル43a、サーバ側第2メッシュ点群元テーブル43b、サーバ側第3メッシュ点群元テーブル43c)は、上記図6の端末側メッシュ点群テーブル25の構成と同様である。
つまり、サーバ側第1メッシュ点群元テーブル43aは、図6(a)の端末側第1メッシュ点群テーブル25aと同様であり、サーバ側第2メッシュ点群元テーブル43bは図6(b)の端末側第2メッシュ点群テーブル25bと同様であり、サーバ側第3メッシュ点群元テーブル43cは図6(c)の端末側第3メッシュ点群テーブル25cと同様である。
第3の実施の形態では、第2の実施の形態と区別して説明するために、端末側第1メッシュ点群テーブル25aをサーバ側第1メッシュ点群元テーブル43aと称し、端末側第2メッシュ点群元テーブル43bをサーバ側第2メッシュ点群元テーブル43bと称し、端末側第3メッシュ定義テーブル25cをサーバ側第3メッシュ点群元テーブル43cと称している。そして、これらを総称してはサーバ側メッシュ点群元テーブル43と称している。
さらに、サーバ側メッシュ元テーブル42(サーバ側第1メッシュ元テーブル42a、サーバ側第2メッシュ元テーブル42b、サーバ側第3メッシュ元テーブル42c)は、上記図19の端末側メッシュテーブル29(端末側第1メッシュテーブル29a、端末側第2メッシュテーブル29b、端末側第3メッシュテーブル29c)の構成と同様である。
第3の実施の形態では、第2の実施の形態と区別して説明するために、端末側第1メッシュテーブル29aをサーバ側第1メッシュ元テーブル42aと称し、端末側第2メッシュテーブル29bをサーバ側第2メッシュ元テーブル42bと称し、端末側第3メッシュテーブル29cをサーバ側第3メッシュ元テーブル42cと称している。そして、これらを総称してはサーバ側メッシュ元テーブル42と称している。
すなわち、サーバ40に、サーバ側メッシュ点群元テーブル43(サーバ側第1メッシュ点群元テーブル43a、サーバ側第2メッシュ点群元テーブル43b、サーバ側第3メッシュ点群元テーブル43c)と、サーバ側メッシュ元テーブル42(サーバ側第1メッシュ元テーブル42a、サーバ側第2メッシュ元テーブル42b、サーバ側第3メッシュ元テーブル42c)とを備えると共に、端末側に共通なフォーマット構成の端末側メッシュテーブル29(29a、29b、29c)、端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)を備えることによって、
(1)複数の段階の粗密レベルL(詳細度)(1m、10m、100mのメッシュ幅)の点群データRPj(点群の三次元座標及び属性情報等)が格納できる。
(2)粗密レベルL(詳細度)と3次元範囲(すなわち、X.Y,Z方向の各範囲)を指定すると、指定された粗密レベルL(詳細度)と3次元範囲の点群データの存在を効率よく判断できる。
(3)点群データが存在すると判定されたとき、指定された粗密レベルL(詳細度)と3次元範囲の点群データ及び属性情報を効率よく読み出すことができる。
(4)粗密レベルL(詳細度)と3次元範囲(すなわち、X.Y,Z方向の各範囲)及びその粗密レベルL(詳細度)と3次元範囲内の点群データ(点群の三次元座標及び属性情報)を効率よく書き込み、既に書き込まれている点群データと融合することができる。
また、前述のサーバ側情報入力部45Bと、サーバ側点群情報読込部45Aと、サーバ側メッシュ定義部46と、サーバ側点群データ格納部49とは、それぞれ第2スタンドアロン型点群表示システム用端末20Bに実装された端末側情報入力部21Bと、端末側点群情報読込部21Aと、端末側第2メッシュ定義部22Bと、端末側第2点群データ格納部26Bと同様の機能を有する。
つまり、クライアント端末20Cとサーバ40とで共通フォーマットを使用することで、クライアント端末20Cとサーバ40間のデータ送受信時に何らデータ構造の変換処理を行う必要がないと共に、クライアント端末20Cは必要な点群データRPjだけを取り出すことができる。
上述したサーバ40に実装された第2スタンドアロン型点群表示システム用端末20Bと同様の構成要素についてはここでは省略する。
(クライアント端末20Cの説明)
端末側第3点群データ管理部27C(点群データ管理モジュール)は、表示制御部28(表示管理モジュール)からの抽出パラメータRnを受信する毎に、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bからこの抽出パラメータRnに含まれている粗密レベルLを有する第2メッシュレイヤ識別情報MBram(メッシュレイヤM1の識別情報MBra1、メッシュレイヤM2の識別情報MBra2又はMBra3)を端末側第2メッシュ定義テーブル24Bから検索すると共に、検索された第2メッシュレイヤ識別情報MBram(メッシュレイヤM1の識別情報MBra1、メッシュレイヤM2の識別情報MBra2又はMBra3)が示す端末側メッシュテーブル29(29a、29b又は29c)を検索する。
そして、検索された端末側メッシュテーブル29(29a、29b又は29c)に、受信した抽出パラメータRnに含まれているメッシュ位置Mnpに該当する格子に点群データRPjの識別情報Pjが存在するかどうかを判断する。格子に点群データRPjの識別情報Pjが存在しないと判断された場合は、受信した抽出パラメータRnをデータ通信網50によってサーバ40に送信する。
また、サーバ40から抽出パラメータRnに対するサーバ側抽出点群データSCHnを受信した場合は、このサーバ側抽出点群データSCHnに含まれている点群データRPjを端末側抽出点群データCHnとして表示制御部28に出力する。
また、サーバ側抽出点群データSCHnを受信する毎に、このサーバ側抽出点群データSCHnに含まれている粗密レベルLを有する第2メッシュレイヤ識別情報MBramを端末側第2メッシュ定義テーブル24Bから検索し、この第2メッシュレイヤ識別情報MBramが示す端末側メッシュテーブル29(29a、29b、29c)及び端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)を検索し、検索された端末側メッシュ点群テーブル25(25a、25b、25c)におけるサーバ側抽出点群データSCHnに含まれているメッシュ位置Mnpに該当するメッシュ位置Mnpに、このサーバ側抽出点群データSCHnに含まれている点群データRPjを関連付けて格納すると共に、検索された端末側メッシュテーブル29(29a、29b、29c)の該当の格子にその識別情報Pjを書き込む。
さらに、端末側第3点群データ管理部27C(点群データ管理モジュール)は、識別子(Pj)が存在すると判定した場合は、第2メッシュレイヤ識別情報MBramが示すメッシュレイヤMNの端末側メッシュ点群テーブル(25a、25b又は25c)を検索し、このメッシュ点群データMrbmに含まれている点群データRPjを端末側抽出点群データCHnとして表示制御部28に返信する。
すなわち、端末側第3点群データ管理部27C(点群データ管理モジュール)は、以下の処理を行っている。
(E1).前記表示制御部28(表示管理モジュール)からの前記抽出パラメータRnを受信する毎に、前記端末側記憶手段23からこの抽出パラメータRnに含まれている前記粗密レベルLを有する前記端末側レイヤ識別情報MAmを検索する手段と、
(E2).前記検索された前記端末側レイヤ識別情報MAmに含まれている前記点群データRPjを前記端末側抽出点群データCHnとして前記表示制御部28に順次返信する手段と、
(E3).前記検索された端末側レイヤ識別情報MAmのメッシュレイヤMNに対応する前記端末側レイヤ毎点群有無情報AMPjを検索する手段と、
(E4).前記端末側レイヤ毎点群有無情報AMPjに前記識別子(Pj)が含まれている場合は、この端末側レイヤ毎点群有無情報AMPjに対応する前記端末側レイヤ識別情報MAmに含まれている前記点群データRPjを前記端末側抽出点群データCHnとして前記表示制御部28に返信する手段と、
(E5).前記識別子(Pj)が存在しないと判断された場合は、前記受信した抽出パラメータRnを前記データ通信網50によって前記サーバ40に送信する手段と、
(E6).前記サーバ40から前記抽出パラメータRnに対するサーバ側抽出点群データSCHnを受信した場合は、このサーバ側抽出点群データSCHnに含まれている前記点群データRPjを前記端末側抽出点群データCHnとして前記表示制御部28に出力する手段と、
(E7).(E6)手段で前記サーバ側抽出点群データSCHnを受信する毎に、このサーバ側抽出点群データSCHnに含まれている粗密レベルLのメッシュレイヤMNを前記端末側記憶手段23から検索して、前記サーバ側抽出点群データSCHnに含まれているメッシュ位置Mnpに該当するメッシュnにこのサーバ側抽出点群データSCHnに含まれている点群データRPjを関連付けて前記端末側記憶手段23に新たに前記端末側レイヤ識別情報MAmを生成する手段と、
(E8).前記(E7)手段で前記新たに端末側レイヤ識別情報MAmを生成する毎に、前記受信したサーバ側抽出点群データSCHnに含まれているメッシュ位置Mnp及び粗密レベルLに対応する前記格子を検索し、この格子に前記受信したサーバ側抽出点群データSCHnに含まれている点群データPjの前記識別子(Pj)を書き込むことで前記端末側レイヤ毎点群有無情報AMPjを新たに生成する手段と
をおこなっている。また、(E1)手段は、前記前記表示制御部28(表示管理モジュール)からの前記メッシュレイヤMN毎の粗密レベル毎領域Fqの前記抽出パラメータRnを受信する毎に、前記端末側記憶手段23からメッシュ幅mdkが大きいメッシュレイヤMN(M3)の前記端末側レイヤ識別情報MAmから順に検索している。
(サーバ40の説明)
サーバ側点群データ格納部49は、サーバ側点群情報読込部45Aからの点群データRPjのうち、サーバ側メッシュ定義テーブル24Cの設定にしたがってメッシュに割り当てられた点群データRPjを、サーバ側記憶手段41の粗密レベルL毎のサーバ側メッシュ点群元テーブル43(サーバ側第1メッシュ点群元テーブル43a、サーバ側第2メッシュ点群元テーブル43b、サーバ側第3メッシュ点群元テーブル43c)に格納するとともに、サーバ側メッシュ点群元テーブル43毎にメッシュと割り当てられた点群データRPjを関連付けるサーバ側メッシュ元テーブル42(サーバ側第1メッシュ元テーブル42a、サーバ側第2メッシュ元テーブル42b、サーバ側第3メッシュ元テーブル42c)をサーバ側記憶手段41に作成する。
サーバ側点群データ配信部48は、クライアント端末20Cから抽出パラメータRnを受信する毎に、サーバ側メッシュ元テーブル42(42a、42b、42c)からこの抽出パラメータRnに含まれている粗密レベルLを有するサーバ側メッシュレイヤ識別情報SMBram(サーバ側のメッシュレイヤM1の識別情報SMBra1、メッシュレイヤM2の識別情報SMBra2又はSMBra3)をサーバ側メッシュ定義テーブル24Cから検索すると共に、検索された前記サーバ側メッシュレイヤ識別情報SMBramが示すサーバ側メッシュ元テーブル42(42a、42b、42c)を検索する。
そして、検索されたサーバ側メッシュ元テーブル42(42a、42b、42c)に、受信した抽出パラメータRnに含まれているメッシュ位置Mnpに該当する格子に点群データRPjの識別子(Pj)が存在するかどうかを判断する。
識別子(Pj)が存在すると判定した場合は、検索したサーバ側メッシュレイヤ識別情報SMBramが示すサーバ側メッシュ点群元テーブル43を検索し、このサーバ側メッシュ点群元テーブル43から受信した抽出パラメータRnに含まれているメッシュ位置Mnpに該当するサーバ側メッシュ点群元データSMrbmを検索する。
そして、このサーバ側メッシュ点群元データSMrbmに含まれている点群データRPjに受信した抽出パラメータRnの粗密レベルLとメッシュ位置Mnpとを付加してサーバ側抽出点群データSCHnとしてクライアント端末20Cの端末側第3点群データ管理部27Cにデータ通信網50を介して返信する。
なお、サーバ側点群データ配信部48は、データ通信網50を介してサーバ側抽出点群データSCHnを端末側第3点群データ管理部27Cに返信する際に、高速に送信するためにデータ圧縮を行ってもよい。
また、図17に示した第2スタンドアロン型点群データ表示システム100Bに代わって、図1に示した第1スタンドアロン型点群データ表示システム100Aにデータ通信網50を介して接続した構成としてもよく、その場合、サーバ側点群データ格納部49は、サーバ側点群情報読込部45Aから入力される点群データRPjのうちサーバ側メッシュ定義テーブル24Cの設定にしたがってメッシュに割り当てられた点群データRPjをサーバ側記憶手段41の粗密レベル毎のサーバ側メッシュ点群元テーブル43(43a、43b、43c)に格納するのみとし、サーバ側メッシュ元テーブル42(42a、42b、42c)は作成しない。
図中には、サーバ側第3メッシュ点群元テーブル43cおよびサーバ側第3メッシュ元テーブル42cまでを例示しているが、実際には設定するメッシュレイヤMNの数に対応して更に複数のテーブルを実装しても構わない。
(サーバ側点群データ管理部27Cの処理)
図29と図30のフローチャートを参照しながら、第3の実施の形態における端末側第3点群データ管理部27Cの処理について説明する。
端末側第3点群データ管理部27Cは、表示制御部28から抽出パラメータRnを受信する(S121)。
次に、端末側第3点群データ管理部27Cは、抽出パラメータRnの受信に伴って、端末側第2メッシュ定義テーブル24Bを読み出す(S123)。
次に、端末側第3点群データ管理部27Cは、抽出パラメータRnに含まれる粗密レベルLに対して端末側第2メッシュ定義テーブル24Bに設定されたインデックスIBの示す端末側メッシュテーブル29を読み出す(S125)。
端末側第3点群データ管理部27Cは、読み出した端末側メッシュテーブル29を抽出パラメータRnに含まれるメッシュ位置Mnpで索引して、当該メッシュ位置Mnpに対応する欄に設定された点群データRPjの識別子(Pj)を読み出す(S127)。
端末側第3点群データ管理部27Cは、読み出した識別子(Pj)が有効なデータであるか判定する(S129)。
有効なデータである場合、端末側第3点群データ管理部27Cは、読み出した識別子(Pj)で端末側メッシュ点群テーブル25に格納された点群データRPjを抽出する(S131)。
次に、端末側第3点群データ管理部27Cは、表示制御部28から受信した抽出パラメータRnに対する返信として、抽出した点群データRPjを端末側抽出点群データCHnとして表示制御部28に送信する(S133)。
また、ステップS129において、読み出した識別子(Pj)が、例えば「点群データRPj(計測点データPDj)無し」と点群データRPjを示さず、該当する点群データRPjが端末側第2記憶手段23Bには格納されてないと判定された場合、端末側第3点群データ管理部27Cは、図30に示すように、表示制御部28から受信した抽出パラメータRnをデータ通信網50を介してサーバ40のサーバ側点群データ配信部48に送信する(S135)。
次に、端末側第3点群データ管理部27Cは、ステップS135で送信した抽出パラメータRnに対する返信として、サーバ40のサーバ側点群データ配信部48からサーバ側記憶手段41に格納されていた点群データRPjをサーバ側抽出点群データSCHnとしてデータ通信網50を介して受信する(S137)。
そして、端末側第3点群データ管理部27Cは、受信したサーバ側抽出点群データSCHnの内容を判定する(S139)。
端末側第3点群データ管理部27Cは、点群データRPjが含まれている場合は、サーバ側抽出点群データSCHnに含まれている点群データRPjを該当する端末側メッシュ点群テーブル25に格納する(S141)。
さらに、端末側第3点群データ管理部27Cは、前のステップで格納した点群データRPjを示す識別子(Pj)を端末側メッシュテーブル29の当該メッシュ位置Mnpに対応する欄に設定する(S143)。
端末側第3点群データ管理部27Cは、表示制御部28から受信した抽出パラメータRnに対する返信として、サーバ側点群データ配信部48から受信したサーバ側抽出点群データSCHnをそのまま端末側抽出点群データCHnとして表示制御部28に送信する(S145)。
ここで、端末側第3点群データ管理部27Cは、受信したサーバ側抽出点群データSCHnの内容が「該当の点群データRPj無し」を示す情報の場合は何もしないので、受信したサーバ側抽出点群データSCHnをそのまま端末側抽出点群データCHnとして表示制御部28にそのまま送信することになる。
抽出パラメータRnの返信として「該当の点群データRPj無し」を示す情報の端末側抽出点群データCHnを受信した表示制御部28は、表示すべき点群データRPjがないのですぐに次の抽出パラメータRnの送信ステップに進むことになる。
なお、高度によって抽出する範囲を限定するために、抽出パラメータRnにZ軸方向の座標値が含まれている場合は、ステップS145で、点群データRPjに含まれる計測点位置座標Pj(x,y,z)のz値によって表示制御部28に送信する点群データRPjを絞り込むことができる。
(サーバ側点群データ配信部48の処理)
次に、図31のフローチャートを参照しながら、第3の実施の形態におけるサーバ側点群データ配信部48の処理について説明する。
サーバ側点群データ配信部48は、端末側第3点群データ管理部27Cからデータ通信網50を介して抽出パラメータRnを受信する(S201)。
サーバ側点群データ配信部48は、サーバ側メッシュ定義テーブル24Cを読み出す(S203)。
サーバ側点群データ配信部48は、抽出パラメータRnに含まれる粗密レベルLに対してサーバ側メッシュ定義テーブル24Cに設定されたインデックスの示すサーバ側メッシュ元テーブル42を読み出す(S205)。
次に、サーバ側点群データ配信部48は、読み出したサーバ側メッシュ元テーブル42を抽出パラメータRnに含まれるメッシュ位置Mnpで索引して、当該メッシュ位置Mnpに対応する欄に設定された点群データRPjの識別子(Pj)を読み出す(S207)。
サーバ側点群データ配信部48は、読み出した識別子(Pj)が点群データRPjを示す有効なデータであるか判定する(S209)。
有効なデータである場合、サーバ側点群データ配信部48は、読み出した識別子(Pj)でサーバ側メッシュ点群元テーブル43に格納された点群データRPjを抽出する(S211)。
サーバ側点群データ配信部48は、端末側第3点群データ管理部27Cから受信した抽出パラメータRnに対する返信として、抽出した点群データRPjに抽出パラメータRnに含まれている粗密レベルLとメッシュ位置Mnpを含ませてサーバ側抽出点群データSCHnとしてデータ通信網50を介して端末側第3点群データ管理部27Cに送信する(S213)。
サーバ側点群データ配信部48は、データ通信網50を介してサーバ側抽出点群データSCHnを端末側第3点群データ管理部27Cに返信する際に、高速に送信するためにデータ圧縮を行ってもよい。
読み出した識別子(Pj)が例えば「点群データRPj無し」で、該当する点群データRPjがサーバ側記憶手段41に格納されてないと判定された場合、サーバ側点群データ配信部48は、端末側第3点群データ管理部27Cから受信した抽出パラメータRnに対する返信として、「該当の点群データRPj無し」を示す情報をサーバ側抽出点群データSCHnとしてデータ通信網50を介して端末側第3点群データ管理部27Cに送信する(S215)。
すなわち、サーバ側点群データ配信部48は以下の処理を行っている。
(G1).前記クライアント端末20Cから前記メッシュレイヤMN毎の粗密レベル毎領域Fqの前記抽出パラメータRnを受信する毎に、前記サーバ側記憶手段41の前記サーバ側レイヤ元識別情報SMAmを検索する手段と、
(G2).前記検索されたサーバ側レイヤ元識別情報SMAmに対応する前記サーバ側メッシュレイヤ毎元点群有無情報MPjの前記格子に前記識別子(Pj)が存在するかどうかを判定する手段と、
(G3).前記(G2)手段で前記識別子(Pj)が存在すると判定された場合は、前記(G1)手段で検索されたサーバ側レイヤ元識別情報SMAmに含まれている前記点群データRPjに前記受信した抽出パラメータRnの前記粗密レベルLと前記メッシュ位置Mnpとを付加して前記サーバ側抽出点群データSCHnとして前記クライアント端末20Cの前記端末側点群データ管理部27に前記データ通信網50を介して返信する手段とを行っている。また、前記(G1)手段の前記サーバ側レイヤ元識別情報SMAmを検索は、メッシュ幅mdkが大きい順に検索している。
(全体説明)
サーバ/クライアント型点群データ表示システム100Cにおける点群データRPjの3次元CG表示のシーケンスについて、図32に示したデータ送受信シーケンスの例を参照しながら説明する。但し、図32においては、メッシュレイヤM1を代表として説明する。
表示制御部28は、点群データRPjをディスプレイ30に、3次元CG表示する際の視点Vo(カメラ位置ともいう)と、姿勢と、注視点Vtの位置と、画角θ(視野角ともいう)と、表示サイズW等を含むカメラパラメータαpを受信する(d101)。
次に、カメラパラメータαpを受信した表示制御部28は、上記図10〜図14に示すように三次元座標系(地理空間座標)において、視点Voと注視点Vtを結んだ視線Eと、画角θおよび表示サイズWから視野Hを算出し、算出した視野Hを注視点Vtを基準にして、メッシュレイヤM3の粗密レベル毎領域F3、メッシュレイヤM2の粗密レベル毎領域F2、メッシュレイヤM1の粗密レベル毎領域F1に定義し、これらの粗密レベル毎領域Fqにおけるメッシュ位置Mnp毎の抽出パラメータRn(メッシュ位置Mnp、粗密レベルL)を全て求める(d103)。
次に、表示制御部28は、算出したメッシュ位置Mnpの点群データRPjを取得するために抽出パラメータRnを端末側第3点群データ管理部27Cに送信する(d105)。
このとき、全メッシュ位置について一括して要求せずに、1箇所のメッシュ位置Mnp毎または数箇所のメッシュ位置Mnp毎に要求するほうが好ましい。
図32では、メッシュレイヤM1でメッシュ位置M1(x1−y1)の抽出パラメータRnを端末側第3点群データ管理部27Cに送信している。
次に、端末側第3点群データ管理部27Cは、メッシュレイヤM1であることから、端末側第1メッシュテーブル29aを読み出し、抽出パラメータRnに含まれるメッシュ位置M1(x1−y1)で索引して、当該メッシュ位置Mnpに対応する欄に設定された点群データRPjの識別子(Pj)が有効なデータであるか判定する(d107)。
有効なデータである場合、端末側第3点群データ管理部27Cは、読み出した識別子(Pj)で端末側第1メッシュ点群テーブル25aに格納された点群データRPjを抽出する(d109)。
次に、端末側第3点群データ管理部27Cは、抽出した点群データRPjの計測点位置座標Pj(x、y、z)と属性情報RZDjを端末側抽出点群データCHnとして表示制御部28に返信する(d111)。
端末側抽出点群データCHnを受信した端末側の表示制御部28は、受信した点群データRPjを他のデータを待たずに画像データgnに変換してディスプレイ30に表示する(d113)。
次に、表示制御部28は、メッシュレイヤM1のメッシュ位置M1(x2−y2)の抽出パラメータRnを端末側第3点群データ管理部27Cに送信する(d115)。
端末側第3点群データ管理部27Cは、まだメッシュレイヤM1であることから、端末側第1メッシュテーブル29aを読み出し、抽出パラメータRnに含まれるメッシュ位置M1(x2−y2)で索引して、当該メッシュ位置に対応する欄に設定された点群データRPj(計測点データPDj)の識別子(Pj)が有効なデータであるか判定する(S117)。
ここで読み出した識別子(Pj)が例えば「点群データRPj無し」で、該当する点群データRPjが端末側第2記憶手段23Bには格納されてないと判定されると、端末側第3点群データ管理部27Cは、表示制御部28から受信した粗密レベルL=1、でメッシュ位置M1(x2−y2)を含む抽出パラメータRnをデータ通信網50を介してサーバ40のサーバ側点群データ配信部48に送信する(d119)。
サーバ側点群データ配信部48は、粗密レベルL=1であることから、サーバ側第1メッシュ元テーブル42aを読み出し、抽出パラメータRnに含まれるメッシュ位置M1(x2−y2)で索引して、当該メッシュ位置に対応する欄に設定された点群データRPjの識別子(Pj)を読み出す(d121)。
有効なデータである場合、サーバ側点群データ配信部48は、読み出した識別子(Pj)でサーバ側第1メッシュ点群元テーブル43aに格納された点群データRPjを抽出する(d123)。
サーバ側点群データ配信部48は、抽出した点群データRPjの計測点位置座標Pj(x、y、z)と属性情報RZDjをサーバ側抽出点群データSCHnとして端末側第3点群データ管理部27Cに返信する(d125)。
端末側第3点群データ管理部27Cは、サーバ側点群データ配信部48から返信されたサーバ側抽出点群データSCHnを、データ要求のためにサーバ側点群データ配信部48に送信した抽出パラメータRnに含まれる粗密レベルL=1、メッシュ位置M1(x2−y2)にしたがって、サーバ側抽出点群データSCHnに含まれている点群データRPjを端末側第1メッシュ点群テーブル25aに格納する(d127)。
さらに、端末側第3点群データ管理部27Cは、格納した点群データRPjを示す識別子(Pj)を端末側第1メッシュテーブル29aのメッシュ位置M1(x2−y2)に対応する欄に設定する(d129)。
端末側第3点群データ管理部27Cは、サーバ側点群データ配信部48から受信したサーバ側抽出点群データSCHnを端末側抽出点群データCHnとして表示制御部28に送信する(d131)。
表示制御部28は、受信した点群データRPjを画像データgnに変換してディスプレイ30に表示する(d133)。
図32には図示していないが、(d121)において、サーバ側点群データ配信部48が読み出した点群データRPjの識別子(Pj)が「点群データRPj無し」の場合、サーバ側点群データ配信部48は「該当の点群データRPj無し」を示す情報をサーバ側抽出点群データSCHnとして端末側第3点群データ管理部27Cに返信し、端末側第3点群データ管理部27Cは受信したサーバ側抽出点群データSCHnをそのまま端末側抽出点群データCHnとして表示制御部28に送信し、表示制御部28は表示すべき点群データRPjがないのですぐに次の抽出パラメータRnの送信ステップに進むことになる。
図32では、表示制御部28による抽出パラメータRnの送信から画像データgnの表示までのサイクルを、1つのサイクルが完了してから次のサイクルを繰り返すように例示したが、例えば表示制御部28と端末側第3点群データ管理部27Cとの間をプロセス間通信とし、端末側第3点群データ管理部27Cとサーバ側点群データ配信部48との間をTCP/IPによるデータ通信として各サイクルを並列して処理できるようにすることで、1箇所のメッシュ位置Mnp毎または数箇所のメッシュ位置Mnp毎に複数に分割して点群データRPjを要求することができ、データ読み出し処理やデータ送受信処理の時間が一括してデータ要求するよりも短縮できる上、ディスプレイ30に画像データgnを順次表示できるので、ユーザを待たせることなく表示に要する時間の遅延も防ぐことができる。
クライアント端末20Cでは、サーバ側点群データ配信部48から新たに受信した点群データRPjを端末側第2記憶手段23Bの端末側メッシュ点群テーブル25に格納し、格納した点群データRPjが割り付けられているメッシュ位置Mnpに対応する端末側メッシュテーブル29の欄に識別子(Pj)を設定することで、その後、表示制御部28から同じメッシュ位置Mnpについてデータ要求があった場合、サーバ40にデータ要求を行うことなく点群データRPjを返信できる。
なお、端末側第2記憶手段23Bの容量によっては、一旦格納した点群データRPjや設定した識別子(Pj)を消去するように運用してもよい。
上述した実施の形態3では、点群データRPjを管理するために、実施の形態2と同様に端末側メッシュテーブル29と端末側メッシュ点群テーブル25、そしてサーバ側メッシュ元テーブル42とサーバ側メッシュ点群元テーブル43を組み合わせたデータ構成を使用しているが、実施の形態1と同様に端末側メッシュ点群テーブル25およびサーバ側メッシュ点群元テーブル43のみで管理することもできる。
すなわち、端末側メッシュテーブル29やサーバ側メッシュ元テーブル42をメッシュ位置Mnpで索引する処理を、メッシュ位置のXY座標を算出し、算出したXY座標で端末側メッシュ点群テーブル25およびサーバ側メッシュ点群元テーブル43を直接検索する処理にすることで、目的とする点群データRPjを抽出することができる。
このように、本発明では、粗密レベルL毎に点群データRPjを間引くことで密度の異なる点群データRPjを格納したサーバ側メッシュ点群元テーブル43およびサーバ側メッシュ元テーブル42をあらかじめサーバ40に準備しておき、ディスプレイ30に表示される視野Hを注視点Vtからの距離と方向によって粗密レベルLに対応する粗密レベル毎領域Fqを該当のメッシュレイヤMNに定義し、この領域の点群データRPjをクライアント端末20Cからサーバ40に要求する。
この際、本発明では、クライアント端末20Cにサーバ40と共通のデータフォーマットの端末側メッシュ点群テーブル25および端末側メッシュテーブル29を準備しておくことで、点群データRPjをサーバ40からクライアント端末20Cに容易にコピーできる。
さらに、本発明では、視野Hを粗密レベルL毎に領域分割することで、視野Hに含まれる全ての点群データRPjを抽出することなく、表示に適当な密度の点群データRPjだけを容易に抽出できるので、ディスプレイ30への点群データRPjのCG画像表示を効率的に行うことができる。
従って、上記の各実施の形態によって、小規模の点群データの場合は、各コンピュータに点群データを保存して表示するスタンドアロン型として運用でき、大容量の点群データの場合は、点群データをサーバに保存し、インターネット経由で接続した各コンピュータで表示する際に必要なデータのみを取得して表示するサーバ/クライアント型として運用できる点群データ表示システムおよび点群データ表示方法が得られている。
以上に示した実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するためのシステムや処理手順を例示するものであって、構成部品の配置や組み合わせ、および処理の順番等を限定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。図面は模式的なものであり、システムの構成等は現実のものとは異なることに留意すべきである。
10 モービルマッピングシステム(MMS)
11 慣性計測装置
11a ジャイロセンサー
11b 非接触車速計
12 GNSS受信装置
12a GNSSアンテナ
13 測距装置
13a レーザスキャナ
14 画像撮影装置
14a 全天周カメラ
14b 高精細カメラ
15 データ演算装置
15a 位置姿勢算出部
15b 反射強度付点群データ作成部
15c 色情報付点群データ作成部
17 計測車両
20A 第1スタンドアロン型点群表示用端末
20B 第2実施形態スタンドアロン型端末
20C クライアント型点群表示システム用端末
21A 端末側点群情報読込部
21B 端末側情報入力部
22A 端末側第1メッシュ定義部
22B 端末側第2メッシュ定義部
23A 端末側第1記憶手段
23B 端末側第2記憶手段
24A 端末側第1メッシュ定義テーブル
24B 端末側第2メッシュ定義テーブル
25 端末側点群テーブル
26A 端末側第1点群データ格納部
26B 端末側第2点群データ格納部
27A 端末側第1点群データ管理部
27B 端末側第2点群データ管理部
27C 端末側第3点群データ管理部
29 端末側メッシュテーブル
30 ディスプレイ
41 サーバ側記憶手段
42 サーバ側メッシュ元テーブル
43 サーバ側メッシュ点群元テーブル
45A サーバ側点群情報読込部
45B サーバ側情報入力部
46 サーバ側メッシュ定義部
48 サーバ側点群データ配信部
49 サーバ側点群データ格納部

Claims (13)

  1. 移動体にレーザスキャナを搭載し、前記移動体を移動させながら地物にレーザを照射して得た点群データ(RPj)を端末側記憶手段に記憶し、端末側情報入力部からのカメラパラメータ(αp)に基づく表示要求をプロセス間通信で表示制御部が端末側点群データ管理部に出力すると共に、この端末側点群データ管理部が前記表示要求に従った点群データ(RPj)を前記端末側記憶手段から読み出して前記表示制御部にプロセス間通信で出力するスタンドアロン型点群データ表示システムであって、
    前記端末側記憶手段は、
    メッシュ幅(mdk)を段階的に大きくした複数のメッシュレイヤ(MN)が定義され、これらのメッシュレイヤ(MN)のメッシュ(n)に前記メッシュ幅(mdk)に応じて間引いた数の前記点群データ(RPj)が格納されており、この点群データ(RPj)にメッシュ位置(Mnp)と、ディスプレイに表示する前記点群データ(RPj)の割合を示す複数種類の粗密レベル(L)と、この粗密レベル(L)に対応する前記メッシュ幅(mdk)と、前記複数のメッシュレイヤ(MN)同士を重ねるための基準点座標とを含むフォーマット構造の端末側レイヤ識別情報(MAm)が記憶され、
    前記表示制御部は、
    (A1).前記端末側情報入力部からのカメラパラメータ(αp)が入力される毎に、このカメラパラメータ(αp)に基づいて三次元座標系に注視点を定義する手段と、
    (A2).前記注視点からそれぞれの前記粗密レベル(L)に対応するそれぞれの距離を前記三次元座標系に定義し、これらの距離毎に、距離に対応する粗密レベル毎領域(Fq)を前記三次元座標系に定義する手段と、
    (A3).前記それぞれの粗密レベル毎領域(Fq)内におけるそれぞれの全てのメッシュ位置(Mnp)を、その粗密レベル毎領域(Fq)の前記端末側レイヤ識別情報(MAm)の前記基準点座標及びメッシュ幅(mdk)に基づいて求め、この粗密レベル毎領域(Fq)のメッシュ位置(Mnp)とその粗密レベル(L)との組みを、前記表示要求を示す抽出パラメータ(Rn)として前記端末側点群データ管理部に送出する手段と、
    (A4).前記端末側点群データ管理部から返信される端末側抽出点群データ(CHn)を前記ディスプレイに3次元CG表示する手段とを備え、
    前記端末側点群データ管理部は、
    (B1).前記表示制御部からの前記メッシュレイヤ(MN)毎の粗密レベル毎領域(Fq)の前記抽出パラメータ(Rn)を受信する毎に、前記端末側記憶手段の前記端末側レイヤ識別情報(MAm)を検索する手段と、
    (B2).前記検索された前記端末側レイヤ識別情報(MAm)に含まれている前記点群データ(RPj)を前記端末側抽出点群データ(CHn)として前記表示制御部に順次返信する手段と
    を有することを特徴とするスタンドアロン型点群データ表示システム。
  2. 前記表示制御部の(A2)手段は、
    (A21).前記注視点を前記それぞれの前記メッシュレイヤ(MN)上に定義し、各々のメッシュレイヤ(Mn)の注視点からのそれぞれの前記粗密レベル(L)に対応するそれぞれの距離を前記メッシュレイヤ(Mn)に定義して前記それぞれの粗密レベル毎領域(Fq)を求めることを特徴とする請求項1記載のスタンドアロン型点群データ表示システム。
  3. 前記端末側点群データ管理部の(B1)手段は、
    記表示制御部からの前記抽出パラメータ(Rn)を受信する毎に、前記端末側記憶手段からメッシュ幅(mdk)が大きいメッシュレイヤ(MN)の前記端末側レイヤ識別情報(MAm)から順に検索することを特徴とする請求項1又は2記載のスタンドアロン型点群データ表示システム。
  4. 端末側点群データ格納部及び端末側点群情報読込部を備え、
    さらに、前記端末側記憶手段の各々の前記メッシュ位置(Mnp)は、前記メッシュレイヤ(MN)に応じたメッシュ幅(mdk)を縦横とするメッシュ(n)の4隅のXY座標であり、
    さらに、前記端末側記憶手段における下位の段階のメッシュレイヤ(MN−1)のいずれかのレイヤ識別情報(MAm)には、メッシュ幅(dmk)が次に大きい次の段階のメッシュレイヤ(MN+1)に対して代表する点群データ(RPj)を割付けるための代表メッシュ位置(Dmn)が含まれており、
    前記端末側点群データ格納部は、
    (C1).前記端末側記憶手段のメッシュレイヤ(MN)を順に指定する手段と、
    (C2).この指定毎に、この指定されたメッシュレイヤ(MN)のメッシュ幅(mdk)に基づいて前記端末側点群情報読込部が読み込んだ前記点群データ(RPj)に含まれている計測点位置座標(Pj:x,y,z)を含むメッシュ位置(Mnp)を求める手段と、
    (C3).前記(C2)手段で求められたメッシュ幅(mdk)のメッシュレイヤ(MN)が最小のメッシュ幅(mdk)のメッシュレイヤかどうかを判定する手段と、
    (C4).前記最小のメッシュ幅(mdk)のメッシュレイヤと判定した場合は、前記(C2)手段で求めたメッシュ位置(Mnp)に前記読み込んだ点群データ(RPj)を関連付けることで前記最小のメッシュ幅(mdk)のメッシュレイヤ(MN)における前記端末側レイヤ識別情報(MAm)を生成する手段と、
    (C5).前記(C1)手段で指定されたメッシュレイヤ(MN)が次の段階のメッシュレイヤ(MN+1)を示している場合は、前記(C1)手段で指定されたメッシュレイヤ(MN)よりも前の段階のメッシュレイヤ(MN−1)を指定する手段と、
    (C6).前記(C5)手段で指定された前の段階のメッシュレイヤ(MN−1)毎に、このメッシュレイヤ(MN−1)における前記代表メッシュ位置(Dmn)を有する前記端末側レイヤ識別情報(MAm)から順に指定する手段と、
    (C7).前記(C6)手段で指定された前の段階のメッシュレイヤ(MN−1)における前記端末側レイヤ識別情報(MAm)が指定される毎に、この端末側レイヤ識別情報(MAm)に含まれている点群データ(RPj)を全て読み込む手段と、
    (C8).前記(C1)手段で指定された前記次の段階のメッシュレイヤ(MN+1)毎に、このメッシュレイヤ(MN+1)の先頭のメッシュ位置(Mnp)を順に指定する手段と、
    (C9).前記(C6)で前の段階のメッシュレイヤ(MN−1)における前記端末側レイヤ識別情報(MAm)が指定される毎に、かつ前記(C8)手段で前記次の段階のメッシュレイヤ(MN+1)におけるメッシュ位置(Mnp)が指定される毎に、(C7)手段で読み込んだ
    全ての点群データ(RPj)を前記(C8)手段で指定した前記次の段階のメッシュレイヤ(MN+1)におけるメッシュ位置(Mnp)に関連付けて前記メッシュレイヤ(MN)毎のメッシュ(n)の前記端末側レイヤ識別情報(MAm)を生成する手段と
    を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のスタンドアロン型点群データ表示システム。
  5. 前記端末側記憶手段は、
    前記メッシュレイヤ(MN)に対応して設けられ、それぞれが対応するメッシュレイヤ(MN)のメッシュ幅(mdk)に基づいたメッシュ位置(Mnp)のx座標、Y座標のマトリックス構造にされて、この格子に前記点群データ(RPj)の識別子(Pj)が書き込まれた端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)を記憶し、
    前記端末側点群データ管理部は、
    (B3).前記検索された端末側レイヤ識別情報(MAm)のメッシュレイヤ(MN)に対応する前記端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)に前記識別子(Pj)が含まれているかどうかを判定する手段と、
    (B4).前記端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)に前記識別子(Pj)が含まれている場合は、この端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)に対応する前記端末側レイヤ識別情報(MAm)に含まれている前記点群データ(RPj)を前記端末側抽出点群データ(CHn)として前記表示制御部に返信する手段と
    を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のスタンドアロン型点群データ表示システム。
  6. 移動体にレーザスキャナを搭載し、前記移動体を移動させながら地物にレーザを照射して得た点群データ(RPj)を記憶したサーバとクライアント端末とをデータ通信網に接続して、サーバから前記点群データ(RPj)をクライアント端末に前記データ通信網を介して送信するサーバ/クライアント型の点群データ表示システムであって、
    前記クライアント端末は、
    表示制御部と、端末側点群データ管理部と、端末側記憶手段とを備え、
    前記端末側記憶手段は、
    メッシュ幅(mdk)を段階的に大きくした複数のメッシュレイヤ(MN)が定義され、これらのメッシュレイヤ(MN)のメッシュ(n)に前記メッシュ幅(mdk)に応じて間引いた数の前記点群データ(RPj)が格納されており、この点群データ(RPj)にメッシュ位置(Mnp)と、ディスプレイに表示する前記点群データ(RPj)の割合を示す粗密レベル(L)と、この粗密レベル(L)に対応する前記メッシュ幅(mdk)と、前記複数のメッシュレイヤ(MN)同士を重ねるための基準点座標とを含むフォーマット構造の端末側レイヤ識別情報(MAm)が記憶され、さらに、
    前記メッシュレイヤ(MN)に対応して設けられ、それぞれが対応するメッシュレイヤ(MN)のメッシュ幅(mdk)に基づいたメッシュ位置(Mnp)のx座標、Y座標のマトリックス構造にされて、この格子に前記点群データ(RPj)の識別子(Pj)が書き込まれた端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)を記憶し、
    前記表示制御部は、
    (D1).端末側情報入力部からのカメラパラメータ(αp)が入力される毎に、このカメラパラメータ(αp)に基づいて三次元座標系に注視点を定義する手段と、
    (D2).前記注視点からそれぞれの前記粗密レベル(L)に対応するそれぞれの距離を前記三次元座標系に定義し、これらの距離毎に、距離に対応する粗密レベル毎領域(Fq)を前記三次元座標系に定義する手段と、
    (D3).前記それぞれの粗密レベル毎領域(Fq)内におけるそれぞれの全てのメッシュ位置(Mnp)を、その粗密レベル毎領域(Fq)の前記端末側レイヤ識別情報(MAm)の前記基準点座標及びメッシュ幅(mdk)に基づいて求め、この粗密レベル毎領域(Fq)のメッシュ位置(Mnp)とその粗密レベル(L)との組みを、表示要求を示す抽出パラメータ(Rn)として送出する手段と、
    (D4).前記端末側点群データ管理部から返信される端末側抽出点群データ(CHn)を前記ディスプレイに3次元CG表示する手段とを備え、
    前記端末側点群データ管理部は、
    (E1).前記表示制御部からの前記抽出パラメータ(Rn)を受信する毎に、前記端末側記憶手段からこの抽出パラメータ(Rn)に含まれている前記粗密レベル(L)を有する前記端末側レイヤ識別情報(MAm)を検索する手段と、
    (E2).前記検索された前記端末側レイヤ識別情報(MAm)に含まれている前記点群データ(RPj)を前記端末側抽出点群データ(CHn)として前記表示制御部に順次返信する手段と、
    (E3).前記検索された端末側レイヤ識別情報(MAm)のメッシュレイヤ(MN)に対応する前記端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)を検索する手段と、
    (E4).前記端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)に前記識別子(Pj)が含まれている場合は、この端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)に対応する前記端末側レイヤ識別情報(MAm)に含まれている前記点群データ(RPj)を前記端末側抽出点群データ(CHn)として前記表示制御部28に返信する手段と、
    (E5).前記識別子(Pj)が存在しないと判断された場合は、前記受信した抽出パラメータ(Rn)を前記データ通信網によって前記サーバに送信する手段と、
    (E6).前記サーバから前記抽出パラメータ(Rn)に対するサーバ側抽出点群データ(SCHn)を受信した場合は、このサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれている前記点群データ(RPj)を前記端末側抽出点群データ(CHn)として前記表示制御部に出力する手段と、
    (E7).E6)手段で前記サーバ側抽出点群データ(SCHn)を受信する毎に、このサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれている粗密レベル(L)のメッシュレイヤ(MN)を前記端末側記憶手段から検索して、前記サーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれているメッシュ位置(Mnp)に該当するメッシュ(n)にこのサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれている点群データ(RPj)を関連付けて前記端末側記憶手段に新たに前記端末側レイヤ識別情報(MAm)を生成する手段と、
    (E8).前記(E7)手段で前記新たに端末側レイヤ識別情報(MAm)を生成する毎に、前記受信したサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれているメッシュ位置(Mnp)及び粗密レベル(L)に対応する前記格子を検索し、この格子に前記受信したサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれている点群データ(RPj)の前記識別子(Pj)を書き込むことで前記端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)を新たに生成する手段と
    を有することを特徴とするサーバ/クライアント型の点群データ表示システム。
  7. 前記端末側点群データ管理部の(E1)手段は、
    記表示制御部からの前記メッシュレイヤ(MN)毎の粗密レベル毎領域(Fq)の前記抽出パラメータ(Rn)を受信する毎に、前記端末側記憶手段からメッシュ幅(mdk)が大きいメッシュレイヤ(MN)の前記端末側レイヤ識別情報(MAm)から順に検索することを特徴とする
    請求項6記載のサーバ/クライアント型の点群データ表示システム。
  8. 前記サーバは、
    サーバ側記憶手段と、サーバ側点群データ配信部とを備え、
    前記サーバ側記憶手段は、
    前記メッシュ幅(mdk)を段階的に大きくした複数のメッシュレイヤ(MN)が定義され、これらのメッシュレイヤ(MN)のメッシュ(n)に前記メッシュ幅(mdk)に応じて間引いた数の前記点群データ(RPj)が格納されており、この点群データ(RPj)にメッシュ位置(Mnp)と、ディスプレイに表示する前記点群データ(RPj)の割合を示す複数種の粗密レベル(L)と、この粗密レベル(L)に対応する前記メッシュ幅(mdk)と、前記複数のメッシュレイヤ(MN)同士を重ねるための基準点座標とを含むフォーマット構造のサーバ側レイヤ元識別情報(SMAm)が記憶され、さらに、
    前記メッシュレイヤ(MN)に対応して設けられ、それぞれが対応するメッシュレイヤ(MN)のメッシュ幅(mdk)に基づいたメッシュ位置(Mnp)のx座標、Y座標のマトリックス構造にされて、この格子に前記点群データ(RPj)の識別子(Pj)が書き込まれたサーバ側メッシュレイヤ毎元点群有無情報(MPj)を記憶し、
    前記サーバ側点群データ配信部は、
    (G1).前記クライアント端末から前記メッシュレイヤ(MN)毎の粗密レベル毎領域(Fq)の前記抽出パラメータ(Rn)を受信する毎に、前記サーバ側記憶手段の前記サーバ側レイヤ元識別情報(SMAm)を検索する手段と、
    (G2).前記検索されたサーバ側レイヤ元識別情報(SMAm)に対応する前記サーバ側メッシュレイヤ毎元点群有無情報(MPj)の前記格子に前記識別子(Pj)が存在するかどうかを判定する手段と、
    (G3).前記(G2)手段で前記識別子(Pj)が存在すると判定された場合は、前記(G1)手段で検索されたサーバ側レイヤ元識別情報(SMAm)に含まれている前記点群データ(RPj)に前記受信した抽出パラメータ(Rn)の前記粗密レベル(L)と前記メッシュ位置(Mnp)とを付加して前記サーバ側抽出点群データ(SCHn)として前記クライアント端末の前記端末側点群データ管理部に前記データ通信網を介して返信する手段と
    を有することを特徴とする請求項6記載のサーバ/クライアント型の点群データ表示システム。
  9. 前記(G1)手段の前記サーバ側レイヤ元識別情報(SMAm)を検索は、メッシュ幅(mdk)が大きい順に検索することを特徴とする請求項8記載のサーバ/クライアント型の点群データ表示システム。
  10. 移動体にレーザスキャナを搭載し、前記移動体を移動させながら地物にレーザを照射して得た点群データ(RPj)を端末側記憶手段に記憶し、端末側情報入力部からのカメラパラメータ(αp)に基づく表示要求に従った点群データ(RPj)を前記端末側記憶手段から読み出してプロセス間通信で返信して表示させる点群データ表示プログラムであって、
    メッシュ幅(mdk)を段階的に大きくした複数のメッシュレイヤ(MN)が定義され、これらのメッシュレイヤ(MN)のメッシュ(n)に前記メッシュ幅(mdk)に応じて間引いた数の前記点群データ(RPj)が格納されており、この点群データ(RPj)にメッシュ位置(Mnp)と、ディスプレイに表示する前記点群データ(RPj)の割合を示す複数種類の粗密レベル(L)と、この粗密レベル(L)に対応する前記メッシュ幅(mdk)と、前記複数のメッシュレイヤ(MN)同士を重ねるための基準点座標とを含むフォーマット構造の端末側レイヤ識別情報(MAm)が記憶された前記端末側記憶手段を用意し、
    コンピュータに、
    (A1).前記端末側情報入力部からのカメラパラメータ(αp)が入力される毎に、このカメラパラメータ(αp)に基づいて三次元座標系に注視点を定義する手段、
    (A2).前記注視点からそれぞれの前記粗密レベル(L)に対応するそれぞれの距離を前記三次元座標系に定義し、これらの距離毎に、距離に対応する粗密レベル毎領域(Fq)を前記三次元座標系に定義する手段、
    (A3).前記それぞれの粗密レベル毎領域(Fq)内におけるそれぞれの全てのメッシュ位置(Mnp)を、その粗密レベル毎領域(Fq)の前記端末側レイヤ識別情報(MAm)の前記基準点座標及びメッシュ幅(mdk)に基づいて求め、この粗密レベル毎領域(Fq)のメッシュ位置(Mnp)とその粗密レベル(L)との組みを、前記表示要求を示す抽出パラメータ(Rn)として送出する手段、
    (A4).返信される端末側抽出点群データ(CHn)をディスプレイに3次元CG表示する手段、
    (B1).前記メッシュレイヤ(MN)毎の粗密レベル毎領域(Fq)の前記抽出パラメータ(Rn)を受信する毎に、前記端末側記憶手段の前記端末側レイヤ識別情報(MAm)を検索する手段、
    (B2).前記検索された前記端末側レイヤ識別情報(MAm)に含まれている前記点群データ(RPj)を前記端末側抽出点群データ(CHn)として順次返信する手段
    としての機能を実行させるためのサーバ/クライアント型の点群データ表示システムのサーバ側の点群データ表示プログラム。
  11. 前記端末側記憶手段は、
    前記メッシュレイヤ(MN)に対応して設けられ、それぞれが対応するメッシュレイヤ(MN)のメッシュ幅(mdk)に基づいたメッシュ位置(Mnp)のx座標、Y座標のマトリックス構造にされて、この格子に前記点群データ(RPj)の識別子(Pj)が書き込まれた端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)を記憶し、
    前記コンピュータに、
    (B3).前記検索された端末側レイヤ識別情報(MAm)のメッシュレイヤ(MN)に対応する前記端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)に前記識別子(Pj)が含まれているかどうかを判定する手段、
    (B4).前記端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)に前記識別子(Pj)が含まれている場合は、この端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)に対応する前記端末側レイヤ識別情報(MAm)に含まれている前記点群データ(RPj)を前記端末側抽出点群データ(CHn)として返信する手段
    としての機能を実行させるための請求項10記載のサーバ/クライアント型の点群データ表示システムのサーバ側の点群データ表示プログラム。
  12. 移動体にレーザスキャナを搭載し、前記移動体を移動させながら地物にレーザを照射して得た点群データ(RPj)を記憶したサーバとクライアント端末とをデータ通信網に接続して、サーバから前記点群データ(RPj)をクライアント端末に前記データ通信網を介して送信するサーバ/クライアント型の点群データ表示システムの点群データ表示プログラムであって、
    前記サーバは、
    メッシュ幅(mdk)を段階的に大きくした複数のメッシュレイヤ(MN)が定義され、これらのメッシュレイヤ(MN)のメッシュ(n)に前記メッシュ幅(mdk)に応じて間引いた数の前記点群データ(RPj)が格納されており、この点群データ(RPj)にメッシュ位置(Mnp)と、ディスプレイに表示する前記点群データ(RPj)の割合を示す複数種の粗密レベル(L)と、この粗密レベル(L)に対応する前記メッシュ幅(mdk)と、前記複数のメッシュレイヤ(MN)同士を重ねるための基準点座標とを含むフォーマット構造のサーバ側レイヤ元識別情報(SMAm)が記憶され、さらに、
    前記メッシュレイヤ(MN)に対応して設けられ、それぞれが対応するメッシュレイヤ(MN)のメッシュ幅(mdk)に基づいたメッシュ位置(Mnp)のx座標、Y座標のマトリックス構造にされて、この格子に前記点群データ(RPj)の識別子(Pj)が書き込まれたサーバ側メッシュレイヤ毎元点群有無情報(MPj)を記憶したサーバ側記憶手段を用意し、
    コンピュータに、
    (G1).前記クライアント端末から前記メッシュレイヤ(MN)毎の粗密レベル毎領域(Fq)の抽出パラメータ(Rn)を受信する毎に、前記サーバ側記憶手段の前記サーバ側レイヤ元識別情報(SMAm)を検索する手段、
    (G2).前記検索されたサーバ側レイヤ元識別情報(SMAm)に対応する前記サーバ側メッシュレイヤ毎元点群有無情報(MPj)の前記格子に前記識別子(Pj)が存在するかどうかを判定する手段、
    (G3).前記(G2)手段で前記識別子(Pj)が存在すると判定された場合は、前記(G1)手段で検索されたサーバ側レイヤ元識別情報(SMAm)に含まれている前記点群データ(RPj)に前記受信した抽出パラメータ(Rn)の前記粗密レベル(L)と前記メッシュ位置(Mnp)とを付加してサーバ側抽出点群データ(SCHn)として前記クライアント端末に前記データ通信網を介して返信する手段
    としての機能を実行させるためのサーバ/クライアント型の点群データ表示システムのサーバ側の点群データ表示プログラム。
  13. 前記クライアント端末は、
    メッシュ幅(mdk)を段階的に大きくした複数のメッシュレイヤ(MN)が定義され、これらのメッシュレイヤ(MN)のメッシュ(n)に前記メッシュ幅(mdk)に応じて間引いた数の前記点群データ(RPj)が格納されており、この点群データ(RPj)にメッシュ位置(Mnp)と、ディスプレイに表示する前記点群データ(RPj)の割合を示す粗密レベル(L)と、この粗密レベル(L)に対応する前記メッシュ幅(mdk)と、前記複数のメッシュレイヤ(MN)同士を重ねるための基準点座標とを含むフォーマット構造の端末側レイヤ識別情報(MAm)が記憶され、さらに、
    前記メッシュレイヤ(MN)に対応して設けられ、それぞれが対応するメッシュレイヤ(MN)のメッシュ幅(mdk)に基づいたメッシュ位置(Mnp)のx座標、Y座標のマトリックス構造にされて、この格子に前記点群データ(RPj)の識別子(Pj)が書き込まれた端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)を記憶した端末側記憶手段を用意し、
    コンピュータに、
    (D1).端末側情報入力部からのカメラパラメータ(αp)が入力される毎に、このカメラパラメータ(αp)に基づいて三次元座標系に注視点を定義する手段、
    (D2).前記注視点からそれぞれの前記粗密レベル(L)に対応するそれぞれの距離を前記三次元座標系に定義し、これらの距離毎に、距離に対応する粗密レベル毎領域(Fq)を前記三次元座標系に定義する手段、
    (D3).前記それぞれの粗密レベル毎領域(Fq)内におけるそれぞれの全てのメッシュ位置(Mnp)を、その粗密レベル毎領域(Fq)の前記端末側レイヤ識別情報(MAm)の前記基準点座標及びメッシュ幅(mdk)に基づいて求め、この粗密レベル毎領域(Fq)のメッシュ位置(Mnp)とその粗密レベル(L)との組みを、表示要求を示す抽出パラメータ(Rn)として送出する手段、
    (D4).返信される端末側抽出点群データ(CHn)を前記ディスプレイに3次元CG表示する手段、
    (E1).前記抽出パラメータ(Rn)を受信する毎に、前記端末側記憶手段からこの抽出パラメータ(Rn)に含まれている前記粗密レベル(L)を有する前記端末側レイヤ識別情報(MAm)を検索する手段、
    (E2).前記検索された前記端末側レイヤ識別情報(MAm)に含まれている前記点群データ(RPj)を前記端末側抽出点群データ(CHn)として順次返信する手段、
    (E3).前記検索された端末側レイヤ識別情報(MAm)のメッシュレイヤ(MN)に対応する前記端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)を検索する手段、
    (E4).前記端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)に前記識別子(Pj)が含まれている場合は、この端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)に対応する前記端末側レイヤ識別情報(MAm)に含まれている前記点群データ(RPj)を前記端末側抽出点群データ(CHn)として前記返信する手段、
    (E5).前記識別子(Pj)が存在しないと判断された場合は、前記受信した抽出パラメータ(Rn)を前記データ通信網によって前記サーバに送信する手段、
    (E6).前記サーバから前記抽出パラメータ(Rn)に対するサーバ側抽出点群データ(SCHn)を受信した場合は、このサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれている前記点群データ(RPj)を前記端末側抽出点群データ(CHn)として出力する手段、
    (E7).(E6)手段で前記サーバ側抽出点群データ(SCHn)を受信する毎に、このサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれている粗密レベル(L)のメッシュレイヤ(MN)を前記端末側記憶手段23から検索して、前記サーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれているメッシュ位置(Mnp)に該当するメッシュ(n)にこのサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれている点群データ(RPj)を関連付けて前記端末側記憶手段に新たに前記端末側レイヤ識別情報(MAm)を生成する手段、
    (E8).前記(E7)手段で前記新たに端末側レイヤ識別情報(MAm)を生成する毎に、前記受信したサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれているメッシュ位置(Mnp)及び粗密レベル(L)に対応する前記格子を検索し、この格子に前記受信したサーバ側抽出点群データ(SCHn)に含まれている点群データ(RPj)の前記識別子(Pj)を書き込むことで前記端末側レイヤ毎点群有無情報(AMPj)を新たに生成する手段
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