JP7173762B2 - 反射体位置算出装置、反射体位置算出方法および反射体位置算出用プログラム - Google Patents
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Description
(概要)
本実施形態では、点群データ計測用のレーザースキャナが、光学的な反射体をレーザースキャンした場合に発生する特徴的な欠測箇所の形状から、光学的な反射体の存在を特定し、その位置を算出する技術を示す。ここでは、光学的な反射体を反射プリズムとして説明をする。
レーザースキャナ100は、測定対象をパルスレーザー光の照射によってレーザースキャン(走査)し、その反射光を検出することで、測定対象の概形を三次元座標が付与された点群データとして得るものである。
測定対象物200は、レーザースキャナ100によってレーザースキャンされる対象であり、例えば測量用のターゲットである。本実施形態では、測定対象物200は、静止する物体であって、光学的な反射体として、反射プリズム201を備える。なお、本実施形態のような本発明の実施において、測定対象は静止していてもよいし、移動していてもよい。
反射体位置算出装置300は、レーザースキャナ100の行うレーザースキャンによって得られる点群データから光学的な反射体である反射プリズムの位置を算出するものである。また、反射体位置算出装置300は、各種のCPU(Central Processing Unit)、メモリ、およびインターフェースから構成されるものであって、汎用のコンピュータやタブレットの一部として構成されるものであっても、専用の装置として構成されるものであってもよい。
本実施形態において、反射体位置算出装置300が行う処理の一例を図5に示す。ここでは、レーザースキャナ100により、反射プリズム201を備える測定対象物200のレーザースキャンが行われ、その点群データが既に得られているものとする。また、測定対象物200の頂点の位置に反射プリズム201の光学的中心が一致するように、反射プリズム201が固定されているものとする。
上述の処理(ステップS101~105)では、測定対象物200が反射プリズム201を備えることを前提として説明した。しかし、測定対象物200が反射プリズム201を備えていない場合や点群データ取得範囲に測定対象物200がない場合も、有り得る。それらの場合の処理の一例を図6に示す。図6に示すように、ステップS103において、点群データの欠測箇所が見つからなければ、データ欠測箇所探索部303は、点群データ取得範囲には反射プリズムが存在しないと結論付けて、処理を終える。また、ステップS103において、反射プリズム201の存在以外の要因によって、点群データの欠測箇所が探索できたとしても、ステップS104において、その欠測箇所の形状が鍵型形状でなければ、反射プリズム201の存在以外の要因によって、点群データの欠測箇所が発生しており、データ欠測箇所判定部304は、点群データ取得範囲には反射プリズムが存在しないと結論付けて、処理を終える。
本変形例における処理の一例を図7に示す。本変形例は、図7に示すように、ステップS103およびステップS104において、計測した点群データ取得範囲に反射プリズム201が存在しないとされた場合、反射体位置算出装置300は、レーザースキャナ制御部308により、レーザースキャナ100に計測した点群データ取得範囲以外の点群データ取得範囲があるか照会する。そして、計測した点群データ取得範囲以外の点群データ取得範囲があれば、レーザースキャナ100に点群データ取得範囲を変更させた上で、レーザースキャンさせ(ステップS106)、再度ステップS101からやり直す処理となる。また、計測した点群データ取得範囲以外の点群データ取得範囲がなければ、点群データ取得範囲には反射プリズムが存在しないと結論付けて、処理を終える。
第1の実施形態によれば、レーザースキャン時における点群データの欠測に基づき、反射プリズム201の存在を推定できる。このことを利用して本実施形態では、反射プリズム201の再レーザースキャンを行い、反射プリズム201の点群データを取得する。以下、処理の一例を説明する。
本実施形態は、点群データの欠測を検出する他の技術に関する。本実施形態では、対象物から反射したレーザースキャン光の受光素子として、フォトダイオードを用いる。この場合、光を受けると、受光素子であるフォトダイオードに光電流が流れ、それにより受光が検出される。
本発明は、レーザースキャナとトータルステーションを複合化した測量装置に備えることで、光学的な反射体を備える移動体(例えば、UAV)を自動視準および追尾することにおいても、利用することができる。
本発明の優位性は、レーザースキャナによるレーザースキャンにより、光学的な反射体の三次元座標を特定可能となることが挙げられる。これにより、点群データ計測のためのレーザースキャンと同時に光学的な反射体の位置が得られる。
Claims (5)
- 反射プリズムを備えた測定対象物に対するレーザースキャンにより得た点群データを受け付ける点群データ受付部と、
前記点群データ受付部が受け付けた点群データから三次元点群モデルを作成する三次元点群モデル作成部と、
前記三次元点群モデル作成部によって作成された三次元点群モデルのデータ欠測箇所を探索するデータ欠測箇所探索部と、
前記データ欠測箇所探索部が探索したデータ欠測箇所の形状が予め定めた特定の形状であるかを判定するデータ欠測箇所判定部と、
前記特定の形状であると判定された前記データ欠測箇所の三次元座標を前記反射プリズムの位置として算出する反射体位置算出部と
を備え、
前記特定の形状は、前記反射プリズムの光学中心の部分で相対的に大きく、その部分から前記レーザースキャンにおけるスキャン光のスキャン方向に沿って、前記光学中心の部分よりも相対的に幅が狭い細長く延長した鍵型形状を有する反射体位置算出装置。 - 前記反射プリズムが立体形状の対象物の頂点の位置に設置されており、
前記反射体位置算出部は、前記対象物の前記データ欠測箇所に隣接する前記対象物の面における前記点群データに基づき、前記頂点の三次元座標を前記反射プリズムの位置として算出する請求項1に記載の反射体位置算出装置。 - 前記面が3面以上交差する点が前記反射プリズムの光学中心の位置として算出される請求項2に記載の反射体位置算出装置。
- 反射プリズムを備えた測定対象物に対するレーザースキャンにより得た点群データを受け付ける点群データ受付ステップと、
前記点群データ受付ステップで受け付けた点群データから三次元点群モデルを作成する三次元点群モデル作成ステップと、
前記三次元点群モデル作成ステップにおいて作成された三次元点群モデルのデータ欠測箇所を探索するデータ欠測箇所探索ステップと、
前記データ欠測箇所探索ステップにおいて探索されたデータ欠測箇所の形状が予め定めた特定の形状であるかを判定するデータ欠測箇所判定ステップと、
前記特定の形状であると判定されたデータ欠測箇所の三次元座標を算出する反射体位置算出ステップとを有し、
前記特定の形状は、前記反射プリズムの光学中心の部分で相対的に大きく、その部分から前記レーザースキャンにおけるスキャン光のスキャン方向に沿って、前記光学中心の部分よりも相対的に幅が狭い細長く延長した鍵型形状を有する反射体位置算出方法。 - コンピュータに読み取らせて実行させる反射体位置算出用プログラムであって、
コンピュータを
反射プリズムを備えた測定対象物に対するレーザースキャンにより得た点群データを受け付ける点群データ受付部と、
前記点群データ受付部が受け付けた点群データから三次元点群モデルを作成する三次元
点群モデル作成部と、
前記三次元点群モデル作成部によって作成された三次元点群モデルのデータ欠測箇所を
探索するデータ欠測箇所探索部と、
前記データ欠測箇所探索部が探索したデータ欠測箇所の形状が予め定めた特定の形状で
あるかを判定するデータ欠測箇所判定部と、
前記特定の形状であると判定されたデータ欠測箇所の三次元座標を算出する反射体位置
算出部と
を備える反射体位置算出装置として機能させ、
前記特定の形状は、前記反射プリズムの光学中心の部分で相対的に大きく、その部分から前記レーザースキャンにおけるスキャン光のスキャン方向に沿って、前記光学中心の部分よりも相対的に幅が狭い細長く延長した鍵型形状を有する反射体位置算出用プログラム。
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