JP7374690B2 - Measurement data processing device, measurement data processing method, and measurement data processing program - Google Patents

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Description

本発明は、カメラ付きレーザースキャナが得た計測データを処理する技術に関する。 The present invention relates to a technique for processing measurement data obtained by a laser scanner with a camera.

レーザースキャナとカメラを複合化したカメラ付きレーザースキャナがある(例えば、特許文献1を参照)。 There is a laser scanner with a camera that combines a laser scanner and a camera (for example, see Patent Document 1).

特開2019-128196号公報JP 2019-128196 Publication

レーザースキャンデータの利用方法の一つとして、レーザースキャンによって得た点群データ(レーザースキャン点群)に基づき、計測対象物の三次元モデルを得る技術が挙げられる。点群データは、データ量が多く、大きなデータ記憶容量が必要で、また処理を行うに際してハードウェア(例えばPC等)への負担が大きいという問題がある。 One method of using laser scan data is a technique for obtaining a three-dimensional model of a measurement target based on point cloud data obtained by laser scanning (laser scan point cloud). Point cloud data has a problem in that it has a large amount of data, requires a large data storage capacity , and places a heavy burden on hardware (for example, a PC) when processing it.

このような背景において、本発明は、カメラ付きレーザースキャナが得た計測データのデータ量を抑える技術を得ることを目的とする。 Against this background, an object of the present invention is to obtain a technique for suppressing the amount of measurement data obtained by a laser scanner equipped with a camera.

本発明は、外部標定要素の関係が既知のレーザースキャナとカメラを複合化したカメラ付きレーザースキャン装置が得た計測データを処理する計測データ処理装置であって、前記レーザースキャナが取得したレーザースキャン点群および前記カメラが撮影した画像の画像データを取得するデータ取得部と、前記レーザースキャン点群と前記画像との対応関係を特定する対応関係特定部と、前記画像の一部の指定を受け付ける指定受付部と、前記レーザースキャン点群の中から、前記指定を受け付けた対象物に対応するレーザースキャン点群を抽出するレーザースキャン点群抽出部と、前記抽出したレーザースキャン点群に基づく3Dモデルを作成する3Dモデル作成部とを備え、前記対象物の規格に関するデータは予め取得されており、前記画像から読み取られる前記対象の印字やマーク表示から前記対象物の規格を読み取ることで前記対象物の形状を取得し、該取得した前記対象物の形状を前記レーザースキャン点群に当てはめることで前記3Dモデルが得られる計測データ処理装置である。この発明は、方法の発明およびプログラムの発明として捉えることもできる。 The present invention is a measurement data processing device that processes measurement data obtained by a camera-equipped laser scanning device that combines a laser scanner and a camera with a known relationship between external orientation elements, the laser scan obtained by the laser scanner. a data acquisition unit that acquires image data of a point cloud and an image taken by the camera; a correspondence specifying unit that specifies a correspondence between the laser scan point cloud and the image; and a correspondence specifying unit that accepts specification of a part of the image. a designation reception unit; a laser scan point group extraction unit that extracts a laser scan point group corresponding to the object for which the designation has been accepted from the laser scan point group; and a 3D model based on the extracted laser scan point group. and a 3D model creation unit that creates a 3D model, in which data regarding the standards of the object is acquired in advance, and the standards of the object are read from the print or mark display of the object read from the image. The measurement data processing device obtains the 3D model by acquiring the shape of an object and applying the acquired shape of the object to the laser scan point group. This invention can also be regarded as a method invention and a program invention.

本発明において、 前記画像から特定の対象物を抽出する対象物抽出部を備え、前記画像の一部の指定では、前記抽出された特定の対象物の指定が行なわれる態様は好ましい。 In the present invention, it is preferable that the image forming apparatus further includes a target object extracting section that extracts a specific target object from the image, and in specifying a part of the image, the extracted specific target object is specified.

本発明において、前記対応関係の特定では、前記カメラが撮影した画像中に前記レーザースキャン点群を構成する点を投影した合成画像の作成と、前記合成画像に基づく、前記対応関係の特定が行なわれる態様は好ましい。 In the present invention, in identifying the correspondence relationship, a composite image is created by projecting points constituting the laser scan point group onto an image taken by the camera, and the correspondence relationship is identified based on the composite image. The preferred embodiment is as follows.

本発明によれば、カメラ付きレーザースキャナが得た計測データのデータ量を抑える技術が得られる。 According to the present invention, a technique for suppressing the amount of measurement data obtained by a laser scanner with a camera can be obtained.

実施形態におけるカメラ付きレーザースキャナの外観図である。FIG. 1 is an external view of a camera-equipped laser scanner in an embodiment. 実施形態におけるレーザースキャンデータ処理装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a laser scan data processing device in an embodiment. カメラ付きレーザースキャナのカメラが撮影した画像を示す図面代用写真である。This is a photograph substituted for a drawing showing an image taken by a camera-equipped laser scanner. カメラ付きレーザースキャナのカメラが撮影した画像を示す図面代用写真である。This is a photograph substituted for a drawing showing an image taken by a camera-equipped laser scanner. カメラが撮影した画像中にレーザースキャン点群を構成する点を投影した合成画像の一例を示す図面代用写真である。This is a photograph substituted for a drawing showing an example of a composite image in which points constituting a laser scan point group are projected onto an image taken by a camera. 処理の手順の一例を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure.

1.第1の実施形態
(ハードウェアの構成)
図1には、カメラ付きレーザースキャナ100が示されている。カメラ付きレーザースキャナ100は、水平回転部101、支持部102、三脚上部の基台部103、基台部103を下方から支持する三脚107を有している。
1. First embodiment (hardware configuration)
FIG. 1 shows a laser scanner 100 with a camera. The camera-equipped laser scanner 100 includes a horizontal rotation section 101, a support section 102, a base section 103 at the top of the tripod, and a tripod 107 that supports the base section 103 from below.

水平回転部101は、支持部102に対して水平回転する。水平回転部101には、鉛直回転部104が配置されている。鉛直回転部104は、水平回転部101に対して鉛直回転する。鉛直回転部104には、レーザースキャン用の測距用パルス光を出力し、また検出する光学系105が配置されている。 The horizontal rotation section 101 rotates horizontally with respect to the support section 102 . A vertical rotation section 104 is arranged in the horizontal rotation section 101 . The vertical rotation section 104 rotates vertically with respect to the horizontal rotation section 101. An optical system 105 is disposed in the vertical rotation unit 104 for outputting and detecting distance measuring pulsed light for laser scanning.

水平回転部101を水平回転させ、且つ、鉛直回転部104を鉛直回転させた状態で数kHz~数十kHzの繰り返し周波数で、光学系105から測距光を繰り返し外に向かって照射し、その反射光が光学系105で検出されることで、レーザースキャンが行われる。 With the horizontal rotation unit 101 rotated horizontally and the vertical rotation unit 104 rotated vertically, the optical system 105 repeatedly irradiates distance measuring light outward at a repetition frequency of several kHz to several tens of kHz. Laser scanning is performed by detecting the reflected light by the optical system 105.

上記のレーザースキャンが行われることで、レーザースキャンの視点となる光学系105の光学原点を原点するレーザースキャンデータが得られる。レーザースキャンデータは、上記の光学原点からの距離と方向のデータをスキャン点(スキャン光の反射点)それぞれにおいて取得したものとなる。そして、各スキャン点の位置を適当な座標系上で記述したデータがレーザースキャン点群(レーザースキャンによって得られた3D点群データ)となる。 By performing the above laser scan, laser scan data whose origin is the optical origin of the optical system 105, which is the viewpoint of the laser scan, is obtained. The laser scan data is obtained by acquiring distance and direction data from the optical origin at each scan point (reflection point of the scan light). Then, data describing the position of each scan point on an appropriate coordinate system becomes a laser scan point group (3D point group data obtained by laser scanning).

ここで、カメラ付きレーザースキャナの絶対座標系における外部標定要素(上記光学原点の位置と光学系105の初期の状態における姿勢)が既知であれば、絶対座標系におけるレーザースキャン点群が得られる。絶対座標系というのは、GNSSや地図情報を記述する際に利用される座標系である。 Here, if the external orientation elements (the position of the optical origin and the attitude of the optical system 105 in the initial state) in the absolute coordinate system of the camera-equipped laser scanner are known, a group of laser scan points in the absolute coordinate system can be obtained. An absolute coordinate system is a coordinate system used when describing GNSS and map information.

カメラ106の外部標定要素とレーザースキャナを構成する光学系105の外部標定要素の関係は既知とされている。よって、カメラ106の撮影画像とレーザースキャン範囲との対応関係を確定することができる。 The relationship between the external orientation elements of the camera 106 and the external orientation elements of the optical system 105 constituting the laser scanner is known. Therefore, it is possible to determine the correspondence between the captured image of the camera 106 and the laser scan range.

この例では、カメラ付きレーザースキャナ100から、レーザースキャンデータとカメラ106が撮影した画像の画像データが出力される。このレーザースキャンデータと画像データは、後述するレーザースキャンデータ処理装置に送られる。 In this example, the camera-equipped laser scanner 100 outputs laser scan data and image data of an image captured by the camera 106. This laser scan data and image data are sent to a laser scan data processing device, which will be described later.

(レーザースキャンデータ処理装置)
図2には、レーザースキャンデータ処理装置200のブロック図が示されている。計測データ処理装置200は、図1のカメラ付きレーザースキャナ100から出力されるレーザースキャンデータと撮影画像の画像データを処理する。レーザースキャンデータ処理装置200は、市販のPC(パーソナルコンピュータ)を利用して構成されている。
(Laser scan data processing device)
FIG. 2 shows a block diagram of a laser scan data processing device 200. As shown in FIG. The measurement data processing device 200 processes laser scan data output from the camera-equipped laser scanner 100 of FIG. 1 and image data of a photographed image. The laser scan data processing device 200 is configured using a commercially available PC (personal computer).

レーザースキャンデータ処理装置200は、コンピュータとして機能する。レーザースキャンデータ処理装置200が備える各機能部の機能は、使用するPCに図2に示す各機能部を実現するためのアプリケーションソフトウェアをインストールし、当該アプリケーションソフトウェアを構成するプログラムが当該PCのCPUによって実行されることで実現される。各機能部の一部または全部を各種のプロセッサや電子回路で構成してもよい。また、外部のPC(パーソナルコンピュータ)やサーバの演算部を利用して、上記機能部の少なくとも一部を実現してもよい。 Laser scan data processing device 200 functions as a computer. The functions of each functional unit included in the laser scan data processing device 200 are determined by installing application software for realizing each functional unit shown in FIG. It is realized through execution. Part or all of each functional unit may be configured with various processors or electronic circuits. Further, at least a part of the above functional section may be implemented using an external PC (personal computer) or a calculation section of a server.

レーザースキャンデータ処理装置200は、データ取得部201、対象物抽出部202、対応関係特定部203、指定受付部204、レーザースキャン点群抽出部205、3Dモデル作成部206を備えている。その他、レーザースキャンデータ処理装置200は、通常のPCが備えるCPU、記憶装置(半導体メモリやハードディスク装置等)、通信装置、画像表示装置、ユーザーインターフェース装置を有する。 The laser scan data processing device 200 includes a data acquisition section 201, an object extraction section 202, a correspondence specification section 203, a specification reception section 204, a laser scan point group extraction section 205, and a 3D model creation section 206. In addition, the laser scan data processing device 200 includes a CPU, a storage device (semiconductor memory, hard disk device, etc.), a communication device, an image display device, and a user interface device, which are included in a normal PC.

データ取得部201は、カメラ付きレーザースキャナ100が取得したレーザースキャン点群およびカメラ106が撮影した画像の画像データを取得する。レーザースキャナ100のレーザースキャン機能を担う光学系105とカメラ106の外部標定要素の関係(位置と姿勢の関係)は、既知である。よって、レーザースキャンのデータと撮影データの取得後に、レーザースキャンの範囲とカメラ106による撮影の範囲との対応関係を特定することができる。なお、レーザースキャンとカメラ106による撮影は同期して行ってもよいし、別のタイミングで行ってもよい。 The data acquisition unit 201 acquires image data of the laser scan point group acquired by the camera-equipped laser scanner 100 and the image photographed by the camera 106. The relationship (relationship between position and orientation) between the optical system 105 that performs the laser scanning function of the laser scanner 100 and the external orientation elements of the camera 106 is known. Therefore, after acquiring the laser scan data and the imaging data, it is possible to specify the correspondence between the laser scan range and the imaging range by the camera 106. Note that the laser scan and the photographing by the camera 106 may be performed synchronously or at different timings.

対象物抽出部202は、カメラ106が撮影した画像の中から特定の対象物を抽出する。特定の対象物は、予め決められている。例えば、パイプ、蛍光灯、配線、発電機、ポンプといった予め外観が判明している対象物がライブラリーとして登録されており、その外観に合致する画像が抽出される。これは、画像認証技術等で実用化されている画像認識技術を利用して実現されている。図3,4は、画像およびそこから抽出された対象物が写った図面代用写真である。 The object extraction unit 202 extracts a specific object from the image taken by the camera 106. The specific object is predetermined. For example, objects whose appearance is known in advance, such as pipes, fluorescent lights, wiring, generators, and pumps, are registered as a library, and images matching the appearance are extracted. This is realized using image recognition technology that has been put to practical use in image authentication technology and the like. 3 and 4 are photographs substituted for drawings showing images and objects extracted from the images.

対応関係特定部203は、カメラ付きレーザースキャナ100のレーザースキャン機能によって得たレーザースキャン点群とカメラ106が撮影した画像との対応関係を特定する。ここでは、レーザースキャン点群と撮影画像を合成した合成画像(点群と画像の合成画像)を用いて上記対応関係の特定が行なわれる。 The correspondence specifying unit 203 specifies the correspondence between the laser scan point group obtained by the laser scan function of the camera-equipped laser scanner 100 and the image photographed by the camera 106. Here, the above-mentioned correspondence relationship is specified using a composite image obtained by combining the laser scan point group and the photographed image (a composite image of the point group and the image).

以下、上記の合成画像について説明する。レーザースキャン機能を担う光学系105とカメラ106の外部標定要素は既知である。よって、レーザースキャンの範囲と対応する撮影画像の画角(撮影範囲)との関係を知ることができる。 The above composite image will be explained below. The external orientation elements of the optical system 105 and camera 106 responsible for the laser scanning function are known. Therefore, it is possible to know the relationship between the range of laser scanning and the angle of view (shooting range) of the corresponding photographed image.

上記の関係を利用すると、カメラ106が撮影した画像中に光学系105が得たレーザースキャン点群の点を投影し、表示させた合成画像を得ることができる。図5は、この合成画像の一例である。図5に例示するように、上記の合成画像では、レーザースキャン点群を構成するスキャン点が画像中に点として表示される。 By using the above relationship, it is possible to project the points of the laser scan point group obtained by the optical system 105 onto the image taken by the camera 106 and obtain a displayed composite image. FIG. 5 is an example of this composite image. As illustrated in FIG. 5, in the above composite image, the scan points forming the laser scan point group are displayed as points in the image.

この合成画像において、スキャン点と画像とは重複し、対応している。よって、画像中の特定の部位をユーザが指定した場合、その部位に対応するスキャン点を特定することができる。よって、上記ユーザにより指定された画像中の部位から得られたレーザースキャン点群を抽出することができる。 In this composite image, the scan points and images overlap and correspond. Therefore, when the user specifies a specific region in the image, the scan point corresponding to that region can be specified. Therefore, it is possible to extract the laser scan point group obtained from the site in the image specified by the user.

例えば、図3や図4に例示するように、撮影画像中から対象物抽出部202により対象物(例えば、蛍光灯やパイプ等)が抽出されているとする。この場合、ユーザが希望する対象物を指定すると、指定された対象物が画像上で特定される。この指定は、例えば、レーザースキャンデータ処理装置200を構成するPCのGUIを利用して行われる。 For example, as illustrated in FIGS. 3 and 4, it is assumed that a target object (for example, a fluorescent lamp, a pipe, etc.) is extracted by the target object extraction unit 202 from a photographed image. In this case, when the user specifies a desired object, the specified object is identified on the image. This specification is performed, for example, using the GUI of the PC that constitutes the laser scan data processing device 200.

指定受付部204は、カメラ106が撮影した画像中の一部の指定を受け付ける。例えば、図3の画像を、レーザースキャンデータ処理装置200を構成するPCの表示画面上に表示する。この状態において、ユーザは、当該PCが備えるGUIの機能を用いて、図3の画像上の蛍光灯の部分を指定する。すると、この指定に係る指示が指定受付部204で受け付けられる。 The designation reception unit 204 receives designation of a part of the image captured by the camera 106. For example, the image in FIG. 3 is displayed on the display screen of a PC that constitutes the laser scan data processing apparatus 200. In this state, the user uses the GUI function of the PC to specify the fluorescent light portion on the image of FIG. Then, an instruction related to this designation is accepted by the designation reception unit 204.

レーザースキャン点群抽出部205は、カメラ付きレーザースキャナ100が取得したレーザースキャン点群の中から、前記指定を受け付けた対象物に対応するレーザースキャン点群を抽出する。例えば、図3における蛍光灯が画像認識で認識され、その画像が画面中で指定されたとする。この場合、指定された蛍光体に対応するレーザースキャン点群が対応関係特定部203での処理で作成された合成画像(点群と画像の合成画像)から得られる。この合成画像では、レーザースキャン点群と画像が重畳されているので、指定された画像の領域に分布するレーザースキャン点群を抽出することで、カメラ付きレーザースキャナ100が取得したレーザースキャン点群の中から、前記指定を受け付けた対象物に対応するレーザースキャン点群を抽出することができる。 The laser scan point group extraction unit 205 extracts a laser scan point group corresponding to the object for which the designation has been received from the laser scan point group acquired by the camera-equipped laser scanner 100. For example, assume that the fluorescent lamp in FIG. 3 is recognized by image recognition, and that image is designated on the screen. In this case, a laser scan point group corresponding to the designated phosphor is obtained from a composite image (a composite image of a point cloud and an image) created by processing in the correspondence specifying unit 203. In this composite image, the laser scan point cloud and the image are superimposed, so by extracting the laser scan point cloud distributed in the specified image area, the laser scan point cloud acquired by the camera-equipped laser scanner 100 can be extracted. From there, a laser scan point group corresponding to the object for which the designation has been accepted can be extracted.

3Dモデル作成部206は、レーザースキャン点群抽出部205が抽出したレーザースキャン点群に基づき、3Dモデルを作成する。レーザースキャン点群抽出部205で抽出されるレーザースキャン点群は、対象物抽出部202で画像から抽出された対象物に係る点群である。ここで、抽出される対象物は、蛍光灯やパイプ等のように、どのような対象物であるのかが予め判っている。 The 3D model creation unit 206 creates a 3D model based on the laser scan point group extracted by the laser scan point group extraction unit 205. The laser scan point group extracted by the laser scan point group extraction unit 205 is a point group related to the target object extracted from the image by the target object extraction unit 202. Here, the type of object to be extracted is known in advance, such as a fluorescent lamp or a pipe.

よって、例えばパイプが対象物である場合、レーザースキャン点群抽出部205が抽出したレーザースキャン点群は、パイプに係る点群であることが前提となる、そこで、当該レーザースキャン点群の三次元モデル化にあたり、パイプの形状にフィッティングさせる条件が採用できる。これにより、処理に要する演算量を軽減でき、また不要なノイズの発生や誤演算の発生を抑制できる。 Therefore, for example, when the object is a pipe, it is assumed that the laser scan point group extracted by the laser scan point group extraction unit 205 is a point group related to the pipe. When modeling, conditions for fitting to the shape of the pipe can be adopted. As a result, the amount of calculation required for processing can be reduced, and generation of unnecessary noise and erroneous calculation can be suppressed.

また、画像からJIS規格等の規格や業界標準規格等を読み取り、その読み取った規格に基づき、3Dモデルを適用し、レーザースキャン点群から3Dモデルを取得する手法も可能である。例えば、画像からパイプが抽出され、そのパイプの印字やマーク表示から、当該パイプの規格が読み取れたとする。ここで、パイプの規格に関するデータを予め取得しておき、画像から読み取った規格から、対応するパイプの規格(形状や寸法)を取得する。そして、この既知の規格に対応する3Dモデルをレーザースキャン点群に当てはめる。こうすることで、より精度の高い3Dモデルをレーザースキャンデータから得ることができる。 It is also possible to read standards such as JIS standards or industry standards from an image, apply a 3D model based on the read standards, and obtain a 3D model from a laser scan point group. For example, suppose that a pipe is extracted from an image, and the standard of the pipe can be read from the print or mark displayed on the pipe. Here, data regarding the pipe standard is acquired in advance, and the corresponding pipe standard (shape and dimensions) is acquired from the standard read from the image. A 3D model corresponding to this known standard is then fitted to the laser scan point cloud. In this way, a more accurate 3D model can be obtained from laser scan data.

(処理の一例)
図6は、レーザースキャンデータ処理装置200で行なわれる処理の一例を示すフローチャートである。図6の処理を実行するプログラムは、レーザースキャンデータ処理装置200が備える記憶部や適当な記憶媒体に記憶され、そこから読み出され、レーザースキャンデータ処理装置200を構成するPCのCPUによって実行される。このプログラムをサーバに記憶し、インターネット経由でそこからダウンロードする形態も可能である。
(Example of processing)
FIG. 6 is a flowchart showing an example of processing performed by the laser scan data processing device 200. A program that executes the process shown in FIG. 6 is stored in a storage unit included in the laser scan data processing device 200 or a suitable storage medium, read from there, and executed by the CPU of the PC that constitutes the laser scan data processing device 200. Ru. It is also possible to store this program on a server and download it from there via the Internet.

図6の処理に先立ち、カメラ付きレーザースキャナ100を用いて、レーザースキャンと該レーザースキャンの範囲に対するカメラ106を用いた撮影行う。処理が開始されると、まずカメラ付きレーザースキャナ100が計測したレーザースキャンデータと、カメラ付きレーザースキャナ100が撮影した画像の画像データとが取得される(ステップS201)。ここで、取得されるレーザースキャンデータと画像データにおいて、スキャンの方向、スキャンのタイミング、撮影の方向の関係が関連付けされている。ステップS201の処理は、データ取得部201で行なわれる。 Prior to the process shown in FIG. 6, a laser scanner 100 with a camera is used to scan a laser and the range of the laser scan is photographed using a camera 106. When the process is started, first, laser scan data measured by the camera-equipped laser scanner 100 and image data of an image photographed by the camera-equipped laser scanner 100 are acquired (step S201). Here, in the acquired laser scan data and image data, the relationship among the scanning direction, scanning timing, and photographing direction is associated with each other. The process in step S201 is performed by the data acquisition unit 201.

次に、ステップS201で取得した画像データの中から予め登録しておいた対象物の画像を抽出する(ステップS202)。この処理は、対象物抽出部202で行なわれる。この処理では、例えば、図3の蛍光灯や図4のパイプといった対象物が画像認識技術を利用して抽出される。 Next, an image of the object registered in advance is extracted from the image data acquired in step S201 (step S202). This process is performed by the target object extraction unit 202. In this process, objects such as the fluorescent lamp in FIG. 3 and the pipe in FIG. 4 are extracted using image recognition technology, for example.

次に、ステップS201で取得したレーザースキャン点群と画像との対応関係の特定を行う(ステップS203)。この処理は、対応関係特定部203で行なわれる。 Next, the correspondence between the laser scan point group acquired in step S201 and the image is specified (step S203). This process is performed by the correspondence specifying unit 203.

次に、ステップS202で抽出された対象物に対するユーザの指定を受け付ける(ステップS204)。この処理は、指定受付部204で行なわれる。この処理では、レーザースキャンデータ処理装置200として利用されるPCの画面上に、ステップS202で抽出された対象物が把握(視認)できるように表示された画像を表示させ、GUIを用いたユーザによる対象物の指定を受け付ける。例えば、マウスを用いた左クリックによって、ユーザによる対象物の指定が行なわれる。 Next, the user's designation of the object extracted in step S202 is accepted (step S204). This process is performed by the designation reception unit 204. In this process, an image in which the object extracted in step S202 can be grasped (visually recognized) is displayed on the screen of the PC used as the laser scan data processing device 200, and the user can use the GUI to Accepts specifications of objects. For example, a user specifies an object by left-clicking with a mouse.

次に、ステップS201で受け付けたレーザースキャン点群の中から、ステップS204で受け付けた対象物に対応するものを抽出する(ステップS205)。この処理は、レーザースキャン点群抽出部205で行なわれる。この処理では、例えば、図4のパイプが対処物として指定された場合に、このパイプの部分に対応するレーザースキャン点群の抽出が行なわれる。 Next, points corresponding to the target object received in step S204 are extracted from the laser scan point group received in step S201 (step S205). This processing is performed by the laser scan point group extraction unit 205. In this process, for example, when the pipe in FIG. 4 is designated as the object to be treated, a group of laser scan points corresponding to a portion of this pipe is extracted.

次に、ステップS205で抽出された特定の対象物に係るレーザースキャン点群に基づく3Dモデルの作成を行う(ステップS206)。この処理では、この時点で既知である対象物の形状の特徴(例えば、パイプであれば円筒形状)に基づき、三次元モデルの作成を行う。この処理は、3Dモデル作成部206で行なわれる。 Next, a 3D model is created based on the laser scan point group related to the specific object extracted in step S205 (step S206). In this process, a three-dimensional model is created based on the shape characteristics of the object that are known at this point (for example, a cylindrical shape in the case of a pipe). This process is performed by the 3D model creation unit 206.

ステップS206の処理を行わず、ステップS205で得た特定の対象物に係る点群データを外部に出力、あるいは適当な記憶領域に記憶する処理も可能である。 It is also possible to output the point cloud data related to the specific object obtained in step S205 to the outside or to store it in an appropriate storage area without performing the process in step S206.

(優位性)
不要なレーザースキャン点群の利用が制限されるので、カメラ付きレーザースキャナが得た計測データのデータ量を抑えることができる。また、画像認識で得た対象物の形状の特徴を利用して、レーザースキャン点群の三次元モデル化を行うことで、三次元モデル化に要する演算を削減できる。
(Superiority)
Since the use of unnecessary laser scan point clouds is restricted, the amount of measurement data obtained by the camera-equipped laser scanner can be reduced. Moreover, by performing three-dimensional modeling of the laser scan point group using the shape characteristics of the object obtained through image recognition, the calculations required for three-dimensional modeling can be reduced.

100…カメラ付きレーザースキャナ
101…水平回転部
102…支持部
103…基台部
104…鉛直回転部
105…光学系
106…カメラ
100...Laser scanner with camera 101...Horizontal rotation part 102...Support part 103...Base part 104...Vertical rotation part 105...Optical system 106...Camera

Claims (5)

外部標定要素の関係が既知のレーザースキャナとカメラを複合化したカメラ付きレーザースキャン装置が得た計測データを処理する計測データ処理装置であって、
記レーザースキャナが取得したレーザースキャン点群および前記カメラが撮影した画像の画像データを取得するデータ取得部と、
前記レーザースキャン点群と前記画像との対応関係を特定する対応関係特定部と、
前記画像の一部の指定を受け付ける指定受付部と、
前記レーザースキャン点群の中から、前記指定を受け付けた対象物に対応するレーザースキャン点群を抽出するレーザースキャン点群抽出部と、
前記抽出したレーザースキャン点群に基づく3Dモデルを作成する3Dモデル作成部と
を備え、
前記対象物の規格に関するデータは予め取得されており、
前記画像から読み取られる前記対象の印字やマーク表示から前記対象物の規格を読み取ることで前記対象物の形状を取得し、該取得した前記対象物の形状を前記レーザースキャン点群に当てはめることで前記3Dモデルが得られる計測データ処理装置。
A measurement data processing device that processes measurement data obtained by a camera-equipped laser scanning device that combines a laser scanner and a camera with a known relationship between external orientation elements,
a data acquisition unit that acquires image data of a laser scan point group acquired by the laser scanner and an image photographed by the camera;
a correspondence specifying unit that specifies a correspondence between the laser scan point group and the image;
a designation reception unit that accepts designation of a part of the image;
a laser scan point group extraction unit that extracts a laser scan point group corresponding to the object for which the designation has been accepted from the laser scan point group;
a 3D model creation unit that creates a 3D model based on the extracted laser scan point group;
Data regarding the standards of the object is obtained in advance,
The shape of the object is acquired by reading the standard of the object from the print or mark display of the object read from the image, and the acquired shape of the object is applied to the laser scan point group. A measurement data processing device that obtains the 3D model.
前記画像から特定の対象物を抽出する対象物抽出部を備え、
前記画像の一部の指定では、前記抽出された特定の対象物の指定が行なわれる請求項1に記載の計測データ処理装置。
comprising an object extraction unit that extracts a specific object from the image,
The measurement data processing device according to claim 1, wherein the specification of the part of the image specifies the extracted specific object.
前記対応関係の特定では、
前記カメラが撮影した画像中に前記レーザースキャン点群を構成する点を投影した合成画像の作成と、
前記合成画像に基づく、前記対応関係の特定が行なわれる請求項1または2に記載の計測データ処理装置。
In identifying the correspondence relationship,
Creating a composite image by projecting points constituting the laser scan point group into an image taken by the camera;
The measurement data processing device according to claim 1 or 2, wherein the correspondence relationship is specified based on the composite image.
外部標定要素の関係が既知のレーザースキャナとカメラを複合化したカメラ付きレーザースキャン装置が得た計測データを処理する計測データ処理方法であって、
記レーザースキャナが取得したレーザースキャン点群および前記カメラが撮影した画像の画像データを取得するデータ取得ステップと、
前記レーザースキャン点群と前記画像との対応関係を特定する対応関係特定ステップと、
前記画像の一部の指定を受け付ける指定受付ステップと、
前記レーザースキャン点群の中から、前記指定を受け付けた対象物に対応するレーザースキャン点群を抽出するレーザースキャン点群抽出ステップと、
前記抽出したレーザースキャン点群に基づく3Dモデルを作成する3Dモデル作成ステップと
を備え、
前記対象物の規格に関するデータは予め取得されており、
前記画像から読み取られる前記対象の印字やマーク表示から前記対象物の規格を読み取ることで前記対象物の形状を取得し、該取得した前記対象物の形状を前記レーザースキャン点群に当てはめることで前記3Dモデルが得られる計測データ処理方法。
A measurement data processing method for processing measurement data obtained by a camera-equipped laser scanning device that combines a laser scanner and a camera with a known relationship between external orientation elements, the method comprising:
a data acquisition step of acquiring image data of a laser scan point group acquired by the laser scanner and an image taken by the camera;
a correspondence identifying step of identifying a correspondence between the laser scan point group and the image;
a designation reception step of accepting designation of a part of the image;
a laser scan point group extraction step of extracting a laser scan point group corresponding to the object for which the designation has been accepted from the laser scan point group;
a 3D model creation step of creating a 3D model based on the extracted laser scan point group;
Data regarding the standards of the object is obtained in advance,
The shape of the object is acquired by reading the standard of the object from the printing or mark display of the object read from the image, and the acquired shape of the object is applied to the laser scan point group. A measurement data processing method for obtaining the 3D model.
外部標定要素の関係が既知のレーザースキャナとカメラを複合化したカメラ付きレーザースキャン装置が得た計測データを処理するコンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、
コンピュータに
記レーザースキャナが取得したレーザースキャン点群および前記カメラが撮影した画像の画像データを取得するデータ取得ステップと、
前記レーザースキャン点群と前記画像との対応関係を特定する対応関係特定ステップと、
前記画像の一部の指定を受け付ける指定受付ステップと、
前記レーザースキャン点群の中から、前記指定を受け付けた対象物に対応するレーザースキャン点群を抽出するレーザースキャン点群抽出ステップと、
前記抽出したレーザースキャン点群に基づく3Dモデルを作成する3Dモデル作成ステップと
を実行させ、
前記対象物の規格に関するデータは予め取得されており、
前記画像から読み取られる前記対象の印字やマーク表示から前記対象物の規格を読み取ることで前記対象物の形状を取得し、該取得した前記対象物の形状を前記レーザースキャン点群に当てはめることで前記3Dモデルが得られる計測データ処理用プログラム。
A program that causes a computer that processes measurement data obtained by a camera-equipped laser scanning device that combines a laser scanner and a camera with a known relationship between external orientation elements to read and execute the program,
a data acquisition step of acquiring image data of the laser scan point cloud acquired by the laser scanner and the image taken by the camera;
a correspondence identifying step of identifying a correspondence between the laser scan point group and the image;
a designation reception step of accepting designation of a part of the image;
a laser scan point group extraction step of extracting a laser scan point group corresponding to the object for which the designation has been accepted from the laser scan point group;
performing a 3D model creation step of creating a 3D model based on the extracted laser scan point group;
Data regarding the standards of the object is obtained in advance,
The shape of the object is acquired by reading the standard of the object from the print or mark display of the object read from the image, and the acquired shape of the object is applied to the laser scan point group. A measurement data processing program from which the 3D model is obtained.
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