JP6782202B2

JP6782202B2 - 内壁抽出装置、内壁抽出方法、及びプログラム

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Publication number: JP6782202B2
Application number: JP2017141902A
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Inventors: 彰久川野辺; 繁千葉
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Description

内壁抽出装置、内壁抽出方法、及びプログラムに関し、特に、点群データを用いた内壁抽出装置、内壁抽出方法、及びプログラムに関する。

従来、ナビゲーションのための地図データを生成するために、現地にて調査を行い、測量機器を用いてデータを生成していた（例えば、非特許文献１）。

乙井康成、他３名、「設計図等を活用した屋内空間の三次元ＧＩＳデータの作成とその課題について」、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成２６年４月１７日、国土交通省、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.gsi.go.jp/common/000092004.pdf＞

しかし、点群データを利用して屋内の地図データを生成する際に、屋内にある装飾物や什器等が設置されているために、内壁を抽出することが困難だった。また、内壁を抽出する際に、現地調査巻き尺等の手段により測量して求めていたため、屋内の地図データを作成する費用と時間がかかっており、高コストとなっていた。

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたもので、容易かつ低コストに内壁を抽出することができる内壁抽出装置、内壁抽出方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

第１の発明に係る内壁抽出装置は、屋内を観測して得られた３次元点群を取得する点群データ取得部と、前記３次元点群から少なくとも１以上の天井面を抽出する天井面抽出部と、前記天井面抽出部によって抽出された前記天井面に含まれる複数の３次元点を、水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群を抽出する凸包点群抽出部と、前記凸包点群を結んで形成される閉じた形を、前記屋内の内壁として抽出する内壁抽出部と、を含んで構成される。

第１の発明に係る内壁抽出方法は、点群データ取得部が、屋内を観測して得られた３次元点群を取得するステップと、天井面抽出部が、前記３次元点群から少なくとも１以上の天井面を抽出するステップと、凸包点群抽出部が、前記天井面抽出部によって抽出された前記天井面に含まれる複数の３次元点を、水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群を抽出するステップと、内壁抽出部が、前記凸包点群を結んで形成される閉じた形を、前記屋内の内壁として抽出するステップと、を含む。

第１の発明に係る内壁抽出装置及び内壁抽出方法によれば、点群データ取得部が、屋内を観測して得られた３次元点群を取得し、天井面抽出部が、前記３次元点群から少なくとも１以上の天井面を抽出する。

そして、凸包点群抽出部が、前記天井面抽出部によって抽出された前記天井面に含まれる複数の３次元点を、水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群を抽出し、内壁抽出部が、前記凸包点群を結んで形成される閉じた形を、前記屋内の内壁として抽出する。

このように、天井面に含まれる複数の３次元点を水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群を抽出し、前記凸包点群を結んで形成される閉じた形を内壁として抽出するため、容易かつ低コストに内壁を抽出することができる。

第２の発明に係る内壁抽出装置は、屋内を観測して得られた３次元点群を取得する点群データ取得部と、前記３次元点群から少なくとも１以上の天井面を抽出する天井面抽出部と、前記天井面抽出部によって抽出された前記天井面に含まれる複数の３次元点を、水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群を抽出する凸包点群抽出部と、前記３次元点群のうち、前記凸包点群に対応する複数の３次元点群より下方向の所定の範囲に含まれる複数の３次元点から複数の壁面を抽出する壁面抽出部と、前記複数の壁面のうち、前記凸包点群に対応する３次元点を含む壁面の各々について、前記壁面に含まれる３次元点に基づいて鉛直面を形成する鉛直面形成部と、前記鉛直面形成部が抽出した前記壁面の各々について形成した鉛直面を水平面に投射して得られる閉じた形を、前記屋内の内壁として抽出する内壁抽出部と、を含んで構成される。

第２の発明に係る内壁抽出方法は、点群データ取得部が、屋内を観測して得られた３次元点群を取得するステップと、天井面抽出部が、前記３次元点群から少なくとも１以上の天井面を抽出すると、凸包点群抽出部が、前記天井面抽出部によって抽出された前記天井面に含まれる複数の３次元点を、水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群を抽出するステップと、壁面抽出部が、前記３次元点群のうち、前記凸包点群に対応する複数の３次元点群より下方向の所定の範囲に含まれる複数の３次元点から複数の壁面を抽出するステップと、鉛直面形成部が、前記複数の壁面のうち、前記凸包点群に対応する３次元点を含む壁面の各々について、前記壁面に含まれる３次元点に基づいて鉛直面を形成するステップと、内壁抽出部が、前記鉛直面形成部が抽出した前記壁面の各々について形成した鉛直面を水平面に投射して得られる閉じた形を、前記屋内の内壁として抽出するステップと、を含む。

第２の発明に係る内壁抽出装置及び内壁抽出方法によれば、点群データ取得部が、屋内を観測して得られた３次元点群を取得し、天井面抽出部が、前記３次元点群から少なくとも１以上の天井面を抽出し、凸包点群抽出部が、前記天井面抽出部によって抽出された前記天井面に含まれる複数の３次元点を、水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群を抽出する。

そして、壁面抽出部が、前記３次元点群のうち、前記凸包点群に対応する複数の３次元点群より下方向の所定の範囲に含まれる複数の３次元点から複数の壁面を抽出し、鉛直面形成部が、前記複数の壁面のうち、前記凸包点群に対応する３次元点を含む壁面の各々について、前記壁面に含まれる３次元点に基づいて鉛直面を形成し、内壁抽出部が、前記鉛直面形成部が抽出した前記壁面の各々について形成した鉛直面を水平面に投射して得られる閉じた形を、前記屋内の内壁として抽出する。

このように、天井面に含まれる複数の３次元点を水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群を抽出し、前記３次元点群のうち、前記凸包点群に対応する複数の３次元点群より下方向の所定の範囲に含まれる複数の３次元点から複数の壁面を抽出し、前記複数の壁面のうち、前記凸包点群に対応する３次元点を含む壁面の各々について、前記壁面に含まれる３次元点に基づいて鉛直面を形成し、前記鉛直面形成部が抽出した前記壁面の各々について形成した鉛直面を水平面に投射して得られる閉じた形を、前記屋内の内壁として抽出するため、容易かつ低コストに内壁を抽出することができる。

本発明に係るプログラムは、上記の内壁抽出装置の各部として機能させるためのプログラムである。

本発明の内壁抽出装置、内壁抽出方法、及びプログラムによれば、天井面に含まれる複数の３次元点を水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群に基づいて内壁を抽出するため、容易かつ低コストに内壁を抽出することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る内壁抽出装置の構成を示す概略図である。本発明の第１の実施の形態に係る天井面と内壁を抽出した例を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る閉じた形を抽出する他の例を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る屋内地図データ生成処理フローを示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態に係る内壁抽出装置の構成を示す概略図である。本発明の第２の実施の形態に係る天井面と壁面を抽出した例を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る屋内地図データ生成処理フローを示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態に係る内壁抽出処理フローを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

＜本発明の実施の形態に係る内壁抽出装置の原理＞

まず、本発明の実施の形態に係る内壁抽出装置の原理について説明する。

屋内には装飾物や什器等が設置されているが、これらの設置物は重力の影響を受けて床面に設置することがほとんどである。また、天井面に設置され、かつ、内壁に設置されていながら、歩行領域に存在していない設置物はほとんど存在しない。

本発明の実施の形態に係る内壁抽出装置では、設置物がほとんど存在しない天井面に近い領域の３次元点群に着目することで、内壁を抽出することができる。

そして、内壁に含まれていない３次元点群については、設置物と判定して、屋内地図データを生成することができる。

＜本発明の第１の実施の形態の概要＞

第１の実施の形態では、３次元点群に面検出アルゴリズムを適用して、Ｎ個の面から構成される天井面を抽出し、天井面の外周点をつなげた形を内壁として検出する。

＜第１の実施の形態に係る内壁抽出装置の構成＞

次に、第１の実施の形態に係る内壁抽出装置について説明する。

図１は、第１の実施の形態に係る内壁抽出装置１０の構成を示す概略図である。図１に示すように、内壁抽出装置１０は、測量機器等によって計測された屋内の点群データを入力する入力部１００と、入力部１００に入力された屋内の点群データである３次元点群から、屋内の内壁を抽出し、２次元の屋内地図データを生成する制御部２００と、制御部２００によって生成された屋内地図データを出力する出力部３００とを備えて構成される。

入力部１００は、既知のキーボード、マウス、記憶装置などの入力器により実現される。

出力部３００は、ディスプレイ、プリンタ、磁気ディスクなどで実装される。

制御部２００は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、後述する屋内地図データ生成処理ルーチンを実行するためのプログラムを記憶したＲＯＭとを備えたコンピュータで構成され、機能的には次に示すように構成されている。

図１に示すように、制御部２００は、点群データ取得部２１０と、天井面抽出部２２０と、凸包点群抽出部２３０と、内壁抽出部２４０と、屋内地図データ生成部２５０とを備えて構成される。

点群データ取得部２１０は、屋内を観測して得られた３次元点群を取得する。

具体的には、点群データ取得部２１０は、入力部１００に入力された３次元点群を｛Ａ_ｉ｝として、天井面抽出部２２０に３次元点群｛Ａ_ｉ｝を渡す。

ここで、点群データ取得部２１０は、３次元点群が複数の部屋に相当する点群である場合には、鉛直方向とＺ軸を合わせた部屋の単位に分割して、部屋の単位毎に、天井面抽出部２２０に３次元点群｛Ａ_ｉ｝を渡してもよい。

天井面抽出部２２０は、３次元点群から少なくとも１以上の天井面を抽出する。

具体的には、天井面抽出部２２０は、点群データ取得部２１０から受け取った３次元点群｛Ａ_ｉ｝に基づいて、天井面が上限数Ｎ個の面から構成されるという前提を置いて、天井面を抽出する。

天井面を抽出するには、法線を指定した面検出アルゴリズムを適用する。当該面検出アルゴリズムに適用できる任意の軸と許容する誤差を指定して垂直面検出を行うアルゴリズム等は多数存在しているため、任意の面検出アルゴリズムを用いてよい。

本実施形態では、ＰＣＬ（ｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｌｉｂｒａｒｙ）におけるＳＡＣＭＯＤＥＬ＿ＰＥＲＰＥＮＤＩＣＵＬＡＲ＿ＰＬＡＮＥを指定した面検出アルゴリズムを用いる。

天井面抽出部２２０は、当該面検出アルゴリズムを用いて、３次元点群｛Ａｉ｝からＭ個の天井面（Ｓ１〜ＳＭ（Ｍ≦Ｎ））を抽出する。本実施形態では、天井面が８個（Ｍ＝８）抽出されたものとする。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る天井面と内壁を抽出した例を示す図である。

図２に示すように、抽出された天井面は、Ｓ１〜Ｓ８の８個となる。

そして、天井面抽出部２２０は、各天井面を構成する点群データ（｛Ｓ１，ｉ１｝〜｛Ｓ８，ｉ８｝）を、凸包点群抽出部２３０に渡す。

凸包点群抽出部２３０は、天井面抽出部２２０によって抽出された各天井面を構成する点群データに含まれる複数の３次元点を、水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群を抽出する。

具体的には、凸包点群抽出部２３０は、天井面抽出部２２０から渡された点群データ（｛Ｓ１，ｉ１｝〜｛Ｓ８，ｉ８｝）を全て結合した点群｛Ｓｉ｝を求める。

そして、凸包点群抽出部２３０は、点群｛Ｓｉ｝をＸＹ平面に投影した２次元の点群データ｛Ｔｉ｝を求める。

凸包点群抽出部２３０は、点群データ｛Ｔｉ｝を包む凸包点群を構成する点をｍ個抽出する。検出した凸包点群を｛Ｐｍ｝とする。

図２に示すように、凸包点群抽出部２３０によって抽出された凸包点群を構成する点は、Ｐ１〜Ｐ６となる。

ここで、凸包点群を抽出するには、凸包を計算するアルゴリズムを用いる。凸包を計算するアルゴリズムとしては、例えば、Ｑｈｕｌｌ（http://www.qhull.org/）等を用いることができる。

内壁抽出部２４０は、凸包点群を結んで形成される閉じた形を、屋内の内壁として抽出する。

具体的には、内壁抽出部２４０は、図２に示すように、凸包点群を構成する点Ｐ１〜Ｐ６を直線で結んだ閉多角形を内壁として抽出する。

なお、Ｐ１〜Ｐ６を結ぶ方法は、直線に限定されず、曲線で結ぶ、Ｐ１〜Ｐ６を凸包するように結ぶ、これらを組み合わせる等の様々なバリエーションで結んでよい。

例えば、以下の３つの方法の何れかを採用してもよい。

（１）上記の６角形の各辺から一定値以内の距離に存在する点を｛Ｔｉ｝からＬ個（Ｌ＞２）検出し、検出した複数の点｛Ｐｍ，ｌ｝を、直線で結ぶ。

（２）Ｐ１〜Ｐ６について、曲線補完するように、曲線で結ぶ。

（３）上記（１）の方法において、各辺について、直線検出誤差が所定の閾値以上の場合に、当該辺において曲線補完するように、曲線で結ぶ。

例えば、（１）の方法を採用した場合、図３に示すような複数の点｛Ｐｍ，ｌ｝を検出し、これらを順に直線で結ぶ。ここで、図３は、本発明の第１の実施の形態に係る閉じた形を抽出する他の例を示す図である。

図３において点（Ｐ１，１）〜（Ｐ１，１１）は、上記の（１）の方法で求めた複数の点｛Ｐｍ，ｌ｝に相当する。そして、図３に示すように、（Ｐ１，１）〜（Ｐ１，１１）を順に直線で結ぶ。

内壁抽出部２４０は、内壁を抽出すると、当該内壁を屋内地図データ生成部２５０に渡す。

屋内地図データ生成部２５０は、内壁と３次元点群から、２次元の屋内地図データを生成する。

具体的には、屋内地図データ生成部２５０は、３次元点群｛Ａｉ｝のうち、内壁より内側にある点を、障害物を構成する点として用いることにより、内壁と障害物とを表す屋内地図データを生成する。

そして、屋内地図データ生成部２５０は、生成した屋内地図データを出力部３００に渡す。

＜第１の実施の形態に係る内壁抽出装置の作用＞

図４は、本発明の第１の実施の形態に係る屋内地図データ生成処理フローを示すフローチャートである。

入力部１００に屋内の点群データである３次元点群が入力されると、制御部２００において、図４に示す屋内地図データ生成処理フローが実行される。

まず、ステップＳ１００において、点群データ取得部２１０が、入力部１００から、屋内を観測して得られた３次元点群を取得する。

次に、ステップＳ１１０において、天井面抽出部２２０が、３次元点群から少なくとも１以上の天井面を抽出する。

ステップＳ１２０において、凸包点群抽出部２３０が、天井面抽出部２２０によって抽出された天井面に含まれる複数の３次元点を、水平面に投射して複数の点を求める。

そして、ステップＳ１３０において、凸包点群抽出部２３０が、ステップＳ１２０において得られた複数の点を包む凸包点群を抽出する。

ステップＳ１４０において、内壁抽出部２４０が、ステップＳ１３０において抽出された凸包点群を結んで形成される閉じた形を屋内の内壁とする。

ステップＳ１５０において、屋内地図データ生成部２５０が、ステップＳ１４０において抽出された内壁と３次元点群から、内壁と障害物とを表す２次元の屋内地図データを生成する。

ステップＳ１６０において、出力部３００が、ステップＳ１５０において生成された屋内地図データを出力する。

以上説明したように、第１の実施の形態に係る内壁抽出装置によれば、天井面に含まれる複数の３次元点を水平面に投射して得られる複数の点を凸包する凸包点群を抽出し、凸包点群を結んで形成される閉じた形を内壁として抽出するため、容易かつ低コストに内壁を抽出することができる。

＜本発明の第２の実施の形態の概要＞

第２の実施の形態では、第１の実施の形態に対して、壁は鉛直かつ平面であると仮定して、多くの点データを使って鉛直面を検出することにより内壁の抽出精度を高める。

天井面を構成する点群のうち、凸包点群を構成する点を含む鉛直な面を検出し、この鉛直面をＸＹ平面に投影して得られる閉じた図形を内壁として抽出する。

＜本発明の第２の実施の形態に係る内壁抽出装置の構成＞

次に、第２の実施の形態に係る内壁抽出装置について説明する。なお、第１の実施の形態に係る内壁抽出装置１０と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

図５は、第２の実施の形態に係る内壁抽出装置１０の構成を示す概略図である。図５に示すように、内壁抽出装置１０は、入力部１００と、制御部２００と、出力部３００とを備えて構成される。

図５に示すように、制御部２００は、点群データ取得部２１０と、天井面抽出部２２０と、凸包点群抽出部２３０と、壁面抽出部２３２と、鉛直面形成部２３４と、内壁抽出部２４２と、屋内地図データ生成部２５０とを備えて構成される。

図６は、第２の実施の形態に係る天井面と壁面を抽出した例を示す図である。本実施形態では、図６のように、天井面抽出部２２０によって抽出された天井面は、Ｓ１〜Ｓ９となり、凸包点群抽出部２３０によって抽出された凸包点群を構成する点は、Ｐ１〜Ｐ７となる。

壁面抽出部２３２は、３次元点群のうち、凸包点群に対応する複数の３次元点群より下方向の所定の範囲に含まれる複数の３次元点から複数の壁面を抽出する。

具体的には、まず、壁面抽出部２３２は、凸包点群抽出部２３０が抽出した凸包点群からなる２次元の点群｛Ｐｍ｝に対応する元の３次元の点群｛Ｑｍ｝を抽出する。例えば、Ｐ１〜Ｐ７に対応する複数の３次元点Ｑ１〜Ｑ７を抽出する。

そして、壁面抽出部２３２は、天井面のうち、その天井面を構成する点群｛Ｓｉ｝に、｛Ｑｍ｝のいずれかの点が含まれる天井面をＬ個抽出する。上記図６の例では、Ｓ１〜Ｓ３、Ｓ７及びＳ９の５つの天井面が該当する（Ｌ＝５）。

ここで、図６は、Ｓ１〜Ｓ３、Ｓ７、及びＳ９が凸包点群に対応する３次元の点群｛Ｑｍ｝の何れかの点を含む天井面、すなわち外周に接する天井面であることを示している。

その後、壁面抽出部２３２は、Ｌ個の天井面を構成する点群データ｛Ｓα｝について以下の（１）〜（３）を繰り返す。ここで、本実施形態では、サフィックスをαとしてα＝１、２、３、７、９とする。

（１）点群データ｛Ｓα｝に含まれる凸包点群に対応する３次元の点群｛Ｑｍ｝のうち、Ｚ軸の値の最小値の点から、Ｚ軸マイナス方向にΔＨの範囲に含まれる点群データを３次元点群｛Ａｉ｝から抽出する。

そうすると、｛Ｓα｝のＸＹ方向の範囲から出ない点、すなわち、天井面Ｓαの下部ΔＨの範囲にある点群が抽出される。

（２）抽出された点群データについて壁面検出を行う。ここで、壁面検出には、天井面と同様に面検出アルゴリズムを用いる。

壁面検出を行うと、図６のように複数の壁面が抽出される可能性があるため（図６のＸ１〜Ｘ３参照）、ここではＪ個の壁面が検出されたとし、これをサフィックスｊで表す。

（３）抽出された各壁面を構成する点群データ｛Ｒ_ｉ，ｊ｝のうち、凸包点群抽出部２３０が抽出した凸包点群に対応する３次元の点群｛Ｑｍ｝の少なくとも１点を含んだ点群データ｛Ｒ_ｉ，ｊ｝を抽出する。

このように抽出された｛Ｒ_ｉ，ｊ｝は、壁面を構成し、かつ、天井面の外周を含むため、壁は鉛直かつ平面であるとの仮定から、適切な鉛直面を導くことができることになる。

一方、これに該当しない｛Ｒ_ｉ，ｊ｝は、例えば天井面近くの設置物（例えば、空気調和設備や、Ｗｉ−Ｆｉルータ、ガス検知器等）である可能性が高いため、内壁を抽出することに適しない。

そして、壁面抽出部２３２は、上記（１）〜（３）を繰り返すことによって抽出されたＧ個の点群データ｛Ｒ_ｉ，ｊ｝を、鉛直面形成部２３４に渡す。

鉛直面形成部２３４は、複数の壁面のうち、凸包点群に対応する３次元点を含む壁面の各々について、当該壁面に含まれる３次元点に基づいて鉛直面を形成する。

具体的には、壁面抽出部２３２によって抽出されたＧ個の点群データ｛Ｒ_ｉ，ｊ｝のそれぞれについて、以下の手順を繰り返すことにより、Ｇ個の鉛直面を形成する。

まず、鉛直面形成部２３４は、点群データ｛Ｒ_ｉ，ｊ｝について重心位置を求め、その重心を通り、かつ鉛直である鉛直面を形成する。このとき、点群データ｛Ｒ_ｉ，ｊ｝に含まれる全ての点に対して、（ｉ）ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＞０、かつ、最小となるような鉛直面、または（ｉｉ）ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＜０、かつ、最大となるような鉛直面を形成する。

その後、鉛直面形成部２３４は、形成したＧ個の鉛直面を、内壁抽出部２４２に渡す。

内壁抽出部２４２は、鉛直面形成部が抽出した壁面の各々について形成した鉛直面を水平面に投射して得られる閉じた形を、屋内の内壁として抽出する。

具体的には、内壁抽出部２４２は、鉛直面形成部２３４によって形成されたＧ個の鉛直面を、ＸＹ平面に投射する。そうすると、閉じた多角形が得られるため、内壁抽出部２４２は、当該閉じた多角形を屋内の内壁として抽出する。

その後、内壁抽出部２４２は、抽出された内壁を屋内地図データ生成部２５０に渡す。

＜第２の実施の形態に係る内壁抽出装置の作用＞

図７は、本発明の第２の実施の形態に係る屋内地図データ生成処理フローを示すフローチャートである。第２の実施の形態の屋内地図データ生成処理について、第１の実施の形態の屋内地図データ生成処理と同一の処理については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

ステップＳ２４０において、ステップＳ１３０において抽出された凸包点群が壁面抽出部２３２に入力されると、内壁抽出処理が行われる。

当該内壁抽出処理について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の第２の実施の形態に係る内壁抽出処理フローを示すフローチャートである。

まず、ステップＳ３００において、壁面抽出部２３２は、３次元点群のうち、凸包点群に対応する複数の３次元点群を抽出する。

ステップＳ３１０において、壁面抽出部２３２は、ステップＳ３１０において抽出された複数の３次元点群に含まれる点を含む天井面をＬ個抽出する。

ステップＳ３２０において、ｉ＝１とする。ここでｉは、ステップＳ３２０において抽出されたＬ個の天井面をカウントする変数である。

ステップＳ３３０において、ｉ番目の天井面を構成する点群のうち、ステップＳ３１０において抽出された複数の３次元点群に含まれる点より下方向の所定の範囲に含まれる複数の３次元点から壁面をＫ個抽出する。

ステップＳ３４０において、ｊ＝１とする。ここでｊは、ステップＳ３３０において抽出されたＫ個の壁面をカウントする変数である。

ステップＳ３５０において、鉛直面形成部２３４は、ｉ番目の天井面について抽出されたｊ番目の壁面を構成する点群データ｛Ｒ_ｉ，ｊ｝が、凸包点群に対応する３次元の点群の何れかの点を含むか否かを判定する。

点群データ｛Ｒ_ｉ，ｊ｝が凸包点群に対応する３次元の点群のいずれかの点を含む場合（ステップＳ３５０のＹＥＳ）、ステップＳ３６０において、鉛直面形成部２３４は、当該｛Ｒ_ｉ，ｊ｝を鉛直面の形成対象とする。

一方、点群データ｛Ｒ_ｉ，ｊ｝が凸包点群に対応する３次元の点群のいずれの点も含まない場合（ステップＳ３５０のＮＯ）、当該点群データ｛Ｒ_ｉ，ｊ｝を鉛直面の形成対象とはせず、ステップＳ３７０に進む。

ステップＳ３７０において、鉛直面形成部２３４は、ｊ＜Ｋであるか否かを判定する。すなわち、ｉ番目の天井面における全ての壁面について鉛直面の形成対象か否かの判定を行ったか否かを判定する。

ｊ＜Ｋの場合（ステップＳ３７０のＹＥＳ）、ステップＳ３８０において、ｊに１を加算して、ステップＳ３５０に戻る。

一方ｊ＜Ｋでない場合（ステップＳ３７０のＮＯ）、ステップＳ３９０において、鉛直面形成部２３４は、ｉ＜Ｌであるか否かを判定する。すなわち、全ての天井面について壁面を抽出したか否かを判定する。

ｉ＜Ｌの場合（ステップＳ３９０のＹＥＳ）、ステップＳ４００において、ｉに１を加算して、ステップＳ３３０に戻る。

一方、ｉ＜Ｌでない場合（ステップＳ３９０のＮＯ）、ステップＳ４１０において、鉛直面形成部２３４は、ステップＳ３６０において鉛直面の形成対象とされた点群データ｛Ｒ_ｉ，ｊ｝の各々について、当該点群データ｛Ｒ_ｉ，ｊ｝に含まれる３次元点に基づいて鉛直面を形成する。

そして、ステップＳ４２０において、内壁抽出部２４２は、ステップＳ３６０において壁面の各々について形成された鉛直面を水平面に投射して得られる閉じた形を、屋内の内壁とする。

以上説明したように、第２の実施の形態に係る内壁抽出装置によれば、天井面に含まれる複数の３次元点を水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群を抽出し、当該３次元点群のうち、凸包点群に対応する複数の３次元点群より下方向の所定の範囲に含まれる複数の３次元点から複数の壁面を抽出し、複数の壁面のうち、凸包点群に対応する３次元点を含む壁面の各々について、当該壁面に含まれる３次元点に基づいて鉛直面を形成し、鉛直面形成部が壁面の各々について形成した鉛直面を水平面に投射して得られる閉じた形を、屋内の内壁として抽出するため、容易かつ低コストに内壁を抽出することができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

また、本願明細書中において、プログラムが予めインストールされている実施形態として説明したが、当該プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。

１０内壁抽出装置
１００入力部
２００制御部
２１０点群データ取得部
２２０天井面抽出部
２３０凸包点群抽出部
２３２壁面抽出部
２３４鉛直面形成部
２４０内壁抽出部
２４２内壁抽出部
２５０屋内地図データ生成部
３００出力部

Claims

屋内を観測して得られた３次元点群を取得する点群データ取得部と、
前記３次元点群から少なくとも１以上の天井面を抽出する天井面抽出部と、
前記天井面抽出部によって抽出された前記天井面に含まれる複数の３次元点を、水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群を抽出する凸包点群抽出部と、
前記凸包点群を結んで形成される閉じた形を、前記屋内の内壁として抽出する内壁抽出部と、
を含む内壁抽出装置。
屋内を観測して得られた３次元点群を取得する点群データ取得部と、
前記３次元点群から少なくとも１以上の天井面を抽出する天井面抽出部と、
前記天井面抽出部によって抽出された前記天井面に含まれる複数の３次元点を、水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群を抽出する凸包点群抽出部と、
前記３次元点群のうち、前記凸包点群に対応する複数の３次元点群より下方向の所定の範囲に含まれる複数の３次元点から複数の壁面を抽出する壁面抽出部と、
前記複数の壁面のうち、前記凸包点群に対応する３次元点を含む壁面の各々について、前記壁面に含まれる３次元点に基づいて鉛直面を形成する鉛直面形成部と、
前記鉛直面形成部が抽出した前記壁面の各々について形成した鉛直面を水平面に投射して得られる閉じた形を、前記屋内の内壁として抽出する内壁抽出部と、
を含む内壁抽出装置。
点群データ取得部が、屋内を観測して得られた３次元点群を取得するステップと、
天井面抽出部が、前記３次元点群から少なくとも１以上の天井面を抽出するステップと、
凸包点群抽出部が、前記天井面抽出部によって抽出された前記天井面に含まれる複数の３次元点を、水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群を抽出するステップと、
内壁抽出部が、前記凸包点群を結んで形成される閉じた形を、前記屋内の内壁として抽出するステップと、
を含む内壁抽出方法。
点群データ取得部が、屋内を観測して得られた３次元点群を取得するステップと、
天井面抽出部が、前記３次元点群から少なくとも１以上の天井面を抽出すると、
凸包点群抽出部が、前記天井面抽出部によって抽出された前記天井面に含まれる複数の３次元点を、水平面に投射して得られる複数の点を包む凸包点群を抽出するステップと、
壁面抽出部が、前記３次元点群のうち、前記凸包点群に対応する複数の３次元点群より下方向の所定の範囲に含まれる複数の３次元点から複数の壁面を抽出するステップと、
鉛直面形成部が、前記複数の壁面のうち、前記凸包点群に対応する３次元点を含む壁面の各々について、前記壁面に含まれる３次元点に基づいて鉛直面を形成するステップと、
内壁抽出部が、前記鉛直面形成部が抽出した前記壁面の各々について形成した鉛直面を水平面に投射して得られる閉じた形を、前記屋内の内壁として抽出するステップと、
を含む内壁抽出方法。
コンピュータを、請求項１又は請求項２記載の内壁抽出装置の各部として機能させるためのプログラム。