WO2017006577A1 - ３次元点群選択装置および３次元点群選択方法 - Google Patents

３次元点群選択装置および３次元点群選択方法 Download PDF

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WO2017006577A1
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point group
dimensional point
selection
condition
dimensional
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宏行 藤林
裕喜 小中
克之 亀井
渡辺　昌志
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三菱電機株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics

Definitions

  • the technology disclosed in this specification relates to a three-dimensional point group selection device and a three-dimensional point group selection method.
  • the three-dimensional point group data is data of a point group in which each point has three-dimensional position information.
  • the shape data indicated by the three-dimensional point group is stored in advance. Then, the user designates a range for a part of the three-dimensional point group displayed on the screen, and data having a shape that matches the shape indicated by the three-dimensional point group in the designated range is retrieved (for example, patents). Reference 1).
  • the user selects a part of the three-dimensional point group displayed on the screen by selecting with a pointing device or directly inputting coordinate values on the screen on which the three-dimensional point group is displayed.
  • the data of the shape that matches the shape indicated by the three-dimensional point group in the specified range is searched.
  • the shape indicated by the three-dimensional point group in the specified range may not be properly grasped. .
  • the matching shape data cannot be properly searched.
  • three-dimensional point groups that show different shapes are displayed on the screen, it becomes difficult to distinguish between the three-dimensional point groups, so that the shape indicated by the three-dimensional point group can be properly grasped. It becomes more difficult to do. In order to prevent this, for example, a complicated operation of removing a three-dimensional point group unnecessary for the user in advance is required.
  • the technology disclosed in the present specification has been made to solve the problems described above.
  • the target target shape is used.
  • the present invention relates to a three-dimensional point group selection device and a three-dimensional point group selection method that can easily select a three-dimensional point group indicating.
  • a three-dimensional point cloud selection device includes a display unit that is a display surface on which a first point cloud that is a three-dimensional point cloud indicating a plurality of target shapes is displayed; Based on the selection condition, a condition setting unit that sets a selection condition that is a condition for selecting a second point group that is a three-dimensional point group indicating the shape of one of the objects from the first point group, A selection unit that selects the second point group from the first point group, and the selection condition is that the two points are the same when the distance between the two points is equal to or less than a threshold value. This is a condition for selecting the second point group from the first point group as a point indicating the shape of the object.
  • a three-dimensional point cloud selection method displays a first point group which is a three-dimensional point group indicating a plurality of target shapes on a display surface, and the first point group
  • a selection condition that is a condition for selecting a second point group that is a three-dimensional point group indicating the shape of one of the objects is selected from among the first point groups based on the selection condition
  • the second point group is selected, and when the distance between the two points is equal to or less than a threshold value, the second point group is a point indicating the same shape of the object. This is a condition for selecting a point group from the first point group.
  • the plurality of target shapes are three-dimensional.
  • a three-dimensional point group indicating the shape of the target object that is, a second point group that is a three-dimensional point group indicating the shape of one object can be easily selected.
  • a three-dimensional point cloud selection method displays a first point group which is a three-dimensional point group indicating a plurality of target shapes on a display surface, and the first point group
  • a selection condition that is a condition for selecting a second point group that is a three-dimensional point group indicating the shape of one of the objects is selected from among the first point groups based on the selection condition
  • the second point group is selected, and when the distance between the two points is equal to or less than a threshold value, the second point group is a point indicating the same shape of the object. This is a condition for selecting a point group from the first point group.
  • the plurality of target shapes are three-dimensional.
  • a three-dimensional point group indicating the shape of the target object that is, a second point group that is a three-dimensional point group indicating the shape of one object can be easily selected.
  • FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating a configuration for realizing a three-dimensional point group selection apparatus according to the present embodiment.
  • the three-dimensional point cloud selection device includes a three-dimensional point cloud data input unit 1, a condition setting unit 2, a range designation unit 3, a selection state determination unit 4, A three-dimensional point cloud display unit 5 and a storage unit 6 are provided.
  • the 3D point cloud data input unit 1 inputs 3D point cloud data to the storage unit 6.
  • the condition setting unit 2 inputs a condition for selecting a three-dimensional point group to the selection state determination unit 4.
  • the range designation unit 3 designates a designated range that is at least a partial range in the displayed three-dimensional point group. Then, the range specifying unit 3 inputs the result to the selection state determining unit 4.
  • the storage unit 6 stores the input from the three-dimensional point cloud data input unit 1 and outputs the stored information to at least one of the selection state determination unit 4 and the three-dimensional point group display unit 5.
  • the selection state determination unit 4 determines the selection state based on the input from the condition setting unit 2 and the input from the range specification unit 3.
  • the three-dimensional point group display unit 5 displays a three-dimensional point group based on an input from at least one of the output from the selection state determination unit 4 and the output from the storage unit 6.
  • FIG. 2 and 3 are diagrams schematically illustrating a hardware configuration when the three-dimensional point group selection apparatus illustrated in FIG. 1 is actually operated.
  • a three-dimensional point group selection apparatus regarding this embodiment, a personal computer, a smart phone, or a tablet terminal is assumed, for example, However, It is not limited to these.
  • FIG. 2 as a hardware configuration for realizing the three-dimensional point group selection device in FIG. 1, a processing circuit 102 a that performs calculation, a storage device 103 that can store information, a mouse or a keyboard, An input device 104 capable of inputting information and an output device 105 capable of outputting information such as a display are shown.
  • a processing circuit 102 a that performs calculation
  • a storage device 103 that can store information
  • An input device 104 capable of inputting information
  • an output device 105 capable of outputting information such as a display
  • FIG. 3 as a hardware configuration for realizing the three-dimensional point group selection device in FIG. 1, a processing circuit 102 b that performs calculation, an input device 104 that can input information, such as a mouse or a keyboard, An output device 105 that can output a signal, such as a display, is shown.
  • a processing circuit 102 b that performs calculation
  • an input device 104 that can input information, such as a mouse or a keyboard
  • An output device 105 that can output a signal, such as a display, is shown.
  • the storage unit 6 is realized by the storage device 103 or another storage device (not shown here).
  • the storage device 103 includes, for example, a hard disk (Hard disk drive, ie, HDD), random access memory (random access memory, ie, RAM), read only memory (read only memory, ie, ROM), flash memory, erasable programmable read only memory (ie, ROM). EPROM) and electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), etc., depending on memory (storage media) including volatile or non-volatile semiconductor memory, magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD, etc. Composed It composed of such as a memory (storage medium) containing Runado.
  • the processing circuit 102 a may execute a program stored in the storage device 103.
  • a central processing unit CPU
  • a microprocessor for example, a central processing unit (CPU), a microprocessor, a microcomputer, or a digital signal processor (DSP) may be used.
  • DSP digital signal processor
  • condition setting unit 2 When the processing circuit 102a executes a program stored in the storage device 103, the condition setting unit 2, the range specifying unit 3, and the selection state determining unit 4 are software, firmware, or a combination of software and firmware. It is realized by.
  • the functions of the condition setting unit 2, the range specifying unit 3, and the selection state determining unit 4 may be realized by, for example, cooperation of a plurality of processing circuits.
  • the processing circuit 102a implements the above functions by reading and executing a program stored in the storage device 103.
  • the storage device 103 stores a program that results in the above functions being executed by the processing circuit 102a.
  • processing circuit 102b may be dedicated hardware. That is, for example, a single circuit, a compound circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an integrated circuit (application specific integrated circuit, that is, ASIC), a field-programmable gate array (FPGA), or a combination thereof. It may be.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FPGA field-programmable gate array
  • condition setting unit 2 When the processing circuit 102b is dedicated hardware, the condition setting unit 2, the range specifying unit 3, and the selection state determining unit 4 are realized by the processing circuit 102b operating.
  • the functions of the condition setting unit 2, the range specifying unit 3, and the selection state determining unit 4 may be realized by separate circuits or may be realized by a single circuit.
  • condition setting unit 2 the range specifying unit 3 and the selection state determining unit 4 are realized in the processing circuit 102 a that partially executes a program stored in the storage device 103, and a part thereof It may be realized in the processing circuit 102b which is dedicated hardware.
  • the three-dimensional point cloud data input unit 1 is realized by the input device 104.
  • the three-dimensional point cloud display unit 5 is realized by the output device 105.
  • Three-dimensional point cloud data is measured by measuring the shape of an object such as a natural object such as a structure or a tree animal, topography, equipment, or parts using, for example, a laser scanner or stereophotogrammetry. This is data shown as a set of points having values.
  • the 3D point cloud data may be data created by, for example, measuring surrounding features while moving the vehicle using a laser scanner mounted on the vehicle.
  • the three-dimensional coordinate value is a value of an orthogonal coordinate system in the present embodiment. However, it may be a value in a plane rectangular coordinate system.
  • the unit is, for example, [m] in the present embodiment. However, it may be the latitude and longitude height.
  • a set of a plurality of points is referred to as a three-dimensional point group.
  • N points forming the three-dimensional point group are It shows.
  • the three-dimensional point cloud data is stored in the storage unit 6 in the format illustrated in FIG. That is, for example, the X coordinate value, Y coordinate value, and Z coordinate value of each point are stored.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a storage format of 3D point cloud data.
  • the measured 3D point cloud data of a plurality of shape surfaces may be mixed in one 3D point cloud data.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the shape of the object indicated by the three-dimensional point group.
  • the target object for example, a signal or a power pole is extracted and its size is extracted.
  • the 3D point cloud once on the screen and extract only the 3D point cloud indicating the shape of the target object from the 3D point cloud on the screen.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a three-dimensional point group displayed on the screen.
  • a three-dimensional point group 1000 indicated by a circle mark a three-dimensional point group 1001 indicated by a triangle mark, a three-dimensional point group 1002 indicated by a square mark, and a five-point mark are shown.
  • a three-dimensional point group 1003 is shown.
  • the three-dimensional point group indicated by the same mark is a three-dimensional point group indicating the same target shape.
  • a designated range D101 which is a partial range of the display range D100 is shown with respect to the display range D100 corresponding to the entire screen.
  • the designated range D101 is a range designated on the screen by the range designation unit 3.
  • the three-dimensional point group located within the designated range D101 is shown in black.
  • the three-dimensional point group 1000, the three-dimensional point group 1001, and the three-dimensional point group 1002 are shown in black, and the three-dimensional point group 1003 is shown in white without being painted.
  • a three-dimensional point group that is a set of points each having a three-dimensional coordinate value is projected and displayed in a certain direction when displayed on a two-dimensional screen.
  • the position information in the projected direction is not shown on the screen. For example, if the points have the same position information in the direction parallel to the paper surface of FIG. 6, different positions in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. Even points having information (see FIG. 7) cannot be distinguished on the screen.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a three-dimensional point group when viewed from a direction parallel to the paper surface of FIG. Note that FIG. 7 corresponds to a view when FIG. 6 is displayed on the screen when viewed from a direction orthogonal to the line-of-sight direction, and is not actually displayed on the screen. However, it may be displayed on other devices.
  • the specified range D101 is specified by the range specifying unit 3 and the three-dimensional point group 1000 is selected within the specified range D101.
  • the three-dimensional point groups 1000 and 3 that are located in the designated range D101 For all of the three-dimensional point group 1001 and the three-dimensional point group 1002, the shape of the target indicated by the three-dimensional point group is grasped. Then, since the 3D point group 1001 and the 3D point group 1002 are mixed in addition to the 3D point group 1000 corresponding to the target object, the numerical measurement as a 3D point group indicating the shape of the target object is performed. Even if it is done, correct results cannot be obtained.
  • clustering based on the distance between points is performed on the three-dimensional point group 1000, the three-dimensional point group 1001, and the three-dimensional point group 1002 that are located within the specified range D101. Only the three-dimensional point group 1000 indicating the shape of the target object is extracted.
  • the distance in the three-dimensional space is measured as the mutual distance between the points of the three-dimensional point group that falls within the designated range D101.
  • the X coordinate value, Y coordinate value, and Z coordinate value of each point as illustrated in FIG. 4 may be used to measure the distance in the three-dimensional space from the difference between the coordinate values.
  • the points that are close to each other are classified (clustered) as a three-dimensional point group indicating the same target shape.
  • a predetermined threshold for example, about 10 cm or less.
  • the above threshold value may be set to, for example, a length about the interval at which a plurality of utility poles are arranged when the target object is a utility pole. Further, the threshold value may be set to a value larger than the point measurement interval.
  • the three-dimensional point group 1000 and the three-dimensional point group 1002 can be determined to be three-dimensional point groups that are relatively far from each other and indicate different target shapes.
  • the three-dimensional point group 1000 and the three-dimensional point group 1001 are three-dimensional point groups that are relatively far from each other and indicate different target shapes. .
  • the three-dimensional point group 1001 and the three-dimensional point group 1002 are three-dimensional point groups that are relatively far from each other and indicate different shapes of objects.
  • the mutual distance that can be determined on the screen illustrated in FIG. 6 and the mutual distance that can be determined when viewed from a direction orthogonal to the line-of-sight direction illustrated in FIG. Also by combining the distances, it is possible to distinguish three-dimensional point groups that indicate different target shapes.
  • FIG. 8 is a diagram individually illustrating three-dimensional point groups indicating shapes of different objects that are clustered from each other.
  • FIG. 9 is a diagram individually illustrating three-dimensional point groups when viewed from a direction parallel to the paper surface of FIG.
  • the convex hull on the screen illustrated in FIG. 6 of each clustered three-dimensional point group includes the center of the specified range D101, and is closest to the front, that is, on the paper surface. It is assumed that a three-dimensional point group including points positioned on the near side in the vertical direction is selected.
  • the reason for selecting the three-dimensional point group including the point located at the center of the designated range D101 is that when the user designates the designated range D101, generally, the viewpoint of the display is changed to indicate the target target shape. This is because it is considered that the designated range D101 is designated around the three-dimensional point group.
  • the display position on the screen is determined by 3D projective transformation.
  • coordinate values in a direction perpendicular to the paper surface are also obtained. Therefore, for example, for some points displayed near the center of the designated range D101, the coordinate value in the direction perpendicular to the paper surface is examined, and the smallest value, that is, the point located on the near side in the direction perpendicular to the paper surface A three-dimensional point group including can be selected.
  • the three-dimensional point group to be included may be selected. For example, it is possible to select a three-dimensional point group that includes a point that is displayed in the designated range D101 and that has the smallest coordinate value in the depth direction perpendicular to the display surface.
  • the reason for selecting the three-dimensional point group including the point positioned closest to the point is that, when the user designates the designated range D101, generally, the viewpoint of the target is changed by changing the viewpoint of the display, etc. This is because it is considered that the designated range D101 is designated so that the group is positioned closest to the front.
  • a three-dimensional point group having the largest number of points displayed in the designated range D101 may be selected. According to this selection criterion, the three-dimensional point group 1000 is selected in the case illustrated in FIG.
  • the reason for selecting the three-dimensional point group having the largest number of points displayed in the designated range D101 is that, when the user designates the designated range D101, generally, the three-dimensional point group indicating the target target shape is This is because it is considered that the designated range D101 is designated in accordance with the displayed range, and it is expected that the three-dimensional point group indicating the shape of the target object is the most in the designated range D101.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation flow of the three-dimensional point group selection device.
  • 3D point cloud data input unit 1 inputs 3D point cloud data to storage unit 6 (see step ST200).
  • Examples of the input method include a method of reading from a file, a method of reading from a network, and a method of directly reading from a three-dimensional laser scanner.
  • the input method is not limited to these.
  • the 3D point cloud display unit 5 displays the 3D point cloud based on the 3D point cloud data input to the storage unit 6 (see step ST201). This is to display a three-dimensional point group having a three-dimensional coordinate value as a coordinate value projected on a two-dimensional screen by projective transformation at a predetermined viewpoint position, line-of-sight direction, and angle of view. In addition, you may comprise so that the viewpoint position of a projective transformation, a gaze direction, and a view angle can be suitably changed with a mouse
  • the condition setting unit 2 inputs a condition for selecting the three-dimensional point group to the selection state determining unit 4 (see step ST202). Specifically, a mutual distance threshold (distance condition value) that is a distance between points is input.
  • the input method may be a method of directly inputting the distance condition value C003 as in the screen example illustrated in FIG. 19, or a method of inputting using a slider bar (not shown here) or the like. There may be. Further, the condition setting unit 2 may be configured to always input a fixed value.
  • the range specifying unit 3 specifies the specified range in the three-dimensional point group, and further inputs the result to the selection state determining unit 4 (see step ST203).
  • a specification method a method of specifying two vertices of a specified range that becomes a rectangle using a pointing device (not shown here) may be used, or a specified range may be specified by directly inputting coordinate values. It may be a method to do. Alternatively, a method not limited thereto may be used. Note that the designated range does not necessarily have to be a rectangular range, and an arbitrary shape range can be used as the designated range.
  • the designated range D101 designated by the range designation unit 3 is shown.
  • the three-dimensional point group included in the designated range D101 is a three-dimensional point group to be selected.
  • the range specifying unit 3 may be configured to always specify all the ranges displayed on the screen as the specified range D101.
  • the specified range D101 may be specified so that the display range D100 and the specified range D101 match.
  • the selection state determination unit 4 determines the selection state based on the condition for selecting the three-dimensional point group indicating the target target shape and the specified designation range D101 (see step ST204). ). This operation will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. FIG. 11 is a flowchart illustrating the operation flow of the three-dimensional point group selection device in more detail.
  • step ST300 a three-dimensional point group included in the designated range D101 is extracted. This is determined based on whether or not the coordinate value on the screen on which the projective transformation of each point falls within the specified range D101.
  • step ST301 for all the extracted points, a search is made for points existing at a distance closer to the own point than the value of the distance condition, and exists at a distance closer to the value of the distance condition.
  • the entire three-dimensional point group is classified (clustered) by regarding it as a three-dimensional point group indicating the same target shape.
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams illustrating three-dimensional point groups classified (clustered) by the above method.
  • the three-dimensional point group 1000, the three-dimensional point group 1001, and the three-dimensional point group 1002 are clustered three-dimensional point groups.
  • step ST303 among the clustered three-dimensional point group, a three-dimensional point including the center of the designated range D101 and including the point closest to the front, that is, the front side in the direction perpendicular to the paper surface.
  • the group is determined as the default selection state.
  • a 3D point group including a point displayed near the center of the specified range D101 may be determined as a default selection state.
  • step ST205 the three-dimensional point cloud reflecting the selection state is displayed in the three-dimensional point cloud display unit 5.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which the selection state by the selection state determination unit 4 is reflected.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which the selected state is reflected when viewed from a direction parallel to the paper surface of FIG. Note that FIG. 13 corresponds to a diagram when FIG. 12 is displayed on the screen and viewed from a direction orthogonal to the line-of-sight direction, and is not actually displayed on the screen. However, it may be displayed on other devices.
  • FIG. 12 shows a state in which the three-dimensional point group data including the center of the designated range D101 and including the point positioned closest to the center is selected.
  • the selected three-dimensional point group 1000 is painted black.
  • a dimension or the like of a shape that the user wants to select it is not necessary to input in advance a dimension or the like of a shape that the user wants to select, and a three-dimensional point group indicating a target target shape can be easily created within the designated range D101 designated by the user. And can be selected efficiently.
  • the classification is performed based on whether or not the distance between the points is smaller than a predetermined threshold value (distance condition value).
  • a method using plane extraction using a random sample consensus (RANSAC) method is used as a method of clustering by the selection state determination unit 4.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a state in which the selection state by the selection state determination unit 4 is reflected.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a state in which the selected state is reflected when viewed from a direction parallel to the paper surface of FIG. Note that FIG. 15 corresponds to the view when FIG. 14 is displayed on the screen when viewed from the direction orthogonal to the line-of-sight direction, and is not actually displayed on the screen. However, it may be displayed on other devices.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a state in which the plane 10 is extracted as the shape indicated by the three-dimensional point group.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating in more detail the operation flow of the three-dimensional point group selection apparatus according to the present embodiment.
  • the operation of the three-dimensional point group selection apparatus according to this embodiment illustrated in FIG. 17 is obtained by changing the operation content of step ST204 in the flowchart illustrated in FIG. That is, the operation of the three-dimensional point group selection apparatus according to this embodiment is obtained by replacing only step ST204 with the operation illustrated in FIG. 17 in the flowchart illustrated in FIG.
  • an operation flow of the three-dimensional point group selection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • step ST200 to step ST203 illustrated in FIG. 10 are performed.
  • the selection state determination unit 4 determines the selection state based on the condition for selecting the three-dimensional point group indicating the target target shape and the specified range D101. This operation will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
  • step ST300 a three-dimensional point group included in the designated range D101 is extracted. This is determined based on whether or not the coordinate value on the screen on which the projective transformation of each point falls within the specified range D101.
  • the plane 10 is applied to the three-dimensional point group in the designated range D101 using the RANSAC method.
  • RANSAC method several points, for example, three points, for example, are arbitrarily selected from the three-dimensional point group, and the plane 10 on which these points ride (belongs to) is calculated. Then, how much other points arbitrarily selected (for example, three points) are on or near the calculated plane 10 is calculated. If there are many other points that lie or are close to the calculated plane 10, further fitting of the plane on which they lie is continued. Then, a plane 10 on which most points ride (belongs to) is obtained.
  • step ST304 a three-dimensional point group on (belonging to) the plane 10 obtained by calculation is determined as a default selection state. Then, the process proceeds to step ST205 in the flowchart illustrated in FIG.
  • FIG. 16 among the three-dimensional point group 1000a and the three-dimensional point group 1000b indicated by circles, and further, among the three-dimensional point group 1002 indicated by square marks, three-dimensionally arranged in a straight line so as to ride on the plane 10 A state in which the point group 1000a and the three-dimensional point group 1002 are selected is shown.
  • FIG. 14, FIG. 15, and FIG. 16 the selected 3D point group 1000a and 3D point group 1002 are painted black.
  • the threshold value for determining whether or not to get on the plane 10 in step ST302 can be set in the same manner as the mutual distance threshold value (distance condition value) that is the distance between points.
  • the three-dimensional point group 1000a indicated by a circle and the three-dimensional point group 1002 indicated by a square are distinguished from each other. This is not based on the three-dimensional point group indicating the shape, but simply based on the result of clustering by mutual distance as exemplified in the first embodiment.
  • the shape of the target object that is a plane is obtained.
  • the three-dimensional point group to be shown can be selected easily and efficiently.
  • one three-dimensional point group is selected from the clustered three-dimensional point group according to a predetermined rule.
  • the user may be allowed to designate which three-dimensional point group to select.
  • FIG. 18 is a diagram conceptually illustrating a configuration for realizing the three-dimensional point group selection device according to the present embodiment.
  • the three-dimensional point cloud selection device includes a three-dimensional point cloud data input unit 1, a condition setting unit 2, a range designation unit 3, a selection state determination unit 4, A three-dimensional point group display unit 5, a storage unit 6, and a three-dimensional point group selection change unit 11 are provided.
  • FIG. 19 is a diagram schematically illustrating a hardware configuration when the 3D point group selection apparatus according to the present embodiment is actually operated.
  • the 3D point group selection / change unit 11 uses a pointing device or the like from a list of clustered 3D point groups displayed in the list format C004 on the screen.
  • the user is made to select a three-dimensional point group indicating the target shape.
  • the display on the screen may not be the format illustrated in FIG. 19 as long as any one of the three-dimensional point groups indicating the shapes of the plurality of objects can be selected.
  • a method that is not displayed on the screen may be used.
  • the three-dimensional point group selection changing unit 11 When a selection state different from the current selection state is input by the three-dimensional point group selection changing unit 11, that is, a three-dimensional point group different from the three-dimensional point group reflecting the current selection state is selected. If selected, the selection state determination unit 4 changes the selection state to the input selection state. Further, the three-dimensional point cloud display unit 5 displays contents reflecting the changed selection state. Specifically, for example, only the selected three-dimensional point group is displayed in black.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a state in which the change of the selection state by the three-dimensional point group selection changing unit 11 is reflected.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a state in which the change of the selection state by the three-dimensional point group selection change unit 11 is reflected when viewed from a direction parallel to the paper surface of FIG. Note that FIG. 21 corresponds to a view when FIG. 20 is displayed on the screen when viewed from a direction orthogonal to the line-of-sight direction, and is not actually displayed on the screen. However, it may be displayed on other devices.
  • the selected three-dimensional point group 1001 is painted black.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating the operation flow of the three-dimensional point group selection device according to this embodiment.
  • FIG. 22 is obtained by adding step ST206 and step ST207 to the flowchart shown in FIG.
  • step ST200 to step ST205 illustrated in FIG. 10 are performed.
  • step ST206 it is determined whether or not a selection state different from the current selection state is input by the three-dimensional point group selection changing unit 11. If the selected state is changed, the process returns to step ST205. If the selected state is not changed, the process proceeds to step ST207.
  • step ST207 it is determined whether or not to continue the selection state changing process. If the selection state changing process is to be continued, the process returns to step ST206. If the selection state changing process is not to be continued, the process is terminated.
  • the end of the change process can be determined, for example, by pressing an end button provided on the screen.
  • the three-dimensional indicating the shape of the target object A point cloud can be selected easily and efficiently.
  • classification is performed based on whether or not the distance between the points is smaller than a predetermined threshold value (distance condition value).
  • the threshold value (distance condition value) may be changed by the user.
  • FIG. 23 is a diagram conceptually illustrating a configuration for realizing the three-dimensional point group selection apparatus according to the present embodiment.
  • the three-dimensional point cloud selection device includes a three-dimensional point cloud data input unit 1, a condition setting unit 2, a range designation unit 3, a selection state determination unit 4, A three-dimensional point cloud display unit 5, a storage unit 6, and a distance condition change unit 12 are provided.
  • the distance condition changing unit 12 can change the threshold value of distance between points (distance condition value). For example, as illustrated in FIG. 19, the distance condition changing unit 12 allows the user to directly input the distance condition value C003 displayed on the screen using an input device such as a pointing device or a keyboard. Configure.
  • FIG. 24 is a flowchart illustrating the operation flow of the three-dimensional point group selection device according to this embodiment.
  • FIG. 24 is obtained by adding step ST208 and step ST209 to the flowchart shown in FIG.
  • step ST200 to step ST205 illustrated in FIG. 10 are performed.
  • step ST208 it is determined whether or not the value of the distance condition has been changed. If the distance condition value is changed, the process returns to step ST204 using the value as the distance condition. And it performs again from step ST204. On the other hand, if the value of the distance condition has not been changed, the process proceeds to step ST209.
  • the selection state determination unit 4 performs the process illustrated in FIG. 11 according to the changed value of the distance condition, and determines the changed selection state. Then, the three-dimensional point cloud display unit 5 displays the three-dimensional point cloud reflecting the changed selection state.
  • step ST209 it is determined whether or not to continue the process of changing the value of the distance condition. If the distance condition value changing process is to be continued, the process returns to step ST208. If the distance condition value changing process is not to be continued, the process is terminated.
  • the process for changing the value of the distance condition can be determined, for example, by pressing an end button provided on the screen.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating a state in which the change of the value of the distance condition by the distance condition changing unit 12 is reflected.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating a state in which the change of the value of the distance condition by the distance condition changing unit 12 is reflected when viewed from the direction parallel to the paper surface of FIG. Note that FIG. 26 corresponds to a view when FIG. 25 is displayed on the screen when viewed from a direction orthogonal to the line-of-sight direction, and is not actually displayed on the screen. However, it may be displayed on other devices.
  • the selected three-dimensional point group 1000 and three-dimensional point group 1002 are painted black.
  • the range of the three-dimensional point group grasped as the three-dimensional point group indicating the same target shape can be appropriately changed, and the target target can be changed.
  • a three-dimensional point group indicating a shape can be easily and efficiently selected.
  • the three-dimensional point group selection device includes the three-dimensional point group display unit 5 as a display unit, the condition setting unit 2, and the selection state determination unit 4 as a selection unit.
  • the three-dimensional point cloud display unit 5 is a display surface on which a first point cloud that is a three-dimensional point cloud indicating a plurality of target shapes is displayed.
  • the condition setting unit 2 is a second point group that is a three-dimensional point group indicating the shape of one target from the first point group, for example, a three-dimensional point group 1000, a three-dimensional point group 1001, and a three-dimensional point group 1002.
  • a selection condition that is a condition for selecting the three-dimensional point group 1003 is set.
  • the selection state determination unit 4 selects the second point group from the first point group based on the above selection conditions.
  • the selection condition is that the second point group is selected from the first point group, assuming that the two points indicate the same target shape when the distance between the two points is equal to or less than the threshold value. It is a condition to do.
  • the three-dimensional point group selection device includes the input device 104 and the output device 105.
  • the three-dimensional point group selection device includes a processing circuit 102a that executes a program and a storage device 103 that stores the program.
  • a second point group which is a three-dimensional point group indicating the shape of one target from the first point group, for example, a three-dimensional point group 1000, a three-dimensional point group 1001, a three-dimensional point group 1002, or a three-dimensional point.
  • a selection condition which is a condition for selecting the group 1003 is set, and a second point group is selected from the first point group based on the selection condition.
  • the selection condition is that the second point group is selected from the first point group, assuming that the two points indicate the same target shape when the distance between the two points is equal to or less than the threshold value. It is a condition to do.
  • the three-dimensional point group selection device includes the input device 104 and the output device 105.
  • the three-dimensional point group selection device includes a processing circuit 102b.
  • the processing circuit 102b performs the following operation.
  • the processing circuit 102b is a second point group that is a three-dimensional point group indicating the shape of one target from the first point group, for example, the three-dimensional point group 1000, the three-dimensional point group 1001, and the three-dimensional point group.
  • a selection condition which is a condition for selecting 1002 or the three-dimensional point group 1003 is set, and the second point group is selected from the first point group based on the selection condition.
  • the selection condition is that the second point group is selected from the first point group, assuming that the two points indicate the same target shape when the distance between the two points is equal to or less than the threshold value. It is a condition to do.
  • the plurality of target shapes are three-dimensional.
  • a three-dimensional point group indicating the shape of the target object that is, a second point group that is a three-dimensional point group indicating the shape of one object can be easily selected.
  • the target shape indicated by the three-dimensional point group can be accurately grasped. For this reason, for example, it is not necessary to preliminarily store the data of the shape of the target to be selected and to determine whether or not it matches the shape. There is no need to know the dimensions in advance.
  • the three-dimensional point group selection device includes the range specifying unit 3 that specifies a specified range that is at least a part of the range in the three-dimensional point group display unit 5.
  • the selection state determination unit 4 selects the second point group from the first point group displayed in the designated range based on the selection condition.
  • the selection range of the second point group can be determined based on the designated range designated by the user.
  • the selection state determination unit 4 includes the second point including the point having the smallest coordinate value in the depth direction perpendicular to the display surface from the first point group displayed within the specified range.
  • a point group for example, a three-dimensional point group 1000 is selected.
  • the selection state determination unit 4 includes the first point including the point where the convex hull of the point group includes the center of the specified range and the coordinate value in the depth direction perpendicular to the display surface is the smallest. Select a two-point group.
  • the selection state determination part 4 selects the 2nd point group with the most points in a designated range from the 1st point group displayed within a designated range based on selection conditions. select.
  • 3D point group selection apparatus when there exist two or more 2nd point groups selected based on selection conditions, 3D point group selection apparatus changes the 2nd point group selected by the selection state determination part 4.
  • a three-dimensional point group selection changing unit 11 is provided as a changing unit.
  • the second point group to be selected by the selection state determination unit 4 is changed according to the user's request. can do.
  • a 2nd point group is displayed in the aspect distinguishable from 3D point groups other than the 2nd point group in a 1st point group.
  • the selected three-dimensional point group 1000 is painted black.
  • the user can easily recognize the currently selected three-dimensional point group in the three-dimensional point group display unit 5 which is the display surface.
  • the selection condition is a condition for selecting, from the first point group, the second point group indicating the planar target shape, for example, the plane 10.
  • the threshold value in the selection condition can be changed.
  • the range of the three-dimensional point group grasped as the three-dimensional point group indicating the same target shape can be appropriately changed, and the three-dimensional point group indicating the target target shape can be easily changed. And can be selected efficiently.
  • the first point group which is a three-dimensional point group indicating the shapes of a plurality of objects is displayed on the display surface.
  • a second point group which is a three-dimensional point group indicating the shape of one target from the first point group for example, a three-dimensional point group 1000, a three-dimensional point group 1001, a three-dimensional point group 1002, or a three-dimensional point.
  • a selection condition that is a condition for selecting the group 1003 is set.
  • a second point group is selected from the first point group based on the selection condition.
  • the selection condition is that the second point group is selected from the first point group, assuming that the two points indicate the same target shape when the distance between the two points is equal to or less than the threshold value. It is a condition to do.
  • the plurality of target shapes are three-dimensional.
  • a three-dimensional point group indicating the shape of the target object that is, a second point group that is a three-dimensional point group indicating the shape of one object can be easily selected.
  • the target shape indicated by the three-dimensional point group can be accurately grasped. For this reason, for example, it is not necessary to preliminarily store the data of the shape of the target to be selected and to determine whether or not it matches the shape. There is no need to know the dimensions in advance.
  • each component is a conceptual unit, and one component consists of a plurality of structures, one component corresponds to a part of the structure, and a plurality of components. And the case where the component is provided in one structure.
  • Each component includes a structure having another structure or shape as long as the same function is exhibited.
  • each component described in the above embodiment is assumed to be software or firmware, or hardware corresponding thereto, and in both concepts, each component is a “unit” or “processing circuit” or the like. Called.
  • the technique disclosed in the present specification may be a case where each component is distributed and provided in a plurality of devices (that is, an aspect like a system).
  • the storage unit 6 is shown as being mounted in the three-dimensional point group selection device in FIG. 1, it may be an external functional unit. In that case, what is necessary is just to perform the function of the three-dimensional point group selection device as a whole by causing other functional units in the three-dimensional point group selection device to interact with each other.

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Abstract

複数の対象の形状が３次元点群によって示される場合に、目的の対象の形状を示す３次元点群を容易に選択することができる３次元点群選択装置および３次元点群選択方法に関する。３次元点群選択装置は、複数の対象の形状を示す第１点群が表示される表示部（５）と、第１点群のうちから１つの対象の形状を示す第２点群を選択するための条件である選択条件を設定する条件設定部２と、選択条件に基づいて、第１点群のうちから第２点群を選択する選択部（４）とを備える。選択条件は、２つの点の間の距離がしきい値以下である場合に当該２つの点が同じ対象の形状を示す点であるとして、第２点群を第１点群から選択する条件である。

Description

３次元点群選択装置および３次元点群選択方法
　本明細書に開示される技術は、３次元点群選択装置および３次元点群選択方法に関するものである。
　レーザースキャナなどで計測された３次元点群データによって示される任意の形状に対して、ユーザーが何らかの操作を行う場合、３次元点群が表示された画面上から対象となる形状を選択する必要がある。ここで、３次元点群データとは、各点が３次元位置情報を有する点群のデータである。
　上記の場合、従来では、まず、３次元点群によって示される形状のデータが事前に記憶される。そして、画面上に表示された３次元点群の一部についてユーザーが範囲を指定し、当該指定された範囲における３次元点群によって示される形状に合致する形状のデータが検索される（たとえば特許文献１）。
特開２００３－３２３４６１号公報
　従来の方法では、３次元点群が表示された画面上で、ポインティングデバイスを用いて選択するまたは座標値を直接入力するなどによって、画面上に表示された３次元点群の一部についてユーザーが指定し、当該指定された範囲の３次元点群によって示される形状に合致する形状のデータを検索する。
　しかし、指定された範囲において、複数の対象の形状が３次元点群によって示される場合には、当該指定された範囲の３次元点群によって示される形状を適切に把握することができないことがある。その場合、合致する形状のデータを適切に検索することができない。特に、異なる形状を示す３次元点群同士が画面上重なって表示される場合には、それらの３次元点群同士の区別が困難となるため、３次元点群によって示される形状を適切に把握することは一層困難となる。これを防ぐには、たとえば、あらかじめユーザーが不要な３次元点群を取り除くという煩雑な作業が必要であった。
　本願明細書に開示される技術は、以上に記載されたような問題を解決するためになされたものであり、複数の対象の形状が３次元点群によって示される場合に、目的の対象の形状を示す３次元点群を容易に選択することができる３次元点群選択装置および３次元点群選択方法に関するものである。
　本明細書に開示される技術の一態様に関する３次元点群選択装置は、複数の対象の形状を示す３次元点群である第１点群が表示される表示面である表示部と、前記第１点群のうちから１つの前記対象の形状を示す３次元点群である第２点群を選択するための条件である選択条件を設定する条件設定部と、前記選択条件に基づいて、前記第１点群のうちから前記第２点群を選択する選択部とを備え、前記選択条件は、２つの点の間の距離がしきい値以下である場合に当該２つの点が同じ前記対象の形状を示す点であるとして、前記第２点群を前記第１点群から選択する条件である。
　本明細書に開示される技術の一態様に関する３次元点群選択方法は、表示面において、複数の対象の形状を示す３次元点群である第１点群を表示し、前記第１点群のうちから１つの前記対象の形状を示す３次元点群である第２点群を選択するための条件である選択条件を設定し、前記選択条件に基づいて、前記第１点群のうちから前記第２点群を選択し、前記選択条件は、２つの点の間の距離がしきい値以下である場合に当該２つの点が同じ前記対象の形状を示す点であるとして、前記第２点群を前記第１点群から選択する条件である。
　このような構成によれば、３次元点群のうち、２つの点の間の距離に基づいて同じ対象の形状を示す点であるか否かを判断するため、複数の対象の形状が３次元点群によって示される場合に、目的の対象の形状を示す３次元点群、すなわち、１つの対象の形状を示す３次元点群である第２点群を容易に選択することができる。
　本明細書に開示される技術の一態様に関する３次元点群選択方法は、表示面において、複数の対象の形状を示す３次元点群である第１点群を表示し、前記第１点群のうちから１つの前記対象の形状を示す３次元点群である第２点群を選択するための条件である選択条件を設定し、前記選択条件に基づいて、前記第１点群のうちから前記第２点群を選択し、前記選択条件は、２つの点の間の距離がしきい値以下である場合に当該２つの点が同じ前記対象の形状を示す点であるとして、前記第２点群を前記第１点群から選択する条件である。
　このような構成によれば、３次元点群のうち、２つの点の間の距離に基づいて同じ対象の形状を示す点であるか否かを判断するため、複数の対象の形状が３次元点群によって示される場合に、目的の対象の形状を示す３次元点群、すなわち、１つの対象の形状を示す３次元点群である第２点群を容易に選択することができる。
　本願明細書に開示される技術に関する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
実施形態に関する、３次元点群選択装置を実現するための構成を概念的に例示する図である。 実施形態に関する、３次元点群選択装置を実際に運用する場合のハードウェア構成を概略的に例示する図である。 実施形態に関する、３次元点群選択装置を実際に運用する場合のハードウェア構成を概略的に例示する図である。 実施形態に関する、３次元点群データの記憶形式を例示する図である。 実施形態に関する、３次元点群が示す対象の形状を例示する図である。 実施形態に関する、画面上に表示された３次元点群を例示する図である。 図６の紙面に平行な方向から見た場合の、３次元点群を例示する図である。 実施形態に関する、クラスタリングされた互いに異なる対象の形状を示す３次元点群を、それぞれ個別に例示する図である。 図８の紙面に平行な方向から見た場合の３次元点群を、それぞれ個別に例示する図である。 実施形態に関する、３次元点群選択装置の動作の流れを例示するフローチャートである。 実施形態に関する、３次元点群選択装置の動作の流れをより詳細に例示するフローチャートである。 実施形態に関する、選択状態決定部による選択状態が反映された状態を例示する図である。 図１２の紙面に平行な方向から見た場合の、選択状態が反映された状態を例示する図である。 実施形態に関する、選択状態決定部による選択状態が反映された状態を例示する図である。 図１４の紙面に平行な方向から見た場合の、選択状態が反映された状態を例示する図である。 実施形態に関する、３次元点群が示す形状として平面を抽出する様子を例示する図である。 実施形態に関する、３次元点群選択装置の動作の流れをより詳細に例示するフローチャートである。 実施形態に関する、３次元点群選択装置を実現するための構成を概念的に例示する図である。 実施形態に関する、３次元点群選択装置を実際に運用する場合のハードウェア構成を概略的に例示する図である。 実施形態に関する、３次元点群選択部による選択状態の変更が反映された状態を例示する図である。 図２０の紙面に平行な方向から見た場合の、３次元点群選択部による選択状態の変更が反映された状態を例示する図である。 実施形態に関する、３次元点群選択装置の動作の流れを例示するフローチャートである。 実施形態に関する、３次元点群選択装置を実現するための構成を概念的に例示する図である。 実施形態に関する、３次元点群選択装置の動作の流れを例示するフローチャートである。 実施形態に関する、距離条件変更部による距離条件の値の変更が反映された状態を例示する図である。 図２５の紙面に平行な方向から見た場合の、距離条件変更部による距離条件の値の変更が反映された状態を例示する図である。
　以下、添付される図面を参照しながら実施形態について説明する。なお、図面は概略的に示されるものであり、異なる図面にそれぞれ示される画像の大きさと位置との相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。よって、それらについての詳細な説明を省略する場合がある。
　＜第１実施形態＞
　以下、本実施形態に関する３次元点群選択装置について説明する。
　＜構成＞
　図１は、本実施形態に関する３次元点群選択装置を実現するための構成を概念的に例示する図である。
　図１に例示されるように、本実施形態に関する３次元点群選択装置は、３次元点群データ入力部１と、条件設定部２と、範囲指定部３と、選択状態決定部４と、３次元点群表示部５と、記憶部６とを備える。
　３次元点群データ入力部１は、３次元点群データを記憶部６に入力する。条件設定部２は、３次元点群を選択するための条件を選択状態決定部４に入力する。
　範囲指定部３は、表示された３次元点群における少なくとも一部の範囲である指定範囲を指定する。そして、範囲指定部３は、その結果を選択状態決定部４に入力する。記憶部６は、３次元点群データ入力部１からの入力を記憶し、かつ、当該記憶した情報を選択状態決定部４および３次元点群表示部５のうちの少なくとも一方に出力する。
　選択状態決定部４は、条件設定部２からの入力と、範囲指定部３からの入力とに基づいて、選択状態を決定する。３次元点群表示部５は、選択状態決定部４からの出力および記憶部６からの出力のうちの少なくとも一方からの入力に基づいて、３次元点群を表示する。
　図２および図３は、図１に例示される３次元点群選択装置を実際に運用する場合のハードウェア構成を概略的に例示する図である。なお、本実施形態に関する３次元点群選択装置としては、たとえば、パソコン、スマートフォンまたはタブレット端末などが想定されるが、これらに限定されるものではない。
　図２では、図１中の３次元点群選択装置を実現するためのハードウェア構成として、演算を行う処理回路１０２ａと、情報を記憶することができる記憶装置１０３と、マウスまたはキーボードなどの、情報を入力することができる入力装置１０４と、ディスプレイなどの、情報を出力することができる出力装置１０５とが示される。これらの構成は、後述する他の実施形態においても同様である。
　図３では、図１中の３次元点群選択装置を実現するためのハードウェア構成として、演算を行う処理回路１０２ｂと、マウスまたはキーボードなどの、情報を入力することができる入力装置１０４と、ディスプレイなどの、信号の出力を行うことができる出力装置１０５とが示される。これらの構成は、後述する他の実施形態においても同様である。
　記憶部６は、記憶装置１０３または別の記憶装置（ここでは図示せず）によって実現される。記憶装置１０３は、たとえば、ハードディスク（Ｈａｒｄ　ｄｉｓｋ　ｄｒｉｖｅ、すなわちＨＤＤ）、ランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ、すなわちＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ｒｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ、すなわちＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ｅｒａｓａｂｌｅ　ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｒｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ（ＥＰＲＯＭ）およびｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　ｅｒａｓａｂｌｅ　ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ（ＥＥＰＲＯＭ）などの、揮発性または不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクまたはＤＶＤなどを含むメモリ（記憶媒体）などによって構成されるなどを含むメモリ（記憶媒体）などによって構成される。
　処理回路１０２ａは、記憶装置１０３に格納されたプログラムを実行するものであってもよい。すなわち、たとえば、中央演算処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｕｎｉｔ、すなわちＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、デジタルシグナルプロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ　ｓｉｇｎａｌ　ｐｏｃｅｓｓｏｒ、すなわちＤＳＰ）であってもよい。
　処理回路１０２ａが記憶装置１０３に格納されたプログラムを実行するものである場合、条件設定部２と、範囲指定部３と、選択状態決定部４とは、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。なお、これら条件設定部２、範囲指定部３および選択状態決定部４の機能は、たとえば、複数の処理回路が連携することによって実現されてもよい。
　ソフトウェアおよびファームウェアはプログラムとして記述され、記憶装置１０３に記憶される。処理回路１０２ａは、記憶装置１０３に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、上記の機能を実現する。すなわち、記憶装置１０３は、処理回路１０２ａに実行されることにより、上記の機能が結果的に実現されるプログラムを記憶する。
　また、処理回路１０２ｂは、専用のハードウェアであってもよい。すなわち、たとえば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ、すなわちＡＳＩＣ）、ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｇａｔｅ　ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）またはこれらを組み合わせた回路であってもよい。
　処理回路１０２ｂが専用のハードウェアである場合、条件設定部２と、範囲指定部３と、選択状態決定部４とは、処理回路１０２ｂが動作することにより実現される。なお、これら条件設定部２、範囲指定部３および選択状態決定部４の機能は、別々の回路で実現されてもよいし、単一の回路で実現されてもよい。
　なお、上記の条件設定部２、範囲指定部３および選択状態決定部４の機能は、一部が記憶装置１０３に格納されたプログラムを実行するものである処理回路１０２ａにおいて実現され、一部が専用のハードウェアである処理回路１０２ｂにおいて実現されてもよい。
　また、３次元点群データ入力部１は、入力装置１０４によって実現される。
　また、３次元点群表示部５は、出力装置１０５によって実現される。
　３次元点群データは、構造物または樹木動物などの自然物、地形、設備または部品などの対象物の形状を、たとえば、レーザースキャナまたはステレオ写真測量を用いて計測し、その表面を、３次元座標値を有する点の集合として示すデータである。
　３次元点群データは、たとえば、車両に搭載されたレーザースキャナを用いて、車両を移動させながら周囲の地物を計測することによって作成されたデータであってもよい。
　３次元座標値は、本実施形態においては直交座標系の値である。ただし、平面直角座標系の値であってもよい。単位は、本実施形態においてはたとえば［ｍ］である。ただし、緯度経度高さであってもよい。また、以下では、複数の点の集合を３次元点群と称する。このとき、３次元点群をなすＮ個の点を、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 と示す。３次元点群データは、たとえば図４に例示されるような形式で、記憶部６に記憶される。すなわち、たとえば各点のＸ座標値、Ｙ座標値およびＺ座標値がそれぞれ記憶される。なお、図４は、３次元点群データの記憶形式を例示する図である。
　この３次元点群データにおいては、図５に例示されるように、計測された複数の形状表面の３次元点群データがひとつの３次元点群データの中に混在する場合がある。なお、図５は、３次元点群が示す対象の形状を例示する図である。
　たとえば、車両に搭載されたレーザースキャナなどを用いて周囲の景観を計測することによって得られた３次元点群データの中から、目的の対象である、たとえば信号または電柱などを抜き出して、その大きさまたは傾きなどを把握したい場合、一旦３次元点群を画面上に表示して、画面上の３次元点群の中から目的の対象の形状を示す３次元点群のみを抽出する必要がある。
　図６は、画面上に表示された３次元点群を例示する図である。図６においては、丸印で示された３次元点群１０００と、三角印で示された３次元点群１００１と、四角印で示された３次元点群１００２と、五角印で示された３次元点群１００３とがそれぞれ示される。ここで、同じ印で示された３次元点群は、同じ対象の形状を示す３次元点群であるものとする。
　また、図６においては、画面全体に対応する表示範囲Ｄ１００に対し、表示範囲Ｄ１００の一部の範囲である指定範囲Ｄ１０１が示される。なお、指定範囲Ｄ１０１は、範囲指定部３によって画面上に指定される範囲である。さらに、指定範囲Ｄ１０１内に位置する３次元点群は、黒く塗りつぶされて示される。図６においては、３次元点群１０００と、３次元点群１００１と、３次元点群１００２とは黒く塗りつぶされて示され、３次元点群１００３は塗りつぶされず白抜きで示される。
　図６に例示されるように、それぞれが３次元座標値を有する点の集合である３次元点群は、２次元の画面上に表示される際には、ある方向に投影されて表示される。
　そのため、投影される方向における位置情報は画面上には示されず、たとえば、図６の紙面に平行な方向において同じ位置情報を有する点同士であれば、図６の紙面に垂直な方向において異なる位置情報を有する点同士であっても（図７参照）、画面上で区別することはできない。
　なお、図７は、図６の紙面に平行な方向から見た場合の、３次元点群を例示する図である。なお、図７は、図６が画面上に表示された場合に、その視線方向とは直交する方向から見た場合の図に対応し、実際に画面に表示されるものではない。ただし、他の装置などにおいて表示されてもよい。
　範囲指定部３によって指定範囲Ｄ１０１が指定され、指定範囲Ｄ１０１内で、３次元点群１０００を選択する場合を想定する。
　その場合、指定範囲Ｄ１０１内に位置する３次元点群１０００と、３次元点群１００１と、３次元点群１００２とを区別できなければ、指定範囲Ｄ１０１内に位置する３次元点群１０００、３次元点群１００１および３次元点群１００２のすべてを対象として、それらの３次元点群によって示される対象の形状を把握することとなる。すると、目的の対象に対応する３次元点群１０００の他に、３次元点群１００１および３次元点群１００２が混じってしまうために、目的の対象の形状を示す３次元点群としての数値計測などを行ったとしても、正しい結果は得られない。
　そこで、本実施形態においては、指定範囲Ｄ１０１内に位置する３次元点群１０００、３次元点群１００１および３次元点群１００２に対し、点同士の間の距離（相互距離）に基づくクラスタリングを行い、目的の対象の形状を示す３次元点群１０００のみを抽出する。
　具体的には、まず、指定範囲Ｄ１０１内に入る３次元点群の、点同士の相互距離として３次元空間における距離を計測する。当該計測には、たとえば図４に例示されるような各点のＸ座標値、Ｙ座標値およびＺ座標値を用いて、各座標値の差から３次元空間における距離を計測すればよい。そして、相互距離が近い点同士を同じ対象の形状を示す３次元点群として分類する（クラスタリングする）。
　ここで、「相互距離の近い」とは、３次元空間における点同士の間の距離が所定のしきい値（距離条件の値）、たとえば、１０ｃｍ程度以下であることをいう。
　計算方法としては、まず、ある点Ｐｉに対し最も近い他の点Ｐｊ（ｉ≠ｊ）を求め、その相互距離ＰｉＰｊを計算する。そして、相互距離ＰｉＰｊが所定のしきい値より小さい場合に、点Ｐｉと点Ｐｊとを同一の対象の形状を示す点として分類する。
　上記のしきい値については、目的の対象が電柱である場合には、たとえば、複数の電柱が配置される間隔程度の長さに設定されてもよい。また、上記のしきい値については、点の計測間隔より大きな値に設定されてもよい。
　図６に例示される場合では、３次元点群１０００と３次元点群１００２とは、比較的相互距離が遠く、異なる対象の形状を示す３次元点群であると判断することができる。
　一方、図７に例示される場合では、３次元点群１０００と３次元点群１００１とは、比較的相互距離が遠く、異なる対象の形状を示す３次元点群であると判断することができる。同様に、３次元点群１００１と３次元点群１００２とは、比較的相互距離が遠く、異なる対象の形状を示す３次元点群であると判断することができる。
　このように、図６に例示される画面上で判断することができる相互距離と、図７に例示される、図６の視線方向とは直交する方向から見た場合に判断することができる相互距離とを組み合わせることによっても、異なる対象の形状を示す３次元点群を区別することができる。
　図８は、クラスタリングされた互いに異なる対象の形状を示す３次元点群を、それぞれ個別に例示する図である。また、図９は、図８の紙面に平行な方向から見た場合の３次元点群を、それぞれ個別に例示する図である。
　図８および図９に例示されるように分類された３次元点群のうちから、目的の対象の形状を示す３次元点群のみを選択する。選択する際の基準としては、たとえば、クラスタリングされた各３次元点群の、図６に例示される画面上での凸包が指定範囲Ｄ１０１の中心を含み、かつ、最も手前、すなわち、紙面に垂直な方向の手前側に位置する点を含む３次元点群を選択するものとする。
　指定範囲Ｄ１０１の中心に位置する点を含む３次元点群を選択する理由は、ユーザーが指定範囲Ｄ１０１を指定する場合、一般的に、表示の視点変更などを行い、目的の対象の形状を示す３次元点群を中心として指定範囲Ｄ１０１を指定すると考えられるためである。
　３次元点群は、図６の画面上に表示される際に３次元の射影変換によって画面上での表示位置が決められる。その変換においては、紙面に垂直な方向の座標値も得られる。よって、たとえば、指定範囲Ｄ１０１の中心近傍において表示されたいくつかの点について、紙面に垂直な方向の座標値を調べ、それが最も小さい、すなわち、紙面に垂直な方向の手前側に位置する点を含む３次元点群を選択することができる。
　または、他の選択する際の基準として、指定範囲Ｄ１０１の中心によらず、図６に例示される画面上に表示された最も手前、すなわち、紙面に垂直な方向の手前側に位置する点を含む３次元点群を選択するものとしてもよい。たとえば、指定範囲Ｄ１０１内に表示され、かつ、最も手前、すなわち、表示面に垂直な奥行き方向の座標値が最も小さい点を含む３次元点群を選択することができる。
　最も手前に位置する点を含む３次元点群を選択する理由は、ユーザーが指定範囲Ｄ１０１を指定する場合、一般的に、表示の視点変更などを行い、目的の対象の形状を示す３次元点群が最も手前に位置するように指定範囲Ｄ１０１を指定すると考えられるためである。
　または、他の選択する際の基準として、指定範囲Ｄ１０１内に表示された点の数が最も多い３次元点群を選択するものとしてもよい。この選択する際の基準によれば、図６に例示される場合では３次元点群１０００が選択される。
　指定範囲Ｄ１０１内に表示された点の数が最も多い３次元点群を選択する理由は、ユーザーが指定範囲Ｄ１０１を指定する場合、一般的に、目的の対象の形状を示す３次元点群が表示される範囲に合わせて指定範囲Ｄ１０１を指定すると考えられるため、その指定範囲Ｄ１０１内には目的の対象の形状を示す３次元点群が最も多く存在することが期待されるためである。
　なお、上記の選択する際の基準が、複数組み合わされて用いられてもよい。そして、選択された３次元点群が複数存在する場合には、いずれか１つを変更可能に選択するようにしてもよい。
　このようにして、指定範囲Ｄ１０１内に複数の対象の形状を示す３次元点群が混在している場合においても、目的の対象の形状を示す３次元点群のみを選択することができる。
　＜動作＞
　本実施形態に関する３次元点群選択装置の動作の流れについて、図１０を参照しつつ説明する。なお、図１０は、３次元点群選択装置の動作の流れを例示するフローチャートである。
　３次元点群データ入力部１は、記憶部６へ３次元点群データを入力する（ステップＳＴ２００を参照）。入力の方法は、ファイルから読み込む方法、ネットワークから読み込む方法、または、３次元レーザースキャナからの直接読み込む方法などが考えられるが、これらに限定されるものではない。
　３次元点群表示部５は、記憶部６に入力された３次元点群データに基づいて、３次元点群を表示する（ステップＳＴ２０１を参照）。これは、３次元の座標値を有する３次元点群を、所定の視点位置、視線方向および画角での射影変換によって、２次元の画面上に射影した座標値に表示するものである。なお、マウスなどによって、適宜射影変換の視点位置、視線方向および画角を変更することができるように構成してもよい。
　次に、条件設定部２は、３次元点群を選択するための条件を選択状態決定部４に入力する（ステップＳＴ２０２を参照）。具体的には、点同士の間の距離である相互距離のしきい値（距離条件の値）を入力する。入力の方法は、図１９に例示される画面例のように距離条件の値Ｃ００３を直接入力する方法であってもよいし、スライダーバー（ここでは図示せず）などを用いて入力する方法であってもよい。また、条件設定部２が、常に固定の値を入力するように構成されてもよい。
　次に、範囲指定部３は、３次元点群における指定範囲を指定し、さらに、その結果を選択状態決定部４に入力する（ステップＳＴ２０３を参照）。指定の方法としては、ポインティングデバイス（ここでは図示せず）を利用して矩形となる指定範囲の２頂点を指定する方法であってもよいし、座標値を直接入力することによって指定範囲を指定する方法であってもよい。または、これらに限定されない方法によってもよい。なお、指定範囲は、必ずしも矩形となる範囲である必要はなく、任意の形状の範囲を指定範囲とすることができる。
　図６に例示される場合では、範囲指定部３によって指定された指定範囲Ｄ１０１が示される。この場合、指定範囲Ｄ１０１内に含まれる３次元点群が選択対象となる３次元点群である。なお、範囲指定部３は、常に、画面に表示された範囲すべてを指定範囲Ｄ１０１に指定するように構成してもよい。すなわち、表示範囲Ｄ１００と指定範囲Ｄ１０１とが一致するように、指定範囲Ｄ１０１を指定してもよい。
　次に、選択状態決定部４は、目的の対象の形状を示す３次元点群を選択するための条件と、指定された指定範囲Ｄ１０１とに基づいて、選択状態を決定する（ステップＳＴ２０４を参照）。この動作を図１１のフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。なお、図１１は、３次元点群選択装置の動作の流れをより詳細に例示するフローチャートである。
　まず、ステップＳＴ３００では、指定範囲Ｄ１０１に含まれる３次元点群を抽出する。これは、各点の射影変換された画面上での座標値が、指定範囲Ｄ１０１内に入るか否かで判定する。
　次に、ステップＳＴ３０１では、抽出されたすべての点に対して、自身の点に対して距離条件の値よりも近い距離に存在する点を探索し、距離条件の値よりも近い距離に存在する３次元点群全体を、同一の対象の形状を示す３次元点群であるとみなして分類（クラスタリング）する。
　図８および図９は、上記の手法で分類（クラスタリング）された３次元点群を例示する図である。３次元点群１０００、３次元点群１００１および３次元点群１００２が、それぞれクラスタリングされた３次元点群である。
　次に、ステップＳＴ３０３では、クラスタリングされた３次元点群の中で、指定範囲Ｄ１０１の中心を含み、かつ、最も手前、すなわち、紙面に垂直な方向の手前側に位置する点を含む３次元点群をデフォルトの選択状態として決定する。ここで、指定範囲Ｄ１０１の中心を含む３次元点群が存在しない場合には、指定範囲Ｄ１０１の中心近傍において表示された点を含む３次元点群をデフォルトの選択状態として決定してもよい。そして、ステップＳＴ２０４の動作を終了し、図１０に例示されたフローチャートのステップＳＴ２０５に進む。
　ステップＳＴ２０４において選択状態が決定されると、ステップＳＴ２０５では、３次元点群表示部５において上記の選択状態が反映された３次元点群が表示される。
　図１２は、選択状態決定部４による選択状態が反映された状態を例示する図である。また、図１３は、図１２の紙面に平行な方向から見た場合の、選択状態が反映された状態を例示する図である。なお、図１３は、図１２が画面上に表示された場合に、その視線方向とは直交する方向から見た場合の図に対応し、実際に画面に表示されるものではない。ただし、他の装置などにおいて表示されてもよい。
　図１２では、指定範囲Ｄ１０１の中心を含み、最も手前に位置する点を含む３次元点群データが選択された状態が示される。図１２においては、選択された３次元点群１０００が黒く塗りつぶされる。
　上記のような構成によれば、ユーザーが選択したい形状の寸法などをあらかじめ入力する必要がなく、ユーザーが指定した指定範囲Ｄ１０１内において、目的の対象の形状を示す３次元点群を、容易に、かつ、効率的に選択することができる。
　＜第２実施形態＞
　本実施形態に関する３次元点群選択装置について説明する。以下では、上記の実施形態で説明された構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。
　＜構成＞
　上記の実施形態では、点同士の間の距離が所定のしきい値（距離条件の値）より小さいか否かに基づいて分類（クラスタリング）を行われた。
　これに対し本実施形態では、選択状態決定部４でクラスタリングする方法として、ｒａｎｄｏｍ　ｓａｍｐｌｅ　ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ（ＲＡＮＳＡＣ）法を用いた平面抽出を利用する方法を用いる。
　本実施形態に関する３次元点群選択装置を実現するための構成は、図１に例示された場合と同様であるので、詳細な説明を省略する。
　上記の方法によれば、図１４から図１６において例示されるように、３次元点群が示す形状として平面のみを抽出することができる。詳細は後述する。なお、図１４は、選択状態決定部４による選択状態が反映された状態を例示する図である。また、図１５は、図１４の紙面に平行な方向から見た場合の、選択状態が反映された状態を例示する図である。なお、図１５は、図１４が画面上に表示された場合に、その視線方向とは直交する方向から見た場合の図に対応し、実際に画面に表示されるものではない。ただし、他の装置などにおいて表示されてもよい。また、図１６は、３次元点群が示す形状として平面１０を抽出する様子を例示する図である。
　人工の構造物は、一般に、壁面など平面形状で構成されるものも多い。そこで、指定範囲Ｄ１０１内の３次元点群から平面形状を抽出してその３次元点群を選択することにより、複数の対象の形状を示す３次元点群が近接して位置するような場合であっても、目的の対象の形状を示す３次元点群データを容易に、かつ、効率的に選択することができる。
　＜作用＞
　図１７は、本実施形態に関する３次元点群選択装置の動作の流れをより詳細に例示するフローチャートである。図１７に例示される、本実施形態に関する３次元点群選択装置の動作は、図１０に例示されたフローチャートにおけるステップＳＴ２０４の動作内容を変更したものである。すなわち、本実施形態に関する３次元点群選択装置の動作は、図１０に例示されたフローチャートにおいて、ステップＳＴ２０４のみが図１７に例示される動作に置き換わったものである。以下、本実施形態に関する３次元点群選択装置の動作の流れについて、図１７を参照しつつ説明する。
　まず、図１０に例示されたステップＳＴ２００からステップＳＴ２０３までの動作を行う。
　次に、選択状態決定部４は、目的の対象の形状を示す３次元点群を選択するための条件と、指定された指定範囲Ｄ１０１とに基づいて、選択状態を決定する。この動作を図１７のフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。
　まず、ステップＳＴ３００では、指定範囲Ｄ１０１に含まれる３次元点群を抽出する。これは、各点の射影変換された画面上での座標値が、指定範囲Ｄ１０１内に入るか否かで判定する。
　次に、ステップＳＴ３０２では、ＲＡＮＳＡＣ法を用い、指定範囲Ｄ１０１内の３次元点群に平面１０を当てはめる。ＲＡＮＳＡＣ法では、３次元点群の中から数点、たとえば３点を任意に選び、それらの点が乗る（属する）平面１０を計算する。そして、計算された平面１０に、任意に選んだ点（たとえば３点）の他の点がどれだけ乗るまたは近いかを計算する。計算された平面１０に乗るまたは近い他の点が多い場合には、さらにそれらが乗る平面の当てはめを続行する。そして、最も多くの点が乗る（属する）平面１０を得る。
　次に、ステップＳＴ３０４では、計算によって得られた平面１０に乗る（属する）３次元点群をデフォルトの選択状態として決定する。そして、図１０に例示されたフローチャートのステップＳＴ２０５に進む。
　図１６では、丸印で示された３次元点群１０００ａおよび３次元点群１０００ｂ、さらには四角印で示された３次元点群１００２のうち、平面１０に乗るように直線状に並ぶ３次元点群１０００ａおよび３次元点群１００２が選択された状態が示される。図１４、図１５および図１６においては、選択された３次元点群１０００ａおよび３次元点群１００２が、黒く塗りつぶされる。
　なお、ステップＳＴ３０２における平面１０に乗るか否かのしきい値は、点同士の間の距離である相互距離のしきい値（距離条件の値）と同様に設定することができる。また、図１４、図１５および図１６では、丸印で示された３次元点群１０００ａと四角印で示された３次元点群１００２とでマークを区別して図示されたが、これは異なる対象の形状を示す３次元点群という意味ではなく、単に、第１実施形態に例示されるように相互距離でクラスタリングした場合の結果によるものである。相互距離でクラスタリングすればこのように複数の３次元点群として認識されるものであっても、たとえば、間に遮蔽物があって計測点が得られない場合など、実はひとつの平面形状を示す３次元点群である場合がある。本実施形態によれば、そのような場合にも、同じ対象の形状を示す３次元点群として的確に選択することができる。
　上記のような構成によれば、ユーザーが指定した指定範囲Ｄ１０１内において複数の対象の形状を示す３次元点群が近接して位置する場合であっても、平面である目的の対象の形状を示す３次元点群を、容易に、かつ、効率的に選択することができる。
　＜第３実施形態＞
　本実施形態に関する３次元点群選択装置について説明する。以下では、上記の実施形態で説明された構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。
　＜構成＞
　上記の第１実施形態では、クラスタリングされた３次元点群から、あらかじめ定められた規則により、１つの３次元点群が選択された。
　これに対し、指定範囲Ｄ１０１内に複数の対象の形状を示す３次元点群が存在する場合、ユーザーがいずれの３次元点群を選択するかを指定することができるようにしてもよい。
　図１８は、本実施形態に関する３次元点群選択装置を実現するための構成を概念的に例示する図である。
　図１８に例示されるように、本実施形態に関する３次元点群選択装置は、３次元点群データ入力部１と、条件設定部２と、範囲指定部３と、選択状態決定部４と、３次元点群表示部５と、記憶部６と、３次元点群選択変更部１１とを備える。
　上記の構成によれば、指定範囲Ｄ１０１内に複数の対象の形状が存在する場合、図１９に例示される方法により、ユーザーが選択する対象の形状を示す３次元点群の選択状態に変更することができる。なお、図１９は、本実施形態に関する３次元点群選択装置を実際に運用する場合のハードウェア構成を概略的に例示する図である。
　３次元点群選択変更部１１は、たとえば、図１９で例示されるように、画面上にリスト形式Ｃ００４で表示されたクラスタリングされた３次元点群の一覧から、ポインティングデバイスなどを用いて目的の対象の形状を示す３次元点群をユーザーに選択させる。なお、複数の対象の形状を示す３次元点群のうちからいずれかを選択することができる形式であれば、画面上の表示は図１９に例示された形式でなくともよい。さらには、画面上に表示されない方法であってもよい。
　そして、３次元点群選択変更部１１により、現在の選択状態とは異なる選択状態が入力された場合、すなわち、現在の選択状態を反映した３次元点群とは異なる３次元点群が選択された場合、選択状態決定部４は、選択状態を入力された選択状態に変更する。さらに、３次元点群表示部５では、変更された選択状態を反映する内容が表示される。具体的には、たとえば、選択された３次元点群のみが黒く塗りつぶされて表示される。
　図２０は、３次元点群選択変更部１１による選択状態の変更が反映された状態を例示する図である。また、図２１は、図２０の紙面に平行な方向から見た場合の、３次元点群選択変更部１１による選択状態の変更が反映された状態を例示する図である。なお、図２１は、図２０が画面上に表示された場合に、その視線方向とは直交する方向から見た場合の図に対応し、実際に画面に表示されるものではない。ただし、他の装置などにおいて表示されてもよい。図２０および図２１においては、選択された３次元点群１００１が黒く塗りつぶされる。
　＜作用＞
　図２２は、本実施形態に関する３次元点群選択装置の動作の流れを例示するフローチャートである。図２２は、図１０に示されたフローチャートに、ステップＳＴ２０６とステップＳＴ２０７とを追加したものである。
　まず、図１０に例示されたステップＳＴ２００からステップＳＴ２０５までの動作を行う。
　次に、ステップＳＴ２０６では、３次元点群選択変更部１１により現在の選択状態とは異なる選択状態が入力されたか否かを判定する。そして、選択状態が変更された場合はステップＳＴ２０５に戻り、選択状態が変更されていなければステップＳＴ２０７に進む。
　次に、ステップＳＴ２０７では、選択状態の変更処理を続行するか否かを判定する。そして、選択状態の変更処理を続行する場合はステップＳＴ２０６に戻り、選択状態の変更処理を続行しない場合は処理を終了する。変更処理の終了は、たとえば、画面上に設けられた終了ボタンが押されることで判断することができる。
　上記のような構成によれば、ユーザーが指定した指定範囲Ｄ１０１内において複数の対象の形状を示す３次元点群が近接して位置する場合であっても、目的の対象の形状を示す３次元点群を容易に、かつ、効率的に選択することができる。
　＜第４実施形態＞
　本実施形態に関する３次元点群選択装置について説明する。以下では、上記の実施形態で説明された構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。
　＜構成＞
　上記の第１実施形態では、点同士の間の距離があらかじめ定められたしきい値（距離条件の値）より小さいか否かに基づいて分類（クラスタリング）を行われた。
　これに対し、このしきい値（距離条件の値）をユーザーが変更することができるようにしてもよい。
　図２３は、本実施形態に関する３次元点群選択装置を実現するための構成を概念的に例示する図である。
　図２３に例示されるように、本実施形態に関する３次元点群選択装置は、３次元点群データ入力部１と、条件設定部２と、範囲指定部３と、選択状態決定部４と、３次元点群表示部５と、記憶部６と、距離条件変更部１２とを備える。
　距離条件変更部１２は、点同士の間の距離のしきい値（距離条件の値）を変更することができる。距離条件変更部１２は、たとえば、図１９に例示されるように、画面上に表示された距離条件の値Ｃ００３の欄に、ユーザーがポインティングデバイスまたはキーボードなどの入力機器を用いて直接入力するように構成する。
　＜作用＞
　図２４は、本実施形態に関する３次元点群選択装置の動作の流れを例示するフローチャートである。図２４は、図１０に示されたフローチャートに、ステップＳＴ２０８とステップＳＴ２０９とを追加したものである。
　まず、図１０に例示されたステップＳＴ２００からステップＳＴ２０５までの動作を行う。
　次に、ステップＳＴ２０８では、距離条件の値が変更されたか否かを判定する。そして、距離条件の値が変更された場合は、その値を距離条件としてステップＳＴ２０４に戻る。そして、ステップＳＴ２０４から再度実行する。一方、距離条件の値が変更されていなければステップＳＴ２０９に進む。
　選択状態決定部４は、変更された距離条件の値にしたがって、図１１で例示される処理を行い、変更された選択状態を決定する。そして、３次元点群表示部５において、変更された選択状態が反映された３次元点群が表示される。
　次に、ステップＳＴ２０９では、距離条件の値の変更処理を続行するか否かを判定する。そして、距離条件の値の変更処理を続行する場合はステップＳＴ２０８に戻り、距離条件の値の変更処理を続行しない場合は処理を終了する。距離条件の値の変更処理は、たとえば、画面上に設けられた終了ボタンが押されることで判断することができる。
　図２５は、距離条件変更部１２による距離条件の値の変更が反映された状態を例示する図である。また、図２６は、図２５の紙面に平行な方向から見た場合の、距離条件変更部１２による距離条件の値の変更が反映された状態を例示する図である。なお、図２６は、図２５が画面上に表示された場合に、その視線方向とは直交する方向から見た場合の図に対応し、実際に画面に表示されるものではない。ただし、他の装置などにおいて表示されてもよい。図２５および図２６においては、選択された３次元点群１０００および３次元点群１００２が黒く塗りつぶされる。
　上記のような構成によれば、距離条件の値を変更することで同じ対象の形状を示す３次元点群として把握される３次元点群の範囲を適宜変更することができ、目的の対象の形状を示す３次元点群を容易に、かつ、効率的に選択することができる。
　＜効果＞
　以下に、上記の実施形態による効果を例示する。
　上記の実施形態によれば、３次元点群選択装置が、表示部としての３次元点群表示部５と、条件設定部２と、選択部としての選択状態決定部４とを備える。
　３次元点群表示部５は、複数の対象の形状を示す３次元点群である第１点群が表示される表示面である。
　条件設定部２は、第１点群のうちから１つの対象の形状を示す３次元点群である第２点群、たとえば、３次元点群１０００、３次元点群１００１、３次元点群１００２または３次元点群１００３を選択するための条件である選択条件を設定する。
　選択状態決定部４は、上記の選択条件に基づいて、第１点群のうちから第２点群を選択する。
　ここで、選択条件は、２つの点の間の距離がしきい値以下である場合に当該２つの点が同じ対象の形状を示す点であるとして、第２点群を第１点群から選択する条件である。
　また、上記の実施形態によれば、３次元点群選択装置は、入力装置１０４と、出力装置１０５とを備える。
　また、３次元点群選択装置は、プログラムを実行する処理回路１０２ａと、プログラムを記憶する記憶装置１０３とを備える。
　そして、処理回路１０２ａがプログラムを実行することによって、以下の動作が実現される。
　すなわち、第１点群のうちから１つの対象の形状を示す３次元点群である第２点群、たとえば、３次元点群１０００、３次元点群１００１、３次元点群１００２または３次元点群１００３を選択するための条件である選択条件が設定され、当該選択条件に基づいて、第１点群のうちから第２点群が選択される。
　ここで、選択条件は、２つの点の間の距離がしきい値以下である場合に当該２つの点が同じ対象の形状を示す点であるとして、第２点群を第１点群から選択する条件である。
　また、上記の実施形態によれば、３次元点群選択装置は、入力装置１０４と、出力装置１０５とを備える。
　また、３次元点群選択装置は、処理回路１０２ｂを備える。
　そして、処理回路１０２ｂは、以下の動作を行う。
　すなわち、処理回路１０２ｂは、第１点群のうちから１つの対象の形状を示す３次元点群である第２点群、たとえば、３次元点群１０００、３次元点群１００１、３次元点群１００２または３次元点群１００３を選択するための条件である選択条件を設定し、当該選択条件に基づいて、第１点群のうちから第２点群が選択する。
　ここで、選択条件は、２つの点の間の距離がしきい値以下である場合に当該２つの点が同じ対象の形状を示す点であるとして、第２点群を第１点群から選択する条件である。
　このような構成によれば、３次元点群のうち、２つの点の間の距離に基づいて同じ対象の形状を示す点であるか否かを判断するため、複数の対象の形状が３次元点群によって示される場合に、目的の対象の形状を示す３次元点群、すなわち、１つの対象の形状を示す３次元点群である第２点群を容易に選択することができる。
　また、目的の対象の形状を示すものではない不要な３次元点群を容易に取り除くことができるため、３次元点群によって示される対象の形状を精度よく把握することができる。そのため、たとえば、選択する対象の形状のデータをあらかじめ保持しておいて、当該形状に合致するか否かを判断するような選択手法を採用する必要がなくなるため、選択する対象の形状、さらにはその寸法をあらかじめ知っておく必要がなくなる。
　なお、これらの構成以外の本明細書に示される他の構成については適宜省略することができる。すなわち、これらの構成のみで、上記の効果を生じさせることができる。しかし、本明細書に示される他の構成のうちの少なくとも１つを上記の構成に適宜追加した場合、すなわち、上記の構成としては記載されなかった本明細書に示される他の構成を上記の構成に追加した場合でも、同様に上記の効果を生じさせることができる。
　また、上記の実施形態によれば、３次元点群選択装置が、３次元点群表示部５における少なくとも一部の範囲である指定範囲を指定する範囲指定部３を備える。
　そして、選択状態決定部４は、選択条件に基づいて、指定範囲内に表示される第１点群のうちから第２点群を選択する。
　このような構成によれば、ユーザーが指定する指定範囲に基づいて、第２点群の選択範囲を決定することができる。
　また、上記の実施形態によれば、選択状態決定部４は、指定範囲内に表示される第１点群のうちから、表示面に垂直な奥行き方向の座標値が最も小さい点を含む第２点群、たとえば、３次元点群１０００を選択する。
　このような構成によれば、指定範囲内において、目的の対象の形状を示す可能性が高い３次元点群を選択することができる。
　また、上記の実施形態によれば、選択状態決定部４は、点群の凸包が指定範囲の中心を含み、かつ、表示面に垂直な奥行き方向の座標値が最も小さい点を含む、第２点群を選択する。
　このような構成によれば、指定範囲内において、目的の対象の形状を示す可能性が高い３次元点群を選択することができる。
　また、上記の実施形態によれば、選択状態決定部４は、選択条件に基づいて、指定範囲内に表示される第１点群のうちから、指定範囲において最も点数の多い第２点群を選択する。
　このような構成によれば、指定範囲内において、目的の対象の形状を示す可能性が高い３次元点群を選択することができる。
　また、上記の実施形態によれば、３次元点群選択装置が、選択条件に基づいて選択される第２点群が複数存在する場合、選択状態決定部４に選択させる第２点群を変更する変更部としての３次元点群選択変更部１１を備える。
　このような構成によれば、選択条件に基づいて選択される第２点群が複数存在する場合であっても、ユーザーの要求にあわせて選択状態決定部４に選択させる第２点群を変更することができる。
　また、上記の実施形態によれば、３次元点群表示部５において、第２点群が、第１点群における第２点群以外の３次元点群とは区別可能な態様で表示される。たとえば、選択された３次元点群１０００のみが黒く塗りつぶされる。
　このような構成によれば、表示面である３次元点群表示部５において、ユーザーが、現在選択されている３次元点群を容易に認識することができる。
　また、上記の実施形態によれば、選択条件は、平面状の対象の形状、たとえば平面１０を示す第２点群を、第１点群から選択する条件である。
　このような構成によれば、平面形状を抽出して第２点群を選択することにより、目的の対象の形状を示す３次元点群データを容易に、かつ、効率的に選択することができる。
　また、上記の実施形態によれば、選択条件におけるしきい値が変更可能である。
　このような構成によれば、同じ対象の形状を示す３次元点群として把握される３次元点群の範囲を適宜変更することができ、目的の対象の形状を示す３次元点群を容易に、かつ、効率的に選択することができる。
　また、上記の実施形態によれば、３次元点群選択方法において、表示面において、複数の対象の形状を示す３次元点群である第１点群を表示する。そして、第１点群のうちから１つの対象の形状を示す３次元点群である第２点群、たとえば、３次元点群１０００、３次元点群１００１、３次元点群１００２または３次元点群１００３を選択するための条件である選択条件を設定する。そして、選択条件に基づいて、第１点群のうちから第２点群を選択する。
　ここで、選択条件は、２つの点の間の距離がしきい値以下である場合に当該２つの点が同じ対象の形状を示す点であるとして、第２点群を第１点群から選択する条件である。
　このような構成によれば、３次元点群のうち、２つの点の間の距離に基づいて同じ対象の形状を示す点であるか否かを判断するため、複数の対象の形状が３次元点群によって示される場合に、目的の対象の形状を示す３次元点群、すなわち、１つの対象の形状を示す３次元点群である第２点群を容易に選択することができる。
　また、目的の対象の形状を示すものではない不要な３次元点群を容易に取り除くことができるため、３次元点群によって示される対象の形状を精度よく把握することができる。そのため、たとえば、選択する対象の形状のデータをあらかじめ保持しておいて、当該形状に合致するか否かを判断するような選択手法を採用する必要がなくなるため、選択する対象の形状、さらにはその寸法をあらかじめ知っておく必要がなくなる。
　なお、これらの構成以外の本明細書に示される他の構成については適宜省略することができる。すなわち、これらの構成のみで、上記の効果を生じさせることができる。しかし、本明細書に示される他の構成のうちの少なくとも１つを上記の構成に適宜追加した場合、すなわち、上記の構成としては記載されなかった本明細書に示される他の構成を上記の構成に追加した場合でも、同様に上記の効果を生じさせることができる。
　＜変形例＞
　上記実施形態では、各構成要素の寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面において例示であって、本明細書に記載されたものに限られることはない。よって、例示されていない無数の変形例が、本明細書に開示される技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの実施形態における少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれる。
　また、矛盾が生じない限り、上記実施形態において「１つ」備えられるものとして記載された構成要素は、「１つ以上」備えられていてもよい。さらに、各構成要素は概念的な単位であって、１つの構成要素が複数の構造物から成る場合と、１つの構成要素がある構造物の一部に対応する場合と、さらには、複数の構成要素が１つの構造物に備えられる場合とを含む。また、各構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれる。
　また、本明細書における説明は、本技術に関するすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。
　また、上記実施形態で記載された各構成要素は、ソフトウェアまたはファームウェアとしても、それと対応するハードウェアとしても想定され、その双方の概念において、各構成要素は「部」または「処理回路」などと称される。
　本明細書に開示される技術は、各構成要素が複数の装置に分散して備えられる場合（すなわち、システムのような態様）であってもよい。たとえば、記憶部６は、図１においては３次元点群選択装置内に搭載されるものとして示されたが、外部の機能部であってもよい。その場合、３次元点群選択装置内の他の機能部と外部の機能部とが互いに作用しあうことによって、全体として３次元点群選択装置の機能を果たすものであればよい。
　１　３次元点群データ入力部、２　条件設定部、３　範囲指定部、４　選択状態決定部、５　３次元点群表示部、６　記憶部、１０　平面、１１　３次元点群選択変更部、１２　距離条件変更部、１０２ａ，１０２ｂ　処理回路、１０３　記憶装置、１０４　入力装置、１０５　出力装置、１０００，１０００ａ，１０００ｂ，１００１，１００２，１００３　３次元点群、Ｃ００３　距離条件の値、Ｃ００４　リスト形式、Ｄ１００　表示範囲、Ｄ１０１　指定範囲。

Claims (13)

  1. 　複数の対象の形状を示す３次元点群である第１点群が表示される表示面である表示部（５）と、
    　前記第１点群のうちから１つの前記対象の形状を示す３次元点群である第２点群（１０００）を選択するための条件である選択条件を設定する条件設定部（２）と、
    　前記選択条件に基づいて、前記第１点群のうちから前記第２点群（１０００）を選択する選択部（４）とを備え、
    　前記選択条件は、２つの点の間の距離がしきい値以下である場合に当該２つの点が同じ前記対象の形状を示す点であるとして、前記第２点群（１０００）を前記第１点群から選択する条件である、
    ３次元点群選択装置。
  2. 　前記表示部（５）における少なくとも一部の範囲である指定範囲を指定する範囲指定部（３）をさらに備え、
    　前記選択部（４）は、前記選択条件に基づいて、前記指定範囲内に表示される前記第１点群のうちから前記第２点群（１０００）を選択する、
    　請求項１に記載の３次元点群選択装置。
  3. 　前記選択部（４）は、前記指定範囲内に表示される前記第１点群のうちから、前記表示面に垂直な奥行き方向の座標値が最も小さい点を含む前記第２点群（１０００）を選択する、
    　請求項２に記載の３次元点群選択装置。
  4. 　前記選択部（４）は、３次元点群の凸包が前記指定範囲の中心を含み、かつ、前記表示面に垂直な奥行き方向の座標値が最も小さい点を含む、前記第２点群（１０００）を選択する、
    　請求項３に記載の３次元点群選択装置。
  5. 　前記選択部（４）は、前記選択条件に基づいて、前記指定範囲内に表示される前記第１点群のうちから、前記指定範囲において最も点数の多い前記第２点群（１０００）を選択する、
    　請求項２から請求項４のうちのいずれか１項に記載の３次元点群選択装置。
  6. 　前記選択条件に基づいて選択される前記第２点群（１０００）が複数存在する場合、前記選択部（４）に選択させる前記第２点群（１０００）を変更する変更部（１１）をさらに備える、
    　請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の３次元点群選択装置。
  7. 　前記表示部（５）において、前記第２点群（１０００）が、前記第１点群における前記第２点群（１０００）以外の３次元点群とは区別可能な態様で表示される、
    　請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の３次元点群選択装置。
  8. 　前記選択条件は、平面状の前記対象の形状を示す前記第２点群（１０００）を、前記第１点群から選択する条件である、
    　請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の３次元点群選択装置。
  9. 　前記選択条件における前記しきい値が変更可能である、
    　請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の３次元点群選択装置。
  10. 　表示面において、複数の対象の形状を示す３次元点群である第１点群を表示し、
    　前記第１点群のうちから１つの前記対象の形状を示す３次元点群である第２点群（１０００）を選択するための条件である選択条件を設定し、
    　前記選択条件に基づいて、前記第１点群のうちから前記第２点群（１０００）を選択し、
    　前記選択条件は、２つの点の間の距離がしきい値以下である場合に当該２つの点が同じ前記対象の形状を示す点であるとして、前記第２点群（１０００）を前記第１点群から選択する条件である、
    ３次元点群選択方法。
  11. 　前記表示面における少なくとも一部の範囲である指定範囲を指定し、
    　前記選択条件に基づいて、前記指定範囲内に表示される前記第１点群のうちから前記第２点群（１０００）を選択する、
    　請求項１０に記載の３次元点群選択方法。
  12. 　前記指定範囲内に表示される前記第１点群のうちから、前記表示面に垂直な奥行き方向の座標値が最も小さい点を含む前記第２点群（１０００）を選択する、
    　請求項１１に記載の３次元点群選択方法。
  13. 　３次元点群の凸包が前記指定範囲の中心を含み、かつ、前記表示面に垂直な奥行き方向の座標値が最も小さい点を含む、前記第２点群（１０００）を選択する、
    　請求項１２に記載の３次元点群選択方法。
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