JP6827906B2 - 三次元データ処理装置及び三次元データ処理方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施の形態では、基準形状モデルに基づいて、計測データに使われている基準形状モデル及びその変形量を算出する三次元データ処理装置100を説明する。なお、本実施の形態では、一例として、エレベーターの昇降路(具体的には、壁面、レール及びレールブラケット(以後、ブラケットと称する)等から構成される)を計測対象の構造物とする。また、部品の基準形状とは、周囲環境等によって変形する前の、当該部品の基本的な形状を意味するものであり、具体的には新品時(出荷時)の形状に相当する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る三次元データ処理装置の構成例を示すブロック図である。図1には、本実施の形態に係る三次元データ処理装置100を含むシステム全体の構成例が示されており、具体的には、三次元データ処理装置100、入出力装置140及び三次元計測装置150が例示されている。ユーザ(例えば現地調査者など)は、入出力装置140の操作を通じて、三次元計測装置150や三次元データ処理装置100による機能を利用することができる。
図2は、第1の実施の形態における三次元データ処理の処理手順の概要を示すフローチャートである。本実施の形態における「三次元データ処理」とは、三次元データ処理装置100(処理装置110の各部)によって実行される処理であって、三次元計測装置150によって三次元計測(取得)された計測データ(点群データ)の入力に対して、データベース(基準形状記憶部122)に登録されている部品の基準形状をパラメトリックに変形させながら部品の候補形状を探索し(基準形状の引き当て)、結果を出力する処理である。以下に、詳しく説明する。
図3は、計測点群データの一例を示す図である。前述したように、計測点群データ310は、三次元計測装置150によって取得された構造物の計測点群データに基づいたデータであって、計測点群記憶部121に記憶される。そして、図4は、図3に示した計測点群データを三次元空間にプロットしたイメージ図である。
図6は、部品認識処理の詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。前述したように、部品認識処理は三次元データ処理のなかで、部品認識部112によって行われる処理(図2のステップS102)である。
(i)点群から、Z軸に平行な平面を検出する。
(ii)上記(i)で検出した平面のうち垂直に位置する4平面を壁面として認識する。
(i)点群から、壁面に垂直または平行な平面を抽出する。
(ii)上記(i)で抽出した平面のうち、壁面に隣接しない平面を抽出する。
(iii)上記(ii)で抽出した平面のうち、互いに直行または平行で隣接する平面の集合を抽出する。
(iv)上記(iii)で抽出した平面の集合をレールとして認識する。
(i)点群から、壁面とレールとの間に存在する点を抽出する。
(ii)上記(i)で抽出した点群をクラスタに分離する。
(iii)上記(ii)で分離したクラスタのうち、壁面及びレールにともに隣接しているクラスタをブラケットとして認識する。
図9は、基準形状引当処理の詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。前述したように、基準形状引当処理は三次元データ処理のなかで、基準形状引当部113によって行われる処理(図2のステップS103)である。
図12は、第1の実施の形態における三次元データ処理による結果出力画面の一例を示す図である。前述したように、結果出力画面350は、図2に例示した三次元データ処理の処理結果(厳密にはステップS101〜S103の処理結果)が表示される画面であって、三次元データ処理のステップS104において、結果出力部114によって入出力装置140のディスプレイ等に所定のGUIで表示される。なお、結果出力画面350には、三次元データ処理の開始操作を行う入力画面としての機能を併せ持たせてもよい。
以上に説明したように、本実施の形態に係るシステム(三次元データ処理装置100)によれば、計測対象の構造物の三次元計測データ(計測点群データ310)に対して、データベース(基準形状記憶部122)に予め登録されている部品の基準形状モデルをパラメトリックに変形させながら部品の候補形状を探索していくことにより、計測対象の構造物に使われている部品の種類及び基準形状を識別するとともに、当該部品の基準形状からの変形量を算出することができる。
本発明の第2の実施の形態では、一例として、エレベーターの昇降路の三次元計測データを入力として、昇降路の耐震強度を判定する三次元データ処理装置200を説明する。なお、後述するように、第2の実施の形態に係る三次元データ処理装置200は、第1の実施の形態に係る三次元データ処理装置100の構成を含むため、第1の実施の形態で記載された事項は、特段の事情がない限り、第2の実施の形態にも適用することができる。
図13は、本発明の第2の実施の形態に係る三次元データ処理装置の構成例を示すブロック図である。図13には、本実施の形態に係る三次元データ処理装置200を含むシステム全体の構成例が示されており、具体的には、三次元データ処理装置200、入出力装置140及び三次元計測装置150が例示されている。なお、入出力装置140及び三次元計測装置150は、第1の実施の形態で説明したものと同じであり(図1参照)、ユーザ(例えば現地調査者など)は、入出力装置140の操作を通じて、三次元計測装置150や三次元データ処理装置200による機能を利用することができる。
図14は、第2の実施の形態における三次元データ処理の処理手順の概要を示すフローチャートである。本実施の形態における三次元データ処理では、三次元計測装置150によって三次元計測された計測データ(点群データ)の入力に対して、第1の実施の形態における三次元データ処理(図2参照)のように部品認識及び基準形状の引き当てを行うことに加えて、計測した構造物(ここでは、エレベーターの昇降路)の耐震強度を判定し、それらの結果を出力する。以下に、詳しく説明する。
以上に説明したように、第2の実施の形態に係る三次元データ処理装置200は、第1の実施の形態に係る三次元データ処理装置100の構成を含み、かつ、三次元データ処理装置200による三次元データ処理(図14参照)は、三次元データ処理装置100による三次元データ処理(図2参照)を含むことから、第2の実施の形態に係るシステム(三次元データ処理装置200)によれば、第1の実施の形態に係るシステムと同様の効果を得ることができる。
110 処理装置
111 データ読込部
112 部品認識部
113 基準形状引当部
114 結果出力部
120 記憶装置
121 計測点群記憶部
122 基準形状記憶部
123 部品認識結果記憶部
124 基準形状引当結果記憶部
130 入出力インタフェース(I/F)
140 入出力装置
150 三次元計測装置
200 三次元データ処理装置
210 処理装置
211 寸法算出部
212 耐震強度判定部
213 結果出力部
220 記憶装置
221 寸法算出結果記憶部
232 耐震強度判定ルール記憶部
223 耐震強度判定結果記憶部
310 計測点群データ
320 基準形状データ
330 部品認識結果データ
340 基準形状引当結果データ
350 結果出力画面
360 耐震強度判定ルールデータ
370 寸法算出結果データ
380 耐震強度判定結果データ
390 結果出力画面
Claims (10)
- 三次元計測された構造物の点群データを処理する三次元データ処理装置であって、
前記構造物を構成する部品として想定される複数の部品について、各部品の基準形状に関する基準形状データが記憶された記憶部と、
前記点群データに基づく計測点群データを入力するデータ読込部と、
前記計測点群データに存在する部品の種類を識別し、前記計測点群データから当該部品に含まれる点群の集合を点群部品として抽出する部品認識部と、
前記部品認識部によって種類を識別した部品について、前記点群部品における所定のパラメータを計算し、算出されたパラメータ値を用いて前記基準形状データにおける前記複数の部品についての基準形状を変形し、前記変形した複数の部品の基準形状と当該点群部品とを比較することにより、当該部品の基準形状を特定する基準形状引当部と、
前記基準形状引当部によって特定された前記部品の基準形状を出力する結果出力部と、
を備えることを特徴とする三次元データ処理装置。 - 前記基準形状データには、前記基準形状引当部で計算される前記所定のパラメータについて、各部品の基準形状で許容されるパラメータ値の範囲が設定され、
前記基準形状引当部は、前記部品認識部によって種類を識別した部品について前記点群部品における前記所定のパラメータを計算したとき、算出されたパラメータ値が前記基準形状データに設定された前記パラメータ値の範囲に含まれる場合にのみ、当該パラメータ値を用いて前記基準形状を変形し、前記変形した複数の部品の基準形状と当該点群部品とを比較する
ことを特徴とする請求項1に記載の三次元データ処理装置。 - 前記結果出力部は、前記基準形状引当部によって特定された前記部品の基準形状とともに、当該部品の点群部品による形状を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の三次元データ処理装置。 - 前記記憶部には、前記構造物における所定の部品間の寸法を用いて耐震強度を判定する耐震強度判定ルールが記憶され、
前記部品認識部によって種類を識別し、前記基準形状引当部によって基準形状を特定した複数の部品に基づいて、前記所定の部品間の寸法を算出する寸法算出部と、
前記寸法算出部によって算出された寸法を前記耐震強度判定ルールに適用することにより、前記構造物における耐震強度を判定する耐震強度判定部と、
をさらに備え、
前記結果出力部は、前記耐震強度判定部による耐震強度の判定結果を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の三次元データ処理装置。 - 前記構造物としてエレベーターの昇降路が三次元計測され、
前記基準形状データには、少なくともレールブラケットについて複数の基準形状が記録され、
前記部品認識部は、前記計測点群データに存在する部品の種類の識別として、少なくともレールブラケットを識別し、
前記基準形状引当部は、前記部品認識部によって種類を識別した部品に対する基準形状の特定として、少なくともレールブラケットの基準形状を特定する
ことを特徴とする請求項1に記載の三次元データ処理装置。 - 三次元計測された構造物の点群データを処理する三次元データ処理装置による三次元データ処理方法であって、
前記三次元データ処理装置には、前記構造物を構成する部品として想定される複数の部品について、各部品の基準形状に関する基準形状データが記憶され、
前記点群データに基づく計測点群データを入力するデータ読込ステップと、
前記計測点群データに存在する部品の種類を識別し、前記計測点群データから当該部品に含まれる点群の集合を点群部品として抽出する部品認識ステップと、
前記部品認識ステップで種類を識別した部品について、前記点群部品における所定のパラメータを計算し、算出されたパラメータ値を用いて前記基準形状データにおける前記複数の部品についての基準形状を変形し、前記変形した複数の部品の基準形状と当該点群部品とを比較することにより、当該部品の基準形状を特定する基準形状引当ステップと、
前記基準形状引当ステップで特定された前記部品の基準形状を出力する結果出力ステップと、
を備えることを特徴とする三次元データ処理方法。 - 前記基準形状データには、前記基準形状引当ステップで計算される前記所定のパラメータについて、各部品の基準形状で許容されるパラメータ値の範囲が設定され、
前記基準形状引当ステップにおいて、前記部品認識ステップで種類を識別した部品について前記点群部品における前記所定のパラメータを計算したとき、算出されたパラメータ値が前記基準形状データに設定された前記パラメータ値の範囲に含まれる場合にのみ、当該パラメータ値を用いて前記基準形状を変形し、前記変形した複数の部品の基準形状と当該点群部品とを比較する
ことを特徴とする請求項6に記載の三次元データ処理方法。 - 前記結果出力ステップにおいて、前記基準形状引当ステップで特定された前記部品の基準形状とともに、当該部品の点群部品による形状を出力する
ことを特徴とする請求項6に記載の三次元データ処理方法。 - 前記三次元データ処理装置には、前記構造物における所定の部品間の寸法を用いて耐震強度を判定する耐震強度判定ルールが記憶され、
前記部品認識ステップで種類を識別し、前記基準形状引当ステップで基準形状を特定した複数の部品に基づいて、前記所定の部品間の寸法を算出する寸法算出ステップと、
前記寸法算出ステップで算出された寸法を前記耐震強度判定ルールに適用することにより、前記構造物における耐震強度を判定する耐震強度判定ステップと、
を、前記基準形状引当ステップと前記結果出力ステップとの間にさらに備え、
前記結果出力ステップにおいて、前記耐震強度判定ステップによる耐震強度の判定結果を出力する
ことを特徴とする請求項6に記載の三次元データ処理方法。 - 前記構造物としてエレベーターの昇降路が三次元計測され、
前記基準形状データには、少なくともレールブラケットについて複数の基準形状が記録され、
前記部品認識ステップにおいて、前記計測点群データに存在する部品の種類の識別として、少なくともレールブラケットを識別し、
前記基準形状引当ステップにおいて、前記部品認識ステップで種類を識別した部品に対する基準形状の特定として、少なくともレールブラケットの基準形状を特定する
ことを特徴とする請求項6に記載の三次元データ処理方法。
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