JP6535779B1 - Measuring machine arrangement position determining device, measuring machine arrangement position determining method and program - Google Patents

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Abstract

【課題】計測機配置位置を決定する処理時間を短くし、また、広い範囲の計測が可能な、より少ない個数の計測機配置位置を決定する。【解決手段】計測機配置位置決定装置は、SfMにより生成された被計測物等のベースモデルに含まれる複数の面分のうち、候補位置から被計測物を見たときに可視であり、かつ指定された計測部分に対応する面分を選択面分として選択する面分選択処理(S7)と、決定された複数の候補位置のうち、計測される選択面分の個数が最大となる1つ以上の候補位置を数理計画法を用いて算出し、当該算出した候補位置を計測機配置位置として決定する配置位置決定処理(S8)等を行い、面分選択処理では、候補位置から見たベースモデルの展開画像に基づいて、候補位置から被計測物を見たときに可視である面分を特定する。【選択図】図2To reduce the processing time for determining the placement positions of measuring instruments, and to determine the number of placement positions for measuring instruments that can be measured over a wide range. According to one embodiment, a measuring apparatus placement position determining apparatus is visible when a measured object is viewed from a candidate position among a plurality of planes included in a base model such as a measured object generated by SfM, and A surface selection process (S7) for selecting the surface corresponding to the designated measurement part as the selected surface, and one of the plurality of determined candidate positions for which the number of the selected surface to be measured is the largest The above-mentioned candidate position is calculated using mathematical programming, and the arrangement position determination processing (S8) and the like to determine the calculated candidate position as a measuring machine arrangement position is performed. Based on the developed image of the model, a surface that is visible when the object to be measured is viewed from the candidate position is identified. [Selected figure] Figure 2

Description

本発明は、例えばレーザースキャナ等の計測機により被計測物の計測を行うに当たり、被計測物の周囲において計測機を配置する位置を決定する計測機配置位置決定装置、計測機配置位置決定方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to a measuring instrument placement position determining apparatus, a measuring instrument placement position determining method, and a measuring instrument placement position determination apparatus for determining a position where the measuring instrument is disposed around the measurement subject when measuring the measurement subject by a measuring instrument such as a laser scanner. About the program.

空調、給排水、電気通信等の設備や機械、建築物等の設計または施工において、このような設備や機械、建築物等の三次元モデルを活用することにより作業効率を高めることができる。例えば、空調設備の改修工事を行うに当たり、既存設備の三次元モデルを活用することにより、既存設備の現況を容易かつ正確に把握することができ、施工計画の立案や交換部品の設計、発注等を効率良く行うことができる。   Working efficiency can be improved by utilizing such three-dimensional models of facilities, machines, buildings, etc. in designing or constructing facilities, machines, buildings, etc., such as air conditioning, water supply and drainage, telecommunications, etc. For example, when performing the repair work of the air conditioning equipment, by utilizing the three-dimensional model of the existing equipment, it is possible to grasp the current state of the existing equipment easily and accurately, and the planning of the construction plan, the design of replacement parts, ordering etc. Can be done efficiently.

三次元モデルの生成には、高い計測精度を有し、地上に設置して被計測物の三次元計測を行うことができる三次元計測機が用いられる。具体的には、三次元モデルの生成には、地上型の三次元レーザースキャナが用いられる。三次元モデルを生成するためには、被計測物を様々な角度から計測(スキャン)する必要がある。そのため、設備等の三次元モデルを生成する際には、設備等の周囲に計測機を配置する位置(計測機配置位置)を複数決定し、決定した複数の計測機配置位置のうちの1つの計測機配置位置に計測機を配置して設備等を計測し、その後、決定した複数の計測機配置位置のうちの別の計測機配置位置に計測機を配置して設備等を計測するといった作業を繰り返す。設備等の三次元モデルは、このようにして各計測機配置位置で得られた計測データを合成することにより生成される。   For generation of a three-dimensional model, a three-dimensional measuring machine which has high measurement accuracy and can be installed on the ground and can perform three-dimensional measurement of an object to be measured is used. Specifically, a ground-based three-dimensional laser scanner is used to generate a three-dimensional model. In order to generate a three-dimensional model, it is necessary to measure (scan) an object to be measured from various angles. Therefore, when generating a three-dimensional model of equipment and the like, a plurality of positions (measuring machine arranging positions) at which the measuring machines are arranged around the equipment and the like are determined, and one of the determined measuring machine arranging positions is determined. An operation of arranging a measuring machine at a measuring machine arrangement position and measuring equipment etc. Thereafter, arranging a measuring machine at another measuring machine arrangement position among a plurality of determined measuring machine arrangement positions and measuring the equipment etc. repeat. A three-dimensional model such as equipment is generated by combining measurement data obtained at each measuring machine arrangement position in this manner.

従来、計測機配置位置の決定は、作業者が、計測の事前に設備等の図面を目視により観察し、あるいは計測の現場で実際の設備等を目視により観察することにより行われている。設備は、複雑な形状を有する多数の部品が密に組み合わさった立体構造物である。それゆえ、設備の周囲のある一箇所から当該設備を見た場合、設備の奥側の部分が手前側の部分に隠れて観察することができない状態(オクルージョン)が多数発生する。作業者は、このような設備の奥側の部分にも計測機からのレーザー光が届き、当該部分の計測が漏れなく行われるように、複数の異なる計測機配置位置を決定する。   Conventionally, the determination of the arrangement position of the measuring instrument is performed by the operator visually observing the drawing of the facility or the like by visual observation in advance of the measurement, or visually observing the actual facility or the like at the measurement site. The equipment is a three-dimensional structure in which many parts having complex shapes are closely combined. Therefore, when the facility is viewed from a certain place around the facility, a large number of states (occlusions) can occur where the far side of the facility is hidden behind the near side. The operator determines a plurality of different measuring machine arrangement positions so that the laser beam from the measuring machine also reaches the far side of such equipment and the measurement of the relevant area is performed without any leak.

この計測機配置位置の決定作業は容易でなく、この作業を迅速または効率良くに行うためには多くのスキルと経験を要する。作業者のスキルや経験が十分でない場合、計測作業や三次元モデル生成作業の効率が悪化することがある。例えば、計測機配置位置が足りない場合には、一度の計測作業で十分な計測データが得られず、その結果、計測作業を再度行わなければならなくなり、計測作業の効率が悪化することがある。また、計測機配置位置が過多である場合には、計測により得られる計測データの量が膨大となり、その結果、三次元モデルの生成処理の時間が長くなり、三次元モデル生成作業の効率が悪化することがある。   The task of determining the placement position of the measuring instrument is not easy, and it takes a lot of skill and experience to perform this task quickly or efficiently. If the skills and experience of the workers are not sufficient, the efficiency of measurement work and 3D model generation work may deteriorate. For example, when the measuring instrument arrangement position is insufficient, sufficient measurement data can not be obtained by one measurement operation, and as a result, the measurement operation has to be performed again, and the efficiency of the measurement operation may be deteriorated. . In addition, when the measuring instrument arrangement position is excessive, the amount of measurement data obtained by the measurement becomes enormous, and as a result, the time for generation processing of the three-dimensional model becomes long, and the efficiency of the three-dimensional model generation operation deteriorates. There is something to do.

このような従来の状況に鑑み、本出願の発明者は、計測機により設備等を計測する前に、設備等のSfM(Structure from Motion)モデルを生成し、このSfMモデルをもとに計測機配置位置をほぼ自動的に決定する計測機の最適配置計画手法を提案した(下記の非特許文献1を参照)。この手法の具体的な内容は次の通りである。まず、計測対象空間をカメラで撮影した写真群から計測対象のラフな3Dモデル(SfMモデル)を生成する。次に、計測対象空間をボクセルに分割し、分割したボクセルを空間占有状態により分類する。次に、各ボクセルの空間占有状態に基づき、計測機が配置可能な床面ボクセルを特定し、その床面ボクセルから所定の高さに位置するボクセルの集合を計測機配置候補ボクセル集合として決定する。次に、SfMモデル生成時のカメラ位置から視錐台を定義し、カメラ位置から視錐台内のボクセルに対し、光線追跡を実施し、所定の条件を充たす計測対象ボクセルを特定する。次に、計測機配置候補ボクセルから可観測であり、いくつかの制約条件を充たし、かつ計測可能な計測対象ボクセルの数が最大となる計測機位置集合を近似最適化手法である貪欲法を用いて推定する。この最適配置計画手法によれば、作業者が目視により観察して計測機配置位置を決定する方法と比較して、広い範囲の計測が可能な、より少ない個数の計測機配置位置を得ることができる。また、この最適配置計画手法によれば、スキルや経験が十分でない作業者でも計測機配置位置を容易に決定することができる。   In view of such a conventional situation, the inventor of the present application generates an SfM (Structure from Motion) model of equipment etc. before measuring the equipment etc. with a measuring machine, and measures the equipment based on this SfM model. We have proposed an optimal placement planning method for measuring machines that determines the placement position almost automatically (see Non-Patent Document 1 below). The specific contents of this method are as follows. First, a rough 3D model (SfM model) to be measured is generated from a group of photographs obtained by photographing the space to be measured with a camera. Next, the measurement target space is divided into voxels, and the divided voxels are classified according to the space occupancy state. Next, based on the space occupancy state of each voxel, the floor surface voxel that can be arranged by the measuring machine is specified, and the set of voxels located at a predetermined height from the floor surface voxel is determined as the measuring machine position candidate voxel set . Next, a view frustum is defined from the camera position at the time of SfM model generation, ray tracing is performed on voxels in the view frustum from the camera position, and a measurement target voxel satisfying a predetermined condition is specified. Next, using the greedy method, which is an approximation optimization method, is a set of measuring machine positions that are observable from measuring machine placement candidate voxels, satisfy some constraints, and maximize the number of measurement target voxels. Estimate. According to this optimal arrangement planning method, it is possible to obtain a smaller number of measuring machine arranging positions capable of measuring a wide range as compared with a method in which the operator visually observes and determines the measuring machine arranging position it can. In addition, according to this optimal layout planning method, even if the worker has insufficient skills or experience, the measuring machine placement position can be easily determined.

脇坂 英佑、外2名、「難計測部をもつ空調設備as−built3次元モデル構築のための最適スキャナ配置計画(第2報)」、2017年度精密工学会春季大会学術講演会論文集、2017年、H07、p.553−554Wakasaka Hideki, 2 others, "Optimal scanner layout plan for air-conditioning as-built 3D model construction with difficulty measurement department (second report), 2017 Proceedings of the Spring Conference of the Precision Engineering Society 2017" , H07, p. 553-554

ところで、上記非特許文献1に記載されているように、上述した計測機の最適配置計画手法を用いて計測機配置位置を決定する処理時間は例えば26.7分である。計測機配置位置を決定する処理時間をさらに短くし、計測機配置位置の決定作業の効率を向上させることが望ましい。   By the way, as it describes in the said nonpatent literature 1, the processing time which determines a measuring machine arrangement position using the optimal arrangement | positioning plan method of a measuring machine mentioned above is 26.7 minutes, for example. It is desirable to further shorten the processing time for determining the measuring machine arrangement position and to improve the efficiency of the measuring machine arrangement position determining operation.

また、上述した計測機の最適配置計画手法では、貪欲法を用いて計測機配置位置を決定している。このため、決定される計測機配置位置の個数(スキャン回数)が多くなる傾向がある。それゆえ、より少ない計測機配置位置で広い範囲を計測することができるようにし、三次元計測機を用いた設備等の計測作業の効率を向上させることが望ましい。   Further, in the above-described optimal arrangement planning method for measuring machines, the greedy method is used to determine the measuring machine arrangement position. For this reason, there is a tendency that the number (number of scans) of the meter arrangement positions to be determined tends to increase. Therefore, it is desirable to be able to measure a wide range with fewer measuring instrument disposition positions, and to improve the efficiency of the measuring operation of equipment using a three-dimensional measuring instrument.

そこで、本発明の第1の課題は、計測機配置位置を決定する処理時間を短くすることができる計測機配置位置決定装置、計測機配置位置決定方法およびプログラムを提供することにある。また、本発明の第2の課題は、広い範囲の計測が可能な、より少ない個数の計測機配置位置を決定することができる計測機配置位置決定装置、計測機配置位置決定方法およびプログラムを提供することにある。   Therefore, a first object of the present invention is to provide a measuring device placement position determining device, a measuring device placement position determining method, and a program capable of shortening the processing time for determining the measuring device placement position. The second object of the present invention is to provide a measuring device placement position determining device, measuring device placement position determining method and program capable of determining a smaller number of measuring device placement positions capable of measuring a wide range. It is to do.

上記課題を解決するために、本発明の計測機配置位置決定装置は、レーザー光を照射して三次元計測を行う計測機により被計測物の位置、形状またはその他の属性を計測するために、被計測物の周囲において計測機を配置する計測機配置位置を決定する計測機配置位置決定装置であって、カメラでその位置または方向を変えながら被計測物およびその周囲を撮影することにより得られた複数の画像を用いて生成され、複数の面分の集合により表現された被計測物およびその周囲の三次元モデルであるベースモデルを取得するベースモデル取得部と、ベースモデルにおける被計測物のうち計測機で計測する計測部分を指定する計測部分指定部と、ベースモデルにおける被計測物が置かれた床面において、計測機および計測機を支持する支持具を置くことができる複数の部分を認識し、当該認識した各部分に計測機および支持具を置いたときの計測機の計測基準位置を候補位置として決定する候補位置決定部と、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、候補位置から見たときに可視であり、かつ計測部分指定部により指定された計測部分に対応する面分を選択面分として選択する面分選択部と、候補位置決定部により決定された複数の候補位置のうち、計測される選択面分の個数が最大となる1つ以上の候補位置を数理計画法を用いて算出し、当該算出した候補位置を計測機配置位置として決定する配置位置決定部とを備え、面分選択部は、候補位置から見たベースモデルの展開画像を生成し、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、展開画像に描画されている面分を、候補位置から見たときに可視である面分として特定することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned subject, in order to measure a position, shape, or other attribute of a thing to be measured with a measuring machine which irradiates a laser beam and performs three-dimensional measurement, the measuring machine arrangement position determination device of the present invention A measuring instrument placement position determining apparatus for determining a measuring machine placement position for placing a measuring instrument around an object to be measured, which can be obtained by photographing an object to be measured and its surroundings while changing its position or direction with a camera. An object to be measured which is generated using a plurality of images and represented by a set of a plurality of surfaces and a base model which is a three-dimensional model of the periphery thereof; Among them, a measuring part designating unit for specifying a measuring part to be measured by a measuring machine, and a support for supporting the measuring machine and the measuring machine on a floor surface on which an object to be measured in the base model is placed. Candidate position determination unit that recognizes a plurality of possible parts and determines the measurement reference position of the measurement machine when the measurement machine and the support are placed in each of the recognized parts as a candidate position, and included in the base model Among the plurality of surface portions, a surface portion selecting portion that is visible when viewed from the candidate position and selects the surface portion corresponding to the measurement portion designated by the measurement portion designation portion as the selected surface portion, and the candidate position determination Of the plurality of candidate positions determined by the unit, one or more candidate positions at which the number of selected surface portions to be measured is the largest is calculated using mathematical programming, and the calculated candidate positions are arranged at the measuring machine arrangement positions And the surface selection unit generates a developed image of the base model viewed from the candidate position, and is drawn in the developed image among the plurality of surfaces included in the base model. A candidate position And identifies as a surface component which is the visible when viewed from.

本発明の計測機配置位置決定装置においては、候補位置から見たベースモデルの展開画像を生成し、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、展開画像に描画されている面分を、候補位置から見たときに可視である面分として特定する。これにより、計測機配置位置を決定する処理にかかる時間を短縮することができる。したがって、計測機配置位置の決定作業の効率を向上させることができる。   In the measuring device placement position determining apparatus of the present invention, a developed image of the base model viewed from the candidate position is generated, and among the plurality of surfaces included in the base model, the surface drawn in the developed image is a candidate Identify as a surface that is visible when viewed from the position. As a result, it is possible to shorten the time required for the process of determining the measuring instrument arrangement position. Therefore, it is possible to improve the efficiency of the determination work of the measuring machine arrangement position.

また、上記本発明の計測機配置位置決定装置において、面分選択部は、ベースモデルに含まれる複数の面分に当該面分ごとに固有の色情報を割り当てた後に、候補位置から見たベースモデルの展開画像を生成し、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、展開画像の各画素が有する色情報が割り当てられている面分を、候補位置から見て可視である面分として選択することとしてもよい。これにより、候補位置から見て可視である面分の特定を容易に行うことができる。また、候補位置から見て可視である面分を特定する処理にかかる時間を短くすることができる。   Further, in the measuring device placement position determining apparatus of the present invention, the surface selection unit assigns unique color information for each surface to a plurality of surfaces included in the base model, and then a base viewed from the candidate position. A developed image of the model is generated, and among the plurality of surfaces included in the base model, the surface to which the color information possessed by each pixel of the developed image is assigned is selected as the surface visible from the candidate position You may do it. Thereby, it is possible to easily identify the surface that is visible when viewed from the candidate position. In addition, it is possible to shorten the time required for the process of specifying the surface that is visible when viewed from the candidate position.

また、上記本発明の計測機配置位置決定装置において、配置位置決定部は、算出される候補位置の個数が、設定された上限値以下であり、かつ候補位置決定部により決定された複数の候補位置のうち、1つ以上の候補位置から計測される選択面分の個数が最大となる最適な候補位置を、数理計画法の一つである線形整数最適化問題の厳密解法を用いて算出し、当該算出した最適な候補位置を前記計測機配置位置として決定することとしてもよい。さらに、上記線形整数最適化問題の厳密解法として分枝限定法を選択してもよい。これにより、広い範囲の計測が可能な、より少ない個数の計測機配置位置を決定することができる。したがって、三次元計測機を用いた設備等の計測作業の効率を向上させることができる。   Further, in the measuring instrument placement position determination apparatus of the present invention, the placement position determination unit determines that the number of candidate positions to be calculated is equal to or less than the set upper limit, and a plurality of candidates determined by the candidate position determination unit. Of the positions, the optimal candidate position where the number of selected surface portions measured from one or more candidate positions is the largest is calculated using the exact solution method of the linear integer optimization problem which is one of mathematical programming methods. The calculated optimal candidate position may be determined as the measuring machine arrangement position. Furthermore, the branch and bound method may be selected as an exact solution method for the above linear integer optimization problem. This makes it possible to determine a smaller number of measuring machine placement positions that can measure a wide range. Therefore, it is possible to improve the efficiency of the measurement operation of equipment and the like using the three-dimensional measurement machine.

また、上記本発明の計測機配置位置決定装置において、計測部分指定部は、ベースモデルにおける被計測物のうち計測機で計測する計測部分に少なくとも高レベルまたは低レベルの重要度を指定し、面分選択部は、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、候補位置から見たときに可視であり、計測部分指定部により高レベルの重要度が指定された計測部分に対応し、かつ高レベル計測条件を充たす面分を高レベル選択面分として選択し、またはベースモデルに含まれる複数の面分のうち、候補位置から見たときに可視であり、計測部分指定部により低レベルの重要度が指定された計測部分に対応し、かつ低レベル計測条件を充たす面分を低レベル選択面分として選択し、配置位置決定部は、候補位置決定部により決定された複数の候補位置のうち、計測される高レベル選択面分の個数が最大となる1つ以上の候補位置を数理計画法を用いて算出し、当該算出した候補位置を高精度計測用の計測機配置位置として決定し、または候補位置決定部により決定された複数の候補位置のうち、計測される低レベル選択面分の個数が最大となる1つ以上の候補位置を数理計画法を用いて算出し、当該算出した候補位置を低精度計測用の計測機配置位置として決定し、高レベル計測条件は、計測機から照射されるレーザー光がベースモデルに含まれる面分に入射する入射角が第1の角度範囲であることを含み、低レベル計測条件は、計測機から照射されるレーザー光がベースモデルに含まれる面分に入射する入射角が第2の角度範囲であることを含み、第2の角度範囲は第1の角度範囲よりも大きいこととしてもよい。この構成により、被計測物において重要度の高い部分を高精度に計測することができる計測機配置位置と、被計測物において重要度の低い部分を、精度を落として迅速に計測することができる計測機配置位置とをそれぞれ決定することができる。これにより、要求される計測品質を維持しつつ、三次元計測の作業時間を短縮することができ、全体的に見て三次元計測作業の効率を向上させることができる。   Further, in the measuring apparatus placement position determining apparatus of the present invention, the measuring part specifying unit specifies at least high level or low level importance in a measuring part to be measured by the measuring machine in the object in the base model. Among the plurality of planes included in the base model, the minute selecting unit is visible when viewed from the candidate position, corresponds to the measuring unit for which the high level importance is specified by the measuring unit specifying unit, and is high The surface satisfying the level measurement condition is selected as the high level selected surface, or among the plurality of surfaces included in the base model, it is visible when viewed from the candidate position, and the measurement part specification unit determines low level importance An area corresponding to the measurement part for which the degree is specified and which satisfies the low level measurement condition is selected as the low level selection area, and the arrangement position determination unit determines the plurality of candidate positions determined by the candidate position determination unit. Among them, one or more candidate positions at which the number of high level selection surfaces to be measured is the largest is calculated using mathematical programming, and the calculated candidate positions are determined as the measuring machine arrangement positions for high accuracy measurement. Or, among the plurality of candidate positions determined by the candidate position determination unit, one or more candidate positions at which the number of measured low level selection surfaces is largest is calculated using mathematical programming, and the calculation The determined candidate position is determined as the measuring machine arrangement position for low accuracy measurement, and the high level measurement condition is such that the incident angle at which the laser light emitted from the measuring machine is incident on the surface included in the base model has a first angle range The low level measurement condition includes that the laser light emitted from the measurement device is incident on the surface portion included in the base model at a second angle range, and the second angle range is included. Is from the first angle range It may be greater. With this configuration, it is possible to quickly measure the measuring instrument arrangement position capable of accurately measuring a portion of high importance in the object to be measured and the portion of low importance in the object to be measured with reduced accuracy. The measuring machine arrangement positions can be determined respectively. As a result, while maintaining the required measurement quality, the working time of the three-dimensional measurement can be shortened, and the efficiency of the three-dimensional measuring operation can be improved overall.

また、上記本発明の計測機配置位置決定装置において、高レベル計測条件は、計測機とベースモデルに含まれる面分との間の距離が第1の距離範囲であることを含み、低レベル計測条件は、計測機とベースモデルに含まれる面分との間の距離が第2の距離範囲であることを含み、第2の距離範囲は第1の距離範囲よりも大きいこととしてもよい。この構成によっても、被計測物において重要度の高い部分を高精度に計測することができる計測機配置位置と、被計測物において重要度の低い部分を、精度を落として迅速に計測することができる計測機配置位置とをそれぞれ決定することができる。   Further, in the measuring device placement position determining apparatus of the present invention, the high level measurement condition includes that the distance between the measuring device and the surface included in the base model is a first distance range, and the low level measurement is performed. The condition may include that the distance between the measuring instrument and the surface included in the base model is a second distance range, and the second distance range may be larger than the first distance range. With this configuration as well, it is possible to quickly measure the measuring instrument arrangement position which can measure the high importance part of the object to be measured with high accuracy, and the low importance part of the object to be measured with reduced accuracy. It is possible to determine each of the possible meter arrangement positions.

また、上記課題を解決するために、本発明の計測機配置位置決定方法は、レーザー光を照射して三次元計測を行う計測機により被計測物の位置、形状またはその他の属性を計測するために、前記被計測物の周囲において計測機を配置する計測機配置位置を決定する計測機配置位置決定方法であって、カメラでその位置または方向を変えながら被計測物およびその周囲を撮影することにより得られた複数の画像を用いて生成され、複数の面分の集合により表現された被計測物およびその周囲の三次元モデルであるベースモデルを取得するベースモデル取得工程と、ベースモデルにおける被計測物のうち計測機で計測する計測部分を指定する計測部分指定工程と、ベースモデルにおける被計測物が置かれた床面において、計測機および計測機を支持する支持具を置くことができる複数の部分を認識し、当該認識した各部分に計測機および支持具を置いたときの計測機の計測基準位置を候補位置として決定する候補位置決定工程と、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、候補位置から見たときに可視であり、かつ計測部分指定工程において指定された計測部分に対応する面分を選択面分として選択する面分選択工程と、候補位置決定工程において決定された複数の前記候補位置のうち、計測される選択面分の個数が最大となる1つ以上の候補位置を数理計画法を用いて算出し、当該算出した候補位置を計測機配置位置として決定する配置位置決定工程とを備え、面分選択工程では、候補位置から見たベースモデルの展開画像を生成し、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、展開画像に描画されている面分を、候補位置から見たときに可視である面分として特定することを特徴とする。本発明の計測機配置位置決定方法によれば、上記本発明の計測機配置位置決定装置と同様の作用効果を得ることができる。   Moreover, in order to solve the above-mentioned subject, the measuring machine arrangement position determining method of the present invention is to measure the position, shape or other attribute of the object to be measured by a measuring machine which performs three-dimensional measurement by irradiating laser light. A measuring instrument arrangement position determining method for determining a measuring machine arrangement position for arranging a measuring instrument around the object to be measured, and photographing the object to be measured and its surroundings while changing its position or direction with a camera And a base model acquiring step of acquiring a base model which is a three-dimensional model of an object to be measured which is generated by using a plurality of images obtained by The measuring machine and measuring machine are supported on the measurement part specification step of specifying the measuring part to be measured by the measuring machine among the measured objects and the floor surface on which the object to be measured in the base model is placed. Candidate position determining step of recognizing as a candidate position the measuring reference position of the measuring machine when the measuring machine and the supporting tool are placed on each of the recognized parts, And a surface selection step of selecting a surface corresponding to the measurement portion designated in the measurement portion designation step among the plurality of surface portions included in the model as the selected surface. Among the plurality of candidate positions determined in the candidate position determining step, one or more candidate positions at which the number of measured selected surface portions is largest is calculated using mathematical programming, and the calculated candidate positions And an arrangement position determination step of determining the measurement unit arrangement position, and in the surface portion selection step, a developed image of the base model viewed from the candidate position is generated, and a plurality of surface portions included in the base model are displayed. The surface region drawn on the image, and identifies as a surface region that is visible when viewed from the candidate positions. According to the measuring machine arrangement position determination method of the present invention, the same function and effect as the measuring machine arrangement position determining apparatus of the present invention can be obtained.

また、上記課題を解決するために、本発明のプログラムは、レーザー光を照射して三次元計測を行う計測機により被計測物の位置、形状またはその他の属性を計測するために、被計測物の周囲において計測機を配置する計測機配置位置を決定する計測機配置位置決定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、計測機配置位置決定方法は、カメラでその位置または方向を変えながら被計測物およびその周囲を撮影することにより得られた複数の画像を用いて生成され、複数の面分の集合により表現された被計測物およびその周囲の三次元モデルであるベースモデルを取得するベースモデル取得工程と、ベースモデルにおける被計測物のうち計測機で計測する計測部分を指定する計測部分指定工程と、ベースモデルにおける被計測物が置かれた床面において、計測機および計測機を支持する支持具を置くことができる複数の部分を認識し、当該認識した各部分に計測機および支持具を置いたときの計測機の計測基準位置を候補位置として決定する候補位置決定工程と、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、候補位置から見たときに可視であり、かつ計測部分指定工程において指定された計測部分に対応する面分を選択面分として選択する面分選択工程と、候補位置決定工程において決定された複数の候補位置のうち、計測される選択面分の個数が最大となる1つ以上の候補位置を数理計画法を用いて算出し、当該算出した候補位置を計測機配置位置として決定する配置位置決定工程とを備え、面分選択工程では、候補位置から見たベースモデルの展開画像を生成し、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、展開画像に描画されている面分を、候補位置から見たときに可視である面分として特定することを特徴とする。本発明のプログラムによれば、上記本発明の計測機配置位置決定装置と同様の作用効果を得ることができる。   Further, in order to solve the above problems, the program of the present invention is an object to be measured in order to measure the position, shape or other attributes of the object to be measured by a measuring device that performs three-dimensional measurement by irradiating laser light. Is a program for causing a computer to execute a measuring instrument placement position determining method for determining a measuring instrument placement position where a measuring instrument is placed around the area, the measuring instrument placement position determining method changing the position or direction with a camera An object to be measured which is generated by using a plurality of images obtained by photographing the object to be measured and the periphery thereof and is represented by a set of a plurality of surfaces, and a base model which is a three-dimensional model of the periphery thereof A base model acquisition process, a measurement part specification process for specifying a measurement part to be measured by a measuring machine in an object to be measured in the base model, On the floor on which the object is placed, the measuring machine and the supporting part for supporting the measuring machine can be recognized, and when the measuring machine and the supporting tool are placed on each of the recognized parts, the measuring machine Of the candidate position determination step of determining the measurement reference position of the target as a candidate position and the measurement portion which is visible when viewed from the candidate position among the plurality of surface portions included in the base model and designated in the measurement portion specification step Surface selection step of selecting a surface portion corresponding to the selected surface portion, and one or more candidates for which the number of selected surface portions to be measured is the largest among a plurality of candidate positions determined in the candidate position determination step Calculating the position using mathematical programming and determining the calculated candidate position as the measuring machine position, and the planar part selecting step generates a developed image of the base model viewed from the candidate position. And, among the plurality of faces component contained in the base model, the surface region drawn on the expanded image, and identifies as a surface region that is visible when viewed from the candidate positions. According to the program of the present invention, it is possible to obtain the same effects as those of the measuring instrument placement position determining apparatus of the present invention.

本発明によれば、計測機配置位置を決定する処理時間を短くすることができる。また、本発明によれば、広い範囲の計測が可能な、より少ない個数の計測機配置位置を決定することができる。   According to the present invention, it is possible to shorten the processing time for determining the meter arrangement position. Further, according to the present invention, it is possible to determine a smaller number of measuring machine disposition positions capable of measuring a wide range.

本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the measuring machine arrangement position determination apparatus of embodiment of this invention. 計測機配置位置を決定するための準備作業および本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置における処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the preparatory work for determining a measuring machine arrangement position, and the process in the measuring machine arrangement position determination apparatus of embodiment of this invention. 被計測物の一例である空調設備を上方から見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at the air-conditioning equipment which is an example of to-be-measured object from upper direction. 図3中の空調設備の一部を側方から見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at a part of air conditioning installation in FIG. 3 from the side. ベースモデルを模式的に示す説明図である。It is an explanatory view showing a base model typically. 本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置において計測部分および重要度の指定処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows designation | designated process of a measurement part and importance in the measuring device arrangement position determination apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置におけるボクセルモデル生成処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the voxel model production | generation process in the measuring machine arrangement position determination apparatus of embodiment of this invention. ボクセルモデルの概念を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the concept of a voxel model. カメラの位置およびカメラの視錐台を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position of a camera, and the view frustum of a camera. 本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置におけるボクセルモデルの生成方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the production | generation method of the voxel model in the measuring machine arrangement position determination apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置における候補位置決定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the candidate position determination process in the measuring machine arrangement position determination apparatus of embodiment of this invention. 床面ボクセルの認識方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the recognition method of a floor surface voxel. 計測機モデルを示す説明図である。It is an explanatory view showing a measuring instrument model. 本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置により決定された候補位置が存在する領域を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the area | region where the candidate position determined by the measuring device arrangement position determination apparatus of embodiment of this invention exists. 本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置における面分選択処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the surface part selection process in the measuring device arrangement position determination apparatus of embodiment of this invention. ベースモデルの展開画像の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the expansion | deployment image of a base model. 展開画像の一部を拡大して示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing a part of a developed image in an enlarged manner. 計測条件を充たす可視面分を選択する方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method of selecting the visible surface part which satisfies measurement conditions. 本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置における配置位置決定処理のメインルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the main routine of the arrangement position determination processing in the measuring machine arrangement position determination apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置における高レベル配置位置決定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the high level arrangement position determination process in the measuring machine arrangement position determination apparatus of embodiment of this invention. 高レベル配置位置の個数の上限値と計測機を高レベル配置位置に配置して計測される高レベル選択面分の総数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows a relation between the upper limit value of the number of high level placement positions and the total number of high level selection surfaces measured by placing the measuring instrument at the high level placement position. 本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置における低レベル配置位置決定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the low level arrangement position determination process in the measuring machine arrangement position determination apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置により決定された計測機配置位置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the measuring machine arrangement position determined by the measuring machine arrangement position determination apparatus of embodiment of this invention.

(計測機配置位置決定装置)
図1は本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置1の構成を示している。図1において、計測機配置位置決定装置1は、計測機により被計測物の計測を行うに当たり、被計測物の周囲において計測機を配置する位置(計測機配置位置)を決定する装置である。
(Measurement machine placement position determination device)
FIG. 1 shows the configuration of a measuring instrument placement position determining apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, when measuring a measurement object by the measurement device, the measurement device placement position determination device 1 is a device that determines the position (measurement device placement position) where the measurement device is disposed around the measurement object.

計測機は地上型の三次元レーザースキャナである。この計測機は、レーザー光を照射することにより、三次元空間における被計測物の各部の位置を示す点群データを生成することができ、これにより、被計測物の位置、形状およびその他の属性を計測することができる。また、計測機は、レーザー光の照射方向を水平面内において例えば180度変えることができ、かつ鉛直面内において例えば360度変えることができる。また、被計測物の計測の際、計測機は、例えば三脚等の支持具を用いて地面または床面上に置かれる。   The measuring instrument is a terrestrial three-dimensional laser scanner. This measuring instrument can generate point cloud data indicating the position of each part of the measured object in the three-dimensional space by irradiating the laser light, whereby the position, shape, and other attributes of the measured object Can be measured. In addition, the measuring instrument can change the irradiation direction of the laser light, for example, 180 degrees in the horizontal plane, and can change it, for example, 360 degrees in the vertical plane. Also, when measuring an object to be measured, the measuring instrument is placed on the ground or floor surface using a support such as a tripod.

計測機配置位置決定装置1は、演算処理部2、記憶部3、操作部4、表示部5およびデータ入出力部6を備えている。計測機配置位置決定装置1は、コンピュータを計測機配置位置決定装置として機能させるコンピュータプログラムを、例えばパーソナルコンピュータ等のコンピュータに読み込ませて実行させることにより実現することができる。この場合、演算処理部2は、コンピュータに設けられたCPU(中央演算処理装置)およびGPU(グラフィックス・プロセッシング・ユニット)である。また、記憶部3は、コンピュータに設けられた記憶装置である。また、操作部4は、コンピュータに接続されたキーボードおよびポインティングデバイスであり、表示部5は、コンピュータに接続されたディスプレイ装置である。また、データ入出力部6は、コンピュータに設けられたディスクドライブ装置、USB(ユニバーサル・シリアル・バス)メモリ等の外部記憶装置との間でデータの入出力を行うデータ入出力装置、またはコンピュータネットワークを介して他のコンピュータと通信を行う通信装置等である。   The measuring instrument placement position determining apparatus 1 includes an arithmetic processing unit 2, a storage unit 3, an operation unit 4, a display unit 5, and a data input / output unit 6. The measuring instrument placement position determination apparatus 1 can be realized by causing a computer such as a personal computer to read and execute a computer program that causes a computer to function as the measuring instrument placement position determination apparatus. In this case, the processing unit 2 is a CPU (central processing unit) and a GPU (graphics processing unit) provided in the computer. The storage unit 3 is a storage device provided in the computer. The operation unit 4 is a keyboard and a pointing device connected to the computer, and the display unit 5 is a display device connected to the computer. The data input / output unit 6 may be a disk drive provided in a computer, a data input / output device for inputting / outputting data to / from an external storage device such as a USB (universal serial bus) memory, or a computer network Communication device etc. which communicate with other computers via

また、演算処理部2は、ベースモデル読込部11、計測部分指定部12、ボクセルモデル生成部13、候補位置決定部14、面分選択部15および配置位置決定部16を備えている。演算処理部2におけるこれらの部分は、演算処理部2が上記コンピュータプログラムを実行することにより実現される。   The arithmetic processing unit 2 further includes a base model reading unit 11, a measurement part specification unit 12, a voxel model generation unit 13, a candidate position determination unit 14, a surface part selection unit 15, and an arrangement position determination unit 16. These parts in the arithmetic processing unit 2 are realized by the arithmetic processing unit 2 executing the computer program.

ベースモデル読込部11は、カメラ撮影およびSfMにより生成された被計測物およびその周囲の三次元モデル(以下、これを「ベースモデル」という。)を記憶部3に読み込む処理を行う。ベースモデルは、被計測物およびその周囲を面分の集合(メッシュ)として表現したものである。なお、ベースモデル読込部11はベースモデル取得部の具体例である。   The base model reading unit 11 performs processing for reading into the storage unit 3 an object to be measured generated by camera photographing and SfM and a three-dimensional model (hereinafter, referred to as “base model”) around the object. The base model is a representation of the object to be measured and the periphery thereof as a set (mesh) of surface portions. The base model reading unit 11 is a specific example of a base model acquisition unit.

計測部分指定部12は、被計測物において計測すべき部分、および計測すべき部分の重要度を作業者による入力に従って指定する処理を行う。   The measurement part specification unit 12 performs a process of specifying the importance of the part to be measured and the part to be measured in the measurement object according to the input by the operator.

ボクセルモデル生成部13は、ベースモデルをボクセル(体積要素)に分割する。以下、ベースモデルをボクセルにより分割したものを「ボクセルモデル」という。   The voxel model generation unit 13 divides the base model into voxels (volume elements). Hereinafter, a base model divided by voxels is referred to as a "voxel model".

候補位置決定部14は、ボクセルモデルに基づいて計測機配置位置の候補となる位置(以下、これを「候補位置」という。)を決定する処理を行う。   The candidate position determination unit 14 performs a process of determining a position (hereinafter, referred to as a “candidate position”) which is a candidate of the measuring machine arrangement position based on the voxel model.

面分選択部15は、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、各候補位置から見て可視であり、作業者が指定した計測部分に対応し、かつ後述の計測条件を充たす面分を選択する処理を行う。   Of the plurality of surfaces included in the base model, the surface selection unit 15 is visible when viewed from each candidate position, corresponds to the measurement portion designated by the operator, and satisfies the measurement conditions described later. Perform processing to select.

配置位置決定部16は、候補位置決定部14により決定された候補位置の中から、面分選択部15により選択された各面分を計測するのに最適な位置を計測機配置位置として決定する処理を行う。   The arrangement position determination unit 16 determines, as a measurement machine arrangement position, an optimum position for measuring each surface portion selected by the surface portion selection unit 15 among the candidate positions determined by the candidate position determination unit 14. Do the processing.

図2は、計測機配置位置を決定するための準備作業および計測機配置位置決定装置1における処理の流れを示している。以下、計測機配置位置を決定するための準備作業が開始されてから、計測機配置位置決定装置1により計測機配置位置が決定されるまでの作業および処理について説明する。   FIG. 2 shows the flow of processing in the preparatory work for determining the measuring machine arrangement position and the measuring machine arrangement position determination apparatus 1. Hereinafter, operations and processes from the start of the preparation work for determining the measuring machine arrangement position to the determination of the measuring machine arrangement position by the measuring machine arrangement position determination device 1 will be described.

また、以下の説明では、被計測物が、図3および図4に示すような空調設備である場合を例にあげる。図3は空調設備を上方から見た図であり、図4は図3中の空調設備の一部を側方から見た図である。図3に示すように、空調設備は、複数のボイラ21、オイルタンク22、熱交換器23、還水タンク24、ダクト25、複数の配管26、複数のバルブ27等を備えている。各ボイラ21は、図4に示すように、設備室28の床面29上に設置されている。オイルタンク22、熱交換器23および還水タンク24も、各ボイラ21と同様に、設備室28の床面29上に設置されている。ダクト25は設備室28の天井近傍に配置されている。各配管26は主に設備室28の天井近傍または側壁近傍に配置されている。各バルブ27も主に設備室28の天井近傍または側壁近傍に配置されている。   Moreover, in the following description, the case where an object to be measured is an air conditioner as shown in FIG. 3 and FIG. 4 is taken as an example. FIG. 3 is a view of the air conditioning system from above, and FIG. 4 is a view of a part of the air conditioning system in FIG. 3 from the side. As shown in FIG. 3, the air conditioning equipment includes a plurality of boilers 21, an oil tank 22, a heat exchanger 23, a return water tank 24, a duct 25, a plurality of pipes 26, a plurality of valves 27 and the like. Each boiler 21 is installed on the floor surface 29 of the equipment room 28, as shown in FIG. The oil tank 22, the heat exchanger 23, and the return water tank 24 are also installed on the floor surface 29 of the equipment room 28 as with the boilers 21. The duct 25 is disposed near the ceiling of the equipment room 28. Each pipe 26 is mainly disposed near the ceiling or near the side wall of the equipment room 28. Each valve 27 is also disposed mainly near the ceiling or near the side wall of the equipment chamber 28.

(撮影およびベースモデルの生成)
まず、図2中のステップS1に示すように、計測機配置位置決定装置1を用いて計測機配置位置を決定する際の準備作業として、作業者は、空調設備およびその周囲をカメラで撮影し、撮影により得られた複数の二次元画像を用いて空調設備およびその周囲のベースモデルを生成する。
(Shooting and generation of base model)
First, as shown in step S1 in FIG. 2, as a preparatory work when determining the measuring machine arrangement position using the measuring machine arrangement position determination device 1, the operator photographs the air conditioning facility and its surroundings with a camera A plurality of two-dimensional images obtained by photographing are used to generate a base model of the air conditioner and its surroundings.

すなわち、作業者は、例えばデジタルスチルカメラまたはデジタルビデオカメラを用いて空調設備およびその周囲を撮影する。作業者は、カメラの位置または方向を変えながら空調設備およびその周囲を撮影する。例えば、作業者は設備室28内のボイラ21や配管26、バルブ27だけでなく、各ボイラ21が設置された床面29等も含むように撮影する。撮影により、様々な位置および方向から見た空調設備およびその周囲の多数の二次元画像が得られる。   That is, the worker photographs the air conditioner and the surrounding area using, for example, a digital still camera or a digital video camera. The operator photographs the air conditioner and its surroundings while changing the position or direction of the camera. For example, the operator photographs so as to include not only the boiler 21 and the piping 26 in the equipment room 28 and the valve 27 but also the floor surface 29 on which each boiler 21 is installed. Photographing provides a large number of two-dimensional images of the air conditioner and its surroundings viewed from various locations and directions.

さらに、作業者は、SfMソフトウェアを用い、これら二次元画像に基づいて、空調設備およびその周囲の三次元モデルであるベースモデルを生成する。図5はベースモデルを模式的に示している。図5に示すように、ベースモデルは、空調設備およびその周囲を三角形の面分51の集合(メッシュ)として表現したものである。ベースモデルのデータには、各面分51の頂点の位置、各面分51の色情報、並びにカメラ位置および方向(撮影位置および撮影方向)の情報等が含まれている。なお、ベースモデルのデータに含まれる各面分51の頂点の位置は、三次元空間の直交座標系の座標値として表現されている。なお、ベースモデルは、三次元レーザースキャナにより空調設備を計測することにより生成される三次元点群モデル(最終的な三次元モデル)と比較して形状再現度が低い、粗いデータである。   Furthermore, the worker uses SfM software to generate a base model which is a three-dimensional model of the air conditioner and its surroundings based on these two-dimensional images. FIG. 5 schematically shows a base model. As shown in FIG. 5, the base model is a representation of the air conditioner and its periphery as a set (mesh) of triangular surface portions 51. The data of the base model includes the position of the vertex of each surface 51, the color information of each surface 51, and the information of the camera position and direction (shooting position and shooting direction). The position of the vertex of each surface 51 included in the data of the base model is expressed as coordinate values of an orthogonal coordinate system in a three-dimensional space. The base model is rough data having a low degree of shape reproducibility as compared with a three-dimensional point cloud model (final three-dimensional model) generated by measuring an air conditioner with a three-dimensional laser scanner.

(ベースモデルデータの読込)
次に、図2中のステップS2に示すように、作業者は、空調設備およびその周囲のベースモデルのデータを計測機配置位置決定装置1に読み込ませる。すなわち、作業者は、コンピュータを操作し、コンピュータを計測機配置位置決定装置1として機能させるコンピュータプログラムを起動する。これにより、当該コンピュータは計測機配置位置決定装置1となる。作業者は、計測機配置位置決定装置1の操作部4を操作し、ベースモデルのデータを計測機配置位置決定装置1に読み込ませる。SfMソフトウェアで生成されたベースモデルのデータの記憶場所として、例えば、計測機配置位置決定装置1として動作している当該コンピュータの記憶装置、USBメモリ等の外部記憶装置、計測機配置位置決定装置1として動作している当該コンピュータとコンピュータネットワークを介して接続された他のコンピュータの記憶装置等が考えられる。計測機配置位置決定装置1のベースモデル読込部11は、作業者の操作に応じ、このような記憶場所からベースモデルのデータを読み出し、記憶部3に記憶する。
(Read base model data)
Next, as shown in step S2 in FIG. 2, the operator causes the measuring instrument placement position determination device 1 to read data of the air conditioning facility and the base model around it. That is, the worker operates the computer to start a computer program that causes the computer to function as the measuring instrument placement position determination apparatus 1. As a result, the computer becomes the measuring instrument placement position determination device 1. The operator operates the operation unit 4 of the measuring instrument placement position determination device 1 to cause the measuring instrument placement position determination device 1 to read data of the base model. As a storage location of data of the base model generated by the SfM software, for example, a storage device of the computer operating as the measuring device placement position determination device 1, an external storage device such as a USB memory, etc., the measurement device placement position determination device 1 The storage device etc. of the other computer connected via the computer network with the said computer currently operating as is conceivable. The base model reading unit 11 of the measuring instrument placement position determination apparatus 1 reads data of the base model from such a storage location according to the operation of the operator, and stores the data in the storage unit 3.

また、ベースモデルのデータを記憶部3に記憶した後、ベースモデル読込部11は、ベースモデルに含まれる各面分に識別番号を付す。以下、この識別番号を「面分ID」という。面分IDは、ベースモデルに含まれる面分ごとに異なる値である。   Further, after storing data of the base model in the storage unit 3, the base model reading unit 11 assigns identification numbers to the respective planes included in the base model. Hereinafter, this identification number is referred to as a "face-to-face ID". The surface part ID is a value that is different for each surface part included in the base model.

(計測部分および重要度の指定)
次に、図2中のステップS3に示すように、作業者は、空調設備のうち計測機により計測すべき部分(計測部分)および計測部分の重要度を指定する。すなわち、作業者は、計測部分および重要度を指定する処理を行う旨の指示を計測機配置位置決定装置1に入力する。これに応じ、計測機配置位置決定装置1の計測部分指定部12は、空調設備およびその周囲のベースモデルを表示部5の画面に表示する。ここで、図6は、表示部5の画面に表示されたベースモデルを示している。作業者は、表示部5の画面に表示されたベースモデルを見ながら、操作部4を操作し、計測部分および重要度を指定する。例えば、図6において、太い実線で囲まれた部分は重要度が高レベルの計測部分である。また、太い二点鎖線で囲まれた部分は重要度が低レベルの計測部分である。計測部分指定部12は、ベースモデルにおいて作業者により指定された、重要度が高レベルの計測部分に対応する面分の面分ID、および重要度が低レベルの計測部分に対応する面分の面分IDを示す計測部分データを生成し、これを記憶部3に記憶する。
(Specification of measurement part and importance)
Next, as shown in step S3 in FIG. 2, the operator designates the importance of the part (measurement part) to be measured by the measuring machine and the measurement part of the air conditioning equipment. That is, the operator inputs an instruction to perform processing of specifying the measurement part and the importance level to the measuring instrument placement position determination device 1. In response to this, the measurement part designating unit 12 of the measuring instrument placement position determining apparatus 1 displays the air conditioner and the base model around it on the screen of the display unit 5. Here, FIG. 6 shows the base model displayed on the screen of the display unit 5. The operator operates the operation unit 4 while looking at the base model displayed on the screen of the display unit 5 to designate the measurement part and the importance. For example, in FIG. 6, a portion surrounded by a thick solid line is a measurement portion with high importance. In addition, a portion surrounded by a thick two-dot chain line is a measurement portion with a low level of importance. The measurement part specification unit 12 specifies a surface part ID corresponding to a measurement part with a high level of importance and a surface part corresponding to a measurement part with a low level of importance specified by the operator in the base model. The measurement partial data indicating the surface part ID is generated and stored in the storage unit 3.

なお、計測部分指定部12には、作業者が計測部分およびそれらの重要度を指定するためのユーザーインターフェイスに関する機能として、例えば、(1)表示部5の画面に表示するベースモデルの角度や大きさを変える機能、(2)表示部5の画面に表示されたベースモデルにおいて、作業者により指定された計測部分に重要度ごとにそれぞれ異なる色を付して表示する機能、(3)重要度が高レベルの計測部分、および重要度が低レベルの計測部分を、座標の数値を入力して指定する機能等を持たせてもよい。   In the measurement part specification unit 12, for example, (1) the angle or size of the base model displayed on the screen of the display unit 5 as a function related to the user interface for the operator to specify the measurement parts and their importance. The function of changing the size, (2) the function of attaching different colors to the measurement portions designated by the operator for display in the base model displayed on the screen of the display unit 5, and (3) the importance There may be provided a function of specifying a high-level measurement part and a measurement part of low importance degree by inputting coordinate values.

(計測機情報および計測条件情報の入力)
次に、図2中のステップS4に示すように、作業者は、操作部4を操作し、計測機情報および計測条件情報を計測機配置位置決定装置1へ入力する。計測機情報とは、計測機を支持する支持具と計測機とを合わせた全体の長さ、幅および高さをそれぞれ示す数値、並びに計測機においてレーザー光が出射される位置(レーザー光出射位置)を示す数値である。計測機を支持する支持具は例えば三脚(雲台を含む)である。この場合、計測機を支持する支持具と計測機とを合わせた全体の長さ、幅および高さとは、計測機を三脚に取り付けたときの三脚と計測機とを合わせた全体の長さ、幅および高さを意味する。また、計測機においてレーザー光出射位置を示す数値は、例えば、計測機を三脚に取り付けたとき、計測機を水平面内において回転させる回転機構における回転軸と計測機の上面との交点に対するレーザー光出射位置のオフセット値であり、上記交点を基準にした三次元座標値である。例えば、上記交点の真下100mmの位置にレーザー光出射位置がある場合には、レーザー光出射位置を示す数値(x、y、z)は(0、0、−100)である。なお、レーザー光出射位置が計測基準位置の具体例である。
(Input of measuring instrument information and measurement condition information)
Next, as shown in step S4 in FIG. 2, the operator operates the operation unit 4 to input the measuring instrument information and the measuring condition information to the measuring instrument placement position determining apparatus 1. The measuring instrument information is a numerical value indicating the total length, width and height of the supporting tool for supporting the measuring instrument and the measuring instrument, and the position where the laser beam is emitted in the measuring instrument (laser light emission position It is a numerical value showing. The support for supporting the measuring instrument is, for example, a tripod (including a pan head). In this case, the total length, width, and height of the combined support for supporting the measuring instrument and the measuring instrument is the total length of the combined tripod and measuring instrument when the measuring instrument is attached to the tripod, Means width and height. Further, the numerical value indicating the laser beam emission position in the measuring instrument is, for example, the laser beam emitting for the intersection point of the rotation axis in the rotation mechanism for rotating the measuring instrument in the horizontal plane and the upper surface of the measuring instrument It is an offset value of the position, and is a three-dimensional coordinate value based on the intersection point. For example, when the laser beam emitting position is 100 mm just below the intersection point, the numerical values (x, y, z) indicating the laser beam emitting position are (0, 0, -100). The laser beam emission position is a specific example of the measurement reference position.

また、計測条件情報とは、計測機による被計測物の計測条件を示す情報である。また、この計測条件とは、(1)レーザー光の入射角、および(2)計測機と被計測物との距離である。厳密には、レーザー光の入射角とは、計測機から照射されたレーザー光と、当該レーザー光が入射する被計測物の部分の法線とのなす角である。また、計測機と被計測物との距離とは、計測機と、計測機から照射されたレーザー光が入射する被計測物の部分との間の距離である。   Moreover, measurement condition information is information which shows the measurement conditions of the to-be-measured object by a measuring device. The measurement conditions are (1) the incident angle of the laser beam, and (2) the distance between the measuring device and the object to be measured. Strictly speaking, the incident angle of the laser beam is the angle between the laser beam emitted from the measuring instrument and the normal to the portion of the object to be measured to which the laser beam is incident. Further, the distance between the measuring device and the object to be measured is the distance between the measuring device and the portion of the object to be measured on which the laser light emitted from the measuring device is incident.

作業者は計測条件を重要度ごとに任意に設定することができる。作業者は、例えば、空調設備のうち重要度が高レベルの部分を計測するためのレーザー光の入射角、および計測機と被計測物との距離を「高レベル計測条件」として計測機配置位置決定装置1に入力して設定することができ、また、空調設備のうち重要度が低レベルの部分を計測するためのレーザー光の入射角、および計測機と被計測物との距離を「低レベル計測条件」として計測機配置位置決定装置1に入力して設定することができる。作業者により入力された計測機情報および計測条件は記憶部3に記憶される。   The operator can arbitrarily set the measurement conditions for each degree of importance. For example, the operator uses the incident angle of the laser beam for measuring a portion of the air conditioning facility with a high level of importance and the distance between the measuring device and the object to be measured as the “high level measurement condition”. The angle of incidence of the laser beam for measuring the low importance part of the air conditioning equipment, and the distance between the measuring instrument and the object to be measured It can be input to the measuring instrument placement position determining apparatus 1 and set as the level measuring condition. The measuring device information and the measurement conditions input by the operator are stored in the storage unit 3.

以上のベースモデルデータの読込、計測部分および重要度の指定、並びに計測機情報および計測条件の入力は、作業者の入力操作に応じて計測機配置位置決定装置1が随時処理を行うといった対話的処理であったが、この後に続く、ボクセルモデル生成処理、候補位置決定処理、面分選択処理および配置位置決定処理は、計測機配置位置決定装置1が単独で自動的に行う処理である。例えば、作業者が、計測機配置位置を決定すべき旨の指示を計測機配置位置決定装置1へ入力すると、これに応じ、計測機配置位置決定装置1は、ボクセルモデル生成処理、候補位置決定処理、面分選択処理および配置位置決定処理を連続的に実行する。   The above-mentioned reading of base model data, designation of measurement part and importance, and input of measuring instrument information and measuring conditions are interactive such that measuring instrument placement position determining apparatus 1 performs processing as needed according to the input operation of the operator. Although the processing is performed, the voxel model generation processing, the candidate position determination processing, the surface part selection processing, and the arrangement position determination processing which are subsequent to this are processings automatically performed by the measuring instrument arrangement position determination apparatus 1 alone. For example, when the operator inputs an instruction to determine the measuring machine arrangement position to the measuring machine arrangement position determining apparatus 1, according to this, the measuring machine arrangement position determining apparatus 1 performs voxel model generation processing, candidate position determination Processing, surface selection processing and placement position determination processing are continuously executed.

(ボクセルモデル生成処理)
次に、図2中のステップS5に示すように、計測機配置位置決定装置1のボクセルモデル生成部14がボクセルモデル生成処理を行う。ボクセルモデル生成処理とは、ベースモデルをボクセルに分割して被計測物およびその周囲のボクセルモデルを生成する処理である。
(Voxel model generation processing)
Next, as shown in step S5 in FIG. 2, the voxel model generation unit 14 of the measuring device placement position determining apparatus 1 performs voxel model generation processing. The voxel model generation process is a process of dividing a base model into voxels to generate a voxel model of an object to be measured and its surroundings.

図7はボクセルモデル生成処理の内容を示している。図8はボクセルモデルの概念を示している。図9はカメラの位置およびカメラの視錐台を示している。図10はボクセルモデルの生成方法を示している。   FIG. 7 shows the contents of voxel model generation processing. FIG. 8 shows the concept of a voxel model. FIG. 9 shows the position of the camera and the view frustum of the camera. FIG. 10 shows a method of generating a voxel model.

図7に示すボクセルモデル生成処理において、ボクセルモデル生成部14は、まず、ベースモデル読込部11により読み込まれた、空調設備およびその周囲のベースモデルのAABB(Axis−Aligned Bouding Box)を形成する。続いて、ボクセルモデル生成部14は、図8に示すように、ベースモデルのAABBを複数のボクセル31に分割する(ステップS11)。   In the voxel model generation process shown in FIG. 7, the voxel model generation unit 14 first forms an AABB (Axis-Aligned Bouncing Box) of the air conditioning facility and the surrounding base model read by the base model reading unit 11. Subsequently, as shown in FIG. 8, the voxel model generation unit 14 divides AABB of the base model into a plurality of voxels 31 (step S11).

続いて、ボクセルモデル生成部14は、ベースモデルのAABBに含まれる複数のボクセル31において、占有ボクセルを指定する(ステップS12)。占有ボクセルとは、その内部に物体が存在するボクセルである。   Subsequently, the voxel model generation unit 14 designates occupied voxels in a plurality of voxels 31 included in AABB of the base model (step S12). An occupied voxel is a voxel in which an object is present.

ボクセルモデル生成部14は、占有ボクセルの指定を例えば次のように行う。すなわち、ボクセルモデル生成部14は、ベースモデルのAABBに含まれる各ボクセル31につき、ボクセル31の内部に、ベースモデルの面分51の全部または一部が含まれているか否かを判断する。そして、ボクセル31の内部にベースモデルの面分51の全部または一部が含まれている場合、ボクセルモデル生成部14は、そのボクセル31を占有ボクセルとして指定する。   The voxel model generation unit 14 specifies the occupied voxels, for example, as follows. That is, the voxel model generation unit 14 determines whether or not all or part of the surface 51 of the base model is included in the voxel 31 for each voxel 31 included in the AABB of the base model. Then, when all or part of the surface 51 of the base model is included in the voxel 31, the voxel model generation unit 14 designates the voxel 31 as an occupied voxel.

続いて、ボクセルモデル生成部14は、ベースモデルのAABBに含まれる複数のボクセル31において、非占有ボクセルおよび不明ボクセルを指定する(ステップS13)。非占有ボクセルとは、その内部に物体が存在しないボクセルである。不明ボクセルとは、内部に物体が存在する否かが不明のボクセルである。   Subsequently, the voxel model generation unit 14 designates unoccupied voxels and unknown voxels in a plurality of voxels 31 included in AABB of the base model (step S13). Unoccupied voxels are voxels in which no object exists. An unknown voxel is a voxel whose unknownness is unknown.

ボクセルモデル生成部14は、非占有ボクセルおよび不明ボクセルの指定を例えば次のように行う。まず、ボクセルモデル生成部14は、図9に示すように、ベースモデルのデータに基づいて撮影時のカメラの位置Qおよび方向の1つの組合せを認識し、次に、認識した位置Qおよび方向のカメラの視錐台33を認識する。次に、ボクセルモデル生成部14は、視錐台33内に含まれるAABB境界面上のボクセル31の重心を認識する。次に、ボクセルモデル生成部14は、図10に示すように、認識したカメラの位置Qを始点Cとし、認識したAABB境界面上の1つのボクセル31の重心を終点Dとする光線Lを仮想的に設定し、この光線Lと交わる1つのボクセル31を認識する。次に、ボクセルモデル生成部14は、当該認識した1つのボクセル31と始点Cとの間に占有ボクセルが存在するか否かを判断し、当該認識した1つのボクセル31と始点Cとの間に占有ボクセルが存在する場合には、当該認識した1つのボクセル31を不明ボクセルとして指定する。一方、当該認識した1つのボクセル31と始点Cとの間に占有ボクセルが存在しない場合には、ボクセルモデル生成部14は、次に、当該認識した1つのボクセル31の内部に物体が存在するか否かを判断し、当該認識した1つのボクセル31の内部に物体が存在する場合には、当該認識した1つのボクセル31が占有ボクセルであることを確認し、一方、当該認識した1つのボクセル31の内部に物体が存在しない場合には、当該認識した1つのボクセル31を非占有ボクセルとして指定する。ボクセルモデル生成部14は、このような処理を、撮影時のカメラの位置および方向の複数の組合せにより認識される複数の視錐台のそれぞれにおいて、視錐台におけるカメラの位置Qを始点Cとし、視錐台に含まれるAABB境界面上のボクセルの重心を終点Dとする複数の光線Lのそれぞれと交わる複数のボクセルにつき繰り返し行う。   The voxel model generation unit 14 designates unoccupied voxels and unknown voxels, for example, as follows. First, as shown in FIG. 9, the voxel model generation unit 14 recognizes one combination of the position Q and the direction of the camera at the time of shooting based on the data of the base model, and then recognizes the combination of the recognized position Q and the direction. Recognize the view frustum 33 of the camera. Next, the voxel model generation unit 14 recognizes the center of gravity of the voxel 31 on the AABB boundary surface included in the view frustum 33. Next, as shown in FIG. 10, the voxel model generation unit 14 assumes a position L of the recognized camera as a starting point C, and a ray L having an end point D as a center of gravity of one voxel 31 on the recognized AABB boundary surface as virtual points. Set and recognize one voxel 31 intersecting this ray L. Next, the voxel model generation unit 14 determines whether there is an occupied voxel between the recognized one voxel 31 and the start point C, and between the recognized one voxel 31 and the start point C. When an occupied voxel is present, the one recognized voxel 31 is designated as an unknown voxel. On the other hand, when there is no occupied voxel between the recognized one voxel 31 and the start point C, the voxel model generation unit 14 next determines whether an object exists inside the recognized one voxel 31 It is determined whether or not there is an object inside the recognized one voxel 31, and it is confirmed that the recognized one voxel 31 is an occupied voxel, while the recognized one voxel 31 When there is no object in the inside, the recognized one voxel 31 is designated as an unoccupied voxel. The voxel model generation unit 14 sets the position Q of the camera in the view frustum as the start point C in each of the plurality of view frustums recognized by a plurality of combinations of the position and direction of the camera at the time of shooting. The process is repeated for a plurality of voxels that intersect with each of the plurality of light rays L whose end point D is the centroid of the voxels on the AABB interface included in the viewing frustum.

以上のステップS11からステップS13までの処理により、空調設備およびその周辺のボクセルモデルが生成される。   Through the above-described processing from step S11 to step S13, a voxel model of the air conditioner and its surroundings is generated.

(候補位置決定処理)
次に、図2中のステップS6に示すように、計測機配置位置決定装置1の候補位置決定部14が候補位置決定処理を行う。候補位置決定処理とは、ボクセルモデルに基づいて候補位置(計測機配置位置の候補)を決定する処理である。図11は候補位置決定処理の内容を示している。
(Candidate position determination processing)
Next, as shown in step S6 in FIG. 2, the candidate position determination unit 14 of the measuring instrument placement position determining apparatus 1 performs a candidate position determination process. The candidate position determination process is a process of determining a candidate position (candidate of measuring machine arrangement position) based on a voxel model. FIG. 11 shows the contents of the candidate position determination process.

図11に示す候補位置決定処理において、候補位置決定部14は、まず、ボクセルモデルにおいて床面ボクセルを認識する(ステップS21)。図12は床面ボクセルの認識方法を示している。候補位置決定部14は床面ボクセルの認識を例えば次のように行う。すなわち、図12に示すように、候補位置決定部14は、ボクセルモデルに含まれる占有ボクセル31Aのうちの1つを選択し、当該選択した占有ボクセル31Aに一部または全部が含まれる面分51の法線Nを認識し、当該認識した法線Nの向きが鉛直方向上向きか否かを判断する。そして、当該認識した法線Nの向きが鉛直方向上向きである場合には、当該選択した占有ボクセル31Aを床面ボクセルとして認識する。なお、上記選択した占有ボクセル31Aに一部または全部が含まれる面分51が複数ある場合には、それらの面分51の法線Nを合成したベクトルの向きが鉛直方向上向きか否かを判断する。そして、当該合成したベクトルの向きが鉛直方向上向きである場合には、当該選択した占有ボクセル31Aを床面ボクセルとして認識する。候補位置決定部14は、ボクセルモデルに含まれるすべての占有ボクセル31Aにつき、このような処理を行い、ボクセルモデルに含まれるすべての床面ボクセルを認識する。なお、占有ボクセル31Aに含まれる面分51の法線N、または占有ボクセル31Aに含まれる複数の面分51の法線Nの合成ベクトルが鉛直方向上向きか否かの判断は、ある程度緩やかに行ってもよく、すなわち、上記法線Nまたは上記合成ベクトルが略鉛直方向上向きか否かといった判断でもよい。   In the candidate position determination process shown in FIG. 11, the candidate position determination unit 14 first recognizes a floor voxel in the voxel model (step S21). FIG. 12 shows a method of recognizing floor voxels. The candidate position determination unit 14 recognizes floor surface voxels, for example, as follows. That is, as shown in FIG. 12, the candidate position determination unit 14 selects one of the occupied voxels 31A included in the voxel model, and the surface division 51 in which a part or all is included in the selected occupied voxels 31A. The normal line N is recognized, and it is determined whether or not the direction of the recognized normal line N is vertically upward. Then, in the case where the direction of the recognized normal N is vertically upward, the selected occupied voxel 31A is recognized as a floor voxel. In addition, when there are a plurality of surface portions 51 including a part or all of the selected occupied voxels 31A, it is determined whether or not the direction of the vector combining the normals N of the surface portions 51 is vertically upward. Do. Then, when the direction of the synthesized vector is vertically upward, the selected occupied voxel 31A is recognized as a floor voxel. The candidate position determination unit 14 performs such processing for all occupied voxels 31A included in the voxel model, and recognizes all floor surface voxels included in the voxel model. Whether the normal N of the surface 51 included in the occupied voxel 31A or the combined vector of the normals N of a plurality of surface 51 included in the occupied voxel 31A is vertically upward is determined to some extent gently. That is, it may be determined whether the normal N or the combined vector is substantially vertically upward.

続いて、候補位置決定部14は計測機モデル37を形成する(ステップS22)。図13は計測機モデルを示している。計測機モデル37とは、図13に示すように、計測機38と、計測機38を支持する支持具39とを合わせた全体が占める空間の形状および大きさに対応する円柱状のモデルである。例えば、計測機38を支持する支持具39が三脚である場合には、計測機モデル37は、計測機38を三脚に取り付けたときの計測機38と三脚とを合わせた全体が占める空間の形状および大きさに対応する円柱状のモデルである。計測機モデル37の半径Rは、計測機38と支持具39とを合わせた全体の長さおよび幅のうちいずれか大きい値の2分の1に等しい。また、計測機モデル37の高さHは、計測機38と支持具39とを合わせた全体の高さに等しい。また、計測機モデル37は、計測機38と支持具39とを合わせた全体が占める空間の範囲を示すのみであり、計測機モデル37の内部は空虚である。候補位置決定部14は、図2中のステップS4において作業者により入力された計測機情報を記憶部3から読み出し、この計測機情報に基づいて計測機モデル37を形成する。   Subsequently, the candidate position determination unit 14 forms a measuring instrument model 37 (step S22). FIG. 13 shows a measuring instrument model. The measuring instrument model 37 is a cylindrical model corresponding to the shape and size of the space occupied by the whole of the measuring instrument 38 and the support 39 for supporting the measuring instrument 38, as shown in FIG. . For example, when the support 39 for supporting the measuring instrument 38 is a tripod, the measuring instrument model 37 has a shape of a space occupied by the entire measuring instrument 38 combined with the tripod when the measuring instrument 38 is attached to the tripod. And a cylindrical model corresponding to the size. The radius R of the measuring instrument model 37 is equal to one half of the total length and width of the measuring instrument 38 and the support 39, whichever is larger. Further, the height H of the measuring instrument model 37 is equal to the total height of the measuring instrument 38 and the support 39. Moreover, the measuring device model 37 only indicates the range of space occupied by the entire combination of the measuring device 38 and the support 39, and the inside of the measuring device model 37 is empty. The candidate position determination unit 14 reads from the storage unit 3 the measuring device information input by the operator in step S4 in FIG. 2, and forms the measuring device model 37 based on the measuring device information.

さらに、候補位置決定部14は計測機モデル37におけるレーザー光出射位置EPを設定する(ステップS23)。具体的には、計測機情報には、レーザー光出射位置EPを示す数値が含まれている。レーザー光出射位置EPを示す数値とは、上述したように、計測機を水平面内において回転させる回転機構における回転軸と計測機の上面との交点に対するレーザー光出射位置のオフセット値(三次元座標値)である。候補位置決定部14は、上記回転軸と計測機の上面との交点を円柱状の計測機モデル37の上面の中心点CPに配置し、当該中心点CPを基準にしたときの、上記オフセット値が対応する位置を計測機モデル37におけるレーザー光出射位置EPとして設定する。例えば、計測機情報においてレーザー光出射位置EPを示す数値(x、y、x)が(0、0、−100)である場合、計測機モデル37におけるレーザー光出射位置EPは、計測機モデル37の上面の中心点CPからその真下へ100mm離れた位置に設定される。   Further, the candidate position determination unit 14 sets the laser light emission position EP in the measuring instrument model 37 (step S23). Specifically, the measurement device information includes a numerical value indicating the laser light emission position EP. As described above, the numerical value indicating the laser beam emission position EP is the offset value (three-dimensional coordinate value) of the laser beam emission position with respect to the intersection point of the rotation axis in the rotation mechanism that rotates the measuring instrument in the horizontal plane and the upper surface of the measuring instrument. ). The candidate position determination unit 14 arranges the intersection of the rotation axis and the upper surface of the measuring instrument at the central point CP of the upper surface of the cylindrical measuring instrument model 37, and the offset value when the central point CP is used as a reference Is set as the laser beam emission position EP in the measuring instrument model 37. For example, when the numerical value (x, y, x) indicating the laser beam emission position EP in the measurement device information is (0, 0, -100), the laser light emission position EP in the measurement device model 37 is the measurement device model 37 Is set to a position 100 mm away from the center point CP of the upper surface of

続いて、候補位置決定部14は、ボクセルモデルにおける複数の床面ボクセルのうち、未選択の1つの床面ボクセルを選択する(図11中のステップS24)。なお、ステップS24が初めて実行される前の段階において、ステップS21で認識されたすべての床面ボクセルは未選択の状態になっている。   Subsequently, the candidate position determination unit 14 selects one unselected floor voxel from the plurality of floor voxels in the voxel model (step S24 in FIG. 11). In addition, at the stage before step S24 is performed for the first time, all floor surface voxels recognized in step S21 are in the unselected state.

続いて、候補位置決定部14は、選択した床面ボクセル上に計測機モデル37を置くことができるか否かを判断する(ステップS25)。候補位置決定部14はこの判断を例えば次のように行う。まず、候補位置決定部14は、計測機モデル37の下面の中心が、選択した床面ボクセル上に接するように計測機モデル37をボクセルモデル中に置く。次に、候補位置決定部14は、このようにボクセルモデル中に置かれた計測機モデル37の内部に、ボクセルモデルにおける占有ボクセルが存在するか否かを判断する。計測機モデル37の内部に、ボクセルモデルにおける占有ボクセルが存在しない場合には、候補位置決定部14は、選択した床面ボクセル上に計測機モデル37を置くことができると判断する。一方、計測機モデル37の内部に、ボクセルモデルにおける占有ボクセルが存在する場合には、候補位置決定部14は、選択した床面ボクセル上に計測機モデル37を置くことができないと判断する。   Subsequently, the candidate position determination unit 14 determines whether or not the measuring instrument model 37 can be placed on the selected floor voxel (step S25). The candidate position determination unit 14 makes this determination, for example, as follows. First, the candidate position determining unit 14 places the measuring instrument model 37 in the voxel model such that the center of the lower surface of the measuring instrument model 37 contacts the selected floor voxel. Next, the candidate position determination unit 14 determines whether or not an occupied voxel in the voxel model is present inside the measuring instrument model 37 thus placed in the voxel model. If there is no occupied voxel in the voxel model inside the measuring device model 37, the candidate position determining unit 14 determines that the measuring device model 37 can be placed on the selected floor voxel. On the other hand, if there is an occupied voxel in the voxel model inside the measuring device model 37, the candidate position determining unit 14 determines that the measuring device model 37 can not be placed on the selected floor voxel.

選択した床面ボクセル上に計測機モデル37を置くことができる場合には(ステップS25:YES)、候補位置決定部14は、ボクセルモデルにおいて、現在選択されている床面ボクセル上に置かれた計測機モデル37のレーザー光出射位置EPを1つの候補位置として決定し、当該候補位置の座標値を記憶部3に記憶する(ステップS26)。一方、選択した床面ボクセル上に計測機モデル37を置くことができない場合には(ステップS25:NO)、ステップS26をスキップしてステップS27へ移行する。   If the measuring machine model 37 can be placed on the selected floor voxel (step S 25: YES), the candidate position determining unit 14 is placed on the currently selected floor voxel in the voxel model. The laser beam emission position EP of the measuring instrument model 37 is determined as one candidate position, and the coordinate value of the candidate position is stored in the storage unit 3 (step S26). On the other hand, when the measuring instrument model 37 can not be placed on the selected floor voxel (step S25: NO), the process skips step S26 and shifts to step S27.

次に、候補位置決定部14は、ボクセルモデルにおけるすべての床面ボクセルにつきステップS24からステップS26までの処理が完了したか否かを判断する(ステップS27)。そして、ボクセルモデルにおけるすべての床面ボクセルにつきステップS24からステップS26までの処理が完了していない場合には(ステップS27:NO)、候補位置決定部14は、処理をステップS24に戻し、ボクセルモデルにおける未選択の他の床面ボクセルについてステップS24からステップS26までの処理を行う。一方、ボクセルモデルにおけるすべての床面ボクセルにつきステップS24からステップS26までの処理が完了した場合には(ステップS27:YES)、候補位置決定部14は配置位置候補指定処理を終える。   Next, the candidate position determination unit 14 determines whether the processing from step S24 to step S26 has been completed for all floor voxels in the voxel model (step S27). Then, when the processing from step S24 to step S26 is not completed for all floor surface voxels in the voxel model (step S27: NO), the candidate position determination unit 14 returns the processing to step S24, and the voxel model The processes from step S24 to step S26 are performed for the other floor surface voxels not selected yet. On the other hand, when the processing from step S24 to step S26 is completed for all floor surface voxels in the voxel model (step S27: YES), the candidate position determination unit 14 ends the arrangement position candidate designation processing.

以上の候補位置決定処理により複数の候補位置が決定される。ここで、図14は、図3に示す空調設備の設備室28を上方から見た状態を模式的に示している。図14に示すように、例えば、設備室28においてハッチングを付した部分が、候補位置決定処理により決定された複数の候補位置が存在する部分である。   A plurality of candidate positions are determined by the above candidate position determination process. Here, FIG. 14 schematically shows a state where the equipment room 28 of the air conditioning equipment shown in FIG. 3 is viewed from above. As shown in FIG. 14, for example, a hatched portion in the equipment room 28 is a portion in which a plurality of candidate positions determined by the candidate position determination process exist.

(面分選択処理)
次に、図2中のステップS7に示すように、計測機配置位置決定装置1の面分選択部15が面分選択処理を行う。面分選択処理とは、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、各候補位置から見て可視であり、重要度が高レベルまたは低レベルの計測部分に対応し、かつ後述の計測条件を充たす面分を選択する処理である。図15は面分選択処理の内容を示している。
(Side selection process)
Next, as shown in step S7 in FIG. 2, the surface selection unit 15 of the measuring apparatus placement position determining apparatus 1 performs surface selection processing. The surface part selection process is visible from each candidate position among a plurality of surface parts included in the base model, corresponds to a measurement part with high or low level of importance, and measurement conditions described later. It is a process to select the area to be filled. FIG. 15 shows the contents of surface selection processing.

図15に示す面分選択処理において、面分選択部15は、まず、ベースモデルに含まれるそれぞれの面分51につき、ベースモデル生成当初の色情報を消去し、これらの面分51に、面分51ごとに固有の色情報を新たに割り当てる(ステップS31)。色情報は、例えば、赤、緑および青の三原色の値を組み合せたRGB情報であり、赤、緑および青のそれぞれは、0から255までのいずれかの値を有する。各面分に割り当てられた色情報は面分51ごとに異なる。   In the surface selection process shown in FIG. 15, the surface selection unit 15 first erases color information at the time of base model generation for each surface 51 included in the base model. Unique color information is newly assigned every minute 51 (step S31). The color information is, for example, RGB information combining values of three primary colors of red, green and blue, and each of red, green and blue has any value from 0 to 255. The color information assigned to each surface is different for each surface 51.

続いて、面分選択部15は、ベースモデルに含まれるそれぞれの面分51の面分IDと、これらの面分51に割り当てた色情報との対応関係を面分51ごとに示す色割当データを生成し、この色割当データを記憶部3に記憶する(ステップS32)。   Subsequently, the surface selection unit 15 indicates color assignment data indicating, for each surface 51, the correspondence between the surface ID of each surface 51 included in the base model and the color information assigned to the surface 51. Is generated, and the color assignment data is stored in the storage unit 3 (step S32).

続いて、面分選択部15は、候補位置決定処理において決定された複数の候補位置の個数の行と、ベースモデルに含まれる複数の面分51の個数の列とからなる行列(二次元配列)を、空調設備における計測部分の重要度ごとに生成する(ステップS33)。本実施形態では、空調設備における計測部分の重要度として高レベルおよび低レベルを指定する場合を例にあげる。この場合、面分選択部15は上記行列を2つ生成する。以下、これらの行列を「面分行列A」、「面分行列B」といい、面分行列Aの成分をajfと表現し、面分行列Bの成分をbjfと表現する。「j」は、候補位置決定処理において決定された各候補位置を指し、「f」は、ベースモデルに含まれる各面分51を指す。さらに、面分選択部15は、ステップS33において、面分行列Aの各成分ajf、および面分行列Bの各成分bjfをそれぞれ「0」に初期化する。 Subsequently, the surface portion selection unit 15 generates a matrix (two-dimensional array) including rows of the number of candidate positions determined in the candidate position determination process and columns of the number of surface portions 51 included in the base model. Is generated for each importance of the measurement part in the air conditioning equipment (step S33). In the present embodiment, a case where a high level and a low level are designated as the importance of the measurement part in the air conditioning equipment will be described as an example. In this case, the surface selection unit 15 generates two of the above matrices. Hereinafter, these matrices are referred to as “surface subdivision matrix A” and “surface subdivision matrix B”, the components of the surface subdivision matrix A are represented as a jf, and the components of the surface subdivision matrix B are represented as b j f. “J” indicates each candidate position determined in the candidate position determination process, and “f” indicates each surface 51 included in the base model. Furthermore, the surface component selection unit 15, in step S33, each component a jf surface submatrix A, and the components b jf surface partial matrix B respectively initialized to "0".

続いて、面分選択部15は、候補位置決定処理において決定された複数の候補位置のうち、未選択の1つの候補位置を選択する(ステップS34)。以下、ステップS34で選択された1つの候補位置を「選択中の候補位置」という。   Subsequently, the surface selection unit 15 selects one unselected candidate position from among the plurality of candidate positions determined in the candidate position determination process (step S34). Hereinafter, one candidate position selected in step S34 is referred to as "a candidate position under selection".

続いて、面分選択部15は、ベースモデルの原点を、選択中の候補位置に設定し、当該選択中の候補位置を原点として、ベースモデルに含まれる各面分51の各頂点の座標値を、直交座標系の座標値(x、y、z)から極座標系の座標値(r、φ、θ)に変換する(ステップS35)。ここで、rは原点からの距離であり、φは方位角であり、θは仰角である。   Subsequently, the surface part selecting unit 15 sets the origin of the base model at the candidate position under selection, and the coordinate values of the vertices of each surface 51 included in the base model with the candidate position under selection as the origin. Is converted from coordinate values (x, y, z) of the orthogonal coordinate system to coordinate values (r, φ, θ) of the polar coordinate system (step S35). Here, r is the distance from the origin, φ is the azimuth angle, and θ is the elevation angle.

面分選択部15は、ベースモデルに含まれる各面分51の各頂点の極座標系の座標を、横軸がφ(0度≦φ<360度)であり、縦軸がθ(−90度≦φ≦90度)である平面上に配列することにより、ベースモデルを、選択中の候補位置から、方位角φが0度以上かつ360度未満であり、仰角θが−90度以上かつ90度以下である範囲内においてあらゆる方向から見たベースモデルの展開画像を生成する(ステップS36)。展開画像を生成する際に、面分選択部15は、選択中の候補位置からベースモデルを見たときに、ベースモデルにおいて背面となる部分を除去する処理(バックフェースカリング)、およびベースモデルにおいて手前側の部分に隠れて見えない奥側の部分を除去する処理(隠面消去)を行う。なお、このような展開画像の生成は、現在広く普及しているOpenGL等を利用して行うことができる。   The surface part selection unit 15 sets the coordinate of the polar coordinate system of each vertex of each surface part 51 included in the base model to the horizontal axis as φ (0 degrees ≦ φ <360 degrees) and the vertical axis as θ (−90 degrees) By arranging the base model on a plane where ≦ φ ≦ 90 degrees), the azimuth angle φ is 0 degrees or more and less than 360 degrees from the candidate position under selection, and the elevation angle θ is −90 degrees or more and 90 An expanded image of the base model viewed from all directions within a range which is less than the degree is generated (step S36). When generating a developed image, the surface selection unit 15 performs processing (back face culling) to remove a portion to be a back surface in the base model when the base model is viewed from the candidate position being selected (back face culling), and A process (a hidden surface removal) is performed to remove the hidden part hidden behind the hidden part. Note that such a development image can be generated using OpenGL, etc., which is widely spread at present.

ここで、図16は、ステップS36で生成されたベースモデルの展開画像の一例を示している。図17は、展開画像の一部を、各画素52を識別することができる程に拡大して示している。図16に示すように、ステップS36で生成されたベースモデルの展開画像は、ベースモデルに含まれるすべての面分51のうち、選択中の候補位置からベースモデルを見たときに可視となる面分(以下、これを「可視面分」といい、符号51Aを付す。)のみが平面上に描画された画像となる。また、図17に示すように、ステップS31で各面分51に割り当てた色情報はこの展開画像においても反映される。すなわち、この展開画像において、選択中の候補位置からベースモデルを見たときの各可視面分51Aに対応する各画素52は、ステップS31で当該面分に割り当てた色情報(例えばRGB情報)を有している。   Here, FIG. 16 illustrates an example of a developed image of the base model generated in step S36. FIG. 17 shows a part of the developed image on an enlarged scale so that each pixel 52 can be identified. As shown in FIG. 16, the expanded image of the base model generated in step S36 is a plane that becomes visible when the base model is viewed from the candidate position being selected among all the surface fractions 51 included in the base model. Only a minute (hereinafter, this will be referred to as a "visible surface" and denoted by reference numeral 51A) is an image drawn on a plane. Further, as shown in FIG. 17, the color information assigned to each surface 51 in step S31 is also reflected in this developed image. That is, in this developed image, each pixel 52 corresponding to each visible area 51A when the base model is viewed from the candidate position being selected has color information (for example, RGB information) assigned to the area in step S31. Have.

続いて、面分選択部15は、生成された展開画像を走査し、展開画像における各画素52が有する色情報を読み取り、読み取った各画素52の色情報に対応する可視面分51Aを、ステップS32で生成した色割当データに基づいて特定する(ステップS37)。   Subsequently, the surface part selecting unit 15 scans the generated developed image, reads color information possessed by each pixel 52 in the developed image, and performs visible surface part 51A corresponding to the color information of each pixel 52 read. It specifies based on the color assignment data generated in S32 (step S37).

続いて、面分選択部15は、特定した可視面分51Aのうち、重要度が高レベルの計測部分に対応し、かつ高レベル計測条件を充たす可視面分を選択する(ステップS38)。具体的には、ステップS38において、面分選択部15は、まず、可視面分51Aのうち、重要度が高レベルの計測部分に対応する可視面分を選択する。上述したように、図2中のステップS3において、計測部分指定部12が、ベースモデルにおいて作業者により指定された重要度が高レベルの計測部分に対応する面分の面分IDを示す計測部分データを生成し、これを記憶部3に記憶している。面分選択部15はこの計測部分データに基づいて、可視面分51Aの中から、作業者により指定された、重要度が高レベルの計測部分に対応する可視面分を選択する。   Subsequently, the surface selection unit 15 selects the visible surface corresponding to the measurement portion with the high level of importance among the identified visible surface 51A and satisfying the high level measurement condition (step S38). Specifically, in step S38, the surface selection unit 15 first selects the visible surface corresponding to the measurement portion having the high level of importance among the visible surface 51A. As described above, in step S3 in FIG. 2, the measurement part specification unit 12 indicates the surface part ID of the surface part corresponding to the measurement part of high level of importance designated by the operator in the base model Data is generated and stored in the storage unit 3. Based on the measurement partial data, the surface selection unit 15 selects a visible surface corresponding to the measurement portion with a high level of importance specified by the operator from the visible surface 51A.

次に、ステップS38において、面分選択部15は、重要度が高レベルの計測部分に対応する可視面分51Aの中から、高レベル計測条件を充たす可視面分51Aを選択する。高レベル計測条件とは、空調設備において重要度が高レベルの計測部分を計測機により計測するための計測条件である。空調設備のうち重要度が高い計測部分を計測機により高い精度(例えばプラスマイナス1mm〜5mm以内の精度)で計測するためには、計測機から照射されるレーザー光の計測部分への入射角が例えば−45度以上かつ45度以下であり、かつ計測機と計測部分との間の距離が0.3m以上かつ5m以下であることが好ましい。したがって、高レベル計測条件は、例えば、(1)計測機から照射されるレーザー光の計測部分への入射角が−45度以上かつ45度以下であり、かつ(2)計測機と計測部分との間の距離が0.3m以上かつ5m以下であることである。なお、この高レベル計測条件は、上述した通り、作業者が任意に設定することができる。   Next, in step S38, the surface selection unit 15 selects a visible surface 51A that satisfies the high-level measurement condition from among the visible surface 51A corresponding to the measurement portion of high importance. The high level measurement condition is a measurement condition for measuring a measurement part of high importance in the air conditioning equipment with a measuring machine. In order to measure the measurement part with high importance in the air conditioning equipment with high accuracy (for example, accuracy within plus or minus 1 mm to 5 mm) by the measurement device, the incident angle of the laser light emitted from the measurement device to the measurement portion is For example, it is preferable that it is -45 degree or more and 45 degree or less, and the distance between a measuring device and a measurement part is 0.3 m or more and 5 m or less. Therefore, the high-level measurement conditions include, for example, (1) the incident angle of the laser beam emitted from the measuring device to the measuring portion is -45 degrees to 45 degrees, and (2) the measuring device and the measuring portion The distance between the two is 0.3 m or more and 5 m or less. The high level measurement condition can be arbitrarily set by the operator as described above.

ここで、図18は、上記高レベル計測条件を充たす可視面分51Aを選択する方法の一例を示している。図18に示すように、面分選択部15は、例えば、選択中の候補位置Pjおよび可視面分51Aの重心Gの双方を通る直線Eと可視面分51Aの法線Wとのなす角Kが−45度以上かつ45度以下であり、かつ選択中の候補位置Pjと可視面分51Aの重心Gとの間の距離Mが例えば0.3m以上かつ5m以下である場合に、当該可視面分51Aを、上記高レベル計測条件を充たす可視面分として選択する。   Here, FIG. 18 shows an example of a method of selecting the visible surface portion 51A which satisfies the high level measurement condition. As shown in FIG. 18, the surface selection unit 15 determines, for example, an angle K between a straight line E passing through both the candidate position Pj being selected and the center of gravity G of the visible surface 51A and the normal W of the visible surface 51A. Is −45 degrees or more and 45 degrees or less, and the distance M between the candidate position Pj being selected and the center of gravity G of the visible surface portion 51A is, for example, 0.3 m or more and 5 m or less; The minute 51A is selected as a visible surface that satisfies the high level measurement condition.

続いて、面分選択部15は、面分行列Aにおいて、ステップS38で選択した可視面分51A、すなわち、重要度が高レベルの計測部分に対応し、かつ高レベル計測条件を充たす可視面分51Aに対応する成分ajfを「1」に設定する(ステップS39)。 Subsequently, in the surface separation matrix A, the surface selection unit 15 corresponds to the visible surface 51A selected in step S38, that is, the visible surface corresponding to the measurement portion of high importance and satisfying the high-level measurement conditions. The component a jf corresponding to 51A is set to "1" (step S39).

続いて、面分選択部15は、ステップS37で特定した可視面分51Aのうち、重要度が低レベルの計測部分に対応し、かつ低レベル計測条件を充たす可視面分を選択する(ステップS40)。この処理は、計測条件の設定内容が異なることを除き、上述したステップS38の処理と同じである。   Subsequently, the surface selection unit 15 selects the visible surface corresponding to the measurement portion having the low level of importance among the visible surface 51A specified in step S37 and meeting the low level measurement condition (step S40). ). This process is the same as the process of step S38 described above except that the setting contents of the measurement conditions are different.

低レベル計測条件とは、空調設備において重要度が低レベルの計測部分を計測機により計測するための計測条件である。空調設備において重要度が低い計測部分を計測機により、低精度(例えばプラスマイナス15mm〜20mm以内の精度)で計測するためには、計測機から照射されるレーザー光の計測部分への入射角が例えば−90度よりも大きくかつ90度未満であり、かつ計測機と計測部分との間の距離が0.3m以上かつ20m以下であることが好ましい。したがって、低レベル計測条件は、例えば、(1)計測機から照射されるレーザー光の計測部分への入射角が−90度よりも大きくかつ90度未満であり、かつ(2)計測機と計測部分との間の距離が0.3m以上かつ20m以下であることである。なお、この低レベル計測条件も、高レベル計測条件と同様に、作業者が任意に設定することができる。   The low level measurement condition is a measurement condition for measuring a measurement part having a low level of importance in the air conditioning equipment by a measuring machine. In order to measure with low accuracy (for example, accuracy within plus or minus 15 mm to 20 mm) the measurement part with low importance in the air conditioning equipment, the incident angle of the laser light irradiated from the measurement machine to the measurement part For example, it is preferable that the angle is greater than -90 degrees and less than 90 degrees, and the distance between the measuring instrument and the measuring portion is 0.3 m or more and 20 m or less. Therefore, the low level measurement conditions are, for example, (1) the incident angle of the laser light emitted from the measuring device to the measuring part is greater than -90 degrees and less than 90 degrees, and (2) the measuring device and the measurement The distance between the parts is 0.3 m or more and 20 m or less. The operator can arbitrarily set the low level measurement condition as well as the high level measurement condition.

続いて、面分選択部15は、面分行列Bにおいて、ステップS40で選択した可視面分51A、すなわち、重要度が低レベルの計測部分に対応し、かつ低レベル計測条件を充たす可視面分51Aに対応する成分bjfを「1」に設定する(ステップS41)。 Subsequently, in the surface separation matrix B, the surface selection unit 15 corresponds to the visible surface 51A selected in step S40, that is, the visible surface corresponding to the measurement portion having a low level of importance and meeting the low level measurement conditions. The component b jf corresponding to 51A is set to "1" (step S41).

続いて、面分選択部15は、候補位置決定処理において決定されたすべての候補位置につき、ステップS34からステップS41までの処理が完了したか否かを判断する(ステップS42)。そして、候補位置決定処理において決定されたすべての候補位置につきステップS34からステップS41までの処理が完了していない場合には(ステップS42:NO)、面分選択部15は、処理をステップS34に戻し、未選択の他の候補位置についてステップS34からステップS41までの処理を行う。一方、候補位置決定処理において決定されたすべての候補位置につきステップS34からステップS41までの処理が完了した場合には(ステップS42:YES)、面分選択部15は面分選択処理を終える。   Subsequently, the surface selection unit 15 determines whether or not the processing from step S34 to step S41 is completed for all the candidate positions determined in the candidate position determination process (step S42). Then, when the processing from step S34 to step S41 is not completed for all candidate positions determined in the candidate position determination process (step S42: NO), the surface selection unit 15 sets the process to step S34. Then, the process from step S34 to step S41 is performed for the other candidate position not selected. On the other hand, when the processing from step S34 to step S41 is completed for all candidate positions determined in the candidate position determination processing (step S42: YES), the surface selection unit 15 ends the surface selection processing.

以上の面分選択処理を終えた後の面分行列Aにおいて、「1」に設定された成分ajfは、面分fが、候補位置jから見て可視であり、重要度が高レベルの計測部分に対応し、かつ計測機を候補位置jに配置した場合に高レベル計測条件を充たすことを示す。一方、「0」に設定された成分ajfは、面分fが、候補位置jから見て不可視であり、重要度が高レベルの計測部分に対応しておらず、または計測機を候補位置jに配置した場合に高レベル計測条件を充たさないことを示す。また、面分選択処理を終えた後の面分行列Bにおいて、「1」に設定された成分bjfは、面分fが、候補位置jから見て可視であり、重要度が低レベルの計測部分に対応し、かつ計測機を候補位置jに配置した場合に低レベル計測条件を充たすことを示す。一方、「0」に設定された成分bjfは、面分fが、候補位置jから見て不可視であり、重要度が低レベルの計測部分に対応しておらず、または計測機を候補位置jに配置した場合に低レベル計測条件を充たさないことを示す。これら面分行列AおよびBは記憶部3に記憶される。 In the surface separation matrix A after the above-described surface selection processing, the component a jf set to “1” is such that the surface portion f is visible when viewed from the candidate position j, and the importance is high It corresponds to the measurement part, and indicates that the high level measurement condition is satisfied when the measurement device is arranged at the candidate position j. On the other hand, the component a jf set to “0” does not correspond to the measurement part where the surface part f is invisible when viewed from the candidate position j and has a high degree of importance, or the measuring machine is a candidate position When placed in j, it indicates that the high level measurement condition is not satisfied. Further, in the surface separation matrix B after the surface selection processing, the component b jf set to “1” is such that the surface portion f is visible when viewed from the candidate position j and the importance is low It corresponds to the measurement part, and indicates that the low level measurement condition is satisfied when the measurement device is arranged at the candidate position j. On the other hand, the component b jf set to “0” does not correspond to the measurement part where the surface part f is invisible when viewed from the candidate position j and the importance is low, or the measuring machine is a candidate position When placed in j, it indicates that the low level measurement condition is not satisfied. These surface separation matrices A and B are stored in the storage unit 3.

(配置位置決定処理)
次に、図2中のステップS8に示すように、計測機配置位置決定装置1の配置位置決定部16が配置位置決定処理を行う。配置位置決定処理とは、候補位置決定部14により決定された候補位置の中から、面分選択部15により最終的に選択された各面分を計測するのに最適な位置を計測機配置位置として決定する処理である。配置位置決定処理では、最適な計測機配置位置の決定に数理計画法を用いる。最適な計測機配置位置を決定する問題は、組合せ最適化問題のうちの線形整数最適化問題に相当すると考えることができる。配置位置決定処理では、組合せ最適化問題における線形整数最適化問題の厳密解法を用いて最適な計測機配置位置を決定する。具体的には、配置位置決定処理では、分枝限定法を用いて最適な計測機配置位置を決定する。
(Placement determination process)
Next, as shown in step S8 in FIG. 2, the arrangement position determination unit 16 of the measuring machine arrangement position determination device 1 performs an arrangement position determination process. In the arrangement position determination process, a position optimum for measuring each surface portion finally selected by the surface portion selection unit 15 from among the candidate positions determined by the candidate position determination unit 14. It is a process determined as In the arrangement position determination process, mathematical programming is used to determine the optimum measuring machine arrangement position. The problem of determining the optimum meter placement position can be considered to correspond to the linear integer optimization problem among the combinatorial optimization problems. In the placement position determination process, an optimum solution placement position is determined using an exact solution method of the linear integer optimization problem in the combinatorial optimization problem. Specifically, in the arrangement position determination process, the optimum measuring machine arrangement position is determined using the branch and bound method.

図19は配置位置決定処理の内容を示している。図19に示すように、本実施形態における配置位置決定処理では、まず、候補位置決定部14により決定された候補位置の中から、重要度が高レベルの計測部分に対応し、かつ高レベル計測条件を充たす可視面分51Aを計測するのに最適な位置を「高レベル配置位置」として決定する高レベル配置位置決定処理を行う(ステップS51)。以下、重要度が高レベルの計測部分に対応し、かつ高レベル計測条件を充たす可視面分51Aを「高レベル選択面分」という。高レベル選択面分は、面分選択処理を終えた後の面分行列Aにおいて成分ajfが「1」に設定された面分fである。また、高レベル配置位置は高精度計測用の計測機配置位置の具体例である。 FIG. 19 shows the contents of the arrangement position determination process. As shown in FIG. 19, in the placement position determination process according to the present embodiment, first, among the candidate positions determined by the candidate position determination unit 14, high-level measurement corresponds to the measurement portion of high level of importance. A high level arrangement position determination process is performed to determine the optimum position for measuring the visible area 51A satisfying the condition as the "high level arrangement position" (step S51). Hereinafter, the visible surface portion 51A that corresponds to the measurement portion of high level of importance and satisfies the high level measurement condition is referred to as "high level selection surface portion". The high level selection surface is a surface separation f in which the component a jf is set to “1” in the surface separation matrix A after the surface selection processing has been completed. Further, the high level arrangement position is a specific example of the measuring machine arrangement position for high precision measurement.

続いて、候補位置決定部14により決定された候補位置の中から、重要度が低レベルの計測部分に対応し、かつ低レベル計測条件を充たす可視面分51Aを計測するのに最適な位置を「低レベル配置位置」として決定する低レベル配置位置処理を行う(ステップS52)。以下、重要度が低レベルの計測部分に対応し、かつ低レベル計測条件を充たす可視面分51Aを「低レベル選択面分」という。低レベル選択面分は、面分選択処理を終えた後の面分行列Bにおいて成分bjfが「1」に設定された面分fである。また、低レベル配置位置は低精度計測用の計測機配置位置の具体例である。 Subsequently, from among the candidate positions determined by the candidate position determination unit 14, an optimal position for measuring the visible surface portion 51A that corresponds to the measurement portion of low level and satisfies the low level measurement conditions is selected. The low level placement position processing to be determined as the "low level placement position" is performed (step S52). Hereinafter, the visible surface portion 51A which corresponds to the measurement portion of low level of importance and satisfies the low level measurement condition is referred to as "low level selection surface portion". The low level selection surface is a surface separation f in which the component b jf is set to “1” in the surface separation matrix B after the surface selection processing has been completed. Also, the low level arrangement position is a specific example of the measuring machine arrangement position for low accuracy measurement.

最後に、高レベル配置位置決定処理により決定された高レベル配置位置、および低レベル配置位置決定処理により決定された低レベル配置位置が例えば表示部5に出力される(ステップS53)。   Finally, the high level arrangement position determined by the high level arrangement position determination process and the low level arrangement position determined by the low level arrangement position determination process are output, for example, to the display unit 5 (step S53).

図20は高レベル配置位置決定処理の内容を示している。図20に示す高レベル配置位置決定処理において、配置位置決定部16は、まず、高レベル配置位置の個数の上限値Tを初期値に設定する(ステップS61)。この初期値は例えば1である。なお、この初期値は作業者が任意に設定することができる。   FIG. 20 shows the contents of the high level placement position determination process. In the high level placement position determination process shown in FIG. 20, the placement position determination unit 16 first sets the upper limit value T of the number of high level placement positions to an initial value (step S61). This initial value is 1, for example. The initial value can be set arbitrarily by the operator.

続いて、配置位置決定部16は、面分選択処理において生成された面分行列Aを用いて、高レベル配置位置を決定するための最適化計算を行う(ステップS62)。ここで行う最適化計算では、当該最適化計算で算出される候補位置の個数が上限値T以下であり、かつ候補位置決定処理において決定された複数の候補位置のうち、1つ以上の候補位置から計測される高レベル選択面分の個数を最大化する最適な位置を算出する。この最適化計算で算出された最適な位置が高レベル配置位置である。高レベル配置位置を決定する問題を定式化すると次のようになる。
ここで、
J:候補位置jの集合
F:高レベル選択面分fの集合
=0:候補位置jに計測機を配置しない
=1:候補位置jに計測機を配置する
=0:高レベル選択面分fが計測されない
=1:高レベル選択面分fが計測される
T:高レベル配置位置の個数の上限値
である。
Subsequently, the placement position determination unit 16 performs optimization calculation for determining the high level placement position using the surface separation matrix A generated in the surface selection process (step S62). In the optimization calculation performed here, the number of candidate positions calculated in the optimization calculation is equal to or less than the upper limit T, and one or more candidate positions among a plurality of candidate positions determined in the candidate position determination process Calculate the optimal position that maximizes the number of high-level selected surfaces measured from. The optimum position calculated by this optimization calculation is the high level arrangement position. The problem of determining the high level placement position is formulated as follows.
here,
J: A set of candidate positions j F: A set of high level selection plane parts f j = 0: A measuring instrument is not arranged at a candidate position j z j = 1: A measuring instrument is arranged at a candidate position j x f = 0: The high level selection surface fraction f is not measured x f = 1: The high level selection surface fraction f is measured T: The upper limit value of the number of high level arrangement positions.

そして、配置位置決定部16は、この最適化計算により算出された高レベル配置位置と、当該高レベル配置位置に計測機を配置して計測される高レベル選択面分の総数mを記憶部3に記憶する。なお、高レベル配置位置は、例えばベースモデルの三次元空間の直交座標系における座標値として記憶部3に記憶される。   Then, the placement position determination unit 16 stores the high level placement position calculated by the optimization calculation and the total number m of high level selection planes measured by placing a measuring instrument at the high level placement position. Remember to The high level arrangement position is stored, for example, in the storage unit 3 as a coordinate value in the orthogonal coordinate system of the three-dimensional space of the base model.

続いて、配置位置決定部16は、前回の最適化計算により算出された高レベル配置位置に計測機を配置して計測される高レベル選択面分の総数mに対する、今回の最適化計算により算出された高レベル配置位置に計測機を配置して計測される高レベル選択面分の総数mの上昇率を計算する(ステップS63)。   Subsequently, the arrangement position determination unit 16 calculates this optimization calculation with respect to the total number m of high level selection planes measured by arranging the measuring machine at the high level arrangement position calculated by the previous optimization calculation. The rate of increase of the total number m of high-level selected surfaces measured by placing a measuring instrument at the high-level placement position thus calculated is calculated (step S63).

続いて、配置位置決定部16は、総数mの上昇率が上昇率基準値以下か否かを判断する(ステップS64)。上昇率基準値は例えば1%である。なお、上昇率基準値は作業者が任意に設定することができる。   Subsequently, the placement position determining unit 16 determines whether the increase rate of the total number m is less than or equal to the increase rate reference value (step S64). The rising rate reference value is, for example, 1%. The rate of increase reference value can be set arbitrarily by the operator.

総数mの上昇率が上昇率基準値以下でない場合には(ステップS64:NO)、配置位置決定部16は、高レベル配置位置の個数の上限値Tを1増加させてから(ステップS65)、処理をステップS62に戻す。   If the increase rate of the total number m is not equal to or less than the increase rate reference value (step S64: NO), the arrangement position determining unit 16 increases the upper limit T of the number of high level arrangement positions by 1 (step S65), The process returns to step S62.

一方、総数mの上昇率が上昇率基準値以下である場合には(ステップS64:YES)、配置位置決定部16は、高レベル配置位置決定処理を終える。   On the other hand, if the increase rate of the total number m is less than or equal to the increase rate reference value (step S64: YES), the placement position determination unit 16 ends the high level placement position determination process.

ここで、図21は、高レベル配置位置の個数の上限値Tと、計測機を高レベル配置位置に配置して計測される高レベル選択面分の総数mとの関係の一例を示している。図21において、m2は、高レベル配置位置の個数の上限値Tを2に設定して最適化計算を行うことにより得られた高レベル配置位置に計測機を配置して計測される高レベル選択面分の総数mである。また、m3は、高レベル配置位置の個数の上限値Tを3に設定して最適化計算を行うことにより得られた高レベル配置位置に計測機を配置して計測される高レベル選択面分の総数mである。同様に、m8は、高レベル配置位置の個数の上限値Tを8に設定して最適化計算を行うことにより得られた高レベル配置位置に計測機を配置して計測される高レベル選択面分の総数mである。また、m9は、高レベル配置位置の個数の上限値Tを9に設定して最適化計算を行うことにより得られた高レベル配置位置に計測機を配置して計測される高レベル選択面分の総数mである。図21を見るとわかる通り、高レベル配置位置の個数の上限値Tを2から3に増加させたことによる総数mの上昇率(m3/m2)と、高レベル配置位置の個数の上限値Tを8から9に増加させたことによる総数mの上昇率(m9/m8)とを比較すると、前者の方が後者よりも大きい。このように、高レベル配置位置の個数の上限値Tが増加すると総数mの上昇率が減少する。総数mの上昇率が極めて小さい値となった場合、それは、もはや高レベル配置位置の個数の上限値Tを増加させても、高レベル配置位置に計測機を配置して計測される高レベル選択面分がほとんど変化しなくなったことを意味する。したがって、総数mの上昇率が極めて小さい値となった場合には、高レベル配置位置の個数の上限値Tをそれ以上増加させて最適化計算を繰り返すメリットがない。そこで、図20に示すように、配置位置決定部16は、総数mの上昇率が上昇率基準値以下となった場合には、高レベル配置位置決定処理を終了する。   Here, FIG. 21 shows an example of the relationship between the upper limit value T of the number of high level placement positions and the total number m of high level selection surfaces measured by placing the measuring device at the high level placement position. . In FIG. 21, m2 is a high level selection in which a measuring machine is placed at a high level placement position obtained by performing optimization calculation by setting the upper limit value T of the number of high level placement positions to 2 and measurement is performed It is the total number m of faces. Also, m3 is a high-level selected surface area measured by placing a measuring instrument at the high level placement position obtained by performing optimization calculation with setting the upper limit value T of the number of high level placement positions to 3 and performing optimization calculation The total number of is m. Similarly, m8 is a high-level selection surface measured by placing a measuring instrument at the high level placement position obtained by performing optimization calculation by setting the upper limit value T of the number of high level placement positions to 8 and performing optimization calculation The total number of minutes is m. Also, m9 is a high-level selected surface area measured by placing a measuring instrument at the high level placement position obtained by performing optimization calculation by setting the upper limit value T of the number of high level placement positions to 9 and performing optimization calculation The total number of is m. As can be seen from FIG. 21, the increase rate (m3 / m2) of the total number m by increasing the upper limit value T of the number of high level arrangement positions from 2 to 3 and the upper limit value T of the number of high level arrangement positions The former is larger than the latter in comparison with the rate of increase (m9 / m8) of the total number m by increasing from 8 to 9. Thus, when the upper limit value T of the number of high-level placement positions is increased, the rate of increase of the total number m is decreased. When the increase rate of the total number m becomes a very small value, it is no longer necessary to increase the upper limit T of the number of high level placement positions, but to place the measuring machine in the high level placement position and measure the high level It means that the face has hardly changed. Therefore, when the increase rate of the total number m becomes a very small value, there is no merit to repeat the optimization calculation by further increasing the upper limit value T of the number of high level arrangement positions. Therefore, as shown in FIG. 20, when the increase rate of the total number m becomes equal to or less than the increase rate reference value, the arrangement position determination unit 16 ends the high level arrangement position determination process.

図22は低レベル配置位置決定処理の内容を示している。低レベル配置位置決定処理(ステップS71〜S75)は、次の点を除き、上述した高レベル配置位置決定処理と同じである。(1)上述した高レベル配置位置決定処理では、高レベル配置位置の個数の上限値Tを用いるが、低レベル配置位置決定処理では、低レベル配置位置の個数の上限値Uを用いる。(2)上述した高レベル配置位置決定処理では、面分選択処理において生成された面分行列Aを用いて、高レベル配置位置を決定するための最適化計算を行うが、低レベル配置位置決定処理では、面分選択処理において生成された面分行列Bを用いて、低レベル配置位置を決定するための最適化計算を行う。具体的には、低レベル配置位置決定処理で行う最適化計算では、当該最適化計算で算出される候補位置の個数が上限値U以下であり、かつ候補位置決定処理において決定された複数の候補位置のうち、1つ以上の候補位置から計測される低レベル選択面分の個数を最大化する最適な位置を算出する。この最適化計算で算出された最適な位置が低レベル配置位置である。(3)低レベル配置位置決定処理で用いる上昇率基準値は、高レベル配置位置決定処理で用いる上昇率基準値と異なる場合がある。なお、高レベル配置位置決定処理および低レベル配置位置決定処理でそれぞれ用いる上昇率基準値は作業者が任意に設定することができる。それぞれの上昇率基準値を異ならせてもよいし、同じにしてもよい。   FIG. 22 shows the contents of the low level placement position determination process. The low level placement position determination process (steps S71 to S75) is the same as the high level placement position determination process described above except for the following point. (1) In the high level arrangement position determination process described above, the upper limit value T of the number of high level arrangement positions is used, but in the low level arrangement position determination process, the upper limit value U of the number of low level arrangement positions is used. (2) In the high-level placement position determination process described above, optimization calculation for determining the high-level placement position is performed using the surface separation matrix A generated in the surface selection process, but the low-level placement position determination In the processing, an optimization calculation for determining a low level arrangement position is performed using the surface separation matrix B generated in the surface selection processing. Specifically, in the optimization calculation performed in the low level placement position determination process, the number of candidate positions calculated in the optimization calculation is equal to or less than the upper limit value U, and a plurality of candidates determined in the candidate position determination process Among the positions, an optimal position is calculated which maximizes the number of low-level selected surfaces measured from one or more candidate positions. The optimum position calculated by this optimization calculation is the low level arrangement position. (3) The increase rate reference value used in the low level arrangement position determination process may be different from the increase rate reference value used in the high level arrangement position determination process. The operator can arbitrarily set the rising rate reference value used in the high level placement position determination process and the low level placement position determination process. The respective rising rate reference values may be different or may be the same.

高レベル配置位置決定処理の終了後、高レベル配置位置決定処理において最後に行われた最適化計算により算出された高レベル配置位置が記憶部3に記憶されている。また、低レベル配置位置決定処理の終了後、低レベル配置位置決定処理において最後に行われた最適化計算により算出された低レベル配置位置が記憶部3に記憶されている。配置位置決定部16は、これら高レベル配置位置および低レベル配置位置を記憶部3から読み出し、読み出した高レベル配置位置および低レベル配置位置を表示部5等に出力する(図19中のステップS53)。なお、ここで記憶部3から読み出した低レベル配置位置には、記憶部3から読み出した高レベル配置位置と同一の位置が含まれている場合がある。その場合には、配置位置決定部16により低レベル配置位置を表示部5に出力する際に、高レベル配置位置と同一の位置を低レベル配置位置から除外するようにしてもよい。   After the end of the high level placement position determination process, the high level placement position calculated by the optimization calculation last performed in the high level placement position determination process is stored in the storage unit 3. Further, after the low level placement position determination processing is completed, the low level placement position calculated by the optimization calculation last performed in the low level placement position determination processing is stored in the storage unit 3. The arrangement position determination unit 16 reads the high level arrangement position and the low level arrangement position from the storage unit 3 and outputs the read high level arrangement position and the low level arrangement position to the display unit 5 or the like (step S53 in FIG. 19). ). Here, the low level arrangement position read out from the storage unit 3 may include the same position as the high level arrangement position read out from the storage unit 3. In that case, when the low level placement position is output to the display unit 5 by the placement position determination unit 16, the same position as the high level placement position may be excluded from the low level placement position.

図23は計測機配置位置決定装置1により決定された設備室28内における計測機配置位置(高レベル配置位置および低レベル配置位置)の一例を示している。この例では、設備室28内において7つの計測機配置位置P1〜P7が計測機配置位置決定装置1により決定された。作業者は、計測機配置位置P1〜P7のそれぞれに計測機を順次配置して三次元計測を行い、三次元計測により得られた計測データを用いて空調設備の最終的な三次元モデルを生成することができる。   FIG. 23 shows an example of measuring device arrangement positions (high level arrangement position and low level arrangement position) in the equipment room 28 determined by the measuring device arrangement position determination apparatus 1. In this example, seven measuring instrument arrangement positions P1 to P7 in the equipment room 28 are determined by the measuring instrument arrangement position determination device 1. The operator arranges the measuring machines sequentially at each of the measuring machine arrangement positions P1 to P7 to perform three-dimensional measurement, and generates a final three-dimensional model of the air conditioner using the measurement data obtained by the three-dimensional measurement. can do.

以上説明した通り、本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置1では、面分選択処理において、候補位置から見たベースモデルの展開画像を生成し、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、展開画像に描画されている面分を、候補位置から見た可視面分51Aとして特定する(図15中のステップS35〜S37を参照)。これにより、計測機配置位置決定装置1において、計測機配置位置を決定する処理にかかる時間を、上記非特許文献1に記載された従来技術と比較して大幅に短縮することができる。したがって、計測機配置位置の決定作業の効率を向上させることができる。   As described above, in the measuring device placement position determining apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, in the surface area selecting process, the expanded image of the base model viewed from the candidate position is generated, and the plurality of surface areas included in the base model are generated. Among them, the surface drawn in the developed image is specified as a visible surface 51A viewed from the candidate position (see steps S35 to S37 in FIG. 15). As a result, the time taken for the process of determining the measuring machine arrangement position can be significantly shortened in the measuring machine arrangement position determination device 1 as compared with the prior art described in the non-patent document 1. Therefore, it is possible to improve the efficiency of the determination work of the measuring machine arrangement position.

これについて具体的に検討する。上記非特許文献1に記載された従来技術においては、計測機配置候補ボクセルから可観測である計測対象ボクセルを特定する処理を行う。この処理が、本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置において候補位置から見た可視面分51Aを特定する処理に対応する。従来技術において、計測機配置候補ボクセルの個数をnaとし、計測対象ボクセルの個数をnbとし、1つの計測機配置候補ボクセルから可観測である計測対象ボクセルをnb個の計測対象ボクセルの中から特定する処理Prにかかる時間をtとすると、na個のすべての計測機配置候補ボクセルについて処理Prを行うのにかかる時間はna×nb×tである。一方、本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置1において、候補位置の個数をma個とし、ベースモデルに含まれる面分の個数をmb個とし、1つの候補位置から見たベースモデルの展開画像を形成し、ベースモデルに含まれるmb個の面分のうち展開画像に描画されている面分を、当該1つの候補位置から見た可視面分51Aとして特定する処理Qrにかかる時間をuとすると、ma個のすべての候補位置について処理Qrを行うのにかかる時間はma×uである。ここで、仮に、計測機配置候補ボクセルの個数と候補位置の個数が互いに等しく、かつ1つの計測機配置候補ボクセルについて処理Prを行うのにかかる時間と1つの候補位置について処理Qrを行うのにかかる時間とが互いに等しいとすると、ma個のすべての候補位置について処理Qrを行うのにかかる時間は、na個のすべての計測機配置候補ボクセルについて処理Prを行うのにかかる時間のnb分の1である。被計測物の体積が空調設備等のように大きい場合、計測対象ボクセルの個数は膨大であり、1千個を超える場合が多く、1万個を超える場合もある。したがって、この場合、ma個のすべての候補位置について処理Qrを行うのにかかる時間は、na個のすべての計測機配置候補ボクセルについて処理Prを行うのにかかる時間の1千分の1未満、または1万分の1未満となる。大ざっぱな検討方法であるが、この検討から、本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置1において候補位置から見た可視面分51Aを特定する処理にかかる時間が、従来技術において計測機配置候補ボクセルから可観測である計測対象ボクセルを特定する処理にかかる時間よりも桁違いに短いことは明らかである。このように、本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置1において候補位置から見た可視面分51Aを特定する処理にかかる時間を、従来技術において計測機配置候補ボクセルから可観測である計測対象ボクセルを特定する処理にかかる時間よりも大幅に短くすることができるので、計測機配置位置決定装置1において、計測機配置位置を決定する処理にかかる時間を、上記従来技術と比較して大幅に短縮することができる。   We will examine this specifically. In the prior art described in the above-mentioned nonpatent literature 1, processing which specifies measurement object voxel which is observable from measurement machine arrangement candidate voxel is performed. This process corresponds to the process of specifying the visible area 51A viewed from the candidate position in the measuring device placement position determining apparatus according to the embodiment of the present invention. In the prior art, the number of measuring machine arrangement candidate voxels is na, the number of measurement object voxels is nb, and the measurement object voxels that are observable from one measurement machine arrangement candidate voxel are specified from among nb measurement object voxels Assuming that the time taken for the process Pr to be performed is t, the time taken for performing the process Pr on all na measuring instrument arrangement candidate voxels is na × nb × t. On the other hand, in the measuring machine placement position determining apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, the number of candidate positions is ma, the number of planes included in the base model is mb, and a base model viewed from one candidate position. The time taken for the process Qr for forming a developed image and specifying the surface drawn in the developed image among the mb surfaces contained in the base model as the visible surface 51A viewed from the one candidate position Assuming that u, the time taken to perform the process Qr for all the ma candidate positions is ma × u. Here, temporarily, the number of measuring machine placement candidate voxels and the number of candidate positions are equal to each other, and the time taken to perform the process Pr for one measuring machine placement candidate voxel and the process Qr for one candidate position are performed. Assuming that this time is equal to each other, the time taken to perform the process Qr for all ma candidate positions is nb minutes of the time taken to perform the process Pr for all na meter location candidate voxels. It is 1. When the volume of the object to be measured is large such as in an air conditioning facility, the number of voxels to be measured is enormous, often exceeding one thousand, and sometimes exceeding ten thousand. Therefore, in this case, the time taken to perform the process Qr for all ma candidate positions is less than one-thousandth of the time taken to perform the process Pr for all na measuring instrument placement candidate voxels, Or less than 10,000 parts. Although this is a rough examination method, based on this examination, the time taken for the process of specifying the visible surface portion 51A viewed from the candidate position in the measuring machine placement position determining apparatus 1 of the embodiment of the present invention It is obvious that the time taken for the process of specifying the measurement target voxel which is observable from the candidate voxels is orders of magnitude shorter. As described above, the time taken for processing for specifying the visible area 51A viewed from the candidate position in the measuring device placement position determining apparatus 1 according to the embodiment of the present invention Since the time required for the process of determining the arrangement position of the measurement device can be significantly shortened in the measurement device arrangement position determination device 1 as compared with the above-described conventional technique because the time required for the process of specifying the object voxel can be significantly shortened. Can be shortened to

実際に、面積が180mであり、天井高さが4.6mである空調設備(熱源機械室)について、上記従来技術により計測機配置位置を決定する処理を行ったところ、その処理にかかった時間は24.1分であった。また、同一の空調設備について、本発明の実施形態の計測機配置位置装置1により計測機配置位置を決定する処理を行ったところ、その処理にかかった時間は1.9分であった。これにより、上記従来技術よりも本発明の実施形態の計測機配置位置装置1の方が計測機配置位置を決定する処理にかかる時間が大幅に短いことが実際に確認された。 Actually, with regard to the air conditioning equipment (heat source machine room) having an area of 180 m 2 and a ceiling height of 4.6 m, when processing for determining the arrangement of measuring instruments was performed according to the above-mentioned prior art, it took that processing The time was 24.1 minutes. Moreover, when the process which determines a measuring machine arrangement position was performed with the measuring machine arrangement position apparatus 1 of embodiment of this invention about the same air conditioning installation, the time concerning the process was 1.9 minutes. As a result, it was actually confirmed that the time taken for the process of determining the measuring machine arrangement position is much shorter in the measuring machine arranging and positioning device 1 according to the embodiment of the present invention than in the prior art.

また、本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置1では、面分選択処理において、ベースモデルに含まれる複数の面分に当該面分ごとに固有の色情報を割り当てた後に、候補位置から見たベースモデルの展開画像を生成し、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、展開画像の各画素が有する色情報が割り当てられている面分を、候補位置から見た可視面分51Aとして選択する。これにより、可視面分51Aの特定を容易に行うことができる。また、この色情報によって展開画像から可視面分51Aを特定する処理方法は、可視面分51Aを特定する処理時間の短縮化に貢献している。   Further, in the measuring device placement position determining apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, in the surface area selecting process, after assigning unique color information for each surface area to a plurality of surface areas included in the base model, A developed image of the viewed base model is generated, and among the plurality of planes included in the base model, a plane to which color information possessed by each pixel of the developed image is assigned is a visible plane 51A viewed from the candidate position Choose as. This makes it possible to easily identify the visible surface portion 51A. Further, the processing method of specifying the visible surface portion 51A from the developed image by the color information contributes to shortening of the processing time for specifying the visible surface portion 51A.

また、本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置1では、高レベル配置位置決定処理において、算出される候補位置の個数が、高レベル配置位置の個数の上限値T以下であり、かつ候補位置決定部14により決定された複数の候補位置のうち、1つ以上の候補位置から計測される高レベル選択面分の個数が最大となる最適な候補位置を分枝限定法を用いて算出し、当該算出した最適な候補位置を計測機配置位置(高レベル配置位置)として決定する。この計測機配置位置決定装置1によれば、計測機配置位置を貪欲法を用いて決定する上記従来技術と比較して、広い範囲の計測が可能な、より少ない個数の計測機配置位置を決定することができる。したがって、三次元計測機を用いた設備等の計測作業の効率を向上させることができる。また、計測機配置位置決定装置1における低レベル配置位置決定処理においても、高レベル配置位置決定処理と同様に、計測機配置位置を貪欲法を用いて決定する上記従来技術と比較して、広い範囲の計測が可能な、より少ない個数の計測機配置位置(低レベル配置位置)を決定することができる。   Further, in the measuring instrument placement position determining apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, the number of candidate positions calculated in the high level placement position determining process is equal to or less than the upper limit value T of the number of high level placement positions, and Of the plurality of candidate positions determined by the position determination unit 14, an optimal candidate position at which the number of high-level selection planes measured from one or more candidate positions is the largest is calculated using the branch and bound method. The calculated optimal candidate position is determined as a measuring machine arrangement position (high level arrangement position). According to this measuring device arrangement position determination apparatus 1, a smaller number of measuring device arrangement positions capable of measuring a wide range can be determined as compared with the above-mentioned prior art in which the measuring device arrangement position is determined using the greed method. can do. Therefore, it is possible to improve the efficiency of the measurement operation of equipment and the like using the three-dimensional measurement machine. Also, in the low-level placement position determination processing in the measurement instrument placement position determination device 1, as in the high-level placement position determination processing, the method is wider than the above-described conventional technology in which the measurement instrument placement position is determined using greed method. It is possible to determine a smaller number of measuring machine placement positions (low level placement positions) where range measurement is possible.

実際に、面積が180mであり、天井高さが4.6mである空調設備(熱源機械室)について、上記従来技術により計測機配置位置を決定する処理を行ったところ、当該空調設備において重要度が高レベルである計測部分の範囲の約87.9%を計測が可能な、10個の計測機配置位置が決定された。また、同一の空調設備について、本発明の実施形態の計測機配置位置装置1により計測機配置位置を決定する処理を行ったところ、当該空調設備において重要度が高レベルである計測部分の範囲の約88.2%を計測が可能な、7つの計測機配置位置が決定された。これにより、本発明の実施形態の計測機配置位置装置1によれば、上記従来技術と比較し、ほぼ同一の範囲が計測される計測機配置位置の個数を減らすことができることが実際に確認された。 Actually, with regard to an air conditioning facility (heat source machine room) having an area of 180 m 2 and a ceiling height of 4.6 m, when processing for determining the arrangement of measuring instruments was performed according to the above-mentioned prior art, it is important in the air conditioning facility Ten meter placement positions were determined that could measure approximately 87.9% of the range of the measurement part where the degree is high. Moreover, when processing which determines a measuring instrument arrangement position was performed by the measuring instrument arrangement position apparatus 1 of embodiment of this invention about the same air conditioning installation, the range of the measurement part whose importance is a high level in the said air conditioning installation Seven measuring machine placement positions were determined that could measure about 88.2%. Thereby, according to the measuring instrument placement position apparatus 1 of the embodiment of the present invention, it is actually confirmed that the number of measuring instrument placement positions at which substantially the same range is measured can be reduced as compared with the prior art. The

また、本発明の実施形態の計測機配置位置決定装置1では、ベースモデルにおける被計測物のうち計測機で計測する計測部分に少なくとも高レベルまたは低レベルの重要度を指定する。また、高レベル計測条件におけるレーザー光の入射角範囲が低レベル計測条件におけるレーザー光の入射角範囲よりも小さくなり、かつ高レベル計測条件における計測機とベースモデルの面分との間の距離が、低レベル計測条件における計測機とベースモデルの面分との間の距離よりも小さくなるように、高レベル計測条件および低レベル計測条件を設定する。そして、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、候補位置から見たときに可視であり、重要度が高レベルである計測部分に対応し、かつ高レベル計測条件を充たす面分を高レベル選択面分として選択し、候補位置決定部14により決定された複数の候補位置のうち、計測される高レベル選択面分の個数が最大となる1つ以上の候補位置を分枝限定法を用いて算出し、当該算出した候補位置を高レベル配置位置として決定する。また、ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、候補位置から見たときに可視であり、重要度が低レベルである計測部分に対応し、かつ低レベル計測条件を充たす面分を低レベル選択面分として選択し、候補位置決定部14により決定された複数の候補位置のうち、計測される低レベル選択面分の個数が最大となる1つ以上の候補位置を分枝限定法を用いて算出し、当該算出した候補位置を低レベル配置位置として決定する。この構成により、空調設備において重要度の高い部分を高精度に計測することができる計測機配置位置と、空調設備において重要度の低い部分を、精度を落として迅速に計測することができる計測機配置位置とをそれぞれ決定することができる。これにより、要求される計測品質を維持しつつ、三次元計測の作業時間を短縮することができ、全体的に見て三次元計測作業の効率を向上させることができる。   Further, in the measuring apparatus placement position determining apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, at least the high level or the low level of importance is designated in the measurement portion of the object to be measured in the base model. In addition, the incident angle range of the laser beam in the high level measurement condition becomes smaller than the incident angle range of the laser beam in the low level measurement condition, and the distance between the measuring instrument and the surface of the base model in the high level measurement condition is The high level measurement condition and the low level measurement condition are set so as to be smaller than the distance between the measuring machine and the surface of the base model under the low level measurement condition. Then, among a plurality of planes included in the base model, a plane that corresponds to a measurement portion that is visible when viewed from the candidate position and that has a high level of importance and that meets high-level measurement conditions is set to a high level Among a plurality of candidate positions selected as selected surfaces and determined by the candidate position determination unit 14, one or more candidate positions at which the number of high level selected surfaces to be measured is the largest is used a branch and bound method Calculation, and the calculated candidate position is determined as the high level arrangement position. In addition, among a plurality of planes included in the base model, a plane that corresponds to a measurement portion that is visible when viewed from the candidate position and that has a low level of importance and that meets the low level measurement conditions is a low level Among a plurality of candidate positions selected as selected surfaces and determined by the candidate position determination unit 14, one or more candidate positions at which the number of low-level selected surfaces to be measured is the largest is used a branch and bound method Calculation, and the calculated candidate position is determined as the low level arrangement position. With this configuration, a measuring instrument arrangement position capable of accurately measuring a portion with high degree of importance in an air conditioner and a measuring machine capable of rapidly measuring a portion with low degree of importance in an air conditioner with reduced accuracy. The arrangement position can be determined respectively. As a result, while maintaining the required measurement quality, the working time of the three-dimensional measurement can be shortened, and the efficiency of the three-dimensional measuring operation can be improved overall.

なお、上記実施形態では、計測機配置位置の決定を分枝限定法を用いて行う場合を例にあげたが、計測機配置位置の決定を、線形整数最適化問題の他の厳密解法を用いて行ってもよい。また、計測機配置位置の決定を線形整数最適化問題の近似解法を用いて行ってもよい。計測機配置位置の決定を線形整数最適化問題の近似解法で行うこととした場合でも、計測機配置位置を決定する処理時間を短くするという作用効果は発揮される。   In the above embodiment, the case where the measuring machine arrangement position is determined using the branch and bound method is taken as an example, but the measuring machine arrangement position is determined using another exact solution method of the linear integer optimization problem. It may be done. Further, the determination of the measuring machine arrangement position may be performed using an approximate solution method of the linear integer optimization problem. Even in the case where the determination of the measuring machine arrangement position is performed by the approximate solution method of the linear integer optimization problem, the effect of shortening the processing time for determining the measuring machine arrangement position can be exhibited.

また、上記実施形態では、高レベル計測条件および低レベル計測条件のそれぞれに、計測機から照射されるレーザー光の計測部分への入射角と、計測機と計測部分との間の距離とが含まれる場合を例にあげた。しかしながら、高レベル計測条件および低レベル計測条件のそれぞれに、計測機から照射されるレーザー光の計測部分への入射角のみを含めるようにしてもよいし、高レベル計測条件および低レベル計測条件のそれぞれに、計測機と計測部分との間の距離のみを含めるようにしてもよい。   In the above embodiment, each of the high level measurement condition and the low level measurement condition includes the incident angle to the measurement portion of the laser beam emitted from the measurement device and the distance between the measurement device and the measurement portion. The case is taken as an example. However, only the incident angle to the measurement portion of the laser beam emitted from the measuring instrument may be included in each of the high level measurement condition and the low level measurement condition, or the high level measurement condition and the low level measurement condition may be included. Each may include only the distance between the measuring instrument and the measuring part.

また、上記実施形態では、計測部分の重要度として高レベルおよび低レベルの2通りの重要度を指定し、これら2通りの重要度に対応する高レベル配置位置および低レベル配置位置を決定する場合を例にあげたが、例えば高レベル、中レベル、低レベルといったように、計測部分の重要度を3通り以上指定することとし、これら3通り以上の重要度に対応する3種類以上の計測機配置位置を決定するようにしてもよい。また、計測部分の重要度を指定しないこととし、1種類の計測機配置位置を決定するようにしてもよい。   Also, in the above embodiment, when specifying two high and low levels of importance as the importance of the measurement part, and determining the high level arrangement position and the low level arrangement position corresponding to these two importance levels For example, three or more types of measuring machines corresponding to the three or more importance levels shall be specified by specifying three or more importance levels of the measurement part, such as high level, middle level, and low level. The arrangement position may be determined. Also, the importance of the measurement part may not be specified, and one type of measuring machine arrangement position may be determined.

また、上記実施形態において、ベースモデルの面分の形状は三角形であるが、面分の形状は三角形に限らない。   Moreover, in the said embodiment, although the shape of the surface part of a base model is a triangle, the shape of a surface part is not restricted to a triangle.

また、上記実施形態では、被計測物として空調設備を例にあげたが、本発明は、空調設備に限らず、給排水、電気通信等の設備や機械、建築物等、様々な被計測物を計測機で計測するための計測機配置位置の決定に用いることができる。   Further, in the above embodiment, the air conditioning equipment was taken as an example of the object to be measured, but the present invention is not limited to the air conditioning equipment, but various objects to be measured such as water supply and drainage, facilities such as telecommunications, machines, buildings, etc. It can be used to determine the measuring machine arrangement position for measuring with a measuring machine.

また、図2中のステップS2がベースモデル取得工程の具体例であり、ステップS3が計測部分指定工程の具体例であり、ステップS5およびS6が候補位置決定工程の具体例である。また、ステップS7が面分選択工程の具体例であり、ステップS8が配置位置決定工程の具体例である。   In addition, step S2 in FIG. 2 is a specific example of the base model acquisition step, step S3 is a specific example of the measurement part specification step, and steps S5 and S6 are specific examples of the candidate position determination step. Further, step S7 is a specific example of the surface part selection step, and step S8 is a specific example of the arrangement position determination step.

また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う計測機配置位置決定装置、計測機配置位置決定方法およびプログラムもまた本発明の技術思想に含まれる。   Moreover, the present invention can be suitably changed in the range which does not violate the gist or concept of the invention which can be read from a claim and the whole specification, and a measuring machine arrangement position determining device with such a change, measuring machine arrangement The positioning method and program are also included in the technical concept of the present invention.

1 計測機配置位置決定装置
11 ベースモデル読込部(ベースモデル取得部)
12 計測部分指定部
13 ボクセルモデル生成部
14 候補位置決定部
15 面分選択部
16 配置位置決定部
51 面分
51A 可視面分
1 measuring instrument arrangement position determination device 11 base model reading unit (base model acquisition unit)
12 Measurement Part Designation Unit 13 Voxel Model Generation Unit 14 Candidate Position Determination Unit 15 Surface Selection Unit 16 Placement Position Determination Unit 51 Surface 51A Visual Surface

Claims (8)

レーザー光を照射して三次元計測を行う計測機により被計測物の位置、形状またはその他の属性を計測するために、前記被計測物の周囲において前記計測機を配置する計測機配置位置を決定する計測機配置位置決定装置であって、
カメラでその位置または方向を変えながら前記被計測物およびその周囲を撮影することにより得られた複数の画像を用いて生成され、複数の面分の集合により表現された前記被計測物およびその周囲の三次元モデルであるベースモデルを取得するベースモデル取得部と、
前記ベースモデルにおける前記被計測物のうち前記計測機で計測する計測部分を指定する計測部分指定部と、
前記ベースモデルにおける前記被計測物が置かれた床面において、前記計測機および前記計測機を支持する支持具を置くことができる複数の部分を認識し、当該認識した各部分に前記計測機および前記支持具を置いたときの前記計測機の計測基準位置を候補位置として決定する候補位置決定部と、
前記ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、前記候補位置から見たときに可視であり、かつ前記計測部分指定部により指定された前記計測部分に対応する面分を選択面分として選択する面分選択部と、
前記候補位置決定部により決定された複数の前記候補位置のうち、計測される前記選択面分の個数が最大となる1つ以上の候補位置を数理計画法を用いて算出し、当該算出した候補位置を前記計測機配置位置として決定する配置位置決定部とを備え、
前記面分選択部は、前記候補位置から見た前記ベースモデルの展開画像を生成し、前記ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、前記展開画像に描画されている面分を、前記候補位置から見たときに可視である面分として特定することを特徴とする計測機配置位置決定装置。
In order to measure the position, shape or other attributes of the object to be measured by a measuring device that performs three-dimensional measurement by irradiating a laser beam, the measuring device arrangement position where the measuring device is arranged around the object to be measured is determined Measuring device placement position determining device,
The object to be measured which is generated by using a plurality of images obtained by photographing the object to be measured and its surroundings while changing its position or direction with a camera, and represented by a set of a plurality of surface portions and its periphery A base model acquisition unit that acquires a base model that is a three-dimensional model of
A measurement part specification unit that specifies a measurement part to be measured by the measurement device in the object in the base model;
In the floor surface on which the object to be measured is placed in the base model, a plurality of parts on which the measuring machine and a support for supporting the measuring machine can be placed are recognized, and in each recognized part the measuring machine and A candidate position determination unit that determines the measurement reference position of the measuring machine when the support is placed as a candidate position;
Among the plurality of surface portions included in the base model, a surface portion which is visible when viewed from the candidate position and which corresponds to the measurement portion designated by the measurement portion designation unit is selected as a selection surface portion A surface selection unit,
Among the plurality of candidate positions determined by the candidate position determination unit, one or more candidate positions at which the number of the selected surface portions to be measured is the largest is calculated using mathematical programming, and the calculated candidates An arrangement position determination unit which determines a position as the measurement machine arrangement position;
The surface part selection unit generates a developed image of the base model viewed from the candidate position, and among a plurality of surface parts included in the base model, the surface part drawn in the developed image is the candidate What is claimed is: 1. A measuring instrument placement position determining apparatus characterized by specifying it as a surface that is visible when viewed from a position.
前記面分選択部は、前記ベースモデルに含まれる複数の面分に当該面分ごとに固有の色情報を割り当てた後に、前記候補位置から見た前記ベースモデルの展開画像を生成し、前記ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、前記展開画像の各画素が有する色情報が割り当てられている面分を、前記候補位置から見て可視である面分として選択することを特徴とする請求項1に記載の計測機配置位置決定装置。   The surface selection unit allocates unique color information for each surface to a plurality of surfaces included in the base model, and then generates a developed image of the base model viewed from the candidate position, and the base is selected. Among the plurality of planes included in the model, a plane to which color information possessed by each pixel of the expanded image is assigned is selected as a plane that is visible when viewed from the candidate position. The measuring machine arrangement position determination apparatus of claim 1. 前記配置位置決定部は、算出される候補位置の個数が、設定された上限値以下であり、かつ前記候補位置決定部により決定された複数の前記候補位置のうち、1つ以上の候補位置から計測される前記選択面分の個数が最大となる最適な候補位置を線形整数最適化問題の厳密解法を用いて算出し、当該算出した最適な候補位置を前記計測機配置位置として決定することを特徴とする請求項1または2に記載の計測機配置位置決定装置。   The arrangement position determination unit is configured to calculate the number of candidate positions to be calculated is equal to or less than a set upper limit value, and at least one candidate position among the plurality of candidate positions determined by the candidate position determination unit. The optimal candidate position at which the number of selected surface portions to be measured is the largest is calculated using an exact solution method of a linear integer optimization problem, and the calculated optimal candidate position is determined as the measuring machine arrangement position. The measuring machine arrangement | positioning determination apparatus of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記配置位置決定部は、算出される候補位置の個数が、設定された上限値以下であり、かつ前記候補位置決定部により決定された複数の前記候補位置のうち、1つ以上の候補位置から計測される前記選択面分の個数が最大となる最適な候補位置を分枝限定法を用いて算出し、当該算出した最適な候補位置を前記計測機配置位置として決定することを特徴とする請求項1または2に記載の計測機配置位置決定装置。   The arrangement position determination unit is configured to calculate the number of candidate positions to be calculated is equal to or less than a set upper limit value, and at least one candidate position among the plurality of candidate positions determined by the candidate position determination unit. The optimal candidate position at which the number of selected surface portions to be measured is the largest is calculated using the branch and bound method, and the calculated optimal candidate position is determined as the measuring machine arrangement position. The measuring machine arrangement position determination apparatus of claim 1 or 2. 前記計測部分指定部は、前記ベースモデルにおける前記被計測物のうち前記計測機で計測する計測部分に少なくとも高レベルまたは低レベルの重要度を指定し、
前記面分選択部は、前記ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、前記候補位置から見たときに可視であり、前記計測部分指定部により前記高レベルの重要度が指定された前記計測部分に対応し、かつ高レベル計測条件を充たす面分を高レベル選択面分として選択し、または前記ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、前記候補位置から見たときに可視であり、前記計測部分指定部により前記低レベルの重要度が指定された前記計測部分に対応し、かつ低レベル計測条件を充たす面分を低レベル選択面分として選択し、
前記配置位置決定部は、前記候補位置決定部により決定された複数の前記候補位置のうち、計測される前記高レベル選択面分の個数が最大となる1つ以上の候補位置を数理計画法を用いて算出し、当該算出した候補位置を高精度計測用の計測機配置位置として決定し、または前記候補位置決定部により決定された複数の前記候補位置のうち、計測される前記低レベル選択面分の個数が最大となる1つ以上の候補位置を数理計画法を用いて算出し、当該算出した候補位置を低精度計測用の計測機配置位置として決定し、
前記高レベル計測条件は、前記計測機から照射されるレーザー光が前記ベースモデルに含まれる面分に入射する入射角が第1の角度範囲であることを含み、前記低レベル計測条件は、前記計測機から照射されるレーザー光が前記ベースモデルに含まれる面分に入射する入射角が第2の角度範囲であることを含み、前記第2の角度範囲は前記第1の角度範囲よりも大きいことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の計測機配置位置決定装置。
The measurement part specification unit specifies at least a high level or a low level of importance in a measurement part to be measured by the measuring device in the object in the base model,
The surface selection unit is visible when viewed from the candidate position among the plurality of surfaces included in the base model, and the measurement with the high level of importance specified by the measurement part specification unit It is visible when viewed from the candidate position among the plurality of planes included in the base model, which corresponds to the area and which satisfies the high level measurement condition is selected as the high level selected plane, The surface corresponding to the measurement part for which the low level importance is specified by the measurement part specification unit and which satisfies the low level measurement condition is selected as the low level selection surface,
The arrangement position determination unit performs mathematical programming on one or more candidate positions at which the number of high level selection surfaces to be measured is the largest among the plurality of candidate positions determined by the candidate position determination unit. The low level selection surface to be calculated using the calculated candidate position as the measuring machine arrangement position for high accuracy measurement, or measured among the plurality of candidate positions determined by the candidate position determining unit At least one candidate position at which the number of minutes is maximized is calculated using mathematical programming, and the calculated candidate position is determined as a measuring machine arrangement position for low accuracy measurement,
The high level measurement condition includes that the incident angle at which the laser beam emitted from the measurement device is incident on the surface portion included in the base model is a first angle range, and the low level measurement condition is It is included that the incident angle which the laser beam irradiated from a measuring instrument injects into the surface part contained in the said base model is the 2nd angle range, and the 2nd angle range is larger than the 1st angle range The measuring instrument arrangement position determining apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
前記高レベル計測条件は、前記計測機と前記ベースモデルに含まれる面分との間の距離が第1の距離範囲であることを含み、前記低レベル計測条件は、前記計測機と前記ベースモデルに含まれる面分との間の距離が第2の距離範囲であることを含み、前記第2の距離範囲は前記第1の距離範囲よりも大きいことを特徴とする請求項5に記載の計測機配置位置決定装置。   The high level measurement condition includes that the distance between the measurement machine and the surface portion included in the base model is a first distance range, and the low level measurement condition includes the measurement machine and the base model The measurement according to claim 5, characterized in that the distance between the surface portion included in the second portion is a second distance range, and the second distance range is larger than the first distance range. Machine arrangement position determination device. レーザー光を照射して三次元計測を行う計測機により被計測物の位置、形状またはその他の属性を計測するために、前記被計測物の周囲において前記計測機を配置する計測機配置位置を決定する計測機配置位置決定方法であって、
カメラでその位置または方向を変えながら前記被計測物およびその周囲を撮影することにより得られた複数の画像を用いて生成され、複数の面分の集合により表現された前記被計測物およびその周囲の三次元モデルであるベースモデルを取得するベースモデル取得工程と、
前記ベースモデルにおける前記被計測物のうち前記計測機で計測する計測部分を指定する計測部分指定工程と、
前記ベースモデルにおける前記被計測物が置かれた床面において、前記計測機および前記計測機を支持する支持具を置くことができる複数の部分を認識し、当該認識した各部分に前記計測機および前記支持具を置いたときの前記計測機の計測基準位置を候補位置として決定する候補位置決定工程と、
前記ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、前記候補位置から見たときに可視であり、かつ前記計測部分指定工程において指定された前記計測部分に対応する面分を選択面分として選択する面分選択工程と、
前記候補位置決定工程において決定された複数の前記候補位置のうち、計測される前記選択面分の個数が最大となる1つ以上の候補位置を数理計画法を用いて算出し、当該算出した候補位置を前記計測機配置位置として決定する配置位置決定工程とを備え、
前記面分選択工程では、前記候補位置から見た前記ベースモデルの展開画像を生成し、前記ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、前記展開画像に描画されている面分を、前記候補位置から見たときに可視である面分として特定することを特徴とする計測機配置位置決定方法。
In order to measure the position, shape or other attributes of the object to be measured by a measuring device that performs three-dimensional measurement by irradiating a laser beam, the measuring device arrangement position where the measuring device is arranged around the object to be measured is determined Measuring device placement position determination method,
The object to be measured which is generated by using a plurality of images obtained by photographing the object to be measured and its surroundings while changing its position or direction with a camera, and represented by a set of a plurality of surface portions and its periphery A base model acquisition step of acquiring a base model that is a three-dimensional model of
A measurement part specification step of specifying a measurement part to be measured by the measuring machine among the objects in the base model;
In the floor surface on which the object to be measured is placed in the base model, a plurality of parts on which the measuring machine and a support for supporting the measuring machine can be placed are recognized, and in each recognized part the measuring machine and A candidate position determination step of determining the measurement reference position of the measuring machine when the support is placed as a candidate position;
Among the plurality of surfaces included in the base model, a surface which is visible when viewed from the candidate position and which corresponds to the measurement portion designated in the measurement portion designation step is selected as a selection surface portion Surface selection process,
Among the plurality of candidate positions determined in the candidate position determination step, one or more candidate positions at which the number of the selected surface portions to be measured is the largest is calculated using mathematical programming, and the calculated candidates Providing an arrangement position determining step of determining a position as the measuring machine arrangement position;
In the surface portion selecting step, a developed image of the base model viewed from the candidate position is generated, and among the plurality of surfaces included in the base model, the surface portion drawn in the developed image is the candidate A measuring machine arrangement position determining method characterized by specifying it as a surface that is visible when viewed from a position.
レーザー光を照射して三次元計測を行う計測機により被計測物の位置、形状またはその他の属性を計測するために、前記被計測物の周囲において前記計測機を配置する計測機配置位置を決定する計測機配置位置決定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記計測機配置位置決定方法は、
カメラでその位置または方向を変えながら前記被計測物およびその周囲を撮影することにより得られた複数の画像を用いて生成され、複数の面分の集合により表現された前記被計測物およびその周囲の三次元モデルであるベースモデルを取得するベースモデル取得工程と、
前記ベースモデルにおける前記被計測物のうち前記計測機で計測する計測部分を指定する計測部分指定工程と、
前記ベースモデルにおける前記被計測物が置かれた床面において、前記計測機および前記計測機を支持する支持具を置くことができる複数の部分を認識し、当該認識した各部分に前記計測機および前記支持具を置いたときの前記計測機の計測基準位置を候補位置として決定する候補位置決定工程と、
前記ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、前記候補位置から見たときに可視であり、かつ前記計測部分指定工程において指定された前記計測部分に対応する面分を選択面分として選択する面分選択工程と、
前記候補位置決定工程において決定された複数の前記候補位置のうち、計測される前記選択面分の個数が最大となる1つ以上の候補位置を数理計画法を用いて算出し、当該算出した候補位置を前記計測機配置位置として決定する配置位置決定工程とを備え、
前記面分選択工程では、前記候補位置から見た前記ベースモデルの展開画像を生成し、前記ベースモデルに含まれる複数の面分のうち、前記展開画像に描画されている面分を、前記候補位置から見たときに可視である面分として特定することを特徴とするプログラム。
In order to measure the position, shape or other attributes of the object to be measured by a measuring device that performs three-dimensional measurement by irradiating a laser beam, the measuring device arrangement position where the measuring device is arranged around the object to be measured is determined A program for causing a computer to execute a measuring instrument placement position determination method,
The measuring machine arrangement position determination method is
The object to be measured which is generated by using a plurality of images obtained by photographing the object to be measured and its surroundings while changing its position or direction with a camera, and represented by a set of a plurality of surface portions and its periphery A base model acquisition step of acquiring a base model that is a three-dimensional model of
A measurement part specification step of specifying a measurement part to be measured by the measuring machine among the objects in the base model;
In the floor surface on which the object to be measured is placed in the base model, a plurality of parts on which the measuring machine and a support for supporting the measuring machine can be placed are recognized, and in each recognized part the measuring machine and A candidate position determination step of determining the measurement reference position of the measuring machine when the support is placed as a candidate position;
Among the plurality of surfaces included in the base model, a surface which is visible when viewed from the candidate position and which corresponds to the measurement portion designated in the measurement portion designation step is selected as a selection surface portion Surface selection process,
Among the plurality of candidate positions determined in the candidate position determination step, one or more candidate positions at which the number of the selected surface portions to be measured is the largest is calculated using mathematical programming, and the calculated candidates Providing an arrangement position determining step of determining a position as the measuring machine arrangement position;
In the surface portion selecting step, a developed image of the base model viewed from the candidate position is generated, and among the plurality of surfaces included in the base model, the surface portion drawn in the developed image is the candidate A program characterized by specifying it as an area that is visible when viewed from a position.
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