JP6349377B2 - メッシュ作成装置、メッシュ作成方法およびメッシュ作成プログラム - Google Patents
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領域作成部は、座標点群を構成する複数の座標点のそれぞれを選択し、選択した座標点を対象点として、対象点と、対象点の付近に位置する少なくとも2つの座標点とを内部に含むメッシュ作成領域を作成するように構成される。
領域設定部は、座標点群を構成する複数の座標点のそれぞれを選択し、選択した座標点を対象点として、対象点を含むベクトル算出領域を設定するように構成される。表面判断部は、ベクトル算出領域に含まれる複数の座標点が表面を表していることを示す予め設定された表面判断条件が成立しているか否かを判断するように構成される。拡張部は、表面判断条件が成立していないと表面判断部が判断した場合に、ベクトル算出領域を拡張するように構成される。固有ベクトル算出部は、表面判断条件が成立していると表面判断部が判断した場合に、ベクトル算出領域に含まれる複数の座標点のデータから、少なくとも3つの固有ベクトルを算出し、少なくとも3つの固有ベクトルの中から、3番目に長い固有ベクトルを、対象点の法線ベクトルとして設定するように構成される。
領域作成手順は、座標点群を構成する複数の座標点のそれぞれを選択し、選択した座標点を対象点として、対象点と、対象点の付近に位置する少なくとも2つの座標点とを内部に含むメッシュ作成領域を作成する。
本実施形態のメッシュ作成装置1は、図1に示すように、表示部11と、操作入力部12と、データ記憶部13と、データ入出力部14と、制御部15とを備える。
操作入力部12は、図示しないキーボードおよびマウスを介して使用者が行った入力操作を特定するための入力操作情報を出力する。
データ入出力部14は、有線または無線で接続された外部機器との間でデータの入出力を行う。
固有値λ1,λ2,λ3は、それぞれに対応する固有ベクトルの方向についての偏り度合いを表している。一般的には、これら3つの固有値を正規化することにより、それぞれの方向の偏り度合いを評価する。これを寄与率という。しかし、本実施形態では、最小の固有値を評価に用いず、その他の2つの固有値を正規化した値により偏り度合いを評価する。これは、表面の特徴を十分に表しているか否かの判定には、厚み方向の偏りの情報は不要であるためである。
そしてS280に移行すると、ベクトル算出領域を拡張し、S230に移行する。具体的には、現時点におけるベクトル算出領域の2倍の半径を有する球状の領域を新たなベクトル算出領域として設定する。
交差メッシュ除外処理が実行されると、制御部15は、図10に示すように、まずS810にて、S430の局所メッシュ抽出処理で登録された形状表面メッシュの中から、対象メッシュと隣接メッシュを除いて、S710で未だ選択されていない形状表面メッシュを1つ選択する。対象メッシュとは、S710で選択された形状表面メッシュである。隣接メッシュとは、S720で選択された形状表面メッシュである。以下、S810で選択された形状表面メッシュを除外候補メッシュともいう。
エッジ調整処理が実行されると、制御部15は、図12に示すように、まずS910にて、S710で選択された対象メッシュと、S720で選択された隣接メッシュとで共有する辺の端点における法線ベクトルの角度差d0を算出する。さらにS920にて、S710で選択された対象メッシュと、S720で選択された隣接メッシュとで共有していない2つの頂点における法線ベクトルの角度差d1を算出する。
そしてエッジ調整処理が終了すると、図8に示すように、S750にて、S710で選択された対象メッシュに隣接する形状表面メッシュが隣接メッシュとして全て選択されたか否かを判断する。ここで、全ての隣接メッシュが選択されていない場合には、S720に移行する。一方、全ての隣接メッシュが選択された場合には、S760にて、S430の局所メッシュ抽出処理で登録された形状表面メッシュが対象メッシュとして全て選択されたか否かを判断する。ここで、全ての形状表面メッシュが選択されていない場合には、S710に移行する。一方、全ての形状表面メッシュが選択された場合には、形状表面メッシュ調整処理を終了する。
そして三次元形状表面メッシュ作成処理が終了すると、図2に示すように、S60にて、S50で形状表面メッシュとして登録されたメッシュのデータをデータ記憶部13に記憶し、メッシュ作成処理を終了する。
メッシュ作成装置1は、座標点群を構成する複数の座標点のそれぞれを選択し、選択した座標点を対象点として、対象点と、対象点の付近に位置する少なくとも2つの座標点とを内部に含む特徴領域を作成する。
メッシュ作成装置1は、射影点を頂点とする三角形状のメッシュの頂点の繋がりを、座標点と対応付けることにより、座標点を頂点とする三角形状の三角形メッシュを作成する。
例えば上記実施形態では、対象道路とその周辺の座標点群データからメッシュを作成するものを示したが、座標点群データは、道路の形状を示すものに限定されない。例えば建築物のように、座標点群データにより形状を表すことができるものであればよい。そして、メッシュ作成装置1が作成したメッシュは、地物認識、土量計算および応力計算を行ったり、メッシュに沿って線を作成したりするために利用することができる。
Claims (7)
- 座標点群のデータからメッシュを作成するメッシュ作成装置であって、
前記座標点群は、三次元座標で表される座標点の集合により少なくとも1つの対象物における表面の三次元形状を示し、
前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれについて、前記座標点の位置における前記表面の法線ベクトルを算出するように構成された法線ベクトル算出部と、
前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれを選択し、選択した前記座標点を対象点として、前記対象点と、前記対象点の付近に位置する少なくとも2つの前記座標点とを内部に含むメッシュ作成領域を作成するように構成された領域作成部と、
前記領域作成部により作成された複数の前記メッシュ作成領域のそれぞれについて、前記メッシュ作成領域に含まれる前記対象点の前記法線ベクトルに直交する射影平面へ、前記メッシュ作成領域に含まれる前記対象点および前記座標点を射影することにより、前記対象点および前記座標点が前記射影平面上に射影された射影点を形成するように構成された射影部と、
前記領域作成部により作成された複数の前記メッシュ作成領域のそれぞれについて、前記射影部により形成された前記射影点を頂点とする三角形状の第1メッシュを作成するように構成された第1メッシュ作成部と、
前記第1メッシュ作成部により作成された前記第1メッシュの頂点の繋がりを、前記座標点と対応付けることにより、前記座標点を頂点とする三角形状の第2メッシュを作成するように構成された第2メッシュ作成部と
を備え、
前記法線ベクトル算出部は、
前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれを選択し、選択した前記座標点を対象点として、前記対象点を含むベクトル算出領域を設定するように構成された領域設定部と、
前記ベクトル算出領域に含まれる複数の前記座標点が前記表面を表していることを示す予め設定された表面判断条件が成立しているか否かを判断するように構成された表面判断部と、
前記表面判断条件が成立していないと前記表面判断部が判断した場合に、前記ベクトル算出領域を拡張するように構成された拡張部と、
前記表面判断条件が成立していると前記表面判断部が判断した場合に、前記ベクトル算出領域に含まれる複数の前記座標点のデータから、少なくとも3つの固有ベクトルを算出し、少なくとも3つの前記固有ベクトルの中から、3番目に長い前記固有ベクトルを、前記対象点の前記法線ベクトルとして設定するように構成された固有ベクトル算出部と
を備えるメッシュ作成装置。 - 請求項1に記載のメッシュ作成装置であって、
前記表面判断条件は、少なくとも3つの前記固有ベクトルのうち、1番目に長い前記固有ベクトルを第1固有ベクトルとし、2番目に長い前記固有ベクトルを第2固有ベクトルとして、前記第1固有ベクトルの固有値と、前記第2固有ベクトルの固有値とを用いて設定されるメッシュ作成装置。 - 請求項1または請求項2に記載のメッシュ作成装置であって、
前記領域作成部により作成された複数の前記メッシュ作成領域のそれぞれについて、前記第2メッシュ作成部により作成された前記第2メッシュのうち、前記第2メッシュを構成する3つの頂点のうち1つの頂点が前記対象点である前記第2メッシュを対象メッシュとして、前記対象メッシュ以外の前記第2メッシュを除外するように構成された対象点除外部を備えるメッシュ作成装置。 - 請求項3に記載のメッシュ作成装置であって、
前記領域作成部により作成された複数の前記メッシュ作成領域のそれぞれについて、前記第2メッシュ作成部により作成された前記第2メッシュのうち、三角形状である前記対象メッシュの三辺のうちの一辺を前記対象メッシュと共有している前記第2メッシュを隣接メッシュとして、前記対象メッシュと前記隣接メッシュの両方に対して辺を共有している前記第2メッシュを交差メッシュとして除外するように構成された交差除外部を備えるメッシュ作成装置。 - 請求項4に記載のメッシュ作成装置であって、
前記領域作成部により作成された複数の前記メッシュ作成領域のそれぞれについて、前記対象メッシュと前記隣接メッシュとで共有されている辺を隣接共有辺として、前記隣接共有辺の端部を構成する2つの頂点における前記法線ベクトルの第1角度差が、前記対象メッシュと前記隣接メッシュとで共有されていない2つの頂点における前記法線ベクトルの第2角度差より大きいか否かを判断するように構成された角度差判断部と、
前記第1角度差が前記第2角度差より大きいと前記角度差判断部が判断した場合に、前記対象メッシュと前記隣接メッシュを構成する4つの頂点について、前記対象メッシュと前記隣接メッシュとで共有されていない2つの頂点を端部とする辺を共有するとともに、前記隣接共有辺を構成する2つの頂点が共有されないようにして前記第2メッシュを変更するように構成された変更部と
を備えるメッシュ作成装置。 - 座標点群のデータからメッシュを作成するメッシュ作成方法であって、
前記座標点群は、三次元座標で表される座標点の集合により少なくとも1つの対象物における表面の三次元形状を示し、
コンピュータが、前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれについて、前記座標点の位置における前記表面の法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出手順と、
コンピュータが、前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれを選択し、選択した前記座標点を対象点として、前記対象点と、前記対象点の付近に位置する少なくとも2つの前記座標点とを内部に含むメッシュ作成領域を作成する領域作成手順と、
コンピュータが、前記領域作成手順により作成された複数の前記メッシュ作成領域のそれぞれについて、前記メッシュ作成領域に含まれる前記対象点の前記法線ベクトルに直交する射影平面へ、前記メッシュ作成領域に含まれる前記対象点および前記座標点を射影することにより、前記対象点および前記座標点が前記射影平面上に射影された射影点を形成する射影手順と、
コンピュータが、前記領域作成手順により作成された複数の前記メッシュ作成領域のそれぞれについて、前記射影手順により形成された前記射影点を頂点とする三角形状の第1メッシュを作成する第1メッシュ作成手順と、
コンピュータが、前記第1メッシュ作成手順により作成された前記第1メッシュの頂点の繋がりを、前記座標点と対応付けることにより、前記座標点を頂点とする三角形状の第2メッシュを作成する第2メッシュ作成手順と
を備え、
前記法線ベクトル算出手順は、
コンピュータが、前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれを選択し、選択した前記座標点を対象点として、前記対象点を含むベクトル算出領域を設定する領域設定手順と、
コンピュータが、前記ベクトル算出領域に含まれる複数の前記座標点が前記表面を表していることを示す予め設定された表面判断条件が成立しているか否かを判断する表面判断手順と、
コンピュータが、前記表面判断条件が成立していないと前記表面判断手順が判断した場合に、前記ベクトル算出領域を拡張する拡張手順と、
コンピュータが、前記表面判断条件が成立していると前記表面判断手順が判断した場合に、前記ベクトル算出領域に含まれる複数の前記座標点のデータから、少なくとも3つの固有ベクトルを算出し、少なくとも3つの前記固有ベクトルの中から、3番目に長い前記固有ベクトルを、前記対象点の前記法線ベクトルとして設定するように構成された固有ベクトル算出手順と
を備えるメッシュ作成方法。 - 三次元座標で表される座標点の集合により少なくとも1つの対象物における表面の三次元形状を示す座標点群のデータからメッシュを作成するために、コンピュータを、
前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれについて、前記座標点の位置における前記表面の法線ベクトルを算出するように構成され、前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれを選択し、選択した前記座標点を対象点として、前記対象点を含むベクトル算出領域を設定するように構成された領域設定部と、前記ベクトル算出領域に含まれる複数の前記座標点が前記表面を表していることを示す予め設定された表面判断条件が成立しているか否かを判断するように構成された表面判断部と、前記表面判断条件が成立していないと前記表面判断部が判断した場合に、前記ベクトル算出領域を拡張するように構成された拡張部と、前記表面判断条件が成立していると前記表面判断部が判断した場合に、前記ベクトル算出領域に含まれる複数の前記座標点のデータから、少なくとも3つの固有ベクトルを算出し、少なくとも3つの前記固有ベクトルの中から、3番目に長い前記固有ベクトルを、前記対象点の前記法線ベクトルとして設定するように構成された固有ベクトル算出部とを備える法線ベクトル算出部、
前記座標点群を構成する複数の前記座標点のそれぞれを選択し、選択した前記座標点を対象点として、前記対象点と、前記対象点の付近に位置する少なくとも2つの前記座標点とを内部に含むメッシュ作成領域を作成するように構成された領域作成部、
前記領域作成部により作成された複数の前記メッシュ作成領域のそれぞれについて、前記メッシュ作成領域に含まれる前記対象点の前記法線ベクトルに直交する射影平面へ、前記メッシュ作成領域に含まれる前記対象点および前記座標点を射影することにより、前記対象点および前記座標点が前記射影平面上に射影された射影点を形成するように構成された射影部、
前記領域作成部により作成された複数の前記メッシュ作成領域のそれぞれについて、前記射影部により形成された前記射影点を頂点とする三角形状の第1メッシュを作成するように構成された第1メッシュ作成部、及び、
前記第1メッシュ作成部により作成された前記第1メッシュの頂点の繋がりを、前記座標点と対応付けることにより、前記座標点を頂点とする三角形状の第2メッシュを作成するように構成された第2メッシュ作成部
として機能させるためのメッシュ作成プログラム。
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