JP2020052978A - Three-dimensional shape creation device, three-dimensional shape creation method and three-dimensional shape creation program - Google Patents
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Abstract
【課題】三次元形状の作成を容易にする。【解決手段】三次元形状作成装置は、三次元形状を示す座標点群のデータから対象物の三次元形状を作成し、座標値取得部と平面算出部と交線算出部と交点算出部とを備える。座標値取得部は、座標点群の中から、対象物の表面を形成する一つの平面に含まれる3つ以上の座標点の座標値を取得する。平面算出部は、取得された座標値に基づいて、3つ以上の座標点を含む平面の方程式である平面方程式を算出する。交線算出部は、算出された複数の平面方程式に基づいて、平面方程式が算出された複数の平面が交わる交線の方程式である交線方程式を算出する。交点算出部は、算出された複数の交線方程式に基づいて、交線方程式が算出された複数の交線が交わる交点の座標値を算出する。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate the creation of a three-dimensional shape. A three-dimensional shape creating device creates a three-dimensional shape of an object from data of a group of coordinate points indicating the three-dimensional shape, and has a coordinate value acquisition unit, a plane calculation unit, an intersection line calculation unit, and an intersection calculation unit. To be equipped. The coordinate value acquisition unit acquires the coordinate values of three or more coordinate points included in one plane forming the surface of the object from the coordinate point group. The plane calculation unit calculates a plane equation, which is an equation of a plane including three or more coordinate points, based on the acquired coordinate values. The line of intersection calculation unit calculates the line of intersection equation, which is the equation of the line of intersection at which the plurality of planes for which the plane equation has been calculated intersect, based on the calculated plurality of plane equations. The intersection calculation unit calculates the coordinate values of the intersections at which the plurality of intersections for which the line-of-line equations have been calculated intersect, based on the calculated line-of-line equations. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本開示は、物体の表面の三次元形状を示す座標点群のデータから三次元形状を作成する三次元形状作成装置、方法およびプログラムに関する。 The present disclosure relates to a three-dimensional shape creation device, method, and program for creating a three-dimensional shape from data of a set of coordinate points indicating the three-dimensional shape of the surface of an object.
近年、「3次元地理空間情報を活用した安全・安心・快適な社会実現」を目的として、3次元地図データの整備および更新が進められている。国家戦略として3次元地理空間情報を最重要基盤と位置づけ、国が主導してその整備の効率化および迅速化を図っている。こうして整備された3次元地図データは、高精度測位社会の発展とサービス展開のために必要不可欠である。 In recent years, maintenance and updating of three-dimensional map data have been promoted for the purpose of “realizing a safe, secure, and comfortable society utilizing three-dimensional geospatial information”. As a national strategy, three-dimensional geospatial information is positioned as the most important base, and the government is taking the initiative in improving the efficiency and speed of its development. The three-dimensional map data thus prepared is indispensable for the development of a highly accurate positioning society and the development of services.
また、建築分野のBIMおよび土木分野のCIMにおいても、3次元モデルを中心にデータの共有を行うことで、業務効率の改善および高度化が行われている。BIMは、Building Information Modelingの略である。CIMは、Construction Information Modelingの略である。 Also, in the BIM in the construction field and the CIM in the civil engineering field, the sharing and sharing of data centering on three-dimensional models has improved and improved the work efficiency. BIM is an abbreviation for Building Information Modeling. CIM is an abbreviation for Construction Information Modeling.
2次元データのみでは調査、施工および維持管理について関係者間のイメージ共有が難しかった場面でも、3次元モデルであるならば完成図に近い形となるため、関係者間で認識の摺り合わせが行い易くなる。また、見えてこなかったものがより見えてくるため、トラブルの未然防止、および議論の活発化など、業務効率の改善に繋がっていく。 Even in situations where it is difficult to share the image among the stakeholders for survey, construction, and maintenance using only two-dimensional data, if the model is a three-dimensional model, the shape will be close to the completed drawing. It will be easier. In addition, since what was not seen becomes more visible, it leads to the improvement of business efficiency such as prevention of troubles and active discussion.
こうした背景により、3次元地図データの需要が増加している。特許文献1には、レーザスキャナを用いて、対象物の座標点群データを取得する技術が記載されている。しかし、3次元地図の作成は、現状では時間および人的資源の面でコストが高く、整備がうまく進んでいない。 Against this background, demand for three-dimensional map data is increasing. Patent Literature 1 describes a technique for acquiring coordinate point group data of an object using a laser scanner. However, at present, the creation of a three-dimensional map is expensive in terms of time and human resources, and maintenance has not progressed well.
屋内または屋外の建物形状の3次元モデルを作成する従来の手法として、2次元図面の作成に必要な情報を測量機で計測し、この計測データを用いて3次元モデルを作成する手法と、3次元空間情報をレーザスキャナなどで大量に取得し、3次元空間情報から必要な情報を抽出して3次元モデルを作成する手法とが挙げられる。測量機を用いる場合も、レーザスキャナを用いる場合も、3次元モデルを作成するために必要な情報は、建物形状の頂点であり、頂点を結線することで、3次元モデルを作成する。 As a conventional method of creating a three-dimensional model of an indoor or outdoor building shape, a method of measuring information necessary for creating a two-dimensional drawing with a surveying instrument, and creating a three-dimensional model using the measurement data; There is a method of obtaining a large amount of three-dimensional space information with a laser scanner or the like, extracting necessary information from the three-dimensional space information, and creating a three-dimensional model. Regardless of whether a surveying instrument or a laser scanner is used, the information required to create a three-dimensional model is the vertices of the building shape, and the vertices are connected to create a three-dimensional model.
しかし、建物形状の頂点の位置情報を取得するのは困難である。測量機などを使用して頂点を視準し座標値を取得する方法は、計測に用いるプリズムを頂点に設置することが困難であること、および、熟練者でないとレーザポインタを頂点に当てて正確な位置を測定するのが困難であることなど、複数の問題を有している。一方、レーザスキャナを用いて3次元空間の点群データを作成した場合には、点密度によっては、頂点の位置データを取得できないことがある。また、測量機およびレーザスキャナの両方において、障害物があり頂点が隠れてしまう場合には、頂点の位置データを取得できない。 However, it is difficult to acquire the position information of the vertex of the building shape. The method of collimating the vertex using a surveying instrument or the like and acquiring coordinate values is difficult because it is difficult to install a prism used for measurement at the vertex, and if you are not an expert, you can apply a laser pointer to the vertex There are several problems, such as difficulty in measuring a precise position. On the other hand, when point cloud data in a three-dimensional space is created using a laser scanner, position data of a vertex may not be obtained depending on the point density. In addition, when both the surveying instrument and the laser scanner have an obstacle and hide the vertex, position data of the vertex cannot be obtained.
本開示は、三次元形状の作成を容易にすることを目的とする。 An object of the present disclosure is to facilitate creation of a three-dimensional shape.
本開示の一態様は、三次元座標で表される座標点の集合により少なくとも1つの対象物における表面の三次元形状を示す座標点群のデータから、少なくとも1つの対象物の三次元形状を作成する三次元形状作成装置である。 One embodiment of the present disclosure creates a three-dimensional shape of at least one object from data of a set of coordinate points indicating a three-dimensional shape of a surface of at least one object by a set of coordinate points represented by three-dimensional coordinates. This is a three-dimensional shape creation device.
そして、本開示の三次元形状作成装置は、座標値取得部と、平面算出部と、交線算出部と、交点算出部とを備える。
座標値取得部は、座標点群の中から、少なくとも1つの対象物の表面を形成する一つの平面に含まれる3つ以上の座標点の座標値を取得するように構成される。
The three-dimensional shape creation device according to the present disclosure includes a coordinate value acquisition unit, a plane calculation unit, an intersection line calculation unit, and an intersection calculation unit.
The coordinate value acquiring unit is configured to acquire, from the coordinate point group, coordinate values of three or more coordinate points included in one plane forming the surface of at least one object.
平面算出部は、座標値取得部により取得された座標値に基づいて、3つ以上の座標点を含む平面の方程式である平面方程式を算出するように構成される。
交線算出部は、平面算出部により算出された複数の平面方程式に基づいて、平面算出部により平面方程式が算出された複数の平面が交わる交線の方程式である交線方程式を算出するように構成される。
The plane calculation unit is configured to calculate a plane equation that is an equation of a plane including three or more coordinate points based on the coordinate values acquired by the coordinate value acquisition unit.
The intersection calculation unit calculates an intersection equation, which is an equation of an intersection of the plurality of planes whose plane equations are calculated by the plane calculation unit, based on the plurality of plane equations calculated by the plane calculation unit. Be composed.
交点算出部は、交線算出部により算出された複数の交線方程式に基づいて、交線算出部により交線方程式が算出された複数の交線が交わる交点の座標値を算出するように構成される。 The intersection calculation unit is configured to calculate, based on the plurality of intersection equations calculated by the intersection calculation unit, coordinate values of intersections where the plurality of intersections whose intersection equations are calculated by the intersection calculation unit intersect. Is done.
このように構成された本開示の三次元形状作成装置は、一つの平面について3つ以上の座標点の座標値を特定することにより、対象物の表面を形成する複数の平面を作成することができる。そして、本開示の三次元形状作成装置は、作成した複数の平面が交わる交線を作成することができる。これにより、本開示の三次元形状作成装置は、作成した複数の交線が交わる交点を特定することができる。 The three-dimensional shape creation device according to the present disclosure configured as described above can create a plurality of planes that form the surface of an object by specifying the coordinate values of three or more coordinate points for one plane. it can. In addition, the three-dimensional shape creation device according to the present disclosure can create an intersection line where a plurality of created planes intersect. Accordingly, the three-dimensional shape creation device according to the present disclosure can specify an intersection point where the created plurality of intersection lines intersect.
このため、本開示の三次元形状作成装置は、対象物の頂点を実際に計測することなく、対象物の頂点の位置を特定することができ、対象物の三次元形状の作成を容易にすることができる。 For this reason, the three-dimensional shape creation device of the present disclosure can specify the position of the vertex of the object without actually measuring the vertex of the object, thereby facilitating the creation of the three-dimensional shape of the object. be able to.
本開示の一態様では、閉合領域作成部と、分割領域作成部と、有効設定部と、境界設定部とを備えるようにしてもよい。
閉合領域作成部は、平面算出部により平面方程式が算出された複数の平面のそれぞれについて、平面上に存在する複数の交線により囲まれる最大の領域を閉合領域として作成するように構成される。分割領域作成部は、閉合領域作成部により作成された閉合領域を、平面上に存在する複数の交線により分割して、複数の分割領域を作成するように構成される。
According to one aspect of the present disclosure, a closed region creating unit, a divided region creating unit, an effective setting unit, and a boundary setting unit may be provided.
The closed region creation unit is configured to create, for each of the plurality of planes for which the plane equation has been calculated by the plane calculation unit, a maximum region surrounded by a plurality of intersection lines existing on the plane as a closed region. The divided region creating unit is configured to divide the closed region created by the closed region creating unit by a plurality of intersection lines existing on a plane to create a plurality of divided regions.
有効設定部は、分割領域作成部により作成された複数の分割領域のうち、座標値取得部により取得された座標値に対応する座標点を含む分割領域を有効分割領域として設定するように構成される。境界設定部は、有効設定部により設定された1または複数の有効分割領域を囲む線を、有効境界として設定するように構成される。 The effective setting unit is configured to set, as an effective divided region, a divided region including a coordinate point corresponding to the coordinate value acquired by the coordinate value acquiring unit, out of the plurality of divided regions created by the divided region creating unit. You. The boundary setting unit is configured to set a line surrounding one or a plurality of effective divided areas set by the valid setting unit as an effective boundary.
このように構成された本開示の三次元形状作成装置は、平面上に存在する複数の交線によって囲まれる領域(すなわち、分割領域)のうち、対象物の表面を形成する平面ではない領域が、対象物の表面を形成する平面であると特定されてしまう事態の発生を抑制することができる。 The three-dimensional shape creating apparatus according to the present disclosure configured as described above includes, among the regions (i.e., the divided regions) surrounded by the plurality of intersection lines existing on the plane, a region that is not a plane that forms the surface of the target object. In addition, it is possible to suppress the occurrence of a situation where the plane is specified as a plane forming the surface of the target object.
本開示の一態様では、交線算出部により交線方程式が算出された複数の交線のうち、境界設定部により有効境界に設定されなかった部分を無効に設定するように構成された無効設定部を備えるようにしてもよい。 According to an embodiment of the present disclosure, an invalid setting configured to invalidate a part that is not set as an effective boundary by the boundary setting unit among a plurality of intersections for which the intersection equation is calculated by the intersection calculating unit. A unit may be provided.
このように構成された本開示の三次元形状作成装置は、交線算出部により交線方程式が算出された交線において、対象物の表面上に実際に存在していない部分を除外することができる。これにより、本開示の三次元形状作成装置は、有効境界の設定が行われていない平面において有効境界の設定を行う場合に、平面上に存在する複数の交線のうち、既に無効にされた部分を除外して、複数の分割領域を作成することができる。すなわち、本開示の三次元形状作成装置は、対象物の表面上に実際に存在していない線を用いて、分割領域を作成する頻度を低減することができる。このため、本開示の三次元形状作成装置は、平面上に存在する複数の交線によって囲まれる領域(すなわち、分割領域)のうち、対象物の表面を形成する平面ではない領域が、対象物の表面を形成する平面であると特定されてしまう事態の発生を更に抑制することができる。 The three-dimensional shape creating apparatus according to the present disclosure configured as described above can exclude a part that does not actually exist on the surface of the target object in the intersection obtained by calculating the intersection equation by the intersection calculation unit. it can. Thereby, the three-dimensional shape creation device of the present disclosure, when performing the setting of the effective boundary in a plane where the setting of the effective boundary is not performed, among the plurality of intersections existing on the plane, has already been invalidated. A plurality of divided regions can be created by excluding portions. That is, the three-dimensional shape creation device according to the present disclosure can reduce the frequency of creating a divided region using a line that does not actually exist on the surface of the target object. For this reason, the three-dimensional shape creation device according to the present disclosure is configured such that, out of the area surrounded by the plurality of intersection lines existing on the plane (that is, the divided area), the area that is not the plane forming the surface of the object is Can be further suppressed from being specified as a plane that forms the surface of (1).
本開示の別の態様は、三次元座標で表される座標点の集合により少なくとも1つの対象物における表面の三次元形状を示す座標点群のデータから、少なくとも1つの対象物の三次元形状を作成する三次元形状作成方法である。 Another aspect of the present disclosure provides a method of converting a three-dimensional shape of at least one object from data of a set of coordinate points indicating a three-dimensional shape of a surface of at least one object by a set of coordinate points represented by three-dimensional coordinates. This is a three-dimensional shape creation method to be created.
そして、本開示の三次元形状作成方法は、座標値取得手順と、平面算出手順と、交線算出手順と、交点算出手順とを備える。
座標値取得手順は、座標点群の中から、少なくとも1つの対象物の表面を形成する一つの平面に含まれる3つ以上の座標点の座標値を取得する。
The three-dimensional shape creation method according to the present disclosure includes a coordinate value acquisition procedure, a plane calculation procedure, an intersection calculation procedure, and an intersection calculation procedure.
In the coordinate value acquisition procedure, coordinate values of three or more coordinate points included in one plane forming the surface of at least one object are acquired from the coordinate point group.
平面算出手順は、座標値取得手順により取得された座標値に基づいて、3つ以上の座標点を含む平面の方程式である平面方程式を算出する。
交線算出手順は、平面算出手順により算出された複数の平面方程式に基づいて、平面算出手順により平面方程式が算出された複数の平面が交わる交線の方程式である交線方程式を算出する。
The plane calculation procedure calculates a plane equation, which is an equation of a plane including three or more coordinate points, based on the coordinate values acquired by the coordinate value acquisition procedure.
The intersection calculation procedure calculates an intersection equation, which is an equation of an intersection of the plurality of planes whose plane equations are calculated by the plane calculation procedure, based on the plurality of plane equations calculated by the plane calculation procedure.
交点算出手順は、交線算出手順により算出された複数の交線方程式に基づいて、交線算出手順により交線方程式が算出された複数の交線が交わる交点の座標値を算出する。
本開示の三次元形状作成方法は、本開示の三次元形状作成装置にて実行される方法であり、当該方法を実行することで、本開示の三次元形状作成装置と同様の効果を得ることができる。
The intersection calculation procedure calculates, based on the plurality of intersection equations calculated by the intersection calculation procedure, coordinate values of intersections where the plurality of intersections whose intersection equations are calculated by the intersection calculation procedure intersect.
The three-dimensional shape creation method according to the present disclosure is a method executed by the three-dimensional shape creation device according to the present disclosure, and by performing the method, the same effect as the three-dimensional shape creation device according to the present disclosure can be obtained. Can be.
本開示の更に別の態様は、コンピュータを、座標値取得部、平面算出部、交線算出部、及び、交点算出部として機能させるための三次元形状作成プログラムである。
本開示の三次元形状作成プログラムによって制御されるコンピュータは、本開示の三次元形状作成装置の一部を構成することができ、本開示の三次元形状作成装置と同様の効果を得ることができる。
Still another embodiment of the present disclosure is a three-dimensional shape creation program for causing a computer to function as a coordinate value acquisition unit, a plane calculation unit, an intersection calculation unit, and an intersection calculation unit.
The computer controlled by the three-dimensional shape creation program of the present disclosure can constitute a part of the three-dimensional shape creation device of the present disclosure, and can obtain the same effect as the three-dimensional shape creation device of the present disclosure. .
以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の三次元形状作成装置1は、図1に示すように、表示部11と、操作入力部12と、データ記憶部13と、データ入出力部14と、制御部15とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the three-dimensional shape creation device 1 of the present embodiment includes a display unit 11, an operation input unit 12, a data storage unit 13, a data input / output unit 14, and a control unit 15.
表示部11は、図示しない表示装置を備え、表示装置の表示画面に各種画像を表示する。
操作入力部12は、図示しないキーボードおよびマウスを介して使用者が行った入力操作を特定するための入力操作情報を出力する。
The display unit 11 includes a display device (not shown) and displays various images on a display screen of the display device.
The operation input unit 12 outputs input operation information for specifying an input operation performed by a user via a keyboard and a mouse (not shown).
データ記憶部13は、各種データを記憶するための記憶装置である。
データ入出力部14は、有線または無線で接続された外部機器との間でデータの入出力を行う。
The data storage unit 13 is a storage device for storing various data.
The data input / output unit 14 inputs / outputs data to / from a wired or wirelessly connected external device.
制御部15は、CPU、ROMおよびRAM等を備えた周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。マイクロコンピュータの各種機能は、CPUが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ROMが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、CPUが実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のIC等によりハードウェア的に構成してもよい。また、制御部15を構成するマイクロコンピュータの数は1つでも複数でもよい。 The control unit 15 mainly includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Various functions of the microcomputer are realized by the CPU executing a program stored in a non-transitional substantial recording medium. In this example, the ROM corresponds to a non-transitional substantial recording medium storing a program. In addition, by executing this program, a method corresponding to the program is executed. Note that some or all of the functions executed by the CPU may be configured in hardware by one or more ICs or the like. Further, the number of microcomputers constituting the control unit 15 may be one or more.
次に、制御部15が実行する三次元形状作成処理の手順を説明する。三次元形状作成処理は、三次元形状作成処理を実行するために制御部15に記憶された三次元形状作成プログラム20を使用者の入力操作により起動することで実行される。なお、三次元形状作成プログラム20は、三次元形状作成装置1に予めインストールされていてもよいし、記録媒体またはネットワークを介してインストールされるようにしてもよい。記録媒体としては、例えば光ディスク、磁気ディスクおよび半導体メモリなどが挙げられる。 Next, the procedure of the three-dimensional shape creation processing executed by the control unit 15 will be described. The three-dimensional shape creation processing is executed by activating a three-dimensional shape creation program 20 stored in the control unit 15 by a user's input operation to execute the three-dimensional shape creation processing. Note that the three-dimensional shape creation program 20 may be installed in the three-dimensional shape creation device 1 in advance, or may be installed via a recording medium or a network. Examples of the recording medium include an optical disk, a magnetic disk, and a semiconductor memory.
三次元形状作成処理が実行されると、制御部15は、図2に示すように、まず、S10にて、三次元形状を作成する対象となる建築物(以下、対象建築物)を選択するための画像(以下、対象建築物選択画像)を表示部11の表示画面に表示する。 When the three-dimensional shape creation process is executed, the control unit 15 first selects a building (hereinafter, a target building) for which a three-dimensional shape is to be created in S10, as shown in FIG. (Hereinafter, a target building selection image) is displayed on the display screen of the display unit 11.
その後S20にて、使用者により選択された対象建築物を特定する対象建築物特定情報が操作入力部12から入力されたか否かを判断する。ここで、対象建築物情報が入力されていない場合には、S20の処理を繰り返すことにより、対象建築物特定情報が入力されるまで待機する。そして、対象建築物特定情報が入力されると、S30にて、対象建築物特定情報により特定される対象建築物の座標点群データをデータ記憶部13から取得する。なお、対象建築物の座標点群データは、三次元形状作成処理を開始する前に予めデータ記憶部13に記憶される。 Thereafter, in S20, it is determined whether or not the target building specifying information for specifying the target building selected by the user has been input from the operation input unit 12. Here, when the target building information has not been input, the processing of S20 is repeated to wait until the target building specifying information is input. Then, when the target building specifying information is input, the coordinate point group data of the target building specified by the target building specifying information is acquired from the data storage unit 13 in S30. Note that the coordinate point group data of the target building is stored in the data storage unit 13 before starting the three-dimensional shape creation processing.
対象建築物の座標点群データは、対象建築物の三次元形状を表す複数地点の三次元座標の集合であり、レーザスキャナを利用して取得される。以下、S30で取得した座標点群データにより表される座標点群を構成する複数の点のそれぞれを座標点という。なお、対象建築物の座標点群データは、対象建築物の外側の形状、または、対象建築物の内側の形状を示す。 The coordinate point group data of the target building is a set of three-dimensional coordinates of a plurality of points representing the three-dimensional shape of the target building, and is acquired using a laser scanner. Hereinafter, each of the plurality of points constituting the coordinate point group represented by the coordinate point group data acquired in S30 is referred to as a coordinate point. Note that the coordinate point group data of the target building indicates a shape outside the target building or a shape inside the target building.
そしてS40にて、表示部11の表示画面に、S30で取得した座標点群データを構成する複数の座標点の位置を立体的に表示する。なお、制御部15は、キーボードおよびマウスを介して使用者が行う入力操作により、複数の座標点の位置を立体的に表示している画像を拡大したり、縮小したりすることができる。同様に、制御部15は、キーボードおよびマウスを介して使用者が行う入力操作により、複数の座標点の位置を立体的に表示しているときの視点を移動させたり、回転させたりすることができる。 Then, in S40, the positions of a plurality of coordinate points constituting the coordinate point group data acquired in S30 are three-dimensionally displayed on the display screen of the display unit 11. Note that the control unit 15 can enlarge or reduce an image in which the positions of a plurality of coordinate points are displayed three-dimensionally by an input operation performed by a user via a keyboard and a mouse. Similarly, the control unit 15 can move or rotate the viewpoint when the positions of the plurality of coordinate points are displayed three-dimensionally by an input operation performed by the user via the keyboard and the mouse. it can.
次にS50にて、後述する平面作成処理を実行する。平面作成処理が終了すると、S60にて、後述する交線・交点算出処理を実行する。交線・交点算出処理が終了すると、S70にて、後述する境界設定処理を実行する。境界設定処理が終了すると、S80にて、S70にて設定された境界を示すデータをデータ記憶部13に記憶する。 Next, in S50, a plane creation process described later is executed. Upon completion of the plane creation processing, an intersection line / intersection calculation processing described later is executed in S60. When the intersection line / intersection calculation process is completed, a boundary setting process described later is executed in S70. When the boundary setting process is completed, data indicating the boundary set in S70 is stored in the data storage unit 13 in S80.
そしてS90にて、未登録平面確認画像を表示部11の表示画面に表示する。未登録平面確認画像は、対象建築物を構成する壁、天井および床等のうち、平面作成処理において平面として登録されていないものが残っているか否かを選択するための画像である。 Then, in S90, the unregistered plane confirmation image is displayed on the display screen of the display unit 11. The unregistered plane confirmation image is an image for selecting whether or not a wall, a ceiling, a floor, and the like that form the target building remain as planes in the plane creation processing.
その後S100にて、使用者により選択された選択結果を示す未登録平面確認情報が操作入力部12から入力されたか否かを判断する。
ここで、未登録平面確認情報が入力されていない場合には、S100の処理を繰り返すことにより、未登録平面確認情報が入力されるまで待機する。そして、未登録平面確認情報が入力されると、S110にて、未登録平面確認情報に基づいて、未登録平面が残っているか否かを判断する。具体的には、平面作成処理において平面として登録されていないものが残っていることを未登録平面確認情報が示す場合には、未登録平面が残っていると判断する。一方、平面作成処理において平面として登録されていないものが残っていないことを未登録平面確認情報が示す場合には、未登録平面が残っていないと判断する。
Thereafter, in S100, it is determined whether or not unregistered plane confirmation information indicating the selection result selected by the user has been input from operation input unit 12.
Here, if the unregistered plane confirmation information has not been input, the process of S100 is repeated to wait until the unregistered plane confirmation information is input. Then, when the unregistered plane confirmation information is input, it is determined in S110 whether or not an unregistered plane remains based on the unregistered plane confirmation information. Specifically, when the unregistered plane confirmation information indicates that there is a plane that has not been registered as a plane in the plane creation processing, it is determined that an unregistered plane remains. On the other hand, when the unregistered plane confirmation information indicates that there is no plane that has not been registered as a plane in the plane creation processing, it is determined that there is no unregistered plane.
ここで、未登録平面が残っている場合には、S50に移行する。一方、未登録平面が残っていない場合には、三次元形状作成処理を終了する。
次に、S50で実行される平面作成処理の手順を説明する。
Here, if an unregistered plane remains, the process proceeds to S50. On the other hand, if no unregistered plane remains, the three-dimensional shape creation processing ends.
Next, the procedure of the plane creation processing executed in S50 will be described.
平面作成処理が実行されると、制御部15は、図3に示すように、まず、S210にて、3点の座標値が入力されたか否かを判断する。なお、座標値の入力は、使用者がマウスを操作することにより、表示部11の表示画面上において所望の座標点をカーソルで指定することにより行われる。使用者は、同一平面上に存在していると使用者が考える3つの座標点をカーソルで指定する。3つの座標点を指定する場合は、3つの座標点で囲まれた領域が可能な限り広く、且つ、3つの座標点で囲まれた領域の縦横比が均等であることが望ましい。 When the plane creation processing is executed, the control unit 15 first determines whether or not coordinate values of three points have been input in S210 as shown in FIG. The input of the coordinate value is performed by the user operating a mouse to specify a desired coordinate point on the display screen of the display unit 11 with a cursor. The user specifies with the cursor three coordinate points that the user considers to be on the same plane. When three coordinate points are specified, it is desirable that the area surrounded by the three coordinate points is as large as possible and that the area surrounded by the three coordinate points has the same aspect ratio.
ここで、3点の座標値が入力されていない場合には、S210の処理を繰り返すことにより、3点の座標値が入力されるまで待機する。そして、3点の座標値が入力されると、S220にて、入力された3つの座標点が同一直線上に存在しているか否かを判断する。ここで、3つの座標点が同一直線上に存在している場合には、S210に移行する。 If the three coordinate values have not been input, the process of S210 is repeated to wait until the three coordinate values have been input. When the coordinate values of the three points are input, it is determined in S220 whether the input three coordinate points are on the same straight line. Here, if the three coordinate points are on the same straight line, the process proceeds to S210.
一方、3つの座標点が同一直線上に存在していない場合には、S230にて、入力された3つの座標点を含む平面の方程式を算出する。
平面の方程式は、式(1)で表される。
On the other hand, if the three coordinate points do not exist on the same straight line, an equation of a plane including the three input coordinate points is calculated in S230.
The plane equation is represented by equation (1).
S210で入力された3点を、図4に示すように、点P1,点P2および点P3とする。そして、点P1,P2,P3の座標値を、それぞれ式(2),(3),(4)で表す。
The three points input in S210 are point P1, point P2, and point P3, as shown in FIG. Then, the coordinate values of the points P1, P2, and P3 are represented by equations (2), (3), and (4), respectively.
P1=(x1,y1,z1) ・・・(2)
P2=(x2,y2,z2) ・・・(3)
P3=(x3,y3,z3) ・・・(4)
点P1、点P2および点P3を含む平面の法線ベクトルをnとする。点P1を始点とし、点P2を終点とするベクトルをV12とする。点P1を始点とし、点P3を終点とするベクトルをV13とする。
P1 = (x 1, y 1 , z 1) ··· (2)
P2 = (x 2 , y 2 , z 2 ) (3)
P3 = (x 3 , y 3 , z 3 ) (4)
A normal vector of a plane including the points P1, P2, and P3 is defined as n. The point P1 is a starting point, the vector that points P2 and end point and V 12. The point P1 is a starting point, the vector that points P3 and the end points and V 13.
法線ベクトルnは、ベクトルV12およびベクトルV13に対して垂直であるため、式(5)に示すように、ベクトルV12とベクトルV13との外積により算出することができる。 The normal vector n are the perpendicular to the vector V 12 and the vector V 13, as shown in Equation (5) can be calculated by the outer product of the vector V 12 and the vector V 13.
そして、法線ベクトルnと、点P1の座標値とにより、平面の方程式のパラメータa,b,c,dは、それぞれ式(6),(7),(8),(9)で算出される。
Then, based on the normal vector n and the coordinate value of the point P1, the parameters a, b, c, and d of the plane equation are calculated by equations (6), (7), (8), and (9), respectively. You.
S230の処理が終了すると、図3に示すように、S240にて、視点座標値を入力する。視点座標値とは、平面を作成する際に使用した3つの座標点を直接目視することができる座標値である。視点座標値は、壁などの障害物に遮られないように設定される。例えば、図5に示すように、壁WL1,WL2,WL3に囲まれた点Paから、壁WL1の平面を作成する際に使用した3つの座標点Pu1,Pu2,Pu3を直接目視することができる。このため、点Paの座標値を視点座標値とすることができる。一方、壁WL1,WL2,WL3に囲まれた領域外に配置されている点Pbと座標点Pu1,Pu2,Pu3との間は壁WL2で遮られているため、点Pbから、座標点Pu1,Pu2,Pu3を直接目視することができない。このため、点Pbの座標値を視点座標値とすることができない。
When the process of S230 is completed, as shown in FIG. 3, a viewpoint coordinate value is input in S240. The viewpoint coordinate values are coordinate values at which the three coordinate points used when creating the plane can be directly viewed. The viewpoint coordinate value is set so as not to be blocked by an obstacle such as a wall. For example, as shown in FIG. 5, three coordinate points Pu1, Pu2, and Pu3 used when creating the plane of the wall WL1 can be directly visually observed from a point Pa surrounded by the walls WL1, WL2, and WL3. . Therefore, the coordinate value of the point Pa can be used as the viewpoint coordinate value. On the other hand, between the point Pb located outside the region surrounded by the walls WL1, WL2, and WL3 and the coordinate points Pu1, Pu2, and Pu3 is blocked by the wall WL2. Pu2 and Pu3 cannot be directly observed. Therefore, the coordinate value of the point Pb cannot be used as the viewpoint coordinate value.
S240では、表示部11の表示画面に座標点群データを表示している表示ソフトウェアのカメラポジションを表示ソフトウェアから取得し、このカメラポジションを視点座標値として入力する。視点座標値は、以降の処理において、平面がどこから視準できるのかという情報として扱うことができる。 In S240, the camera position of the display software that displays the coordinate point group data on the display screen of the display unit 11 is acquired from the display software, and this camera position is input as a viewpoint coordinate value. The viewpoint coordinate value can be treated as information on where the plane can be collimated in the subsequent processing.
S240の処理が終了すると、図3に示すように、S250にて、S230で算出された平面の方程式を、既に算出が終了した平面(以下、既存平面)として登録し、平面作成処理を終了する。具体的には、S230で算出された平面の方程式と、S240で入力された視点座標値とを対応付けた状態で、データ記憶部13に記憶する。 When the process of S240 is completed, as shown in FIG. 3, in S250, the equation of the plane calculated in S230 is registered as a plane whose calculation has already been completed (hereinafter, an existing plane), and the plane creation processing ends. . Specifically, the equation of the plane calculated in S230 and the viewpoint coordinate value input in S240 are stored in the data storage unit 13 in a state where they are associated with each other.
次に、S60で実行される交線・交点算出処理の手順を説明する。
交線・交点算出処理が実行されると、制御部15は、図6に示すように、まず、S310にて、登録された既存平面のうち、直近で方程式が算出された既存平面(以下、作成平面)と、未だ交差判定が行われていない既存平面の中から選択された1つの既存平面(選択平面)とが交差しているか否かを判断する。以下に、作成平面と選択平面との交差判定の方法を説明する。
Next, the procedure of the intersection / intersection calculation processing executed in S60 will be described.
When the intersection / intersection calculation processing is executed, as shown in FIG. 6, first, in S310, the control unit 15 selects, from among the existing planes registered, the existing plane whose equation has been calculated most recently (hereinafter, referred to as an existing plane). It is determined whether or not the created plane (plane) intersects with one existing plane (selected plane) selected from existing planes for which intersection determination has not yet been performed. Hereinafter, a method of determining the intersection between the creation plane and the selected plane will be described.
互いに平行な2つの平面は交わらないため、この2つの平面が交わる交線を求めることはできない。互いに平行な2つの平面の法線ベクトルを、それぞれn1,n2とすると、式(10)が成立する。 Since two planes parallel to each other do not intersect, it is not possible to find an intersection line at which the two planes intersect. Assuming that normal vectors of two planes parallel to each other are n1 and n2, Expression (10) is established.
しかし、式(10)が成立することは稀である。このため、1未満であり且つ1に略等しくなるように予め設定された平行判定値αを用いて、式(11)が成立した場合に、2つの平面が互いに平行であると判断する。 However, equation (10) rarely holds. For this reason, when Expression (11) is satisfied using the parallel determination value α preset to be less than 1 and substantially equal to 1, it is determined that the two planes are parallel to each other.
そしてS320にて、S310における判定結果に基づいて、作成平面と選択平面とが交差しているか否かを判断する。ここで、作成平面と選択平面とが交差していない場合には、S380に移行する。一方、作成平面と選択平面とが交差している場合には、S330にて、作成平面と選択平面との交線の方程式を算出する。
Then, in S320, it is determined whether or not the creation plane and the selected plane intersect based on the determination result in S310. Here, if the creation plane does not intersect with the selected plane, the process proceeds to S380. On the other hand, when the creation plane intersects with the selection plane, an equation of an intersecting line between the creation plane and the selection plane is calculated in S330.
例えば、図7に示すように、作成平面Spと選択平面Ssとの交線Liの方程式を、式(12)で表す。式(12)におけるベクトルAは、三次元直交座標系における原点を始点とし、交線Li上の点の位置を終点とするベクトルである。すなわち、ベクトルAは、終点の位置により、交線Li上の点の位置を示す。式(12)におけるベクトルeは交線Liの方向ベクトルである。式(12)におけるtは、媒介変数である。また、作成平面Spの方程式を式(13)、選択平面Ssの方程式を式(14)で表す。 For example, as shown in FIG. 7, the equation of the intersection line Li between the creation plane Sp and the selection plane Ss is represented by equation (12). The vector A in the equation (12) is a vector whose origin is the origin in the three-dimensional orthogonal coordinate system and whose end is the position of a point on the intersection line Li. That is, the vector A indicates the position of the point on the intersection line Li by the position of the end point. The vector e in the equation (12) is the direction vector of the intersection line Li. T in the equation (12) is a parameter. Further, the equation of the creation plane Sp is expressed by equation (13), and the equation of the selection plane Ss is expressed by equation (14).
方向ベクトルeは、作成平面Spの法線ベクトルと選択平面Ssの法線ベクトルとに対して垂直である。このため、方向ベクトルeは、上記2つの法線ベクトルの外積を用いて、式(15)で算出することができる。式(15)におけるベクトルnpは作成平面Spの法線ベクトルである。式(15)におけるベクトルnsは選択平面Ssの法線ベクトルである。
The direction vector e is perpendicular to the normal vector of the creation plane Sp and the normal vector of the selection plane Ss. Therefore, the direction vector e can be calculated by Expression (15) using the cross product of the two normal vectors. The vector np in Expression (15) is a normal vector of the creation plane Sp. Vector n s in equation (15) is a normal vector of the selected plane Ss.
次に、交線Li上の点の位置を示すベクトルAを算出する方法を説明する。
Next, a method of calculating the vector A indicating the position of a point on the intersection line Li will be described.
交線Li上の点は、式(13)および式(14)の方程式を満たすx、y、zの組となる。但し、x、y、zの組を算出するためには、連立3元1次方程式である必要がある。このため、まず、式(13),(14)においてz=0とすることにより、連立2元1次方程式として、x,yを算出する。 A point on the intersection line Li is a set of x, y, and z that satisfies the equations (13) and (14). However, in order to calculate a set of x, y, and z, it is necessary to use a simultaneous ternary linear equation. Therefore, first, x and y are calculated as simultaneous binary linear equations by setting z = 0 in Equations (13) and (14).
式(13),(14)においてz=0とすることにより式(16),(17)が得られる。これにより、式(18),(19)に示すように、x,yが算出される。式(18),(19)における右辺の分母は、方向ベクトルeのz成分である。方向ベクトルeのz成分をezと表記すると、式(18),(19)はそれぞれ、式(20),(21)で表される。このため、方向ベクトルeのz成分が0でない場合には、ベクトルAの終点(すなわち、交線Li上の点)は、(x,y,0)と算出される。 Expressions (16) and (17) are obtained by setting z = 0 in Expressions (13) and (14). Thus, x and y are calculated as shown in Expressions (18) and (19). The denominator on the right side in Expressions (18) and (19) is the z component of the direction vector e. When the z component of the direction vector e is denoted as e z, equation (18), (19), respectively, equation (20) is represented by (21). Therefore, when the z component of the direction vector e is not 0, the end point of the vector A (that is, the point on the intersection line Li) is calculated as (x, y, 0).
一方、方向ベクトルeのz成分が0である場合には、式(13),(14)においてy=0とすることにより、上記と同様にして、式(22),(23)に示すように、x,zを算出する。式(22),(23)におけるeyは、方向ベクトルeのy成分である。このため、方向ベクトルeのy成分が0でない場合には、ベクトルAの終点(すなわち、交線Li上の点)は、(x,0,z)と算出される。
On the other hand, when the z component of the direction vector e is 0, by setting y = 0 in the equations (13) and (14), as shown in the equations (22) and (23), Then, x and z are calculated. E y in the formula (22), (23) is a y component of the direction vector e. Therefore, when the y component of the direction vector e is not 0, the end point of the vector A (that is, the point on the intersection line Li) is calculated as (x, 0, z).
また、方向ベクトルeのx成分が0である場合には、式(13),(14)においてx=0とすることにより、上記と同様にして、式(24),(25)に示すように、y,zを算出する。式(24),(25)におけるexは、方向ベクトルeのx成分である。このため、方向ベクトルeのx成分が0でない場合には、ベクトルAの終点(すなわち、交線Li上の点)は、(0,y,z)と算出される。
When the x component of the direction vector e is 0, by setting x = 0 in the equations (13) and (14), as shown in the equations (24) and (25), Then, y and z are calculated. E x in the formula (24), (25) is a x component of the direction vector e. Therefore, when the x component of the direction vector e is not 0, the end point of the vector A (that is, the point on the intersection line Li) is calculated as (0, y, z).
方向ベクトルeの全ての成分が0である場合には、作成平面Spと選択平面Ssは互いに平行であり、交線を求めることができない。
When all the components of the direction vector e are 0, the creation plane Sp and the selection plane Ss are parallel to each other, and an intersection cannot be obtained.
そして、S330の処理が終了すると、S340にて、S330で算出された交線の方程式を、既に算出が終了した交線(以下、既存交線)として登録する。具体的には、S330で算出された交線の方程式を、データ記憶部13に記憶する。 Then, when the process of S330 ends, in S340, the equation of the intersection calculated in S330 is registered as an intersection already calculated (hereinafter, existing intersection). Specifically, the equation of the line of intersection calculated in S330 is stored in the data storage unit 13.
次にS350にて、登録された既存交線のうち、直近で方程式が算出された既存交線(以下、作成交線)と、未だ交差判定が行われていない既存交線の中から選択された1つの既存交線(選択交線)との交点を算出する。例えば、図8に示すように、既存平面Se1と既存平面Se2との交線Li12と、既存平面Se1,Se2と交差する既存平面Se3と既存平面Se1との交線Li31との交点Pi1が算出される。 Next, in step S350, among the registered existing intersections, an existing intersection that has the equation calculated most recently (hereinafter referred to as a created intersection) and an existing intersection that has not yet been subjected to intersection determination are selected. An intersection with one existing intersection (selected intersection) is calculated. For example, as shown in FIG. 8, an intersection point Pi1 between an intersection line Li12 between the existing plane Se1 and the existing plane Se2 and an intersection line Li31 between the existing plane Se3 and the existing plane Se1 intersecting the existing planes Se1 and Se2 is calculated. You.
以下に、作成交線と選択交線との交点を算出する方法を説明する。
作成交線lの方程式を式(26)で表し、選択交線mの方程式を式(27)で表す。
式(26)におけるベクトルpは、三次元直交座標系における原点を始点とし、作成交線l上の点の位置を終点とするベクトルである。すなわち、ベクトルpは、終点の位置により、作成交線l上の点の位置を示す。式(26)におけるベクトルuは作成交線lの方向ベクトルである。式(26)におけるsは、媒介変数である。
Hereinafter, a method of calculating the intersection between the created intersection and the selected intersection will be described.
The equation of the created intersection l is represented by equation (26), and the equation of the selected intersection m is represented by equation (27).
The vector p in the equation (26) is a vector whose origin is the origin in the three-dimensional orthogonal coordinate system and whose end is the position of a point on the created intersection l. That is, the vector p indicates the position of a point on the created intersection line 1 by the position of the end point. The vector u in the equation (26) is the direction vector of the created intersection line l. S in the equation (26) is a parameter.
式(27)におけるベクトルqは、三次元直交座標系における原点を始点とし、選択交線m上の点の位置を終点とするベクトルである。すなわち、ベクトルqは、終点の位置により、選択交線m上の点の位置を示す。式(27)におけるベクトルvは選択交線mの方向ベクトルである。式(27)におけるtは、媒介変数である。 The vector q in the equation (27) is a vector whose origin is the origin in the three-dimensional orthogonal coordinate system and whose end is the position of a point on the selected intersection line m. That is, the vector q indicates the position of a point on the selected intersection line m by the position of the end point. The vector v in the equation (27) is the direction vector of the selected intersection line m. T in the equation (27) is a parameter.
まず、作成交線lと選択交線mとの最近傍点を求める。三次元空間では、最近傍点が2つ求まる可能性があり、図9に示すように、2つの最近傍点をl(σ),m(τ)と表記する。
First, the nearest point between the created intersection l and the selected intersection m is determined. In the three-dimensional space, there is a possibility that two nearest neighbors may be obtained. As shown in FIG. 9, the two nearest neighbors are denoted by l (σ) and m (τ).
最近傍点同士を連結するベクトルは、作成交線lおよび選択交線mの方向ベクトルと垂直であるため、内積を用いて、式(28),(29)が成立する。 Since the vector connecting the nearest points is perpendicular to the direction vector of the created intersection line l and the selected intersection line m, Expressions (28) and (29) are established using the inner product.
そして、式(28),(29)に式(26),(27)を代入した式を解くことにより、式(30),(31)に示すように、作成交線lにおける最近傍点l(σ)のパラメータσと、作成交線mにおける最近傍点m(τ)のパラメータτとが得られる。なお、式(30),(31)におけるrとαはそれぞれ、式(32)と式(33)で表される。
Then, by solving the equations in which the equations (26) and (27) are substituted into the equations (28) and (29), as shown in the equations (30) and (31), the nearest point l ( σ) and the parameter τ of the nearest point m (τ) on the created intersection line m are obtained. Note that r and α in Expressions (30) and (31) are expressed by Expression (32) and Expression (33), respectively.
なお、式(33)で示すαが1である場合には、式(30),(31)における右辺の分母が0になり、パラメータσ,τを求めることができない。αは、式(33)に示すように、作成交線lの方向ベクトルと選択交線mの方向ベクトルとの内積であるため、α=1は、作成交線lと選択交線mとが互いに平行であることを示す。すなわち、α=1である場合には、交点が存在しないと判断する。
When α shown in Expression (33) is 1, the denominator on the right side in Expressions (30) and (31) becomes 0, and the parameters σ and τ cannot be obtained. Since α is an inner product of the direction vector of the creation intersection l and the direction vector of the selection intersection m as shown in Expression (33), α = 1 indicates that the creation intersection l and the selection intersection m are Indicates that they are parallel to each other. That is, when α = 1, it is determined that no intersection exists.
また、最近傍点l(σ)と最近傍点m(τ)とが一致しない場合にも、交点が存在しないと判断する。一方、最近傍点l(σ)と最近傍点m(τ)とが一致する場合には、交点が存在すると判断し、最近傍点l(σ)および最近傍点m(τ)が示す座標値を、作成交線lと選択交線mとの交点の座標値として採用する。 Also, when the nearest point l (σ) does not match the nearest point m (τ), it is determined that there is no intersection. On the other hand, if the nearest point l (σ) matches the nearest point m (τ), it is determined that an intersection exists, and the coordinate values indicated by the nearest point l (σ) and the nearest point m (τ) are created. This is adopted as the coordinate value of the intersection between the intersection line l and the selected intersection line m.
そして、S350の処理が終了すると、図6に示すように、S360にて、S350で算出された交点の座標値を登録する。具体的には、350で算出された交点の座標値を、データ記憶部13に記憶する。 Then, when the process of S350 ends, as shown in FIG. 6, in S360, the coordinate values of the intersection calculated in S350 are registered. Specifically, the coordinate value of the intersection calculated at 350 is stored in the data storage unit 13.
さらにS370にて、作成交線と、作成交線以外の全ての既存交線との間で交点の算出が行われたか否かを判断する。ここで、全ての既存交線との間で交点の算出が行われていない場合には、S350に移行する。一方、全ての既存交線との間で交点の算出が行われた場合には、S380に移行する。 Further, in S370, it is determined whether or not an intersection has been calculated between the created intersection and all existing intersections other than the created intersection. Here, when the intersection has not been calculated for all the existing intersections, the process proceeds to S350. On the other hand, when the intersections have been calculated for all the existing intersections, the process proceeds to S380.
そしてS380に移行すると、作成平面と、作成平面以外の全ての既存平面との間で交差判定が行われたか否かを判断する。ここで、全ての既存平面との間で交差判定が行われていない場合には、S310に移行する。一方、全ての既存平面との間で交差判定が行われた場合には、交線・交点算出処理を終了する。 Then, in S380, it is determined whether or not the intersection has been determined between the creation plane and all existing planes other than the creation plane. Here, when the intersection determination is not performed with all the existing planes, the process proceeds to S310. On the other hand, when the intersection is determined with respect to all the existing planes, the intersection / intersection calculation processing ends.
次に、S70で実行される境界設定処理の手順を説明する。
境界設定処理が実行されると、制御部15は、図10に示すように、まず、S510にて、登録された既存平面のうち、今回の境界設定処理において選択されていない既存平面を1つ選択する。
Next, the procedure of the boundary setting process executed in S70 will be described.
When the boundary setting process is performed, as shown in FIG. 10, first, in S510, the control unit 15 selects one existing plane that has not been selected in the current boundary setting process from the registered existing planes. select.
そしてS520にて、S510で選択された既存平面(以下、選択平面)の境界が確定しているか否かを判断する。具体的には、選択平面が、後述する境界確定平面として登録されている場合には、選択平面の境界が確定していると判断し、選択平面が境界確定平面として登録されていない場合には、選択平面の境界が確定していないと判断する。但し、選択平面が境界確定平面として登録されている場合であっても、直近の交線・交点算出処理で算出された交線が選択平面に含まれる場合には、S520にて、選択平面の境界が確定していないと判断する。 Then, in S520, it is determined whether or not the boundary of the existing plane (hereinafter, selected plane) selected in S510 is determined. Specifically, when the selected plane is registered as a boundary determined plane described later, it is determined that the boundary of the selected plane is determined, and when the selected plane is not registered as the boundary determined plane, It is determined that the boundary of the selected plane has not been determined. However, even if the selected plane is registered as the boundary fixed plane, if the selected intersection plane includes the intersection line calculated in the latest intersection / intersection calculation process, in S520, the selected plane Judge that the boundary has not been determined.
ここで、選択平面の境界が確定している場合には、S600に移行する。一方、選択平面の境界が確定していない場合には、S530にて、選択平面の境界を設定する。以下に、選択平面の境界を設定する方法を説明する。 Here, when the boundary of the selected plane is determined, the process proceeds to S600. On the other hand, if the boundary of the selected plane has not been determined, the boundary of the selected plane is set in S530. Hereinafter, a method of setting the boundary of the selected plane will be described.
平面のままでは、三次元の面図形として扱うことができない。このため、平面上に存在する交線および交点に基づいて、閉じた領域(以下、閉合領域)となるように境界を設定する。 A plane cannot be treated as a three-dimensional surface figure. For this reason, a boundary is set based on the intersection lines and intersections existing on the plane so as to be a closed area (hereinafter, a closed area).
例えば、図11に示すように、平面Sb1上には、交線Lb1,Lb2,Lb3が存在している。そして、平面Sb1上には、交線Lb1と交線Lb2との交点Pb1と、交線Lb2と交線Lb3との交点Pb2とが存在している。しかし、交線Lb1,Lb2,Lb3は、閉合領域を形成していない。このため、境界を設定することはできない。 For example, as shown in FIG. 11, intersection lines Lb1, Lb2, and Lb3 exist on the plane Sb1. Then, on the plane Sb1, there is an intersection Pb1 between the intersection line Lb1 and the intersection line Lb2, and an intersection Pb2 between the intersection line Lb2 and the intersection line Lb3. However, the intersection lines Lb1, Lb2, and Lb3 do not form a closed region. For this reason, a boundary cannot be set.
また、平面Sb2上には、交線Lb11,Lb12,Lb13,Lb14が存在している。そして、平面Sb2上には、交点Pb11,Pb12,Pb13,Pb14が存在している。交点Pb11は、交線Lb11と交線Lb12との交点である。交点Pb12は、交線Lb12と交線Lb13との交点である。交点Pb13は、交線Lb13と交線Lb14との交点である。交点Pb14は、交線Lb14と交線Lb11との交点である。この場合には、交線Lb11,Lb12,Lb13,Lb14は、閉合領域Rb1を形成している。このため、境界を設定することができる。 The intersection lines Lb11, Lb12, Lb13, Lb14 exist on the plane Sb2. The intersection points Pb11, Pb12, Pb13, and Pb14 exist on the plane Sb2. The intersection Pb11 is an intersection between the intersection line Lb11 and the intersection line Lb12. The intersection Pb12 is an intersection between the intersection line Lb12 and the intersection line Lb13. The intersection Pb13 is an intersection between the intersection line Lb13 and the intersection line Lb14. The intersection Pb14 is an intersection between the intersection line Lb14 and the intersection line Lb11. In this case, the intersection lines Lb11, Lb12, Lb13, Lb14 form a closed region Rb1. Therefore, a boundary can be set.
また、平面Sb3上には、交線Lb21,Lb22,Lb23,Lb24,Lb25,Lb26が存在している。そして、平面Sb3上には、交点Pb21,Pb22,Pb23,Pb24,Pb25,Pb26,Pb27,Pb28,Pb29が存在している。 The intersection lines Lb21, Lb22, Lb23, Lb24, Lb25, Lb26 exist on the plane Sb3. The intersection points Pb21, Pb22, Pb23, Pb24, Pb25, Pb26, Pb27, Pb28, and Pb29 exist on the plane Sb3.
交点Pb21は、交線Lb21と交線Lb22との交点である。交点Pb22は、交線Lb22と交線Lb23との交点である。交点Pb23は、交線Lb23と交線Lb24との交点である。交点Pb24は、交線Lb24と交線Lb21との交点である。 The intersection Pb21 is an intersection between the intersection line Lb21 and the intersection line Lb22. The intersection Pb22 is an intersection between the intersection line Lb22 and the intersection line Lb23. The intersection Pb23 is an intersection between the intersection line Lb23 and the intersection line Lb24. The intersection Pb24 is an intersection between the intersection line Lb24 and the intersection line Lb21.
交点Pb25は、交線Lb21と交線Lb25との交点である。交点Pb26は、交線Lb22と交線Lb26との交点である。交点Pb27は、交線Lb23と交線Lb25との交点である。交点Pb28は、交線Lb24と交線Lb26との交点である。交点Pb29は、交線Lb25と交線Lb26との交点である。 The intersection Pb25 is an intersection between the intersection line Lb21 and the intersection line Lb25. The intersection Pb26 is an intersection between the intersection line Lb22 and the intersection line Lb26. The intersection Pb27 is an intersection between the intersection line Lb23 and the intersection line Lb25. The intersection Pb28 is an intersection between the intersection line Lb24 and the intersection line Lb26. The intersection Pb29 is an intersection between the intersection line Lb25 and the intersection line Lb26.
この場合には、交線Lb21,Lb22,Lb23,Lb24は、閉合領域Rb2を形成している。このため、境界を設定することができる。但し、閉合領域Rb2内を通る交線Lb25,Lb26が存在しているため、境界を一つに決めることができない。 In this case, the intersection lines Lb21, Lb22, Lb23, Lb24 form a closed region Rb2. Therefore, a boundary can be set. However, since the intersection lines Lb25 and Lb26 passing through the closed region Rb2 exist, the boundary cannot be determined as one.
境界を設定するには、まず、平面上に存在する交線から、交線上に存在する交点に基づいて線分を抽出する。具体的には、交線上に存在する複数の交点のうち、2交点間の距離が最も長くなる2つの交点を選択し、選択した2つの交点を結ぶ直線を線分とする。なお、交点の接合関係に応じて、閉合領域が最も大きくなるように、境界を設定する。 In order to set a boundary, first, a line segment is extracted from intersections existing on a plane based on intersections existing on the intersections. Specifically, among a plurality of intersections existing on the intersection, two intersections having the longest distance between the two intersections are selected, and a straight line connecting the selected two intersections is defined as a line segment. In addition, the boundary is set so that the closed region becomes the largest according to the joining relationship of the intersections.
例えば、平面Sb2では、交線Lb11から、交点Pb11と交点Pb14とを結ぶ線分が抽出される。同様に、交線Lb12から、交点Pb11と交点Pb12とを結ぶ線分が抽出される。また、交線Lb13から、交点Pb12と交点Pb13とを結ぶ線分が抽出される。また、交線Lb14から、交点Pb13と交点Pb14とを結ぶ線分が抽出される。そして、抽出された4つの線分を境界として設定する。 For example, on the plane Sb2, a line segment connecting the intersection Pb11 and the intersection Pb14 is extracted from the intersection Lb11. Similarly, a line segment connecting the intersection Pb11 and the intersection Pb12 is extracted from the intersection Lb12. Further, a line segment connecting the intersection Pb12 and the intersection Pb13 is extracted from the intersection Lb13. Further, a line segment connecting the intersection Pb13 and the intersection Pb14 is extracted from the intersection Lb14. Then, the four extracted line segments are set as boundaries.
また、平面Sb3では、交線Lb21上に交点Pb21,Pb24,Pb25が存在している。そして、交点Pb21,Pb24,Pb25のうち、2交点間の距離が最も長くなる交点Pb21とPb24とを結ぶ線分が抽出される。同様に、交線Lb22から、交点Pb21と交点Pb22とを結ぶ線分が抽出される。また、交線Lb23から、交点Pb22と交点Pb23とを結ぶ線分が抽出される。また、交線Lb24から、交点Pb23と交点Pb24とを結ぶ線分が抽出される。そして、抽出された4つの線分を境界として設定する。 In the plane Sb3, intersection points Pb21, Pb24, and Pb25 exist on the intersection line Lb21. Then, of the intersections Pb21, Pb24, and Pb25, a line segment connecting the intersections Pb21 and Pb24 where the distance between the two intersections is the longest is extracted. Similarly, a line segment connecting the intersection Pb21 and the intersection Pb22 is extracted from the intersection Lb22. Further, a line segment connecting the intersection Pb22 and the intersection Pb23 is extracted from the intersection Lb23. Further, a line segment connecting the intersection Pb23 and the intersection Pb24 is extracted from the intersection Lb24. Then, the four extracted line segments are set as boundaries.
そして、S530の処理が終了すると、図10に示すように、S540にて、S530の処理で境界を設定することができたか否かを判断する。ここで、境界を設定することができなかった場合には、S550にて、選択平面を、境界が確定していない平面(以下、境界未確定平面)として登録し、S600に移行する。 Then, when the process of S530 is completed, as shown in FIG. 10, in S540, it is determined whether or not the boundary has been set in the process of S530. Here, if the boundary could not be set, the selected plane is registered in S550 as a plane whose boundary has not been determined (hereinafter, a boundary undetermined plane), and the process proceeds to S600.
一方、境界を設定することができた場合には、S560にて、選択平面を、境界が確定した平面(以下、境界確定平面)として登録する。そしてS570にて、選択平面上に、境界に使用された交線以外の交線(以下、未使用交線)が存在するか否かを判断する。ここで、未使用交線が存在しない場合には、S600に移行する。一方、未使用交線が存在する場合には、S580にて、選択平面の閉合領域を未使用交線により分割する。 On the other hand, if the boundary can be set, the selected plane is registered as a plane whose boundary has been determined (hereinafter, a boundary-determined plane) in S560. Then, in S570, it is determined whether or not an intersection other than the intersection used as the boundary (hereinafter, unused intersection) exists on the selected plane. Here, when there is no unused intersection, the process proceeds to S600. On the other hand, if an unused intersection exists, in S580, the closed area of the selected plane is divided by the unused intersection.
例えば、図12に示すように、平面Sb3の閉合領域Rb2は、交線Lb25,Lb26によって、分割領域Rd21,Rd22,Rd23,Rd24に分割される。分割領域Rd21は、交線Lb21,Lb22,Lb25,Lb26により囲まれる領域である。分割領域Rd22は、交線Lb22,Lb23,Lb25,Lb26により囲まれる領域である。分割領域Rd23は、交線Lb23,Lb24,Lb25,Lb26により囲まれる領域である。分割領域Rd24は、交線Lb21,Lb24,Lb25,Lb26により囲まれる領域である。 For example, as shown in FIG. 12, the closed region Rb2 on the plane Sb3 is divided into divided regions Rd21, Rd22, Rd23, and Rd24 by intersection lines Lb25 and Lb26. The divided area Rd21 is an area surrounded by the intersection lines Lb21, Lb22, Lb25, Lb26. The divided region Rd22 is a region surrounded by the intersection lines Lb22, Lb23, Lb25, and Lb26. The divided region Rd23 is a region surrounded by the intersection lines Lb23, Lb24, Lb25, and Lb26. The divided region Rd24 is a region surrounded by the intersection lines Lb21, Lb24, Lb25, and Lb26.
そして、S580の処理が終了すると、図10に示すように、S590にて、境界の有効または無効を設定する。具体的には、まず、S580で形成された複数の分割領域のうち、選択平面に対応してS210で入力された座標値により特定される3つの座標点を含む分割領域を、有効分割領域とする。そして、1または複数の有効分割領域で形成される領域を囲む線を有効境界とする。また、分割領域を囲む線のうち、有効境界に設定されなかった線を無効境界とする。 Then, when the process of S580 ends, as shown in FIG. 10, in S590, validity or invalidity of the boundary is set. Specifically, among the plurality of divided regions formed in S580, a divided region including three coordinate points specified by the coordinate values input in S210 corresponding to the selected plane is defined as an effective divided region. I do. Then, a line surrounding an area formed by one or more effective divided areas is set as an effective boundary. Further, among the lines surrounding the divided area, a line that is not set as an effective boundary is set as an invalid boundary.
例えば、図13に示すように、平面Sb3の分割領域Rd21,Rd22,Rd23,Rd24のうち、分割領域Rd22に、選択平面に対応する3つの座標点Pc1,Pc2,Pc3が含まれる場合には、分割領域Rd22を囲む4つの線分が有効境界に設定される。図13における有効境界は、以下の4つの線分である。第1の線分は、交点Pb22と交点Pb26とを結ぶ線分である。第2の線分は、交点Pb22と交点Pb27とを結ぶ線分である。第3の線分は、交点Pb27と交点Pb29とを結ぶ線分である。第4の線分は、交点Pb26と交点Pb29とを結ぶ線分である。 For example, as shown in FIG. 13, when the divided region Rd22 among the divided regions Rd21, Rd22, Rd23, and Rd24 of the plane Sb3 includes three coordinate points Pc1, Pc2, and Pc3 corresponding to the selected plane, Four line segments surrounding the divided region Rd22 are set as effective boundaries. The effective boundary in FIG. 13 is the following four line segments. The first line segment is a line segment connecting the intersection Pb22 and the intersection Pb26. The second line segment is a line segment connecting the intersection Pb22 and the intersection Pb27. The third line segment is a line segment connecting the intersection Pb27 and the intersection Pb29. The fourth line segment is a line segment connecting the intersection Pb26 and the intersection Pb29.
また、図14に示すように、平面Sb3の分割領域Rd21,Rd22,Rd23,Rd24のうち、分割領域Rd22,Rd23,Rd24に、3つの座標点Pc1,Pc2,Pc3が含まれる場合には、分割領域Rd22,Rd23,Rd24を囲む6つの線分が有効境界に設定される。図14における有効境界は、以下の6つの線分である。第1の線分は、交点Pb22と交点Pb26とを結ぶ線分である。第2の線分は、交点Pb22と交点Pb23とを結ぶ線分である。第3の線分は、交点Pb23と交点Pb24とを結ぶ線分である。第4の線分は、交点Pb24と交点Pb25とを結ぶ線分である。第5の線分は、交点Pb25と交点Pb29とを結ぶ線分である。第6の線分は、交点Pb26と交点Pb29とを結ぶ線分である。 Further, as shown in FIG. 14, when the three coordinate points Pc1, Pc2, and Pc3 are included in the divided regions Rd22, Rd23, and Rd24 among the divided regions Rd21, Rd22, Rd23, and Rd24 on the plane Sb3, the division is performed. Six line segments surrounding the regions Rd22, Rd23, and Rd24 are set as effective boundaries. The effective boundaries in FIG. 14 are the following six line segments. The first line segment is a line segment connecting the intersection Pb22 and the intersection Pb26. The second line segment is a line segment connecting the intersection Pb22 and the intersection Pb23. The third line segment is a line segment connecting the intersection Pb23 and the intersection Pb24. The fourth line segment is a line segment connecting the intersection Pb24 and the intersection Pb25. The fifth line segment is a line segment connecting the intersection Pb25 and the intersection Pb29. The sixth line segment is a line segment connecting the intersection Pb26 and the intersection Pb29.
次に、図15に示すように、壁WL11,WL12,WL13,WL14,WL15,WL16,WL17,WL18で形成された建築物BL1では、平面Sw11,Sw12,Sw13,Sw14,Sw15,Sw16,Sw17,Sw18が算出される。平面Sw11,Sw12,Sw13,Sw14,Sw15,Sw16,Sw17,Sw18はそれぞれ、壁WL11,WL12,WL13,WL14,WL15,WL16,WL17,WL18を含む平面である。 Next, as shown in FIG. 15, in the building BL1 formed by the walls WL11, WL12, WL13, WL14, WL15, WL16, WL17, WL18, the planes Sw11, Sw12, Sw13, Sw14, Sw15, Sw16, Sw17, Sw18 is calculated. The planes Sw11, Sw12, Sw13, Sw14, Sw15, Sw16, Sw17, Sw18 are planes including the walls WL11, WL12, WL13, WL14, WL15, WL16, WL17, WL18, respectively.
そして、平面Sw13において、壁WL13を画定する有効境界は、天井を含む平面との交線、床を含む平面との交線と、平面Sw12との交線と、平面Sw14との交線とにより囲まれる領域を示すように設定される。 In the plane Sw13, an effective boundary that defines the wall WL13 is defined by an intersection with the plane including the ceiling, an intersection with the plane including the floor, an intersection with the plane Sw12, and an intersection with the plane Sw14. It is set to indicate the enclosed area.
このようにして、平面Sw13において有効境界が設定されると、平面Sw13における他の境界は無効に設定されるため、図16に示すように、平面Sw18と平面Sw13とが交差しなくなる。この状態では、平面Sw18において、平面Sw11との交線と平面Sw17との交線との間に、平面Sw13との交線が配置されない。これにより、壁WL18を画定する有効境界の誤設定を抑制することができる。 When the effective boundary is set in the plane Sw13 in this way, the other boundaries in the plane Sw13 are set to be invalid, and therefore, the plane Sw18 and the plane Sw13 do not intersect as shown in FIG. In this state, in the plane Sw18, no line of intersection with the plane Sw13 is arranged between the line of intersection with the plane Sw11 and the line of intersection with the plane Sw17. This can suppress erroneous setting of the effective boundary that defines the wall WL18.
そして、S590の処理が終了すると、図10に示すように、S600にて、S510において全ての既存平面が選択されたか否かを判断する。ここで、選択されていない既存平面が存在する場合には、S510に移行する。一方、全ての既存平面が選択された場合には、境界設定処理を終了する。 Then, when the processing of S590 ends, as shown in FIG. 10, in S600, it is determined whether or not all existing planes have been selected in S510. If there is an unselected existing plane, the process proceeds to S510. On the other hand, when all the existing planes have been selected, the boundary setting processing ends.
このように構成された三次元形状作成装置1は、三次元座標で表される座標点の集合により少なくとも1つの対象建築物における表面の三次元形状を示す座標点群データから、少なくとも1つの対象建築物の三次元形状を作成する。 The three-dimensional shape creating apparatus 1 configured as described above is configured to convert at least one target object from coordinate point group data indicating the three-dimensional shape of the surface of at least one target building by a set of coordinate points represented by three-dimensional coordinates. Create a three-dimensional shape of a building.
まず、制御部15は、座標点群の中から、少なくとも1つの対象建築物の表面を形成する一つの平面に含まれる3つの座標点の座標値を取得する。
また制御部15は、取得された座標値に基づいて、3つの座標点を含む平面の方程式で(以下、平面方程式)を算出する。
First, the control unit 15 acquires coordinate values of three coordinate points included in one plane forming the surface of at least one target building from the group of coordinate points.
Further, the control unit 15 calculates a plane equation (hereinafter, plane equation) including three coordinate points based on the acquired coordinate values.
また制御部15は、算出された複数の平面方程式に基づいて、平面方程式が算出された複数の平面が交わる交線の方程式(以下、交線方程式)を算出する。
そして制御部15は、算出された複数の交線方程式に基づいて、交線方程式が算出された複数の交線が交わる交点の座標値を算出する。
Further, the control unit 15 calculates an equation of an intersecting line (hereinafter, an intersecting line equation) at which the plurality of planes for which the plane equations are calculated intersect based on the calculated plurality of plane equations.
Then, the control unit 15 calculates a coordinate value of an intersection where the plurality of intersection lines for which the intersection equation is calculated intersects, based on the calculated plurality of intersection line equations.
このように三次元形状作成装置1は、一つの平面について3つの座標点の座標値を特定することにより、対象建築物の表面を形成する複数の平面を作成することができる。そして、三次元形状作成装置1は、作成した複数の平面が交わる交線を作成することができる。これにより、三次元形状作成装置1は、作成した複数の交線が交わる交点を特定することができる。 As described above, the three-dimensional shape creation device 1 can create a plurality of planes forming the surface of the target building by specifying the coordinate values of three coordinate points for one plane. Then, the three-dimensional shape creation device 1 can create an intersection line where the created planes intersect. Thereby, the three-dimensional shape creation device 1 can specify an intersection point where the created plurality of intersection lines intersect.
このため、三次元形状作成装置1は、対象建築物の頂点を実際に計測することなく、対象物の頂点の位置を特定することができ、対象建築物の三次元形状の作成を容易にすることができる。 For this reason, the three-dimensional shape creation device 1 can specify the position of the vertex of the target object without actually measuring the vertex of the target building, and facilitates the generation of the three-dimensional shape of the target building. be able to.
また制御部15は、平面方程式が算出された複数の平面のそれぞれについて、平面上に存在する複数の交線により囲まれる最大の領域を閉合領域として作成する。さらに制御部15は、作成された閉合領域を、平面上に存在する複数の交線により分割して、複数の分割領域を作成する。 Further, the control unit 15 creates, for each of the plurality of planes for which the plane equations have been calculated, a maximum region surrounded by a plurality of intersection lines existing on the plane as a closed region. Further, the control unit 15 divides the created closed region by a plurality of intersection lines existing on a plane to create a plurality of divided regions.
また制御部15は、作成された複数の分割領域のうち、取得された座標値に対応する座標点を含む分割領域を有効分割領域として設定する。そして制御部15は、設定された1または複数の有効分割領域を囲む線を、有効境界として設定する。 In addition, the control unit 15 sets a divided region including a coordinate point corresponding to the acquired coordinate value among the plurality of created divided regions as an effective divided region. Then, the control unit 15 sets a line surrounding the set one or more effective divided areas as an effective boundary.
このように三次元形状作成装置1は、平面上に存在する複数の交線によって囲まれる領域(すなわち、分割領域)のうち、対象建築物の表面を形成する平面ではない領域が、対象建築物の表面を形成する平面であると特定されてしまう事態の発生を抑制することができる。 As described above, the three-dimensional shape creation device 1 determines that, among the regions (i.e., the divided regions) surrounded by the plurality of intersections existing on the plane, the region that is not the plane that forms the surface of the target building is the target building. Can be prevented from being specified as a plane that forms the surface of (1).
また制御部15は、交線方程式が算出された複数の交線のうち、有効境界に設定されなかった部分を無効に設定する。
このように三次元形状作成装置1は、交線方程式が算出された交線において、対象建築物の表面上に実際に存在していない部分を除外することができる。これにより、三次元形状作成装置1は、有効境界の設定が行われていない平面において有効境界の設定を行う場合に、平面上に存在する複数の交線のうち、既に無効にされた部分を除外して、複数の分割領域を作成することができる。すなわち、三次元形状作成装置1は、対象建築物の表面上に実際に存在していない線を用いて、分割領域を作成する頻度を低減することができる。このため、三次元形状作成装置1は、平面上に存在する複数の交線によって囲まれる領域(すなわち、分割領域)のうち、対象建築物の表面を形成する平面ではない領域が、対象建築物の表面を形成する平面であると特定されてしまう事態の発生を更に抑制することができる。
In addition, the control unit 15 sets a part of the plurality of intersections for which the intersection equation is calculated, which is not set as an effective boundary, to be invalid.
As described above, the three-dimensional shape creating apparatus 1 can exclude a part that does not actually exist on the surface of the target building from the intersection line where the intersection line equation is calculated. Thereby, when setting the effective boundary on a plane on which the effective boundary has not been set, the three-dimensional shape creating apparatus 1 replaces the already invalidated portion of the plurality of intersection lines existing on the plane with each other. By excluding, a plurality of divided areas can be created. In other words, the three-dimensional shape creation device 1 can reduce the frequency of creating a divided region using a line that does not actually exist on the surface of the target building. For this reason, the three-dimensional shape creation device 1 determines that the area that is not the plane that forms the surface of the target building, out of the area surrounded by the plurality of intersection lines existing on the plane (that is, the divided area), Can be further suppressed from being specified as a plane that forms the surface of (1).
このようにして、三次元形状作成装置1は、図17に示すように、複数の平面が交わる交線と、複数の交線が交わる交点とに基づいて、対象建築物の表面を示す三次元形状を作成することができる。 In this way, as shown in FIG. 17, the three-dimensional shape creation device 1 generates a three-dimensional shape indicating the surface of the target building based on the intersection line where the plurality of planes intersect and the intersection point where the plurality of intersection lines intersect. Shapes can be created.
以上説明した実施形態において、S210は座標値取得部としての処理に相当し、S230は平面算出部としての処理に相当し、S330は交線算出部としての処理に相当し、S350は交点算出部としての処理に相当し、対象建築物は対象物に相当する。 In the embodiment described above, S210 corresponds to a process as a coordinate value acquiring unit, S230 corresponds to a process as a plane calculating unit, S330 corresponds to a process as an intersection calculating unit, and S350 corresponds to an intersection calculating unit. , And the target building corresponds to the target.
また、S530は閉合領域作成部としての処理に相当し、S580は分割領域作成部としての処理に相当し、S590は有効設定部、無効設定部および境界設定部としての処理に相当する。 S530 corresponds to processing as a closed region creation unit, S580 corresponds to processing as a divided region creation unit, and S590 corresponds to processing as a valid setting unit, an invalid setting unit, and a boundary setting unit.
また、S210は座標値取得手順としての処理に相当し、S230は平面算出手順としての処理に相当し、S330は交線算出手順としての処理に相当し、S350は交点算出手順としての処理に相当し、三次元形状作成プログラム20は三次元形状作成プログラムに相当する。 Also, S210 corresponds to a process as a coordinate value acquisition procedure, S230 corresponds to a process as a plane calculation procedure, S330 corresponds to a process as an intersection calculation procedure, and S350 corresponds to a process as an intersection calculation procedure. However, the three-dimensional shape creation program 20 corresponds to a three-dimensional shape creation program.
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
例えば上記実施形態では、3点の座標値が入力される形態を示したが、4点以上の座標値が入力されるようにしてもよい。
As described above, one embodiment of the present disclosure has been described, but the present disclosure is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.
For example, in the above-described embodiment, the mode in which three coordinate values are input has been described, but four or more coordinate values may be input.
上記実施形態では、対象建築物の座標点群データがレーザスキャナを利用して取得された形態を示したが、座標点群データが測量機を利用して取得されるようにしてもよい。
上記実施形態では、表示ソフトウェアのカメラポジションを表示ソフトウェアから自動的に取得して視点座標値として入力する形態を示した。しかし、座標点群データが測量機を利用して取得される場合には、測量機が設置された位置を視点座標値として手動で入力するようにするとよい。
In the above embodiment, the form in which the coordinate point cloud data of the target building is obtained by using the laser scanner is described. However, the coordinate point cloud data may be obtained by using a surveying instrument.
In the above embodiment, the form in which the camera position of the display software is automatically acquired from the display software and input as the viewpoint coordinate value has been described. However, when the coordinate point group data is acquired using a surveying instrument, it is preferable to manually input the position where the surveying instrument is installed as the viewpoint coordinate value.
また、例えば図18に示すように、壁WL11〜WL18で形成された建築物BL1では、平面Sw11〜Sw18が算出される。そして、平面Sw18上には、天井を含む平面との交線、床を含む平面との交線と、平面Sw11との交線と、平面Sw13との交線と、平面Sw17との交線と、平面Sw15とが存在する。なお、壁WL18に対応する領域は、天井を含む平面との交線、床を含む平面との交線と、平面Sw11との交線と、平面Sw17との交線とにより囲まれる領域である。 In addition, for example, as illustrated in FIG. 18, in a building BL1 formed by the walls WL11 to WL18, the planes Sw11 to Sw18 are calculated. Then, on the plane Sw18, an intersection with the plane including the ceiling, an intersection with the plane including the floor, an intersection with the plane Sw11, an intersection with the plane Sw13, and an intersection with the plane Sw17. , A plane Sw15. The area corresponding to the wall WL18 is an area surrounded by an intersection with the plane including the ceiling, an intersection with the plane including the floor, an intersection with the plane Sw11, and an intersection with the plane Sw17. .
これに対して、図19に示すように、平面Sw18に対応する3つの座標点が、天井を含む平面との交線、床を含む平面との交線と、平面Sw11との交線と、平面Sw13との交線とにより囲まれる領域Re1内に含まれると、壁WL18を有効境界によって正しく設定することができない。 On the other hand, as shown in FIG. 19, the three coordinate points corresponding to the plane Sw18 are the intersection line with the plane including the ceiling, the intersection line with the plane including the floor, and the intersection line with the plane Sw11. If the wall WL18 is included in the region Re1 surrounded by the intersection with the plane Sw13, the wall WL18 cannot be correctly set by the effective boundary.
また、平面Sw18に対応する3つの座標点が、天井を含む平面との交線、床を含む平面との交線と、平面Sw13との交線と、平面Sw17との交線とにより囲まれる領域Re2内に含まれると、壁WL18を有効境界によって正しく設定することができない。 Also, three coordinate points corresponding to the plane Sw18 are surrounded by an intersection with the plane including the ceiling, an intersection with the plane including the floor, an intersection with the plane Sw13, and an intersection with the plane Sw17. If it is included in the region Re2, the wall WL18 cannot be correctly set by the effective boundary.
一方、平面Sw18に対応する3つの座標点が、天井を含む平面との交線、床を含む平面との交線と、平面Sw11との交線と、平面Sw17との交線とにより囲まれる領域Re3内に含まれると、壁WL18を有効境界によって正しく設定することができる。 On the other hand, three coordinate points corresponding to the plane Sw18 are surrounded by an intersection with the plane including the ceiling, an intersection with the plane including the floor, an intersection with the plane Sw11, and an intersection with the plane Sw17. When included in the region Re3, the wall WL18 can be correctly set by the effective boundary.
このため、有効境界を正しく設定することができない場合には、三次元形状作成装置1の使用者が、キーボードおよびマウスを介した入力操作により手動で、境界の有効または無効を設定することができるようにしてもよい。 For this reason, when the effective boundary cannot be set correctly, the user of the three-dimensional shape creating apparatus 1 can manually set the validity or invalidity of the boundary by an input operation through the keyboard and the mouse. You may do so.
また、上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。 Further, the function of one component in the above embodiment may be shared between a plurality of components, or the function of a plurality of components may be exhibited by one component. Further, a part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Further, at least a part of the configuration of the above-described embodiment may be added to or replaced with the configuration of another above-described embodiment.
上述した三次元形状作成装置1の他、当該三次元形状作成装置1を構成要素とするシステム、当該三次元形状作成装置1としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、三次元形状作成方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。 In addition to the three-dimensional shape creation device 1 described above, a system including the three-dimensional shape creation device 1 as a component, a program for causing a computer to function as the three-dimensional shape creation device 1, a medium storing the program, a three-dimensional The present disclosure can be realized in various forms such as a shape creation method.
1…三次元形状作成装置、15…制御部、20…三次元形状作成プログラム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Three-dimensional shape creation apparatus, 15 ... Control part, 20 ... Three-dimensional shape creation program
Claims (5)
前記座標点群の中から、前記少なくとも1つの対象物の表面を形成する一つの平面に含まれる3つ以上の前記座標点の座標値を取得するように構成された座標値取得部と、
前記座標値取得部により取得された前記座標値に基づいて、3つ以上の前記座標点を含む前記平面の方程式である平面方程式を算出するように構成された平面算出部と、
前記平面算出部により算出された複数の前記平面方程式に基づいて、前記平面算出部により前記平面方程式が算出された複数の前記平面が交わる交線の方程式である交線方程式を算出するように構成された交線算出部と、
前記交線算出部により算出された複数の前記交線方程式に基づいて、前記交線算出部により前記交線方程式が算出された複数の前記交線が交わる交点の座標値を算出するように構成された交点算出部と
を備える三次元形状作成装置。 A three-dimensional shape creating apparatus for creating a three-dimensional shape of the at least one object from data of a coordinate point group indicating a three-dimensional shape of a surface of at least one object by a set of coordinate points represented by three-dimensional coordinates And
A coordinate value acquisition unit configured to acquire coordinate values of three or more of the coordinate points included in one plane forming the surface of the at least one object, from the coordinate point group;
A plane calculating unit configured to calculate a plane equation that is an equation of the plane including three or more of the coordinate points based on the coordinate values acquired by the coordinate value acquiring unit;
Based on the plurality of plane equations calculated by the plane calculation unit, the plane calculation unit is configured to calculate an intersection equation that is an equation of an intersection line where the planes calculated by the plane calculation unit intersect. Intersection line calculation unit,
Based on the plurality of intersection equations calculated by the intersection calculation unit, a coordinate value of an intersection of the plurality of intersections calculated by the intersection calculation unit by the intersection calculation unit is calculated. A three-dimensional shape creating device, comprising:
前記平面算出部により前記平面方程式が算出された複数の前記平面のそれぞれについて、前記平面上に存在する複数の前記交線により囲まれる最大の領域を閉合領域として作成するように構成された閉合領域作成部と、
前記閉合領域作成部により作成された前記閉合領域を、前記平面上に存在する複数の前記交線により分割して、複数の分割領域を作成するように構成された分割領域作成部と、
前記分割領域作成部により作成された複数の前記分割領域のうち、前記座標値取得部により取得された前記座標値に対応する前記座標点を含む前記分割領域を有効分割領域として設定するように構成された有効設定部と、
前記有効設定部により設定された1または複数の前記有効分割領域を囲む線を、有効境界として設定するように構成された境界設定部と
を備える三次元形状作成装置。 The three-dimensional shape creation device according to claim 1,
For each of the plurality of planes for which the plane equation has been calculated by the plane calculation unit, a closed region configured to create a maximum region surrounded by the plurality of intersections existing on the plane as a closed region. A creation department;
The closed region created by the closed region creating unit, divided by a plurality of the intersection lines present on the plane, a divided region creating unit configured to create a plurality of divided regions,
The plurality of divided regions created by the divided region creating unit are configured to set the divided region including the coordinate point corresponding to the coordinate value acquired by the coordinate value acquiring unit as an effective divided region. Enabled setting section,
A boundary setting unit configured to set, as an effective boundary, a line surrounding one or a plurality of the effective divided regions set by the effective setting unit.
前記交線算出部により前記交線方程式が算出された複数の前記交線のうち、前記境界設定部により前記有効境界に設定されなかった部分を無効に設定するように構成された無効設定部を備える三次元形状作成装置。 The three-dimensional shape creation device according to claim 2,
Among the plurality of intersections for which the intersection equation has been calculated by the intersection calculation unit, an invalid setting unit configured to invalidate a part that has not been set as the valid boundary by the boundary setting unit. Three-dimensional shape creation device equipped.
前記座標点群の中から、前記少なくとも1つの対象物の表面を形成する一つの平面に含まれる3つ以上の前記座標点の座標値を取得する座標値取得手順と、
前記座標値取得手順により取得された前記座標値に基づいて、3つ以上の前記座標点を含む前記平面の方程式である平面方程式を算出する平面算出手順と、
前記平面算出手順により算出された複数の前記平面方程式に基づいて、前記平面算出手順により前記平面方程式が算出された複数の前記平面が交わる交線の方程式である交線方程式を算出する交線算出手順と、
前記交線算出手順により算出された複数の前記交線方程式に基づいて、前記交線算出手順により前記交線方程式が算出された複数の前記交線が交わる交点の座標値を算出する交点算出手順と
を備える三次元形状作成方法。 A three-dimensional shape creating method for creating a three-dimensional shape of the at least one object from data of a coordinate point group indicating a three-dimensional shape of a surface of at least one object by a set of coordinate points represented by three-dimensional coordinates And
A coordinate value acquiring step of acquiring coordinate values of three or more of the coordinate points included in one plane forming the surface of the at least one object from the coordinate point group;
A plane calculating step of calculating a plane equation that is an equation of the plane including three or more of the coordinate points based on the coordinate values acquired by the coordinate value acquiring step;
Based on the plurality of plane equations calculated by the plane calculation procedure, an intersection calculation is performed to calculate an intersection equation that is an equation of an intersection of the plurality of planes whose plane equations are calculated by the plane calculation procedure. Instructions,
An intersection calculation step of calculating, based on the plurality of intersection equations calculated by the intersection calculation procedure, coordinate values of intersections at which the plurality of intersections calculated by the intersection calculation procedure intersect. A method for creating a three-dimensional shape, comprising:
前記座標点群の中から、前記少なくとも1つの対象物の表面を形成する一つの平面に含まれる3つ以上の前記座標点の座標値を取得するように構成された座標値取得部、
前記座標値取得部により取得された前記座標値に基づいて、3つ以上の前記座標点を含む前記平面の方程式である平面方程式を算出するように構成された平面算出部、
前記平面算出部により算出された複数の前記平面方程式に基づいて、前記平面算出部により前記平面方程式が算出された複数の前記平面が交わる交線の方程式である交線方程式を算出するように構成された交線算出部、及び、
前記交線算出部により算出された複数の前記交線方程式に基づいて、前記交線算出部により前記交線方程式が算出された複数の前記交線が交わる交点の座標値を算出するように構成された交点算出部と
として機能させるための三次元形状作成プログラム。 A computer configured to generate a three-dimensional shape of the at least one object from data of a set of coordinate points indicating a three-dimensional shape of a surface of at least one object by a set of coordinate points represented by three-dimensional coordinates; ,
A coordinate value acquiring unit configured to acquire coordinate values of three or more of the coordinate points included in one plane forming the surface of the at least one object from the coordinate point group;
A plane calculation unit configured to calculate a plane equation that is an equation of the plane including three or more of the coordinate points based on the coordinate values acquired by the coordinate value acquisition unit;
Based on the plurality of plane equations calculated by the plane calculation unit, the plane calculation unit is configured to calculate an intersection equation that is an equation of an intersection line where the planes calculated by the plane calculation unit intersect. Intersection line calculation unit, and
Based on the plurality of intersection equations calculated by the intersection calculation unit, a coordinate value of an intersection of the plurality of intersections calculated by the intersection calculation unit by the intersection calculation unit is calculated. 3D shape creation program to function as the intersection calculation unit.
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112597574A (en) * | 2020-12-21 | 2021-04-02 | 福建汇川物联网技术科技股份有限公司 | Construction method and device of building information model |
| CN113886932A (en) * | 2021-10-25 | 2022-01-04 | 上海品览数据科技有限公司 | Automatic wire breaking method for wire connection of CAD electrical drawing |
| CN114049441A (en) * | 2021-11-16 | 2022-02-15 | 中建八局第二建设有限公司 | Perforated plate processing and combining method based on coordinate system |
| WO2022060064A1 (en) * | 2020-09-15 | 2022-03-24 | 김학민 | Method for coordinating location in three-dimensional space by using solid figure |
| JP2022155086A (en) * | 2021-03-30 | 2022-10-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Integrated data generation system, construction work support system, integrated data generation method, construction work support method, and program |
| CN115330927A (en) * | 2021-05-10 | 2022-11-11 | 福建汇川物联网技术科技股份有限公司 | Three-dimensional modeling method and device based on image, electronic equipment and storage medium |
| CN115641436A (en) * | 2022-09-23 | 2023-01-24 | 杭州华橙软件技术有限公司 | Method, device and robot device for region segmentation |
| WO2024262237A1 (en) * | 2023-06-20 | 2024-12-26 | 株式会社日立製作所 | Information sharing system |
| CN120429938A (en) * | 2025-07-07 | 2025-08-05 | 中南大学 | A method for constructing a universal three-dimensional potential sliding surface model of slopes under rotation mode |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012103134A (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Topcon Corp | Structure model creation apparatus and method thereof |
| JP2015072176A (en) * | 2013-10-02 | 2015-04-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Dimension measuring device, dimension measuring method, dimension measuring system, program |
| JP2015165420A (en) * | 2013-05-31 | 2015-09-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Modeling device, three-dimensional model generation apparatus, modeling method, program and layout simulator |
-
2018
- 2018-09-28 JP JP2018184782A patent/JP7187234B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012103134A (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Topcon Corp | Structure model creation apparatus and method thereof |
| JP2015165420A (en) * | 2013-05-31 | 2015-09-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Modeling device, three-dimensional model generation apparatus, modeling method, program and layout simulator |
| JP2015072176A (en) * | 2013-10-02 | 2015-04-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Dimension measuring device, dimension measuring method, dimension measuring system, program |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022060064A1 (en) * | 2020-09-15 | 2022-03-24 | 김학민 | Method for coordinating location in three-dimensional space by using solid figure |
| US12400397B2 (en) | 2020-09-15 | 2025-08-26 | Hak Min Kim | Method for coordinating location in three-dimensional space by using solid figure |
| CN112597574A (en) * | 2020-12-21 | 2021-04-02 | 福建汇川物联网技术科技股份有限公司 | Construction method and device of building information model |
| WO2022134328A1 (en) * | 2020-12-21 | 2022-06-30 | 福建汇川物联网技术科技股份有限公司 | Construction method and apparatus for building information model |
| CN112597574B (en) * | 2020-12-21 | 2024-04-16 | 福建汇川物联网技术科技股份有限公司 | Construction method and device of building information model |
| JP2022155086A (en) * | 2021-03-30 | 2022-10-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Integrated data generation system, construction work support system, integrated data generation method, construction work support method, and program |
| CN115330927A (en) * | 2021-05-10 | 2022-11-11 | 福建汇川物联网技术科技股份有限公司 | Three-dimensional modeling method and device based on image, electronic equipment and storage medium |
| CN113886932A (en) * | 2021-10-25 | 2022-01-04 | 上海品览数据科技有限公司 | Automatic wire breaking method for wire connection of CAD electrical drawing |
| CN114049441A (en) * | 2021-11-16 | 2022-02-15 | 中建八局第二建设有限公司 | Perforated plate processing and combining method based on coordinate system |
| CN115641436A (en) * | 2022-09-23 | 2023-01-24 | 杭州华橙软件技术有限公司 | Method, device and robot device for region segmentation |
| WO2024262237A1 (en) * | 2023-06-20 | 2024-12-26 | 株式会社日立製作所 | Information sharing system |
| CN120429938A (en) * | 2025-07-07 | 2025-08-05 | 中南大学 | A method for constructing a universal three-dimensional potential sliding surface model of slopes under rotation mode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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